Microsoft SurfaceTeamのStevieBathicheが、Surface Pro3のスタイラステクノロジーについて詳しく説明しています

MicrosoftのSurfaceチームによるRedditAmAの期間中、SurfaceチームのStevie Bathicheは、市場で入手可能なStylusテクノロジーと、MicrosoftがWacomではなくN-Trigを選択した理由を説明する長い返信をRedditに行いました。 以下の彼の完全な回答を読んでください。

こんにちは..これはStevieBです。 ペンデジタイザーの質問を予想していたので、週末にそれについて話す方法を考えていました。 あなたや他の人々がそれが役に立つと思うことを願っています。 私は前のあなたの質問の残りに答えようとします。 以下は、WacomとPressureの質問についてです。

ペンデジタイザーテクノロジーには、主に3つのタイプがあります。電磁、パッシブ容量性（デジタイザーをだまして指のように見せかける導電性ゴムチップペン）、およびアクティブ容量性です。

電磁気は、通常はディスプレイとそのバックライトの下にあるデバイス全体にプリント回路基板を配置することによって機能します。 これは、通常ディスプレイの前に配置されるタッチデジタイザーとは完全に別のシステムです。 回路基板には、電磁場を放出する一連の平面コイルがあります（変圧器の片側のように）。 変圧器の反対側はペン自体にあります。 ペンがこれらのフィールドに近づき、コイル状になると、EM信号を結合し、負荷を追加します。 この負荷は複数のコイルにまたがってピックアップされ、スタイラスの位置が補間されます。 これらの力線は、ディスプレイの15mm程度上に放射される可能性があるため、ホバーのメカニズムになります。 負荷の周波数成分を変更することにより、データがペンからデバイスに送信されます（圧力とボタンのデータ）。 向きを取得するには、通常、XNUMX次コイル/回路があります。単純な三角法でペンの向きを推定できます。これは、後で機械的な視差を取り除くために重要です。 XNUMXつの中で、この手法は最も長い間使用されてきました。

パッシブスタイラスは、指の延長として機能し、デジタイザーの送信および受信行と列からの静電信号と受動的に結合する導体として機能します。 この手法では、ディスプレイの前にある同じ透明な導電線を使用して、指と「偽の」指/スタイラスの両方を実行します。

最後に、アクティブな容量性ソリューションは2000年代初頭に実を結び始めました。 それらの動作モードは、上記のパッシブスタイラスと同じ透明な導電線を使用することですが、ペン先は静電信号を注入し、これらの静電容量線によってピックアップされます。 ペンはミニラジオであり、ディスプレイの前にある検出ラインは小さなアンテナであると考えてください。 最も強い信号を受信するジャンクション（透明な導線の行と列が交差する場所）は、ペンの位置と相関関係があります。 これを行うには、通常、ペンにはバッテリーが必要ですが、ペンはボタンや圧力などからあらゆる種類の信号を発することができます。 私たちは数年前に本当に素晴らしいアクティブ静電容量式ペンとタッチテクノロジーを購入しました。CNN選挙委員会を行った会社を覚えているかもしれません。知覚ピクセル。 これは間違いなく、モバイル以外の大きな画面で最も素晴らしいペンテクノロジーです。 アクティブな静電容量式フィールドは、多くの異なるタッチメーカーによって多くの活動を積極的に示しています。これは、タッチテクノロジーの自然な拡張であり、タッチソリューションとの統合であるためです。

それでは、ハードウェアの知覚から優れたスタイラスを作るものを見てみましょう。

1）精度が重要です。 ペン先がディスプレイの実際のインクに対してより正確で一貫しているほど、アーティストおよびユーザーとして実行できる自然で正確なものになります。 a。 精度の問題は、次の3つのカテゴリに分類されます。

私。 視覚視差：ペン先から画面上のインクまで。 これは、ペン先があると思う場所です。

ii。 電子視差：ペン先からデジタイザーまで、そしてダイジェスターがペン先が実際にあると考える場所。

iii。 画面全体にわたるデジタイザーの精度と直線性。

2）感触と音：紙に書くような音と感触が必要です。

3）ペンの重さ、感触、人間工学。

4）一貫した正確な圧力感度

5）モードを切り替えるためのボタン（消去、選択、およびその他のコマンド）

6）レイテンシー：ペン先の後ろのインクの遅れ（アプリに大きく依存します）…優れた開発者は、この数を最小限に抑えることができます。

7）手のひらを検出して、コンピューターが誤ったタッチを拒否できるようにします。

8）デバイス統合：それがどのように適合するか、および工業デザインの要件。

これで、さまざまな人気のあるペンデジタイザーオプションの背景と、優れたペンを作成するためのハードウェア特性について少し説明しました。 これらのそれぞれの簡単な長所と短所を見てみましょう（パッシブスタイラスは、現在のアプリケーションのエクスペリエンスに明らかな妥協点があるため、スキップします（今のところ））。 ただし、始める前に、まず、これら3つのオプションのいずれも一般的に互いに優れているとは言えません。 それはすべてアプリケーションに依存し、さらに重要なのはテクノロジーの実装/実行に依存します。 これらのテクノロジーのいずれかのパフォーマンスは、デジタイザーシステムを統合するためにデバイスメーカーがどの程度思慮深く、注意深くエンジニアリングを行ったかに大きく依存します。 私は、さまざまなデバイスメーカーによる上記の3つのソリューションすべての非常に貧弱な実装を見てきました。 テクノロジーのブランドを使用しても、パフォーマンスが少しでも保証されるわけではありません。

