高通也于今年2月宣布将与Lofelt 合作,为 <em>Android</em> 12带来先进的触觉体验。 国内厂家中则以瑞声科技为代表,该公司开发了瑞声科技RichTap触觉反馈方案,有一方面为应用开发商提供振感设计工具,同时也能为终端厂
2021-05-24 01:31:37
來源:36氪
調教馬達才行哦。
文|汝晴
編輯 |Lina
封面來源 | IC photo
微信又雙叒更新了,5月17日,微信釋出了iOS8.0.6正式版,更新了多項功能,其中就包括「拍一拍」基礎之上的「炸一炸」。
只需簡單在「拍一拍」設定中新增會動的表情(比如炸彈、煙花),之後在觸發拍一拍效果的同時就會收到爆炸動畫和震動反饋。
「手都震麻了」的網友們一舉將其「炸」上熱搜,直呼「社死進階版」,也有網友「嘲」其「花裡胡哨」。在人們熱議爆炸特效的同時,也有越來越多的人對其背後的技術產生了好奇,究竟是什麼實現了這一效果?
事實上,微信「炸一炸」背後,是手機產業鏈上游、手機品牌商、APP應用方聯手打造的又一個百億級別的新興產業鏈——高效能觸感反饋。
炸一炸演示
在這一領域,iPhone率先入場,華為、三星緊跟其後,小米、一加、OPPO、vivo、聯想拯救者、黑鯊強勢追擊;而在APP應用領域,除了微信之外,《和平精英》、Biliili、抖音也紛紛佈局試水;產業上游則有瑞聲科技、歌爾股份、金龍機電等多種解決方案。
在手機觸覺反饋產業鏈中,可以劃分為觸覺反饋演算法與方案、觸控壓力感測器、振動馬達、馬達驅動IC、終端代工廠五大部分。根據英國諮詢公司 IDTechEx Research資料,2025年,觸感反饋市場規模預計將達到50億美元(約合人民幣約321億元)。本文將全面介紹觸感反饋的技術原理、應用路徑、市場規模,以及玩家陣營。
iPhone打頭陣,
「深度調教」馬達成就真實觸感
事實上,手機觸感反饋並不是個新鮮的概念——來電振動、簡訊振動可以被看作是最初版本的觸感反饋,它由手機內部的馬達振動形成。
在功能機時期,轉子馬達就已經使用在手機之上了。通過振動達到來電、簡訊提示的功能,提供了鈴聲、靜音之外的第三種待機選擇。這時候的振動相對粗糙、聲音大,而且是被動式觸發,使用者體驗不佳,相信一定還有許多早期手機使用者還有被突然振動的手機驚醒的記憶。
到了智慧機時代,手觸屏的使用激發了人們對於觸覺反饋的需求,觸覺反饋開始出現在手機的日常操作場景中。比如在打字時,虛擬按鍵會有機械鍵盤的反饋;在設定鬧鐘、調節手電筒時,每滑動一個擋位都能感受振動反饋模擬的手的阻尼感等等,這時候使用者已經會對觸覺反饋的延遲、粘黏感提出要求,在馬達之外,高壓馬達驅動晶片也成了不可或缺的元件。
比如,想要達到像微信「炸一炸」所帶來的立體真實「爆炸」手感,傳統的馬達很難做到。
瑞聲科技電磁傳動產品線副總經理丁祥告訴36氪,要做到這樣的效果,首先需要一個X軸線性馬達,而且還是一個已經被「深度調教」過的X軸線性馬達。
「觸覺是人類最敏感的感覺,只有細膩精確地體驗才能讓振動資訊有效反饋至大腦神經,進而被接受和認可為‘真實’。」瑞聲科技依靠聲學業務起家,目前業務已經涉及聲學、觸控馬達、射頻結構件及光學等多個方面,為蘋果供應聲學元器件、觸覺反饋線性馬達等核心零部件。
什麼是X軸線性馬達?為什麼需要它?
