微软Surface桌面电脑的工作原理

导致Surface诞生的最早想法可追溯到2001年的微软。当时，研究人员构想了一种“交互式桌面”，能够感知其表面上任何物体的存在和移动。微软创始人比尔·盖茨在2003年初鼓励了这个项目。经过85个原型机后，项目团队设计出了最终成为Surface 1.0的产品。

微软首次在2007年加利福尼亚州卡尔斯巴德举行的All Things Digital (D) 大会上展示了Surface。在那次被称为D5的D大会上，Surface远不是第一个使用触摸屏的平台。例如，平板电脑已经能够检测到手指或手写笔在屏幕上的直接书写。然而，微软的愿景是扩展这种触摸屏方法，以改变人们在桌子旁相互互动的方式。在D5大会上展示的Surface设备是一个黑色桌面，其透明亚克力表面下方安装了一个30英寸（76.2厘米）的触摸屏[来源：Mintz, Fost, 微软, All Things Digital]。

微软Surface的首次商业部署是在这次首次亮相近一年后。2008年4月，美国精选的AT&T零售店开始使用Surface电脑作为销售工具，展示其移动设备的信息。2008年全年，其他企业合作伙伴也在筹备中，主要是那些可以通过使用Surface设备来提升业务，并展示Surface所能实现的奇妙功能的合作伙伴。在Surface首次发布时，其估计价格超过12,000美元，微软并未将普通家庭消费者作为目标[来源：微软, 微软, Foley]。

在2011年1月初的消费电子展 (CES) 期间，微软推出了Surface 2.0的市场营销活动。它还宣传了与三星的合作，共同生产SUR40：一款4英寸（10.2厘米）厚的桌面电脑，配备40英寸（1米）显示屏，运行Surface 2.0平台。微软报告称，SUR40计划于2011年晚些时候上市，在美国售价约为7,600美元。这个价格点，结合Surface 2.0可用的软件，似乎表明微软仍然将目标定位于企业主而非家庭消费者[来源：Foley]。

这就是Surface的简要历史，尽管这款创新的新工具未来很可能还有更多篇章。现在，让我们深入了解一下，看看Surface不仅仅是一个大触摸屏显示器，它还有什么独特之处。

借助Surface，微软开创了一个新的计算机技术分支，即表面计算。表面计算的目标是识别屏幕表面上的触摸和物体，并与这些物体无缝交互[来源：Riley]。如果你正在使用表面计算机，你不需要连接鼠标、键盘甚至USB端口。

你可能已经熟悉图形用户界面（GUI）的概念。GUI，就像你电脑上的窗口和菜单一样，在屏幕上向你呈现信息，并提示你使用连接的键盘、鼠标、触摸板或其他输入设备来输入信息。表面计算实现了自然用户界面（NUI），它让你以自然的方式进行交互。NUI是由用户或与之交互的对象的直接触摸驱动的，而不是连接到计算机的独立输入设备。

Surface通过将硬件和软件结合在一个设备中来实现其NUI。Surface 1.0硬件配备了一系列摄像头，可以感知用户的触摸或放置在桌面上的其他物体。Surface软件处理来自这些摄像头的数据，然后根据你当前使用的应用程序做出适当响应。Surface在其显示屏上显示交互结果，这实际上是屏幕从桌面下方投射出来的[来源：微软]。

作为其NUI的一部分，Surface还包括多点触控技术。这意味着Surface可以同时检测和处理多个触控点。因此，如果有多人在同一时间浏览图片，他们可以各自同时拖动、缩放和旋转照片，而无需等待彼此。多点触控技术已经存在了几十年，苹果通过在其iPhone和iPod Touch设备中使用它而使其闻名。Surface计算将该技术带入了一个大型协作环境，可以充分发挥多点触控的潜力[来源：Buxton]。

我们刚刚了解了Surface硬件以及微软如何引领表面计算的发展。由于微软主要是一家软件公司，您可能会期待Surface平台的软件部分也相当创新。让我们在下一页看看这一点。

微软Surface平台依靠开创性的软件使其所有技术无缝协作。我们已经讨论了用于解释多个触控点和其他对象的系统增强功能。现在，我们将深入探讨NUI的图形界面，并研究其交互式软件。

首先，所有Surface软件都在被称为Surface Shell的环境中运行。在操作系统中，shell是用于运行和管理一组相关子进程的进程。同样，Surface Shell是可以使用Surface硬件功能的主进程。大多数用户与微软Surface的初步交互是与Surface Shell运行的某个应用程序进行的，该应用程序会吸引你触摸屏幕。默认的应用程序是一个虚拟水池，当你触摸它时会产生涟漪[来源：Roodyn]。

