Stevie Bathiche del Microsoft Surface Team explica en detalle la tecnología Stylus en Surface Pro 3

Durante el equipo Reddit AmA by Surface de Microsoft, Stevie Bathiche del equipo Surface hizo una larga respuesta en Reddit explicando las tecnologías Stylus disponibles en el mercado y por qué Microsoft eligió N-Trig en lugar de Wacom. Lea su respuesta completa a continuación.

Hola... soy StevieB. Anticipé la pregunta del lápiz digitalizador... así que he estado pensando en cómo hablar de ello durante el fin de semana. Espero que usted y otras personas lo encuentren útil. Intentaré responder el resto de sus preguntas anteriores. A continuación se muestra su pregunta sobre Wacom y Presión.

Hay 3 tipos principales de tecnologías de digitalizador de bolígrafo: electromagnético, capacitivo pasivo (esos bolígrafos con punta de goma conductora que engañan al digitalizador para que parezca un dedo) y capacitivo activo.

Los trabajos electromagnéticos colocan una placa de circuito impreso en todo el dispositivo, normalmente situada debajo de la pantalla y su luz de fondo. Este es un sistema completamente separado del digitalizador táctil que generalmente se encuentra frente a la pantalla. La placa de circuito tiene un montón de bobinas planas que emiten un campo electromagnético (como un lado de un transformador). El otro lado del transformador se encuentra en la propia pluma. A medida que la pluma se acerca a estos campos y se enrolla, acopla la señal EM y agrega una carga. Esta carga se recoge a través de múltiples bobinas y luego se interpola la posición de la aguja. Estas líneas de campo pueden emitir aproximadamente 15 mm por encima de la pantalla y, por lo tanto, el mecanismo de desplazamiento. Los datos se transmiten desde el bolígrafo al dispositivo (datos de presión y botón), modificando el contenido de frecuencia de la carga. Para obtener orientación, normalmente hay una bobina/circuito secundario... y la activación simple puede extrapolar la orientación de la pluma... esto es importante para eliminar el paralaje mecánico más tarde. Entre los tres, esta técnica ha existido por más tiempo.

El lápiz óptico pasivo funciona simplemente actuando como una extensión de su dedo, siendo un conductor para acoplarse pasivamente con la señal electrostática de las filas y columnas de transmisión y recepción del digitalizador. Esta técnica utiliza las mismas líneas conductoras transparentes frente a la pantalla para hacer tanto el dedo como el dedo/lápiz "falso".

Finalmente, las soluciones capacitivas activas comenzaron a dar frutos a principios de la década de 2000. Su modo de operación es usar las mismas líneas conductoras transparentes que el lápiz óptico pasivo anterior, pero la punta del lápiz inyecta una señal electrostática que es captada por estas líneas táctiles capacitivas. Piense en que el bolígrafo es una mini radio y las líneas de detección frente a la pantalla del dispositivo son pequeñas antenas. La(s) unión(es) (donde se cruzan las filas y columnas de las líneas conductoras transparentes) que reciben la señal más fuerte se correlacionan con la posición de la pluma. Para hacer esto, el lápiz normalmente necesita una batería, pero el lápiz puede emitir todo tipo de señales de botones, presión y otros. Hace un par de años compramos un lápiz capacitivo activo y una tecnología táctil realmente fantásticos: puede que recuerdes a la empresa que hizo las juntas electorales de CNN... Píxel perceptivo. Sin duda, esta es la tecnología de lápiz más fantástica que existe para pantallas grandes que no son móviles. El campo capacitivo activo muestra de manera desafiante mucha actividad por parte de diferentes fabricantes de dispositivos táctiles... porque es una extensión natural de la tecnología táctil y su integración con la solución táctil.

Ahora veamos qué hace que un lápiz óptico sea excelente a partir de un hardware perceptivo:

1) La precisión es el rey. Cuanto más precisa y consistente sea la punta del lápiz con respecto a la tinta real de la pantalla, más natural y más preciso usted como artista y usuario podrá ejecutar. una. El problema de precisión se divide en 3 categorías:

i. Visual Parallax: desde la punta del lápiz hasta la tinta en la pantalla. Aquí es donde crees que está la punta del bolígrafo.

ii. Paralaje electrónico: desde la punta del lápiz hasta el digitalizador y dónde el digestor cree que está realmente la punta del lápiz.'

iii. Precisión del digitalizador y linealidad en toda la pantalla.

