指紋識(shí)別,光線感應(yīng),測(cè)量步數(shù)、脈搏、體溫,如今有越來(lái)越多的功能被應(yīng)用于手機(jī),平板,筆記本等移動(dòng)終端上面。我們使用這些功能,體會(huì)著被科技懷抱的感覺(jué)。你可曾想過(guò),在這些功能的背后,隱藏著多少科技以及故事。
科技革命,傳感器的地位舉足輕重
一個(gè)傳感器加上使用它的創(chuàng)意能夠獲得什么?答案是一個(gè)革命性的產(chǎn)品。2007年,蘋(píng)果發(fā)布iPhone。它重新定義了傳統(tǒng)手機(jī)的使用方式。通過(guò)兩手指的開(kāi)合,便可以將屏幕上的圖片放大縮小,這在當(dāng)時(shí)就像魔法一樣吸引著全世界的人去體驗(yàn)。而實(shí)現(xiàn)這一功能的,便是iPhone上的多點(diǎn)觸摸傳感器。
如今,大熱的智能穿戴設(shè)備,能夠全天候的監(jiān)測(cè)我們每天行走的步數(shù),睡眠質(zhì)量,消耗的卡路里甚至還有脈搏,心率等信息。由于不需要醫(yī)生便可以對(duì)我們的身體狀態(tài)有一個(gè)直觀的了解,所以它們受到熱捧便在情理之中。由此可以感到傳感器在科技產(chǎn)業(yè)的地位多么重要。
創(chuàng)新的傳感器是提升產(chǎn)品賣點(diǎn)的硬道理
在微軟剛剛發(fā)布不久的智能手環(huán)內(nèi)部,竟然設(shè)計(jì)有多達(dá)十種傳感器。這些傳感器聽(tīng)起來(lái)就令人覺(jué)得神奇,比如可以測(cè)量陽(yáng)光強(qiáng)度的紫外線傳感器,測(cè)量體溫的皮膚溫度傳感器,以及脈搏傳感器,三軸陀螺儀等等。如今,這款產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)上銷售,創(chuàng)新的功能令其供不應(yīng)求。
如今很多科技廠商意識(shí)到,搭載創(chuàng)新的傳感器,可為產(chǎn)品帶來(lái)或新穎或便捷或安全的功能,但想要發(fā)明一個(gè)創(chuàng)新的傳感器卻并不是一件容易的事情,而需要耗費(fèi)巨大的研發(fā)成本。
所以很多研發(fā)實(shí)力相對(duì)較弱的廠商都是等到某款傳感器上市并達(dá)到一定產(chǎn)量之后,才將其配備到自家的產(chǎn)品上的。這也是為什么指紋識(shí)別技術(shù)才剛剛在手機(jī)上普及開(kāi)來(lái)的原因。
門(mén)檻較高,軟硬結(jié)合是王道
如今困擾科技廠商的問(wèn)題并不僅僅在于自己弄不到創(chuàng)新的傳感器,而是就算產(chǎn)品搭載了這些傳感器,但卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)他們想要的功能。
我們知道傳感器本身,只是一個(gè)檢測(cè)裝置,它能夠感受到被測(cè)量的信息,并將這些信息傳遞給設(shè)備進(jìn)行處理,從而得出相應(yīng)的結(jié)論或者給出應(yīng)對(duì)措施。而這個(gè)處理的過(guò)程是需要設(shè)備制造商通過(guò)反復(fù)測(cè)量試驗(yàn),最終寫(xiě)入程序中的。
如果寫(xiě)入機(jī)身內(nèi)的程序不準(zhǔn)確,輕則影響產(chǎn)品體驗(yàn),重則導(dǎo)致這項(xiàng)功能成為雞肋,增加了產(chǎn)品成本,卻遭到用戶詬病。所以,如今很多評(píng)測(cè)者會(huì)把屏幕觸摸精準(zhǔn)度,重力感應(yīng)靈敏度,成像質(zhì)量等作為評(píng)測(cè)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。
前面筆者通過(guò)這么多篇幅,闡述了傳感器之于移動(dòng)平臺(tái)的重要地位以及面臨的問(wèn)題,那么接下來(lái)我們就一起探討一下傳感器本身吧。
指紋識(shí)別傳感器:不止安全
指紋識(shí)別傳感器及其功能
