รากฐาน UX สำหรับเฟรมเวิร์กแบบสัมผัส

การปรับปรุงเฟรมเวิร์กของ Android ทั้งหมดที่สร้างขึ้นจากระบบสัมผัสนั้นขับเคลื่อนโดยชุดของหลักการ UX ที่มีการพัฒนาในอัตราที่เท่าเทียมกัน หลักการปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการแทนที่ การสั่นที่ดังมากด้วยการสั่นแบบ ชัดเจน และการสำรวจการสั่นแบบ สมบูรณ์

รูปที่ 1 หลักการปัจจุบัน

ตารางต่อไปนี้แสดงรายการแฮปติก API ที่มีอยู่ทั้งหมด

API	วิธีการ	ปีที่เพิ่ม
android.view.HapticFeedbackConstants	CONTEXT_CLICK CLOCK_TICK VIRTUAL_KEY KEYBOARD_TAP LONG_PRESS	ก่อนปี 2559
	KEYBOARD_PRESS KEYBOARD_RELEASE TEXT_HANDLE_MOVE VIRTUAL_KEY_RELEASE	2017 (แอนดรอยด์ 8)
	ยืนยัน ปฏิเสธ GESTURE_START GESTURE_END	2020 (แอนดรอยด์ 11)
android.View	performHapticFeedback()	ก่อนปี 2559
android.os.Vibrator	สั่น() มีเครื่องสั่น ()	ก่อนปี 2559
	hasAmplitudeControl()	2017 (แอนดรอยด์ 8)
	areAllEffectsSupported() areAllPrimitivesSupported() areEffectsSupported() เป็นPrimitivesSupported()	2020 (แอนดรอยด์ 11)
android.os.VibrationEffect	createOneShot() createWaveform()	2017 (แอนดรอยด์ 8)
	EFFECT_TICK EFFECT_CLICK EFFECT_HEAVY_CLICK EFFECT_DOUBLE_CLICK สร้างที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ()	2019 (แอนดรอยด์ 10)
android.os.VibrationEffect.Composition	PRIMITIVE_TICK PRIMITIVE_CLICK addPrimitive() เขียน()	2020 (แอนดรอยด์ 11)
android.media.AudioAttributes.Builder	setHapticChannelsปิดเสียง()	2019 (แอนดรอยด์ 10)

สั่นสะท้าน

ย้อนหลังไปถึงวิทยุติดตามตัวและฟีเจอร์โฟน การ สั่นแบบใช้เสียง เตือน ERM ที่มีคุณภาพต่ำแต่ประหยัดพลังงานได้ถูกนำมาใช้แทนเสียงเรียกเข้าใน โหมดปิดเสียง ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์รุ่นเก่าที่สร้างเสียงที่ดังและไม่พึงประสงค์อาจเป็นอันตรายต่อ UX แบบสัมผัสได้ โดยการแสดงผลคุณภาพต่ำ (เช่น โทรศัพท์ราคาถูกและเสีย)

สัมผัสที่ชัดเจน

แฮปติกที่ ชัดเจน รองรับความรู้สึกของการเปลี่ยนแปลงสถานะที่ ไม่ต่อเนื่อง (เช่น การเปลี่ยนแปลงแบบไบนารีระหว่างกระบวนการเปิด/ปิดเครื่อง) เนื่องจากลักษณะของการจ่ายที่ ไม่ต่อเนื่อง แฮปติกที่ชัดเจนจึงถูกสร้างขึ้นเป็นเอนทิตีเดียว (ตัวอย่างเช่น เอฟเฟกต์แบบสัมผัสหนึ่งรายการต่อเหตุการณ์อินพุตหนึ่งรายการ)

Android มุ่งหวังที่จะให้สัมผัสที่ชัดเจนด้วยความรู้สึกที่หนักแน่นแต่เฉียบคม มากกว่าความรู้สึกที่ส่งเสียงกระหึ่มหรืออ่อนล้า

ค่าคงที่แบบแฮปติกที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งสร้างขึ้นเพื่อรองรับแฮปติกที่ชัดเจนมีดังต่อไปนี้

