Stevie Bathiche fra Microsoft Surface Team forklarer Stylus-teknologien i Surface Pro 3 i detalj

Under Reddit AmA by Surface-teamet fra Microsoft svarte Stevie Bathiche fra Surface-teamet et langt svar på Reddit som forklarte Stylus-teknologiene som er tilgjengelige på markedet og hvorfor Microsoft valgte N-Trig fremfor Wacom. Les hele svaret hans nedenfor.

Hei.. dette er StevieB. Jeg forutså spørsmålet om penndigitalisering.. så jeg har tenkt på hvordan jeg skal snakke om det i helgen. Jeg håper du og andre finner det nyttig. Jeg skal prøve å svare på resten av spørsmålene dine. Nedenfor handler om Wacom og Press-spørsmålet ditt.

Det er 3 hovedtyper av digitaliseringsteknologi for penner: Elektromagnetisk, passiv kapasitiv (de ledende pennene med gummitupp som lurer digitaliseringsapparatet til å se ut som en finger), og aktiv kapasitiv.

Elektromagnetisk fungerer ved å plassere et kretskort over hele enheten, vanligvis plassert under skjermen og bakgrunnsbelysningen. Dette er et helt separat system fra berøringsdigitalisatoren som vanligvis går foran skjermen. Kretskortet har en haug med plane spoler som sender ut et elektromagnetisk felt (som den ene siden av en transformator). Den andre siden av transformatoren er plassert i selve pennen. Når pennen nærmer seg disse feltene og spoler den kobler den EM-signalet og legger til en belastning. Denne lasten plukkes opp over flere spoler og posisjonen til pennen blir deretter interpolert. Disse feltlinjene kan sende ut 15 mm eller så over skjermen, og dermed mekanismen for sveving. Data overføres fra pennen til enheten (trykk- og knappedata), ved å endre frekvensinnholdet i lasten. For å få orientering er det typisk en sekundær spole/krets.. og enkel trigg kan ekstrapolere orienteringen til pennen.. dette er viktig for senere å fjerne mekanisk parallakse. Blant de tre har denne teknikken eksistert lengst.

Passiv pekepenn, fungerer ved ganske enkelt å fungere som en forlengelse av fingeren din, ved å være en leder for passivt å koble til det elektrostatiske signalet fra sende- og mottaksrader og -kolonner i digitaliseringsapparatet. Denne teknikken bruker de samme gjennomsiktige ledende linjene foran skjermen for å gjøre både fingeren og den "falske" fingeren/pennen.

Endelig begynte aktive kapasitive løsninger å komme i bruk på begynnelsen av 2000-tallet. Deres virkemåte er å bruke de samme gjennomsiktige ledende linjene som den passive pekepennen gjør ovenfor, men pennespissen injiserer heller et elektrostatisk signal som fanges opp av disse berøringskapasitive linjene. Tenk på at pennen er en miniradio, og sanselinjene foran skjermen er små antenner. Krysset(e) (hvor radene og kolonnene i de gjennomsiktige ledende linjene krysser hverandre) som mottar det sterkeste signalet, er korrelert til pennens posisjon. For å gjøre dette trenger pennen vanligvis et batteri, men pennen kan sende ut alle slags signaler fra knapper, trykk og annet. Vi kjøpte en virkelig fantastisk aktiv kapasitiv penn og berøringsteknologi for et par år siden: du husker kanskje selskapet som utførte CNN-valgstyrene... Perceptive Pixel. Dette er uten tvil den mest fantastiske pennteknologien som finnes for store ikke-mobilskjermer. Aktivt kapasitivt felt viser tross alt mye aktivitet av en rekke forskjellige berøringsprodusenter.. fordi det er en naturlig forlengelse av berøringsteknologi og dens integrasjon med berøringsløsningen.

La oss nå gå inn på hva som gjør en flott pekepenn fra en maskinvare oppfattende:

1) Presisjon er konge. Jo mer nøyaktig og konsistent pennespissen er i forhold til det faktiske blekket på skjermen, jo mer naturlig og mer nøyaktig er du som kunstner og bruker i stand til å utføre. en. Presisjonsproblemet er delt inn i 3 kategorier:

Jeg. Visuell parallakse: fra pennespissen til blekk på skjermen. Det er her du tror pennespissen er.

ii. Elektronisk parallakse: fra pennespissen til digitizer og hvor kokeren tror pennespissen faktisk er.'

iii. Digitaliseringspresisjon og linearitet over hele skjermen.

