Что такое мультитач в компьютере
Развитие цифровых технологий движется как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Наблюдается открытие новых устройств, помогающих в рабочей, образовательной и игровой сферах и усовершенствование уже устоявшихся изобретений. Рассмотрим в статье пример горизонтального роста (усовершенствования) сенсорных экранов.
Технологии
Для работы с мультитачем пригодны две технологии: проекционно-ёмкостная (не при любой форме электродов) и оптическая. Оптический сенсорный экран удалось сделать в домашних условиях из видеокамеры. [5]
Цифровое устройство представлено в виде сложной конструкции для исполнения задач, которые человек не может решить без машины. Но некоторые внутренние составляющие аппарата доступны для понимания. В статье разберем простыми словами непростой термин «touchscreen».
Фирмы-разработчики
-
. - Большой выбор мультитач-решений - мониторы, киоски, столы. — полностью российский продукт, включающий multitouch-столы и стену. — Разработчик мультитач-устройств и софтверных приложений. — обзор концепций и моделей, представленных на выставке CeBIT 2009. — планшетные мультитачи HP TouchSmart tx2 и Dell Laitude XT2
- Разработчик мультитач-экранов и софтвера в обзоре модульных мультитач-ЖК-панелей и проекционных экранов (рус.) — продаёт решения на базе своей SDK под Visual Studio
Wikimedia Foundation . 2010 .
Использование мультитач в гаджетах
Компьютерные игроки не представляют виртуальный мир, если настройки по управлению им с ограничениями. В некоторых случаях мультитач выполняет функцию удобства, то есть для получения удовольствия при взаимодействии с цифровым устройством. Профессиональные геймеры отказываются от покупки кнопочного устройства, поскольку планшет с интерактивным монитором, имеющий мультитач экран, делает процесс игры облегченным.
Что такое touch screen и кто его придумал
Это цифровой аппарат, поверхность экрана которого восприимчива к прикосновениям подушечек пальцев или специального пера (стилуса). Сенсорный проектор считывает команду к действию после затрагивания нужной области дисплея. Преимущество устройства в работе без ощутимых кнопок и других клавиш. Применяется на планшете, компьютере или телевизоре. Зависит от характеристики и разработчика аппарата.
Кажется, что изобретение носит современный характер, но это не корректное суждение. Первые тачскрин-системы появились в 70-х годах. Параллельно несколькими профессорами — Сэмюэлом Херстом и другой группой ученых из США — была разработана схема тачскрин поверхности. Одна основывалась на сетке инфракрасных лучей, другая — на резистивном экране.
Рождение технологии пришлась на 1972-1982 годы, первым экземпляром выступал компьютер, функция которого была в считывании информации с лент самописцев. Только в 1998 году появляется мобильный телефон с возможность сенсорного касания.
История
Использование технологии началось с сенсорных экранов (touchscreen) для управления электронными устройствами предшественника технологии "мультитач" и персонального компьютера. Создатели первых синтезаторов и электронных инструментов, Hugh Le Caine и Bob Moog экспериментировали с использованием тач-сенсоров емкостных датчиков для контролирования звуков, издаваемые их инструментами. [4]
IBM начали строить первые сенсорные экраны в конце 1960-х, а в 1972 году Control Data выпустили PLATO IV компьютер - терминал, используемый для образовательных целей, который позволял касание (single-touch) на 16 x 16 массиве в качестве пользовательского интерфейса.
Первая реализация мультитача на базе сенсорно-емкостного способа была разработана в ЦЕРН в 1977 [6] [7] , на базе их емкостно-сенсорных экранов разработал в 1972 году датский инженер-электронщик Bent Stumpe. Эта технология была использована для разработки нового типа Интерфейс человек-машина (HMI) для управления синхрофазотроном (англ. Super Proton Synchrotron ) - ускорителя элементарных частиц (Ускоритель заряженных частиц).
В записке, датированной 11 марта 1972 года, Stumpe представил своё решение - емкостной сенсорный экран с фиксированным числом программируемых кнопок, находящихся на дисплее. Экран должен был состоять из множества конденсаторов вплавленных в плёнку или в стекло медных проволочек, каждый конденсатор должен быть построен так, чтобы поблизости находящийся проводник, такой как палец, приведет к увеличению электрической емкости на значительную величину. Конденсаторы должны были быть проволочками меди на стекле - тонкими (80 μm) и достаточно далеко друг от друга (80 μm), чтобы быть невидимым (CERN Courier апрель 1974 стр. 117). В конечном устройстве экран был просто покрыт лаком, который предотвращал касание пальцами конденсаторов.
В начале 1980-х годов разработка технологии Multi-touch началась по всему миру практически одновременно. Например, 1982 году в Торонтском университете. [8]
Сейчас различные технические воплощения технологии используются и активно продвигаются в продуктах компаний Apple, Nokia, Hewlett-Packard, HTC, Dell, Microsoft, ASUS, Samsung и некоторых других.
