觸摸屏背后的故事：喬布斯讓其“咸魚翻身”

　　僅僅是在5年前，觸摸屏對于絕大多數(shù)國人來說，還是一個遙遠而陌生的概念。很多人第一次親身接觸到觸摸屏設備還是在北京奧運會的各大場館中，只要在屏幕上輕點圖標就能獲取自己所需要的信息，的確令人印象深刻。然而，有誰能想到，5年后的今天，隨著智能手機和平板電腦的普及，觸摸屏已經(jīng)成為了我們生活中不可或缺的重要組成部分。那么，這一切到底是怎么發(fā)生的呢?

　　一個大學年輕教師的奇思妙想

　　盡管觸摸屏已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面，但這項技術總是給人以高端大氣上檔次的感覺。可很少有人知道，最初發(fā)明這項技術的美國人塞繆爾·赫斯特只不過是一個平凡的大學教師。

　　1971年，赫斯特還是肯塔基大學研究基金會的一名青年教師。當時，正好是美國戰(zhàn)后的嬰兒潮一代扎堆兒上大學的時候，大學里人滿為患，教師的工作量成倍增加。面對堆積如山的教學工作，赫斯特決定開發(fā)一種新技術來提高工作效率。于是，他便將自家的三間地下室改造成了實驗室兼手工作坊。經(jīng)過數(shù)月的不懈努力，他終于開發(fā)出了一款觸摸傳感器。赫斯特將其命名為“AccuTouch”，它的基本功能是通過把圖形磨具壓在感應平板上，或者用筆在感應平板上施加壓力，就能將圖像數(shù)據(jù)數(shù)字化存儲。這么看起來，這個東西更像是現(xiàn)在計算機輔助設計領域常見的繪圖板。但這項發(fā)明卻實實在在地為后來透明觸摸屏的發(fā)展奠定了基礎。

　　3年后，塞繆爾·赫斯特終于研制出了真正意義上的透明觸摸屏。當年的美國《工業(yè)研究》雜志就把觸摸屏技術評為“最重要的100項新技術產(chǎn)品”之一。此后不久，塞繆爾·赫斯特便成立了自己的公司，并和德國西門子公司合作，不斷完善這項技術。

　　首先引起美國軍方的興趣

　　觸摸屏技術最早引來的是美國軍方的注意。軍方為什么會對觸摸屏如此感興趣呢?原來，從20世紀50年代末開始，美國軍方就致力于研究利用計算機技術提高武器火控系統(tǒng)的精度。但是，當時的電子計算機普遍存在體積龐大、系統(tǒng)復雜等缺陷，要把它裝到飛機、坦克和軍艦上去，就必須實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的小型化和集成化。而觸摸屏實現(xiàn)了計算機輸入與輸出系統(tǒng)的一體化，使計算機系統(tǒng)得以簡化，有效提高了計算機火控系統(tǒng)的可靠性和可維護性。因而，在整個20世紀70年代，觸摸屏技術幾乎被軍方徹底壟斷。

　　直到1982年，赫斯特的公司在美國舉辦的一次科技展會上展出了33臺安裝了觸摸屏的電視機，平民百姓才第一次親手“摸”到神奇的觸摸屏。不過，對于電視這樣的單向媒體而言，觸摸屏顯得昂貴而多余。觸摸屏要真正走入普通大眾的生活，還有漫長的商業(yè)化道路要走。

　　最早的電腦觸摸屏好似畫蛇添足

　　1983年，惠普推出了第一臺面向商業(yè)市場的觸摸屏電腦—HP150。其實，除去觸摸屏之外，HP150幾乎就是一臺爛俗到極點的IBMPC兼容機。

　　HP150搭載的名為紅外線觸摸屏。這種觸摸屏是在顯示屏的四周安放一個框架，框架的兩邊一邊安放發(fā)光二極管，另一邊安裝紅外線探測器，這樣就在顯示屏的表面形成了一個由紅外線組成的柵格。當有任何物體進入這個柵格時，光線會被阻擋，紅外線探測器會收到變化的信號，控制器就可以確定觸摸的位置坐標。這種觸摸屏在當時看來最大的特點就是原理相對簡單、造價相對低廉。惠普的工程師們選用這種觸摸屏，顯然是想讓HP150盡可能價廉物美。

　　但事實上，觸摸屏這個亮點并沒有給HP150帶來多少人氣，原因無他—沒有必要。因為它所搭載的MS-DOS本質上是一種字符操作系統(tǒng)，即便搭載了觸摸屏顯示器，絕大多數(shù)操作也還是要通過鍵盤操作。而用戶還必須為沒有太多實用價值的觸摸屏支付額外的成本，自然絕大多數(shù)消費者都會望而卻步。

　　蘋果“牛頓計劃”差點半途而廢

　　在HP150如流星般隕落后不久，曾經(jīng)在消費電子領域創(chuàng)造了無數(shù)奇跡的蘋果公司便給觸摸屏找到了一個用武之地。不過，這件事跟大名鼎鼎的“喬幫主”史蒂夫·喬布斯無關。

