人机完美互动 盘点手机传感器的那些事儿

    2011年，智能手机的发展可以用飞速来形容，随之而来的还有各种全新的技术。去年的E3大展上，不论是智能手机，还是索尼的PSV或是任天堂的Wii U游戏机，它们在硬件配置上都有着很大的共同之处。例如重力感应、三重陀螺仪、加速度计等等。那么这些既熟悉又陌生的技术到底有什么作用呢？本篇文章中，笔者就带大家盘点一下和手机传感器有关的事情，让我们充分了解这些互动技术。

盘点手机传感器的那些事儿

    现阶段来看，智能手机已经迎来了它们的新时代。其实早在几年前就有了重力感应器。如今，纵观主流智能机，重力感应器已经成为了很多手机的标配。在应用方面更是别出心裁，这其中包含了屏幕自动旋转、摇一摇找好友、各种甩歌操作。在手机游戏中也是层出不穷。在iOS、Android平台中，多数游戏都运用了重力感应器。例如极品飞车系列、现代战争系列等等。在脱离了传统单一的触控式操作之后，这种新玩法显然能给用户带来新鲜的操作体验。

全球最薄的加速度计

    2010年6月，首款携带三重陀螺仪的智能手机iPhone 4正式发布。iOS一直都是手机游戏的最佳平台之一。在iPhone中，我们玩游戏的方式多种多样，虚拟摇杆、触控操作、重力感应、声控、摄像头等都可以用来控制游戏。此后，魅族MX等搭载Android系统的智能手机也顺利的加入了三重陀螺仪技术。与此同时，支持三重陀螺仪的软件和游戏也在不断增加。重力感应、陀螺仪等传感器的出现充分增强了玩家的操作体验，缩短了现实与虚拟世界的距离。

    所谓电子产品的传感器，实际上就是指能够探测并感受到外界的信号、光、热量、温度等的物理装置。下面我们就共同了解一下手机中常见的五种传感器。

重力感应

    首先我们来了解一下何为重力感应技术。它是利用压电效应来实现，通过测量内部一片重物重力正交两个方向分力的大小，从而判定水平方向。在智能手机中，系统默认手机水平放置时为重力感应的中心。但是在现实中，玩家在操作时很难做到让手机保持水平姿态。因此，一般在游戏的设置中，就会有设定功能，让玩家自己选择持握状态下的中心。

利用重力感应技术的平板电脑

    目前多数智能手机都采用了G-Sensor重力感应器+三轴加速度计的组合。如果只用G-Sensor的手机时最多只能倾斜90度，并不能360度旋转。

MEMS三轴加速度计

    三轴加速度计是手机上另一个输出传感器。可以根据由于重力感应产生的加速度来计算出设备相对于水平面的倾斜度。因此，该技术也经常被人们和重力感应混为一谈。实际上这里有一些明显的标志分清它们。首先，MEMS三轴加速度计可以感知重力、手机的静态姿态以及运动方向。其次，带有加速度计的手机屏幕会随着角度的不同智能旋转。此外，音乐播放器软件中热门的甩歌功能，聊天软件微信摇一摇功能也基于加速度计。当然，游戏方面也充分利用了该功能。例如赛车游戏中的漂移触发。

3D方位感测器

电子罗盘

    电子罗盘是应用到手机中的磁阻传感器的一项功能。虽然手机可以通过GPS来定位。但是在GPS信号不好或者无网络的情况下，我们如何感知方位呢？近些年流行开来的电子罗盘功能便可以判断东南西北。而这一切都是通过地球磁场来分辨的。在危急情况下也可以用来充当指南针导航。

 
运用在手机中的电子罗盘

FPS游戏必备之三重陀螺仪

    从2010年iPhone 4首次引入陀螺仪后，手机游戏便发生了翻天覆地的变化。此前，陀螺仪技术更多的被应用于直升飞机中，飞行中可以充分保持平衡。在智能手机、游戏中的展现主要得益于MEMS应用半导体技术的发展。它是一种能制作极小机械构造的微型加工技术。总的来看，MEMS三重陀螺仪和MEMS三轴加速度计有着精准、小巧、成本低廉的特点。

利用三重陀螺仪瞄准射击

    简单介绍一下陀螺仪的有关概念。陀螺仪是用于测量或维持方向的设备，基于角动量守恒原理，能判断物体在空间中的相对位置、方向、角度以及水平的变化作用。最终根据用户的动作输出相对应的指令。下面我们来看看几个实际例子。著名游戏现代战争3就是可以依靠陀螺仪进行瞄准射击的。开启陀螺仪之后，这就意味着我们需要不断转动身体进行操作。

陀螺仪让游戏效果更加真实

光线距离感应器

    下面我们再来看看手机上的光线距离感应器。手机中的光线感应是利用光线传感器实现的。一般都是设计在传感器屏幕上方，通过识别外界光线的强弱在显示效果中做出调节。利用传感器，最明显的例子就是手机自动感应周围环境，让屏幕亮度自动调节。

手机上方的光线感应器

    距离感应器也被称为位移传感器。可以通过感应传感器到对象间的距离变化来实现操作。一般而言，距离感应器都在听筒的附近，当我们接听或拨打电话时，距离感应器就可以通过测量耳朵与听筒的距离从而实现屏幕显示的自动开启和关闭，最终可以有效的节省电量。

总结：

    笔者认为，未来手机终端触控+体感的操作将会是大趋势，并且裸眼3D技术将来也有可能和各类传感器结合到一起。通过智能手机与平板电脑传感器的发展方向来看，将它们结合到一起并不是难事。传感器的出现让人们和手机等电子设备的互动更加真实。同时我们也很高兴的发现出现了越来越多支持三重陀螺仪、加速度计等操作的软件应用。在2012年刚刚到来之际，我们也期待手机终端的操作能更加多元化、更加随心所欲，最终实现更完美的人机互动。