Праймер для виброприводов

Прежде чем разрабатывать тактильные эффекты на устройстве Android, полезно получить представление о том, как работают вибрационные приводы.

Наиболее распространенными вибрационными приводами являются линейные резонансные приводы (LRA). Каждый LRA состоит из звуковой катушки, прижатой к магнитной движущейся массе, прикрепленной к пружине. Переменное напряжение, подаваемое на звуковую катушку, создает электромагнитную силу, которая заставляет массу двигаться. Пружина обеспечивает восстанавливающую силу, которая заставляет груз вернуться в исходное положение. Возвратно-поступательное движение массы вызывает вибрацию LRA. Они имеют резонансную частоту, при которой выходная мощность максимальна.

Примечание. Слово «резонансный» в LRA означает, что ускорение достигает максимального значения на резонансной частоте LRA и уменьшается на частотах, далеких от резонансной частоты. Чтобы понять концепцию резонанса, представьте, что вы прикрепляете один конец эластичного шнура к резиновому мячу, а другой конец — к руке. Двигая руку вверх и вниз с разной скоростью, можно легко найти скорость движения руки, при которой резиновый шарик пройдет максимальное расстояние. Это и есть резонанс.

Примечание. Некоторые LRA имели резонансные частоты в диапазоне от 200 до 300 Гц, что совпадало с частотой, при которой кожа человека наиболее чувствительна к вибрации. Ощущение вибраций в этом диапазоне частот можно охарактеризовать как плавное, резкое и проникающее. Другие модели LRA имеют более низкие резонансные частоты — около 150 Гц. Ощущение качественно мягче и полнее (в пространстве).

При одинаковом входном напряжении на двух разных частотах амплитуды выходной вибрации могут быть разными. Чем дальше частота от резонансной частоты LRA, тем ниже амплитуда его вибрации.

Одной из распространенных функций LRA в устройстве является имитация ощущения нажатия кнопки на неотзывчивой стеклянной поверхности. Это помогает сделать взаимодействие с пользователем более естественным. При применении к набору текста на виртуальной клавиатуре обратная связь по щелчку может увеличить скорость набора текста и уменьшить количество ошибок. Четкий и четкий сигнал обратной связи по щелчку обычно длится менее 10–20 миллисекунд. Для достижения хорошего щелчка требуются некоторые знания о LRA, используемом в устройстве. Вот почему использование готовых сигналов обеспечивает наилучшую обратную связь по щелчку. Вы можете использовать их с константами, предоставляемыми платформой, всякий раз, когда требуется обратная связь по клику.

Тактильные эффекты, достижимые в устройстве, определяются как виброприводом, так и его приводом. Тактильные драйверы, включающие функции ускоренной передачи и активного торможения, могут уменьшить время нарастания и звон LRA, что приводит к более отзывчивой и четкой вибрации. Для иллюстрации давайте посмотрим, как пользовательский образец сигнала ведет себя на обычном устройстве.

Котлин

val timings: LongArray = longArrayOf(50, 50, 50, 50, 50, 100, 350, 250)
val amplitudes: IntArray = intArrayOf(77, 79, 84, 99, 143, 255, 0, 255)
val repeatIndex = -1 // Do not repeat.

vibrator.vibrate(VibrationEffect.createWaveform(timings, amplitudes, repeatIndex))

Ява

long[] timings = new long[] { 50, 50, 50, 50, 50, 100, 350, 250 };
int[] amplitudes = new int[] { 77, 79, 84, 99, 143, 255, 0, 255 };
int repeatIndex = -1 // Do not repeat.

vibrator.vibrate(VibrationEffect.createWaveform(timings, amplitudes, repeatIndex));

На графике ниже показана форма сигнала, соответствующая фрагментам кода, показанным выше.

Соответствующее ускорение показано ниже:

Обратите внимание, что ускорение увеличивается постепенно, а не внезапно, всякий раз, когда происходит ступенчатое изменение амплитуды диаграммы (например, при 0 мс, 150 мс, 200 мс, 250 мс, 700 мс). Также наблюдается перерегулирование при каждом ступенчатом изменении амплитуды и видимый «звон», который длится не менее 50 мс, когда входная амплитуда внезапно падает до 0.

Эту тактильную картину можно улучшить, постепенно увеличивая и уменьшая амплитуды, чтобы избежать перерегулирования и сократить время звонка. Ниже показаны графики формы сигнала и ускорения пересмотренной версии.

Котлин

val timings: LongArray = longArrayOf(
    25, 25, 50, 25, 25, 25, 25, 25, 25, 25, 75, 25, 25,
    300, 25, 25, 150, 25, 25, 25
)
val amplitudes: IntArray = intArrayOf(
    38, 77, 79, 84, 92, 99, 121, 143, 180, 217, 255, 170, 85,
    0, 85, 170, 255, 170, 85, 0
)
val repeatIndex = -1 // Do not repeat.

vibrator.vibrate(VibrationEffect.createWaveform(timings, amplitudes, repeatIndex))

Ява

long[] timings = new long[] {
        25, 25, 50, 25, 25, 25, 25, 25, 25, 25, 75, 25, 25,
        300, 25, 25, 150, 25, 25, 25
    };
int[] amplitudes = new int[] {
        38, 77, 79, 84, 92, 99, 121, 143, 180, 217, 255, 170, 85,
        0, 85, 170, 255, 170, 85, 0
    };
int repeatIndex = -1; // Do not repeat.

vibrator.vibrate(VibrationEffect.createWaveform(timings, amplitudes, repeatIndex));

Отсюда следует, что для создания тактильного эффекта на устройстве Android требуется нечто большее, чем просто предоставление значения частоты и амплитуды. Спроектировать тактильный эффект с нуля, не имея полного доступа к техническим характеристикам вибропривода и драйвера, — нетривиальная задача. API Android предоставляют константы, которые позволяют делать следующее:

• Выполняйте четкие эффекты и примитивы .

• Объедините их, чтобы создать новые тактильные эффекты.

Эти предопределенные тактильные константы и примитивы могут значительно ускорить вашу работу, обеспечивая при этом высококачественные тактильные эффекты.