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拆解苹果三星小米一加从马达技术看触觉反馈的差距
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-06-18 12:02:11 浏览:11

  6、一加5等手机在2017年先后搭载线性马达。相比于目前主流的传统转子马达,线性马达优势明显,在触觉反馈方面带来的体验大幅提升。

  出于对用户体验的重视,苹果在触觉反馈方面一直处于全球领先的地位,从Macbook的Multi‑Touch,到Applewatch的Force Touch,再到iPhone 6s/6s Plus的3D Touch,直到2016年iPhone 7/7 Plus的压感式Home键。越来越真实的触觉体验与Taptic Engine密不可分,苹果的Taptic Engine在振动马达方面锐意创新,从转子马达到定制化高端线性马达,为苹果系列产品真实的触觉体验提供了物理基础。

  在苹果手机的带动之下,线性马达作为新一代手机用马达技术逐渐被手机厂商所认可,小米6、一加5等手机在2017年先后搭载线性马达。相比于目前主流的传统转子马达,线性马达优势明显,在触觉反馈方面带来的体验大幅提升。

  苹果力推真实触觉反馈,引领智能手机走向线D Touch,凭Taptic Engine提供真实触觉反馈

  出于对用户体验的重视,苹果在触觉反馈方面一直处于全球领先的地位,早在2014年以前,苹果Macbook便成功采用了Multi‑Touch多指触控技术,可以实现轻点、轻扫、双指开合等触控功能。2014年苹果将Multi‑Touch升级为Force Touch,并应用于新款Macbook、Applewatch等产品上。

  Force Touch与传统的Multi‑Touch长按/短按通过时间区分出不同的操作指令不同,Force Touch技术基本原理是通过压电薄膜或压力传感器捕捉压力大小,提取电路的波峰波谷值来进行编码。可以实现没有方向指向的压力信息回馈,从而在功能上可以实现“用力长按”、“加速控制”、“压力感应绘图”等丰富的操作内容。

  2015年的iPhone 6s/6s Plus手机中,苹果进一步将Force Touch升级为3D Touch,除了能够感应到轻击和按压不同的两层压力,还能感应到第三层压力——“重压”,按压深度的不同,最终系统判断执行的操作也不尽相同,正是因为这三层压力,苹果才将其称之为“3D”。

  但是,仅仅只有指令和屏幕功能变化的触觉技术(Force/3D Touch)远远不能满足手机使用者对物理回馈的需求。如果说Force/3D Touch技术改变了设备的输入体验,那么Taptic Engine改变的则是输出反馈体验,Force/3D Touch与Taptic Engine是相辅相成的协作关系。

  Taptic Engine是苹果产品的振动模块,采用LRA线性马达电机,能在短时间内达到振动的最佳状态,还能控制振幅以及频率,这是普通ERM转子马达所做不到的。

  随后,在2015年的Apple Watch智能手表中也开始采用Taptic Engine技术。在Apple Watch中,Taptic Engine是设备通知系统的中继,强化声音提醒,给用户带来一个丰富的感官体验。采用线性马达的Taptic Engine不仅可以产生振动,还能控制振幅以及频率,从而产生强弱分明且十分安静的振动,甚至可以模拟出心跳那种频率忽高忽低的振动效果。

  在苹果2015年款iPhone 6s和iPhone 6s Plus手机中,同样内置了Taptic Engine,设计上有所升级,能够准确再现点击、触碰以及其他触觉效果,有效地创建了一种引人关注的用户体验。

  根据IT之家的拆解,iPhone 6s采用的是直线长条形Taptic Engine,iPhone 6s Plus采用的是方形Taptic Engine,二者的区别在于长条形Taptic Engine体积较大,导致电池体积受到压缩,缩水95mAh,而方形Taptic Engine体积较小,可以尽量少影响电池体积和容量,由于设计难度大一些,成本比长条形Taptic Engine要高。

  从iFixit针对iPhone的历代拆解来看,在iPhone 6s/6s Plus之前的iPhone主要采用ERM偏心转子电机的振动马达。iPhone 4 GSM版采用转子振动马达,都有一个偏离中心的转子,在它转动起来以后,就能产生全方位的极致震颤体验。施加正电压电机旋转,施加负电压电机制动。这种执行器的特色在于成本低,而且技术成熟。

  实际在iPhone 4s(以及iPhone 4的CDMA版)身上,苹果尝试过LRA线性谐振马达,但由于当时线性马达技术水平的限制,采用的是Z向圆形线性马达,器件的体积较大,基于空间利用率的考量,在iPhone 5、5c、5s、6身上再度回到ERM转子马达。