当你触摸Surface Shell时，屏幕的每个角落都会出现接入点。你可以触摸离你最近的任何一个接入点来打开启动器。由于Surface软件支持360度旋转，请使用离你右手最近的接入点来调整启动器的方向，使其面向你。启动器会显示该设备上安装的所有Surface软件。由于企业通常会开发自己的Surface应用程序，因此软件开发人员必须先将这些应用程序打包并安装到Surface Shell中，然后它们才会出现在启动器中。

启动器是一个Surface应用程序的旋转木马式界面，其旋转方式类似于Mac OS X Finder或iTunes中的Cover Flow视图选项。你可以通过在屏幕上左右滑动来旋转木马。当你想要使用的应用程序居中显示在旋转木马上时，你只需触摸该应用程序图像即可启动它。如果你想退出启动器并返回上一屏幕，你可以触摸屏幕角落仍在等待你的其中一个接入点。

微软包含了一系列默认的Surface应用程序，用于播放音乐、绘画、整理照片、地图搜索、购物和银行服务。它甚至还有一些游戏可供选择。这些应用程序中的每一个都识别并利用以下一种或多种Surface手势[来源：微软]：

到目前为止，本文重点介绍了Surface的功能及其背后的技术。不过，在总结之前，让我们看看现在谁在使用Surface，以及随着时间的推移，它可能面临来自竞争的哪些挑战。

早些时候，我们发现微软将Surface定位为商业受众。事实上，Surface 1.0仅供企业使用[来源：微软]。其中一些企业已与微软合作，提供首批Surface认证应用程序，并帮助全面改进Surface产品。截至撰写本文时，Surface项目拥有84家微软Surface合作伙伴和近300家战略合作伙伴。

三星SUR40搭载Surface 2.0，计划于2011年秋季发布，是首款在全球范围内可零售购买的Surface设备。微软和三星将销售该设备，众多授权经销商也将如此。尽管Surface的价格和可用性使其在家庭消费者的承受范围之内，但微软对Surface的目标受众仍然是零售企业。

微软将Surface的市场营销重点放在企业上可能是正确的。企业不仅可以通过Surface给客户留下深刻印象，还可以使用Surface让交易更快、更轻松。企业主还可以通过招募经验丰富的Windows软件开发人员，使用Surface开发工具包（SDK）编写定制应用程序来个性化Surface[来源：微软]。此外，Surface还可以促进企业的绿色倡议，帮助他们减少纸张、墨水和其他办公用品浪费。

尽管Surface在它所创造的表面计算领域处于领先地位，但它并非没有竞争对手。2009年，Ideum发布了其MT2多点触控桌，该产品配备50英寸（1.3米）屏幕，并具备承受其目标受众（博物馆参观者）滥用所需的耐用性。MT2采用了NUITEQ的Snowflake手势识别软件，这使得该平台对来自不同编程背景的软件开发人员开放。顺便说一句，NUITEQ是“自然用户界面（NUI）”一词的商标所有者。截至2011年7月，MT2的继任者MT55使用Ideum自己的GestureWorks软件进行应用程序创作，并且它拥有比SUR40更令人印象深刻的硬件规格[来源：Davies, NUITEQ, Ideum]。

在大多数人看来，多点触控功能和用户友好的界面更多地与苹果硬件而非微软产品相关联。因此，自然会想知道苹果是否会推出Surface的竞争产品。一些人推测，Surface和像苹果iPad这样的产品市场不会重叠。Surface旨在用于大型协作交互，更典型地适用于固定在店面的企业，而iPad、iPhone和其他苹果产品则针对移动中的个人用户[来源：Howe]。

尽管苹果目前在大规模表面计算市场缺乏产品，但该公司仍具备生产Surface强大竞争对手的技术诀窍。我们也不能忽视谷歌及其Android合作伙伴，尤其是现在Android有了从头开始重建的平板电脑操作系统版本（3.0）。这些公司会是未来挑战微软在表面计算领域的大牌玩家，还是像Ideum这样的利基硬件制造商会开辟自己的空间，并敢于让更大的玩家进入？

本文介绍了表面计算并探讨了微软的Surface平台。不过，在触摸屏计算方面，我们才刚刚触及皮毛，因此请翻到下一页以获取更多信息。