触摸屏校正原理

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（1）触摸屏为什么需要校正？
    触摸屏与LCD显示屏是两个不同的物理器件。LCD处理的像素，例如我们通常所说的分辨率是600x800，实际就是指每行的宽度是600个像素，高度是 800个像素，而触摸屏处理的数据是点的物理坐标，该坐标是通过触摸屏控制器采集到的。两者之间需要一定的转换。
    其次， 在安装触摸屏时，不可避免的存在着一定的误差，如旋转，平移的，这同样需要校正解决。
    再次，电阻式触摸屏的材料本身有差异而且随着时间的推移，其参数也会有所变化，因此需要经常性的校正（电容式触摸屏只需要一次校正即可，这是由两者不同的材料原理造成的，具体可参阅有关电阻式和电容式触摸屏对比的文章）
（2）如何校正？
    触摸屏的校正过程一般为： 依次在屏幕的几个不同位置显示某种标记（如"+"）, 用触摸笔点击这些标记， 完成校正。
    如果PT(x, y)表示触摸屏上的一个点, PL(x, y)表示LCD上的一个点,校正的结果就是得到一个转换矩阵M, 使PL(x, y) = M·PT(x, y)。
(3) 校正原理
    我们知道二维几何变换包含三种平移、旋转和缩放。这三者的矩阵表示为：
平移MT：


缩放MS：


旋转MR：


所以  PL =MR·MT·MS· PT， 将这个公式展开，其结果为：

    在上面的公式中，LCD上的坐标（XL 、YL）和触摸屏上的坐标（XT 、YT）是已知的，而其他的则是我们需要求的：θ, SY, SX, TY, SX共有5个变量，至少需要五个方程，因为每组点坐标（PL, PT）可以得到两个方程，因此我们需要采集三组点坐标。但是上面的方程涉及三角函数，运算复杂，我们可以进一步简化为：

变量虽然多了一个，但是解题过程简单多了，更适合计算机计算，而且采集点的数量仍然为3组。
    假设LCD三个点的坐标为（XL1， YL1），（XL2， YL2），（XL2， YL2）, 对应触摸屏上的三个点是（XT1， YT1），（XT2， YT2）。（XT3， YT3）, 则联立两个方程组为：

   这样，触摸屏的校正实际上就是解上面的方程组，得到6个系数：A、B、C、D、E、F。而上面方程组按照克莱姆法则解即可。
   在得到6个系数后，以后通过触摸屏得到的所有坐标，带入公式（1）中就可以得到LCD上以像素表示的坐标。
附:克拉姆法则

我们在触摸屏校正原理说过，只需要三组点坐标，我们就可以完成触摸屏的校正，其基本公式为：

    实际上，在校正时，采集的触摸屏的点坐标有一定的误差，也就是说采集几个三组点坐标，分别计算A、B、C、D、E、F,其结果不尽相同。
    在tslib的ts_calibrate中，采集了五组点坐标，具体代码参见ts_calibrate.c中的perform_calibration()。
    一般来说，采集的点越多，校正的精确性就越高。 为了在计算过程中兼顾5个点的坐标， ts_calibrate将公式（1）变换如下：

   以第一组（A、B、C）为例， 进一步变换为：

   n表示坐标的数量，ts_calibrate中就是5, 分别对XT， YT， XL， XLXT，XLYT，(XT)2 ，(YT)2 ，YT 求和，带入公式（3）中，就可以求出A、B、C，同理可求D、E、F。
   解的时候用的是逆矩阵的方法，即：
       
   P0 = M · P1 ======> (M)-1 P0 = P1

   我们可以看出，运用上述方法可以处理任意多的采集点，而不局限于5个，只是采集点过多就会冗余，对校正精确性的提高作用很少，反而增加了计算时间。

1,触摸屏校准通用方法
主要采用以下公式，实现触摸屏校正，其中XL, YL是显示屏坐标，XT, YT是触摸屏坐标，
XL = XT*A+YT*B+C;
YL = XT*D+YT*E+F;    公式（１）
由于具体计算是希望是整数运算，所以实际中保存的ABCDEF为整数，而增加一个参数Div, 由以下公式实现：
XL = (XT*A+YT*B+C) / Div;
YL = (XT*D+YT*E+F) / Div;    公式（２）
因此通常保存的参数是七个。
一般通过3个采样点就可以实现校准，tslib则使用了5个采样点，可实现更准确的校准。
2,用Linux的proc文件系统实现触摸屏校正
Android本身并不带触摸屏校准，因此要校准触摸屏最好完全在底层驱动完成，而Android获取到的数据直接将是校准后的坐标数据。
1) 首先在touchscreen的驱动加载时，创建一个proc文件，如：

ts_proc_entry = create_proc_entry("driver/micc_ts", 0, NULL);
if (ts_proc_entry) {
        ts_proc_entry->write_proc = ts_proc_write;
}

ts_proc_entry = create_proc_entry("driver/micc_ts", 0, NULL);
if (ts_proc_entry) {
        ts_proc_entry->write_proc = ts_proc_write;
}

可在ts_proc_write()定义自己的proc数据传递格式。
2) 在touchscreen驱动用默认参数，完成校准，如果不用校准，则设置为：
A=1, B=0, C=0, D=0, E=1, F=0, Div=1
3) 修改tslib—ts_calibrate获得需要的参数A,B,C,D,E,F,Div;
注意要在运行前改为如下参数：
A=1, B=0, C=0, D=0, E=1, F=0, Div=1
如：
echo +a 1 > /proc/driver/micc_ts
echo +b 0 > /proc/driver/micc_ts
echo +c 0 > /proc/driver/micc_ts
echo +d 0 > /proc/driver/micc_ts
echo +e 1 > /proc/driver/micc_ts
echo +f 0 > /proc/driver/micc_ts
echo +g 1 > /proc/driver/micc_ts
保证ts_calibrate获得的是没有校准过的数据，并拷贝至/etc/目录下。
4) 将参数传入内核。
ts_calibrate运行后会输出一个pointercal文件，最好简单修改一下输出格式，如运行一下：
cat $TSLIB_CALIBFILE > /proc/driver/micc_ts，

即可一次性输入七个参数。
当然也可以一个一个地输入，有点太麻烦，
5) 用ts_test测试校准效果。
注意：ts_test默认驱动输出的数据是未校准的，会另外再进行一次校准，需将main()函数中ts_read()改为ts_read_raw()，运行后，可看到校准后的效果。
6) Linux内核启动时，将校准参数传入内核。
修改/etc/init.d/rcS，加入如下行，在启动加载校准数据：
cat /etc/pointercal > /proc/driver/micc_ts
这样通过直接读取触摸屏数据即可获得校准后数据。