CN101819498A - 面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法。该方法包括如下的步骤：(1)在触摸屏上设定坐标系；(2)利用坐标系检测用户在触摸屏上的滑动动作，记录与滑动动作相关联的参数；(3)根据所述参数，控制在屏幕上显示的滑动体的运动方向、速度和位移，滑动体的运动为由变加速阶段和变减速阶段组成的惯性运动。本方法可以根据用户在触摸屏滑动体上的滑动操作控制屏幕中滑动体的显示状态，使其反映出滑动体运动的方向、速度、加速度等因素，让用户获得接近真实世界物体运动的视觉效果。

Description

面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法

技术领域

本发明涉及一种面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，尤其涉及一种根据用户在触摸屏滑动体上的滑动操作控制屏幕中滑动体的显示状态，使其反映出滑动体运动的方向、速度、加速度等因素，让用户获得接近真实世界物体运动的视觉效果的显示控制方法，属于运动图像处理技术领域。

背景技术

在当今的信息时代，移动电话以其轻便灵巧、随时随地都能实现通话的独特优点越来越受到人们的喜爱，已经成为大众日常生活的必需品。据有关机构的统计，目前我国的移动电话用户已经超过了6亿。为了争夺巨大的移动电话市场，各大移动电话厂商都在大力发展自己的移动电话操作***，以应对日益激烈的市场竞争。

随着不同厂商在产品质量及技术上的差异日益缩小，移动电话的同质化竞争现象变得越来越严重。为了避免自身生产的移动电话陷入同质化竞争，各大厂商在针对细分市场推出差异化产品方面各显神通。其中，苹果公司推出的iPhone一经推出，即在市场上掀起巨大的波澜，广受人们的追捧。究其原因，就是因为iPhone的用户界面做得很华丽，所采用的多点触控技术可以让用户很方便地利用手指控制屏幕对象，具有十分良好的用户互动性。因此，人们普遍认识到用户界面的优秀与否往往决定了一款移动电话的成败，其作用尤胜于移动电话自身的功能。

目前，市场上有少数几款移动电话采用了触摸式滑动条(简称滑动条)，但屏幕上的显示效果都不是很理想。例如有的滑动条是固定不动的，用户可以点击上面的图标但是不能滑动；有的滑动条能支持滑动，但只是简单的向左或向右滑动一格；有的滑动条虽然能滑动，但是滑动效果不好，不能真实模拟真实物体的运动状态，比如，本来滑动得很快，但是手指刚一离开屏幕，滑动条就立刻静止下来。这种很僵硬的屏幕显示效果难以满足用户的操作需要。

在申请号为200810068025.X的中国发明专利申请“一种基于触摸屏的交互控制方法及***”中，提供了一种基于触摸屏的交互控制方法及***，所述方法包括如下步骤：检测触摸屏上用户滑动的距离及方向；根据检测到的距离及方向确定对当前应用执行的操作和/或执行该操作的执行速度；对当前应用执行确定的操作，或者以确定的操作执行速度对当前应用执行确定的操作。但是，该方法只是根据用户在触摸屏上的滑动距离作为采样的输入，与用户在触摸屏上滑行的速度无关，因此交互效果存在一定的局限性。

另外，在申请号为200710150554.X的中国发明专利申请“基于触摸屏的旋转式连续变速浏览与检索方法”中，当用户在触摸屏上以旋转方式连续画圈时，通过采集触摸屏阅读装置触摸屏上的采样点进行滑动速度的计算及滑动方向的判断，根据滑动速度和滑动方向将对象元素在显示屏上以不同的浏览速度及正反方向连续滚动显示。该方法通过连续采集触摸屏上的采样点来进行滑动速度的计算以及滑动方向的判断，但是并未据此考虑计算运动的加速度，因而也未能实现惯性运动的加减速用户界面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法。该方法考虑了用户在触摸屏滑动体上操作的滑行速度和加速度，并据此计算出了相应的惯性参数，使用户获得良好的操作体验。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于包括如下的步骤：

(1)在触摸屏上设定坐标系；

(2)利用所述坐标系检测用户在触摸屏上的滑动动作，记录与所述滑动动作相关联的参数；

(3)根据所述参数，控制在屏幕上显示的滑动体的运动方向、速度和位移，所述滑动体的运动为由变加速阶段和变减速阶段组成的惯性运动。

其中，所述滑动体为触摸式滑动条或者目标内容，所述目标内容为图片、图标、文字中的任意一种。

所述步骤(2)中，所述参数包括用户落点的位置、用户起点的位置和用户落点与起点之间的时间间隔。

所述时间间隔只有在有效时间范围内才视用户的滑动动作为一个能有效激发滑动体运动的正常事件。

所述步骤(3)中，用两段1/4圆曲线分别表示所述变加速阶段和变减速阶段中的位移随时间变化的规律，其中圆曲线的横坐标为时间，纵坐标为位移，切线斜率代表加速度。

本发明所提供的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法可以根据用户在触摸屏滑动体上的滑动操作控制屏幕中滑动体的显示状态，使其反映出滑动体运动的方向、速度、加速度等因素，让用户获得接近真实世界物体运动的视觉效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1为本面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法的流程示意图；

