触控2.0交互技术开启无按钮智能手机时代

一

到目前为止，手机已经发展到了第四代：第一代手机为无屏模拟手机，仅有通话功能；第二代手机为小屏功能手机，采用的是实体按键交互方式；第三代手机为中屏、大屏智能手机，采用的是触控1.0交互方式；第四代手机为全面屏、折叠屏的无按钮智能手机，采用的将是触控2.0交互方式。

我们将乔布斯和苹果公司首推的、目前广泛应用于智能手机、平板电脑的第一代触控交互方式称为触控1.0；将中国汉字工程院院长钟林发明的、基于触控三大定律的第二代触控交互方式称为触控2.0。

触控1.0交互方式，以点击操作为主，以滑动操作和长按操作为辅，模拟的是鼠标器操作方式，即以手指点击代替鼠标点击，以手指滑动代替滚轮滚动。

触控1.0交互方式，将长按触屏按钮等同于单击鼠标器左键，由此产生了拖动触屏按钮的模拟操作；将长按非按钮触屏等同于单击鼠标器右键，由此产生了弹出菜单的模拟操作。

触控1.0交互方式，采用的是直接操作模式。点击按钮时，用户手指先移后点，即先要在空中移动至按钮上方，再点击按钮。按钮分布区域为整个触屏范围，用户手指活动区域也要覆盖整个触屏范围。

在手机上用触控代替键控，如同在电脑上用鼠控代替键控，促进了个人电脑和智能手机在全球的迅速普及。但是，这一操作模式在应用中也逐渐暴露出了以下三大弊端。

第一大弊端是无法单手操作。随着智能手机触屏尺寸越来越大，单手拇指自如操作的按钮占比越来越小，用户操作体验越来越差。因此，迫切需要解决大屏智能手机与单手拇指操作之间的矛盾。

第二大弊端是无法微动操作。点击按钮时，用户手指要满屏移动；翻页操作时，要翻多少页，用户手指就要滑动多少次；滚屏操作时，页面滚动多长的距离，用户手指就要滑动多长的距离。因此，迫切需要解决多次大幅度操作与一次微动操作之间的矛盾。

第三大弊端是无法精确操作。由于智能手机触屏尺寸有限，导致浮动按钮移动距离受限。浮动按钮任何微小变化，都会引起调节变量（如亮度、音量）的非连续变化，所调节的变量很容易骤然增大或者骤然减小。因此，迫切需要解决手指不等速滑动与变量匀速变化之间的矛盾。

二

我们从人人连接、机机连接、人机连接三个维度来理解智能手机的升级换代。

人人连接追求的是场景的真实再现，其变革主要发生在智能手机屏幕、镜头、音响的持续改良方面。以屏幕为例，智能手机已经发展到了全面屏阶段，正在向柔性屏、折叠屏阶段迈进。

机机连接追求的是通信能力的加强，具体表现为信息传输带宽的持续拓展和信息传输速率的持续提升。目前，智能手机通信已经发展到了第四代（4G），正在向第五代（5G）迈进。

人机连接追求的是人机交互的便宜与高效，目前智能手机交互仍然停留在触控1.0阶段。虽然在智能语音、隔空手势等众多交互领域作了许多尝试，至今依然没有找到智能手机交互升级的可行途径。

上述三大连接关系，如同智能手机的三足鼎立，人机交互成了最薄弱的环节。如果没有人机交互维度的深刻变革，那么，其他两个维度的创新再多、发展再快，也做不到真正开启智能手机的下一个时代。

有人将颠覆的希望寄托于人工智能，他们认为，人工智能将在各个垂直领域不断突破，乃至以更人性化、更智慧的方式，重塑智能手机带给人们的功能和体验。

然而，人工智能并不是一个独立的进程，在人类发明真正通用的超级智能之前，它本身却还难以为人们创造一个独立的、爆发式的颠覆性交互体验。

真正的颠覆往往来自于那些人们不太关注的地方。钟林正是在人们不寄予厚望的触控领域，通过发现了触控三大定律，进而发明了触控2.0交互方式，极其简单而有效地克服了触控1.0交互的上述三大弊端。

