X光影像-PST 微软引领风潮的压箱宝- Windows 8 PST触控技术大剖析

科技研究及顾问机构Gartner公布了2013年十大策略性技术与趋势，其中提到手机是在未来三年可能对企业造成重大影响的一项技术产品,也将在2013年超越PC 成为全球常使用的上网装置。到了2015年所售出的手机中有八成会是智慧型手机，另外平板电脑的出货量也可达笔电出货量的50%，其中Windows 8可望成为第三大作业系统，仅次于Google的Android及Apple的iOS。 (资料提供：电子工程专辑)

一、微软Windows 8的Touch logo规范介绍：         微软看到了行动装置的庞大市场商机，毅然决然将Windows 8的应用的层面由原先的笔记型电脑与传统桌机扩展至平板电脑及手机，并跳脱以往传统的视窗介面，改采用时尚绚丽的「动态砖」触控介面。而且输入的装置也不再局限于使用键盘及滑鼠， Windows 8作业系统大幅提高对触控的操控能力，微软的野心及目的不外有他就是想抢攻平板电脑及手机的市场大饼占有一席之地。
        触控的应用拜Apple的iOS及Google的Android所赐被大量应用于手持式装置，更带领起触控应用技术爆发性的发展。尽管如此，市面上林林总总的触控产品已到了”非触控不可”的产品发展趋势，但对于触控能力仍然无一指标性的基本规范，因此微软率先采用Touch Logo的认证，制订出相关的硬体需求基本规范。接着就针对Windows Hardware Certification requirements中Device的部分，有关触控相关的规范简单介绍如下。
        在Windows 8 Touch Logo的规范中，关于产品硬体触控功能相关基本规范节录及说明如下：
● Device.Digitizer.Touch.5TouchPointMinimum
● Device.Digitizer.Touch.Bezel         
● Device.Digitizer.Touch.DigitizerConnectsOverUSBOrI2C         
定义产品至少需支援5指以上的触控需求及产品的触控区域边框要求，同时仅接受USB或I2C的通讯规范。         
● Device.Digitizer.Touch.DigitizerJitter         
● Device.Digitizer.Touch.ExtraInputBehavior         在点击测试中抖动(Jitter)范围不可超过1mm，若点击触碰后手指不移动的状态下抖动(Jitter)必须为0，移动画线触控测试要求在10mm的画线行程中抖动( Jitter)范围不可超过1mm，另外触控的输出位置报点数不可大于的支援手指数目。         
● Device.Digitizer.Touch.InputSeparation         两指分开辨识的规范采用外径9mm的测试手指大小，定义在水平或垂直操作两指分开可辨识的距离不可大于12mm，若于斜对角方向不可大于15mm。         
● Device.Digitizer.Touch.NoiseSuppression 产品输出位置报点时，不可有鬼点位置出现，也就是没有触碰的位置点不可有位置报点产生。         
● Device.Digitizer.Touch.PhysicalDimension         
● Device.Digitizer.Touch.PhysicalInputPosition         需提供可视区及触控感应区的涵盖点数资讯，并且触控感应区需涵盖或大于整个可视区甚至是边框区。报点位置与实际接触位置的偏移量(Offset)不可超过±1mm。         
● Device.Digitizer.Touch.ReportingRate         
● Device.Digitizer.Touch.ResponseLatency
位置报点的资料更新速率(Reporting Rate)不可小于100Hz，另外在正常作动状态(Active State)下，当有接收到触碰讯息时，位置报点的反应延迟时间(Latency)不可超过25msec。若是在休眠状态(Idle State)下，当有接收到触碰讯息时，第一个位置报点反应延迟时间(Latency)不可超过50msec。         
● Device.Digitizer.Touch.TouchResolution         触控感测点的解析度不可以小于显示面板的解析度，也就是在每一个画素(Pixel)至少有一个对应的触控感测点。         
● Device.Digitizer.Touch.ZAxisAllowance         感测到输入位置的讯号应该以手指实际接触到萤幕面板上为判断依据，因此定义Z轴方向上的反应距离为0.5mm，也就是距离萤幕面板上方0.5mm以外的接触物体讯号不可有位置报点。
        综观整个Windows Hardware Certification Requirements中有关触控相关的规范，要完整符合测试规划需求，需包含了单指及多指的点击测试及画线测试，也需具备反应时间的量测能力，包括评估时间延迟和报点的资料更新速率等。

