Công nghệ cảm ứng lực nhấn 3D Touch và Force Touch

(PCWorldVN) Apple đã tạo ra một xu hướng mới về phương thức tương tác cho thiết bị công nghệ khi áp dụng Force Touch, 3D Touch và Taptic Engine vào các dòng iPhone, Apple Watch và MacBook mới của mình

• Đánh giá smartphone iPhone 6S Plus
• iPhone 6S: Dày hơn 1mm so với iPhone 6 để tích hợp Force Touch
• iPhone mới có thể sử dụng công nghệ màn hình Force Touch
• Màn hình '3D Touch' của iPhone 6S có gì đặc biệt?
• Facebook hỗ trợ 3D Touch trên iPhone 6S/6S Plus

Để cấu thành nên chức năng nhận biết lực nhấn, Apple đã sử dụng 2 bộ phận là cảm biến lực nhấn và một bộ rung chuyên biệt. Bộ rung đặc biệt này có khả năng đưa ra những phản hồi xúc giác (haptic feedback) giúp tay người dùng có những cảm giác khác nhau khi chạm nhẹ hay chạm mạnh lên màn hình hay trackpad (bàn di chuột trên các dòng máy MacBook của Apple). Để hiểu được nguyên tắc được nguyên tắc hoạt động của cảm ứng lực nhấn, trước hết chúng ta cần biết được chức năng và cấu tạo của từng chi tiết riêng lẻ cấu thành nên chức năng này.

Trước khi Apple áp dụng Taptic Engine, các dòng thiết bị công nghệ thường áp dụng hai cơ chế phản hồi là ERM và LRA.

Động cơ Eccentric Rotating Mass tạo rung cho smartphone mới hiện nay.

Bộ rung ERM được đặt ở trên góc trái của iPhone

Chức năng rung trên các thiết bị di động hiện nay

Hầu hết các mô-tơ rung thường thấy trên các dòng smartphone hiện nay được biết với tên gọi kỹ thuật là động cơ rung Eccentric Rotating Mass (ERM) – loại động cơ điện được gắn một bộ phận bất cân xứng trên trục để tạo ra rung động khi quay.

Động cơ này được gắn chặt bên trong thiết bị và khi được kích hoạt thì bộ phận bất cân xứng trên trục sẽ quay với tốc độ cao, từ đó tạo ra rung động giúp người dùng biết được khi nào có cuộc gọi đến, tin nhắn hay nhắc nhở… Hầu hết các dòng thiết bị dùng Android hiện nay và những mẫu iPhone trước iPhone 6 đều được tích hợp tích hợp bộ rung ERM (iPhone 6/6 Plus và iPhone 4S sử dụng bộ rung LRA).

Còn một loại động cơ rung khác mới hơn có tên Linear Resonant Actuator (LRA) có nguyên tắc hoạt động hoàn toàn khác với bộ rung ERM. Bộ rung LRA được hoạt động dựa trên bộ truyền động cộng hưởng tuyến tính, với hình dáng giống như một viên pin tròn nhỏ (như bộ rung của iPhone 4S) hay hộp chữ nhật (như bộ rung của iPhone 6 và 6 Plus).

Mặc dù cả hai bộ rung dạng ERM và LRA đều biến điện năng thành động năng dựa trên nam châm điện, tuy nhiên về cơ bản thì bộ rung LRA có nhiều ưu điểm hơn. Một ưu điểm lớn nhất là bộ rung LRA có khả năng tiêu thụ điện năng thấp hơn so với ERM nên khi áp dụng trên điện thoại di động sẽ thích hợp hơn. Ngoài ra, Texas Instruments khẳng định rằng bộ rung LRA có khả năng rung mạnh gấp 2 lần so với bộ rung ERM, trong khi điện năng tiêu thụ thấp hơn 50%.

So sánh sơ đồ sóng của quá trình rung của bộ ERM và LRA.

Cấu tạo bên trong (mặt cắt dọc) của bộ rung LRA

Taptic Engine mới của Apple có gì khác biệt?

Taptic Engine lần đầu được Apple áp dụng trên dòng đồng hồ thông minh Apple Watch, sau đó được tích hợp trên MacBook Pro 12 inch và mới đây nhất là iPhone 6s và 6s Plus. Thực chất của bộ phận này là một thiết bị truyền động tuyến tính do Apple phát triển. Bộ truyền động này về cơ bản cũng biến điện năng và động năng như bộ rung ERM và LRA, tuy nhiên điểm khác biệt ở đây là thay vì xoay quanh trục thì Taptic Engine sẽ giật lên xuống quanh trục để tạo ra rung động. Lò xo có độ đàn hồi cao bên trong giúp cho các cú giật diễn ra nhanh và dứt khoát giúp rung động tạo ra được chính xác, đúng thời điểm của một thao tác hay một thông báo mới nào đó và được đánh giá là theo thời gian thực (realtime feedback).