纵观手机交互发展史，每一次人机交互变革都与人类的手指应用密切相关，因为手指是人类最敏捷、最耐用的器官，而且人类早已习惯于手指操作，要改变人类长期养成的操作习惯谈何容易。

三

使用智能手机时，我们都有这样的体验：点击操作结果取决于用户手指位置，用户手指位置不对，就会误操作或者空操作；滑动操作结果只取决于用户手指滑动方向，而不取决于用户手指位置，即无论用户手指在智能手机触屏的哪个位置上滑动，只要滑动方向是相同的，操作结果就是一样的。

我们由此获得一个重要启示：如果能用滑动操作代替点击操作，那么，用户手指就可以在智能手机触屏的任意位置上操作，用户手指滑动的起始位置可以是同一个点，用户手指的滑动范围可以缩小到指甲盖大小的一个区域。

如果该区域落在用户拇指舒适接触处，那么，用户只用拇指就能轻松自如地完成操作。所以，再大屏幕尺寸的智能手机，只要用户一只手握持得住，都能轻松地做到单手操作。

用滑动操作代替点击操作，其实在智能手机上早已存在。例如，当智能手机提示来电时，用户手指在触屏上向右滑动则接听电话，相当于点击接听按钮，向左滑动则挂断电话，相当于点击挂断按钮。

不过，这种替代关系只是局部的，并非全局的。数量有限的替代关系，不足以达成智能手机的全程单手操作。

如何拓展数量更多的替代关系呢？

我们不妨设想一下，既然两个方位的滑动操作可以替代两个按钮点击操作，那么，以此类推，四个方位的滑动操作就可以替代四个按钮点击操作，八个方位的滑动操作就可以替代八个按钮点击操作。

于是，钟林将滑动操作从四个方位拓展到了八个方位，将滑动操作替代点击操作从四个按钮拓展到了八个按钮。在八个方位中，每个方位为45度的扇形区域，用户仅凭直觉就能控制住拇指滑动，使其准确地落在相应的扇形区域内。

四

钟林将八个按钮分别布置在八个方位上，在八个按钮围住的中心区域，再布置一个中心按钮，由此构成了九宫格按钮群。

钟林用同方位的滑动操作替代同方位按钮的点击操作，用双击操作替代中心按钮的点击操作，如此设计非常便于用户记忆。

由此产生了滑动点击按钮的操作规则：用户手指在智能手机触屏的任意位置上双击，都是点击中心按钮；用户手指在智能手机的任意位置上向哪个方位滑动，都是点击哪个方位上的按钮。

例如，向左上方滑动，则是点击左上方按钮；向上方滑动，则是点击上方按钮；向右上方滑动，则是点击右上方按钮；向左方滑动，则是点击左方按钮，以此类推。

用滑动手势操作按钮，或者用双击手势操作按钮，用户手指可以不接触按钮；按钮可以呈现为多种形状形态，通常采用卡片替代图标。

一是因为卡片大而醒目，可以承载更多的内容，包括文字、符号、图片、音频、视频；二是因为卡片可以无缝或者细缝连接为一个群体，用户浏览卡片群时，各张卡片的方位关系一目了然。

智能手机从触控1.0交互到触控2.0交互的过度时期，两种交互方式可以共存于智能手机，以便用户逐步适应新触控交互方式，这是因为触控2.0兼容触控1.0。

即使在过度时期，也要让智能手机便于单手操作。于是，钟林重新设计了主页：将九宫格卡片群布置在智能手机触屏上部，构成上部卡片界面；将常用应用图标布置在智能手机触屏中部，构成中部图标界面；将时间及气象卡片布置在智能手机触屏下部，构成下部卡片界面。

用户手指直接点击任何一张卡片或者任何一个图标，都能触发相应的功能，采用的是触控1.0交互方式。用户拇指在舒适接触的区域内双击或者滑动，则间接点击上部九宫格卡片，采用的是触控2.0交互方式。

用户拇指在舒适接触区域内直接点击图标或者下方卡片，操作的是中部图标界面和下部卡片界面。如此一来，用户拇指始终在舒适接触区域内操作，再大屏幕尺寸的智能手机，只要用户一只手握持得住，都能轻松地做到单手操作。