图2为在变加速阶段滑动位移随时间的变化曲线；

图3为在变减速阶段滑动位移随时间的变化曲线。

具体实施方式

前已述及，现在已经有一些移动电话采用了触摸式滑动条，但该滑动条的屏幕显示效果并不是很理想。为了改善该触摸式滑动条的显示效果，本发明首先根据用户在触摸屏上的滑动操作计算滑动条惯性运动的参数，从而将滑动条的运动映射到真实世界中的某种物体运动，然后再寻找能抽象该物理运动规律的数学曲线，让屏幕上显示的滑动条依据该数学曲线所表示的时间一屏幕位置关系在显示屏上动态改变自己的位置，从而使用户获得接近真实世界物体运动的视觉效果。

基于上述的思路，首先在触摸屏的一侧(优选为屏幕下方)布置触摸式滑动条，然后在触摸屏上设定坐标系，在显示屏上显示与该滑动条相关联的目标内容如图片(图标)、文字、超链接等。对于触摸屏和显示屏合为一体的情况，上述坐标系和目标内容可以上下重叠。

需要说明的是，本发明也可以扩展应用在图片浏览上，即支持用手向左或向右滑动以浏览一张张按序排列的图片等。在这种情况下，被滑动的可以不仅仅是滑动条，也可以是其他例如图片(图标)、文字、超链接等目标内容。为了表述上的方便，在下文中统一称为滑动体。

本发明所提供的滑动体屏幕显示控制方法主要包括两方面的工作，其中第一个方面是判定并捕获用户在触摸屏上的滑动动作。只有对用户在触摸屏上的滑动动作进行快速、准确的跟踪，才能使显示屏上显示的滑动体准确反映用户的操作意图，使用户获得良好的操作体验。第二个方面是计算滑动体惯性运动的参数，寻找能抽象惯性运动规律的数学曲线，从而使滑动体在显示屏上模拟出真实世界中的物体运动的感觉，给用户带来接近真实世界物体运动的视觉效果。

参见图1所示，首先介绍如何判定并捕获用户在触摸屏上的滑动动作。为了捕获用户在触摸屏上的滑动动作，需要利用触摸屏上设定的坐标系记录与用户滑动动作相关的如下参数，包括：用户落点的位置，用于记录用户在滑动体区域按下时的位置；用户起点的位置，用于记录用户在滑动体区域滑动一段距离后离开时的位置；反应时间，即用户落点与起点之间的时间间隔。用户滑动的反应时间必须在预定的时间间隔内才视此用户滑动动作为一个能有效激发滑动体惯性运动的正常事件。在检测了用户滑动操作的反应时间之后，就可以根据起点、落点的位置和反应时间来计算用户滑动动作的速度、方向。这些参数将作为滑动体惯性运动的重要参量。

用户在屏幕上的滑动动作可以是水平方向的，也可以是垂直方向的，两者的处理方式是相同的。我们以水平方向的滑动为例加以说明。要确定滑动体的惯性运动，需要计算的参数包括位移、时间、方向等。假设用户的手指接触屏幕的落点的横坐标为x1、时间为t1，在滑行一段时间后抬起，起点的横坐标为x2、时间为t2。那么滑动的速度v可由以下公式(1)计算得出：

v＝(x2-x1)/(t2-t1)                       (1)

由滑动速度v可以确定滑动体惯性运动的位移与时间。至于滑动运动的方向可由x1、x2确定，当x2＞x1时向右，当x2＜x1时向左。表1为用户滑动动作与惯性运动参数的对应关系表，其中给出了滑动速度与滑动***移、时间的参考对应关系。表中的具体参数值只是一个示例，在实际应用中可根据应用场景的需要进行调整。

滑动速度v(单位：屏幕像素点/秒)	位移(单位：内容基本单元的长度)	时间(单位：秒)
			v＜＝600	0	0
600＜v＜＝800	1	0.5

滑动速度v(单位：屏幕像素点/秒)	位移(单位：内容基本单元的长度)	时间(单位：秒)
			800＜v＜＝1000	2	0.6
1000＜v＜＝1200	3	0.7
			v＞1200	4	0.8

表1

用户在屏幕上的一次有效滑动操作是有时间限制的，这个时间为反应时间。只有反应时间在有效时间范围内(根据人眼的特征，有效时间在2秒左右有较为理想的操作体验)，才能激发惯性运动，否则当作拖动效果来处理(拖动效果是指滑动体跟随手指的即时滑动)。

下面，进一步介绍使滑动体在显示屏上模拟真实世界中的物体惯性运动的实现过程。本发明中的惯性运动是指滑动体的运动模仿自然世界中物体的运动，包括加速、减速、跟运动起始的速度、加速度以及由于空气或者各种阻力而减速停止的过程。

