Stevie Bathiche iz Microsoft Surface tima detaljno objašnjava tehnologiju Stylus u Surface Pro 3

Tijekom Reddit AmA by Surface tima iz Microsofta, Stevie Bathiche iz Surface tima dao je dug odgovor na Redditu objašnjavajući Stylus tehnologije dostupne na tržištu i zašto je Microsoft odabrao N-Trig umjesto Wacoma. U nastavku pročitajte njegov cijeli odgovor.

Bok.. ovo je StevieB. Očekivao sam pitanje digitalizatora olovke.. pa sam razmišljao o tome kako razgovarati o tome tijekom vikenda. Nadam se da će vama i ostalim ljudima biti od koristi. Pokušat ću odgovoriti na ostala vaša prethodna pitanja. Ispod je vaše pitanje o Wacomu i tlaku.

Postoje 3 glavne vrste tehnologija digitalizatora olovke: elektromagnetska, pasivna kapacitivna (one vodljive olovke s gumenim vrhom koje prevaravaju digitalizator da izgleda kao prst) i aktivna kapacitivna.

Elektromagnetski djeluje tako da se tiskana ploča postavlja preko cijelog uređaja, obično smještena ispod zaslona i njegovog pozadinskog osvjetljenja. Ovo je potpuno odvojen sustav od digitalizatora na dodir koji se obično nalazi ispred zaslona. Ploča ima hrpu ravnih zavojnica koje emitiraju elektromagnetno polje (kao jedna strana transformatora). Druga strana transformatora nalazi se u samoj olovci. Kako se olovka približava tim poljima i zavojnicama, spaja EM signal i dodaje opterećenje. Ovo opterećenje se preuzima na više zavojnica i tada se interpolira položaj olovke. Ove linije polja mogu emitirati oko 15 mm iznad zaslona, ​​a time i mehanizma za lebdenje. Podaci se prenose od olovke do uređaja (podaci o pritisku i tipkama), promjenom frekvencijskog sadržaja opterećenja. Za dobivanje orijentacije obično postoji sekundarna zavojnica/krug.. a jednostavan okidač može ekstrapolirati orijentaciju olovke.. ovo je važno za kasnije uklanjanje mehaničke paralakse. Među tri ova tehnika postoji najduže.

Pasivna olovka radi tako što jednostavno djeluje kao produžetak vašeg prsta, tako što je vodič za pasivno spajanje s elektrostatičkim signalom iz redaka i stupaca digitalizatora za prijenos i prijem. Ova tehnika koristi iste prozirne vodljive linije ispred zaslona za izradu i prsta i "lažnog" prsta/olovke.

Konačno, aktivna kapacitivna rješenja počela su se primjenjivati ​​početkom 2000-ih. Njihov način rada je korištenje istih prozirnih vodljivih linija kao što to radi pasivna olovka gore, ali radije vrh olovke ubrizgava elektrostatički signal koji primaju ove kapacitivne linije za dodir. Zamislite da je olovka mini radio, a senzorske linije ispred zaslona uređaja su male antene. Spoj(i) (gdje se križaju redovi i stupci prozirnih vodljivih linija) koji prima najjači signal je u korelaciji s položajem olovke. Da biste to učinili, olovci je obično potrebna baterija, ali olovka može emitirati sve vrste signala od gumba, pritiska i drugog. Prije nekoliko godina kupili smo stvarno fantastičnu aktivnu kapacitivnu tehnologiju olovke i dodira: možda se sjećate tvrtke koja je radila CNN-ove izborne ploče.. Perceptive Pixel. Ovo je bez sumnje najfantastičnija tehnologija olovke za velike zaslone koji nisu mobilni. Aktivno kapacitivno polje prkosno pokazuje veliku aktivnost brojnih različitih proizvođača dodira.. jer je prirodno proširenje tehnologije dodira i njezine integracije s touch rješenjem.

Idemo sada u ono što veliku olovku od hardvera čini perceptivnom:

1) Preciznost je kralj. Što je vrh olovke točniji i dosljedniji prema stvarnoj tinti na zaslonu, to ste vi kao umjetnik i korisnik u mogućnosti izvoditi prirodnije i točnije. a. Problem preciznosti podijeljen je u 3 kategorije:

i. Vizualna paralaksa: od vrha olovke do tinte na ekranu. Ovdje mislite da je vrh olovke.

ii. Elektronička paralaksa: od vrha olovke do digitalizatora i gdje digestor misli da se vrh olovke zapravo nalazi.'

iii. Preciznost i linearnost digitalizatora na cijelom zaslonu.