上述主页单手操作的设计思路，同样适用于内容页。

五

在智能手机上调节音量，用户手指长按音量键上端，则调节音量逐渐增大；用户手指长按音量键下端，则调节音量逐渐减小；当音量调节到期望值时，用户手指离开音量键，音量调节过程结束。

钟林用滑按手势模拟上述操作过程。所谓滑按手势，是指用户手指在智能手机触屏上滑动后紧接着长按的动作。其中，滑动手势表明所按的是哪个键，长按手势表达的是按住这个键不松开。

钟林是这样设计的：用户手指在智能手机触屏上向右上方滑动，表示的是按下音量＋键；滑动后紧接着长按，表示的是按住音量＋键不松开；当音量增大到期望值时，用户手指离开触屏，表示的是松开音量＋键。

用户手指在智能手机触屏上向左下方滑动，表示的是按下音量－键；滑动后紧接着长按，表示的是按住音量－键不松开；当音量减小到期望值时，用户手指离开触屏，表示的是松开音量－键。

上述模拟调节方法，同样适用于智能手机的亮度调节。

用户手指在智能手机触屏上向左上方滑动，表示的是按下亮度＋键；滑动后紧接着长按，表示的是按住亮度＋键不松开；当亮度增大到期望值时，用户手指离开触屏，表示的是松开亮度＋键。

用户手指在智能手机触屏上向右下方滑动，表示的是按下亮度－键；滑动后紧接着长按，表示的是按住亮度－键不松开；当音量减小到期望值时，用户手指离开触屏，表示的是松开亮度－键。

通过模拟按键操作过程，钟林不仅用滑按手势替代了音量键和亮度调节浮动按钮，还让智能手机亮度调节变得简单快捷准确，用户不必进行多级菜单操作。

在智能手机上，利用浮动按钮调节屏幕亮度、播放进度等变量，用户手指哪怕是微小的滑动，也会引起变量较大幅度的变化；而利用滑按手势调节变量，变量的增减是个连续变化的过程，始终保持着恒定的速率。

这一速率既可由用户事先设定，也可跟随用户手指的滑动速度，即用户手指滑动得越快，变量变化得越快，反之亦然。

一对方位相反的滑按手势用于调节一个变量，以此类推，四对方位相反的滑按手势用于调节四个变量。例如，在播放视频时，左右滑按手势用于调节视频播放进度，上下滑按手势用于调节播放视频顺序，左上、右下滑按手势用于调节屏幕亮度，右上、左下滑按手势用于调节喇叭音量。

六

玩游戏时，用户手指长按游戏手柄上的方向键，则操作游戏对象向某个方位连续的、匀速地移动；用户手指松开方向键，则操作游戏对象停止移动。

钟林用滑按手势模拟上述操作过程。其中，滑动手势表明所按的是哪个方向键，长按手势表明按住这个方向键不松开。

钟林是这样设计的：用户手指在智能手机触屏上向某个方向滑动，表示的是按下该方向键；滑动后紧接着长按，表示的是按住该方向键不松开；用户手指离开触屏，表示的是松开该方向键。

用户手指在智能手机触屏上向任意方向滑动，则操作游戏对象向任意方向移动，相当于游戏手柄上的摇杆操作。用户手指在智能手机触屏的任意位置上滑按，则操作游戏对象沿着用户手指滑动方向连续地、匀速地移动；用户手指离开智能手机触屏，则操作游戏对象停止移动。

在智能手机上玩游戏时，用户双手握持横向智能手机，一只手的拇指在触屏上滑按，操作游戏对象的移动，另一只手的拇指在触屏上滑动，操作游戏对象的动作。方位手势如此完美地取代了游戏手柄。

在智能手机上通过按钮模拟游戏手柄操作时，触屏上标示的按钮位置是固定的，并且要占据触屏空间，破坏了游戏画面的完整性；而在智能手机上通过方位手势模拟游戏手柄操作时，无须在触屏上标示任何东西，用户手指可以在触屏任意位置上操作。

