1.2.3 顯⽰設備

       1.2.3.1 投影儀

       投影儀是多點觸摸中顯⽰⽅式的⽅法之⼀，任何視頻投影設備（LCDs，OLEDs 等）都可以，但是投影儀具有屏幕尺⼨⼤和多功能的特點。

       ⽬前有兩種投影儀類型：DLP（數碼光處理技術）和LCD（液晶投影技術）

       D L P（數碼光處理技術）是⼀種以成千上萬微⼩的鏡⽚反射光線實現投影的，利⽤⾊輪產⽣顏⾊。這種技術的投影儀字體對⽐度很⾼，⽽且投影儀的體積⽐較⼩。

       LCD（液晶投影技術）是⼀種利⽤液晶的光電效應，即液晶分⼦的排列在電場的作⽤下發⽣變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從⽽影響它的光學性質，產⽣具有不同灰度層次及顏⾊的圖像。這種技術的投影儀顏⾊⾮常的強烈，但在⼏年之后其顏⾊會逐漸褪掉。

       對于投影儀需要考慮的是亮度，以ANSI 流明作為衡量。數字越⼤意味著亮度越⾼，作為家庭影院，需要更⾼的流明，但對于多點觸摸裝置來說倒不⼀定。

       當投影儀接近屏幕時，投影的尺⼨就會變得⼩且亮度⼤，這樣會引起局部區域過亮的問題，⽤戶對著屏幕⼏分鐘后會產⽣眩⽬的癥狀。

       在投影儀中，最⼤的限制在于它的投影距離。要有⼀個適合的投影尺⼨，就必須具有從投影儀鏡頭到投影屏幕之間的距離。例如：我們需要的投影尺⼨是三⼗四⼨，那么我們從投影機鏡頭到投影屏幕的距離是兩英尺。因此在我們進⾏桌⼦⼤⼩設定的時候，需要對投影儀距離以及屏幕⼤⼩的設定進⾏規劃。

       在你制作⼀個箱⼦式的多點觸摸裝置時，鏡⼦可以幫助你得到⽐較好的反射從⽽達到需要的尺⼨。如果在設置⼀個⽐較空間⽐較緊湊的裝置時，則需要⼀個具有短焦鏡頭的投影儀。

       投影儀的是以寬⾼⽐作為衡量的，例如：如果你需要電視顯⽰⽐例的，那么需要的對⽐率是4：3。如果你需要⼀個寬屏的，那么需要的對⽐率是16：9。在⼤多數情況下，都會以4：3 的⽐例出現，但這在于所設定的交互界⾯。

       1.2.3.2 液晶顯⽰器

       盡管投影儀在多點觸摸裝置中具有許多⽤處，但液晶顯⽰器也能夠為多點觸摸裝置提供顯⽰的功能。液晶顯⽰屏都是透明性質的，但液晶顯⽰器的模型不是透明的。液晶⾯板本⾝是可以通過紅外線的，將液晶顯⽰器的所有部件拆除，保留LCD ⾯板、電路控制板、電源，就可以⽤作多點觸摸設備的顯⽰部件，其顯⽰效果與沒有拆過的液晶顯⽰器或者投影儀相當。

       為了已拆解的液晶顯⽰器能夠正常顯⽰，需要將液晶⾯板和電路控制板連接起來。⾯板和電路控制板是通過柔性扁平電纜（FFC）連接的，因此需要長度適合的柔性扁平電纜來確保在多點觸摸裝置中的放置。不同的液晶顯⽰器具有不同長度的FFC，在拆解液晶顯⽰器時需要注意關于FFC 的參數，當然我們也可以通過在電⼦商店⾥購買FFC 來延長我們的長度。

       1.3 受抑全內反射多點觸摸技術（FTIR）

       FTIR 的名字來源于NUI 論壇，這種多點觸摸技術的發明者是紐約⼤學的Jeff Han 教授（Han 2005）。Han 教授的⽅法是源⾃⼀個光學的基本現象，叫全內反射（⼜稱全反射），它講述的是在⼊射⾓⽐特許的⾓（Getty,Keller and Skove1989,p.799）⼤的情況下，光線經過兩個不同折射率的介質，這個特許的⾓（稱為臨界⾓）基于物質的折射率⽽得到的，可以通過Shell 法則以數學⽅式計算出來。

       當上述情況發⽣時，在物質上就不會產⽣折射，⽽是所有的光線會反射在內部。Han 教授通過這個遠離把紅外線反射在⼀塊遵守全內反射規則的壓克⼒內部，當⽤戶在壓克⼒表⾯觸摸時，光線就會被⽤戶的接觸部位反/折射（通過⽪膚），在觸摸的地⽅就會將原本反射在內部的紅外線折射回我們在壓克⼒板⾯架設的紅外攝像頭（圖1.3），通過對應的軟件就可以偵測到我們相對應的信息點。