Внедрение Multi-touch-технологий уже опробовали постояльцы гостиничной сети Sheraton, ориентированной на деловых людей. [9]
Хотя слово «мультитач» обычно относится к сенсорным экранам, тачпады Apple, начиная с PowerBook, также распознают жесты несколькими пальцами [10] . В PowerBook есть особый смысл — прокрутка — лишь у параллельного движения двумя пальцами, а в MacBook, MacBook Pro и MacBook Air уже распознаются двухпальцевые повороты и разведения-сведения, а также разнонаправленные штрихи тремя и четырьмя пальцами. Также эту технологию поддерживает новая мышь компании Apple - Magic Mouse [11] и отдельный тачпад - Magic Trackpad. [12]
Большинство современных больших мультитач-экранов основаны на проекции. Есть также ИК-рамки (IR), которые отслеживают несколько точек касания одновременно и могут использоваться с любыми типами дисплеев. В мире существует множество производителей, запустивших в серийное производство мультитач IR-экранов различных размеров: 32", 40", 42", 46", 50" , при этом используются камеры и инфракрасная подсветка.
Большой популярностью в последнее время стали пользоваться сенсорные плёнки и стекло, производители которых покрывают все возможные размеры экранов от 17" до 50" и более.
Мультитач-устройства с маленьким размером экрана быстро становятся обычным явлением, так, например, количество телефонов с мультитач-экраном увеличится с 200.000 проданных в 2006 году до 21 млн. в 2012 году [13] . Более надежные и настраиваемые мультитач-решения, а также увеличение количества и качества понимаемых жестов делают популярным и удобным этот вид пользовательского интерфейса.
В январе 2010 года на выставке СES-2011 была представлена 2-я версия сенсорного «рабочего стола» Microsoft PixelSense (ранее назывался Microsoft Surface)), который работает под управлением ОС Miсrosoft Windows 7 и использует мультитач-интерфейс. Он также подешевел на треть и стал более доступным для массового потребителя [14] .
Наиболее распространённые мультитач-жесты
- Сдвинуть пальцы — мельче
- Раздвинуть пальцы — крупнее
- Двигать несколькими пальцами — прокрутка
- Поворот двумя пальцами — поворот объекта/изображения/видео
Матричные
Матричный экран схож с технологией резистивного тачскрина. Основа также представлена в виде двух пластин — гибкой мембраны и стекла. Отличие заключается в дифференцировке проводников на вертикальные, которые крепятся на мягкую мембрану, и горизонтальные, расположенные на стекле.
Принцип работы аналогичен резистивной технологии: при соприкосновении объекта с монитором, гибкая мембрана прогибается и верхние и нижние проводники соприкасаются. Контроллер фиксирует место касания для обработки сигнала.
Также отличие матричных экранов от резистивных в сниженной цене и простоте.
Менее актуальные типы сенсорных экранов
Разработчики тачскрин экранов стремятся сделать взаимодействие с телефоном или интерактивным оборудованием удобным и простым. История создания сенсора имеет множество ответвлений, среди которых находятся и менее удачливые разработки.
Примечания
Содержание
Дополнительные возможности
К возможностям устройства относится легкость в эксплуатации, подвластная всем категориям возрастов. Отсутствие кнопок делает управление незатруднительным и понятным.
Мультитач экраном может быть наделен не только гаджет, но и интерактивные устройства. Существуют приложения, специально предназначенные для аппаратов, имеющих технологию нескольких касаний.
К преимуществам относится дополнительная гарнитура: наушники, микрофон, колонки.
Реализации
Multi-Touch был реализован несколькими различными способами, в зависимости от размера и типа интерфейса (экрана).
Наиболее популярной формой мультитач-устройств являются мобильные устройства (Samsung Galaxy, большинство современных моделей смартфонов HTC, iPhone, iPad, iPod touch), мультитач-столы (например: Microsoft PixelSense (ранее назывался Microsoft Surface) и мультитач-стены. Имеются также и реализации сферических мультитач-экранов (Microsoft Sphere Project [2] , Мультитач ГЛОБУС [3] ).
В попытке сделать дорогие технологии более доступными любители также опубликовали способы построения DIY мультитач-экранов. [источник не указан 298 дней]
Как понять, есть ли мультитач в аппарате
Быстрый способ — это скачать доступное приложение AnTuTu Benchmark по распознаванию multitouch и определению, сколько касаний способно воспринимать устройство. После загрузки и установки перейдите в раздел «Тест функций – Тест мультитач». Прикоснитесь к экрану всеми пальцами рук, затем уберите. На дисплее останется максимальное количество отпечатков, читаемых устройством.
Если запуск приложения недоступен, обратите внимание на инструкцию по эксплуатации, прочитайте характеристики устройства. Производитель обязан указать особенности и возможности аппарата. При отсутствии инструкции, информацию можно найти в интернете, указав модель и индивидуальный номер.
Иногда торговая точка обманывает клиента ради выгоды и убеждает в наличии мультитач-системы в устройстве. Запомните, если смартфон или планшет с резистивным экраном, то есть со стеклянным дисплеем, на который наложена жидкая мембрана, то мультитач 100 процентов отсутствует.
Вы можете помочь улучшить эту статью, исправив в ней ошибки.
Оригинал на английском языке — Multi-touch.
Мультитач (англ. multi-touch — множественное прикосновение) — функция сенсорных систем ввода, осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания [1] . Мультитач может применяться, например, для изменения масштаба изображения: при увеличении расстояния между точками касания происходит увеличение изображения. Кроме того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям. Они часто используются для осуществления других, более простых функций сенсорных дисплеев, таких как single touch или квази мультитач.
