建構高效率觸控式人機介面　觸覺回饋機制不可或缺

圖1　樂金電子稍早推出的Prada手機便是採用觸覺回饋技術。

然而，上述觸控啟動的控制功能，若未提供觸覺確認這個簡單的機制，就會在互動、理解、生產力、完成交易、安全及滿意度等層面，對使用者產生負面的影響。在某些應用中，缺乏觸覺回饋功能而衍生的問題，甚至足以妨害機械式開關轉換成數位控制功能的速度。  

為了改善上述問題，業者可在產品設計時，將觸覺回饋功能嵌入觸控螢幕或觸控面板中(圖1)。透過這項技術，虛擬螢幕或圖形化面板按鈕將更為逼真，使用者操作觸控功能時，感覺就像在操作機械式按鈕一樣。  

回饋機制具創意　操作介面更華麗  

一般來說，觸覺回饋解決方案可分為針對可攜式裝置與固定式裝置觸控螢幕兩大類。不同解決方案所採用的元件雖有出入，但基本架構卻相同，以方便致動器(Actuator)進行高速控制功能。  

在小型裝置上，致動器的功能類似許多手機使用的小型呼叫器。而針對體型較大的裝置，業者則開發許多客製化致動器，並針對各種尺寸與重量的觸控螢幕或控制面板進行最佳化。  

舉例來說，當使用者按下圖形化按鈕時，觸覺回饋系統會根據預設的觸覺效果來驅動致動器。致動器的移動會讓使用者產生圖形按鈕移動的感官錯覺，因此在按壓與放開時就像是操作機械式按鈕一般。此外，觸覺效果可同時搭配聲音與顯示內容的變化，創造出更華麗的多重感官體驗。若透過不同的移動頻率、波形、振幅與持續時間，更可模擬各種反應效果，創造出各式各樣的操作介面功能。  

目前觸覺回饋技術可能的應用極為多元；在手機部分，觸覺回饋能提供更多個人化的應用、更接近真實的娛樂效果，以及操作各種通訊與眾多手機功能的直覺化介面。  

至於大型與小型家電，觸覺回饋能帶來熟悉的機械開關觸感，加速使用者適應，並樂於從傳統開關轉移至美觀且現代化的電子操控介面，尤其是經常使用的裝置。  

在全球衛星定位及導航系統上，透過立即的觸覺回應，使用者不必等候視覺回應訊息，能有效縮短觀看時間，使駕駛人能將視線專注在路況上。  

如遠端控制應用，確認結果的觸覺回饋，能提升小型按鈕的操作效果，尤其是在低照度的環境，同時也可取代可能會被其他音樂或影片干擾的音效回饋。  

在垂直產業中如醫療場所，由於部分聲音會讓病患不安或產生干擾。觸覺回饋提供精準的確認機制，讓醫療人員能更專注於照顧病患，而不必分心操作設備。由於觸覺是最個人化的感官，因此觸覺回饋可用來協助延伸自我診斷設備的功能。  

其他在測試與量測設備，觸覺回饋反應都能協助提高精準度與效率，尤其是在吵雜或令人分心的環境。  

而可攜式終端裝置領域，觸覺確認機制也能讓使用者能同時執行多項作業，更完整地支援自由行動的操作模式，運用可攜式裝置完成各種作業，同時也可更快、更精準地輸入資料(圖2)。

圖2 在可攜式裝置中，TouchSense觸覺回饋機制多半是由微處理器負責執行。

針對自動櫃員機(ATM)或互動多媒體機台(Kiosk)等自助服務與互動式終端設備的觸覺回饋，能讓使用者依自己的操作選擇，提供直覺化的通知機制，讓使用者確切掌握觸控輸入的結果，並帶來操控感，進而提升使用者滿意度，並改進自助式服務選項的操作功能。  

其他如遊戲裝置、媒體播放裝置與娛樂系統，也都能透過觸覺回饋增進互動效果，並提供更多樂趣與娛樂性。  

觸覺回饋提升操作/系統效率  

透過觸覺回饋功能，使用者可以很快辨認出系統有沒有收到並執行選擇的動作。這種透過明確回饋接收狀態的功能，讓使用者能夠立即了解系統狀態，也因此解決了許多操作上的問題。其架構如圖3。

圖3　當使用者觸碰到螢幕時，系統會傳送一個訊號到觸控螢幕控制器，而螢幕控制器會提供螢幕接觸位置的正確資訊。這個位置資訊將被傳到主控端應用，然後由該應用來指揮TouchSense控制器執行特定的觸覺效果。

