力感应技术并不是什么新鲜事，正因为它的存在，大家才可以在手机、平板上实现如甩歌甩屏、甩动切换视频等超炫的功能。重力感应的应用为我们带来了一种前所未有的操作体验。

　　重力感应的英文全称为“G-sensor”，意为加速度传感器。从字面上就可以看出来，它的功能就是感应重力加速力的变化。

　　加速力就是当物体在加速移动过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。晃动、跌落、上升、下降等各种移动变化都能被G-sensor转化为电信号，然后通过微处理器的计算分析后，就能够完成程序设计好的功能。

　　那么重力感应有什么样的魅力呢？我们都知道传统的手机界面基本上是固定的，无论你怎么动或是怎么摇晃它，界面都不会随之变化，只能朝一个方向定位。然而运用了重力感应技术的手机，改变了传统手机这一呆板的现象，使得画面会随着你的旨意转动。这是一个相当实用的功能。

　　相信你遇到过这样的情况：

　　以前在用手机浏览网页或看电子书的时候，界面所呈现的多是矩形画面，长与宽的比例也是不一样的。以一段文章段落来看，由于文字是由左向右排列的，因此横向的文字会比纵向的文字多，而手机屏幕一般都是横向比纵向短，因此浏览起来很不方便。有了重力感应器之后，这个问题就解决了，因为它可以让你的手机横向与纵向随着你手的转动方向而变化。如果在平板电脑中应用此项技术，可以根据使用者的动作而进行相应的软件应用，比如在游戏中，使用者左右挥舞平板电脑，重力感应功能可以灵敏地感测游戏者的动作，并将其转换为游戏中的虚拟人物、物品或交通工具的动作和状态等并显示在画面中。

　　以一个最简单的游戏——滚珠游戏为例，由于到处是障碍，要想让小球向前走，就需要把设备前倾，重力感应系统就会做出判断，根据你的倾斜角度和变化的速度，使小球以一定的速度和方向向前运动。这就是重力感应所带来的魅力！目前加速度传感器在智能手机、平板电脑已经成为一种标配。

　　重力感应是如何实现的？

　　重力感应技术是利用压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是表“对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应”。重力感应就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。

　　在结构上，重力感应一般是由利用表面微机电技术所制作的传感器单元、讯号条件电路和ADC输出等组成。在重力传感器中，传感器单元为一电感性的感测细胞( G-cell)。感测细胞是利用半导体材料（多晶硅）和制程（光罩和蚀刻）所制造出来的一种机械结构。感测细胞由弹簧、横梁材质(Beam Masses)和拴绳(Tether)等组成。

　　你可以将感测细胞想象成是由一组三个横梁所构成的一种机械结构，中间的横梁是可移动的，而两侧的横梁是属于固定式的。当系统遭受到加速度时，便可利用中间移动为横梁和两侧固定式横梁的位移差计算出重力加速度的值。

　　当系统维持静止状态或是处于等速运动时，拴绳便会将中间可移动的横梁拉至中心位置。利用三个横梁可以形成两个背对背的电感，利用电感的计算公式，当有加速度产生时中间的横梁朝着加速度的相反方向位移导致电容值的变动，利用电容值的改变进而推算出重力加速度的大小。通过测量由重力引起的加速度，控制电路可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，还可以分析出设备移动的方式。这时讯号条件电路会利用切换电容的技术来量测感测细胞的电容值并利用两个电容之间的差值来计算出重力加速度。讯号条件电路对切换电容的输出讯号进行条件处理之后，再经过低通滤波器而产生一个输出电压，基本上此输出电压会和系统所遭受的重力加速度有关。

　　加速度传感器有两种：一种是角加速传感器，是由陀螺仪（角速度传感器）改进的，另一种就是线加速度传感器。目前智能手机、平板电脑采用的都是角加速传感器，结合三轴陀螺仪实现三维测量（故也被称为三轴重力感应）。

　　写在最后

　　可以说，触摸屏、重力感应等新一代交互技术的引入，智能手机、平板电脑已不再是筒简单单的应用终端工具，它正在朝着曼全面、更具交互性的智能化阶段进化。而重力感应技术的推广，财让智能终端在操作体验方面更上一层楼。

　　三轴重力感应：手机、平板的新绝技

      三轴重力感应根据能测量的方向，分为×轴、Y轴和Z轴，这三个轴所构成的立体空间足以侦测到你含按钮的那端）到顶端的方向，而且这个走向是Y轴正方向。X坐标轴则是从左至右的走向，这个走向亦是正方向，Z坐标轴正走向则是面对你的方向。这是一个我们在实际生活和数学中都经常使用的经典三维坐标系统，被称作笛卡尔右手坐标系统。在这里，为方便理解；我们先假设为：“右手背对着手机屏幕放置，拇指即指向X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即是Z轴的正方向。”

　　这种坐标朝向永远是固定的，无论你将手机是横拿还是竖放。如果你的手机是静止的，加速度传感器的矢量方向永远是指向地心的，如果矢量的长度为1的话，我们称之为1G。

　　当你正拿着手机时，加速度传感器的矢量为（O，一1，O），方向指向地心。逆时针旋转90°，加速度传感器矢量变为（-1,0.0）再逆对针旋转90°又变为(0,1.0).如果是如果摇动、坠落或是投掷手机，那么加速计便会在一个或多个轴上检测到很大的力。加速度感应器不但可以指示握持手机的方式，如果手机能，假如你在开会时不方便接听电话，当有来电时，把手机面朝下，会自动把铃声关闭，但不会挂掉电话，如果再翻回来，铃声又会开放。借助此项技术，目前的智能手机、平板电脑的重力感应功能一般都可以实现四向（上下、左右）平移感应。而作为将重力感应引入手机的苹果，更是在目前的三轴重力感应技术基础上在iPhone4上实现了六轴重力感应功能：除了感应上下、左右前后平移之外还可以左右转，上下转，前后转，空间捕捉能力更强。需要说明的．是，iPhone4的六轴重力感应，指的是三个轴上的各自加速度和角速度，这六轴并不是真的六个轴。

　　当然，重力感应器应用并不仅仅局限于手机、平板电脑。如其可被安装在游戏机手柄上，如任天堂Wii主机手柄就采用3轴加速度传感器，作为用户动作采集器来感知其手臂的移动动作，并在游戏中转化以一定角度握持手机，那么这1G的力会分布到不同的轴上，这取决于握持手机的方式。当以45°握持手机时，1G的力会均匀地分解到两个轴上。正常使用时，加速计在任一轴上都不会检测到远大于1G的值。如果检测到的加速计值远大于1G，那么即可判断这是突然动作。

　　为虚拟的场景动作，把过去单纯的手指运动变成真正的肢体和身体的运动，实现以往按键操作所不能实现的临场游戏感和参与感。此外，如笔记本电脑硬盘的防碰系统、汽车安全气囊、数码相机和摄像机的防抖功能、GPS导航系统等等都可以看到加速度传感器的身影。