電磁スタイラス：

1）精度：これは電磁気学には非常に適していますが、実装に大きく依存します。 コーナーを適切に機能させ、非線形性を回避するには、ディスプレイの後ろにあるデジタイザをディスプレイの少し上まで伸ばす必要があります。 また、デジタイザの近くまたはデバイスの前にある金属物体または磁気物体も、ノイズとパフォーマンスに大きな影響を与えます。 これにより、デバイスメーカーは、特定のボーダーサイズ、およびデバイスとペンで使用する材料の種類を制限されます。 磁場は環境とともに変化するため、ドリフトとオフセットが見られます…デバイスメーカーは、デバイスのキャリブレーションを非常にうまく行う必要があります。ユーザーがデバイスの前に何かを置いた場合（たとえば、金属が入っている場合） 、次に、同じレベルのキャリブレーションを実行できる必要があります。 これらの制約の外では、EMペンは非常に良い結果をもたらすことができます。

2）視覚視差：これはカバーガラスの厚さに依存します…そして、どの技術もここで実際に不利な利点を持っていません。

3）電子視差：EMデジタイザーはディスプレイの後ろに埋め込まれており、コイルはペンの先端に配置されていないため、デジタイザーはペンの向きを計算し、そこから位置を変換する必要があります。ディスプレイ上のどこにいるかによって異なります。したがって、ディスプレイ上のすべてのポイントに対する単一の数学変換ではありません。非常に複雑になる可能性があります。ほとんどの場合、単純なルートが使用されます。

4）画面全体にわたるデジタイザーの精度と直線性：これをテストする最良の方法は、定規を取り、ディスプレイ全体に直線の対角線を引くことです。 線が本当にまっすぐになることは決してないことに注意してください…これを行うのは非常に困難です。

5）感触と音：通常、今日、私たちはさまざまな材料を使用して、ガラス上の先端の静的および動的摩擦係数を変更します。しかし、どのペン技術を使用しても、これをさらに改善するために取り組んでいる他の技術があります。 。

6）ペンの重さ、感触、人間工学。 磁気ベースであるため、ペンを金属で作ることはできません。 EMスタイラスには、非常に薄くて不快な（ただしドッキングできる）ものからペンのように感じるものまで、さまざまな形状とサイズがあります。 ここでの長所は、ペンが電池を必要としないことです。

7）一貫性のある正確な圧力感度：一般的に優れた仕事をすることが知られています。 これは、ビット数よりも圧力曲線がどのように見えるかについての詳細です…以下で説明します。

8）モードを切り替えるためのボタン（消去、選択、およびその他のコマンド）：ペンと信号をアクティブに変更するため（コイルによって電力が供給されます）。ボタンと圧力情報を通信できます。

9）レイテンシー：ペン先の後ろのインクの遅れ（アプリに大きく依存します）…優れた開発者は、この数を最小限に抑えることができます。

10）コンピューターが誤ったタッチを拒否できるようにする手のひらの検出：アクティブな静電容量式の利点は実際にはありませんが、パッシブなスタイラスよりも優れています。

11）デバイスの統合：適合方法と工業デザインの要件：ペンデジタイザーはタッチとは別のデジタイザーであるため、このソリューションでは、厚さが0.4〜1 mm、デバイスのベゼルの周囲が数mm、数十グラムの重量。 材料と力学に関する制約の原因として、デバイスに統合するのは少し難しいです。

アクティブ容量性スタイラス：

1）精度：過去に、ここであまり良くない実装を見たことがありますが、Pro3での現在の結果を見るのはとてもうれしいです。 私たちは本当にここにマークを移動しました。 ペンは、デバイス全体で実際にはるかに正確で、線形で、線形です。 アーティストがデバイスを使用するときに最初に聞くコメントは、ペンの精度です。

2）視覚視差：これはカバーガラスの厚さに依存します…そして、どの技術もここで実際に不利な利点を持っていません。 Pro 3では、光学視差を.75mmに落としました。これは、インクタブレットでこれまでに見た中で最も低い視差のXNUMXつです。 これは、ペン先の周りで頭を動かすと、ペン先がインクに近づいたままになることを意味します。

3）電子視差：アンテナラインがカバーガラスのすぐ後ろにあるため（私たちにとっては.55mmの厚さです！）、電子視差はさらに減少します。これが、ペンがより正確に感じる理由のXNUMXつです。

4）画面全体にわたるデジタイザーの精度と直線性：定規テストを実行してください！

5）感触と音：ペン先の動摩擦と静摩擦を変えるために新しい素材を使用しています。 その結果、より紙のような感触になります。 業界として、私たちはより良いことをすることができます..しかし、それは別のメカニズムに行かなければならないでしょう..それについては後で詳しく説明します

