DKBLOG

(Image source: http://www.touchcode.de)

前言 

前陣子geek.com報導了一個新的智慧型裝置應用touchcode，只要在智慧型裝置上放置卡片就能得到不同的數位內容 [1][2]。

首先我們先觀察touchcode 的操作，他需要將專用卡片放置在支援multi-touch的smart device螢幕上才可被辨識。因此，我們可以推敲出玄機可能藏在卡片上。然而，要如何透過電容感應螢幕讓智慧型知道有卡片貼在螢幕上，且能分辨每張不同的卡片呢？

在思考這兩個問題前，我們必須先了解一點點電容感應與二維條碼(以QR Code為例子)的原理。

電容感應

這邊我們只要知道電容觸控感應的原理，大部分的電容式觸控介面是在絕緣片其中一面塗上傳導層。而感應的產生，主要是對傳導層施加微小的電壓，就會產生了一個不一致的靜電場。當一個導體，如人的手指接觸到沒有塗層的（絕緣）表面時，一個電容就形成了。所以手拿某些金屬或以3M菜瓜布海綿在電容式觸碰螢幕上都能操作，都屬於類似的道理。

QR Code

QR Code 是二維條碼的一種，主要是透過Camera以電腦視覺方式辨識條碼內容。在條碼的三個角落有著類似「回」字的圖樣，其主要目的在於提供QR Code解碼軟體「認定」與「定位」之用，確保條碼在任何角度皆可被正確讀取，即使對於Camera而言條碼稍有透視上的變形，也可靠「回」字圖樣校正回來。

其他散落各處的小黑點我們不需要了解太深入，只要知道他是透過編碼後被編排在四處，意思就是依照QR Code中所藏的資訊的內容、多寡不同，散落各處的小黑點數量、位置也會不同。

PS. 以上所描述的幾樣特性(如定位、編碼等)其實不是QR Code獨有，其實常見的各種二維條碼都是有類似的特性。 

小結

在了解二維條碼資訊儲存方式與電容的感應方式之後，聰明的大家應該嗅出一些端倪了吧！

沒錯，Touch (Capacitive) Sensing + Bar Code = touchcode

多點觸控與手勢的辨識已經是智慧型裝置標準配備，但鑑於一些使用情境與操作介面如以實體的操控取代手指的觸碰更有感覺與效率，就有人萌生了將實體互動融入觸控螢幕介面的念頭。其實在touchcode之前，已經有許多以實體物件模擬觸控點讓智慧型裝置辨識的應用案例，如 CapStones, TUIC, CapWidgets 等。

創造touchcode的公司是德國一間印刷科技公司，官方提到他們沒有用特別的製程去做出touchcode卡片，而是以特別的墨水印出這些東西。因此我們可以合理猜測，他們使用的是導電油墨印刷touchcode卡片(或是用透明導電油墨印一層pattern在一般卡片上)，每張不同目的的卡片印上不同的pattern，而當這些卡片放在觸控螢幕上時，就會被智慧型裝置認定為一組touch point set。當然，Touch point set 無法表達到二維條碼那樣細微，因為iPad與一般平板大多只支援到辨識十個觸控點，但其實扣掉幾個「認定」用觸控點外，仍有七個觸控點可依擺放的位置不同排列組合出各種不同結果。

以下圖為例子，右邊有三組touch point set，紅點與黑點都代表著電容感應式螢幕所認定的「觸控點」。如同QR Code中「回」字圖樣的用途，每組touch point set中的三個紅點可被視為讓軟體「認定」這是touchcode專用的pattern，而每個pattern所表示的內容則依據黑點的數量或分布來認定。

因此，智慧型裝置透過上述機制再配合認得卡片上pattern的軟體(App)使用，就能快速地辨識放在螢幕上的卡片是哪一張，並提供使用者相對應的數位內容囉！