早在20世紀(jì)90年代，觸摸板就已作為筆記本電腦的用戶接口出現(xiàn)了。今天，觸摸板已大規(guī)模替代軌跡球和操控手柄。 觸摸技術(shù)已經(jīng)升級(jí)到了電容式觸摸傳感，并且其功能已囊括多點(diǎn)觸摸。盡管在過去的20年里觸摸板技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但由于安裝條件有限，并且觸摸板需要大約5 mm～7 mm的厚度，這些仍然限制了筆記本制造商的設(shè)計(jì)自由。此外，觸摸板也只是一種二維（2D）輸入設(shè)備。
1 GestIC——技術(shù)概覽
    Microchip的GestIC 3D手勢(shì)控制技術(shù)利用電近場(chǎng)(E-field)克服了這些制約。 MGC3130單芯片解決方案，允許用戶在設(shè)備附近使用手或手指來控制設(shè)備。 MGC3130產(chǎn)生一個(gè)局部電場(chǎng)，在其中可檢測(cè)各種人機(jī)交互（從一維（1D）觸摸直到全3維（3D）手勢(shì)識(shí)別）。 MGC3130采用Microchip的GestIC技術(shù)提供無接觸3D位置跟蹤、3D手勢(shì)識(shí)別以及接近檢測(cè)和控制功能。MGC3130 3D手勢(shì)控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    GestIC是一種載波頻率約為100 kHz(即波長(zhǎng)約為3 km)的電近場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)。由于電極之間的距離對(duì)于波長(zhǎng)來說微不足道，磁場(chǎng)分量和輻射能量幾乎為零，從而得到一個(gè)不受無線電波干擾的純凈準(zhǔn)靜電場(chǎng)。 而且，產(chǎn)生的電場(chǎng)不會(huì)受到諸如光線、聲音、膚色及濕度等環(huán)境因素影響，而且可以戴著手套進(jìn)行操作。 而其他3D輸入技術(shù)（如光電、超聲波或紅外系統(tǒng)）均會(huì)受到諸如此類環(huán)境因素的不良影響。
2 MGC3130——單芯片手勢(shì)傳感解決方案
    MGC3130計(jì)算人手在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，并將它們翻譯為手勢(shì)以及x/y/z位置數(shù)據(jù)。傳感系統(tǒng)使用最多5個(gè)電場(chǎng)接收電極，結(jié)合MGC3130的內(nèi)置3D信號(hào)處理單元(SPU)和片內(nèi)手勢(shì)庫構(gòu)成了一個(gè)真正的單芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。MGC3130的片內(nèi)手勢(shì)庫允許芯片處理各種手勢(shì)應(yīng)用，大大縮短了開發(fā)人員的開發(fā)周期，加快產(chǎn)品上市。
    芯片獲得位置的更新速率高達(dá)200個(gè)位置/s，這個(gè)數(shù)字對(duì)于實(shí)現(xiàn)一個(gè)真正的實(shí)時(shí)手勢(shì)輸入命令綽綽有余。該器件采用極低功耗設(shè)計(jì)，具備多種功耗模式。包括接近時(shí)自動(dòng)喚醒的最低功耗。因此，即便是針對(duì)電池供電的移動(dòng)設(shè)備，長(zhǎng)時(shí)間啟用3D檢測(cè)也是可行的。
    芯片的集成處理內(nèi)核會(huì)對(duì)手勢(shì)輸入進(jìn)行處理，以向主機(jī)提供X/Y/Z位置數(shù)據(jù)、簡(jiǎn)單手勢(shì)“說明”或接近信息。 這款嶄新的突破性接口利用三維形式的用戶輸入，使得操作更便捷和直觀。此外，還定義了MGC3130的數(shù)字接口，要求其必須滿足大量硬件需求。 一個(gè)可編程4引腳接口，供開發(fā)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)選用，如I2CTM或SPI。
3 MGC3130 Overkey3D——自由空間鍵盤控制
    Microchip的MGC3130 GestIC Overkey3D實(shí)現(xiàn)方案是另一種在筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)應(yīng)用中控制用戶接口的技術(shù)。 通過在鍵盤下集成低成本GestIC電極或者在現(xiàn)有鍵盤結(jié)構(gòu)上裝配GestIC電極，即可創(chuàng)建一個(gè)3D檢測(cè)空間。人手在鍵盤外特定的運(yùn)動(dòng)將被精確地歸類到某種預(yù)定義的手勢(shì)，并順勢(shì)映射為某種輸入命令。