ใน HapticFeedbackConstants :

• CLOCK_TICK
• CONFIRM
• CONTEXT_CLICK
• GESTURE_END
• GESTURE_START
• KEYBOARD_PRESS
• KEYBOARD_RELEASE
• KEYBOARD_TAP
• LONG_PRESS
• REJECT
• TEXT_HANDLE_MOVE
• VIRTUAL_KEY
• VIRTUAL_KEY_RELEASE

ใน VibrationEffect :

• EFFECT_CLICK
• EFFECT_DOUBLE_CLICK
• EFFECT_HEAVY_CLICK
• EFFECT_TICK

การสร้างความรู้ทั่วไประหว่างผู้ผลิตอุปกรณ์และนักพัฒนาคือกุญแจสำคัญในการยกระดับคุณภาพโดยรวมของแฮปติกในระบบนิเวศของ Android ใช้ รายการตรวจสอบพื้นฐาน การประเมินฮาร์ดแวร์ และ CDD เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งานแบบสัมผัส

รูปที่ 3 การกดและปล่อย

ริช แฮปติกส์

Rich haptics เป็นหมวดหมู่ของ Haptics ที่เพิ่มขึ้นซึ่งมากกว่าเอฟเฟกต์แบบอิงแรงกระตุ้นเดี่ยว Android มุ่งหวังที่จะสนับสนุนการสั่นแบบสัมผัสที่สมบูรณ์พร้อมความสามารถในการปรับแต่งและปรับแต่งได้สูงพร้อมความละเอียดที่ละเอียด กรณีการใช้งานต่อไปนี้รองรับใน Android 11 หรือต่ำกว่า

รูปที่ 4 แฮปติกแบบสมบูรณ์พร้อมพื้นผิวแบบเลื่อน

รูปที่ 5. การลากและปัด

ใช้กรณีที่ 1: พื้นผิวเลื่อน

หากเอฟเฟกต์สัมผัสซ้ำในขณะที่นิ้วเลื่อนไปบนพื้นผิวระบบสัมผัส (เช่น การลาก การปัด การสำรวจพื้นผิวด้วยพื้นผิวสัมผัสแบบแฝง) เอฟเฟกต์สัมผัสแบบสัมผัสซ้ำนั้นควรคมชัดและละเอียดอ่อน

หากเอฟเฟกต์แต่ละรายการมีความคึกคักมากกว่าคมชัด ช่วงเวลาระหว่างการทำซ้ำมักจะหมดไป ผลที่ได้คือเสียงกระหึ่มยาวหนึ่งครั้งแทนที่จะเป็นสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องหลายสัญญาณ

หากแอมพลิจูดไม่ละเอียดเพียงพอ พลังงานสัมผัสที่รับรู้จะเพิ่มขึ้นจากการทำซ้ำ ส่งผลให้มีการสั่นอย่างรุนแรงเมื่อสิ้นสุดการทำซ้ำ

การใช้พื้นผิวสัมผัสที่เรียบง่ายสำหรับการปัดและลากท่าทาง

ใช้ CLOCK_TICK และ TEXT_HANDLE_MOVE ใน HapticFeedbackConstants ค่าคงที่เหล่านี้กำหนดลักษณะของการทำซ้ำและแอมพลิจูดไว้ล่วงหน้า

สร้างเอฟเฟกต์ของคุณเอง

ในการสร้างเอฟเฟกต์ของคุณเอง ให้เขียนการออกแบบโดยการรวมลำดับของ PRIMITIVE_CLICK และ PRIMITIVE_TICK เข้าด้วยกันใน VibrationEffect.Composition คุณสามารถปรับลักษณะของการทำซ้ำและมาตราส่วนแอมพลิจูดได้โดยใช้ addPrimitive(int primitiveID, float scale, int delay) การสนับสนุนอาศัยความสามารถ CAP_COMPOSE_EFFECTS ของ Vibrator HAL Interface

