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三星的双旗舰战略使得三星手机在同一年中得到人们两次热忱期待。我现在还记得，每到S系列或note系列即将发布的的那天晚上，我都激动万分，比童年时守岁还要精神。坐在电脑前，一起期待，观看发布会直播。

谈到安卓手机，我们必须谈谈三星，谈到三星，我们必须谈谈三星的Note系列，谈到Note系列，我们又必须谈谈note系列的精髓所在——S Pen。

还记得8年前国产手机崛起的时候吗？我不知道大家有没有印象。那时我还在用诺基亚6300，完全没有接触过触摸屏手机。我记得当时，有一类型的国产手机，屏幕很大，机身笨重，支持触屏手写同时还能用九宫格键盘来控制，每一台这样的手机都配备了一支手写笔。但电阻屏的体验效果，我想大家也深有体会，所以当时的摩托罗拉和诺基亚并没有推出大量触摸屏手机，可见电阻屏并不成功。
而那时的国产手机的手写笔，不得不让我想起今天的S Pen。这支独一无二的手写笔，犹如利剑一般，让三星握在手里，这就是三星相对于竞争者们的优势
2011年第一代GALAXY Note手机，第一代的S Pen就体现出它不俗的表现能力。不仅仅是简单的涂涂写写，按住按钮，我们可以截屏，并任意圈划我们想要的内容。到了note2时，又加入浮窗预览功能；note3，note4又相继加入众多功能，让人们意识到，无S Pen，不Note！那么，支神奇的 S Pen又是靠什么原理来实现的呢？

首先，我们要知道，S Pen的技术由Wacom公司提供。Wacom这家公司为各品牌的智能设备生产并研发数位板系统、笔感应式数位屏系统和数字界面操作。所以我们要说S Pen是三星电子自己的技术，貌似还不是很准确。就像苹果的I touch指纹识别一样，技术是可以用金钱来买断的。当然作为消费者的我们，不必纠结这些，我们只要会使用，或者是感兴趣的来研究下原理就够啦！S Pen的外观上，有一个按钮，如果你有机会看到一支完全拆解的S Pen，就会发现，笔的内腔有电路板和电磁感应线圈。也就是说，S Pen要想实现它的功能，必须要用电！可是我们买手机时厂家也没有给我们提供S Pen的电池，那么时间一长，这S Pen电量耗尽怎么办？所以，我们又必须探究出S Pen的电能都来自哪里？也就是它的充电原理是什么？

其实是这样的，在note系列设备的屏幕下方，总要比S系列多出一层电路板，这个电路板的全称叫做“双重数位转换器”，也有人叫它电磁感应板。这也就是为什么我们把note系列的手写笔放在S系列上发现根本用不了的原因。这个电磁感应板的其中一个作用，便是通过电磁感应来给S Pen进行充电。当S Pen的笔尖接近屏幕时，也就是在我们使用时，电磁感应板就会发生电磁感应现象在屏幕上方产生一个隐形的磁场，这时S Pen笔尖处的金属线圈便会通过共振现象并转化出一定的电能，然后提供给S Pen。所以，从结构上来看，和S Pen的笔尖相连的金属线圈很关键，它的作用之一就是收集磁场传来的能量，然后再储存在S Pen中。
简单概括便是，利用电磁感应板形成的磁场所产生的磁能转化为S Pen的电能，以此来提供S Pen的续航。

好，充电原理我们简单了解后，在来探究一下这支S Pen的手写功能又是如何实现的。

我们在某宝买手机壳和耳机之类的配件时，店主总会送一些小礼物，其中这里有一只电容笔，它的作用就是替代我们的手指在屏幕上进行操作。

我们知道，电阻屏是由于压力产生电流，然后实行完成操作，你用石头去砸和用手指去电是一个作用，只要给它力就可以；而电容屏的实现原理是依靠静电感应来实现，屏幕感受到手指的静电，就会做出反应。当手指触摸在电容屏上，人体本身电场和电容屏上方形成以一个耦合电容，在高频电流下电容可以看作是导体，这时手指和接触点间产生并流走了一个电流，这才激发电容屏的反应，完成操作。比如你用一个没有生物静电的物体去触摸电容屏，一般都不会有丝毫的反应。电容笔相当于一个导体，传递我们的生物电流来实现触摸功能。而我们现在谈的S Pen，它的实现原理又不同于普通电容笔，那么它的实现原理又是什么呢？