上述模拟移动方法，同样适用于智能手机的滚屏操作。

打开高德地图，用户手指在智能手机触屏的任意位置上向任意方向滑按，则操作高德地图沿着用户手指的滑动方向连续地、匀速地滚动，直至用户手指离开触屏，高德地图才停止滚动。

打开微信朋友圈，用户手指在智能手机触屏的任意位置上向上方滑按，则操作朋友圈向上方连续地、匀速地滚动，直至用户手指离开触屏，朋友圈才停止滚动。

在上述操作中，用户手指只需在智能手机触屏上滑按一次，就能操作高德地图或者微信朋友圈无限滚动下去，直至滚动到极限位置或者用户手指离开触屏时，智能手机才会停止滚屏。

触控1.0操作时，页面滚动多长的距离，用户手指就要在智能手机触屏上滑动多长的距离；页面滚动距离较长时，用户手指要在智能手机触屏上向同一方向多次滑动。触控2.0操作时，用户手指只需在智能手机触屏上滑按一次，就能操作页面无限滚动下去。

七

在功能手机上，按下向前翻页键或者向后翻页键，有两种翻页操作模式：一种叫做一次翻页，另一种叫做连续翻页。

按下向前翻页键或者向后翻页键，无论用户手指长按多长时间，功能手机只向前翻一页或者只向后翻一页，这种翻页方式叫做一次翻页。

长按向前翻页键或者向后翻页键，则操作功能手机以一定时间间隔向前翻很多页或者向后翻很多页，直到用户手指松开按键，智能手机才停止翻页，这种翻页方式叫做连续翻页。

在智能手机上，钟林是这样模拟连续翻页操作的，即用向左方滑按手势表示长按向前翻页按键，用向右方滑按手势表示长按向后翻页按键。

以图片浏览为例：用户手指在智能手机触屏上向左方滑按，则操作智能手机以一定时间间隔向前一张接一张地显示图片；用户手指在智能手机触屏上向右方滑按，则操作智能手机以一定时间间隔向后一张接一张地显示图片。

具体操作过程是这样的：用户手指在智能手机触屏上向左方滑按，则操作智能手机向前翻第一张图片；用户手指若离开触屏，则结束翻页；用户手指若不离开触屏，则继续向前翻第二页……

由此可见，连续翻页包括一次翻页，一次翻页只是连续翻页的一个特例。

用户手指在智能手机触屏上向左方滑按，用户手指若一直不离开触屏，则操作智能手机无限向前翻页，直到翻到第一页，智能手机才会停止翻页。

用户手指在智能手机触屏上向右方滑按，用户手指若一直不离开触屏，则操作智能手机无限向后翻页，直到翻到最后一页，智能手机才会停止翻页。

触控1.0操作时，要翻多少页，用户手指就要在智能手机触屏上滑动多少次；触控2.0操作时，无论翻多少页，用户手指只需在智能手机触屏上滑按一次。

触控2.0操作时，无论是单独的滑动手势，还是滑按手势中的滑动手势，表示的都是所操作的是哪个按钮，所以，用户手指在智能手机触屏上的滑动距离可长可短，通常只需滑动很短一段距离即可；触控1.0操作时，用户手指在智能手机触屏上的滑动距离则不能太短，否则，就翻不了页。

八

在触控2.0交互模式下，长按手势与滑动手势组合使用时，长按手势表达的是持续、重复的意思；长按手势单独使用时，长按手势表达的则是返回、退出的意思。

钟林是这样设计的：无论是在主页，还是在内容页，用户手指在智能手机触屏的任意位置上长按，都是操作智能手机返回上一级页面。

例如，若当前页面为三级页面，用户手指在智能手机触屏的任意位置上长按，则操作智能手机返回二级页面；若当前页面为二级页面，用户手指在智能手机触屏的任意位置上长按，则操作智能手机返回一级页面。

具体操作过程是：用户手指在智能手机触屏的任意位置上长按，则操作智能手机返回上一级页面；若返回的上一级页面不是主页，用户手指在智能手机触屏上继续长按，则操作智能手机返回主页。