　　那是喬布斯在蘋果內(nèi)部權力斗爭中失敗，黯然離開蘋果公司一年多以后，工程師史蒂夫·薩科曼也向公司高層表達了離職的意向。與對待喬布斯的斷然與決絕不同，時任蘋果總裁的約翰·斯高利對薩科曼青睞有加，極力挽留，并許諾他可以完全按照自己的意愿去開發(fā)一款新產(chǎn)品。其實，這也是斯高利在蘋果公司內(nèi)部“去喬布斯化”的重要一招。

　　薩科曼在喬布斯去職前曾有一個名為“Macintosh手機”智能電話開發(fā)項目。不過，這個項目隨著喬布斯的去職而擱淺。而在得到斯高利的首肯后，薩科曼領導著一個名為“牛頓”的開發(fā)團隊投入了緊張的研發(fā)工作之中。其實，薩科曼最初對“牛頓”的期許與二十年后問世的iPad有異曲同工之妙，那就是徹底改變?nèi)藗兪褂秒娔X的方式。但這時掌舵蘋果的約翰·斯高利充其量不過是個缺乏想象力的職業(yè)經(jīng)理人，漸漸地，薩科曼身上那種與喬布斯類似的“賽博朋克”風格讓斯高利頗為不悅，而大大落后于時間表的研發(fā)進度也讓斯高利失去了耐心。于是，他毫不猶豫地踢走了薩科曼，并準備解散“牛頓”團隊。

　　然而，人算不如天算。恰在此時，微軟發(fā)布了Windows3.0圖形操作系統(tǒng)，宣告了PC的圖形操作系統(tǒng)時代到來。斯高利急需一種全新的產(chǎn)品來扭轉局面。于是，“牛頓”項目幾乎是從斷頭臺上僥幸逃生。

　　電阻式觸摸屏表現(xiàn)不如人意

　　1993年，蘋果公司的掌上電腦“AppleNewton”正式上市。事實上，這款產(chǎn)品的正式名稱是“MessagePad”，“牛頓”這個名字則來自它使用的操作系統(tǒng)“NewtonOS”。“牛頓”系列毫無疑問在消費電子領域最先打開局面的一款觸摸屏電腦，其使用的是源于塞繆爾·赫斯特的電阻屏技術。

　　電阻式觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面配合的電阻薄膜屏，它是一種多層的復合薄膜，由一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧化金屬導電層，其中含有兩層透明導體，上面覆蓋有一層光滑防刮的塑料層作為保護層。在兩層導電層之間有許多細小的透明隔點，把兩層導電層隔開絕緣，并在兩層導體工作面的邊線上各涂有一條銀膠，一端加電壓，另一端接地，這樣就可以在工作面的一個方向上形成均勻連續(xù)的平等電壓分布。當手指或觸端觸及屏幕時，兩層導電層在觸點位置就有了接觸，壓力使兩層導電層在接點位置產(chǎn)生了一個接觸，因為在兩層導電體之間加有電壓，經(jīng)電阻分壓，在不同的觸點上就會有不同的電流流動，控制裝置就能分辨出顯示屏上施加了壓力的那個點的坐標。

　　在當時的技術條件下，“牛頓”電腦率先實現(xiàn)了手寫識別功能，并預置了Notes、Names、Dates等多種個人資料輔助管理軟件。斯高利后來將“牛頓”定位為“個人數(shù)字助理”(PDA：PersonalDigitalAssistan)，希望以此打開高端商務市場。但PDA的概念一出，跟風產(chǎn)品便在市場上泛濫開來。在一場混亂的價格戰(zhàn)中，“牛頓”敗走麥城，蘋果公司也幾乎因此走到了破產(chǎn)的邊緣。

　　就在“牛頓”上市的同一年，綽號“藍色巨人”的IBM公司與貝爾電話(南方)公司合作推出了帶觸摸屏的IBMSimon手機。這是歷史上第一款真正意義的觸摸屏智能手機。在此后的近十年時間里，以摩托羅拉為代表的各大手機廠商都推出過觸摸屏手機。但是，無論是從成本、耐用性、可維護性還是使用習慣上看，觸摸屏手機比之普通的按鍵手機都沒有明顯的優(yōu)勢。這種局面直到“喬幫主”攜iPhone手機臨世，才被徹底改變。

　　喬布斯iPhone讓觸摸屏咸魚翻身

　　關于“喬幫主”史蒂夫·喬布斯在1997年重回蘋果，并將這家瀕臨破產(chǎn)的小公司改造成如今世界消費電子行業(yè)第一巨頭的傳奇故事，已經(jīng)傳頌了無數(shù)次。這里只想強調(diào)的是他與觸摸屏的一段不解之緣。

　　早在喬布斯被斯高利趕出蘋果之前，他曾經(jīng)設想過要開發(fā)“Macintosh手機”，但沒有成功。重新回到蘋果后，喬布斯在贏得了iMac和iPod兩場商業(yè)大戰(zhàn)的勝利后，將目光投向了利潤豐厚的移動通信市場。他要用一款全新的產(chǎn)品徹底改變?nèi)藗儗?ldquo;手機”的看法。

