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智能手机的“五感”
  • 2013-9-8 18:14:00
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】人的五感,包括了形、声、色、触、味,让人能感知世界,而我们现在离不开的智能手机,同样也具有“五感”,这使得它们能够实现很多神奇的应用:比如晃一下手机可以接/挂电话,再晃一下居然还找MM聊天;甩手机可以切换视频或直接与对方手机建立连接等等……

    人的五感,包括了形、声、色、触、味,让人能感知世界,而我们现在离不开的智能手机,同样也具有“五感”,这使得它们能够实现很多神奇的应用:比如晃一下手机可以接/挂电话,再晃一下居然还找MM聊天;甩手机可以切换视频或直接与对方手机建立连接等等……其实这些神奇功能背后的功臣就是手机里各种各样的传感器。可能以前大家只是大概听说过这些名词,那么现在就让我们来全面了解一下。

 

一、光线感应器

    光线感应器也叫做亮度感应器,英文名称为“Light-Sensor”,是能够根据周围光亮明暗程度来实现某方面自动化控制的装置。光电感应器是由两个组件,即投光器及受光器所组成,利用投光器将光线由透镜聚焦,经传输至受光器之透镜,再至接收感应器,感应器将收到之光线讯号转变成电信号,此电信号就可以与控制系统通信进一步实现各种不同的开关及控制动作。

光线传感器可以根据光线强度自动调整屏幕亮度以适应人眼


二、距离感应器

    大家用智能手机打电话时有没有发现当手机贴近耳朵时屏幕就会自动关闭,而手机离开耳朵时屏幕又自己亮起?其实这就是距离感应器在工作。距离传感器是利用监测光脉冲从发射到返回的时间数据来计算距离的一种传感器。它的工作原理是:通过发射特别短的光脉冲,并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间,来判断传感器与物体之间的距离。现在很多智能手机都装备了这个传感器。距离感应器与光线感应器一般都在手机听筒两侧或者是在手机听筒凹槽中,这样便于它工作。

代表app应用:《Tap Tap App》

    目前手机打开屏幕都需要单击电源按钮,你是否担心电源按钮使用太过频繁,很快就被按坏了?《Tap Tap App》无疑可以免除你的担忧,有了它只要通过手机屏幕的距离传感器就可以开关屏幕。

 

三、重力感应器

    重力感应的英文全称为“G-sensor”,意为加速度传感器,它是智能手机中一个很重要的部件。从字面上就可以看出来,它的功能就是感应手机加速度的变化,手机晃动、跌落、上升、下降等各种运动都能被G-sensor转化为电信号,然后通过微处理器的计算分析,就能够完成程序设计好的功能。

    重力感应技术是利用压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是“对于不存在对称中心的异极晶体,加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外,还将改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场,这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应”。重力感应就是利用了其内部的晶体由于加速度造成变形这个特性,由于这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和加速度之间的关系,就可以将加速度转化成电压信号输出。重力传感器有两种:一种是角加速传感器,是由陀螺仪(角速度传感器)改进的,另一种就是线加速度传感器。目前智能手机、平板电脑采用的都是角加速传感器,结合三轴陀螺仪实现三维测量(故也被称为三轴重力感应)。

  那么重力感应有什么样的魅力呢?我们都知道传统的手机界面基本上都是固定的,无论你怎么动或是怎么摇晃它,界面都不会随之变动,只能朝一个方向定位。然而运用了重力感应技术的手机,使得画面会在手机转动时始终保持正确的方向——这就是智能手机中最常见的“屏幕自动旋转”功能了。当然,通过重力感应技术,手机还可以根据使用者的动作而进行相应的软件应用,比如在游戏,使用者左右挥舞手机,重力感应功能可以灵敏地侦测游戏者的动作,并将其转换为游戏中的虚拟人物、物品或交通工具的动作与状态等并显示在画面中。

  以一个最简单的游戏——滚珠游戏为例,由于到处是障碍,要想让小球向前走,就需要把设备前倾,重力传感器系统就会作出判断,根据你的倾斜角度和变化的速度,使小球以一定的速度和方向向前运动。目前加速度传感器在智能手机、平板电脑已经成为一种标配,如手机横竖屏幕切换、翻转静音、平各种射击、赛车游戏等应用都靠的是重力传感器。

代表app应用:

1、《Bump》

以往传输手机中的文件,我们需要插入数据线,后来有了蓝牙和WIFI,实现了无线传输,但是触发方式依然很传统,需要配对。而《Bump》就利用手机的重力传感器来触发传输,建立连接,选好你要传输的文件,然后把两个手机一敲,传输就开始了。

 

2、《送我上西天》

《送我上西天》是一款利用重力传感器实现的奇葩游戏:游戏玩法简单直观,玩家只需向天空抛掷手机,扔得越高,你的分数也就越高,而在这款游戏中,重力传感器的作用就是求出加速度的大小。

 

四、方向感应器

  方向传感器是指安装在手机上用以检测手机本身处于何种方向状态的部件,它可以检测手机处于正竖、倒竖、左横、右横,仰、俯状态,然后由系统根据触发条件实现自动控制。例如,手机旋转后,屏幕图像可以自动跟着旋转并切换长宽比例,文字或菜单也可以同时旋转,使你阅读方便。

最实用的方向感应器功能也许要数iPhone旋转后屏幕内容会由纵向显示变为横向显示。其他基于方向感应器的功能在游戏、乐器和联系人管理工具、照片工具、电子书阅读器和计步器中可以见到,比如用手机充当方向盘的赛车类游戏就是方向感应器应用的经典游戏。你是不是觉得“这个跟上面提到的重力传感器很类似?”其实这个两者是有区别的,方向传感器只能感测水平面上的方位角、旋转角和倾斜角,所以也被称为“应用角速度传感器”。


五、电子罗盘(方位传感器)

   提到地图应用,我们可能更多想到的是GPS定位技术,这其实仅仅是表层,现在的地图应用可以准确的指示你面对的方向,并准确导航,都需要电子罗盘的帮助,如果没有这个传感器,仅靠GPS定位的导航在一些环境中是很难让人满意的。 

电子罗盘,也叫数字指南针,是利用地磁场来定北极的一种方法。电子罗盘可以确定东西南北作为定位辅助设备存在,也可以单独存在。在初次使用时,往往我们都会看到屏幕中提示要让我们手动将设备按照“倒八字”方向移动,以便让其中的传感器更加准确的对方位进行确定。

代表app应用:AED指南针

    AED指南针就是一款基于电子罗盘的一应用程序,它可以获取用户所在位置的经度纬度,并定位到Google地图上。


写在最后:

  虽然这些传感器在智能手机上已经是标配,并不算什么稀奇玩意,但如何利用它们实现更多更酷炫而实用的功能则非常考验开发者的想象力。毫不夸张地说,拥有多种传感器的智能手机已经组建了一个庞大无比的神经网络,每一部智能手机都是拥有敏锐感知能力的神经末梢,如何去利用这个神经网络来实现以前不可想象的功能,或许是未来智能手机、以至于所有智能终端发展的终极命题。

 
本文出自2013-09-09出版的《电脑报》2013年第35期 D.智能手机
(网站编辑:pcw2013)


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