教學用電子白板多點觸控技術的應用分析

電子白板與觸摸技術

    近年來，智能交互式電子白板產品在國內市場的受歡迎程度逐步上升。尤其是在教育市場，智能交互式電子白板已經成為政府招標中的必備產品。教育市場對電子白板產品的重視也為電子白板產業(yè)的發(fā)展提供了一個非常穩(wěn)定的“客戶源”支撐。此外，伴隨著企業(yè)培訓市場的興起、企業(yè)會議市場應用需求的逐步增長，商用市場也在日漸成為國內電子白板產業(yè)有一個嶄新的戰(zhàn)略增長點。研究認為，未來十年內國內電子白板年均市場增速不會低于30%。

    電子白板應用市場的逐步發(fā)展，也進一步推動了電子白板應用技術的發(fā)展。包括一些新型的便攜式產品、與投影機結合的光電式產品、與平板結合的觸摸電視產品等新技術新產品不斷涌現(xiàn)。在眾多嶄新的交互式電子白板技術中，最引人矚目的還是“多點觸控”技術。多點觸控由于解決了一塊觸摸屏，多點輸入的難題，成功開拓出更多的嶄新的交互產品應用模式。

    在傳統(tǒng)意義上，電子白板產品是以追求電子書寫的舒適性為主要技術方向的產業(yè)領域。而隨著近年在商用市場上，多種自主查詢設備的投入使用，以簡單的觸摸為中心的應用方式也得到了廣泛重視。相對于書寫性能，實現(xiàn)簡單的按鈕式的定位和觸摸查詢，技術難度、入門門檻自然更低。

    雖然市場傾向于將狹義的電子白板定位于書寫領域，將觸摸技術定位于商用查血領域，但是二者在本質上具有技術的一致性和互通性。

    通過對現(xiàn)代計算機教學和信息化交互體系的分析可以得知，電子白板在硬件形態(tài)上屬于計算機輸入設備。其主要作用是持續(xù)的時間和空間上的連續(xù)點定位作用。電子白板或者觸摸技術所體現(xiàn)出了的多種應用價值是通過后端的應用軟件開發(fā)才得以實現(xiàn)了。因此，智能電子白板或者是觸摸設備可以看成是由本質上沒有必然聯(lián)系的智能軟件和硬件輸入設備構成。智能軟件在原理上可以支持任何電子白板定位輸入產品。

    什么是多點觸控

    多點觸控技術，顧名思義，就是指能夠同時識別多個定位點信息和時空相關性的電子白板、或者觸摸屏技術。市場上多數(shù)已經存在的觸控產品都是單點觸控，只能識別和支持每次一個“手指”的觸控、點擊，而多點觸控技術能同時采集多點信號，并對各路信號之間的時間和空間關系做出判斷。通過這些信息和后端的應用軟件支持，可以賦予不同的多點組合不同的操作含義。

    多點觸控技術始于1982年由多倫多大學發(fā)明的感應食指指壓的多點觸控屏幕。后來貝爾實驗室對其進行了系統(tǒng)的研究，并將多點觸控技術進一步完善到準實用化的階段。2005年蘋果公司通過收購掌握了多點觸控技術，并在后來推出的蘋果手機產品上首次面向消費者市場大規(guī)模應用該技術，也從此帶動了多點觸控技術應用的普及。

    多點觸控技術的重要應用指標包括響應速率（又稱靈敏度），目前業(yè)界多數(shù)產品應用水平在0.2秒，少數(shù)產品能夠控制到0.1秒。靈敏度指標反映了系統(tǒng)對瞬時點觸控是不是同時的識別能力。其指標并非越高越好，而是要符合實際應用的需求，與人體自身動作同時性誤差相一致。多點觸控的另一個重要技術指標是并發(fā)觸控量，也就是到底同時支持多少個點的觸摸。該技術反映了多年觸控系統(tǒng)的內部處理容量，目前業(yè)界主要產品可達到100點以上的并發(fā)量。

多點觸控技術應用的現(xiàn)狀

    多點觸控技術自從在蘋果手機上應用成功以來獲得了廣泛的發(fā)展。微軟最新出品的windows 7操作系統(tǒng)也內置了對多點觸控技術的支持。

    不嚴格的分類，多點觸控目前的應用可以分為以蘋果手機、GPS定位導航儀、平板電腦等為代表的個人數(shù)碼便攜產品應用；以會展、博物館、查詢系統(tǒng)、展覽屏幕等應用為主的商用顯示和觸摸市場；以及尚未大規(guī)模開啟的教育教學電子白板市場。