2) Osjećaj i zvuk: trebao bi zvučati i osjećati se kao da pišeš na papiru.

3) Težina olovke, osjećaj i ergonomija.

4) Dosljedna i točna osjetljivost na pritisak

5) Gumbi za promjenu načina rada (brisanje, odabir i druge naredbe)

6) Latencija: zaostajanje tinte za vrhom olovke (u velikoj mjeri ovisi o aplikaciji)... dobri programeri mogu taj broj svesti na minimum.

7) Detekcija dlana kako bi računalo moglo odbiti lažne dodire.

8) Integracija uređaja: kako se uklapa i zahtjevi industrijskog dizajna.

Sada kada imamo malo pozadine različitih popularnih opcija digitalizatora olovke i hardverskih karakteristika onoga što čini dobru olovku. Idemo u kratke prednosti i nedostatke svakog od njih (preskočit ću pasivnu olovku jer još uvijek nudi očiti kompromis u iskustvu za naše trenutne aplikacije [za sada]). Ali prije nego počnemo, dopustite mi da prvo kažem da nijedna od ove 3 opcije općenito nisu superiornija jedna od druge. Sve ovisi o primjeni i što je još važnije o implementaciji/izvođenju tehnologije. Izvedba bilo koje od ovih tehnologija uvelike ovisi o tome koliko su promišljeni, pažljivi inženjeri uloženi od strane proizvođača uređaja za integraciju sustava digitalizatora. Vidio sam neke stvarno loše implementacije sva 3 ova rješenja od strane raznih proizvođača uređaja. Korištenje marke tehnologije ni najmanje ne jamči učinak.

Elektromagnetska olovka:

1) Preciznost: Ovo može biti vrlo dobro za elektromagnetiku, ali jako ovisi o implementaciji. Kako bi kutovi dobro funkcionirali i izbjegla nelinearnost, digitalizator koji se nalazi iza zaslona mora se širiti malo dalje od zaslona. Također metalni ili magnetski predmeti u blizini digitalizatora ili ispred čak iu uređaju uvelike utječu na buku i performanse. To uvelike ograničava proizvođača uređaja da ima određenu veličinu okvira, kao i vrste materijala koje koriste na uređaju i u olovci. Budući da se magnetska polja pomiču s okolinom, vidjet ćete pomake i pomake... Proizvođač uređaja mora odraditi stvarno dobar posao kalibracije uređaja.. i ako korisnik stavi nešto ispred uređaja (recimo kućište koje ima metal u sebi) , tada moraju biti u mogućnosti izvršiti istu razinu kalibracije. Izvan ovih ograničenja, EM olovka može dati vrlo dobre rezultate.

2) Vizualna paralaksa: ovo samo ovisi o debljini pokrovnog stakla... i nijedna tehnologija ovdje zapravo nema prednost ili nedostatak.

3) Elektronska paralaksa: budući da je EM digitalizator zakopan iza zaslona, ​​a zavojnice nisu smještene na vrhu olovke, digitalizator mora izračunati orijentaciju olovke i prevesti položaj iz toga... ovo stvarno nikada nije savršeno i često će biti ovisno o tome gdje se nalazite na zaslonu.. tako da to nije jedinstvena matematička transformacija za sve točke na zaslonu.. može biti vrlo složena.. većinu vremena se uzima jednostavna ruta.

4) Preciznost i linearnost digitalizatora na cijelom zaslonu: najbolji način da to testirate je da uzmete ravnalo i nacrtate ravne dijagonalne linije preko zaslona. Obratite pažnju na to kako linije nikada nisu stvarno ravne... ovo je vrlo teško učiniti.

5) Osjećaj i zvuk: Obično danas radimo s raznim materijalima kako bismo promijenili koeficijent statičkog i dinamičkog trenja vrha o staklo.. ali postoje i druge tehnike na kojima radimo kako bismo to učinili još boljim bez obzira na tehnologiju olovke. .