2) Sentir y sonar: debe sonar y sentirse como escribir en un papel.

3) Peso, tacto y ergonomía del bolígrafo.

4) Sensibilidad a la presión consistente y precisa

5) Botones para cambiar de modo (borrar, seleccionar y otros comandos)

6) Latencia: el retraso de la tinta detrás de la punta del lápiz (depende en gran medida de la aplicación)... los buenos desarrolladores pueden mantener este número al mínimo.

7) Detección de palma para que la computadora pueda rechazar toques falsos.

8) Integración de dispositivos: cómo encaja y los requisitos de diseño industrial.

Ahora que tenemos un poco de información sobre las diferentes opciones populares de digitalizador de lápiz y las características de hardware de lo que hace un buen lápiz. Analicemos brevemente los pros y los contras de cada uno de estos (voy a omitir el lápiz óptico pasivo, ya que todavía ofrece un compromiso obvio en la experiencia para nuestras aplicaciones actuales [por ahora]). Pero antes de comenzar, permítanme decir primero que ninguna de estas 3 opciones es generalmente superior a la otra. Todo depende de la aplicación y, lo que es más importante, de la implementación/ejecución de la tecnología. El rendimiento de cualquiera de estas tecnologías depende en gran medida de cuán reflexiva y cuidadosa sea la ingeniería realizada por los fabricantes de dispositivos para integrar el sistema digitalizador. He visto algunas implementaciones realmente deficientes de las 3 soluciones anteriores por parte de varios fabricantes de dispositivos. El uso de la marca de la tecnología no garantiza el rendimiento en lo más mínimo.

Aguja electromagnética:

1) Precisión: esto puede ser muy bueno para el electromagnetismo, pero depende en gran medida de la implementación. Para que las esquinas funcionen bien y evitar la falta de linealidad, el digitalizador que se encuentra detrás de la pantalla debe extenderse ligeramente más allá de la pantalla. También los objetos metálicos u objetos magnéticos cerca del digitalizador o incluso frente al dispositivo afectan en gran medida el ruido y el rendimiento. Esto limita en gran medida que el fabricante del dispositivo tenga un cierto tamaño de borde, y también los tipos de materiales que utilizan en el dispositivo y en el bolígrafo. Debido a que los campos magnéticos cambian con el entorno, verá derivas y compensaciones... El fabricante del dispositivo debe hacer un muy buen trabajo al calibrar el dispositivo... y si el usuario coloca algo frente al dispositivo (por ejemplo, una carcasa que tiene metal) , entonces deben poder hacer el mismo nivel de calibración. Fuera de estas limitaciones, el lápiz EM puede dar muy buenos resultados.

2) Visual Parallax: esto solo depende del grosor de la cubierta de vidrio... y ninguna de las tecnologías realmente tiene una ventaja o una desventaja aquí.

3) Paralaje electrónico: debido a que el digitalizador EM está enterrado detrás de la pantalla y las bobinas no están ubicadas en la punta del lápiz, el digitalizador debe calcular la orientación del lápiz y traducir la posición a partir de eso... esto realmente nunca es perfecto y a menudo lo será. depende de dónde se encuentre en la pantalla... por lo que no es una única transformación matemática para todos los puntos de la pantalla... puede ser muy complejo... la mayoría de las veces, se toma la ruta simple.

4) Precisión y linealidad del digitalizador en toda la pantalla: la mejor manera de probar esto... es tomar una regla y dibujar líneas diagonales rectas en la pantalla. Tenga en cuenta que las líneas nunca son realmente rectas... esto es muy difícil de hacer.

5) Sensación y sonido: por lo general, hoy en día trabajamos con varios materiales para cambiar el coeficiente de fricción estática y dinámica de la punta sobre el vidrio... pero hay otras técnicas en las que estamos trabajando para que esto sea aún mejor, sin importar qué tecnología de pluma se utilice. .