2) Føl og lyd: skal høres ut og føles som å skrive på papir.

3) Pennens vekt, følelse og ergonomi.

4) Konsekvent og nøyaktig trykkfølsomhet

5) Knapper for å bytte modus (sletting, valg og andre kommandoer)

6) Latency: etterslepet av blekk bak pennespissen (svært appavhengig)... gode utviklere kan holde dette tallet på et minimum.

7) Palm-deteksjon slik at datamaskinen kan avvise falske berøringer.

8) Enhetsintegrasjon: hvordan den passer, og kravene til industriell design.

Nå som vi har litt bakgrunn for de forskjellige populære penndigitaliseringsalternativene og maskinvareegenskapene til hva som gjør en god penn. La oss gå inn på en kort fordeler og ulemper med hver av disse (jeg kommer til å hoppe over passiv pekepenn, siden den fortsatt tilbyr et åpenbart kompromiss i erfaring for våre nåværende applikasjoner [foreløpig]). Men før vi begynner, la meg først si at ingen av disse tre alternativene generelt er mer overlegne enn hverandre. Alt avhenger av applikasjonen og enda viktigere implementeringen/utførelsen av teknologi. Ytelsen til en hvilken som helst av disse teknologiene er svært avhengig av hvor gjennomtenkt, forsiktig, ingeniørarbeidet som er lagt inn av enhetsprodusentene for å integrere digitaliseringssystemet. Jeg har sett noen virkelig dårlige implementeringer av alle 3 av disse løsningene ovenfor av forskjellige enhetsprodusenter. Bruk av teknologiens merke garanterer ikke ytelse i det minste.

Elektromagnetisk penn:

1) Presisjon: Dette kan være veldig bra for elektromagnetikk, men det er svært avhengig av implementering. For å få hjørnene til å fungere godt, og unngå ikke-linearitet, må digitalisereren som sitter bak skjermen strekke seg litt utover skjermen. Også metallgjenstander eller magnetiske gjenstander nær digitalisereren eller foran selv i enheten påvirker støy og ytelse i stor grad. Dette begrenser i stor grad enhetsprodusenten fra å ha en viss grensestørrelse, og også hvilke typer materialer de bruker på enheten og i pennen. Fordi magnetiske felt skifter med omgivelsene, vil du se drift og forskyvninger... Enhetsprodusenten må gjøre en veldig god jobb med å kalibrere enheten.. og hvis brukeren legger noe foran enheten (si et etui som har metall i seg) , da må de kunne gjøre samme nivå av kalibrering. Utenfor disse begrensningene kan EM-penn gi svært gode resultater.

2) Visuell parallakse: dette avhenger bare av tykkelsen på dekkglasset... og ingen av teknologiene har egentlig en fordel eller ulempe her.

3) Elektronisk parallakse: fordi EM-digitalisatoren er begravd bak skjermen og spolene ikke er plassert på tuppen av pennen, må digitalisereren beregne retningen til pennen og oversette posisjonen fra det ... dette er egentlig aldri perfekt og vil ofte være avhengig av hvor du er på skjermen.. så det er ikke en eneste matematisk transformasjon for alle punkter på skjermen.. det kan være svært komplekst.. mesteparten av tiden er den enkle ruten det som tas.

4) Digitaliseringspresisjon og linearitet over hele skjermen: beste måten å teste dette på.. er å ta linjal og tegne rette diagonale linjer over skjermen. Legg merke til hvordan linjene aldri er helt rette ... dette er veldig vanskelig å gjøre.

5) Følelse og lyd: I dag jobber vi typisk med ulike materialer for å endre koeffisienten for statisk og dynamisk friksjon av spissen på glass.. men det er andre teknikker vi jobber med for å gjøre dette enda bedre uansett hvilken pennteknologi som brukes .