Chức năng của Taptic Engine là cung cấp thông tin phản hồi dạng xúc giác cho người sử dụng. Nếu các bộ rung thông thường chỉ có một kiểu rung thì bộ Taptic Engine có thể tạo ra nhiều kiểu rung động khác nhau giúp người dùng biết được kiểu rung hay giật nào tương ứng với tác vụ hoặc thông báo nào. Nói một cách khác dễ hiểu hơn là Taptic Engine có thể kết hợp với hệ điều hành để có thể phân định được từng kiểu dữ liệu nhận được để đưa ra các cách phản hồi khác nhau thân thiện hơn.

Cận cảnh mẫu Taptic Engine trên Apple Watch.

Taptic Engine bên trong Apple Watch.

Màn hình cảm nhận lực nhấn – tương lai của thao tác cảm ứng

Bên cạnh Taptic Engine, màn hình có thể cảm nhận được lực nhấn Force Touch khi lần đầu được Apple nhắc đến tại sự kiện ra mắt Apple Watch đã khiến cho nhiều người tò mò vì sự mới mẻ của công nghệ này.

Thực chất Force Touch chỉ là một tính năng được phát triển bởi Apple giúp thiết bị có thể nhận biết được lực tác động của ngón tay lên bàn di chuột (trackpad), màn hình cảm ứng và đưa ra những phản hồi tương ứng với từng mức nhấn. Force Touch sử dụng các điện cực siêu nhỏ ở quanh màn hình để phân biệt giữa cú chạm và cú nhấn mạnh hoặc cú nhấn nhẹ.

Cảm ứng 3D Touch hoạt động thông qua các cảm biến điện dung được nhúng vào các tấm đèn nền của màn hình. Những cảm biến này có nhiệm vụ phát hiện những thay đổi dù là nhỏ nhất trong khoảng cách giữa phần kính và đèn nền, kết hợp với các tính hiệu từ cảm biến cảm ứng và máy đo gia tốc (Taptic Engine) để phản hồi lại theo đúng lực của tay.

Có thể nói màn hình cảm ứng Force Touch là một phiên bản cao hơn của màn hình cảm ứng đa điểm được Apple giới thiệu lần đầu vào năm 2007. Nếu màn hình cảm ứng đa điểm (Multi-Touch) có thể giúp người dùng tương tác với thiết bị như iPhone bằng cách chạm nhẹ để chọn, quét qua lại để chuyển đổi, phóng to hay thu nhỏ đối tượng trên màn hình bằng cách dùng hai ngón tay. Giống như Force Touch, Multi-Touch cũng được Apple giới thiệu lần đầu tiên khi ra mắt iPhone thế hệ đầu tiên, và cũng từ đây khái niệm về phương thức tương tác với thiết bị công nghệ đã hoàn toàn thay đổi.

Trong khi đó, màn hình Force Touch trên Apple Watch hay trackpad của MacBook 12 inch cũng có đầy đủ các tính năng của một màn hình Multi-Touch, nhưng có thêm một khả năng cao hơn là dựa trên lực nhấn của ngón tay để đưa ra hướng xử lý tương ứng. Cao cấp hơn một chút nữa là màn hình 3D Touch mà Apple sử dụng trên iPhone 6s và 6s Plus. Như người đứng đầu bộ phận thiết kế của Apple là Jony Ive đã nói “3D Touch là thế hệ tiếp theo, cao cấp hơn của Multi-Touch”, với khả năng đáp ứng thao tác dựa trên nhiều mức nhấn và cách thức thao tác. Đó là người dùng có thể chạm nhẹ (tap), nhấn nhẹ (peek) và nhấn mạnh (pop) để thực hiện các thao tác khác nhau với một cú chạm. Hiện tại, 3D Touch đã hoạt động được với tất cả các ứng dụng của Apple và một số tiện ích của bên thứ ba như Dropbox, Facebook và Instagram. Chắc chắn trong thời gian tới sẽ có nhiều hơn các ứng dụng hỗ trợ phương thức thao tác cảm ứng ưu việt này.