人的指紋有50億分之一的重復(fù)概率,奠定了指紋識(shí)別技術(shù)極高的安全性。以前,這一技術(shù)僅僅應(yīng)用于刑事偵查案件中,而如今普通大眾也可使用搭載指紋識(shí)別技術(shù)的終端啦。
目前,應(yīng)用于移動(dòng)終端的指紋識(shí)別技術(shù)共有兩大類,分別是滑動(dòng)式與按壓式,代表機(jī)型有三星S5和iPhone 6?;瑒?dòng)式需要用手指在傳感器上滑動(dòng)才能識(shí)別,而按壓試只要手指放在傳感器上便可以識(shí)別。
代表設(shè)備:iPhone 6/plus,iPad Air 2,Galaxy S5,魅族MX4 Pro
對(duì)于指紋識(shí)別傳感器,我們必須明白的事:
1:滑動(dòng)式傳感器因?yàn)槊恳淮味紩?huì)掃描較大面積指紋,所以安全性和識(shí)別率更高,但也犧牲了識(shí)別速度。
2:滑動(dòng)式傳感器相比按壓式更節(jié)省空間。
3:按壓式傳感器擁有比滑動(dòng)式相對(duì)較快的識(shí)別速度。
4:按壓式傳感器不管手指從哪個(gè)方向按壓都能夠識(shí)別,隨意性更高?;瑒?dòng)式則只能上下滑動(dòng)識(shí)別。
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皮電傳感器:知你性情
皮電傳感器及其功能
例如有研究表明,人們?cè)谝惶斓幕顒?dòng)中,早晨剛醒以及晚上睡覺(jué)時(shí)候人體皮電反應(yīng)水平較低,而上午和下午的某一個(gè)時(shí)段的皮電水平相對(duì)較高,而這一時(shí)段正是我們學(xué)習(xí)或者工作效率最高的時(shí)段。
需要注意的是皮電傳感器并不能測(cè)試出用戶的喜怒哀樂(lè),只能感受到用戶心理狀態(tài)是否變化,而通過(guò)這種變化,我們可以得到一些結(jié)論。例如通過(guò)測(cè)謊儀的皮電傳感器感應(yīng)被測(cè)者說(shuō)話時(shí)的心理變化,從而斷定是否說(shuō)謊。
如果通過(guò)皮電傳感器檢測(cè)我們幾天的人體皮電反應(yīng)水平,通過(guò)皮電波形高低,我們就可以得知自己每天哪一個(gè)時(shí)段的工作效率最高了。以此依據(jù)來(lái)安排我們的工作在狀態(tài)最佳的時(shí)段,豈不可以令效率事半功倍?!
對(duì)于皮電傳感器,我們必須明白的事:
1.人體皮電反應(yīng)受溫度,人體活動(dòng)以及心理反應(yīng)三個(gè)因素影響,皮電傳感器因此會(huì)收到影響,準(zhǔn)確性有待檢驗(yàn)。
2.人們一天會(huì)擁有眾多情緒,每一天所產(chǎn)生情緒的時(shí)間、情緒類別皆不同,就算我們準(zhǔn)確測(cè)量出皮電反應(yīng)情況,歸類整理這些數(shù)據(jù)并給出科學(xué)的建議依然是廠商最頭痛的問(wèn)題。
3.目前微軟手環(huán)已經(jīng)搭載該傳感器,該項(xiàng)技術(shù)很快便會(huì)走入我們的生活中。
光線傳感器:貼心調(diào)節(jié)
光線傳感器及其功能
光線傳感器是一種光敏元件,通過(guò)感受機(jī)身環(huán)境光的強(qiáng)度以及變化,從而調(diào)整機(jī)器屏幕的亮度,鍵盤(pán)背景燈亮度以及其它拓展功能。
光線傳感器早在十年前,便已經(jīng)應(yīng)用于移動(dòng)產(chǎn)品身上。它盡管功能相對(duì)單一,僅僅用于根據(jù)不同環(huán)境光線,調(diào)整屏幕亮度以及鍵盤(pán)背景燈開(kāi)關(guān),但由于功能實(shí)用,所以成為目前大屏手機(jī)以及平板電腦的必備元件。
代表設(shè)備:iPhone,iPad,MacBook Air三星S系列等配備大屏的移動(dòng)終端。
對(duì)于光線傳感器,我們必須明白的事:
1.它可以控制屏幕的亮度,令你在戶外可以看清屏幕,室內(nèi)也不會(huì)因?yàn)橛X(jué)得刺眼。
2.如果你的移動(dòng)終端有鍵盤(pán),那么它還可以控制鍵盤(pán)背景燈的開(kāi)關(guān)以及亮度