6) Težina olovke, osjećaj i ergonomija. Budući da je magnetska, olovka se ne može napraviti od metala. EM olovka ima sve vrste oblika i veličina… od stvarno tankih i neudobnih (ali se može pričvrstiti) do onih koje se osjećaju poput olovke. Prednost je u tome što olovci nisu potrebne baterije.

7) Dosljedna i točna osjetljivost na pritisak: općenito je poznato da radi odličan posao. Ovdje se radi puno više o tome kako izgleda krivulja tlaka nego o broju bitova... Objasnit ću u nastavku.

8) Gumbi za promjenu načina rada (brisanje, odabir i druge naredbe): jer olovka i modificiranje signala aktivno (napaja se zavojnicama).. može komunicirati tipke i informacije o pritisku.

9) Latencija: zaostajanje tinte za vrhom olovke (u velikoj mjeri ovisi o aplikaciji)... dobri programeri mogu taj broj svesti na minimum.

10) Detekcija dlana tako da računalo može odbiti lažne dodire: zapravo nema prednost aktivnog kapacitivnog.. ali u odnosu na pasivnu olovku ima.

11) Integracija uređaja: kako se uklapa i zahtjevi industrijskog dizajna: budući da je digitalizator olovke odvojen digitalizator od dodira, ovo rješenje će dodati bilo gdje između 0.4-1 mm debljine, nekoliko mm oko okvira uređaja i nekoliko 10-ak grama težine. Malo je teže integrirati u uređaj uzrok ograničenja oko materijala i mehanike.

Aktivna kapacitivna olovka:

1) Preciznost: u prošlosti sam vidio neke ne tako dobre implementacije ovdje, ali sam tako uzbuđen vidjeti naše trenutne rezultate u Pro3. Doista smo pomaknuli biljeg ovdje. Olovka je stvarno mnogo preciznija, linearna i linearnija na cijelom uređaju. Prvi komentar koji čujem od umjetnika kada koriste uređaj je koliko je olovka precizna.

2) Vizualna paralaksa: ovo samo ovisi o debljini pokrovnog stakla... i nijedna tehnologija ovdje zapravo nema prednost ili nedostatak. U Pro 3 smo spustili optičku paralaksu na 75 mm.. ovo je jedna od najnižih paralaksa koje sam igdje vidio za tablete s tintom. To znači da dok pomičete glavu oko vrha olovke, vrh olovke ostaje bliže tinti.

3) Elektronička paralaksa: budući da su linije antene odmah iza pokrovnog stakla (za nas je to debljine 55 mm!), elektronska paralaksa je dodatno smanjena.. i to je jedan od razloga zašto se naša olovka čini točnijom.

4) Preciznost i linearnost digitalizatora na cijelom zaslonu: provedite test ravnala!

5) Osjećaj i zvuk: Koristimo nove materijale za promjenu dinamičkog i statičkog trenja vrha olovke. Rezultat je osjećaj više poput papira. Kao industrija možemo učiniti bolje.. ali morat će ići na drugačiji mehanizam.. više o tome kasnije

6) Težina olovke, osjećaj i ergonomija. Budući da signal emitira vrh olovke, metalni predmeti u tijelu ne utječu na performanse.. zbog toga smo uspjeli izraditi prekrasnu olovku od anodiziranog aluminija, koja izgleda kao visokokvalitetna olovka u ruci. Sada nam je potrebna baterija, ali prednost baterije je u tome što se može emitirati snažniji signal za druge funkcije.. kao što je bilješka o kliku: kliknite na vrh olovke jednom i OneNote se automatski otvara (čak i preko zaključanog zaslona [osigurano]).. i dvaput kliknite i dobit ćete sloj acetata za izrezivanje dijelova zaslona u OneNote... prilično uredno!.. i možete držati olovku oko 3-5 stopa dalje da to učinite... a ne možete takvo iskustvo da niste imali bateriju.

7) Dosljedna i točna osjetljivost na pritisak: jednako dobra kao i naše prethodne implementacije.. koliko god da su dobre po mom mišljenju. Više o tome u nastavku.

8) Gumbi za promjenu načina rada (brisanje, odabir i druge naredbe): budući da je olovka napajana, može emitirati sve vrste naredbi putem svojih emitiranih signala (tipke, informacije o pritisku, bilješka o kliku).

