Экраном с функцией мультитач и. Сенсорный мультитач экран и его виды

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:

• Резистивные
• Ёмкостные
• Проекционно-ёмкостные

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

Применение

• Коммуникаторы
• Сотовые телефоны
• POS-терминалы
• Tablet PC
• Промышленность (устройства управления)
• Медицинское оборудование

Коммуникатор

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.

Информационный киоск

Применение

• В охраняемых помещениях
• Информационные киоски
• Некоторые банкоматы

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.

Платежный терминал

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.

Применение

• Электронные киоски на улицах
• Платежные терминалы
• Банкоматы
• Тачпэды ноутбуков
• iPhone

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

• Оптические экраны. Инфракрасным светом подсвечивают стекло, в результате прикосновения к такому стеклу происходит рассеивание света, которое обнаруживается датчиком.
• Индукционные экраны. Внутри экрана расположена катушка и сетка чувствительных проводов, реагирующих на прикосновение активным пером, питающимся от электромагнитного резонанса. Логично, что такие экраны реагируют на нажатия только специальным пером. Применяются в дорогих графических планшетах.
• Тензометрические – реагируют на деформацию экрана. Такие экраны имеют малую точность, зато очень прочны.
• Сетка инфракрасных лучей – одна из самых первых технологий, позволяющих распознавать прикосновения к экрану. Сетка состоит из множества светоизлучателей и приемников, расположенных по сторонам экрана. Реагирует на блокировку соответствующих лучей предметами, на основании чего и определяет координаты нажатия.

• Сдвинуть два пальца вместе – уменьшение изображения (текста)
• Раздвинуть два пальца в стороны – увеличение (Zoom)
• Движение несколькими пальцами одновременно – прокрутка текста, страницы в браузере
• Вращение двумя пальцами на экране – поворот изображения (экрана)

О пользе и недостатках сенсорных экранов

В карманных устройствах сенсорные экраны появились давно. Причин этому несколько:

• Возможность делать минимальное количество органов управления
• Простота графического интерфейса
• Легкость управления
• Оперативность доступа к функциям устройства
• Расширение мультимедийных возможностей

Однако и недостатков хоть отбавляй:

• Отсутствие тактильной обратной связи
• Частая необходимость в использовании пера (стилуса)
• Возможность повреждения экрана
• Появление отпечатков пальцев и других загрязнений на экране
• Более высокое потребление энергии

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 на форуме

Современные технологии постоянно развиваются. Над разработками новых устройств работают целые отделы компаний с группами лучших разработчиков. Все это делается для того, чтобы сделать жизнь людей проще и удобнее. Одной из таких технологий является сенсорный экран. Стоит отметить, что такие экраны появились достаточно давно, и за время существования они прошли долгий путь развития. Таким образом, самым современным сенсором является сенсор мультитач. При этом не каждый сенсорный экран поддерживает функцию множественного касания. Именно о таких сенсорах и пойдет речь в данной статье. Итак, сенсорный мультитач экран, что это такое?

1. Что такое сенсор мультитач

Прежде чем перейти к тому, как устроена технология и какими бывают современные сенсоры, следует определить, что значит сенсор мультитач.

Multitouch – это сенсорный экран, который поддерживает функцию одновременного прикосновения в нескольких точках на дисплее. Другими словами – это функция, которая позволяет управлять устройством с сенсорным экраном несколькими пальцами одновременно. Более того, с экранами, которые поддерживают функцию мультитач, могут работать сразу два, и более пользователя.

Дословный перевод «Multitouch» значит – множественное прикосновение. В наше время существует множество технологий реализации таких сенсоров, однако наибольшей популярностью пользуются только три из них:

• Проекционно-емкостная;
• Резистивная;
• Оптическая.

Каждая из этих технологий обладает своими преимуществами и недостатками. Однако все же наибольшими перспективами обладает последняя. При этом на данный момент подавляющее большинство современных устройств с сенсорными экранами используют проекционно-емкостной тип экрана. Итак, давайте рассмотрим эти технологии более подробно.