3.差的光線傳感器降低移動(dòng)終端的使用體驗(yàn),例如會(huì)出現(xiàn)在黑暗的環(huán)境下,屏幕依然很亮;在光線條件變化較大的戶外,屏幕亮度變化較為遲鈍等現(xiàn)象。
4.光線傳感器一般設(shè)計(jì)在機(jī)身頂部手不宜覆蓋的部位,以防影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
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心率傳感器:告訴你心跳背后的秘密
心率傳感器及其功能
作為個(gè)人健康設(shè)備的超級(jí)武器,該功能可以通過(guò)監(jiān)測(cè)心率來(lái)追蹤運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,不同的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模式等,并可以針對(duì)這一數(shù)據(jù)推算睡眠周期等與之關(guān)聯(lián)的健康行動(dòng)數(shù)據(jù)。由于脈率隨著睡眠周期的變化而改變,睡眠加深時(shí)脈率減小,所以我們可以由睡眠時(shí)間的心率變化來(lái)監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量。但由于目前移動(dòng)設(shè)備上的心率傳感器準(zhǔn)確度偏低,所以可信度有待考量。據(jù)傳,為了保證心率測(cè)量的可信度,蘋(píng)果手表設(shè)計(jì)了四個(gè)心率傳感器用以準(zhǔn)確測(cè)量心率。
目前心率傳感器有兩種,一種是通過(guò)光反射測(cè)量的光電心率傳感器以及利用人體不同部位電勢(shì)測(cè)量的電極式心率傳感器。前者盡管測(cè)量準(zhǔn)確度欠佳,但優(yōu)勢(shì)在于體積小,所以目前所有的移動(dòng)終端都用該種方式測(cè)量。后者在醫(yī)院中測(cè)量心電圖的時(shí)候我們經(jīng)常會(huì)看到,通過(guò)測(cè)量人體不同點(diǎn)的電勢(shì)變化,從而測(cè)量出心率變化,該方法 測(cè)量精準(zhǔn),但必須同時(shí)監(jiān)測(cè)人體的兩個(gè)部位,而我們平時(shí)用手機(jī)和手表的時(shí)候都是單手接觸產(chǎn)品,所以無(wú)法做到持續(xù)監(jiān)測(cè)。
代表設(shè)備:微軟手環(huán),松拓 VECTOR HR運(yùn)動(dòng)腕表,三星Galaxy S5手機(jī)
對(duì)于心率傳感器,我們必須明白的事:
1.單純給出心率數(shù)值對(duì)你并沒(méi)有太大意義,如果能夠持續(xù)測(cè)量,并通過(guò)一段時(shí)間的心率數(shù)據(jù)給出睡眠質(zhì)量/休息時(shí)間等健康建議則會(huì)對(duì)用戶有很大幫助。
2.目前絕大部分移動(dòng)終端用的都是光電心率傳感器,相比電極式心率傳感器誤差幾率較大。
3.電極式心率傳感器目前還無(wú)法應(yīng)用于較小的穿戴設(shè)備上,但目前已經(jīng)有廠商在為此而努力了。相信未來(lái)會(huì)成為高端設(shè)備的標(biāo)志配件。
氣壓計(jì):感知你的高度
氣壓計(jì)及其功能
氣壓計(jì)是一個(gè)被埋沒(méi)但非常實(shí)用的小東西。很久以前便已經(jīng)有手機(jī)搭載,例如三星Galaxy S3,Galaxy note 2,而目前iPhone 6/plus也將其納入懷中,為機(jī)器提供氣壓數(shù)據(jù)。
氣壓計(jì)雖然僅能夠測(cè)量氣壓數(shù)據(jù),但通過(guò)該數(shù)據(jù)我們可以精確得知機(jī)器的海拔高度。如果監(jiān)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)的氣壓變化,還能獲得機(jī)器高度變化數(shù)據(jù),從而為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理做準(zhǔn)備。
