Force Touch

 

1. 개요
2. 원리 및 적용
2.2. Mac에서
2.3. iPhone에서
3. Taptic Engine의 중요성
4. 기능
5. 관련 문서


1. 개요

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Apple이 2008년부터 개발하여 2014년 9월 키노트에서 처음으로 공개한 새로운 터치 기술. 터치만 인식하는 것이 아니라 얼마나 세게 눌렸는지 압력의 정도를 감지하는 기술이다. Apple Watch에서 최초로 적용되었다. 그리고 12형 MacBook, MacBook Pro에 적용되었으며, iPhone 6s에서는 압력의 정도를 단계별로 인식할 수 있게 개선되어 3D Touch라는 이름으로 적용되었다. 화웨이에서 Huawei Mate S에 iPhone 6s 출시 이전에 한국 벤처회사 HiDeep에서 개발한 기술을 이용해 Force Touch를 탑재하여 세계 최초로 Force Touch를 탑재한 스마트폰으로 마케팅을 하며 출시를 하였다.

2. 원리 및 적용


2.1. Apple Watch에서

Apple Watch의 화면을 꾹 누르면 센서가 압력을 감지하고 Taptic Engine을 통해[1] 촉각적인 피드백을 제공한다. 이를 통해 UI의 간소화를 이룰 수 있었다. 조작이 제한되었다 보니 포스 터치에의 의존도가 높은데 화면을 꾹 누를 때마다 손목에 전해지는 느낌이 매우 특이하다.
watchOS 7부터는 삭제되었다. 조작이 직관적이지 못하다는 것이 이유. 대신 화면에서 바로 찾아볼 수 있도록 UI를 재설계하도록 Apple 개발자 문서가 업데이트되었다. 또한 같은 년도에 나온 Apple Watch Series 6에서도 Force Touch용 하드웨어가 제거되었다.

2.2. Mac에서

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Apple Watch와 비슷한 원리이나 트랙패드는 넓은 만큼 전면에서 압력을 감지할 수 있다. 기존 Multi-touch 트랙패드는 윗부분이 고정된 물리적인 구동부를 이용해 패드, 즉 물리적으로 버튼을 클릭하는 방식이고[2] 따라서 구조의 특성상 고정되어 있는 윗부분은 잘 눌리지 않았다.
반면에 Force Touch는 capacitive glass panel의 아래에 4개의 힘 센서(Force Sensor)를 배치하는 구조를 통해 트랙패드의 모든 부분에서의 압력을 정확하게 측정할 수 있다. 트랙패드의 어디를 누르더라도 4개의 힘 센서는 모두 눌리게 되며 단지 위치에 따라서 눌리는 양이 달라지게 되는데, 4개의 힘 센서 내의 변화된 캐패시티[3]를 각각의 전극 센서가 인지하여 신호를 종합적으로 감지하여 사용자가 누르는 힘을 감지한다.'''쉽게 설명하자면, 집에 있는 전자저울과 같은 원리다. 전자저울 4개를 사각으로 배치하고 위에 판을 올린다고 생각해보자.''' 다만, 이와 같은 방식으로는 전통적인 트랙패드의 '클릭감'은 실현할 수 없다. 실제 눌리는 물리적인 버튼이 없기 때문이다. 따라서, '클릭감'은 Taptic Engine을 이용하여 인공적으로 만들어내고 있다. 즉, 트랙패드 자체는 물리적으로 상하운동을 하지 않지만 Taptic Engine으로 '딸깍'하는 진동을 만들어 내어 실제로 버튼이 눌리는 느낌을 준다.

진짜 가해지는 힘을 인식하는지 이해를 돕기 위해 위 영상을 보면 된다. 빨리감기 아이콘에 살짝 힘을 가하면 2배속, 이것보다 세게 힘을 가하면 5배속, 좀 더 세게 힘을 가하면 10배속, 더 세게 힘을 가하면 30배속, 완전 세게 누르면 60배속으로 재생이 된다. 즉 압력을 인식하는 Force Touch가 아닌 그냥 ON/OFF만 있는 버튼식이라면, 가하는 힘에 따라 배속이 달라지는 것은 구현이 불가능한 것이다. 물론 이것은 Force Touch 하드웨어를 뒷받침 해주는 프로그램이 있어야한다. 만약 개발자가 Force Touch 지원을 안 하고 프로그램을 만든다면 위와 같은 기능은 구현이 불가능하다. 즉 Apple이 Force Touch를 개발해놨으니 이 Force Touch가 얼마나 활용되느냐는 개발자의 역량도 중요한 몫. 이 Taptic Engine이 너무 절묘하게 작동하여서 실제로 누른 사람은 '딸깍'하고 터치되는 것처럼 인식이 되는데, 실제로는 눌리는 단계는, '딸깍'은 단순히 Taptic Engine으로 인한 반응이다. 따라서 전원이 꺼져있으면 Force Touch가 작동하지 않고 트랙패드를 누르면 사용자가 실제로 아무런 느낌을 느낄 수 없다. 실행되지 않기 때문이다. 참고로 이 Taptic Engine은 클릭감을 더 자연스럽게 해 위해 트랙패드 수평 방향으로도 약간 이동시켜 주지만 끄면 수평 방향으로는 없고 단지 상하 방향으로만 이동하게 되는데 이때 클릭감이 없으므로 매우 밋밋한 느낌을 받게 된다.