1.2. Проекционно-емкостной сенсор

Проекционно-емкостной мультитач что это такое? Это технология реализации сенсора, поддерживающего функцию одновременного распознавания координат двух и более точек касания. Предшественником технологии является проекционный сенсор. Состоит такой экран из стеклянной панели, на которой имеется прозрачное покрытие из резистивного материала. Как правило, в качестве такого материала используется сплав оксида индия и оксида олова.

В каждом углу такой панели имеется электрод, который подает низковольтный переменный ток на проводящий слой. При этом экран обладает некоторым электрическим зарядом. Электроды считывают заряды в экране и направляют данные на электронный контроллер.

При касании к сенсору пальцем создается своего рода конденсатор, так как тело человека также проводит ток и имеет определенную емкость. Таким образом, в месте касания течение тока прерывается, а заряд поглощается пальцем, благодаря чему контроллер способен высчитать координаты места прикосновения.

Из преимуществ такого сенсора стоит отметить, что на панели не имеется никаких гибких мембран, благодаря чему на него не нужно сильно давить. Это в свою очередь означает, что такой экран обладает высокой надежностью и не чувствителен к загрязнениям. Кроме этого такие экраны способны определять координаты сразу нескольких прикосновений, что позволяет ему поддерживать функцию Multitouch.

В результате развития технологии появился подвид емкостного сенсора, который называется проекционно-емкостной сенсорный мультитач. Он работает по такой же технологии и имеет практически идентичное строение. Единственное отличие заключается в том, что сам сенсор и все базовые элементы располагаются на внутренней стороне экрана, а не на внешней, как это сделано в предыдущем варианте. Таким образом, такой сенсор стал более защищенным и долговечным.

Именно благодаря практичности, надежности и долговечности такой сенсорный дисплей используется практически во всех современных смартфонах, планшетах и других подобных устройствах.

Минусом такой технологии реализации мультитач является тот факт, что такой сенсорный экран реагирует только на проводящие ток предметы, имеющие электрическую емкость – пальцы рук или другие части человеческого тела, а также специальный стилус.

1.3. Резистивный Multitouch дисплей

Данный сенсорный экран отличается низкой стоимостью и простотой в производстве. Но при этом он является наиболее старым и не практичным. Суть технологии заключается в том, что панель состоит из двух слоев, разомкнутых между собой. Нижний слой, как правило, сделан из стекла, а верхний имеет вид мембраны, и изготовлен из прозрачной пленки. Оба слои имеют резистивное покрытие. Другими словами, они являются токопроводящими.

При нажатии на дисплей верхний слой (мембрана) прогибается и соприкасается с нижним, в результате чего панель замыкается в точке нажатия. Суть работы данной технологии заключается в том, что зная напряжение на электродах с одной стороны (с другой стороны они заземлены) и измеряя напряжение на мембране, появляется возможность вычислить координаты точки замыкания (прикосновения).

Для вычисления двух точек прикосновения необходимо выключить одну группу электродов и включить другу. Все это выполняется электронной системой управления (микропроцессор). Назвать такой сенсор мультитач можно только условно, так как в настоящий момент он не поддерживает одновременное прикосновение более чем в двух точках.

К преимуществам данной технологии реализации сенсора мультитач можно отнести простоту в изготовлении и дешевизну. При этом работать с дисплеем можно абсолютно любым предметом. Кроме этого такие панели чувствительны к царапинам и отличаются низкой износостойкостью. Другими словами, срок службы такой панели зависит от того, как, и в каких условиях вы будете его использовать.

Кроме этого на таких сенсорах сложно реализовать некоторые жесты, к примеру, «скольжение», так как на них нужно надавить и после этого продолжая продавливать мембрану, вести в нужную сторону.

Несмотря на все недостатки, такие дисплеи используются во многих бытовых приборах и другой технике.