6) Peso, tacto y ergonomía del bolígrafo. Debido a que tiene una base magnética, la pluma no puede estar hecha de metal. El lápiz óptico EM tiene todo tipo de formas y tamaños... desde realmente delgado e incómodo (pero se puede acoplar) hasta los que se sienten como un bolígrafo. La ventaja aquí es que el bolígrafo no necesita pilas.

7) Sensibilidad a la presión consistente y precisa: generalmente se sabe que hace un gran trabajo. Esto se trata mucho más de cómo se ve la curva de presión que de la cantidad de bits... Lo explicaré a continuación.

8) Botones para cambiar de modo (borrar, seleccionar y otros comandos): debido a que el bolígrafo modifica las señales de forma activa (alimentado por las bobinas), puede comunicar botones e información de presión.

9) Latencia: el retraso de la tinta detrás de la punta del lápiz (depende en gran medida de la aplicación)... los buenos desarrolladores pueden mantener este número al mínimo.

10) Detección de la palma de la mano para que la computadora pueda rechazar toques falsos: en realidad no tiene la ventaja de la capacitiva activa ... pero sí la tiene sobre el lápiz óptico pasivo.

11) Integración del dispositivo: cómo encaja y los requisitos de diseño industrial: debido a que el lápiz digitalizador es un digitalizador separado del táctil, esta solución agregará entre 0.4 y 1 mm de grosor, unos pocos mm alrededor del bisel del dispositivo, y unas decenas de gramos de peso. Es un poco más difícil integrarlo en el dispositivo debido a las limitaciones de materiales y mecánica.

Lápiz capacitivo activo:

1) Precisión: en el pasado he visto algunas implementaciones no tan buenas aquí, pero estoy muy emocionado de ver nuestros resultados actuales en Pro3. Realmente movimos la marca aquí. El Pen es realmente mucho más preciso, lineal y lineal en todo el dispositivo. El primer comentario que escucho de los artistas cuando usan el dispositivo es cuán preciso es el bolígrafo.

2) Visual Parallax: esto solo depende del grosor de la cubierta de vidrio... y ninguna de las tecnologías realmente tiene una ventaja o una desventaja aquí. En Pro 3, hemos bajado el paralaje óptico a 75 mm. Este es uno de los paralajes más bajos que he visto en tabletas de tinta. Esto significa que a medida que mueve la cabeza alrededor de la punta del bolígrafo, la punta del bolígrafo permanece más cerca de la tinta.

3) Paralaje electrónico: debido a que las líneas de la antena están justo detrás de la cubierta de vidrio (¡para nosotros tiene un grosor de 55 mm!), el paralaje electrónico se reduce aún más... y esta es una de las razones por las que nuestro bolígrafo se siente más preciso.

4) Precisión y linealidad del digitalizador en toda la pantalla: ¡haz la prueba de la regla!

5) Sensación y sonido: estamos utilizando nuevos materiales para cambiar la fricción dinámica y estática de la punta del bolígrafo. El resultado es una sensación más parecida al papel. Como industria podemos hacerlo mejor... pero tendrá que ir a un mecanismo diferente... más sobre eso más adelante

6) Peso, tacto y ergonomía del bolígrafo. Debido a que la señal se emite desde la punta del bolígrafo, los objetos metálicos en el cuerpo no afectan el rendimiento. Es por eso que pudimos hacer un hermoso bolígrafo de aluminio anodizado, que se siente como un bolígrafo de alta calidad en la mano. Ahora sí necesitamos una batería, pero la ventaja de una batería es que se puede emitir una señal más potente para otras funciones... como nota de clic: haga clic en la parte superior del bolígrafo una vez y OneNote se abrirá automáticamente (incluso sobre la pantalla de bloqueo [asegurado]).. y haga doble clic y obtendrá la capa de acetato para recortar partes de la pantalla en OneNote... ¡muy bueno!... y puede sostener el lápiz a unos 3-5 pies de distancia para hacer eso... y no puede hacer tal experiencia si no tuvieras batería.

7) Sensibilidad a la presión constante y precisa: tan buena como nuestras implementaciones anteriores... en mi opinión, tan buena como parece. Más sobre eso a continuación.