Мультитач позволяет не просто определить взаимное расположение нескольких точек касания в каждый момент времени, он определяет пару координат для каждой точки касания, независимо от их положения относительно друг друга и границ сенсорной панели. Правильное распознавание всех точек касания увеличивает возможности интерфейса сенсорной системы ввода. Круг решаемых задач при использовании функции мультитач зависит от скорости, эффективности и интуитивности её применения.
В чем преимущество технологии мультитач
- Групповая работа.
- Одновременная работа на разных сторонах экрана.
- Совмещение интерактива и технологии multitouch в одном устройстве.
- Возможность встраивания дополнительной гарнитуры.
- Отсутствие кнопок.
- Простота в использовании, поэтому работа с устройством открыта для всех возрастных категорий.
- Мультитач-система распространяется как на гаджеты, так и на крупные цифровые устройства.
- Удобство при самостоятельной разработке игр.
- Широкий спектр применения.
- Расширенные возможности по управлению файлами.
Содержание
Где используется мультитач
Современные технологии внедряются в больший спектр сфер не из-за модернизации, а за счет практичности. Сенсорные интерактивные панели реагируют, когда палец касается поверхности, multi (несколько) touch (касаний) — когда несколько пальцев (от 2 до 10 и более). Технология проста в управлении, поэтому пользоваться новшеством подвластно любой возрастной категории.
Детские сады, школы, ВУЗы, начинают внедрение мультитач-систем для повышения обучаемости. Открывается возможность параллельной работы ученика и преподавателя или группового проектирования. Монитор оснащен высокой контрастностью для яркого изображения и антивандальным покрытием, чтобы продлить долговечность устройства.
Сфера рекламы выбирает мультитач с целью информирования клиента и поиска новой аудитории. Для привлечения внимания запускают подвижные слайды. Клиент сам решает, как использовать интерактив: переключить ролик или оставить текущую дорожку.
Использование multitouch системы повышает рейтинг компании перед конкурентами.
Инфракрасные
Технология инфракрасного сенсорного экрана не так распространена как проекционно- и поверхностно-емкостная. Но за счет простоты устройства сохраняется высокая четкость информации, транслируемой с экрана. Поэтому инфракрасную технологию применяют в электронных книгах, где важно качество изображения.
По периметру устройства находятся светодиоды, которые испускают инфракрасное излучение. Одна линейка светодиодов расположена по вертикали, другая — по горизонтали. Конструкция образует сетку из инфракрасных лучей с незначительным углом рассеивания. Вертикальные полосы расположены на мембране, а горизонтальные — на стеклянной поверхности. В месте касания экрана сетка из лучей перекрывается, и контроллер высчитывает координаты точки касания.
К недостаткам технологии пользователи относят то, что сенсорный экран подвержен механическому загрязнению, в результате чего нарушается скорость работы устройства.
Роль сенсорной поверхности в экране
Существуют кнопочные аппараты и сенсорные. Разница в спектре возможностей, характеристике, применении.
Устройства без системы тачскрин ограничены в использовании, с гаджетом может взаимодействовать только один человек. Сенсорное стекло получило положительный отклик среди пользователей, после чего начали производить аналогичные устройства с технологией тачскрин, но видоизмененные: интерактивные доски, панели, столы, планшеты и прочее. Сенсорные устройства предназначены для ускоренного процесса работы или обучения. Спектр возможностей шире, чем у кнопочных, что приводит к меньшему по объему затраченного времени на работу. Изобретение сенсорных экранов привело к ускорению рабочего процесса.
Резистивные
Резистивный сенсорный экран считается первопроходцем в мире тачскрин. Именно по аналогии резистивной технологии комплектовали последователей сенсорных аппаратов.
Резистивные экраны разделяются на четырехпроводные и пятипроводные.
Четырехпроводные: устройство представлено в виде одной панели, состоящей из стекла и мягкой мембраны, которая оснащена резистивным покрытием. На каждом из стекол нанесена тонкая токопроводящая стенка. Расстояние между двумя составляющими заполнено изоляторами. При нажатии происходит замыкание цепи и контроллер способен высчитать место нажатия и команду к действию. В роли «контроллера» выступают электроды, расположенные на углах матрицы.
Пятипроводные: отсутствие резистивной мембраны является отличительной особенностью от предыдущего типа. Восприятие сигнала ведется через отслеживание изменения напряжения мембраны. Преимуществом технологии является то, что при повреждении матрицы сенсор продолжает воспринимать сигналы.
Преимущества резистивной технологии:
- реакция даже на изолированный проводник (рука в перчатке);
- низкая стоимость.
Недостатки:
- не поддерживает мультитач;
- реакция резистивной матрицы исключительно на нажатия, следовательно отсутствует возможность восприятия команд в виде скольжения по экрану.
Ссылки
Поверхностно-емкостные
Устройства с поверхностно-емкостной технологией работают по принципу прерывания переменного тока. На поверхность экрана нанесен электропроводящий слой, а на каждый из четырех углов устройства за счет электродов проводится слабый переменный ток. Палец человека или стилус (специальное перо для работы с сенсорным экраном) выступает в роли проводника, и при прикосновении происходит утечка тока. После касания экрана значение силы тока изменяется. Электроды, расположенные на углах прибора, меняют свою характеристику, на основании чего контроллер высчитывает точку на дисплее, на которую подают команду, т.е. место прикосновения.