2. Multitouch table - cтол-мультитач от Spider Group: Видео

2.1. Оптическая технология реализации сенсорного экрана

Данная технология на сегодняшний день не пользуется огромным спросом. Однако она обладает наибольшими перспективами и активно развивается. Оптический мультитач сенсор – это новое слово техники, которое станет популярным уже в ближайшем будущем.

Такие панели представляют собой стеклянную панель с оптическими датчиками, которые способны фиксировать току касания и передавать данные в электронную систему, которая высчитывает координаты. Датчики располагаются в углах панели. При этом особенность такого сенсора заключается в том, что вам не нужно касаться экрана.

Дело в том, что датчики расположены на некотором удалении от экрана (немного выше), поэтому считывание происходит еще до момента прикосновения. Еще одно преимущество данной технологии заключается в том, что нет ни каких ограничений в размерах панели, как в случае с двумя предыдущими экранами.

Оптический сенсор позволяет управлять системой любыми предметами – стилусом, обычным карандашом, пальцами, ручками и так далее.

Конечно, помимо вышеуказанных технологий реализации сенсорных панелей с функцией мультитач существуют и другие. Однако их доля на рынке составляет менее 1%. Многие из них не имеют перспектив, а некоторые стоят только в самом начале пути своего развития. Учитывая это, стоит понимать, что в скором будущем мир узнает о новых технологиях мультитач, которые превзойдут по всем параметрам все существующие сегодня типы сенсорных экранов. Однако на сегодняшний день данные технологии пользуются широким спросом и это не измениться в течение нескольких ближайших лет.

Не знаю как у кого, но у меня лично уважение к технологии мультитач появилось сразу же после того, как я «поигрался» с первым айфоном от Apple. По моему глубокому убеждению, именно шикарно реализованная в айфонах технология мультитач, а не грамотный пиар, обеспечили смартфонам iPhone такую феноменальную популярность.

Мультитач, можно сказать, перевернул представления о современном персональном компьютере, заменив кучу периферийных устройств, таких как клавиатура, мышка, трекбол, трекпоинт и даже стилус. На современных айфонах осталась всего одна функциональная кнопка!!! И в этом тоже заслуга мультитач. Даже сложно представить, сколько возможностей дает мультитач для пользователя. Нужна клавиатура с любой языковой раскладкой? Запусти приложения и работай прямо на экране, слегка касаясь пальчиками экрана. Маленький экран и плохо читается текст? Развел двумя пальцами по экрану и картинка увеличилась до нужных размеров. Есть желание вспомнить, как листаются страницы у книги? Опять же при помощи мультитача пальчиками перелистываешь виртуальные страницы, как будто они из бумаги, из реальной бумаги.

Победное шествие и повальное увлечение планшетами - это тоже заслуга технологии мультитач!!! Даже компьютерные подвижные игры при помощи датчика Kinect - это тоже благодаря технологии мультитач.
Так что же такое мультитач? Попытаемся рассказать и показать.

Обратимся к вездесущей Википедии…

Множественное прикосновение
Мультитач (англ. multi-touch - множественное прикосновение) - функция сенсорных систем ввода, осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания. 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.

Multitouch-дисплей позволяет отслеживать несколько точек касания

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 ее применения.

Multi-Touch был реализован несколькими различными способами, в зависимости от размера и типа интерфейса (экрана).

Мультитач Земной шар - Глобус сферической формы

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, мультитач ГЛОБУС).

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, издаваемых их инструментами.

История
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.

Прототип х — у матрица емкостной Multi-Touch экран (слева), разработанная в CERN

Первая реализация мультитача на базе сенсорно-емкостного способа была разработана в ЦЕРН в 1977 году, на их базе емкостно-сенсорный экран 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 свое решение - емкостной сенсорный экран с фиксированным числом программируемых кнопок, находящихся на дисплее. Экран должен был состоять из множества конденсаторов, вплавленных в пленку 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 г., 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, в 1982 году в Торонтском университете.