发明人经过研究，认为滑动体的运动受到手指作用力的影响，在前一阶段，有一个较短时间内的变加速的过程；在后一阶段，受阻力的影响，有一个较长时间内的变减速过程。这种现象可以类比左右两边连接着不同阻尼系数的弹簧振子的运动。两者在运动过程中都经历一段较短时间内的变加速运动以及在一段较长时间内的变减速运动过程。这种变加速变减速运动过程中，加速度的变化规律与圆的曲线的切线斜率的变化有相同的规律，因此可以用以横坐标为时间t，纵坐标为位移s的圆的曲线来表示这种运动规律。

基于上述的认识，本发明采用图2与图3所示的两段1/4圆曲线分别表示在加速与减速阶段位移与时间的关系，其中圆曲线的切线斜率代表加速度。在图2中，切线斜率由零逐渐变到最大，反映了加速度由零到最大的渐变过程；在图3中，切线斜率由最大逐渐变到零，反映了加速度由最大到零的渐变过程。

在具体处理过程中，首先根据对用户滑动动作的捕获可以确定滑动体运动的方向、时间、距离。然后将滑动体的惯性运动将分为两个阶段，变加速阶段和变减速阶段。在变加速阶段，滑动体的运动将遵循图2所示的时间位移关系曲线，速度由零逐渐增加到最大值；在变减速阶段，运动将遵循图3所示的时间位移关系曲线，速度由最大值逐渐减为零。在运动中，滑动体可随手指运行方向按照下述定义的动力学方程滑行，但是如果到达所有目标内容的最终边界(如N张一字排开的图片的最后一张)，则会最终停留下来。由于惯性的缘故，滑动体在运动中可能会暂时离开屏幕左或右边缘并将惯性滑动一段距离，然后模仿弹簧阻尼的动态效果被拉回至屏幕内最终停留下来。

假设滑动体惯性运动的总时间为T，总位移为S，分配给变加速阶段的时间为总时间T的N分之一，产生的位移为总位移S的M分之一，其余分配给变减速阶段。N、M之间的关系需要满足变加速阶段终点的速度等于变减速起点的速度这一条件，可在实际计算中选出一组运动视觉效果最好的值对。

在变加速阶段，滑动***移s与时间t的关系可由下面公式(2)给出：

$s=(1-\sqrt{1-{(t\×N/T)}^2})\×S/M,$ 其中t∈[0，T/N]                      (2)

在变减速阶段，滑动***移s与时间t的关系可由下面公式(3)给出：

$s=\sqrt{1-{(\mathrm{tN}/(N-1)T-1)}^2}\×(M-1)S/M,t\∈[0,(N-1)T/N]---\left(3\right)$

在实际操作的过程中，参见图1所示，在计算出惯性运动的位移、时间和方向参数后启动定时器。在到达定时器预定的时间间隔之后，根据数学曲线方程(例如上述的公式1～3)计算滑动体的当前位置、方向，然后更新屏幕坐标，重新绘图。在滑动体的惯性运动到达预定时间之后，结束惯性运动。如果未到达预定时间，则继续等待定时器预定的时间间隔到达。

本发明通过检测用户在触摸屏上滑动的距离及方向，可持续执行移动电话中预设的有关功能。例如在滑动体上可以放置应用程序的快速启动图标，可以向左或向右滑动浏览这些图标以便快速点击运行，给用户带来很大便利。该滑动体能够感知用户的手指滑动动作并做相应的惯性运动，用户向左滑，滑动体就向左滑；用户向右滑，滑动体就向右滑；而尤为关键的是它能感知用户滑动的速度跟加速度，用户手滑得快，滑动体就滑得快，滑的距离就远；滑动体在惯性滑动过程中经历了一个由变加速到变减速的过程，即一开始随着用户手指快速滑行然后像在实际场景中遇到空气或者地面的阻力一样逐步停下来，而不是用户手一松开就立刻停止。这样可以给用户带来良好的操作体验。

上面介绍了本发明所提供的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (8)

1.一种面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于包括如下的步骤：

(1)在触摸屏上设定坐标系；

(2)利用所述坐标系检测用户在触摸屏上的滑动动作，记录与所述滑动动作相关联的参数；

(3)根据所述参数，控制在屏幕上显示的滑动体的运动方向、速度和位移，所述滑动体的运动为由变加速阶段和变减速阶段组成的惯性运动。

2.如权利要求1所述的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于：

所述滑动体为触摸式滑动条或者目标内容。

3.如权利要求2所述的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于：

所述目标内容为图片、图标、文字中的任意一种。

4.如权利要求1所述的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于：

所述步骤(2)中，所述参数包括用户落点的位置、用户起点的位置和用户落点与起点之间的时间间隔。

5.如权利要求4所述的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于：

所述时间间隔只有在有效时间范围内才视用户的滑动动作为一个能有效激发滑动体运动的正常事件。

6.如权利要求5所述的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于：

所述有效时间范围为2秒。

7.如权利要求1所述的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于：

所述步骤(3)中，用两段1/4圆曲线分别表示所述变加速阶段和变减速阶段中的位移随时间变化的规律。

8.如权利要求7所述的面向触摸屏滑动体的屏幕显示控制方法，其特征在于：

所述圆曲线中，横坐标为时间，纵坐标为位移，切线斜率代表加速度。

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