9) Latencija: zaostajanje tinte za vrhom olovke (u velikoj mjeri ovisi o aplikaciji)... dobri programeri mogu taj broj svesti na minimum. Imamo jedno upozorenje tijekom lebdenja.. dok je naša latencija još uvijek najbolja u klasi kada unosite tintu, možda ćete primijetiti malo zaostajanja tijekom lebdenja.. ali samo tijekom lebdenja..

10) Detekcija dlana kako bi računalo moglo odbiti lažne dodire: otprilike isto kao EM.

11) Integracija uređaja: Aktivni kapacitivni digitalizator integriran je u kontroler dodira i koristi iste linije osjetljive na dodir. Ovo je fantastičan oblik integracije, koji čini tanji i lakši uređaj. Također postoji manja ograničenja za materijale.. na primjer, naša Tipkovnica klikne u donji dio okvira uređaja putem magneta.. ovo bi stvarno bila loša stvar za EM digitalizator.

Pritisak Čuo sam da se nekoliko ljudi brine o 256 razina tlaka u odnosu na 1024... Može se tvrditi apsurdne količine rezolucije 10,12,14,16 bita.. što god.. ali na kraju, iako sustav ispljune 10 ili 16 broj bita ne znači da postoji 10 ili 16 bita vrijedne korisnih informacija.. baš kao digitalni fotoaparat s prekomjernim nadzorom.. senzor je 20 megapiksela.. ne znači da je rezultirajuća slika informacija vrijedna 20 megapiksela. Možete sami izvesti ovaj eksperiment. Učinio sam to tijekom vikenda kako bih pokušao dokazati svoju poantu svojim prijateljima: uzeo sam najpoznatiji EM uređaj za koji znam i usporedio ga s Pro 3. Počeo sam tako što sam prvo preuzeo i instalirao softver Microsoft PowerTool pod nazivom "digiInfo".. ovo vam omogućuje snimanje i pregled Windows poruka... Postavio sam softver da bilježi pritisak na oba uređaja. A zatim je napravio mali uređaj za držanje olovke iznad digitalizatora uz pritisak od oko 50 grama prema dolje. Zabilježio sam podatak o statičkom tlaku.. uvezen u excel i napravio neke statistike.. evo što sam vidio: 1024 tlačni tip static-pressure-broj imao je standardnu ​​devijaciju 3 puta veću od one od 256 tlačnog vrha. Na kraju, izvedba je bila ista.. iako je jedan imao 2 bita manje prijavljenih informacija. Ovo ima puno smisla.. dopustite mi da to kažem drugačije.

Pro 3 olovka mjeri od 10 grama do 400 grama pritiska i mapira 256 razina na to... mapiranje je nelinearno... jer je aktivacija sile ljudske ruke nelinearna... ali se može približno 1-1.8 grama po razini. 10-bitna olovka.. ide od 10-500 grama.. i navodno ima oko ~0.4 grama. Razmislite o oba ta broja i oba su super super osjetljiva.. najbolja vaga za težinu koju imam može napraviti korake od .1 gram.... Jedini razlog zašto radi je zato što u prosjeku iznosi vraški broj brojeva što dodaje znatnu količinu kašnjenja.. ovo kašnjenje se ne može napraviti na olovci.. tako da ste zapeli s glasnijim signalom u usporedbi s olovkom. Kod svake nove olovke postoji razlika u krivulji sile na koju se morate naviknuti... i to će ljudi vjerojatno primijetiti... ne razlika u rezoluciji bita. Mi ćemo vam to olakšati tako što ćemo vam kasnije dati dio softvera koji vam omogućuje mapiranje vlastite krivulje sile! Potičem vas da nabavite jednu od tih vaga i pokušate je kontrolirati na 1 gram.. bacit će svjetlo na temu. Povratne informacije od umjetnika koje sam čuo je da oni ne vide razliku.. i to je zato što se podaci o rezultatu zapravo ne razlikuju.

WinTab: da, imamo podršku za wintab drajver. Pogledajte donju poveznicu da biste je preuzeli i instalirali za pro3. Nadam se da će u budućnosti aplikacije početi koristiti modernije API-je. Wintab je star i zastario.. dodaje kašnjenje i umeće se u putanju olovke. http://www.ntrig.com/Content.aspx?Page=Downloads_Drivers odaberite opciju Windows 8.1