Сейчас различные технические воплощения технологии используются и активно продвигаются в продуктах компаний Apple, Nokia, Hewlett-Packard, HTC, Dell, Microsoft, ASUS, Samsung и некоторых других.

Хотя слово «мультитач» обычно относится к сенсорным экранам, тачпады Apple, начиная с PowerBook, также распознают жесты несколькими пальцами. 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 и отдельный тачпад - Magic Trackpad.

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 пленки 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. Более надежные и настраиваемые мультитач-решения, а также увеличение количества и качества понимаемых жестов делают популярным и удобным этот вид пользовательского интерфейса.

В январе 2011 года на выставке СES-2011 была представлена вторая 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.

Технологии
С физической точки зрения имеются следующие технологии, реализующие мультитач:
резистивные (англ. Resistive);
поверхностно-емкостные (англ. Surface Capacitive);
проекционно-емкостные (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));
+ нарушенного полного внутреннего отражения (англ. Frustrated Total Internal Reflection (FTIR));
оптические технологии (англ. Optical);
+ построение оптического изображения Optical Imaging;
+ построение изображения ближнего поля Near Field Imaging (NFI).

Для работы с мультитачем наиболее популярны две технологии: проекционно-емкостная (PCT) и оптические (IR, SAW). Оптический сенсорный экран удалось сделать в домашних условиях из видеокамеры.

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: освещенность, солнечные лучи и температура. Емкостное решение является самым надежным, 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 емкостных мультитач-экранов является фирма N-Trig, которая производит экраны величиной до 17”.

Наиболее распространенные мультитач-жесты

Сдвинуть пальцы - мельче

Раздвинуть пальцы - крупнее

Двигать несколькими пальцами - прокрутка

Поворот двумя пальцами - поворот объекта/изображения/видео

Операционные системы, поддерживающие мультитач:
Windows Mobile 6.5;
Windows 7;
Windows 8;
Mac OS X;
Linux с установленным компонентом X Input 2, входящим в состав X Server 1.8;
Дистрибутивы Linux - Xandros и Ubuntu (полная поддержка, начиная с версии 10.10, частичная поддержка в 10.04) - перечисляют Multitouch в списке своих достоинств;
Apple iOS;
Nokia Symbian ^3 OS на флагманских моделях Nokia N8, Nokia C6-01, Nokia C7, Nokia E7, Nokia X7;
Google Android;
Samsung Bada;
Palm webOS;
Microsoft Windows Phone 7;
Microsoft Windows Phone 8;
BlackBerry OS 6.0;
Neprash Technology’s N-Touch Platform.

Приложения, специально разработанные под мультитач:
Microsoft Touch Pack для Windows 7:
Microsoft Blackboard;
Microsoft Garden Pond;
Microsoft Rebound;
Microsoft Surface Collage;
Microsoft Surface Globe;
Microsoft Surface Lagoon.

Windows 7 built-in:
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;
Мультитач Земля (англ. Multitouch Earth);
Морская навигация (автоматическое построение оптимального пути);
Crazy Coins;
Firefox.

Сенсорный мир компьютеров и смартфонов
Самой массовой и популярной технологией мультитач является реализация ее в сенсорных экранах смартфонов, интернет-планшетов и планшетных ПК.

Сенсорный экран - устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.

Сенсорный экран изобрели в США в рамках исследований по программированному обучению. Компьютерная система PLATO IV, появившаяся в 1972 году, имела сенсорный экран на сетке ИК-лучей, состоявший из 16х16 блоков. Но даже столь низкая точность позволяла пользователю выбирать ответ, нажимая в нужное место экрана.

В 1971 году Сэмюэлем Херстом (будущим основателем компании Elographics, ныне Elo TouchSystems) был разработан элограф - графический планшет, действовавший по четырехпроводному резистивному принципу (U.S. Patent 3 662 105). В 1974 году он же сумел сделать элограф прозрачным, в 1977 году - разработал пятипроводной экран. Объединившись с Siemens, в Elographics сумели сделать выпуклую сенсорную панель, подходившую к кинескопам того времени. На всемирной ярмарке 1982 года Elographics представила телевизор с сенсорным экраном.