6）ペンの重さ、感触、人間工学。 ペン先から信号が発せられるため、本体の金属物が性能に影響を与えることはありません。そのため、高品質のペンを手にしたような美しいアルマイトペンを作ることができました。 今はバッテリーが必要ですが、バッテリーの利点は、他の機能に対してより強力な信号を発することができることです。クリックノートのように：ペンの上部を3回クリックすると、OneNoteが自動的に開かれます（ロック画面上でも） [保護]）..ダブルクリックすると、画面の一部をOneNoteに切り抜くためのアセテートレイヤーが表示されます...かなりきれいです！..ペンを約5〜XNUMXフィート離して保持すると、実行できなくなります。あなたがバッテリーを持っていなかったならば、そのような経験。

7）一貫性のある正確な圧力感度：以前の実装と同じくらい良い..私の意見と同じくらい良い。 詳細については、以下をご覧ください。

8）モードを切り替えるためのボタン（消去、選択、およびその他のコマンド）：ペンに電力が供給されているため、放出された信号（ボタン、圧力情報、クリックノート）を介してあらゆる種類のコマンドを放出できます。

9）レイテンシー：ペン先の後ろのインクの遅れ（アプリに大きく依存します）…優れた開発者は、この数を最小限に抑えることができます。 ホバー中の注意点がXNUMXつあります。インクを使用しているときのレイテンシはクラス最高ですが、ホバー中は少し遅れることがありますが、ホバーモード中のみです。

10）手のひらを検出して、コンピューターが誤ったタッチを拒否できるようにします。EMとほぼ同じです。

11）デバイス統合：アクティブ静電容量デジタイザーはタッチコントローラーに統合されており、同じタッチセンシングラインを使用します。 これは統合の素晴らしい形であり、より薄くて軽いデバイスになります。 また、材料の制限も少なくなります。たとえば、タイプキーボードが磁気を介してデバイスベゼルの下部をクリックします。これは、EMデジタイザにとって本当に悪いことです。

プレッシャー256のプレッシャーレベルと1024のプレッシャーについて心配している人が何人かいると聞きました…10,12,14,16、10、16、10ビットの解像度のばかげた量を主張することができます。ビット数は、そこに16ビットまたは20ビット相当の有用な情報があることを意味しません..オーバースペックのデジタルカメラのように..センサーは20メガピクセルです..結果の画像が3メガピクセル相当の情報であることを意味しません。 この実験は自分で行うことができます。週末に友人にポイントを証明するために行いました。私が知っている最も有名なEMベースのデバイスを使用して、Pro50と比較しました。最初にダウンロードしてインストールしました。 「digiInfo」と呼ばれるMicrosoftPowerToolソフトウェア。これにより、Windowsメッセージを記録および表示できます。両方のデバイスの圧力を記録するようにソフトウェアを設定しました。 次に、約1024グラムの下向きの圧力でデジタイザーの上にスタイラスを保持するための小さなリグを構築しました。 静圧のデータを記録しました。優れたものにインポートし、いくつかの統計を行いました。これが私が見たものです。3の圧力チップの静圧数の標準偏差は256の圧力チップの2倍でした。 結局、パフォーマンスは同じでした。ただし、報告される情報はXNUMXビット少なくなりました。 これは非常に理にかなっています。別の言い方をしましょう。

Pro 3ペンは、10グラムから400グラムの圧力を測定し、256レベルをそれにマッピングします...マッピングは非線形です。人間の手の力の活性化は非線形です...しかし、レベルごとに約1〜1.8グラムを概算できます。 10ビットのペンは10〜500グラムで、おそらく約0.4グラムです。 これらの数値の両方について考えてみてください。どちらも非常に敏感です。私が持っている最高の体重計は、.1グラム単位で実行できます…。 それが機能する唯一の理由は、それがかなりの量のラグを追加する数のヘックを平均化するためです..このラグはスタイラスではできません..したがって、スタイラスでは比較的ノイズの多い信号で立ち往生しています。 新しいスタイラスでは、慣れなければならない力の曲線に違いがあります…そしてそれはおそらく人々が気付くでしょう..ビット解像度の違いではありません。 後で、独自の力曲線をマッピングできるソフトウェアを提供することで、これを簡単に行えるようにします。 これらのスケールの1つを入手して、それを.XNUMXグラムに制御してみることをお勧めします。このトピックに光を当てます。 私が聞いたアーティストからのフィードバックは、彼らには違いが見られないということです。それが、結果として得られる情報に違いがない原因です。

WinTab：はい、wintabドライバーをサポートしています。 以下のリンクを参照して、pro3用にダウンロードしてインストールしてください。 将来的には、アプリがより新しいAPIの使用を開始することを願っています。Wintabは古くて時代遅れです。レイテンシーが追加され、ペンパスに挿入されます。 http://www.ntrig.com/Content.aspx?Page=Downloads_Drivers Windows8.1オプションを選択します