不僅是一支筆暗藏玄機 這裡邊藏著一個交互世界

女票：聽過三星Note8的筆很好用？你用過沒？

筆者：那能沒用過么，公司做過評測，早就用過了，確實好用呢。

女票：嗯，聽說拿出來就能寫？

筆者：對滴，三星Note8支持息屏快寫，拔出來就行寫，除了這個還支持balabala(省略N個字)…

女票：我這iPhone最近不是很好用了呢。

筆者：……

S Pen的「尖端」科技 小個頭上暗藏玄機

作為三星的旗艦機型，三星Note8擁有很高的知名度，即使像筆者女票這樣對手機不怎麼關注的人都有聽說。而三星Note8區別於其它手機最大的特點就是它有一支名為S Pen的手寫筆，所以三星Note系列的命名相比於其它家的「note」系列更接近這個詞的本質。那為啥手寫筆除了三星Note系列，在其他智能手機上沒有流行起來呢？

電容屏幕觸控筆（圖片來自網路）

看到這裡，也許不少讀者會想到電阻屏時代的觸控筆。在當時，幾乎是可以觸控的電阻屏手機都會配個觸控筆，原因是電阻屏需要用力點擊一點就能夠實現觸控，所以觸控筆只需要擁有承受一定力量的強度就可以，不需要什麼技術含量。到了現在的電容屏時代，觸控通過生物電實現，當然也有電容筆出現過，但相比於用手直接觸控並不會帶來什麼便利，而且手機自身難以容納，所以沒流行起來也很正常。

三星Note8 S Pen

智能手機屏幕越來越大，不能用來書寫和繪畫確實有些浪費。但實現的問題就在於電容屏不同於電阻屏的點觸，觸控精度難以控制，而且兩種屏幕的筆記輕重力度不能表達。也就是說，想要在手機上實現優良的書寫和繪畫體驗，就不能局限於屏幕的限制，新的思路才能給出更好的解決方案。而三星Note系列上的S Pen正是新思路給出的優秀解決方案。在S Pen的「尖端」，凝聚著尖端的科技。所以難以普及也在所難免。

S Pen的工作原理

如果你接觸過設計工作，那麼數位板就不會陌生。通過數位板和配套的手寫筆，我們就可以實現書寫、繪畫，並且可以實現下筆力度的呈現。簡單的說，三星Note系列的S Pen就是將專業數位板的整套系統搬到了手機上，所以在三星Note8上，我們可以獲得優秀的書寫繪畫體驗。

數位板（圖片引自亞馬遜）

那麼三星Note8是如何將專業數位板系統搬到手機上的呢？要了解這個，我們得先了解一下數位板的工作原理。從根本原理上來說，數位板的工作過程是依靠電磁感應來實現的。數位板中配備電磁感應板，可以產生均勻的縱橫交錯的磁場。手寫感應筆則也需要發出磁場，當感應筆的在數位板上移動時，磁通量變化從而產生電信號。而這時，就可以通過電信號確定筆尖的位置，從而實現繪畫書寫。

那麼在數位板上的輕重力度又是如何實現的呢？其實要表現力度也不難，就是在觸控筆上內置壓力電阻，當輕重力度不同時，電阻的大小不同，從而迴路中產生的磁場大小也不同，與板子上的磁場切割產生的信號強度也就不同。

需要充電的蘋果筆（引自易讀新聞）

剛才提到了觸控筆的磁場和電阻，所以實現觸控的基礎就是通電。早期的數位板，觸控筆都是與數位板有線連接的，到後來出現了有源無線觸控筆，通過電池為觸控筆提供電能。但這種方式用起來比較麻煩，因為用戶需要為筆裝電池或者充電，另外電池的存在讓筆的體積也難以縮小。

無線無源的S Pen

到後來，就出現了不需要為筆單獨接入電源的觸控筆。其實現方式就是在筆尖中加入可以將數位板磁場轉換成電能的線圈，通過接收數位板磁場，轉換成電能供觸控筆使用。這種解決方案允許了觸控筆不內置電池，電路板上的電容即可蓄夠滿足觸控的電能。

前代S Pen內部構造（圖片引自網路）

三星Note8上的S Pen就是將數位板系統移植到手機上的，在三星Note8屏幕下設置了專用的電磁感應層，S Pen正是無線無源的觸控筆。也就是說，S Pen的觸控與屏幕是沒有關係的，它實現依靠的是電磁感應系統。由於我們不具備無損拆解S Pen的條件，所以從網上搬來一張圖為大家展示一下S Pen內部構造，雖然是老款，但實現原理都相同。筆端設有線圈，靠上部分有壓力感應電阻，再往上是功能按鍵。

S Pen的放丟失功能是如何實現的

丟失提醒

在S Pen上的設置中，筆者發現系統有提示功能，就是當用戶在未插入S Pen且息屏後，帶著手機離開後系統會提醒用戶S Pen沒帶走。這個功能時如何實現的？筆者並未在互聯網上查到相關資料，於是做了幾個小實驗，以找出防丟失功能的實現原理。

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只有筆移動並沒有提醒

首先我們先對實現原理做出假設，一般來說，擁有遠離提醒的原理大致有三個：一是藍牙，比較常見的就是用在手環和智能手錶上，當手機丟失時，藍牙檢測達到一定距離就會報警。但S Pen上沒有電源，所以這個假設排除。二是S Pen可以釋放持續磁場，當手機檢測到磁場減弱後給出提醒。針對第二種假設，筆者做了兩個實驗：一、將S Pen放於可以屏蔽磁場的鐵盒中，發現手機並沒有給出提醒；二、手機不動，讓另一個人帶著S Pen移動，發現手機仍沒有提醒。所以可以排除第二種假設。

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晃動手機給出丟失提醒

那麼可能性就指向了第三種假設：息屏手機檢測到S Pen不在手機中時，手機檢測到移動就會提醒。一般來說移動檢測類似運動檢測，通過搖動手機就可以達到目的。所以筆者拔出S Pen後息屏搖動手機，時間不長，手機果然給出了提醒。

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水中作畫

最後附送幾個小實驗。S Pen採用的是電磁感應原理，所以不像電容屏，觸控不會受到水的影響。另外，三星Note8支持IP68級防水防塵，所以在水下也能用，可以說是解決觸屏智能手機在多水環境中無法實現交互的優秀方案。圖為我們之前做的水中作畫過程。

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用膠帶粘住筆尖後可隔空交互

S Pen的電磁感應相當靈敏，筆尖不需要緊貼屏幕就可以實現觸控，而當筆尖受到壓力時才能與屏幕顯示實現交互。所以在一定距離範圍內，用手按住筆尖，你會發現，懸空的S Pen就能夠與屏幕顯示實現交互了。

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隔空繪畫

同理，隔空給筆尖施加不同的壓力，同樣可以畫出不同筆觸力度的線條。

也就是說，想要給手機上個厚厚保護膜的用戶完全不用擔心鋼化膜的厚度會影響S Pen的靈敏度。但筆者建議，買的鋼化膜最好表面光滑一些，這樣可以減輕筆尖的磨損程度。

寫在最後

對於首次使用S Pen的用戶來說，三星Note8提供的手寫系統可以用神奇來形容。但當我們了解其實現原理後，其實它也並沒有那麼神秘。不多說了，筆者要去搬磚攢錢，給女票買三星Note8去了。

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