Мультитач в современном мире
Человечество приспособилось к управлению гаджетами как простых по устройству, так и сложных. Мы адаптировались к цифровой среде и порой не замечаем ее удобств, это стало естественным. Но мультитач экран в современном мире превратился в незаменимую вещь: трудно представить изменение масштаба изображения одним пальцем. Обладатели гаджетов, которые привыкли к функции, обязаны изобретению технологии мультитач.
Мы выделили сферы использования multitouch:
- образовательная;
- рабочая;
- повседневная;
- для игр.
В образовательных учреждениях популяризируют установку интерактивных панелей и досок с целью улучшения образования, включения учеников в рабочий процесс. Дисплей воспринимает несколько касаний одновременно, что позволят вести параллельную работу с группой школьников/студентов.
Офисные компании, стремящиеся к развитию, используют в работе интерактивные устройства по типу планшетов, досок, панелей. В каждом из устройств встроена программа нескольких касаний, что делает проектирование экономичнее по затраченному времени. С технологией мультитач появляется возможность взаимодействия нескольких персон на одном устройстве.
Большинство мобильных сенсорных устройств оснащены программой мультитач, поэтому пользователи относятся к функции как к очевидности. Но игроки знают толк.
Оптические
В системе оптического сенсорного экрана заложены камеры с инфракрасной подсветкой. В двух или четырех углах дисплея расположены камеры, каждая из которых имеет ИК подсветку. Подсветки периодически и поочередно зажигаются. Если в поле лучевой сетки не попадает объект (палец или стилус), то свет не преломляется и устройство остается в положении покоя. При попадании объекта на сетку, границы ИК нарушаются, и контроллеры регистрируют на место изменения лучевой структуры.
Технология мультитач на оптическом устройстве узко применима. Сенсорный экран с двумя камерами воспринимает от одного до двух касаний. Четырехкамерный распознает 4-6 касаний, но при этом высока неточность восприятия команды. Разработка применяется в LCD —жидкокристаллических дисплеях (смарт часы, телевизор) и проекционных дисплеях.
Самые распространенные типы тачскринов
Работа touchscreen экрана поверхностно понятна, но с точки зрения физики — уже не очень. Существует множество типов сенсорных экранов, одни устарели и не применяются, а другие получили спрос. Ниже представлен список распространенных тачскрин экранов.
Область применения
Спектр применения мультитач:
-
; :
- ВУЗы,
- детские сады,
- школы;
- аэропорт,
- вокзал.
- Windows Mobile 6.5 с установленным компонентом X Input 2, входящим в состав X Server 1.8 Linux - Xandros и Ubuntu (полная поддержка начиная с версии 10.10, частичная поддержка в 10.04) - перечисляют Multitouch в списке своих достоинств Symbian^3 OS на флагманских моделях Nokia N8, Nokia C6-01, Nokia C7, Nokia E7, Nokia X7 AndroidBadawebOS
- Microsoft Windows Phone 7
- Microsoft Windows Phone 8 OS 6.0
- Neprash Technology's N-Touch Platform.
- Microsoft Blackboard
- Microsoft Garden Pond
- Microsoft Rebound
- Microsoft Surface Collage
- Microsoft Surface Globe
- Microsoft Surface Lagoon
- Panning
- Paint
- Hearts/Solitaire
- Taskbar Jump Lists
- Zoom, Rotate, Panning and Flicks in Windows Photo Viewer and XPS Viewer and Windows Live Photo Gallery
- On-Screen Keyboard.
- Internet Explorer 8 англ.Multitouch Earth )
- Crazy Coins
- Rear Diffused Illumination (DI);
- Frustrated Total Internal Reflection (FTIR);
- Diffused Surface Illumination (DSI).
- поддержка практически неограниченного числа одновременных независимых касаний (на самом деле, количество ограничено разрешением камер(ы) и мощностью компьютера);
- возможность изготовить экран круглой, треугольной, шестиугольной и т.п. формы.
- поскольку технологии основаны на ИК-излучении определенной длины волны (см. далее), то наличие прямых солнечных лучей в зоне инсталляции недопустимо;
- для установки проектора и камер(ы) требуется довольно много пространства за экраном, что не всегда является приемлемым;
- необходимо разрабатывать специальное ПО, заставляющее эту систему работать, т.е. фактически писать драйвер.
- ИК-прожектора создают равномерный ИК-фон, который проходит сквозь подложку и рассеиватель, и только малая часть излучения отражается обратно.
- при касании рассеивателя каким-либо предметом, отражающим ИК-излучение (рука, стилус, кружка и т.п.), в данном месте камера засекает довольно яркое пятно на сером фоне.
- сигнал с камеры обрабатывает специальное ПО и на выходе выдает координаты (а иногда и форму/размер/рисунок) ярких пятен, присутствующих в заранее заданной области экрана.
- возможность распознавания меток (см. далее);
- предельная простота реализации;
- возможность изготовить экран любой самой сложной формы, в т.ч. неплоской;
- возможность изготовить экран любой площади.
- самый низкий контраст изображения с камеры (среди указанных трех технологий);
- возможность ложных срабатываний (при поднесении пальца к экрану, но не касаясь его, плохо реализованное и настроенное ПО может распознать это как полноценное касание).