8) Botones para cambiar de modo (borrar, seleccionar y otros comandos): debido a que el bolígrafo está alimentado, puede emitir todo tipo de comandos a través de sus señales emitidas (botones, información de presión, nota de clic).

9) Latencia: el retraso de la tinta detrás de la punta del lápiz (depende en gran medida de la aplicación)... los buenos desarrolladores pueden mantener este número al mínimo. Tenemos una advertencia durante el desplazamiento... aunque nuestra latencia sigue siendo la mejor de su clase cuando está entintando, es posible que note un poco de retraso durante el desplazamiento... pero solo durante el modo de desplazamiento...

10) Detección de palma para que la computadora pueda rechazar toques falsos: casi lo mismo que EM.

11) Integración de dispositivos: el digitalizador capacitivo activo está integrado en el controlador táctil y utiliza las mismas líneas de detección táctil. Esta es una forma fantástica de integración, que lo convierte en un dispositivo más delgado y liviano. También hay menos restricciones en cuanto a los materiales... por ejemplo, nuestro Type Keyboard hace clic en la parte inferior de los biseles del dispositivo a través del magnetismo... esto sería realmente malo para un digitalizador EM.

Presión He oído que algunas personas se preocupan por los 256 niveles de presión frente a 1024... Uno puede reclamar cantidades absurdas de resolución de 10,12,14,16 bits... lo que sea... pero al final, aunque el sistema está escupiendo un 10 o 16 el número de bits no significa que haya 10 o 16 bits de información útil allí... al igual que una cámara digital sobreespecificada... el sensor es de 20 megapíxeles... no significa que la imagen resultante tenga 20 megapíxeles de información. Puede hacer este experimento usted mismo. Lo hice durante el fin de semana para tratar de probar un punto a mis amigos: tomé el dispositivo basado en EM más conocido que conozco y lo comparé con Pro 3. Comencé descargando e instalando primero un software Microsoft PowerTool llamado "digiInfo"... esto le permite grabar y ver los mensajes de Windows... Configuré el software para registrar la presión en ambos dispositivos. Y luego construyó una pequeña plataforma para sostener el lápiz óptico sobre el digitalizador con una presión hacia abajo de aproximadamente 50 gramos. Grabé los datos de la presión estática... los importé a Excel e hice algunas estadísticas... esto es lo que vi: el número de presión estática de la punta de presión 1024 tenía una desviación estándar 3 veces mayor que la de la punta de presión 256. Al final, el rendimiento fue el mismo... aunque uno tenía 2 bits menos de información reportada. Esto tiene mucho sentido... déjame decirlo de otra manera.

El bolígrafo Pro 3 mide de 10 gramos a 400 gramos de presión y mapea 256 niveles a eso... el mapeo no es lineal... porque la activación de la fuerza de la mano humana no es lineal... pero se puede aproximar alrededor de 1-1.8 gramos por nivel. El bolígrafo de 10 bits... va de 10 a 500 gramos... y supuestamente rinde alrededor de ~0.4 gramos. Piense en ambos números y ambos son súper súper sensibles... la mejor báscula que tengo puede hacer incrementos de 1 gramo... La única razón por la que funciona es porque promedia los números, lo que agrega una cantidad considerable de retraso. Este retraso no se puede hacer con un lápiz óptico. Con cualquier lápiz óptico nuevo, hay una diferencia en la curva de fuerza a la que tienes que acostumbrarte... y eso es probablemente lo que la gente notará... no la diferencia en la resolución de bits. Vamos a hacer eso más fácil para ti al darte más tarde un software que te permite mapear tu propia curva de fuerza. Te animo a que consigas una de esas balanzas y trates de controlarla hasta los 1 gramos... arrojará algo de luz sobre el tema. Los comentarios de los artistas que he escuchado... es que no ven la diferencia... y eso es porque realmente la información resultante no es diferente.

WinTab: sí, tenemos compatibilidad con el controlador wintab. Consulte el siguiente enlace para descargarlo e instalarlo para pro3. En el futuro, espero que las aplicaciones comiencen a usar las API más modernas... Wintab es antiguo y está desactualizado... agrega latencia y se inserta en la ruta del lápiz... http://www.ntrig.com/Content.aspx?Page=Downloads_Drivers seleccione la opción de windows 8.1