6) Pennens vekt, følelse og ergonomi. Fordi den er magnetisk basert, kan ikke pennen lages av metall. EM-pennen har alle slags former og størrelser... fra veldig tynne og ubehagelige (men kan dokkes) til de som føles som en penn. Proffen her er at pennen ikke trenger batterier.

7) Konsekvent og nøyaktig trykkfølsomhet: generelt kjent for å gjøre en god jobb. Dette handler mye mer om hvordan trykkkurven ser ut enn antall biter... Jeg vil forklare nedenfor.

8) Knapper for å bytte modus (sletting, valg og andre kommandoer): fordi pennen og modifiserer signalene aktivt (drevet av spolene) kan den kommunisere knapper og trykkinformasjon.

9) Latency: etterslepet av blekk bak pennespissen (svært appavhengig)... gode utviklere kan holde dette tallet på et minimum.

10) Palm-deteksjon slik at datamaskinen kan avvise falske berøringer: har egentlig ikke fordel av aktiv kapasitiv .. men over passiv pekepenn har den det.

11) Enhetsintegrasjon: hvordan den passer, og kravene til industriell design: fordi penndigitalisatoren er en separat digitaliseringsenhet fra berøring, vil denne løsningen legge til hvor som helst mellom 0.4-1 mm i tykkelse, noen få mm rundt rammen på enheten, og noen 10-tals gram vekt. Det er litt vanskeligere å integrere inn i enheten på grunn av begrensningene rundt materialer og mekanikk.

Aktiv kapasitiv penn:

1) Presisjon: tidligere har jeg sett noen ikke så gode implementeringer her, men jeg er så pumpet over å se våre nåværende resultater i Pro3. Vi flyttet virkelig merket her. Pennen er virkelig mye mer presis, lineær og lineær over hele enheten. Den første kommentaren jeg hører fra artister når de bruker enheten, er hvor presis pennen er.

2) Visuell parallakse: dette avhenger bare av tykkelsen på dekkglasset... og ingen av teknologiene har egentlig en fordel eller ulempe her. I Pro 3 har vi droppet den optiske parallaksen til 75 mm.. denne en av de laveste parallaksene jeg har sett noe sted for blekktabletter. Dette betyr at når du beveger hodet rundt pennespissen, holder pennespissen seg nærmere blekket.

3) Elektronisk parallakse: fordi antennelinjene er like bak dekselglasset (for oss er det 55 mm tykt!) reduseres den elektroniske parallaksen ytterligere.. og dette er en av grunnene til at pennen vår føles mer nøyaktig.

4) Digitaliseringspresisjon og linearitet over hele skjermen: gjør linjaltesten!

5) Følelse og lyd: Vi bruker nye materialer for å endre den dynamiske og statiske friksjonen til pennespissen. Resultatet er en mer papiraktig følelse. Som industri kan vi gjøre det bedre.. men det er nødt til å gå til en annen mekanisme.. mer om det senere

6) Pennens vekt, følelse og ergonomi. Fordi signalet sendes fra tuppen av pennen, påvirker ikke metallgjenstander i kroppen ytelsen. Dette er grunnen til at vi kunne lage en vakker anodisert aluminiumspenn, som føles som en høykvalitets penn i hånden. Nå trenger vi et batteri, men fordelen med et batteri er at man kan sende ut et kraftigere signal for andre funksjoner.. som klikknotat: klikk på toppen av pennen én gang og OneNote blir automatisk trukket opp (selv over låseskjermen [sikret]).. og dobbeltklikk og du får acetatlaget for å klippe ut deler av skjermen til OneNote... ganske pent!.. og du kan holde pennen omtrent 3-5 fot unna for å gjøre det... og du kan ikke gjøre det en slik opplevelse hvis du ikke hadde batteri.

7) Konsekvent og nøyaktig trykkfølsomhet: like bra som våre tidligere implementeringer.. så gode som de kommer etter min mening. Mer om det nedenfor.

8) Knapper for å bytte modus (sletting, valg og andre kommandoer): fordi pennen er drevet, kan den sende ut alle slags kommandoer via de utsendte signalene (knapper, trykkinformasjon, klikknotat).