- самый высокий контраст изображения с камеры (среди указанных технологий);
- необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
- не распознает метки (см. далее).
- возможность распознавания меток (см. далее);
- необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
- технология завязана на конкретном производителе оргстекла.
- способность различать силу нажатия на экран;
- точность определения места нажатия.
- стоимость;
- условие работы исключительно с индукционным пером.
- прочное покрытие устройства (низкая вероятность разбить экран);
- различает силу касания;
- защита от внешних факторов — пыли, грязи, влаги;
- непредельная прозрачность: 95%.
- резистивные (англ.Resistive )
- поверхностно-ёмкостные, (англ.Surface Capacitive )
- проекционно-ёмкостные (англ.Projected Capacitive: PST )
- в ячейке (англ.In-Cell ),
- изгиба волны (англ.Bending Wave ),
- дисперсивного сигнала (Шаблон:Dispersive Signal (DST)),
- поверхностных акустических волн (англ.Surface Acoustic Wave (SAW) ),
- инфракрасные (англ.Infrared (IR) ),
- оптические технологии (англ.Optical ),
- образовательная;
- рабочая;
- сфера обслуживания;
- медицинская;
- общественная;
- культурная;
- сфера продаж, коммерции и прочее.
- раздвигание пальцев в противоположные стороны делает изображение крупнее;
- сближение пальцев из противоположных сторон в одну точку уменьшает изображение;
- неотрывное поворачивание двух пальцев в круговом направлении — поворот изображения;
- касание тремя пальцами вниз — закрытие панели приложений;
- касание тремя пальцами делает переход в систему поиска.
Про использование мультитач в учебных учреждениях упоминалось выше. Поговорим про рекламу.
Сфера рекламы и общественных мест внедряет в пользование новые технологии, с целью роста продаж, привлечения новой аудитории. Для продуктивной работы устройство оснащают дополнительным оборудованием: громкоговорителями, колонками. Из-за массового пользования на внешней части прибора используется антивандальное покрытие. Устройство работает в двух режимах: интерактивный (когда клиент имеет возможность взаимодействовать с прибором) и текучий (для регулярной трансляции информации).
Конструкция экрана
По углам экрана расположены электроды — по одному в каждом углу. Электроды создают поле напряжения. При касании пальцем поверхности экрана сеть нарушается и происходит ток утечки. Существует возможность улавливания нескольких касаний — multitouch технология.
Устройство экрана построено таким образом, что под стеклом расположена чувствительная пленка. Преимущество такого местоположения в постоянной защите от погодных условий: дождя, снегопада, пыли. Недостатком технологии является отсутствие функции распознавания маркеров и ограничение площади пленки. Второй изъян решаем с помощью индивидуального подбора наклейки, т.е. стык-в-стык.
См. также
Программное обеспечение
Операционные системы, поддерживающие мультитач:
Приложения, специально разработанные под мультитач:
-
:
Преимущества и недостатки сенсорных экранов
Перед покупкой сенсорного устройства или принятия решения, оснастить уже имеющееся устройство тачскрин-системой, логично ознакомиться с ее преимуществами и недостатками.
Небольшая статья про технологии мультитач уже была опубликована на Хабре в далеком октябре 2008 года. В апреле 2011 года хабраюзер DMikhail описал свой опыт создания интерактивного стола. На дворе октябрь 2012 года и пора рассказать очередную порцию новостей из мира мультитач.
Введение
С момента появления на свет первого мультитач дисплея прошло 35 лет, за это время появилось множество разнообразных технологий, поддерживающих от одного до бесконечности касаний. В этой статье я расскажу про несколько распространенных методов преобразования обычного средства отображения в интерактивное устройство.
Проекционно-емкостная технология (Projected Capacitive Touch)
Принцип работы данной технологии описан в вышеуказанной статье хабраюзера meako, а так же в Википедии.
На момент написания статьи в свободной продаже находятся пленки до 100” по диагонали (для форматов 4:3 и 16:9) с поддержкой до 12 независимых касаний. Так же компанией Perceptive Pixel (недавно купленной Microsoft corp.) представлен 82” мультитач ЖК-дисплей с поддержкой неограниченного числа касаний.
Прелесть этой технологии заключается в том, что сенсорная пленка наклеивается с обратной стороны от защитного стекла, т.е. находится между средством отображения (ЖК-панель, проекционный экран, и т.п.) и стеклом, таким образом защищена от погодных условий и механических повреждений. У некоторых производителей заявлено, что толщина стекла может доходить до 20мм. Именно на этой технологии основано большинство сенсорных дисплеев/терминалов/киосков, установленных в бизнес-центрах, аэропортах, вокзалах, метро и других общественных местах.
К недостаткам данной технологии можно отнести только отсутствие возможности распознавания меток (fiducial marker, см. далее) и ограниченная площадь сенсорной пленки. Последний недостаток может быть отчасти нивелирован возможностью наклейки пленки стык-в-стык.
Оптические технологии (Optical technologies)
Технология DI
Самый распространенный метод (из оптических), широко применяющийся в коммерческих инсталляциях в силу своей простоты и наглядности.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — оптически прозрачный материал, придающий прочность экрану.
Проектор — проектор.