如此设计，无论当前页面是哪一级页面，用户只需在智能手机触屏上长按一次，就能操作智能手机返回主页。返回主页后，用户手指在智能手机触屏上继续长按，则操作智能手机关机。如此一来，不管当前页面是哪一级页面，用户只需在智能手机触屏上长按一次，就能操作智能手机关机。

关机时，智能手机触屏上弹出菜单引导用户操作：用户手指在智能手机触屏的任意位置上向上方滑动，则是重新启动；向下方滑动，则是关机；向左方滑动或者向右方滑动，则是取消关机操作。

关机状态下，用户手指在智能手机触屏的任意位置上长按超过规定秒数，则操作智能手机开机。

由此可见，重新定义的长按手势，十分巧妙地替代了返回键、主页键和电源开关键。电源开关键也许会暂时保留，以备触屏失效时应急使用，最终也将因智能手机背面成为了智能表面而被完全替代。

触控1.0模拟的是鼠标器操作模式，即用手指点击替换鼠标左键双击，用手指长按替换鼠标左右键单击，用手指滑动替换滚轮滚动。所以，长按手势应用于拖动图标、下载图片视频、弹出菜单等场景。

触控1.0操作时，要返回上一级页面或者返回主页，用户手指就要移动到智能手机下端点击三角键或者圆圈键；触控2.0操作时，用户手指只需在智能手机触屏舒适接触的位置上长按，就能操作智能手机返回上一级页面或者返回主页。

钟林赋予了长按手势两大操作功能，一下子就将长按手势盘活了，长按手势取代频繁的返回按键操作和重复的滚屏翻页操作，极大地改善了用户操控体验。

九

为了方便用户操作，智能手机设置了许多快捷功能，有的用按键操作，有的用手势操作，有的用实体按键操作，有的用虚拟按钮操作，有的用单个按键操作，有的用组合按键操作。

最常用的快捷功能键，如音量调节键、返回键、主页键、多任务键，通常以实体按键或者虚拟按键呈现，用户易于发现、便于操作；其它快捷功能键，如弹出菜单、截屏、通知、设置开关，则以隐蔽方式存在着，用户不易发现、不便操作。

如今销售的智能手机，已不配备用户手册或者使用说明书，即便配置了，也没多少用户愿意阅读理解，更不用说主动上网查询智能手机快捷功能及其用法。用户只是在使用过程中偶然发现这些快捷功能，或者被人告知这些快捷功能。

更糟糕的是，不同品牌、不同型号的智能手机，各个快捷功能的操作方式不尽相同，更是加大了用户发现这些快捷功能的难度。

钟林的设计思路是：用八个滑击手势操作八个常用快捷功能。如此一来，即便用户不知道哪个滑击手势操作哪个快捷功能，也只需尝试比划一遍，立马明白各个滑击手势与各个快捷功能之间的对应关系。

所谓滑击手势，是指用户手指在智能手机触屏上先向某个方位滑动、紧接着向相反方向滑动的动作。八个滑击手势所对应的八个快捷功能，简洁地标示在九宫格卡片界面上，以提示或者引导用户正确地操作。

作为范例，钟林用八个滑击手势分别操作设置开关、多任务、通知信息、息亮屏、手电筒、截屏、菜单、解锁屏八项快捷功能。

具体操作过程是这样的：用户手指在智能手机触屏上向上方滑击，则进入开关设置界面；向下方滑击，则进入多任务界面；向左方滑击，则进入通知信息界面；向右方滑击，则切换亮屏与息屏状态；向左上方滑击，则启闭手电筒；向右上方滑击，则立刻截屏；向左下方滑击，则弹出菜单；向右下方滑击，则切换锁屏与解锁状态。

缩放手势也是一种滑击手势，与上述滑击手势不同的是，它们是用户两根手指在智能手机触屏上同步向相反方向滑动。用户两根手指同步向外滑动，则逐渐放大图文；同步向内滑动，则逐渐缩小图文。

在触控2.0交互模式下，缩放手势可以演化为一种滑击按手势，即用户两根手指在智能手机触屏上同步向外滑按，则逐渐放大图文，同步向内滑按，则逐渐缩小图文。只要用户两根手指还在长按，图文就会无限缩放，直至用户手指离开触屏时，才停止缩放。