Tên gọi 3D Touch là cách gọi của Apple cho cảm biến Force Touch với Taptic Engine phiên bản mới tích hợp trên iPhone 6s/6s Plus. Chữ "3D" để chỉ cảm biến bên trong có thể phân biệt được áp lực trong không gian ba chiều, thay vì 2 chiều như phiên bản cũ đã áp dụng trên đồng hồ Apple Watch và MacBook.

Chẳng hạn như khi thao tác trên ứng dụng nghe nhạc Music, người dùng điện thoại iPhone mới có thể dùng chức năng Force Touch tích hợp để nhấn đè lên màn hình để hiện toàn bộ danh sách thư viện nhạc, nhấn đè mạnh hơn để hiện menu thêm nhạc vào playlist, lưu nhạc online từ Apple Music về máy để nghe offline. Cho hiển thị, tắt phụ đề, tua nhanh, chậm, tạm ngưng video bằng cách chạm vào tuỳ chọn và nhấn đè để thay đổi tác vụ. Chức năng thao tác cảm ứng với 3D Touch cũng phát huy tác dụng khi tuỳ biến màn hình chủ (Home screen), ứng dụng nghe gọi điện thoại (Phone), xem ảnh với ứng dụng Photos... Tóm lại, chỉ với một cú chạm lên màn hình và nhấn đè mạnh hoặc nhẹ là có thể thực hiện được nhiều tác vụ khác nhau.

Trackpad của MacBook có thể cảm nhận được lực nhấn nhờ 4 cảm biến được bố trí ở 4 góc và một bộ Taptic Engine bên dưới.

Nhấn nhẹ để xem ảnh trước ảnh nhỏ và nhấn mạnh để xem ảnh ở kích thước chuẩn.

Force Touch khác gì 3D Touch mới

Ngoài nhận biết 3 mức lực nhấn, 3D Touch còn ưu việt hơn Force Touch phiên bản cũ như thế nào? Theo tạp chí Mỹ Wired dẫn lại thông tin từ các sáng chế của Apple, có một mức độ khác về độ nhạy của Force Touch sẽ được sử dụng trong iPhone thế hệ mới. Về cơ bản, hai công nghệ này đều hoạt động như nhau nhưng độ nhạy với lực chạm vào màn hình trên iPhone mới sẽ ở cấp cao hơn. Nói một cách đơn giản, Force Touch có ít khả năng đo lường những cái chạm và ấn của bạn và không đáp ứng nhanh bằng 3D Touch. Nghe có vẻ không có khác biệt gì mấy nhưng những ai chỉ biết một chút về Force Touch trên Apple Watch có thể sẽ không đồng ý. Với Apple Watch, bạn có thể nhấn và chờ phản hồi... nói chung là chậm. Còn 3D Touch thì chỉ cần ấn nhẹ hoặc mạnh hơn thì cung cấp ngay các "đường tắt" để đến với các tính năng như soạn tin nhắn, đọc mail... Tóm lại, Force Touch và 3D Touch đều dựa trên các công nghệ tương tự và sử dụng công nghệ phản hồi xúc giác Taptic Engine của Apple, nhưng 3D Touch nhạy hơn, đáp ứng nhanh hơn.

Một điểm khác biệt nữa giữa hai công nghệ này là ở phương thức thao tác, chẳng hạn khi thao tác với trình nghe nhạc Music, Force Touch chỉ có thể chạm để mở ứng dụng và khi thao tác với chức năng tua nhanh, chậm, tạm ngưng, chuyển bài… bên trong ứng dụng thì cú chạm và nhấn mạnh mới có tác dụng. Trong khi đó, cũng với ứng dụng Music nhưng khi thao tác với màn hình 3D Touch thì bạn có thể chạm và “Peek” (nhấn nhẹ) để hiện ra menu mở nhạc ngay từ icon bên ngoài màn hình chính, và khi ở bên trong ứng dụng, bạn có thể chạm để chọn bài, “Peek” (nhấn nhẹ) để xem thông tin bài hát và “Pop” (nhấn mạnh) để chơi bài hát vừa xem. Tóm lại, phương thức thao tác với 3D Touch đa năng và phong phú hơn nhiều so với Force Touch.

Với những cải tiến tuy nhỏ nhưng mang lại hiệu quả sử dụng cao, Apple không những đã dẫn đầu trong công nghệ điều khiển cảm ứng với Multi-Touch, Force Touch mà vẫn tiếp tục đi tiên phong với 3D Touch mà hãng đã áp dụng cho iPhone thế hệ mới.

Chức năng Quick Actions giúp truy cập nhanh các tính năng ngay trên icon ứng dụng nhờ cảm ứng nhận biết lực nhấn 3D Touch.

PC World VN, 10/2015