ИК-прожектор — монохромный излучатель в невидимом глазу человека ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-прожектора.
Технология FTIR
Довольно распространенный метод, однако в коммерческих продуктах встречается крайне редко.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — оптически прозрачный материал, среда распространения ИК-волн.
Проектор — проектор.
ИК-светодиод — светодиод с длиной волны лежащей в ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-светодиода.
По периметру подложки устанавливаются линейки ИК-светодиодов, излучение которых проникает внутрь подложки и распространяется там как волна в оптоволокне (явление носит название полное внутреннее отражение). Если палец касается экрана, то из-за изменения коэффициента преломления, волна проходит дальше границы подложки и отражается (рассеивается) от пальца, и это рассеянное излучение засекается камерой. Для усиления контраста изображения с камеры между рассеивателем и подложкой наносят слой так называемого “compliant layer”, выполненного чаще всего из силикона.
Рассеянное ИК-излучение засекается камерой и обрабатывается специальным ПО.
Технология DSI
Технология идентична FTIR за исключением того, что подложка выполнена из специального оргстекла.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — специальное оргстекло Endlighten, среда распространения ИК-волн.
Проектор — проектор.
ИК-светодиод — светодиод с длиной волны лежащей в ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-светодиода.
Фишка Endlighten в следующем: в материале размешана металлическая “пыль” таким образом, что при подсветке оргстекла с торца, излучение рассеивается на частичках “пыли” и возникает эффект самосвечения подложки, при этом на просвет материал все равно остается прозрачным.
Таким образом, помимо распознавания нажатий технология позволяет распознавать метки.
Метки (fiducials)
Метка представляет из себя плоскую фигуру, на которую нанесен рисунок, контрастный в ИК-диапазоне. Чаще всего это наклейка с черно-белым рисунком, нанесенная на реальный объект.
Пример меток.
ИК-излучение от белой области отражается, а черной — поглощается. Таким образом, в технологиях DI и DSI ИК-камера засекает рисунок, который легко распознается программным способом. В технологии же FTIR такой фокус не удастся: камера увидит только контур метки, но не ее содержание.
Ярким примером использования меток служит Reactable:
Технические детали
Рассеиватель
За время существования оптических технологий мультитач было испробовано большое количество разнообразных пленок и пластиков. Однако, самым лучшим материалом небезосновательно считается Evonik 7D006. Небезосновательно потому, что именно такой материал использовался в Microsoft Surface 1.0.
ИК-прожектор
Подбирается из ассортимента оборудования охранных систем. На рынке представлены прожектора с двумя длинами волн: 850 нм и 940 нм.
ИК-камера
Проектор
По проектору никаких ограничений нет, главное подобрать правильное разрешение, поток и объектив. Довольно много инсталляций используют ультракороткофокусные проектора, которые располагаются очень близко к экрану, экономя пространство. Так же не стоит обходить стороной лазерно-светодиодные проектора, которые на данный момент только начинают набирать популярность, главное преимущество которых заключается в высоком сроке службы источника света (более 20 тысяч часов против 3-4 тысяч у ламповых проекторов).
Примеры коммерческих продуктов
Microsoft Surface 1.0 (на технологии DSI):
UPD. Технология MS PixelSence
В январе 2011 года компания Microsoft совместно с компанией Samsung представили новый Microsoft Surface 2.0.
В 2012 году, в связи с выходом планшета MS Surface, стол Surface 2.0 был переименован в SUR40.
В столе SUR40 используется фирменная технология MS PixelSence.
Технология аналогична технологии DI, за исключением того, что вместо ИК-камеры используется ИК-сенсор, «встроенный» в каждый пиксель ЖК-матрицы. Таким образом PixelSence позволяет распознавать не только пальцы, но и метки, при этом толщина конструкции сведена к минимуму.
Чем отличается мультитач от сенсорного экрана
Термин «multi» в переводе с английского — «много, несколько», а «touch» — «прикосновение», что указывает на многофункциональность использования, восприятие одним экраном нескольких прикосновений в один момент времени. Обычный сенсорный экран направлен на поочередное выполнение команд, последовательность из одиночных касаний.
Для точности восприятия область прикосновения мультитач определяется не одним касанием, а еще несколькими точками вокруг, что увеличивает возможности интерфейса сенсорной системы ввода.
Что такое мультитач
Создание производных от телефонов повлекло за собой ряд развитий в сфере мобильных устройств. Из последних разработок это технология мультитач — аппарат сенсорных устройств с разрешением от 2 до 10 касаний, т.е. поверхность экрана распознает несколько прикосновений пальцев одновременно.
Люди задаются вопросом «Что такое мультитач, и где он используется?» Сам термин «multi» в переводе с английского обозначает «много, несколько», а «touch» — «прикосновения», из чего получаем соответствие названия устройства с его основной функцией.
Наглядный пример устройства с мультитач — это айфон, в технологию его дисплея встроена система распознавания нескольких прикосновений. Но цифровые интерактивы такие как стол, планшет, интерактивная доска, панель для удобства эксплуатации также имеют систему мультитач. При работе с аудиторией технология нескольких касаний ускоряет процесс обучения или проектирования, позволяет одновременно работать на одной доске от двух до десяти человек.