这个相当复杂，绝不是像电容笔这样单纯的导体那么简单。

S Pen的内腔内有一个很小的电路板，它是S Pen内部控制回路，接受来自线圈的电能并将其存储，同时这个控制回路还要完成第二项工作，我在下文中详细介绍。

我们通过上文也已经大概知道，S Pen笔尖缠绕的金属线圈接收磁能并转化成电能，产生共振回路并且存储了一定的电能。而当电能充满后，回路便不再向金属线圈提供电能，并把金属线圈连接到控制回路中。此时S Pen储存的电能通过共振回路的震荡，将之前存储的能量通过金属线圈以磁能的形式返回给电磁感应板，也就是传递给双重数位转换器。这时控制回路通过电磁感应板上的金属线圈所发出磁信号进行扫描和位置判断，然后立即对检测出的信号进行计算，准确无误地计算出笔尖所在位置的座标值。我们每次变换S Pen在屏幕上的位置，回路就会重新计算一次。
以上介绍中，也是在谈S Pen内腔的控制回路也就是小电路板要完成的第二项工作。

总体概括来讲，S Pen笔尖发射磁信号，电磁感应板下的感应线受到相应影响而产生变化，水平方向和垂直方向各自的天线阵列接收相应的信号，并计算和定位得到笔尖所在的X、Y坐标值。

我们综合来看，S Pen也好，电磁感应板也好，它们之间是相互作用的，缺一不可。电磁感应板给S Pen提供能量的同时，又从S Pen那里接收到来自笔尖发出的能量信号，从而计算出精确位置，来完成我们对S Pen操作功能的实现。所以，S Pen绝对不是一支电容笔，我们应该叫它电磁笔。

三星去年第三季度发布的GAlAXY Note4有一项宣传，S Pen的压力感由1024级提升为2048级别，很多人对这个压力感貌似还太了解。其实从表面来看，就是在说书写更加舒服。那什么是压力感呢？

我们再来简单谈谈压力感。S Pen内部装有一个压力感应器，我们用S Pen在屏幕上涂写时，笔尖受到压力，压力通过笔芯再传递给压力感应器，不同程度的压力施加，让S Pen发出的电磁信号发生不同程度的变化，这时，电磁感应板又根据感应信号发出的轻重压感来实现笔画的轻重表达，所以这个压力感可以形象地看成是电磁感应板的Z轴定位。上面我们也讲了有关X轴定位和Y轴定位。

概括来讲，所谓的压力感就是对笔画的表达效果。我以前无聊的时候经常喜欢写写硬笔书法，汉字的书写讲究顿笔和运笔，虽然我们不能说S Pen的书写能和钢笔说表达的效果一摸一样，但S Pen加入力传感器，确实可以用S Pen勾勒出不同轻重的笔画线条，书写效果非常真实。我们在来谈谈S Pen所完成的那些软件功能，比如浮窗指令等。很多朋友曾经问我，note4的S Pen拿来给Note3用可不可以。那么完全是可以的，我们用Note4的S Pen在note3上进行浮窗指令操作，它弹出的还是note3原先那个五个浮窗指令，而不是note4的四个浮窗指令。
其实想说的是，note系列已经连续发布了四代，其实每一代的S Pen，工作原理都是一样的，顶多是改改外形，或者把压力传感器升级一下，让压力感达到2048级别。而那些软件的操作还是在手机本身系统中运行，也就是说，S Pen只是一个工具而已，核心的操作都在手机本身。所以，真正神器的并不是S Pen本身，而是note系列设备屏幕下方的那块电磁感应板，也就是双重数位转换器。
其实还不是双重数位转换器还不是最可怕的，最可怕的是三星多加了一层屏幕做的还能这么薄才是最可怕的，三星，世界上唯一一个有着硬件垂直整合能力的公司，简直可怕，三星真不是国产说一两年只能能超过的，说一句不怕喷子的话，三星想掐死国产手机厂商的供应链，跟玩一样

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