2.3. iPhone에서

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iPhone 6s 시리즈에서 처음 적용되었다. 또한 탭틱 엔진이 추가되었다. Apple Watch와 달리 트랙패드와 마찬가지로 Force Touch의 위치를 판별할 수 있다.
iPhone 7부터는 홈버튼이 물리적 버튼에서 트랙패드와 비슷한 방식으로 바뀌었다. 홈버튼을 누를 때는 어느 정도의 압력을 가하기 때문에 포스 터치가 맞으며 센서를 통해 홈버튼을 누르는 것과 탭하는 것이 구분되어 있다. 홈버튼을 "누르면" Taptic Engine이 홈버튼을 눌렀을 때와 비슷한 느낌을 전달한다.
자세한 정보는 3D Touch 문서 참고.
이후 2018년에 발표한 신형 iPhone인 iPhone XR에서는 3D Touch가 탑재되지 않았다. 대신에 Haptic Touch라는 기능을 추가했다고 소개했는데, MacBook Pro의 트랙패드와 같은 기능이라고 한 것을 볼 때 이 압력의 정도를 단계별로 인식할 수 있는 3D Touch 대신에 압력의 정도만 인식할 수 있는 Force Touch 기능을 추가한 것으로 예측되었으나, 실제로는 롱터치 동작에 햅틱 효과만 추가한 것이었다. iOS 12.1.1 업데이트로 더 많은 기능이 추가 됐다. iOS 13 베타에서 3D Touch 기능이 대부분 롱터치로도 발동할 수 있게 변경되었고 대부분 햅틱 터치로 대체되었다. 2019년형 iPhone 11시리즈 부터는 탑재되지 않았다. 단, iPhone SE 2세대는 예외. 홈 버튼에 한해 Force Touch가 탑재되어 있다.

3. Taptic Engine의 중요성


Force Touch의 개념은 안드로이드에도 있었다는 평이 있지만 그걸 실제로 만족스러운 사용성을 가지게 구현하는 것에는 큰 차이가 있다. Apple의 Force Touch를 논할 때 꼭 고려해야 하는 부분이 바로 Taptic Engine이다.
Taptic Engine은 Apple Watch Force Touch와 함께 탑재되었으며 포스 터치를 할 때마다 Taptic Engine이 울리면서 이를 촉각적으로 전달한다. 이는 단순히 기기가 '부웅'하고 울리는 진동 모터와는 확연히 다르다. Taptic Engine은 구조상 최대 진동에 이르기까지의 딜레이가 거의 존재하지 않기 때문에 기존의 진동 모터보다 훨씬 다양한 진동 피드백을 제공할 수 있다.
이 촉각적 느낌과 시각적으로 나타나는 UI는 Force Touch가 작동했다는 것을 거슬리지 않은 방식으로 사용자에게 전달한다.

4. 기능

아래의 기능 설명은 일부만을 서술하고 있다.
MacBook에서의 기능
  • 브라우저에서 단어 부분을 꾹 누르면 단어의 뜻을 찾을 수 있다.
  • Finder에서 파일을 꾹 누르면 미리 볼 수 있다.
  • 날짜 텍스트를 꾹 누르면 새 캘린더 이벤트를 생성할 수 있다.
  • 동영상에서 압력에 따라 빨리감기 또는 되감기의 속도를 변경할 수 있다.
  • 미리보기에서 서명을 할 때 압력에 따라 선의 굵기가 달라진다.
  • 서드파티 앱인 BTT을 통해 몇 개의 손가락으로 포스터치를 활성화시키냐에 따라 어떤 앱에서 어떤 동작을 활성화시킬지 설정할 수 있다.
  • 파일명을 세게 눌러 바로 편집할 수 있다.
  • 일부 프로그램에서 안내선이나 중점에 따라 자석 기능이 사용될 때 손에 '띡' 느낌의 진동이 온다.
Apple Watch에서의 기능
  • 알림을 한 번에 지울 수 있다.
  • 시계 화면을 꾹 누르면 다른 시계 화면으로 바꿀 수 있다.
  • 운동 앱을 꾹 누르면 운동을 종료할 수 있다.
  • 메시지를 새로 작성할 수 있다.
  • 알람 앱에서 새 알람을 추가할 수 있다.
  • 캘린더앱에서 일단위 보기랑 주단위 보기를 선택할 수 있다.
  • 음악 앱에서는 다음곡 이동, 볼륨조절이 가능하고 Airplay를 통해 어디서 소리를 들을지 선택할 수 있다.
Apple Watch에서의 기능은 watchOS 7 업데이트와 함께 옛말이 되었다.

5. 관련 문서


[1] 전자석을 이용해 또 다른 자성체를 떼었다 붙였다하는 과정에서 소리가 발생하는 원리이다.[2] 다이빙 보드식 매커니즘이라고 불리는데, 말 그대로 다이빙 보드처럼 윗부분은 고정되어 있고, 판이 휘면서 아래의 버튼이 눌리는 식이다.[3] 본래 압력 센서는 것은 눌린 정도에 따라 신호의 크기를 변화시킨다. Force Touch 트랙패드에는 압력 센서가 사용되며 트랙패드가 실제로 물리적으로 눌리지 않는다. 하지만 세게 누르면 트랙패드가 쑥쑥 들어가는 걸 볼 수 있는데 눌리는 게 아니라 밑에 공간이 있기 때문에 트랙패드 판이 휘는 현상이다.[4] 삼성의 갤럭시 S8/S8+부터 갤럭시 노트9까지 기종은 홈 버튼을 소프트키로 구현하면서 하단 부분에 포스터치로 홈 버튼의 압력을 구분한다.

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