解密未来书写者“数字墨水”

软件先锋 2015-12-21 04:27网络整理点击: 标签:

关心Windows开发的朋友可能都知道,下一代操作系统(Windows 9)将原生支持数字墨水技术,这样无需第三方软件即可使用该技术。那么什么是数字墨水?它又会给我们生活带来什么样的影响呢?

揭开数字墨水技术面纱

虽然下一代Windows操作系统才开始原生支持数字墨水技术,但是数字墨水早已在市面上存在多年了。比如电视购物经常出现的“E人E本”就曾将支持数字墨水技术作为一大卖点,现在很多平板、电纸书也支持数字墨水技术(图1)。

1414jsjd1

支持数字墨水技术的汉王PDA

那么什么是数字墨水?严格说来数字墨水是一种显示技术,用户在使用数字墨水时,首先通过数字笔在显示器区域上“写字”,接着操作系统会将其保存为一种新的数据类型“ink”,它可以在各种文本处理软件,如Word、写字板、邮件客户端甚至MSN、微博里显示,就像我们平常输入的字符文本。在Windows中Ink数据类型被定义为和文本文件一样的“基本数据类型”之一,也就是说对于操作系统来说,数字墨水文件就像是文本文件,可以保存、发送、编辑和共享等日常操作。

小知识:数字墨水≠电子墨水

如上所述,数字墨水是一种在电脑、平板上的显示技术,它的实体是一种Ink数据格式的文件。而电子墨水是由麻省剑桥的EInk公司开发的一种物理显示材料,在支持电子墨水技术的显示屏上,电子墨水屏表面附着很多体积很小的“微胶囊”,封装了带有负电的黑色颗粒和带有正电的白色颗粒,通过改变电荷使不同颜色的颗粒有序排列,从而呈现出黑白分明的可视化墨水效果(图2)。

1414jsjd2

支持电子墨水技术的平板,电子墨水作为文本内容的显示材料

数字墨水技术的背后

数字墨水的使用很简单,我们只要使用数字笔在屏幕上任意“书写”,然后保存即可。从识别技术上看,数字墨水技术类似“图形”+“手写识别”的组合,当我们使用数字笔在屏幕上写出特定字符时,操作系统会在后台进行一系列复杂的处理。它和常见的图形和手写识别又有一定的区别,比如屏幕上一个红色的“O”字形状图案:

如果绘制的是普通的图片(比如在“画图”中绘制),Windows是将其保存为图片格式,通过在特定像素区域标记上红色作为这张图片的内容保存。

如果是手写图案,手写识别程序会将这个图案和手写字库中的字库进行比对,然后将其识别为“零”或者字母“O”,并输出到特定输入区域(如记事本或者Word中)。

而对于数字笔绘制的数字墨水图案,系统会将手写的内容完全按照书写时的样子进行压缩存储。不过这时候被存储的并不是类似“图片”的文件,而是将书写内容进行复杂的矢量化转换而成的数学模型。首先它会分析用户之前输入习惯,如果判断为“圆形”的图片,则通过定义圆心的坐标和半径进行保存,这样既可以减小保存体积,也方便后续编辑。比如下次打开时可以通过修改圆心或半径即可编辑之前手写图片。如果判断为字符,则调用内置的手写字库进行识别,既可以直接识别为具体字符“零”或者字母“O”,也可以直接标示为Ink文件,插入到支持数字墨水的Office套件、邮件客户端等字符处理程序中,作为类似文本一样的字符直接进行处理。可以看出,数字墨水处理要比简单图片和手写识别复杂得多(图3)。

1414jsjd3

数字墨水和图形、手写输入的比较图解

当然,数字墨水的后台处理还包括数字墨水的标示、压缩和显示,智能墨水分析技术,墨水标记和注解技术,墨水的智能操作以及墨水存储和搜索等一系列有关技术。比如其中的智能墨水分析技术则可以对保存的墨水文件进行结构化和深度分析,便于系统地对用户各种书写(经如是写“字”还是写“图”)进行精准的判断。

Windows 9中的数字墨水

Windows 9是怎么实现对数字墨水的原生支持?如上所述,墨水文件(Ink数据类型)在Windows中被定义为和文本文件一样的“基本数据类型”之一,所谓原生支持就是操作系统内置和文本文件一样的底层驱动,主要包括硬件驱动和对应解码程序。

如操作系统原生支持文本文件,就需要在系统内置文本输入硬件(键盘)驱动,同样的对于墨水技术,则需要内置数字笔通用驱动(就类似很多即插即用的硬件如USB摄像头、键盘通用驱动),微软通过制定相应的驱动标准,实现第三方数字笔的即插即用。

另一方面,要实现墨水文件在Windows中的显示、编辑和保存,就需要在操作系统内部预置Ink数据类型的解码程序(类似内置的“记事本”程序可以识别和编辑文本文件)。这样在Windows 9中,我们可以随时插入符合标准驱动数字笔,然后任意进行书写并保存(图4)。

1414jsjd4

Windows 9中对墨水文件原生支持的图解

数字墨水——未来主流输入方式

一般来说我们和电脑、平板的交互输入,目前主要借助键盘/鼠标和手指(触摸输入),不过随着便携设备的普及,键盘/鼠标已经逐渐被淘汰,触摸输入虽然方便,但是识别的准确性和输入效率一直让人诟病。数字墨水技术则可以很好地解决触摸输入的上述弊端,必将给我们生活带来巨大的影响。