机器拥抱“触觉反馈”的正确姿势是什么? | 硬创公开课

2016-09-30 10:30:23     作者:郝晓茹      来源:雷锋网

或许明年市面上出现很多新机型,home键再也按不下去了。千万不要奇怪,因为触觉反馈开启了手机交互体验的新纪元。

通过新型振动马达和先进的控制算法,可以产生前所未有的“触觉反馈”。iPhone 7 的主页键就是这样一个例子,压力传感器配合“触觉反馈”取代了机械式的按钮。

但大部分从业者没有意识到“触觉反馈”的价值。本次公开课我们请到了 Immersion 公司中国区的负责人,这家公司从 1993 年开始就在研究触觉反馈算法,20多年来已经有超过 30 亿部各式各样的设备采用了他们的触觉反馈技术,包括 Xbox 和 PS 游戏机的手柄,也包括许多常见的手机品牌。可以说,他们是最懂触觉的公司了。在他们的工程师眼里,iPhone 7 最大的变化其实就是“触觉”。

嘉宾简介:

刘硕, Immersion大中华区总经理。 于2015年初加入Immersion团队。加入Immersion之前,刘硕在Dolby大中华区任应用工程总监一职,主要负责Dolby中华区应用工程团队的管理及项目开发,为各区域的授权商及运营商提供世界一流的技术支持和服务。

刘硕毕业于清华大学并获自动控制学士学位,随后在肯塔基大学(University of Kentucky)攻读电气工程专业获得硕士学位,他的第二硕士学位来自于普杜大学(Purdue University)电气及计算机工程专业。

经过整理的活动实录:

雷锋网:介绍下 Immersion(意美森)公司有哪些竞品公司,各自市场占比怎么样?

刘硕:在触觉反馈技术市场中,我们是没有竞品的。

Immersion于1993年创立,至今在haptics触觉反馈技术领域已有20多年的研发经验积累和技术创新。去年6月,公司在纽交所举行了隆重的仪式,庆祝haptics触觉反馈技术已经成功覆盖30亿台硬件设备。

我们在上世纪90年代即与索尼达成合作,在Play Station上利用触觉反馈技术,在2000年左右又开始了与微软的授权合作,使haptics技术在XBOX上得到广泛的使用;此外还有比如汽车的中控台虚拟按键,包括保时捷、奔驰、奥迪、雷克萨斯等汽车品牌。截止目前,我们有 2200 多项已批或正在审批中的专利,这也是其他公司进入这个领域的一个强大的门槛。

雷锋网:从热点谈起。我们看到这次 iPhone 7 的 Home 键在触觉反馈技术上又进了一步,采用了非常昂贵、体积也很大的线性振动马达。正所谓“内行看门道”,讲讲你们看到的情况吧?

刘硕:其实,苹果在触感方面战略性的投入从 iPhone 6 就已经开始了,比如线性马达技术在 iPhone 6 机型上的植入,虽然从整体性能的展现上来讲,这款机型并未将触感功能上的应用体现的淋漓尽致,但不可忽略的是苹果对触觉技术从始端的重视度。

另外,在 iPhone 6s 上苹果对于线性马达成本上的投入又再次增加了一大块。近期刚刚上市的 iPhone 7上苹果对触觉技术上的投入越发增强,我们不难看出苹果在马达硬件品质的需求上越发升高,相应的成本投入也越来越高,而其展现出的性能也是越来越好,这样一来,在 iPhone 7 上马达功能得到了最大程度的展现,也让触感的使用场景变得更为广泛。

目前市面上,我们看到的是,线性马达的投入成本呈现为以下几种价格:

  • 转子马达(0.3-0.4美金)

  • 高端Z象限(0.7 美金)

  • X象限(1.0 美金)

而苹果自用马达成本大概在 10 美金左右。不同档次的马达在外形(有圆形、长型)、振幅(上下振、左右振)上也非常不同。 我们可以看到苹果在马达的选型上做了巨大的投入,这也帮助它呈现了更好的触感效果。

雷锋网:你们跟很多 Android 手机厂商有合作,讲讲你们了解的 Android 阵营在这项技术软硬件上的投入吧?