　　出于喬布斯一貫化繁為簡的設計理念，他對新手機的要求之一就是這款手機只能有一個按鍵。要做到這一點，喬布斯毫無疑問只能選擇觸摸屏。但當時，就像當年在市場上充斥著“垃圾產(chǎn)品”的MP3播放器一樣，觸摸屏手機也鮮有成功之作。所以，喬布斯唯一的選擇就是另辟蹊徑，最終他選擇了在當時還屬于尖端技術的電容式觸摸屏。

　　電容式觸摸屏的構造，主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，在觸摸屏的四邊均鍍上狹長的電極，在導電體內(nèi)形成一個低電壓交流電場。當觸摸屏幕時，由于人體電場的存在，手指與導體層間會形成一個耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。

　　與當時市場上常見的電阻式觸摸屏相比，電容觸摸屏有著明顯的優(yōu)勢。首先，電容觸摸屏只需要觸摸，不需要壓力來產(chǎn)生信號，而電阻觸摸屏是靠壓力激活的。其次，電容觸摸屏的平均壽命長。再次，電阻觸摸屏中，上層的薄膜需要足夠的薄才能有彈性，以便向下彎曲接觸到下面的薄膜，所以易損傷，而電容觸摸屏覆蓋物可以比較厚，并且有玻璃保護，抗劃傷性好，能更好保護導體及感應器。此外，電容觸摸屏更耐用，不易老化，耐高溫。而且，電容觸摸屏的雙玻璃設計，更能有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成的影響，就算屏幕沾有污穢、塵埃或油漬，電容觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。更為重要的是，此時的觸摸屏已經(jīng)從早期的模擬觸摸屏發(fā)展成了數(shù)字觸摸屏，可以實現(xiàn)多點觸控。這給智能手機軟件的設計提供了前所未有的新空間。試想一下，如果沒有多點觸控，“西瓜忍者”的樂趣又何在呢?

　　延伸閱讀

　　未來還有無限可能

　　iPhone的成功并沒有讓“喬幫主”滿足，更何況此時的喬布斯已經(jīng)知道自己來日無多。他決定在自己離開這個世界之前，再投下一枚重磅炸彈，讓整個世界再次瞠目結舌。

　　當年，喬布斯重返蘋果后的第一件事，就是砍掉了斯高利的“牛頓”系列。但是，“牛頓”項目最初設想的要改變?nèi)藗兪褂秒娔X方式的想法卻被喬布斯繼承了下來。而這其中，觸摸屏無疑扮演著關鍵角色。

　　其實，與喬布斯抱持類似想法的大有人在，其中之一就是頂著世界首富光環(huán)的微軟總裁比爾·蓋茨。微軟曾經(jīng)在Winter框架下，先后嘗試推出了SmartDisplay、TabletPC等產(chǎn)品或概念。這些產(chǎn)品都以觸摸屏為重要賣點，但卻從未像后來的蘋果iPad那樣巨大的市場成功。說到底，微軟太想把它在PC操作系統(tǒng)上的優(yōu)勢復制到其他領域，而忽略了到底什么樣的操作方式才更適合平板電腦。

　　無論如何，喬布斯用iPad重新定義了平板電腦的概念，開啟了一個數(shù)百億美元的巨大市場，并讓原本處于邊緣地帶的觸摸屏技術走入了大眾生活，讓原本只出現(xiàn)在科幻電影中的場面，成為了我們真實生活的一部分。

　　放眼未來，隨著技術的升級換代，觸摸屏將變得更輕更薄，甚至會跟計算機系統(tǒng)融為一體。更有甚者，有專家預測，未來觸摸屏不僅是一種外在的設備，還有可能成為我們身體的一部分。到那時，觸摸屏將徹底改變?nèi)藗兊墓ぷ?、生活，甚至是理解和認識這個世界的方式。

　　大千世界聞所未聞的觸摸屏

　　“現(xiàn)代”70寸大型多點觸摸桌

　　在2010年10月韓國國際會展中心舉行的展會上，“現(xiàn)代”IT展示了一款70寸大型多點觸摸電視(桌)。

　　大型觸摸桌已經(jīng)不是什么新的概念，無論是國外的微軟、三菱，還是國內(nèi)的創(chuàng)維都展示了實際產(chǎn)品，但不同的是，“現(xiàn)代”IT展示的這款觸摸桌除了可以橫著放外，還可以豎立起來，搖身一變成為一臺觸摸屏電視。

　　觸摸屏成了小狗的臉

　　2012年6月14日，以發(fā)明了電子寵物而知名的日本廠商Bandai，在東京玩具展上公布了他們的最新電子狗機器人，與以往電子狗寵物不同的，這只小狗的大腦，是人們手中的iPhone。這只可愛的小狗名為Smartpet，通過一個免費的iOS配套應用控制，用戶可以使用觸摸屏來對小狗下達指令，或是直接通過語音或手勢來控制小狗，當兩只小狗在一起時，它們還可以互相交流。

　　全身都是觸摸屏的車

　　2012年11月28日，2012美國洛杉磯車展迎來媒體開放日，一臺全身上下里里外外都是觸摸屏的豐田Fun-Vii概念車吸引眾人目光。