分类： IT业界
2011-08-03 16:15:29
首先来说说什么是陀螺仪。可以说没有陀螺仪，就没有现代航海技术。陀螺仪最初的用处，是使得船上的大炮可以不随风浪中的船身一起摇晃，始终保持着固定的射击角度。如果不能理解，请看下面这只母鸡为你演示“生物陀螺仪”的效果……
机械式陀螺仪具体的实现原理也很简单，三个大小不一的铁环分别用轴固定在一起，当转动其中一个或两个铁环的时候，其他的铁环就如同悬浮在空中一般，不会随之转动。如果要将需要维持稳定的设备置入不稳定的环境中，用这种形式连接，就可以保持设备的稳定。
机械式陀螺仪原理
当然，机械式陀螺仪再怎么小型化，也无法嵌入到如同手机这样尺寸的数码产品中。所以它们使用的是更现代的微机电陀螺仪——MEMS陀螺仪（表现为集成电路的形式，也称为：微机械陀螺仪）。
iPhone 4是世界上第一台内置MEMS微机电系统三轴陀螺仪的手机，可以感知来自六个方向的运动，加速度，角度变化。
iPhone4使用的微机电陀螺仪芯片，右侧的是加速度计芯片
据说iPhone4采用陀螺仪芯片就是ST（意法半导体）生产的
该芯片的技术原理有些复杂，这里不作赘述，一句话解释：这种陀螺仪芯片由一个金属片组成，当驱动信号加载于驱动电容片时，导致金属片产生振动。当用户旋转手机时，在科里奥利力（Coriolis force）的作用下，金属在X、Y、Z轴产生偏移。专用电路能感知到这微小的信号，并转换成 iPhone 4可以接收的数字信号。
微机电陀螺仪内部构造显微图
把屏幕变成窗口——应用前景
和扩增实境一样，星星认为，这是个前景无限的技术，它不仅仅能让你玩游戏的体验更爽更真实。还能将你的手机屏幕打造成一个窗口，成为一个超脱于常规意义上的显示屏幕的存在。
屏幕是干什么的？屏幕的一大作用是把现实世界转换成电子信号显示在你面前，是一个与当前世界没有交集的存在。而如果应用了陀螺仪技术，当你移动你的屏幕时，你会发现画面如同真实世界一样，并不仅仅是作为另一个平面而存在。
看其中1分50秒处的看星空应用，当你把手机划过天空时，手机里的星空和真实的星空一般岿然不动。当然，这不仅仅是开启了摄像头拍摄而已，可以看到星座的连线这种虚拟信息也随之未动，这就是陀螺仪的功劳了。
其实陀螺仪和（注）是密不可分的，当我们通过手机的摄像头和屏幕来增强实景的时候，就需要陀螺仪来令那些添加上去的虚拟部分，也随着真实景物一起“移动”（其实是手机在移动）。我们再来看个视频：
陀螺仪+扩增实境效果对比（左侧为带有陀螺仪的iPhone4，右侧为仅有重力感应的iPhone 3GS）
扩增实境结合陀螺仪的应用，首先能想到的是地图，当我们用手指在不断的划着屏幕享受着触摸科技带来的快感时，有没想过只要把手机上下左右移动就可以看到地图的各块内容？将手机抬高或者降低，地图会随之缩放，就好像地图就真的存在手机的背后。依靠陀螺仪完全可以实现此类应用，这将比触摸操作更接近现实。
可以想象的应用还有很多，比如扩增实境的各种标签，可以想真的“长”在景物上一样，不管手机如何移动。游戏方面，更可以利用此技术产生一些类似3D效果的“内部景深”，让你将手机屏幕转动一定角度的时候，游戏里的场景却不随之转动，就想独立于屏幕外的真实存在，又或者你移动你的屏幕时，游戏里的3D模型及光影也会随之变化，产生立体效果，你的屏幕里是一个真实世界。
说得有些抽象了，其实在实用性方面，手机内置陀螺仪也可以发挥巨大作用，譬如代替一部分GPS的功能，实时的提供坡度、速度、距离等信息（即使在隧道里）；为拍照、摄影提供水平倾斜度基准参考……等等。
题外话：
令iPad一代用户有点心酸的是，在iPad一代的电路板上，可以看到陀螺仪芯片的空位，不知道出于什么原因并没有安装。而在iPad2代才增加了这一功能。
iPad一代空出的陀螺仪芯片空位
iPhone陀螺仪示范级游戏：终极缠绕
