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平板方案中的重力感应和电子罗盘技术
借助重力感应技术,在平板电脑上旋转屏幕时,不用再去手动调节屏幕方向,而是让平板电脑智能适应玩家使用需求,方便又快捷,在玩游戏时也不用再在小屏幕上点击方向,将平板电脑左右倾斜就能达到控制方向的效果,操作更直观简便。而电子罗盘则显得更“神奇”,手机摇身一变成为指南针……现在重力感应和电子罗盘这两种技术在智能手机上可以说是广泛应用,那么它们的工作原理是怎样的呢?
重力感应:感应平板电脑动作
平板电脑可以根据位置来自动切换屏幕方向,也可以感应到平板电脑的动作来实现相应的动作,如游戏中左右倾斜平板电脑,就可以实现相当于左右按键的操作。相对传统的手动切换屏幕方向和使用按键来控制方向,重力感应让一切操作更加简单和炫酷,这都归功于平板电脑中一个名为重力感应的芯片。实际上,重力感应的功能并不仅如此,目前还有甩屏换歌、翻转静音等多种应用。
重力感应是利用压电原理来实现的,简单来说是测量内部一片重物(重物和压电片做成一体)的重力在两个正交方向上的分力大小,以判定水平方向。通过对力敏感的传感器,感受平板电脑在变换姿势时重心的变化,从而实现选择的功能。
除了压电原理的加速度感应器方式,在一些较高端的平板电脑上还使用陀螺仪,当然,人们常常也将这类功能称为重力感应,只是感应精度更加灵敏。平板电脑上用的一般都是MEMS陀螺仪,也就是微机电陀螺仪,在航模、手机、相机、平板电脑中广泛运用,MEMS陀螺仪利用科里奥利力——旋转物体在有径向运动时所受到的切向力。MEMS陀螺仪通常有两个方向的可移动电容板。径向的电容板加震荡电压迫使物体作径向运动(有点像加速度计中的自测试模式),横向的电容板测量由于横向科里奥利运动带来的电容变化(就像加速度计测量加速度)。因为科里奥利力正比于角速度,所以由电容的变化可以计算出角速度。当然,接下来就是处理这个角速度,通过相关的算法,模拟出平板电脑的移动动作。相对传统重力感应,陀螺仪由于重心始终在正中,因此可以很精确地判断平板电脑正确的方向,这在导航中显得非常实用。随着技术的进步,越来越多的平板电脑开始采用陀螺仪来实现更精确的重力感应,如三星Glaxy i9200等。
事实上,重力感应根据精确度分为多种档次,也就是我们常说的双轴、3轴和6轴。以iPhone4为例,就是采用3轴的陀螺仪,而SONY的NGP游戏机则采用了6轴的陀螺仪。因此,简单说,重力感应精度主要取决于平板方案制造商所用的芯片。
重力感应的应用方向
前面我们提到,重力感应能感知平板电脑动作,实现屏幕旋转和游戏控制功能,事实上, 重力感应的应用不仅如此,重力感应的应用方向还包括稳定图像、GPS惯性导航等。
利用重力感应可以防止手的抖动对拍照质量的影响。在拍照时,重力感应可以记录按下快门时手抖动的幅度,然后反馈给图像处理器,做出相应的调整,获得清晰稳定的图像。除了稳定图像,重力感应还能用于GPS的惯性导航,当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近,没有GPS讯号时,可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移,从而继续导航。
平板电脑变成指南针:电子罗盘
现在不少平板电脑还带有电子罗盘功能,能够让手机当作指南针使用,确定当前所在位置的方向。其实,它既是一个手机的硬件,也需要软件来配合,在iPhone4上,就配备了电子罗盘,搭配Compass软件,就可以实现指南针的功能,开启手机定位功能,还能够判断当前位置的经纬度。 |
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