Что значит экран мультитач
Типы сенсорных экранов
Сенсорный экран – это устройство ввода и вывода информации посредством чувствительного к нажатиям и жестам дисплея. Как известно, экраны современных устройств не только выводят изображение, но и позволяют взаимодействовать с устройством. Изначально для подобного взаимодействия использовались всем знакомые кнопки, потом появился не менее известный манипулятор «мышь», существенно упростивший манипуляции с информацией на дисплее компьютера. Однако «мышь» для работы требует горизонтальной поверхности и для мобильных устройств не очень подходит. Вот тут на помощь приходит дополнение к обычному экрану – Touch Screen, который так же известен под названиями Touch Panel, сенсорная панель, сенсорная пленка. То есть, по сути, сенсорный элемент экраном не является – это дополнительное устройство, устанавливаемое поверх дисплея снаружи, защищающее его и служащее для ввода координат прикосновения к экрану пальцем или иным предметом.
Использование
Сегодня сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных электронных устройствах. Изначально тачскрин применялся в конструкции карманных персональных компьютеров (КПК, PDA), теперь первенство держат коммуникаторы, мобильные телефоны, плееры и даже фото- и видеокамеры. Однако технология управления пальцем через виртуальные кнопки на экране оказалась настолько удобной, что ею оснащаются почти все платежные терминалы, многие современные банкоматы, электронные справочные киоски и другие устройства, используемые в общественных местах.
Ноутбук с сенсорным экраном
Нельзя не отметить и ноутбуки, некоторые модели которых оснащаются поворотным сенсорным дисплеем, что придает мобильному компьютеру не только более широкую функциональность, но и большую гибкость в управлении им на улице и на весу.
К сожалению, пока подобных моделей ноутбуков, называемых в народе «трансформеры», не так много, но они есть.
В целом, технологию сенсорного экрана можно охарактеризовать как наиболее удобную в случае, когда необходим мгновенный доступ к управлению устройством без предварительной подготовки и с потрясающей интерактивностью: элементы управления могут сменять друг друга в зависимости от активируемой функции. Тот, кто хоть раз работал с сенсорным устройством, сказанное выше прекрасно понимает.
Типы сенсорных экранов
Всего на сегодня известно несколько типов сенсорных панелей. Естественно, что каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. Выделим основные четыре конструкции:
Кроме указанных экранов, применяются матричные экраны и инфракрасные, но ввиду их низкой точности их область применения крайне ограничена.
Резистивные
Резистивные сенсорные панели относятся к самым простым устройствам. По своей сути, такая панель состоит из проводящей подложки и пластиковой мембраны, обладающих определенным сопротивлением. При нажатии на мембрану происходит её замыкание с подложкой, а управляющая электроника определяет возникающее при этом сопротивление между краями подложки и мембраны, вычисляя координаты точки нажатия.
Преимущество резистивного экрана в его дешевизне и простоте устройства. Они обладают отличной стойкостью к загрязнениям. Основным достоинством резистивной технологии является чувствительность к любым прикосновениям: можно работать рукой (в том числе в перчатках), стилусом (пером) и любым другим твердым тупым предметом (например, верхним концом шариковой ручки или углом пластиковой карты). Однако имеются и достаточно серьезные недостатки: резистивные экраны чувствительны к механическим повреждениям, такой экран легко поцарапать, поэтому зачастую дополнительно приобретается специальная защитная пленка, защищающая экран. Кроме того, резистивные панели не очень хорошо работают при низких температурах, а также обладают невысокой прозрачностью – пропускают не более 85% светового потока дисплея.
Использование пера с сенсорным экраном
Ёмкостные
Технология ёмкостного сенсорного экрана основана на принципе того, что предмет большой ёмкости (в данном случае человек) способен проводить электрический ток. Суть работы ёмкостной технологии заключается в нанесении на стекло электропроводного слоя, при этом на каждый из четырех углов экрана подается слабый переменный ток. Если прикоснуться к экрану заземленным предметом большой емкости (пальцем), произойдет утечка тока. Чем ближе точка касания (а значит, и утечки) к электродам в углах экрана, тем больше сила тока утечки, которая и регистрируется управляющей электроникой, вычисляющей координаты точки касания.