    個人數(shù)碼類產品應用的特點是并發(fā)數(shù)量少，多以兩點到五點為主，但是對控制精度要求較高，要求滿足書寫性能的需要。后臺支持的應用門類豐富。在應用過程中，以單人多點操作為主。瞬時內多點的組合往往代表一個操作指令。

    而在商用顯示觸摸市場，多點觸控設備往往并發(fā)量要更高，但是控制精度要求低一些，同時多數(shù)不要求滿足手寫輸入功能，其后臺應用支持多數(shù)也很單一，集中在某一類內容的應用上。在應用過程中，商用市場多人同時多點操作更為普遍，瞬時內多點往往因空間不同形成多個命令操作組合，產生更復雜的系統(tǒng)智能動作。

    與以上兩類市場的應用已經比較普遍和成熟比較，在教育市場，多點觸控產品則剛剛出現(xiàn)。僅有少數(shù)產品支持兩點觸控，同時尚未形成主流的應用內容支持。

    多點觸控再教育市場大有前景

    傳統(tǒng)教育用智能交互式電子白板最大的缺陷在于，其書寫僅僅限于一個人。這與傳統(tǒng)黑板模式下可以老師和學生、或者學生之間多人同時書寫的情況形成了明顯反差。對于只可以一個人書寫的電子白板產品，倘若課堂需要學生做板書演示，那么必然需要較長的課堂等待時間，學生要一個一個的排隊寫板書。這顯然不利于提高課堂效率的客戶需求。

    采用先進的智能多點觸控技術后，電子白板產品能夠同時識別更多的觸控點，以及這些觸控點之間的關系。這位多人同時板書演示提供了技術基礎。雖然多點觸控技術在教學中的應用尚處于起步階段，但是業(yè)內人士紛紛指出，建立在其他行業(yè)已經相對成熟的多點觸控技術之上，教育市場進入多點電子白板時代已經沒有“技術”上的困難。

    對于教學應用，多點觸控技術目前主要面臨的難點依然來自“內容”方面。如何設計和制作支持多點觸控的電子課件是首先要解決的問題。傳統(tǒng)的PPT演示文檔，已經不足以滿足多點觸控下，課件技術發(fā)展的需要。這不僅需要巨頭公司的注意，更需要一線電子白板廠商多多開拓思維，科學創(chuàng)新。

    另一方面，在多人板書方面，電子白板企業(yè)也需要針對多點觸控增加電子白板應用軟件的功能。尤其是需要通過瞬時狀態(tài)觸摸點在不同空間位置分布的研究，準確識別出那些才是一個人連續(xù)的書寫，哪些點之間并無聯(lián)系。這種多點觸控在書寫上的應用模式，是多點觸控其他市場不曾出現(xiàn)過的嶄新問題。傳統(tǒng)多點觸控應用本質上，在開發(fā)好的程序中內置了多個觸摸按鈕，用不同組合按動不同按鈕形成不同的動作命令。這就如同觸控桌面已經劃分好了程序動作的空間，只有一個空間內的多點觸摸才被認為是有效、有意義的。

    在書寫應用為主的教育市場，多人的同時書寫不可能始終預設好程序觸控的有效組合范圍。因此，必須采用其他方法區(qū)分不同操作的意義。一個可以解決該問題的方法是，在電子白板軟件窗口中，開辟下一級書寫窗口，并允許同時開辟多個書寫窗口。在不同書寫窗口內的瞬時操作，被認為是不同人不想聯(lián)系的孤立操作。這種做法雖然看起來非常原始，但是實現(xiàn)起來比較簡單，也可以根本杜絕輸入錯誤的問題出現(xiàn)。

    針對滿足多人同時板書的應用需求，多點觸控無疑是唯一可行的技術選擇。正因如此，電子白板行業(yè)紛紛看好多點觸控技術在教育市場的發(fā)展。相信隨著多點觸控課件制作問題等一系列后期應用內容瓶頸的突破，教育市場必然會成為多點觸控技術又一大顯身手的舞臺。