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手机陀螺仪有什么用

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  • TA的每日心情
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    [LV.Master]伴坛终老

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    1
    发表于 2013-12-25 11:41:29 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    首先来说说什么是陀螺仪。可以说如果没有陀螺仪,就没有现代的航海技术。陀螺仪发明最初的用途,是能够让船上的大炮可以不随风浪中的船身一起摇晃,始终保持着固定的射击角度。机械式陀螺仪具体的实现原理也很简单,三个大小不一的铁环分别用轴固定在一起,当转动其中一个或两个铁环的时候,其他的铁环就如同悬浮在空中一般,不会随之转动。如果要将需要维持稳定的设备置入不稳定的环境中,用这种形式连接,就可以保持设备的稳定。陀螺仪又分为单轴和三轴,我们来看下单轴与三轴陀螺仪是如何运转的.
    3 k8 c( M1 {6 C. E单轴陀螺仪:
    ) T' }3 F8 D: C0 _3 ^. Q) {/ { # G2 ^4 D2 ?0 z; c! t3 t
    三轴陀螺仪:
    ; Y* a' P$ G4 m3 R
    " g( e' |8 K" E7 V$ j, j8 _% f4 j
    6 l' d6 s( G% n' N1 ]7 a5 F' W, w2 D( Y
    机械式陀螺仪原理
    % Z5 |% |# X2 T: V4 D当然,机械式陀螺仪再怎么小型化,也无法嵌入到如同手机这样尺寸的数码产品中。所以它们使用的是更现代的微机电陀螺仪——MEMS陀螺仪(表现为集成电路的形式,也称为:微机械陀螺仪)。5 P) Q1 a, w# Z: b7 D
    iPhone 4是世界上第一台内置MEMS微机电系统三轴陀螺仪的手机,可以感知来自六个方向的运动,加速度,角度变化。& @! y5 D3 k, z: g5 \- _; v$ ?
    5 C( j/ U. X) b4 I

    2 c+ h" B9 s/ z0 h6 H  f/ KiPhone4使用的微机电陀螺仪芯片,右侧的是加速度计芯片2 b2 a2 `0 [( ]! f+ X5 e

    * q* I" H& R" m& n2 |5 G8 o' ~据说iPhone4采用陀螺仪芯片就是ST(意法半导体)生产的 " k$ ^# x- N6 J2 T+ V
    该芯片的技术原理有些复杂,这里不作赘述,一句话解释:这种陀螺仪芯片由一个金属片组成,当驱动信号加载于驱动电容片时,导致金属片产生振动。当用 户旋转手机时,在科里奥利力(Coriolis force)的作用下,金属在X、Y、Z轴产生偏移。专用电路能感知到这微小的信号,并转换成 iPhone 4可以接收的数字信号。 本文来自MTK手机网% c) Q* @+ D& |- w& q

    6 F; ?: |2 m/ M7 f微机电陀螺仪内部构造显微图: a  t0 |( p5 A: }7 q8 o1 c9 K4 |

    ; j9 \+ F2 y: p+ `" _, _0 ~把屏幕变成窗口——应用前景
    & ^6 j$ {; ?. g: F6 E. _8 h. G# b+ f( C1 v4 k
    和扩增实境一样,星星认为,这是个前景无限的技术,它不仅仅能让你玩游戏的体验更爽更真实。还能将你的手机屏幕打造成一个窗口,成为一个超脱于常规意义上的显示屏幕的存在。+ Q5 ~$ ?) e/ W" Q" V
    屏幕是干什么的?屏幕的一大作用是把现实世界转换成电子信号显示在你面前,是一个与当前世界没有交集的存在。而如果应用了陀螺仪技术,当你移动你的屏幕时,你会发现画面如同真实世界一样,并不仅仅是作为另一个平面而存在。
    ( f( Q/ \/ y5 y. v( e* M1 L9 p看其中1分50秒处的看星空应用,当你把手机划过天空时,手机里的星空和真实的星空一般岿然不动。当然,这不仅仅是开启了摄像头拍摄而已,可以看到星座的连线这种虚拟信息也随之未动,这就是陀螺仪的功劳了。$ ~) R+ \2 M+ p! g
    其实陀螺仪和(注)是密不可分的,当我们通过手机的摄像头和屏幕来增强实景的时候,就需要陀螺仪来令那些添加上去的虚拟部分,也随着真实景物一起“移动”(其实是手机在移动)。我们再来看个视频:
    ) U+ o$ [& b' v5 S" l" h
    / E2 i2 N8 _" x2 O5 S0 q6 n陀螺仪+扩增实境效果对比(左侧为带有陀螺仪的iPhone4,右侧为仅有重力感应的iPhone 3GS)
    & X3 h! E( H6 W8 D6 S1 O. x扩增实境结合陀螺仪的应用,首先能想到的是地图,当我们用手指在不断的划着屏幕享受着触摸科技带来的快感时,有没想过只要把手机上下左右移动就可以 看到地图的各块内容?将手机抬高或者降低,地图会随之缩放,就好像地图就真的存在手机的背后。依靠陀螺仪完全可以实现此类应用,这将比触摸操作更接近现 实。1 {& `5 a) [9 M' w

    9 {/ ^; ]  w# C可以想象的应用还有很多,比如扩增实境的各种标签,可以想真的“长”在景物上一样,不管手机如何移动。游戏方面,更可以利用此技术产生一些类似3D 效果的“内部景深”,让你将手机屏幕转动一定角度的时候,游戏里的场景却不随之转动,就想独立于屏幕外的真实存在,又或者你移动你的屏幕时,游戏里的3D 模型及光影也会随之变化,产生立体效果,你的屏幕里是一个真实世界。# `8 E- M! l' O; T- `' b

    ; m5 L' ~$ C1 Z9 [说得有些抽象了,其实在实用性方面,手机内置陀螺仪也可以发挥巨大作用,譬如代替一部分GPS的功能,实时的提供坡度、速度、距离等信息(即使在隧道里);为拍照、摄影提供水平倾斜度基准参考……等等。1 }1 ^* n4 M3 |- v3 b! S' D  E' w# D
    题外话:
    7 s* N  @& H0 g' g8 b1 D) [令iPad一代用户有点心酸的是,在iPad一代的电路板上,可以看到陀螺仪芯片的空位,不知道出于什么原因并没有安装。而在iPad2代才增加了这一功能。2 o* `* d% g; L. \' F
    " x- L$ P( h3 _% ~
    iPad一代空出的陀螺仪芯片空位
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    iPhone陀螺仪示范级游戏:终极缠绕
    " l2 g: a- a( A' k9 b1 Y4 h 4 e7 y# w3 D! K& _; j, w
    , H- A, T3 g0 ]; T

    # H- p! K6 z+ w3 w
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    2 P+ r3 t1 I8 W' X/ U- I- B
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