Ёмкостные экраны очень надежны и долговечны, их ресурс составляет сотни миллионов нажатий, они отлично противостоят загрязнениям, но только тем, которые не проводят электрический ток. По сравнению с резистивными они более прозрачны. Однако недостатками является все же возможность повреждения электропроводного покрытия и нечувствительность к прикосновениям непроводящими предметами, даже руками в перчатках.
Проекционно-ёмкостные
Проекционно-ёмкостные экраны основаны на измерении ёмкости конденсатора, образующегося между телом человека и прозрачным электродом на поверхности стекла, которое и является в данном случае диэлектриком. Вследствие того, что электроды нанесены на внутренней поверхности экрана, такой экран крайне устойчив к механическим повреждениям, а с учетом возможности применения толстого стекла, проекционно-ёмкостные экраны можно применять в общественных местах и на улице без особых ограничений. К тому же этот тип экрана распознает нажатие пальцем в перчатке.
Данные экраны достаточно чувствительны и отличают нажатия пальцем и проводящим пером, а некоторые модели могут распознавать несколько нажатий (мультитач). Особенностями проекционно-ёмкостного экрана являются высокая прозрачность, долговечность, невосприимчивость к большинству загрязнений. Минусом такого экрана является не очень высокая точность, а также сложность электроники, обрабатывающей координаты нажатия.
С определением поверхностно-акустических волн
Суть работы сенсорной панели с определением поверхностно-акустических волн заключается в наличии ультразвуковых колебаний в толще экрана. При прикосновении к вибрирующему стеклу, волны поглощаются, при этом точка прикосновения регистрируется датчиками экрана. Плюсами технологии можно назвать высокую надежность и распознавание нажатия (в отличие от ёмкостных экранов). Минусы заключаются в слабой защищенности от факторов окружающей среды, поэтому экраны с поверхностно-акустическими волнами нельзя применять на улице, а кроме того, такие экраны боятся любых загрязнений, блокирующих их работу. Применяются редко.
Другие, редкие типы сенсорных экранов
Применение индукционного экрана в ноутбуке
Мультитач (Multi-touch)
Мультитач, о котором все так много говорят и популярность которого только растет, не является типом сенсорного экрана. По своей сути, технология множественного нажатия – что является вольным переводом словосочетания multi-touch – это дополнение к сенсорному экрану (чаще всего построенному по проекционно-ёмкостному принципу), позволяющее экрану распознавать несколько точек прикосновения к нему. В результате мультитач-экран становится способным к распознаванию жестов. Вот лишь некоторые из них:
О пользе и недостатках сенсорных экранов
В карманных устройствах сенсорные экраны появились давно. Причин этому несколько:
Однако и недостатков хоть отбавляй:
В результате, полностью избавиться от клавиатуры не всегда получается, ведь гораздо удобнее набирать текст с помощью привычных клавиш. Зато сенсорный экран интерактивнее, благодаря более оперативному доступу к элементам меню и настройкам современных гаджетов.
Надеемся, что этот материал поможет вам при выборе устройства с сенсорным экраном.
Обсудить сенсорные экраны на форуме
Зачем нужен мультитач в телефоне
Они не знают, каково его предназначение. Именно по этой причине не каждый пользователь сегодня способен рационально оценить функции и понять, в чем преимущества такого девайса. Если для вас это тоже проблема, то рекомендуем почитать материал, который мы специально приготовили.
Мультитач – это сенсорный экран, который может отреагировать сразу на несколько прикосновений. Клавиатуры в таком устройстве нет. А главным инструментом в данном случае являются легкие касания пальцами рук.
Настоящий бум мультитач-устройств произошел после того, как было анонсировано первое поколение iPhone. А потом умные телефоны стали очень популярны.
ВАЖНО! В настоящее время за редким исключением все потребительские устройства, у которых есть сенсорный экран, осуществляют поддержку мультитач. Такой возможностью теперь располагают мобильные телефоны, смартфоны, планшетные компьютеры, ноутбуки прочие умные девайсы, оснащенные сенсорным экраном.
Далее мы поговорим более подробно о том, как выглядит мультитач экран? Объясним, что это за новшество технологии?
Что такое мультитач
Для сравнения скажем о том, что классический сенсорный экран способен распознать лишь одно прикосновение пользователя и в один момент времени. А мультитач экран способен определять расположение сразу от 2 до 10 касаний. В одно и то же время. Значит, у пользователя есть возможность управлять своим девайсом, применяя все десять пальцев.