Индукционные
Внутреннее устройство схоже с инфракрасным. В основе лежит сетка чувствительных датчиков, воспринимающая прикосновения. Но проводящие лучи образованы катушкой индуктивности. Управлять таким экраном можно исключительно индуктивным пером, которое заряжается от электромагнитного резонанса, то есть при каждом соприкосновении с экраном. При касании пером стекла меняется напряженность магнитного поля, после чего специальные датчики фиксируют место резонанса и распознают подаваемую команду.
Благодаря точному распознаванию места нажатия устройство применяют в графическом дизайне. Появляется возможность создания точных тонких деталей или конструкций.
Недостатком индукционных экранов является то, что технология воспринимает исключительно индукционное перо, остальные проводники не способны управлять устройством. Прибор уместно устанавливать в местах с работой, привязанной к одной локации: школах, офисах. Тогда условие наличия специализированного пера не создает неудобств. В повседневности индукционный сенсорный экран менее пригоден, т.к. требует постоянного наличия стилуса.
Преимущества технологии:
Недостатки:
Проекционно-емкостные
Если в поверхностно-емкостной технологии электроды расположены на углах устройства, то в проекционно-емкостной по всей поверхности экрана растянута сеть из электродов. Касание дисплея пальцем или прибором задевает электрод и вызывает конденсат. В точке касания образуется заряд и энергия, вследствие чего напряжение между телом человека и электродом, на который пришлось прикосновение, увеличивается. Контролирующие датчики автоматически вычисляют, на какую область монитора подается команда.
Прибор, имеющий емкостный экран, может быть оснащен системой мультитач — восприятие от двух до десяти и более касаний одновременно. Также преимуществом технологии считается высокая прозрачность экрана, что позволяет устанавливать толстые стекла для прочности при использовании устройства в общественных местах.
История создания
История создания multitouch началась не с мобильных устройств и их производных, а с музыкальных инструментов. Для начала человечество пришло к задумке сенсора. Создатели синтезатора и других электронных инструментов работали над чувствительными к прикосновению датчиками, контролирующих издаваемые звуки инструментов. Идея получила дальнейшую разработку, но в области техники. В конце 1960 годах IBM перехватили идею и на основе чувствительных датчиков разработали сенсорные экраны. А в 1972 Control Data установили первый компьютер-терминал, предназначенный для образовательных целей, имеющий сенсорную поверхность с распознаванием одного касания.
Далее ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям) усовершенствовала разработку до нескольких касаний и использовала ее для управления синхрофазотроном — циклический резонансный ускоритель заряженных частиц.
Технология устройства: на экране дисплея расположено определенное количество кнопок, которые должны управляться прикосновением пальца. Под экраном располагалась сеть тонких медных проволок, расположенных на широком расстоянии друг от друга, чтобы быть незаметными глазу. Каждая нить лежала таким образом, что при прикосновении, т.е. при взаимодействии с проводником, электрическая емкость возрастала на значительную величину. Завершающий штрих — покрытие лаком поверхности устройства для предотвращения прямого касания конденсаторов.
Тензометрические
В отличие вышеперечисленных видов тачскринов, тензометрические сенсорные экраны работают на деформации дисплея.
Устройство тензометрического монитора устойчиво перед колебанием температур, подходит для массового пользования в общественных местах, в целом оснащен крепким устойчивым каркасом.
Преимущества:
Недостатки:
Устройство и применение дисплея мультитач
Разберем, как устроена технология multitouch, ее дополнительные возможности, область применения.
Полезное
Технологии
С физической точки зрения имеются следующие технологии, реализующие мультитач:
Для работы с мультитачем наиболее популярны две технологии: проекционно-ёмкостная (PCT) и оптические (IR, SAW). Оптический сенсорный экран удалось сделать в домашних условиях из видеокамеры. [15] .
Kinect (компании Microsoft) использует инфракрасный передатчик для получения шаблона точек, отражающих инфракрасные лучи. Искажение этого шаблона и измерение времени, которое потребовалось для отражения всех лучей от объектов в этом пространстве, позволяет создавать точные карты глубины пространства перед камерой. Изменения обновляются 30 раз в секунду и позволяют точно обнаружить и распознать движения.
Все оптические решения зависят от влияния внешних факторов, таких как: освещённость, солнечные лучи и температура. Ёмкостное решение является самым надёжным, но существует проблема размера экрана, так как при этом типе технологии экран является антенной, то есть чем больше экран - тем больше антенна, а значит, и количество помех. Лидером в промышленном производстве ёмкостных мультитач-экранов является фирма N-Trig [16] , которая производит экраны величиной до 17".