線性馬達顧名思義就是主要依靠驅動線性運動的彈簧質量塊,將電能直接轉換為往復直線運動的機械能的一種馬達裝置。線性馬達是「彈簧+磁鐵」的組合,功耗低,並且震動組合方式和速度可以自由組合,從而產生強弱分明且十分安靜的震動。
線性馬達又可以細分為縱向(Z軸)線性馬達和橫向(X軸)線性馬達,Z軸線性馬達通過上下運動實現振動,在工作時通常發出「嘚嘚」的聲音,X軸線性馬達則是通過水平運動實現振動,在工作時通常發出「噠噠」的聲音。
在智慧手機上首先使用線性馬達就是蘋果。iPhone 6s第一次用上了蘋果Taptic Engine的震動引擎;iPhone7開始,蘋果取消了物理HOME,HOME按鍵不能真正按壓下去,但不少使用者依舊能感受到機械按鍵的反饋,這便是因為Taptic Engine震動引擎模擬了物理按鍵的機械反饋。iPhone8開始,蘋果就進一步優化觸覺體驗,採用了更先進的X軸線性馬達。
X軸線性馬達動畫效果圖 來源:瑞聲科技
除了線性馬達,還有一類馬達是轉子馬達,其振動原理,簡單來說,就是通過電流產生的磁場驅動轉子旋轉,從而產生振動。但這類馬達靠質量不均勻的配重來實現振動,其啟動和減速都很慢,延遲高嚴重並且振動無方向性。在使用體驗上就是振動手感不佳,反應慢;並且轉子馬達的厚度很難控制,被淘汰已經是必然趨勢。
轉子馬達 v.s 線性馬達 圖片來源:網路
轉子馬達v.s線性馬達
在智慧手機上首先使用線性馬達就是蘋果。iPhone 6s第一次用上了蘋果Taptic Engine的震動引擎;iPhone7開始,蘋果取消了物理HOME,HOME按鍵不能真正按壓下去,但不少使用者依舊能感受到iPhone7的按下去的反饋,這便是因為Taptic Engine的震動引擎模擬了物理按鍵的機械反饋。iPhone8開始就進一步優化觸覺體驗,採用了最先進的X軸線性馬達。
能做到「以假亂真」的效果,不僅是因為用到了物理效能更好的X軸線性馬達,也是得益於蘋果強大軟體演算法的調教,可以做到給使用者提供了非常安靜、細膩、優秀的按鍵反饋力度。
「觸覺反饋研究必須建立在生物學和心理學的基礎之上,優質的觸覺反饋依賴良好的裝置效能和精確的觸覺設計。形成軟硬體一體化的觸覺反饋解決方案,對馬達器件進行深度調教才能在手機上實現模擬的觸覺反饋。」丁祥告訴36氪。
依靠Taptic Engine的震動引擎的功能,蘋果進一步延伸開發出3D Touch、Force Touch的多點觸控技術,利用壓力感應螢幕感應不同力度對觸控形成了新互動方式,並應用於Apple Watch、iPad、Macbook等產品上。
不僅是蘋果,隨著線性馬達價格的降低,應用場景的不斷拓展,以及市場教育的逐步完善,安卓陣營的智慧手機也開始越來越多的使用線性馬達。線性馬達已經成為了安卓旗艦手機的標配,比如小米10系列、一加8系列都全線升級x軸線性馬達,此外華為Mate40、三星S20也都配備了X軸線性馬達。
不過,正如上文所說,X軸線性馬達的觸覺反饋效果與「調教」水平直接相關,各品牌手機的觸覺體驗各不相同,也都在各自追求更為細膩、逼真的觸覺體驗。
超300億元市場亟待開發
拆解觸覺反饋這一細分市場,在手機觸覺反饋產業鏈中,主要可以劃分為觸覺反饋演算法與方案、觸控壓力感測器、振動馬達、馬達驅動IC、終端代工廠五大部分。
如今使用者對手機的輕薄化、應用多樣性、觸覺反饋、遊戲體驗等多方面要求的都在不斷提高,線性馬達在響應速度、功耗、振動模式等各個方面優勢都可以滿足這些需求,已經成為手機馬達應用的新趨勢。
相較於傳統馬達,線性馬達有著更高的技術壁壘。線性馬達普遍需要定製,具體器件的參數、功能需要終端廠商根據自家的觸覺反饋方案進行設計。由此,從整個市場的形勢看,具有成熟設計和量產經驗的廠商將佔據先發優勢。