Не нужно думать, что предлагаемые пользователю возможности явно излишни и не нужны. В действительности же возможность распознавать более одного касания одновременно – это немалый потенциал для того, чтобы управлять телефоном.
Лишь один убедительный пример. Речь пойдет о жестах с применением нескольких пальцев. Используя их, можно быстро выполнять действия, которые бы на обычном сенсорном экране потребовали бы пару и даже тройку отдельных касаний.
К разработке сенсорных экранов приступили в 60-х годах минувшего века. А активная разработка экранов с мультитач началась уже в 80-х годах. Однако период внедрения этой технологии приходится лишь тогда, когда наступил век нынешний.
ВАЖНО! Именно когда начался 21-ый век, на всей планете заговорили о технологиях, когда предоставляется возможность управлять картинкой монитора только одним касанием пальца. Надо признать, что это был знаменательный этап в мире электроники.
Еще в 60-е годы минувшего столетия ученые немало потрудились над тем, чтобы получить высокотехнологичный сенсорный экран. И все эти новшества даже нашли применение в ЦЕРН (центр ядерных исследований в Европе). Обществу же впервые были представлены такие экраны в Нью-Йорке. Их разработкой занимался Джеф Хан.
Для чего нужна такая функция
Поверьте, что мультитач нисколько не лишний. Дело в том, что прикосновения к экрану не только упрощают поставленную задачу, но и дают немалую экономию времени, что для пользователя бывает очень важно. Иногда даже не замечаешь, как машинально пытаешься сделать картинку больше парой пальцев.
Мультитач предоставляет дополнительные возможности для того, чтобы взаимодействовать с интерфейсом телефона. Первым делом это обеспечивают жесты, когда используется несколько пальцев сразу.
Можно представить, что обычный пользователь сможет обойтись без этих новшеств в аппарате. Зато невозможно представить, что эти новшества не нужны заядлому игроману. Ведь в противном случае его ожидает масса проблем.
ВАЖНО! В настоящее время большинство известных производителей адаптирует управление игровым процессом именно под мультитач экран. Они решили отказаться от кнопочных команд. И пошли по пути применения современных технологий для того, чтобы упростить процесс игры.
Применение мультитач в гаджетах:
— Можно управлять играми и развлекательными приложениями.
— Всего одно касание для масштабирования изображения.
— Можно легко управлять приложениями и экономить время.
В чем отличие мультитач
Постоянно инженеры, которые работают в ведущих компаниях, ведут разработку новых комбинаций, способных сделать легче управление электронными девайсами. Тем, у кого есть смартфон, давно известны преимущества в функции масштабирования. Большинство производителей отмечают то, что их гаджеты могут распознавать от 10 до 20 касаний синхронно.
За редким исключением все современные мобильные устройства осуществляют поддержку данной функции. Большинство ноутбуков и электронных книг теперь тоже имеют на вооружении данную функцию.
Такой экран можно разработать, используя один из нескольких технологических путей. Однако опыт показал, что самый практичный и популярный метод — резистивный. Его разработал Сэмюэль Херст. Главное достоинство в этой производственной схеме — невысокая стоимость.
Подчеркнем, что этот способ имел большую популярность до 2008 года. А потом уже разрабатывались более универсальные варианты того, как создать экран мультитач: тензометрические, оптические и индуктивные тачскрины.
ВАЖНО! Сейчас большинство создателей продолжают работу над проекционно-емкостным сенсорным экраном. Именно его и применяет в своих гаджетах известная на весь мир компания Apple.
Из чего состоит этот экран? Панель из стекла накрывает резистивный слой, называемый емкостным монитором. В углах дисплея находятся четыре электрода. Они пропускают переменное напряжение. Стоит только прикоснуться к монитору, как сразу возникает утечка тока. Понятно, что на большом дисплее помещается больше точек касания, и их устройство лучше распознает.
Какие жесты используются
— Если свести и развести два пальца, то произойдет увеличение или уменьшение масштаба изображения;
— Если передвигать пару пальцев вокруг центра, то объект в приложении будет вращаться;
— Если переместить два пальца или нажать двумя пальцами, то произойдет взаимодействие с объектом в приложении;
— Если удерживать один палец и переместить второй, то можно выделить объекты в приложении;
— Если свести пять пальцев, то приложение закроется или перейдет к списку приложений, которые запущены.
ВАЖНО! Мультитач – это не только жесты, но и прочие возможности.