Смотреть что такое "Мультитач" в других словарях:
Multitouch — экран позволяет отслеживать несколько точек касания Мультитач (англ. multitouch или multi touch) технология, по которой сенсорный экран или тачпад отслеживает одновременно несколько точек нажатия. Например, сближая пальцы рук, можно… … Википедия
Touch screen — Сенсорная панель Nintendo DS карманная игровая приставка с двумя экранами; нижний сенсорный. Рядом перо от неё. Информационный автомат с сенсорным экраном … Википедия
Сенсорный монитор — Сенсорная панель Nintendo DS карманная игровая приставка с двумя экранами; нижний сенсорный. Рядом перо от неё. Информационный автомат с сенсорным экраном … Википедия
Microsoft PixelSense — Не следует путать с Surface планшетным ПК, название которого соответствует старому названию PixelSense. Microsoft PixelSense … Википедия
Сенсорный экран — Сенсорная панель … Википедия
Планшетный персональный компьютер — Планшетный ноутбук Toshiba Portege 3500 Эта статья о ПК. О других типах планшетных компьютеров см. … Википедия
Интернет-планшет — Эта статья о Интернет планшете. О других типах планшетных компьютеров см. Планшетный компьютер. У этого термина существуют и другие значения, см. Internet Tablet … Википедия
iPad — У этого термина существуют и другие значения, см. iPad (значения). Не следует путать с iPod. iPad Производител … Википедия
Планшетный компьютер — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Displair — Рабочий прототип устройства Displair Displair интерактивный безэкранный дисплей[1], который выводит в воздух любое изображение, полностью проницаемое для физических объектов. В устройство встроена оптическая система … Википедия
Мультитач (англ. multitouch или multi-touch) — технология, по которой сенсорный экран или тачпад отслеживает одновременно несколько точек нажатия. Например, сближая пальцы рук, можно уменьшить картинку на дисплее, а раздвигая — увеличить. Кроме того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям.
Разработка технологии Multi-touch началась в начале 1980-х годов по всему миру практически одновременно. Например, 1982 году в Торонтском университете. [1]
Сейчас различные технические воплощения технологии используются, и активно продвигаются в продуктах компаний Apple, Hewlett-Packard, HTC, Dell, Microsoft, ASUS и некоторых других.
Внедрение Multi-touch технологий уже опробовали постояльцы гостиничной сети Sheraton, ориентированной на деловых людей. [2]
Хотя слово «мультитач» обычно относится к сенсорным экранам, тачпады Apple, начиная с PowerBook, также распознают жесты несколькими пальцами [3] . В PowerBook есть особый смысл — прокрутка — лишь у параллельного движения двумя пальцами, а в MacBook, MacBook Pro и MacBook Air уже распознаются двупальцевые повороты и разведения-сведения, а также разнонаправленные штрихи тремя и четырьмя пальцами. Также эту технологию поддерживает новая мышь компании Apple - Magic Mouse. [4]
Большинство современных больших мультитач экранов основаны на проекции. Есть также ИК-рамки, которые отслеживают несколько точек касания одновременно и могут использоваться с любыми типами дисплеев.
В мире существует лишь один производитель, запустивший в серийное производство мультитач ЖК-экранов большого размера. Финская компания производит экраны размером 32" и 46", при этом сам механизм машинного зрения также является оптическим - т.е. с помощью камеры и инфракрасной подсветки. Также их система машинного зрения единственная в мире видит руку (пальцы и ладонь), а не точки касания. Таким образом достигается другой уровень интерактивности, т.к. реакции на движения пользователей становятся более "осознанными". Продукт компании основан на более чем 25-летних разработках Университета Информационных Технологий г. Хельсинки.
Где применяется технология тачскрин
Первоначально тачскрин применялся в конструкции карманных индивидуальных компьютеров (КПК, PDA) и не имел широкого спектра применения. Использование тачскрин на телефонеудобно, но непрактично, поэтому технология получила расширение. Появились усовершенствованные устройства с идентичным способом управления, т.е. при помощи касания подушечкой пальца или специального пера. Это интерактивные доски, столы, планшеты, киоски и прочее. Увеличение разнообразия цифровых аппаратов и их практичности повлекло к расширению области эксплуатации.
Сферы применения тачскрин:
Технология сенсорной системы позволяет начать работу с устройством без предварительной подготовки, что облегчает процесс взаимодействия с аппаратом. Из-за удобства эксплуатации программу тачскрин устанавливают на терминалы в общественных местах: магазинах, торговых центрах, выставочных залах. В роли носителей информации выступают сенсорные терминалы, киоски, цифровые трибуны и т.д.
Жесты, которые используются в мультитач
Ниже представлены наиболее распространенные жесты для управления мультитач, даже если пользователь не знает о многофункциональности своего устройства (вариативность рассматривается с точки зрения частного пользования или применения устройства в повседневности. Исключается работа в группах):
Как работает тачскрин
Чтобы разобраться, как работает сенсорный экран, следует изучить его внутреннее устройство. Тачпанель представлена в виде слоев, каждый из которых выполняет отведенную функцию. Упрощенно конструкция дисплея состоит из внешней части — стекла, антибликового покрытия, средней — диодов, и внутренней — матрицы с микродиодами.
Если смотреть глубже на месторасположение и функцию каждой составляющей, то самой дальней частью от человеческого глаза будут микродиоды. Это микро лампочки, служащие для подсвечивания изображения. Располагаются под матрицей.
Матрица смартфона устроена по аналогии телевизора, компьютера, интерактивной доски. Представлена в виде слоя жидких кристаллов. Поверхностью выше расположены диоды — чувствительные к касанию элементы, находящиеся на верхней части отображающего слоя.
Далее идут видимые глазу составные элементы: стекло и антибликовое покрытие. Стекло играет роль перегородки между внутренним и внешним составляющими устройства, а антибликовое покрытие предназначено для удобства восприятия подаваемой информации с экрана. Оно защищает от бликов при избытке солнечных лучей.
Читайте также: