1.2.3 显⽰设备

       1.2.3.1 投影仪

       投影仪是多点触摸中显⽰⽅式的⽅法之⼀，任何视频投影设备（LCDs，OLEDs 等）都可以，但是投影仪具有屏幕尺⼨⼤和多功能的特点。

       ⽬前有两种投影仪类型：DLP（数码光处理技术）和LCD（液晶投影技术）

       D L P（数码光处理技术）是⼀种以成千上万微⼩的镜⽚反射光线实现投影的，利⽤⾊轮产⽣颜⾊。这种技术的投影仪字体对⽐度很⾼，⽽且投影仪的体积⽐较⼩。

       LCD（液晶投影技术）是⼀种利⽤液晶的光电效应，即液晶分⼦的排列在电场的作⽤下发⽣变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从⽽影响它的光学性质，产⽣具有不同灰度层次及颜⾊的图像。这种技术的投影仪颜⾊⾮常的强烈，但在⼏年之后其颜⾊会逐渐褪掉。

       对于投影仪需要考虑的是亮度，以ANSI 流明作为衡量。数字越⼤意味着亮度越⾼，作为家庭影院，需要更⾼的流明，但对于多点触摸装置来说倒不⼀定。

       当投影仪接近屏幕时，投影的尺⼨就会变得⼩且亮度⼤，这样会引起局部区域过亮的问题，⽤户对着屏幕⼏分钟后会产⽣眩⽬的症状。

       在投影仪中，最⼤的限制在于它的投影距离。要有⼀个适合的投影尺⼨，就必须具有从投影仪镜头到投影屏幕之间的距离。例如：我们需要的投影尺⼨是三⼗四⼨，那么我们从投影机镜头到投影屏幕的距离是两英尺。因此在我们进⾏桌⼦⼤⼩设定的时候，需要对投影仪距离以及屏幕⼤⼩的设定进⾏规划。

       在你制作⼀个箱⼦式的多点触摸装置时，镜⼦可以帮助你得到⽐较好的反射从⽽达到需要的尺⼨。如果在设置⼀个⽐较空间⽐较紧凑的装置时，则需要⼀个具有短焦镜头的投影仪。

       投影仪的是以宽⾼⽐作为衡量的，例如：如果你需要电视显⽰⽐例的，那么需要的对⽐率是4：3。如果你需要⼀个宽屏的，那么需要的对⽐率是16：9。在⼤多数情况下，都会以4：3 的⽐例出现，但这在于所设定的交互界⾯。

       1.2.3.2 液晶显⽰器

       尽管投影仪在多点触摸装置中具有许多⽤处，但液晶显⽰器也能够为多点触摸装置提供显⽰的功能。液晶显⽰屏都是透明性质的，但液晶显⽰器的模型不是透明的。液晶⾯板本⾝是可以通过红外线的，将液晶显⽰器的所有部件拆除，保留LCD ⾯板、电路控制板、电源，就可以⽤作多点触摸设备的显⽰部件，其显⽰效果与没有拆过的液晶显⽰器或者投影仪相当。

       为了已拆解的液晶显⽰器能够正常显⽰，需要将液晶⾯板和电路控制板连接起来。⾯板和电路控制板是通过柔性扁平电缆（FFC）连接的，因此需要长度适合的柔性扁平电缆来确保在多点触摸装置中的放置。不同的液晶显⽰器具有不同长度的FFC，在拆解液晶显⽰器时需要注意关于FFC 的参数，当然我们也可以通过在电⼦商店⾥购买FFC 来延长我们的长度。

       1.3 受抑全内反射多点触摸技术（FTIR）

       FTIR 的名字来源于NUI 论坛，这种多点触摸技术的发明者是纽约⼤学的Jeff Han 教授（Han 2005）。Han 教授的⽅法是源⾃⼀个光学的基本现象，叫全内反射（⼜称全反射），它讲述的是在⼊射⾓⽐特许的⾓（Getty,Keller and Skove1989,p.799）⼤的情况下，光线经过两个不同折射率的介质，这个特许的⾓（称为临界⾓）基于物质的折射率⽽得到的，可以通过Shell 法则以数学⽅式计算出来。

       当上述情况发⽣时，在物质上就不会产⽣折射，⽽是所有的光线会反射在内部。Han 教授通过这个远离把红外线反射在⼀块遵守全内反射规则的压克⼒内部，当⽤户在压克⼒表⾯触摸时，光线就会被⽤户的接触部位反/折射（通过⽪肤），在触摸的地⽅就会将原本反射在内部的红外线折射回我们在压克⼒板⾯架设的红外摄像头（图1.3），通过对应的软件就可以侦测到我们相对应的信息点。

图1.3 受抑全内反射多点触摸技术原理图

       1.3.1 受抑全内反射（FTIR）层

       这个原理在我们制作多点触摸显⽰设备的时候⾮常的有⽤，当光线的反射被我们破坏在对应的区域，然后折射出来时，架设在下⾯的红外摄像头便能够清晰地读取到相对的信息点。

       压克⼒

       根据Han 教授的论⽂，我们需要利⽤压克⼒作为我们的现实⾯，⽽这压克⼒的厚度是需要特定的，⼀般为8mm，为了避免压克⼒变形，在⼤⾯积的情况下应该⽤10mm 的。

       在我们利⽤压克⼒作为我们的多点触摸显⽰⾯时，我们需要做⼀些前期准备，因为通常情况下我们购买的压克⼒的四边是粗糙的，我们需要进⾏抛光，这样能够让光线更好的从四边打进压克⼒内部。如果是⾃⼰抛光，我们将教⼤家⽤砂纸来进⾏抛光⼯作：先利⽤号数⼩的砂纸进⾏粗抛，然后逐级的上升，达到晶莹剔透的效果。

       隔板

       为了避免让光在射进压克⼒内部的时候从边缘处漏出来，因此利⽤隔板盖在压克⼒四周。隔板的材料没有限制，可以是⽊条或者铝条。

       漫反射层

       漫反射层的作⽤在于让摄像头不被其它物体或者光线⼲扰，只读取到⾮常光亮的点（⼿指触摸时产⽣的反射点）。

       兼容层

       ⼀个基本的FTIR 装置的运⾏效果取决于⽤户在触摸时⼿指的光亮度，潮湿的⼿指能够更好的产⽣对⽐度，触摸起来会更流畅，⽽⼲燥的⼿指或者物体则不能够产⽣破坏全内反射的效果。为了解决这个问题，我们需要添加兼容层在显⽰板的上⾯，这个兼容层扮演着⼀个代理的⾓⾊，能够提⾼我们破坏全内反射的效果，兼容层可以⽤硅胶材料来制作（例如：ELASTONSIL M 4641）。为了提⾼以及保护触摸屏幕的敏感度，可以利⽤投影幕，（例如：Rosco Gray #02105）， 在这种情况下就不需要再放置漫反射层了。

       1.3.2 兼容层

       兼容层（兼容⾯）是⽤在FTIR 装置上的⼀个层，能够提⾼FTIR 装置的敏感度。它连接着压克⼒，当发⽣触摸事件时就会产⽣明显的FTIR 效果，当没有触摸时则被释放。这个兼容层只适⽤于FTIR 装置，DI、LLP、DSI、LED-PL则不需要。兼容层可同时⽤作投影幕。

       兼容层（兼容⾯）是简易放置在投影幕和压克⼒之间的层，它能够提⾼⼿指反射的对⽐度以及完整度，也能够避免⼿指粘附在表⾯的情况。在FTIR 多点触摸技术中，红外光是从压克⼒四周射进内部的，光线在压克⼒内跑动（全内反射，就像光纤线⼀样），当你触摸屏幕的时候（破坏了全内反射）就会让光从压克⼒内跑出来，这就会产⽣对应⼿指的信息点（光亮的点）。

       接下来会有更多关于如何做⼀个⽐较完美的兼容层：

       找⼀些⽐较不错的材料，例如：Sorta Clear 40、类催化剂硅胶、Lexel、RTV品牌的各种硅胶，不过也有⼈利⽤纺织布料来做，例如：硅胶浸渍和SulkySolvy。

       但最原始、最受欢迎⽽且容易成功达到效果的⽅法是直接喷洒⼀层光滑的硅胶层在压克⼒表⾯，待其⼲后在其上⾯再放置投影幕。这样需要的材料是接近透明的，喷涂上去后会成为压克⼒的⼀部分，需要让红外线能够穿透过去，因此需要⽤到先前提到的三种硅胶材料，它的折射率可以接近压克⼒。⽬前已经有⼈制作了专门给DIY 爱好者的这⼀⼯序的配件，推出之后很受欢迎。但需要注意的是，在放置兼容层（硅胶层）的时候要将其放置在投影幕的下⽅，然后放在压克⼒上，这样⼦会得到更多好的效果。

       关于利⽤纺织物作为兼容层，很少具有⽐较成功的效果，但如果能够找到更好的材料，这将能够更容易地使⽤。⽬前很多⼈在寻找⼀种更好的兼容层，能够作为投影幕的同时也能够起到兼容层的作⽤，但在FTIR 技术上，兼容层没有⼀个基准线，以下是关于兼容层的⼀些优点：

       能够保护压克⼒，避免被⽤户在操作的时候刮花

       阻挡了很多光线的污染

       能够提供流畅度（在触摸没有加装其它东西的压克⼒时，很容易有不流畅的感觉）

       在触摸⾯和投影⾯上没有错落

       提⾼压感

       提⾼触点的对⽐度

       为利⽤LCD 作为显⽰屏的FTIR 技术设置⼀个兼容层是⼗分困难的，因为这需要所⽤的材料能够⼗分的清晰且没有变形，以及不会影响到液晶屏的显⽰。这和投影仪作为显⽰屏不同，投影仪可以将画⾯直接投射在这个兼容层上。到⽬前为⽌，没有⼀个⼈能够为基于LCD 为显⽰屏的FTIR 技术设置⼀个百分百清晰的兼容层。尽管如此，也有很多爱好者成功的搭建基于LCD 为显⽰屏的FTIR装置，但他们没有⽤到兼容层，这可以说明兼容层的需要是在于所需要的装置是怎样的