像Apple iPhone或HTC Droid Incredible這樣的流行智能手機(jī)，像Nintendo Wii這樣的游戲機(jī)，甚至像最近發(fā)布的iPad這樣的平板電腦都有助于激發(fā)可能是人機(jī)交互的革命。

Wii用戶不是操縱鼠標(biāo)指針或屏幕上的標(biāo)簽，而是通過三維空間移動(dòng)控制器，具有敏感多點(diǎn)觸摸屏的Droid Incredible用戶可以滑動(dòng)，展開和選擇對(duì)象以非常直觀和自然的方式。

這些設(shè)備都使用自然用戶界面（NUI）的一種或另一種形式來提供更大的控制和交互深度。而且，有趣的是，LED技術(shù)正在幫助將NUI革命帶入其他設(shè)備。

Touch Computing

具體而言，消費(fèi)者習(xí)慣于在iPhone中捏，推或放置物體或Android應(yīng)用程序很快就會(huì)想知道為什么他們不能與他們的PC進(jìn)行類似的交互。例如，為什么用戶可以獲得任意數(shù)量的iPhone應(yīng)用程序，允許他們用指尖對(duì)照片進(jìn)行排序，但筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)需要鼠標(biāo)指針？

一項(xiàng)名為“沮喪的全內(nèi)反射”（FTIR）的技術(shù)，通常依賴于大量的紅外（IR）和可見光LED，因此開發(fā)多點(diǎn)觸控NUI LCD計(jì)算機(jī)顯示器甚至計(jì)算機(jī)表都是可行且經(jīng)濟(jì)的類似于微軟的Surface。

這種多點(diǎn)觸控計(jì)算不僅允許個(gè)人用戶以更自然的方式工作，而且還允許協(xié)作。例如，上述Microsoft Surface專門設(shè)計(jì)為允許多個(gè)用戶同時(shí)與其進(jìn)行交互，甚至可以來回滑動(dòng)或推送元素以及用戶之間。

這種可共享和可觸摸的計(jì)算機(jī)界面可以成為會(huì)議室，建筑繪圖應(yīng)用程序，甚至是面向細(xì)節(jié)的制造環(huán)境中非常有效的工具，用戶可以在耐用的桌面顯示器上管理原理圖。

折射率是真空中的光速除以介質(zhì)中的光速。折射率的變化越大，折射點(diǎn)處的彎曲越大。

沮喪的全內(nèi)反射

全內(nèi)反射是一種光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)光線或光束從空氣中傳播出來時(shí)，其波前相對(duì)快速地移動(dòng)到某些更高密度的介質(zhì)，如水，玻璃或丙烯酸，它具有較低的折射率，意味著光線移動(dòng)得更慢。這種折射率約為1.492的空氣過渡使光束彎曲，改變其出射角，使光束從介質(zhì)的遠(yuǎn)邊界反射回來，反射回介質(zhì)而不是折射和逃逸。實(shí)際上，在全內(nèi)反射中，一束光被捕獲在介質(zhì)內(nèi)部。

但是通過觸摸它來向介質(zhì)施加壓力會(huì)阻礙這種內(nèi)部反射，允許一些光線折射并在接觸點(diǎn)對(duì)面逃逸。這些逃逸的光線創(chuàng)造了一個(gè)“斑點(diǎn)”的光，可以在多點(diǎn)觸摸屏應(yīng)用程序中測(cè)量和跟蹤。

LED在多點(diǎn)觸控計(jì)算中的作用

LED提供最有效的FTIR實(shí)現(xiàn)，并以兩種不同的方式使用。

首先，在典型的FTIR觸摸屏設(shè)計(jì)中一塊亞克力板，通常厚度為四分之一或半英寸，被紅外LED包圍。這些LED將紅外光照射到丙烯酸介質(zhì)中，從而建立全內(nèi)反射。使用IR是因?yàn)槠洳ㄩL(zhǎng)可以容易地與LCD所需的可見光譜分離，而且人類用戶不會(huì)看到它，因此不會(huì)干擾計(jì)算機(jī)監(jiān)視器的外觀。

當(dāng)用戶接觸介質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生挫折點(diǎn)，釋放紅外線以逃離材料另一側(cè)的丙烯酸介質(zhì)。如上所述，這種逃逸的IR光產(chǎn)生了明亮的發(fā)光物體（“斑點(diǎn)”），其可以用IR相機(jī)捕獲，可能使用CMOS圖像傳感器或CCD。

攝像機(jī)為跟蹤軟件提供blob的位置，大小，方向和速度，例如NUI Group提供的免費(fèi)開源社區(qū)Core Vision 1.3解決方案。

根據(jù)處理器功率，LED，丙烯酸和圖像傳感器的這種簡(jiǎn)單組合應(yīng)該能夠同時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)十甚至數(shù)百個(gè)斑點(diǎn)?，F(xiàn)在這是多點(diǎn)觸控。

接下來，添加一個(gè)LCD。由于LCD在使用時(shí)從背面有效透明，因此LCD可以放置在丙烯酸介質(zhì)和相機(jī)之間。向下看通過觸摸式計(jì)算機(jī)的用戶將看到液晶顯示器，但觸摸丙烯酸表面（或像硅橡膠這樣的“柔順表面”，這通常被添加以使觸摸介質(zhì)更敏感。）

LCD需要強(qiáng)大的功能背光，這又需要LED。在觸摸式計(jì)算機(jī)的示例中，背光LED不能直接放置在LCD后面，因?yàn)檫@會(huì)阻擋IR相機(jī)。相反，它們被放置在相機(jī)室周圍。

FTIR和LED是一個(gè)強(qiáng)大的組合，有望為新的和強(qiáng)大的觸摸計(jì)算形狀因素帶來豐富的計(jì)算機(jī) - 人機(jī)界面。隨著用戶對(duì)觸摸友好型移動(dòng)設(shè)備的熟悉程度越來越高，他們可能會(huì)在桌面和桌面應(yīng)用程序中尋求類似的體驗(yàn)。