ใช้กรณี 2: การสั่นสะเทือนนานพร้อมเอฟเฟกต์ที่ง่าย

การสั่นแบบยาวคือการสั่นแบบแอมพลิจูดที่ราบรื่นซึ่งเปลี่ยนจาก 0 เป็นแอมพลิจูดเป้าหมาย การสั่นสะเทือนที่ยาวนานสามารถสร้างการสั่นแบบตั้งใจที่มองเห็นได้ง่าย อย่างไรก็ตาม การสั่นสะเทือนเป็นเวลานานอย่างกะทันหันอาจทำให้ผู้ใช้ตกใจในสภาพแวดล้อมที่เงียบ และมักจะส่งเสียงหึ่งๆ ที่ได้ยิน เพื่อสร้างการสั่นสะท้านที่ยาวนานที่น่าพึงพอใจยิ่งขึ้น ให้ใช้เอฟเฟกต์การผ่อนผันที่จุดเริ่มต้นของการสั่นแบบยาว ทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านของแอมพลิจูดที่ราบรื่นซึ่งต่อยอดไปสู่แอมพลิจูดเป้าหมาย

การใช้เอฟเฟกต์การผ่อนปรน

1. ตรวจสอบความสามารถของฮาร์ดแวร์ของการควบคุมแอมพลิจูดด้วย android.os.Vibrator.hasAmplitudeControl()

   • ผลลัพธ์จะต้องเป็น true เพื่อสร้างเอฟเฟกต์ที่ง่ายดายด้วยแอมพลิจูดที่แตกต่างกัน

2. ใช้ VibrationEffect createWaveform(timings[], amplitudes[], int repeat) .

3. ปรับชุดของ timings[] และ amplitudes[] เพื่อสร้างเส้นโค้งที่ง่ายต่อการเข้า ดังแสดงในรูปที่ 6

รูปที่ 6 เส้นโค้งความง่ายในการสั่นสะเทือนที่ยาวนาน

กรณีการใช้งาน 3: แฮปติคที่เชื่อมต่อเสียง

แฮบติคแบบจับคู่ เสียง เป็นรูปแบบสัมผัสควบคู่ไปกับจังหวะของเสียงเพื่อดึงดูดความสนใจของผู้ใช้

แฮบติคที่เชื่อมต่อกับเสียง: ประโยชน์

ในการใช้ระบบสั่นแบบเสียงควบคู่ ให้รวมระบบสั่นแบบใสเข้ากับการสั่นแบบยาว ความรู้สึกสัมผัสที่หนักแน่นแต่สั้นจากระบบสัมผัสที่ชัดเจนทำให้เกิดรูปแบบจังหวะที่ไม่ต่อเนื่อง เมื่อรวมกับสิ่งเร้าในระดับสูงที่มีการสั่นสะเทือนเป็นเวลานาน จะดึงดูดความสนใจของผู้ใช้ได้เป็นอย่างดี

สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณารูปแบบจังหวะความรู้สึก หากไม่มีสัมผัสของจังหวะ ผู้ใช้จะรับรู้ถึงความรู้สึกสัมผัสนั้นเป็นการส่งเสียงแบบสุ่ม และมักจะเพิกเฉยต่อความรู้สึกนั้น

รูปที่ 7 ตัวอย่างเสียงแฮบติคคู่

แฮบติคแบบจับคู่เสียง: เคล็ดลับในการปรับใช้

การใช้ระบบแฮบติคแบบจับคู่เสียงต้องมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับการเล่นเนื้อหาทั้งช่องสัญญาณเสียงและช่องสัญญาณแบบสัมผัส ให้นึกถึงสิ่งต่อไปนี้

• ใช้คลาส MediaPlayer หรือ SoundPool

  • เนื้อหาในรูปแบบ OGG ที่มีคีย์ข้อมูลเมตาพิเศษ ( ANDROID_HAPTIC ตามด้วยช่องแฮบติคจำนวนหนึ่ง) ระบุว่ามีข้อมูลแฮปติกและการเล่นด้วย MediaPlayer และ SoundPool

• ระบุการรองรับการสั่นและการเล่นเสียงใน audio_policy_configuration.xml

  • ใช้โปรไฟล์เอาต์พุตที่มีช่อง AUDIO_CHANNEL_OUT_HAPTIC_A|B
  • สำหรับเอาต์พุตสตรีมที่มีแชนเนลแบบสัมผัส โปรดจำไว้ว่าแชนเนลแบบแฮบติคจะแสดงเป็นแชนเนลพิเศษในข้อมูล

  ตัวอย่าง

  หากมาสก์ช่องสำหรับสตรีมเอาต์พุตมีลักษณะดังนี้:

  AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO_HAPTIC_A

  จากนั้นทุกตัวอย่างควรมีลักษณะดังนี้:

  AUDIO_LEFT_CHANNEL,AUDIO_RIGHT_CHANNEL,HAPTIC_CHANNEL_A

• เปลี่ยน AudioAttributes.Builder( ).setHapticChannelsMuted(boolean muted)

  false ในการเล่นช่องแฮบติค

  • ตามค่าเริ่มต้น ช่องสัญญาณสัมผัสจะถูกปิดเสียง ( true )
  • กรณีการใช้งานรวมถึงเสียงเรียกเข้าและเสียง UI ที่มีการสั่นและการตอบรับแบบซิงโครนัส

• เครื่องสั่น HAL ต้องใช้การสนับสนุนการควบคุมภายนอก

  • สำหรับการใช้งาน HIDL ให้ใช้ setExternalControl(bool enabled) generates (Status status)
  • สำหรับ การใช้งาน AIDL ให้ใช้ void setExternalControl(in boolean enabled)

รูปที่ 8 การนำ Haptics ที่เชื่อมต่อเสียงมาใช้

แฮบติคแบบจับคู่เสียง: Haptic Generator

HapticGenerator เป็น เอฟเฟกต์เสียง ที่เปิดตัวใน Android 12 ที่สามารถสร้างข้อมูลแบบสัมผัสจากช่องสัญญาณเสียงและเล่นแบบเรียลไทม์ในรูปแบบแฮบติคที่เชื่อมต่อ เสียง เอฟเฟกต์ถูกนำไปใช้กับ AudioTrack ตามที่อธิบายไว้ในรูปที่ 9

รูปที่ 9 สถาปัตยกรรม Haptic Generator

เพื่อให้แน่ใจว่าอัลกอริธึมเครื่องกำเนิดแฮบติคของคุณสร้างแฮบติคคุณภาพสูง ให้ปรับอัลกอริธึมการสร้างให้เข้ากับมอเตอร์สั่นของอุปกรณ์โดยการปรับพารามิเตอร์ที่กำหนดค่าห่วงโซ่ของตัวกรองที่ใช้กับรูปคลื่นเสียง ส่วนนี้จะอธิบายพารามิเตอร์เหล่านี้โดยละเอียด และอธิบายวิธีปรับแต่งพารามิเตอร์เหล่านี้ให้สอดคล้องกับข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ของคุณ

1. ความถี่เรโซแนนซ์สำหรับตัวกรองแบนด์พาส

   ความถี่เรโซแนนซ์ของเครื่องสั่นคือความถี่ที่ตัวกระตุ้นแบบสัมผัสมีเอาต์พุตสูงสุด พารามิเตอร์นี้ปรับ anti-resonator เพื่อทำให้ฟังก์ชันการถ่ายโอนการตอบสนองบางส่วนแบนลง เพื่อให้ได้แบนด์วิดท์ที่กว้างขึ้น กรอบงาน Android จะเชื่อมโยงค่านี้กับผลลัพธ์ของวิธีการสั่น HAL โดย IVibrator.getResonantFrequency

   ค่าเริ่มต้นสำหรับพารามิเตอร์นี้คือ 150Hz ซึ่งสามารถแก้ไขได้ในรหัส ที่นี่

2. พลังการทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับซองจดหมายที่ช้า

   พารามิเตอร์นี้กำหนดเลขชี้กำลังในการทำให้เป็นมาตรฐานบางส่วน (การควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติ) ค่าเริ่มต้นคือ -0.8 ซึ่งหมายความว่า 80% ของการเปลี่ยนแปลงช่วงไดนามิกจะถูกลบออกโดยขั้นตอนการควบคุมการเพิ่มนี้ ซึ่งสามารถแก้ไขได้ในรหัส ที่นี่

3. ปัจจัย Q สำหรับตัวกรองแบนด์สต็อป

   ปัจจัยคุณภาพเครื่องสั่น (ปัจจัย Q) ถูกกำหนดโดยสองพารามิเตอร์:

   • Zero Q ซึ่งเป็นปัจจัยด้านคุณภาพของศูนย์ในตัวกรองแบบแบนด์สต็อปที่ตัดเสียงสะท้อนบางส่วน

   • The Pole Q ปัจจัยด้านคุณภาพของเสาในตัวกรองแบบ band-stop

   อัตราส่วนของค่าทั้งสองนี้จะจำกัดการปราบปรามของเรโซแนนซ์เพื่อเพิ่มความถี่ต่ำและขยายการตอบสนองของอัลกอริธึม ตัวอย่างเช่น ค่าเริ่มต้นของ 8 สำหรับ Zero Q และ 4 สำหรับ Pole Q จะสร้างอัตราส่วน 2 ซึ่งจำกัดการปราบปรามการสั่นพ้องด้วยปัจจัย 2 (6 dB) กรอบงาน Android เชื่อมโยงทั้งสองค่ากับผลลัพธ์ของวิธีการสั่น HAL IVibrator.getQFactor

   หากค่าเริ่มต้นไม่ได้คำนึงถึงการหน่วงของความแรงของมอเตอร์ในอุปกรณ์ของคุณ เราแนะนำให้แก้ไขทั้งสองค่าพร้อมกัน และเพิ่มทั้งสองค่าหรือลดทั้งสองค่า อัตราส่วนของ Zero Q ต่อ Pole Q ควรมากกว่า 1 ซึ่งสามารถแก้ไขได้ในรหัส ที่นี่

4. ความถี่มุมสำหรับการบิดเบือน

   ความถี่ของมุมใช้โดยตัวกรองความถี่ต่ำผ่านที่ระงับการสั่นระดับต่ำและเพิ่มระดับที่สูงขึ้นโดยใช้การบิดเบือนลูกบาศก์ ค่าเริ่มต้นคือ 300Hz ซึ่งสามารถแก้ไขได้ในรหัส ที่นี่

5. อินพุตเกนและเกณฑ์คิวบ์สำหรับการบิดเบือน

   พารามิเตอร์เหล่านี้ใช้โดยตัวกรองความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นที่ใช้กับรูปคลื่นอินพุตที่ลดแอมพลิจูดของสัญญาณความถี่ต่ำและเพิ่มความถี่ที่สูงขึ้น

   • ค่าเริ่มต้นสำหรับปัจจัยเกนอินพุตคือ 0.3
   • ค่าดีฟอลต์สำหรับขีดจำกัดคิวบ์คือ 0.1

   เราขอแนะนำให้แก้ไขค่าทั้งสองร่วมกัน สามารถพบได้ในรหัส ที่นี่

   สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับฟังก์ชันที่ใช้โดยตัวกรองนี้ โปรดดูการใช้งานที่มีให้ ที่นี่ หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมว่าพารามิเตอร์ทั้งสองมีผลต่อผลลัพธ์อย่างไร เราแนะนำให้วางแผนการตอบสนองความถี่ของตัวกรอง และสังเกตว่าการตอบสนองความถี่เปลี่ยนแปลงอย่างไรด้วยค่าพารามิเตอร์ต่างๆ

6. เกนเอาต์พุตสำหรับการบิดเบือน

   พารามิเตอร์นี้ควบคุมแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนขั้นสุดท้าย เป็นการเพิ่มขั้นสุดท้ายหลังจากซอฟต์ลิมิตเตอร์ที่จำกัดแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนให้น้อยกว่า 1 ค่าเริ่มต้นคือ 1.5 และสามารถแก้ไขได้ในโค้ด ที่นี่ ถ้าแรงสั่นสะเทือนน้อยเกินไป ให้เพิ่มค่า หากคุณได้ยินการสั่นของฮาร์ดแวร์แอคทูเอเตอร์ ให้ลดค่าลง