Например, возможность разработать сложные мобильные игры. Поскольку можно распознать нескольких нажатий, то можно также создать сложные и динамичные игры. Речь идет о тех играх, которые требуют от пользователя нажимать сразу несколько кнопок.
Несколько пользователей могут работать одновременно. Большие сенсорные экраны, которые поддерживают мультитач, предоставляют возможность организовать работу так, что несколько пользователей смогут работать одновременно.
Где используется мультитач
— Ноутбуки;
— Навигаторы;
— Мониторы;
— Портативные приставки;
— Умные проекторы;
— Фотоаппараты;
— Мультимедийные столы;
— Автомобили.
Сенсорный емкостный мультитач экран может использовать каждый из нас. Даже ребенок. И потому его можно внедрить в компьютерные аппараты и мобильные устройства. Но не только. В бытовой технике он тоже бывает.
Оборудование выглядит более предпочтительным, если им можно управлять через сенсор несколькими касаниями. Большую популярность получили разнообразные панели мультитач в общественных местах. Таковыми являются, в частности, торговые павильоны, учебные заведения, медицинские и детские развлекательные центры. В большинстве случаев их применяют для того, чтобы предоставлять нужную информацию, а также как рекламные панели.
Посетители непринужденно перемещаются по электронной карте, изучают каталоги продукции. У таких систем есть микрофон и колонки.
ВАЖНО! Отметим, что картинка дисплея отличается яркостью и контрастностью. Монитор настолько прочен, что ему не страшны царапины и прочие возможные механические повреждения. Предприниматели покупают такую мультитач панель, так как это делает выше уровень восприятия и поднимает престиж любой компании.
Проверка наличия мультитач на телефоне
Еще в магазине нужно будет включить девайс и зайти в меню Googl Maps. В аппарате есть мультитач, если масштабирование в данной программе осуществляется парой касаний пальцев. Если такое не происходит, то, значит, вам предлагают некорректную информацию. Покупайте другую модель.
Львиная доля современных мобильных телефонов имеет хорошо функционирующий мультитач. Даже на самых бюджетных телефонах функция действует безукоризненно. Она распознает десяток касаний.
Если есть желание, то можно проверить, как мультитач действует на вашем девайсе. Используйте для этого приложение для проверки мультитача. Скажем, AnTuTu Benchmark.
Нужно запустить это приложение на своем гаджете и перейти в раздел «Тест функций – Тест мультитач». Потом прикоснитесь всеми пальцами к экрану телефона и отпустите. Экран покажет вам, сколько было зафиксировано касаний.
ВАЖНО! Не имеет функции мультитач резистивный экран в смартфонах и планшетах. Впрочем, можно встретить таких пользователей, которые будут упорно доказывать обратное. Дело в том, что на таких экранах можно реализовать с помощью двух пальцев лишь функцию поворота и масштабирования. И все. Играть в современные игры не получится. А это того, кто играть любит, не обрадует.
В настоящее время мониторы не столь большие, чтобы можно было на них работать обеими руками. Однако скоро в каждом гаджете будут такие технологические мультитач экраны. Все, что ранее можно было увидеть в фантастических фильмах, теперь реальность. Все это внедряется в быт людей.
Великие умы постоянно вводят в гаджеты все новые функции. Они применяют мультитач экран для того, чтобы управлять. При этом ведутся разработки новых комбинаций. Более того, сама технология становится все более совершенной. Сенсорный экран уже давно стал лицом нынешней технологии. И за ним, безусловно, наше будущее.
Технологии мультитач
Предисловие
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
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
Насколько я знаю, любая ПЗС-матрица чувствительна к ближнему ИК, поэтому можно использовать любую камеру, главное, чтобы объектив был без фильтра, блокирующего ИК-излучение. Любители DIY для этих целей используют обычные веб-камеры, с которых самостоятельно снимают ИК-фильтры. Я пробовал использовать 3 камеры: PlayStation 3 Eye (классика жанра), Microsoft LifeCam Cinema, Logitech C910. Больше всего понравилась камера Logitech, которая имеет самую большую ПЗС-матрицу и легко-съемный фильтр.
Чтобы камера видела только “нужное” излучение, на объектив необходимо нанести узкополосный ИК-фильтр, пропускающий только длину волны, соответствующую длине волны ИК-прожектора. Купить ИК-фильтры можно, например, на aliexpress.com.
Из профессиональных камер чаще всего используются камеры производства компании Point Grey.
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.