那 么氣壓計(jì)到底通過(guò)測(cè)量出來(lái)的高度數(shù)據(jù),能給用戶帶來(lái)什么好處呢?戶外運(yùn)動(dòng)員可以直觀的了解自己所在的高度;未來(lái)導(dǎo)航地圖不僅可以知道我們所在的平面位置, 甚至還能知道我們所在的樓層,而這絕對(duì)是未來(lái)導(dǎo)航發(fā)展的必然趨勢(shì);現(xiàn)在穿戴設(shè)備只能偵測(cè)人們每天所走的步數(shù),而擁有氣壓計(jì)還能偵測(cè)所走過(guò)的樓梯數(shù),從而令 消耗卡路里數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
代表設(shè)備:LG G Watch R,iPhone 6/plus,三星Galaxy S3,Galaxy note 2
對(duì)于氣壓計(jì),我們必須明白的事:
1.既然是測(cè)量氣壓的元件,那么氣壓變化異常也勢(shì)必會(huì)影響用戶得到信息的有效性。例如在飛機(jī)飛行的時(shí)候,為了乘客舒適都會(huì)為機(jī)艙加壓,此時(shí)飛機(jī)內(nèi)部的氣壓值與外部不同,我們也就無(wú)法得到正確的高度信息了。
2.目前氣壓計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)終端中,但由于缺乏應(yīng)用軟件支持,它們經(jīng)常被用戶冷落。
3.氣壓計(jì)是非常實(shí)用的元件,我們登山時(shí)可以利用搭載它的設(shè)備讀取海拔高度信息。
圖像傳感器:像素太高未必好
圖像傳感器及其功能
圖像傳感器是攝像頭內(nèi)部用于接收光學(xué)信號(hào)的元件。配合鏡片組以及圖像處理器(ISP)可以實(shí)現(xiàn)拍攝照片的功能。這三者共同決定成像質(zhì)量的好壞。
圖像傳感器上面擁有眾多接收光線信號(hào)的像素點(diǎn),它們將自己接收到的光線信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并通過(guò)ISP轉(zhuǎn)化成我們?cè)谄聊恢锌吹降恼掌?。所以這些“小家伙”才是決定圖像效果最重要的因素。
如果圖像傳感器中集成了很多像素點(diǎn),那么它拍出的照片將會(huì)存留更多信息,細(xì)節(jié)會(huì)更好。如果像素越大,那么每個(gè)像素接收光線的能力就越強(qiáng),最大的好處就是降低了曝光時(shí)間,增加暗光環(huán)境拍攝成功率,色彩也會(huì)更豐富銳利。
代表設(shè)備:目前市面上幾乎所有手機(jī),平板,筆電皆有配備,三星智能腕表
對(duì)于圖像傳感器,我們必須明白的事:
1.并非像素越高越好。因?yàn)槭謾C(jī)體積決定圖像傳感器不能設(shè)計(jì)過(guò)大,所以如果像素過(guò)高,單個(gè)像素面積便會(huì)減小。
2.除了像素,鏡頭同樣可以影響畫(huà)質(zhì),有些鏡頭帶有鍍膜,可以阻擋紅外線干擾,降低炫光以及紫邊等現(xiàn)象。
3.光學(xué)防抖可以通過(guò)延長(zhǎng)曝光時(shí)間的方式提升暗光環(huán)境的拍攝能力,以及防止拍攝視頻時(shí)抖動(dòng)。
總結(jié)
我們必須意識(shí)到,決定傳感器發(fā)展的壁壘并不在于傳感器本身,而是如何用程序去分析傳感器積累的數(shù)據(jù),并為人所用。很多廠商都是花費(fèi)數(shù)年研究才有所建樹(shù)。放眼未來(lái),伴隨著越來(lái)越多創(chuàng)新的傳感器植入移動(dòng)終端設(shè)備中,我們可以輕松掌握身體的狀態(tài),情緒以及能量消耗,這些數(shù)據(jù)將會(huì)助力我們的身體健康,調(diào)整情緒以及工作效率提升,如此設(shè)備難道不能稱為科技革命嗎?
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