十种滑击手势操作十个快捷功能，覆盖了智能手机的常用快捷功能，至于哪种滑击手势操作哪个快捷功能，需要智能手机制造商、软件内容提供商达成共识，以实现智能手机标准化操控。

通过上述系列设计，钟林建立起了触控2.0标准化操控体系，即用点击手势和滑动手势操作按钮，用滑按手势调节变量、操作滚屏翻页，用长按手势和滑击手势操作快捷功能。

从触控1.0升级到触控2.0，只是用滑动手势取代了点击手势，用滑按手势取代了滑动手势，用长按手势和滑击手势取代了快捷按键和快捷手势，用户学习成本不高，用户接受度会很高，用户迁移难度也不大。

十

触控1.0采用的是直接操作模式，用户手指必须接触按钮才会产生操作效果，操作效果与按钮的大小、形状、位置有关；触控2.0采用的则是间接操作模式，用户手指不接触按钮却能操作按钮，操作结果与按钮的大小、形状、位置无关。

在触控1.0交互模式下，用户界面以按钮为中心、用户操作以点击为中心。图标是按钮，卡片依然是按钮，由它们构成的界面属于按钮用户界面。

在按钮用户界面，每个按钮都要确定它的有效操作范围，都要涉及一系列编程代码。对于不同尺寸、不同性能的智能手机，还要经过软件适配，才能完美地兼容。

在触控2.0交互模式下，用户界面全部由卡片构成。每张卡片都是假想的按钮，因为用户手指并不直接点击这些卡片。每张卡片标示的图文信息都是操作提示信息。所以，卡片用户界面只是提示界面，而非操作界面。

在提示用户界面，无论卡片如何缩放、变形、扭曲，都改变不了它们之间的位置关系，改变不了各个操作功能提示与各个方位手势之间的映射关系。所以，开发者在单一平台上开发的各种应用，都能轻松地部署到不同类型的智能手机上。

卡片内可以标示操作提示信息，也可以不标示操作提示信息。不标示操作提示信息的卡片称为空白卡片。操作空白卡片时，不产生任何操作效果。

若九宫格卡片群存在着空白卡片，通过删除、缩放，九宫格卡片群演变为非九宫格卡片群。在非九宫格卡片界面中，各张卡片的相对位置关系和方位手势操作关系仍然保持不变，只是整个界面变得更加美观了。

触控2.0不仅是触控1.0的一次升级，而且是一次全新的技术突破。钟林奉行的是一条完全不同于比尔·盖茨、乔布斯的技术路线，破天荒地用方位手势取代了全部实体按键和所有虚拟按钮，用提示用户界面取代了按钮用户界面。

智能手机取消全部按钮后，正面才实现了真正的全面屏，即100%的屏幕占比和100%的屏幕信息显示；用户还能在全面屏、折叠屏智能手机的背面或者另一面操作，手指不再遮挡住屏幕。

智能手机折叠屏展开后，用左手拇指操作左卡片群，用右手拇指操作右卡片群，或者用左手拇指操作游戏对象的移动，用右手拇指操作游戏对象的动作，由此产生了触控2.0的分指操作模式。

在智能手机上，触控1.0已经应用了十多年，除了一些局部改进创新之外，一直未出现整体技术突破，时代呼唤着能够替代触控1.0的新交互方式诞生。

触控2.0终于横空出世，替代触控1.0的时间窗口已经打开。交互方式的升级换代必然带来手机形态的升级换代，新的手机形态必然带来新的换机浪潮。

智能手机的颠覆性创新周期大致在12年左右。1983年, 第一款面向消费市场俗称“大哥大”的手机面世；1995年，摩托罗拉推出第一代功能手机；2007年，第一款iPhone智能手机诞生；以此类推，2019年将出现新的手机形态，这个新的手机形态就是无按钮智能手机。

前三代手机都属于按钮手机，唯有第四代手机属于无按钮手机。人类将告别按钮机时代，进入无按钮机时代。那将是一个手机形态丰富多彩、智能手机与更多智能终端的边界逐渐模糊的时代。