二、PST触控测试解析
        科迈斯科技的可程控机器手臂触控面板测试仪 - PST是提供一套全方位评估行动装置触控产品的测试方案，可以针对Windows 8的触控相关规范完整实现整个测试要求。         科迈斯科技的可程控机器手臂触控面板测试仪 - PST主要硬体架构如下
：     (1) 高移动精度的三轴加旋转轴臂的机器手臂平台，移动精度可达0.01mm。
    (2) 手指致动模组，可乘载不同尺寸规格的测试手指，同时具有独特的手指触碰待测物时，产生触发讯号的致动器，主要是用来评估反应时间。
    (3) PIT讯号处理器，主要是汇整讯号资料并记录所有讯号的时间标签，时间精度可达1us，同时也是作为与待测物沟通的传输介面。
科迈斯科技的可程控机器手臂触控面板测试仪 - PST利用上述硬体架构，另外也开发出一套完整的评估Windows 8触控规范的测试程式。测试程式项目分别说明如下：
1. One-finger Tap test         在预先规划好的测试区域及点击位置去做单指的点击测试，评估单指点击的抖动(Jitter)、反应延迟时间(Latency)及失败点击分析。
2. One-finger Swipe test         在预先规划好的测试区域内，做垂直、水平及斜对角方向上的移动画线测试，评估抖动(Jitter)及位置报点的资料更新速率(Reporting Rate)。
3. One-finger Latency test    
     以点击测试的测试行程，去测试正常作动状态(Active State)状态的输入反应时间与休眠状态(Idle State)的初始输入反应时间。
4. One-finger Rejection test   
      以单指悬空采用移动画线的测试行程，去测试Z轴方向上的不可反应区。
5. Multi-finger Tap test      
   以多指的测试手指采用点击测试,去评估抖动(Jitter)及位置报点的资料更新速率(Reporting Rate)。
6. Multi-finger Swipe test
以多指的测试手指采用移动画线或Zoom手势或Pinch手势的测试行程，去评估抖动(Jitter)及位置报点的资料更新速率(Reporting Rate)。
  三、PST实际输出报告解析  
       科迈斯科技的可程控机器手臂触控面板测试仪- PST根据硬体测试所搜集的数据，其中包括机器手臂的运行轨迹、待测物的报点位置资料及所有讯号的时间标签，经统合分析整理出一些关键数据的列表及简洁易懂的分析图表，同时可快速输出成报告 测试报告介绍如下：
■ DUT Information test     
    依据输入有关产品相关资料，如可视区及触控感应区的涵盖点数资讯去判定相关规范,同时也计算出PPI (pixels per inch)值，另外其他针对非触控相关的判定资讯可于注解栏位内说明，并决定Pass或Fail以方便输出完整报告。

Windows 8触控相关规范项目
Device.Digitizer.Touch.TouchResolution Device.Digitizer.Touch.PhysicalDimension Device.Digitizer.Touch.Bezel


PST输出报告

■ One-finger Swipe test     
    针对单指移动画线测试后的测试数据，计算出位置报点的资料更新速率(Reporting Rate)、每条画线行程的抖动值(Jitter)及线偏移量(Offset) ，以图表表示实际位置报点座标及抖动值(Jitter)和偏移量(Offset)对应行程位置的曲线。

Windows 8触控相关规范项目
Device.Digitizer.Touch.DigitizerJitter Device.Digitizer.Touch.PhysicalInputPosition Device.Digitizer.Touch.ReportingRate







■ One-finger Rejection test         依据单指悬空移动画线的测试，输出不正常位置报点资料并标示于座标图上，同时判定是否符合规范。
Windows 8触控相关规范项目
Device.Digitizer.Touch.NoiseSuppression



■ One-finger Tap test   
      依据单指的点击测试数据，计算出的报点位置误差值及失败点击数，并以座标图示每一个测试点的点击结果(成功点击或失败点击) ，同时将所有报点位置误差汇整,用XY座标图呈现所有报点位置的相关误差位置，利用此分布图可清楚看出所有报点位置的偏移倾向，另外也计算出抖动值(Jitter)及报点的资料更新速率(Reporting Rate)。
Windows 8触控相关规范项目
Device.Digitizer.Touch.DigitizerJitter
Device.Digitizer.Touch.PhysicalInputPosition
Device.Digitizer.Touch.ReportingRate
PST输出报告





■ One-finger Latency test    
     依据单指的点击测试数据，计算出分别在正常作动状态(Active State)及休眠状态(Idle State)时的位置报点反应延迟时间(Latency) ，并判定是否符合规格。
Windows 8触控相关规范项目
Device.Digitizer.Touch.ResponseLatency
PST输出报告



■ Multi-finger Tap test   
      依据2指、3指、4指及5指等多指点击测试数据，计算出抖动值(Jitter)及失败点击数，还有多指同时点击的可分辨数及的位置报点资料更新速率(Reporting Rate)。
Windows 8触控相关规范项目
Device.Digitizer.Touch.5TouchPointMinimum
Device.Digitizer.Touch.DigitizerJitter
Device.Digitizer.Touch.InputSeparation Device.Digitizer.Touch.ReportingRate
PST输出报告



■ Multi-finger Swipe test      
   依据2指、3指、4指及5指等多指移动画线或Zoom手势或Pinch手势的测试数据，所有位置报点资料以座标图呈现，另外也计算出抖动值(Jitter)及多指同时点击的可分辨数。
Windows 8触控相关规范项目
Device.Digitizer.Touch.5TouchPointMinimum
Device.Digitizer.Touch.DigitizerJitter
Device.Digitizer.Touch.InputSeparation

PST输出报告













四、结论     为使Windows 8的作业系统能发挥触控品质，微软订出了严谨的产品测试规范，从整个规范来看已不再像以往只要”手势可以有作用就好了” ，而是更清楚规范标准界线及精度，甚至是要求到产品对于输入讯号的反应时间。在此之前，业界常采用以人为的测试方式或是采用简单的平移台机器手臂，已经无法完全达到微软的测试要求。

科迈斯科技的可程控机器手臂触控面板测试仪- PST是目前市面上少数有能力可以完整评估Windows Hardware Certification Requirements的规范需求，科迈斯科技的可程控机器手臂触控面板测试仪– PST是累积了数年的开发时程及经过欧洲手机大厂的实测考验所粹练出来的一项产品，也是走在触控产品测试技术前端的一项产品，其整合了机器手臂控制、资料撷取及处理、时间测定处理、待测产品系统整合及测试程序开发等多种技术，目前更结合影像处理技术，已可达到全方位、全自动用于评估行动装置触控产品的测试工具。所谓工欲善其事，必先利其器，有了科迈斯科技的可程控机器手臂触控面板测试仪- PST不论是在触控产品的研发、品管或产线上，都可以更有效的提升工作效率及产品的品质。