觸覺回饋功能在吵雜的環境中特別有用，因為在吵雜環境中，確認選擇結果的聲音訊息很容易就被四週聲音所淹沒。在醫療機構等不允許有聲響的環境中，觸覺回饋功能也能提供安靜但明顯的回饋機制，且只有使用者會收到。強烈陽光會產生看不到液晶螢幕畫面的問題，確認操控動作的回饋機制，能協助並克服這項缺點。當使用者分心或受到其他活動干擾時，觸覺回饋更能縮短確認選擇結果的時間。  

此外，觸覺回饋技術不僅能解決某些環境中，操作觸控元件所衍生的諸多問題，更能增進操作介面的功能，並提供更自然且直覺化的互動模式。  

這裡所謂的使用效能，指的是建構高效率的人機介面，讓使用者快速且精準地完成作業，或是獲得一個更滿意的使用經驗。許多研究結果顯示，觸覺回饋機制能增進使用效能，尤其是在各種令人分神的環境中，更能改進速度與減少錯誤。因此，比起單一視覺回饋機制，使用者更偏好觸覺回饋功能。  

就市場接受度來看，若各式裝置在使用者觸碰輸入按鈕時能提供相對應的反應，將能協助用戶更快從機械式按鍵轉移至觸控螢幕或觸碰啟動的數位式開關，且能提供多種感官的控制機制。在許多應用中，數位控制和觸覺回饋的組合，能提供精準的執行或操作確認機制，從而提高使用者的滿意度。  

觸覺回饋運用在改善使用效能的方式之一，就是針對輸入、開始或結束等各種功能，提供明確且一致的觸覺反應。一致的反應效果，協助使用者確認選擇是否正確，當按錯按鈕時也會發出警訊。此外，各種應用可提供選項，讓使用者針對特定功能自行選取各種不同的觸覺效果，自由設定出獨特個人化的操作環境。  

元件高度整合具彈性/效率  

目前問世的觸覺回饋技術，適用於直徑6.3～91.4公分，因此在輕巧或大型觸控螢幕及數位切換式控制面板都可看到其應用。今日許多產品設計已成功整合相關技術，並在亞洲、歐洲及美國市場售出兩千五百萬個內含該技術的元件。 觸覺回饋系統架構包括控制軟體、致動器、觸覺效果元件庫與編程介面等，各自有不同功能，以下即詳細說明。

‧	控制軟體
	此軟體可安裝在廠商所提供的控制電路板或嵌入在產品的主處理器中。若業者偏愛使用電路板，目前有兩種類型的方案，包括RS-232或通用序列匯流排(USB)通訊介面。後者可選用USB接頭，可方便與各種子系統連接。

‧	致動器
	在致動器方面，可採用市面上現有的呼叫器馬達或廠商設計的裝置。若採用標準的呼叫器馬達，供應商多能協助業者選擇適合的方案，同時針對致動器連結與控制電路提供設計指南。對於較大觸控螢幕或控制面板提供震動機制，目前已有不同尺寸致動器可供選用，且多已進行最佳化設計，能透過小振幅產生高震力。 目前致動器的種類與型號可依據觸控螢幕或面板的尺寸、重量及建置模式來區分。致動器的設置位置與連結多提供彈性，讓觸覺回饋技術能整合到各種產品設計。此外，某些觸控螢幕可能需要載波來支援控制功能，這方面也可參照供應商提供的產品指南。

‧	觸覺效果元件庫
	觸覺效果元件庫內含各式各樣的效果，讓使用者能明確分辨各種操控功能，為產品注入特色。觸覺回饋系統帶給研發業者一個方便的辦法，以選擇適合的效果，並把這些效果加入到操作介面。

‧	編程介面
	編程介面多用來從主控端應用呼叫觸覺效果。而其軟體整合指南則詳述如何運用容易使用的應用程式介面(API)，從主控端應用呼叫各種觸覺效果。

正因為各種應用不斷出現，因此針對不同的應用與市場，也應選用最適當的觸覺回饋技術，才能滿足客戶需求。換言之，供應商若可支援小型與大型裝置的開發套件，讓業者容易針對鎖定的市場進行技術測試與評估，將有極大助益，如市面上已出現許多內含範例應用的觸控螢幕展示組件。  

結合觸覺回饋機制的觸控螢幕與數位控制功能，目前才剛開始邁入市場，但它們已充分證明能改善人機介面，帶給使用者更趨於直覺化、有魅力且令人滿意的經驗。  

(本文作者為Immersion觸控介面產品部門產品管理總監)