微软创新：使用咱家平板，速度要快姿势要帅！

我们可以用各种姿势来操作平板电脑：坐着玩儿、站着玩儿、躺着玩儿。在很大程度上，这种不受地点和姿势限制的多样性让平板电脑深受喜爱。但值得注意的是，当我们用不同的姿势使用平板时，有一些细微的变化正在发生。

我们的具体坐姿，与设备接触的密切程度，我们用哪只手握着设备，用哪只手进行操纵，甚至用拇指和食指捏住面板的细节，都会对这种变化产生影响。这就是姿势感知器的用武之地——平板里的应用程序可以感知人们的姿势，通过多点触控和数字笔的输入与人们进行交互。

图1 - 姿势感知器能够察觉人们在平板电脑上触摸或标记内容等动作的细微差别

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图1举了一些示例，在我们注释和标记时，平板电脑的姿势感应器会给予我们怎样的回应？

• 当我们拇指按住平板电脑的边缘，感知器会召唤工具栏出现在拇指附近，比如屏幕的左侧（面板A）或底部（面板B）。

• 将平板电脑平放在桌面上，工具栏会回到右上角的位置（面板C），方便右手操作。

• 电子笔在屏幕上进行操作时，工具栏会自动定位到笔尖附近（面板D）。

• 或者把笔直接放在屏幕上，访问它的自定义设置（面板E）。

• 最后，如果我们把左手的手指放在屏幕上，工具栏会弹出更多选择，而且工具栏是向右展开的，方便右手的电子笔（面板F）访问。

• 但如果我们用右手做同样的动作，感应器会察觉到这一点，并将工具栏向左展开（面板G）。

界面随着用户的姿势和触摸方式进行动态变化，变化流畅且灵敏。这都是姿势感应器的功劳。

姿势感应器能够敏锐地捕捉到这些细微的动作，就相当于读懂了我们半成形的思想。因此，我们甚至会有一种错觉，难道平板电脑会读心术？但实际上不是这样的。姿势感应器之所以有效，是因为人们手持或触碰平板电脑的方式，揭示了他们的潜在意图。

实现姿势感知的原理

实际上，该系统结合了三种不同的传感模式：

1.触摸屏感知的图像

2.设备的倾斜角度和运动路径

3.设备周围的电容场

第一种模式通过手在触摸屏上的呈像来推断应该给予何种回应。

从原则上讲，这就像一个学龄前儿童兴高采烈地将满是颜料的手指拍打在画纸（触摸屏幕）上一样。虽然，我们如今触摸屏幕完全出自于各种可追溯的目的，已经失去了童年时用整只手作画的乐趣和表现力，但是，我们仍然可以通过这种形式，将手在画纸上留下的痕迹（手在触屏上的位置）融入到用户与平板电脑的交互方面，比如在书写时检测手掌在屏幕上的位置。

第二种模式使用内置的加速器和陀螺仪传感器来了解屏幕的角度，以及设备的运动（或静止）状态。

这种传感器的既定用途是控制屏幕的自动旋转，这恰好是微软研究院在大约20年前推出的一项创新。但目前，我们使用这种传感器来推断静止与移动状态下使用平板电脑的区别，从而实现人与设备交互时，不同姿势之间的反馈转换。事实上，即便我们现在躺在沙发上，也可以通过增加握持设备的力度来抑制屏幕进行自动旋转。

第三种模式或许才是真正的魔力所在。

现在的设备里安装了特制的电极环（electrode ring），本质上是在屏幕边框下安装了约50个铜段。这个改进可以检测靠近设备的手的电容，这样一来，姿势感应器甚至在手触碰屏幕之前就能感知并做出反应。它还能预测手完全抓住设备的时机，这样就能准确地知道用户的落手点。

或者将这两种模式结合起来，比如用一只手握住设备，用另一只手触摸屏幕。在这种情况下，传感器可以进一步检测用户的手臂来自哪个方向，并预测下一步反应。更正式地说，这种超感官装置被称为外围电场传感器（Peripheral Electric Field Sensor）。如下图所示：

图2 - 外围电场传感器由一个电极环和特制电路组成，当你的手靠近或握住平板电脑时，它就可以检测到

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这些听起来可能很花哨，但这三种传感模式都很适合与消费平板电脑进行实际集成。事实上，前两个模式已经被广泛使用，微软的创新之处在于将它们结合起来，以便设备对用户的姿势进行感知和预测，然后利用捕捉到的信息作出适当反应。

该姿势感应器将在格拉斯哥举行的ACM CHI 2019年计算机系统人类因素大会上进行全面的展示。总的来说，姿势感知能够感应握持的力度、平板电脑的角度、触摸的状态，以及手掌在屏幕上的位置和方向。无论你喜欢哪一种姿势，微软平板电脑的感应器都能准确地迎合你。

雷锋网注：原文作者 Ken Hinckley，由雷锋网编译自Microsoft Research Blog

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