刘硕:据我们了解,目前市场上众多主流厂商的旗舰机型都选用了线性马达。触觉技术逐步成为了硬件设备商的追逐点,这也是市场上继对声音、视觉、内存等维度的用户体验挖掘到极致后,硬件商对于挖掘用户体验差异化的一个新的技术关注和用户侧创新。

由于iphone7的推出市场以及触觉反馈越来越被厂商和用户所认可,近期已经有一些厂商在找我们洽谈关于触觉反馈的合作,希望能够打造与iphone7相似的体验,这已经成为一个可以预见的趋势。所以,或许明年市面上出现很多新机型,它的home键你就按不下去了,到时候千万不要奇怪,因为触觉反馈开启了手机交互体验的新纪元。

雷锋网:线性震动马达可以带来什么样的好处?普及的难点在哪里?

刘硕:线性震动马达的优势主要体现在其超快的反应力,良好的动态性能。 普及难点在于成本和尺寸,高额的成本体现在其需要额外的驱动芯片或最新的电源管理单元来控制。 我们在这里就不同马达在手机上的使用,以图示的方式更为形象地给大家做个简要的介绍:

1、转子马达(ERM):常见的有长条转子马达和扁平转子马达两种表现形式。

ERM 有比较低的价格,大概30~50美分,动态性能稍差, 现在中低端的手机在大量使用此种马达。

2、Z方向线性马达(LRA):

LRA 有更长的寿命,更低的电源消耗,有非常好的动态性能,适合丰富的震动体验, 价格大概70~90美分,现在安卓旗舰手机基本采用此种马达。

3、 X方向线性马达(LRA):

此种马达,有非常好的启停性能,震动量大, 非常适合做触觉反馈系统的组成部分,苹果也以此为基础做成了 Taptic Engine 模块。但是此种马达价格昂贵,价格都超过 1 美金,有些接近 10 美金,现在主要是 iPhone 使用此马达。

4、压电陶瓷马达(Piezo):

此种马达为高清马达,有较宽的频率响应, 是未来的发展方向。

雷锋网(搜索“雷锋网”公众号关注):国内的手机厂商,有的跟 Immersion 合作了,有的没有合作,合作之后手机的体验会变得怎么不一样?

刘硕:厂商角度讲,触觉技术为用户体感所诠释出的崭新享受,极大程度上增强了客户的粘性。 比如,在手机打字操作上,触感技术的加入能够提升用户使用的流畅性以及感知度,但并非会产生极为明显的触动效果。再比如,从游戏场景中触觉技术的展现上讲,触感技术的植入,会使得用户在游戏过程中,产生身临其境的意境,并极大程度上增强沉浸式的感受。

雷锋网:跟国内手机厂商合作的过程中,他们最困惑的地方,或者说最担忧的地方是什么?

刘硕:一直以来消费者对于硬件设备的购买通常是在对内存、视频呈现和音频效果上进行选择的。随着技术上不断发展与革新,各大硬件厂商都力求通过在技术上实现降低自身产品在市场中同质化特性的诉求,而触觉技术的植入,恰恰给用户带去了更为极致的触感新体验。

这也成为像苹果一样的顶尖厂商,也是硬件发展潮流的引领者,开始愿意投入大价钱在触觉技术上,带来新体验。我们不难看出,触觉技术在行业中所表现的重要性与日俱增。

雷锋网:很多人不认为“振动”是一件很有技术含量的事,这件事的真正难点在哪里?

刘硕:震动效果是人感官中的一种反射作用。举个例子:在一部电影中的配音环节里,声音设计师需要通过电影场景的改变,对音效进行设计与调试,这样一来,观影者在整部电影中才能够感受到音效与场景相结合的体验效果。同理,对于触感技术的展现, 在画面的爆炸场景中、汽车发动引擎的效果亦或是汽车轮胎摩擦地面的作用,均需要专业设计师进行相应效果上的震感技术的匹配。

另外一方面,我们一直致力于对马达和驱动芯片的特性进行更为深入的研究。Immersion在与产业链中的厂商合作过程中,当植入有马达和驱动芯片的产品被推广上市前,是需要送到Immersion的实验室中进行相应测试和认证的。 

记得几十年前声音效果出现时,人们也是经历了一个漫长的过程才逐渐对声音在电影中的重要性给予肯定。随后,在电影各大奖项中设立了最佳音响效果。我们相信伴随着触感技术对于用户体感上不断深入的影响,有一天也会为触感效果的展现设立奖项,从根本上印证触感技术应用场景的必要性。

雷锋网:我们观察到一些人担心手机耗电,关闭了震动。功耗是一个需要担心的问题吗?Immersion 怎么解决的?