  随着XY向长条形和方形线性马达技术的成熟,在苹果2015年款iPhone 6s和iPhone 6s Plus手机中,重新尝试使用LRA线性马达。

  2017年苹果更进一步,在全新一代的iPhone 7和iPhone 7 Plus手机,抛弃了传统的物理按压式Home键,取而代之的是一枚带有压力传感功能的新型Home键。不同于以往的单击、双击、长按三种基本操作,这颗按钮将通过振动触觉反馈为用户提供触感操作。之前的机械式Home键在使用过程中饱受诟病,成为售后返修的重灾区。而压感技术的使用彻底解决这一痛点。

  尽管不能物理式按下,但通过细腻的Taptic Engine振动模拟,可以保证模拟的点击手感,获得实时触摸反馈。这要得益于Taptic Engine线性马达技术提供的先进触觉反馈。

  配合iOS 10,用户使用旧设备(iPhone 6S/6S Plus)上的线性振动马达和新设备(iPhone 7/7Plus)上的Taptic Engine都可以产生一种新的振动感觉,但是运行同一个振动时,iPhone 7/7Plus明显会振得更“干脆”,也更强劲。能配合相关的动作提供更精确、更好的反馈,最好的例子就是系统设置中调整日期和时间滚轮的振动效果。这与苹果不断升级线性马达技术密不可分。

  手机用传统ERM转子马达技术成熟,成本较低,目前单颗成本在1美元左右,而新型的LRA线性马达加工难度大,成本远高于传统转子马达。根据ZOL和手机报等的分析,目前苹果iPhone 7/7 Plus采用的高端XY向线美元。高昂的价格是阻碍线性马达大规模应用的重要因素,但是正如我们前文的分析,线性马达在振动模式、触觉反馈效果等方面巨大的优势,使得除了苹果之外的其他手机厂也开始尝试使用中低端线月,

  发布全新旗舰手机小米6,在微型马达方面开始使用线性马达,尽管出于成本方面的考虑,小米6的线性马达与苹果相比在器件性能方面有较大的差距,iPhone可以通过多级振动+软件算法来实现3D Touch以及模拟Home键的触感,而小米6则在震感以及功能上都有所欠缺,整体触觉反馈效果仍有距离,但是相比于传统的转子马达仍是不小的进步。

  2017年6月,一加5发布,采用类似于苹果iPhone 4s所采用的圆形线性马达,与目前苹果线姓马达采用XY轴向振动模式不同,一加5的线性马达属于Z轴向振动模式,在振动细腻度和体验方面不及苹果手机,但是与同档次采用转子马达的手机相比,震感紧凑,即停即止的特点带来优秀的振动反馈,可调节轻度、中等、强烈三挡。

  自2016年底开始,手机显示屏的竞争在三星、小米、LG等厂商的推动之下,已经向18:9甚至18.5:9、19:9、20:9的长宽比挺近,高屏占比全面屏成为大趋势。

  2016年10月小米MIX概念手机的问世彻底激活高屏占比消费者市场。小米MIX采用6.4英寸夏普屏幕,屏占比高达91.3%,是首部屏占比超过90%的商业化智能手机,出色的外观惊艳全球。由于在加工技术难度、良率与成本方面的较大压力,小米MIX并未大规模销售,但是小米MIX成功吸引了全球消费者的眼球,高屏占比开始成为消费者选择手机的重要因素。

  随着智能手机进入全面屏时代,标志性的Home键将被取消。但是机械式Home按键带来的触觉反馈对于手机而言是至关重要的,尤其对于在用户体验方面精益求精的巨头,如苹果、三星等。因此,虚拟按键将与振动马达配合,从而提供媲美甚至超越机械式按键的触觉反馈体验,成为极有吸引力的方案。所以说,全面屏背景下,取消Home键将为振动马达带来新机遇。

  触觉反馈是智能终端全新的升级,是未来智能终端升级的重要方向,这个升级也是感官的延伸。PC时代,键盘和鼠标这两大交互设备的出现,极大地推动了计算机在普通消费市场的应用。2007年苹果手机横空出世,配有的大尺寸触控显示屏幕,为消费者带来了前所未有的用户体验,引领越来越多消费者选择智能手机。基于当下展望未来,语音、触觉、体感交互已经成为未来发展的重要方向,语音可以解放双手,体感可以丰富肢体体验,触觉可以进一步增强触摸体验。

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