    這款產(chǎn)品其實(shí)就是一種集成手位置和選擇控制功能的鍵盤，提供了一種控制Windows 8的新穎方式。完全沒必要保留鍵盤區(qū)域，直接用手觸摸屏幕即可實(shí)現(xiàn)命令輸入。該解決方案支持在自由空間中的位置控制和手勢(shì)檢測(cè)以及最低功耗接近檢測(cè)。GestIC Colibri Suite提供上述所有功能，甚至更多。該方案能夠很好地支持直接在鍵盤表面（即按鍵）滑動(dòng)的位置跟蹤。
    Microchip的MGC3130允許實(shí)現(xiàn)單檢測(cè)區(qū)，但它也支持將兩個(gè)GestIC器件以主/從配置模式組合在一起。這樣，設(shè)備制造商可以在單區(qū)或雙區(qū)實(shí)現(xiàn)方案中進(jìn)行選擇。
    MGC3130的最低功耗接近檢測(cè)允許根據(jù)手或手指是否進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域來即時(shí)開關(guān)按鍵LED，從而啟動(dòng)對(duì)按鍵背光照明的控制。用戶無需按鍵來喚醒系統(tǒng)，并且由于LED關(guān)閉信號(hào)不再依賴于定時(shí)器從而降低了總功耗。
    MGC3130的豐富功能集可通過microchip.com/gestic提供的GestIC API訪問。文檔齊全的API允許開發(fā)適用于Windows系統(tǒng)的第三方軟件，創(chuàng)建通用的GestIC App。
4 GestIC Overkey3D——Windows 8環(huán)境下的自由空間控制
    筆記本電腦和一體機(jī)的制造商正在探求人機(jī)界面（HMI）的創(chuàng)新，以應(yīng)對(duì)移動(dòng)PC市場(chǎng)中由平板電腦和Windows 8造成的混亂。GestIC滿足了這種需求，將針對(duì)筆記本電腦的HMI選項(xiàng)從傳統(tǒng)方式及2D定位提升到了新的高度，允許對(duì)用戶輸入操作執(zhí)行三維（3D）自由空間手勢(shì)識(shí)別。 GestIC通過檢測(cè)鍵盤上的手勢(shì)還能支持Win8 metrostyle UI。 三維技術(shù)還帶來了簡(jiǎn)化操作的好處，消除了手腕疲勞，并且減少了用戶輸入所需的狀態(tài)切換次數(shù)，對(duì)于用戶而言，提高了工作速度和生產(chǎn)力。
    Windows 8的Metro面板給傳統(tǒng)的臺(tái)式機(jī)環(huán)境引入了額外的UI層。 Windows 8提供控制App和內(nèi)容的觸摸手勢(shì)。 在沒有觸摸屏的系統(tǒng)中，這些UI創(chuàng)新仍然是用戶不可訪問的，即在傳統(tǒng)硬件中包含在Windows 8安裝程序中。
    GestIC手勢(shì)可用來增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)Windows 8用戶界面。因此，設(shè)備制造商能夠向用戶提供具有“手勢(shì)捷徑”的優(yōu)化系統(tǒng)，以減少頻繁執(zhí)行的任務(wù)所需的輸入命令次數(shù)，從而顯著提高用戶效率和滿意度。
    簡(jiǎn)言之，GestIC Overkey3D使您可以在無觸摸屏的系統(tǒng)中體驗(yàn)到面向觸摸應(yīng)用的Windows 8 UI的好處。
5 GestIC——3D傳感
    光電系統(tǒng)在近距離情況下會(huì)遭遇與角度有關(guān)的覆蓋率問題，要實(shí)現(xiàn)一組簡(jiǎn)單的3D功能，通常要消耗超過500 mW功率，并且響應(yīng)速度僅為50幀/s。而GestIC解決方案相比之下僅需要其不到十分之一的功耗，且更新速率顯著提高?？傊?，電場(chǎng)傳感作為一種技術(shù)原理有助于實(shí)現(xiàn)與環(huán)境無關(guān)的新一代近距離3D人機(jī)交互，能夠支持實(shí)時(shí)更新，并且功耗能滿足當(dāng)今移動(dòng)設(shè)備的需求；電場(chǎng)傳感還可以支持肉眼不可見的集成解決方案。
    由于GestIC具有片上處理能力及片內(nèi)手勢(shì)庫（Colibri Suite），這種靈活的架構(gòu)能助設(shè)計(jì)周期極其緊迫的設(shè)計(jì)人員一臂之力?，F(xiàn)成的解決方案可加快產(chǎn)品上市，由于其靈活的存儲(chǔ)架構(gòu)能支持器件現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)，從而節(jié)省了投資。