迈向更高分辨率的人机交互(HMI)设计
2015-09-02
作者:Gordon Lunn & Graham Brown, FTDI Chip
触摸功能的人机交互界面(HMI),从一开始的消费性市场开始,目前已渐渐在各种工业领域上出现。包括家庭自动化系统,家用电器,测试硬件,工厂自动化设备,医疗仪器和门禁系统等。而多点触摸功能的实现,则在现代的HMI实现方式中更增加了进一步的层面,允许手势识别来的相形重要。而下一阶段的人机界面,很可能是基於使用更大的格式与更高分辨率的显示 ,来访问更精细的图像内容或相关的视频内容。
办公设备和白色家电制造商们正在寻求增加其产品的附加功能。通过较大尺寸的显示器,搭配更细腻的颜色并加上多点触控,可以实现同时对多个触摸点更直观的操作 ,从而提高工作效率,并避免操作上的问题。播放简短的动画影片的功能,可以用来提醒用户如何执行特定任务, 如处理卡纸丶或更换零部件等。这样的视频在百货商场的电梯的应用上也可以用来提示消费者有关产品的楼层。在餐厅的应用上,视频内容可以有助于推荐料理以便客户点餐。半导体供应商已经看到了一些重大挑战,他们需要提供市场所需的高分辨率丶高性能的人机界面解决方案,同时考虑成本,有限的电路板空间和对上市时间的压力。
图2:基于EVE技术人机界面的例子 - 洗衣机,冰箱,电梯和电表系统
在工业的应用方面,制造商认为理想的HMI是不需要巨大的存储器容量和数据传输,他们需要的是利用一个面向对象的拓扑。这种方法,可以通过首创的FTDI的嵌入式视频引擎(EVE)高级图形控制器IC芯片,使用许多已经被定义好的面向对象的元素来显示完整的图像内容,而不是用单位像素来描绘图像。这实际上对人机界面而言是一种捷径。经由EVE,图像呈现使用线缓存(以1/16像素的分辨率),而不是帧缓存,所以能显着减小所需的带宽和数据存储需求,从而可以把以往人机界面设计所需的高速并行总线丶 用于存储图像数据的大容量闪存丶连同帧缓冲器一并省去,整体HMI系统的元件数量丶材料成本连同所需要的电路板空间得以显着降低,在HMI工程开发时间和工程资源也将大幅减少。此面向对象的方法的另一个重要方面是动态内容处理。由于显示的图像被简单地看作对象,透过不断更新的对象的坐标,可以及为容易的达到动态的效果。而不必跟传统方法一样不断地重新绘制整个图像,而且可以有各种不同的显示或移动的变化形式。对像可以同时用各种型态产生在不同的位置,而无需创建其他的内容,亦无须占用多馀的存储空间。
FTDI所推出的最新一代的FT81x系列将EVE技术推到另一个世代,不仅分辨率可由前一代的512×512提升到800 x 600像素以支持较大尺寸的显示器(7英寸或以上),还有更佳的图像清晰度和更多的色调,可用的存储器从256K字节已扩大至1M字节,以应付更多的资料吞吐量。除此之外,新一代的EVE更提供了更加顺畅的视频播放功能。因此可以利用这功能将视频或动画加入人机界面,以增加整体用户体验。另外还有一个新的功能是支持全屏幕旋转,可快速将显示内容旋转90°,使横向和纵向方向可根据需要呈现,对于手持设备的人机界面而言将是不可或缺的功能。
FT81x芯片支持多个调色板,涵盖了16位和32位的色彩与透明度。增加了超大的字体,与存储容量以使用不同的文本选项。相比于上一代EVE,性能也得到了提高,在JPEG的显示速度新一代芯片快了将近1000倍,另外,每个时钟周期,绘制的像素的速度也快了4倍之多。
在这篇文章中,介绍了轻松的开发人机界面的方法,不管是节省成本或提升性能两个方面都可兼顾。随着新功能的加入,对需要更丰富的人机界面的时代而言,将可带来更多的新机会。