線上性馬達製造方面,日韓的傳統手機馬達的供應大廠有部分都已逐步退出振動市場,而國內的微型馬達行業雖然起步較晚,但隨著國產智慧終端的崛起,也帶動了一批領先企業。如蘋果主要供應商Nidec、金龍機電、瑞聲科技三家,這三家公司也是目前為數不多的掌握線性馬達研發和製造能力的公司,已經具有了先發優勢。比如瑞聲科技(02018.HK)、歌爾股份(002241.SZ)、金龍機電(300032.SZ)等。
觸覺反饋演算法與方案提供商也是產業鏈中頗為重要的一環,主要是為手機等終端廠商提供觸覺反饋方案設計。這一市場中,典型的公司有Immersion,該公司通過自己的Touch軟體演算法,"調教"振動馬達在裝置上擁有更優秀的表現,還為硬體廠商提供了端到端的TouchSense觸覺授權套件,目前在手機廠商中,三星、華為、LG、魅族、金立等多家廠商中都採用了來自Immersion的解決方案。
德國觸覺反饋技術初創公司 Lofelt也為手機制造商開發了配套的軟體框架和開放式 API,以改進和微調針對特定硬體的觸覺資料轉換。高通也於今年2月宣佈將與Lofelt 合作,為 Android 12帶來先進的觸覺體驗。
國內廠家中則以瑞聲科技為代表,該公司開發了瑞聲科技RichTap觸覺反饋方案,有一方面為應用開發商提供振感設計工具,同時也能為終端廠商提供觸感設計方案,客戶包括OPPO、vivo、一加等手機廠商。
今年2月,英國諮詢公司 IDTechEx Research 釋出最新報告顯示,觸覺反饋技術市場正呈指數級增長,預計到2025年將接近50億美元(約合人民幣約321億元)市場。
《和平精英》入場,
遊戲/社交/音視訊成典型場景
在手機觸感反饋的應用場景中,遊戲、音樂、視訊、社交場景最為典型。
除了微信「炸一炸」外,在今年4月14日推出的《和平精英》2週年版本中,就為了增強遊戲使用者的「現場感」加入了「振動系統」,使得使用者在體驗遊戲的時候能夠通過振動感到模擬腳步聲、槍聲、玻璃破碎、載具、受傷等全場景振動反饋(需要手機硬體適配)。同樣的遊戲還有《王者榮耀》等等(有振動功能)。
高階、優質的觸覺反饋可以提升遊戲體驗,讓手機遊戲越來越接近手柄遊戲的遊戲體驗,一方面可以增強遊戲本身的競爭力,另一方面也會推動玩家更換遊戲裝置,影響應用開發廠商和手機廠商的核心利益。
市面上主要面向遊戲市場的手機也將X軸線性馬達作為標配,比如聯想拯救者電競手機Pro、黑鯊3 Pro等。
在音視訊領域中,觸覺反饋為使用者增加了4D振感音效的體驗,當用戶通過手機播放音樂、視訊,手機可以配合音樂實現有節奏地振動,讓手可以感知到音樂的律動;而在一些特效電影/視訊中,振動也能和立體聲、高清畫面配合,給到使用者更為沉浸式和逼真的體驗。這些效果也在音視訊廣告中加以轉化,也有一定可能提升廣告的影響效果。
在社交場景中,「放禮花」、「炸一炸」就是典型的聊天場景下的振感互動;此外,結合在音視訊領域的應用,也能豐富在短視訊社交的視訊呈現形式等等。
除了手機場景,在消費場景之下,AR/VR也是觸覺反饋的重要場景。
到了這個階段,使用者體驗更加追求細膩的沉浸式體驗,同時觸覺反饋的內容生態也越來越豐富。
作為消費電子領域市場體量最大、更新最快、玩家競爭最激烈的領域,手機產業鏈各類大大小小的戰役從來不曾停歇,這其中既包括前些年大火的ToF、屏下指紋、高效能攝像頭,也包括近些年新興的高壓快充、觸感反饋。
僅以攝像頭為例,今天你出30倍變焦,明天我造1億畫素攝像頭,後天他60倍顯微鏡放大,血戰到底,絕不退縮。隨著全球手機市場的逐步飽和,這場零和博弈已經成為了手機廠商們堆錢、堆料、堆技術的紅海戰場。
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