刘硕:如果在没有Immersion触感技术介入的情况下,震动是满幅的,而在加入了Immersion技术的产品中,震动幅度可以进行动态的调整。实际上,带有 IMMR 震动的功耗和外放的喇叭差不多。如果从物理和机械原理方向上阐述,喇叭和马达其实是同样一种机械,其核心原理是相同的,只是震频不同。其实,现有的很多马达厂商最初是做喇叭出身的,比如:AAC、歌尔声学。所以说震动功耗不会成为一个需要担心的问题。

雷锋网:在手机游戏的触觉反馈上,目前的行业发展情况是怎么样的,Immersion 做了哪些工作?

刘硕:国内手游厂商目前对haptics触觉反馈技术的整体认知度,尚处于一种初级阶段。他们觉得触觉技术是比较新鲜的技术领域,对于技术在游戏中的植入所产生的真实触感体验效果饶有兴趣。

近期,我们正在把Immersion与Google 在海外合作所累积下的丰富经验(Play 专区),逐渐地传递给国内的游戏厂商们。 在此预告一下,我们与完美世界合作的《火炬之光》马上将于10月10日正式上线,这是世界顶级ARPG游戏Torchlight的开发商RUNIC GAMES 和完美世界公司联合开发制作的火炬之光移动平台版正统续作,被誉为移动平台上的”正统暗黑“,之前在美国、德国、法国多次获得国际大奖。在这款游戏中,集成了数十种触感效果,极大地丰富了玩家的沉浸式战斗体验。 另外,预计在10月份,我们与英雄互娱合作的另一款军事题材大作《装甲联盟》也即将上线。

雷锋网:非游戏类应用程序,与触感技术结合好的案例有哪些?

刘硕:我们提供SDK植入的技术支持,里面预置了数十种设计效果。为了吸引更多的开发者在触觉反馈技术上的关注与投入,我们需要做到与开发者一同探索和开发出更为适合用户的触感使用场景,比如我们在探讨将触感技术植入到AR、VR产品上;视频直播和聊天工具中,尽量展现出震动反馈为用户带去的真实互动感受,我们认为触感对于情感传递是最有效的一种交互方式,好比直播中,主播可以把心跳传递给观众,从画面和震感夹杂一起的效果让观众体会到一种更为逼真的心跳传递。

雷锋网:听说你们在视频与触感技术的结合上也有尝试。

刘硕:我们有非常专业的软件,对视频的声音和图像做详细的分析,并且放置最恰当的触觉反馈效果。触感非小事,需要专业的设计师为内容进行定制化的设计。之前提到过,这就好比怎样做好的视频的配音?需要专业的配音师、设计师、现场录制和配音。同理,触感想要到达理想的效果也是一样,需要专业的设计人员,对不同的场景进行定制化的设计。

雷锋网:我们展望一下未来,除了振动马达,还有哪些触觉反馈值得期待?

刘硕:触觉反馈是一门非常专业的学科,通过振动马达来表现触觉反馈,只是其中的一种表现形式。我们在实验室里,已经做了大量的研究和探索,有很多的方式来表现触觉反馈。 

比如通过静电摩擦:

肌肉刺激:

电刺激:

还有温度,阻尼等等方式。 我们在期待相关的产业链越来越成熟,使能够支持这些实验和构想的硬件商用。

雷锋网:最后一个问题。iPhone 7 的推出,让更多人了解到触觉反馈的价值。在外界看起来,你们是受益方之一。同时你们与苹果之间有知识产权官司。你怎么看这种关系?

刘硕:目前由于官司正在进行中,所以相关的评论我们还不太方便,你们都懂的。

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