圖1.3 受抑全內反射多點觸摸技術原理圖

       1.3.1 受抑全內反射（FTIR）層

       這個原理在我們制作多點觸摸顯⽰設備的時候⾮常的有⽤，當光線的反射被我們破壞在對應的區域，然后折射出來時，架設在下⾯的紅外攝像頭便能夠清晰地讀取到相對的信息點。

       壓克⼒

       根據Han 教授的論⽂，我們需要利⽤壓克⼒作為我們的現實⾯，⽽這壓克⼒的厚度是需要特定的，⼀般為8mm，為了避免壓克⼒變形，在⼤⾯積的情況下應該⽤10mm 的。

       在我們利⽤壓克⼒作為我們的多點觸摸顯⽰⾯時，我們需要做⼀些前期準備，因為通常情況下我們購買的壓克⼒的四邊是粗糙的，我們需要進⾏拋光，這樣能夠讓光線更好的從四邊打進壓克⼒內部。如果是⾃⼰拋光，我們將教⼤家⽤砂紙來進⾏拋光⼯作：先利⽤號數⼩的砂紙進⾏粗拋，然后逐級的上升，達到晶瑩剔透的效果。

       隔板

       為了避免讓光在射進壓克⼒內部的時候從邊緣處漏出來，因此利⽤隔板蓋在壓克⼒四周。隔板的材料沒有限制，可以是⽊條或者鋁條。

       漫反射層

       漫反射層的作⽤在于讓攝像頭不被其它物體或者光線⼲擾，只讀取到⾮常光亮的點（⼿指觸摸時產⽣的反射點）。

       兼容層

       ⼀個基本的FTIR 裝置的運⾏效果取決于⽤戶在觸摸時⼿指的光亮度，潮濕的⼿指能夠更好的產⽣對⽐度，觸摸起來會更流暢，⽽⼲燥的⼿指或者物體則不能夠產⽣破壞全內反射的效果。為了解決這個問題，我們需要添加兼容層在顯⽰板的上⾯，這個兼容層扮演著⼀個代理的⾓⾊，能夠提⾼我們破壞全內反射的效果，兼容層可以⽤硅膠材料來制作（例如：ELASTONSIL M 4641）。為了提⾼以及保護觸摸屏幕的敏感度，可以利⽤投影幕，（例如：Rosco Gray #02105）， 在這種情況下就不需要再放置漫反射層了。

       1.3.2 兼容層

       兼容層（兼容⾯）是⽤在FTIR 裝置上的⼀個層，能夠提⾼FTIR 裝置的敏感度。它連接著壓克⼒，當發⽣觸摸事件時就會產⽣明顯的FTIR 效果，當沒有觸摸時則被釋放。這個兼容層只適⽤于FTIR 裝置，DI、LLP、DSI、LED-PL則不需要。兼容層可同時⽤作投影幕。

       兼容層（兼容⾯）是簡易放置在投影幕和壓克⼒之間的層，它能夠提⾼⼿指反射的對⽐度以及完整度，也能夠避免⼿指粘附在表⾯的情況。在FTIR 多點觸摸技術中，紅外光是從壓克⼒四周射進內部的，光線在壓克⼒內跑動（全內反射，就像光纖線⼀樣），當你觸摸屏幕的時候（破壞了全內反射）就會讓光從壓克⼒內跑出來，這就會產⽣對應⼿指的信息點（光亮的點）。

       接下來會有更多關于如何做⼀個⽐較完美的兼容層：

       找⼀些⽐較不錯的材料，例如：Sorta Clear 40、類催化劑硅膠、Lexel、RTV品牌的各種硅膠，不過也有⼈利⽤紡織布料來做，例如：硅膠浸漬和SulkySolvy。

       但最原始、最受歡迎⽽且容易成功達到效果的⽅法是直接噴灑⼀層光滑的硅膠層在壓克⼒表⾯，待其⼲后在其上⾯再放置投影幕。這樣需要的材料是接近透明的，噴涂上去后會成為壓克⼒的⼀部分，需要讓紅外線能夠穿透過去，因此需要⽤到先前提到的三種硅膠材料，它的折射率可以接近壓克⼒。⽬前已經有⼈制作了專門給DIY 愛好者的這⼀⼯序的配件，推出之后很受歡迎。但需要注意的是，在放置兼容層（硅膠層）的時候要將其放置在投影幕的下⽅，然后放在壓克⼒上，這樣⼦會得到更多好的效果。

       關于利⽤紡織物作為兼容層，很少具有⽐較成功的效果，但如果能夠找到更好的材料，這將能夠更容易地使⽤。⽬前很多⼈在尋找⼀種更好的兼容層，能夠作為投影幕的同時也能夠起到兼容層的作⽤，但在FTIR 技術上，兼容層沒有⼀個基準線，以下是關于兼容層的⼀些優點：

       能夠保護壓克⼒，避免被⽤戶在操作的時候刮花

       阻擋了很多光線的污染

       能夠提供流暢度（在觸摸沒有加裝其它東西的壓克⼒時，很容易有不流暢的感覺）

       在觸摸⾯和投影⾯上沒有錯落

       提⾼壓感

       提⾼觸點的對⽐度

       為利⽤LCD 作為顯⽰屏的FTIR 技術設置⼀個兼容層是⼗分困難的，因為這需要所⽤的材料能夠⼗分的清晰且沒有變形，以及不會影響到液晶屏的顯⽰。這和投影儀作為顯⽰屏不同，投影儀可以將畫⾯直接投射在這個兼容層上。到⽬前為⽌，沒有⼀個⼈能夠為基于LCD 為顯⽰屏的FTIR 技術設置⼀個百分百清晰的兼容層。盡管如此，也有很多愛好者成功的搭建基于LCD 為顯⽰屏的FTIR裝置，但他們沒有⽤到兼容層，這可以說明兼容層的需要是在于所需要的裝置是怎樣的