9) Latens: blekkforsinkelsen bak pennespissen (svært appavhengig)... gode utviklere kan holde dette tallet på et minimum. Vi har ett forbehold under sveving.. mens ventetiden vår fortsatt er best i klassen når du trykker, kan du merke litt etterslep under sveving.. men bare under svevemodus.

10) Palm-deteksjon slik at datamaskinen kan avvise falske berøringer: omtrent det samme som EM.

11) Enhetsintegrasjon: Aktiv kapasitiv digitalisering er integrert i berøringskontrolleren, og bruker de samme berøringsfølende linjene. Dette er en fantastisk form for integrasjon, som gir en tynnere og lettere enhet. Det er også mindre restriksjoner på materialer .. for eksempel vårt Type Keyboard klikker inn i den nederste delen av enhetens rammer via magnetikk .. dette ville virkelig være en dårlig ting for en EM digitizer.

Press Jeg har hørt noen folk bekymre seg for de 256 trykknivåene vs. 1024... Man kan kreve absurde mengder oppløsning på 10,12,14,16 biter.. uansett.. men til slutt, selv om systemet spytter ut en 10 eller 16 bitnummer betyr ikke at det er 10 eller 16 bits verdi med nyttig informasjon der.. akkurat som et overspesifisert digitalkamera.. sensoren er på 20 megapiksler.. betyr ikke at det resulterende bildet er 20 megapiksler verdt med informasjon. Du kan gjøre dette eksperimentet selv.. Jeg gjorde det i løpet av helgen for å prøve å bevise et poeng for vennene mine: Jeg tok den mest kjente EM-baserte enheten jeg vet om og sammenlignet den med Pro 3. Jeg begynte med først å laste ned og installere en Microsoft PowerTool-programvare kalt "digiInfo".. Dette lar deg ta opp og se Windows-meldinger... Jeg stiller inn programvaren til å registrere trykk på begge enhetene. Og så bygget en liten rigg for å holde pekepennen over digitaliseringsapparatet med et trykk på ca. 50 gram. Registrerte dataene for det statiske trykket .. importerte for å utmerke seg og gjorde litt statistikk .. her er det jeg så: 1024 trykkspissens statiske trykk-nummer hadde et standardavvik 3 ganger større enn det for 256 trykkspissen. Til slutt var ytelsen den samme .. selv om man hadde 2 bits mindre rapportert informasjon. Dette gir mye mening. La meg si det på en annen måte.

Pro 3-pennen måler fra 10 gram til 400 gram trykk og kartlegger 256 nivåer til det... kartleggingen er ikke-lineær.. fordi aktiveringen av den menneskelige håndkraften er ikke-lineær... men man kan anslå omtrent 1-1.8 gram per nivå. 10 bit pennen.. går fra 10-500 gram.. og skal visstnok gjøre ca ~0.4 gram. Tenk på begge disse tallene, og det er begge super følsomme.. den beste vekten jeg har kan gjøre trinn på 1 gram... Den eneste grunnen til at det fungerer, er fordi det gir et gjennomsnitt av tallene, noe som legger til en betydelig mengde etterslep .. denne forsinkelsen kan man ikke gjøre på en pekepenn .. så du sitter fast med et mer støyende signal i en pekepenn. Med enhver ny pekepenn er det en forskjell i kraftkurven som du må venne deg til ... og det er sannsynligvis det folk vil legge merke til .. ikke forskjellen i bitoppløsning. Vi skal gjøre det enklere for deg ved senere å gi deg et stykke programvare som lar deg kartlegge din egen kraftkurve! Jeg oppfordrer deg til å skaffe deg en av disse vektene og prøve å kontrollere den til 1 gram.. vil kaste lys over emnet. Tilbakemeldingene fra artister jeg har hørt .. er at de ikke ser noen forskjell .. og det er fordi den resulterende informasjonen ikke er annerledes.

WinTab: ja, vi har wintab driverstøtte. Se lenken nedenfor for å laste ned og installere den for pro3. I fremtiden håper jeg apper begynner å bruke de mer moderne API-ene.. Wintab er gammelt og utdatert.. legger til latency, og setter seg inn i pennbanen.. http://www.ntrig.com/Content.aspx?Page=Downloads_Drivers velg Windows 8.1-alternativet