В 1983 году вышел компьютер HP-150 с сенсорным экраном на ИК-сетке. Впрочем, в те времена сенсорные экраны применялись преимущественно в промышленной и медицинской аппаратуре.

В потребительские устройства (телефоны, КПК и т.д.) сенсорные экраны вошли как замена крохотной клавиатуре, когда появились устройства с большими (во всю переднюю панель) ЖК-экранами. Первая карманная игровая консоль с сенсорным экраном - Nintendo DS, первое массовое устройство, поддерживающее мультитач, - смартфон iPhone.

Существует множество разных типов сенсорных экранов, которые работают на разных физических принципах. Наиболее популярным и удобным в мобильных устройствах являются емкостные сенсорные экраны

Емкостный (или поверхностно-емкостный) экран использует тот факт, что предмет большой емкости проводит переменный ток.

Принцип действия емкостного сенсорного экрана

Емкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом (обычно применяется сплав оксида индия и оксида олова). Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом, чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Ток во всех четырех углах регистрируется датчиками и передается в контроллер, вычисляющий координаты точки касания.

В более ранних моделях емкостных экранов применялся постоянный ток - это упрощало конструкцию, но при плохом контакте пользователя с землей приводило к сбоям.

Емкостные сенсорные экраны надежны, порядка 200 млн. нажатий (около 6 с половиной лет нажатий с промежутком в одну секунду), не пропускают жидкости и отлично терпят нетокопроводящие загрязнения. Прозрачность на уровне 90%. Впрочем, проводящее покрытие, расположенное прямо на внешней поверхности, все еще уязвимо. Поэтому емкостные экраны широко применяются в автоматах, лишь установленных в защищенном от непогоды помещении. Не реагируют на руку в перчатке.

Стоит заметить, что из-за различий в терминологии часто путают поверхностно- и проекционно-емкостные экраны. По классификации, примененной в данной статье, экран, например, iPhone является проекционно-емкостным, а не емкостным.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны: конструкция и принцип работы

Принцип действия проекционно-емкостного сенсорного экрана

На внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов. Электрод вместе с телом человека образует конденсатор; электроника измеряет емкость этого конденсатора (подает импульс тока и измеряет напряжение).

Особенности. Прозрачность таких экранов до 90%, температурный диапазон чрезвычайно широк. Очень долговечны (узкое место - сложная электроника, обрабатывающая нажатия). На ПЕCЭ может применяться стекло толщиной вплоть до 18 мм, что приводит к крайней вандалоустойчивости. На непроводящие загрязнения не реагируют, проводящие легко подавляются программными методами. Поэтому проекционно-емкостные сенсорные экраны широко применяются и в персональной электронике, и в автоматах, в том числе установленных на улице.

Технологий сенсорных экранов очень и очень много. Но наиболее популярной является технология проекционно-емкостного сенсорного экрана, которая реагирует на тепло наших пальцев. Есть правда и недостаток. При холодной погоде или в перчатке экран не реагирует на касание пальцев. Специально для этого придумали перчатки с подогревом.

Мультитач, о котором так много говорят в последнее время, и популярность которого только растет, не является просто типом сенсорного экрана. По своей сути, технология множественного нажатия (касания) и их интерпретации (распознавания, в том числе и жестов) программным обеспечением, является программно-аппаратным комплексом. Безусловно, мультитач не заменит полностью ни клавиатуры, ни мышки, ни других периферийных устройств ввода информации, но ведь взаимодействовать с устройством всегда будет приятнее напрямую руками или жестами и без «посредников»:)

Современный мир технологий регулярно обновляется новыми гаджетами и различным техническим оборудованием. Практически каждый слышал такое модное слово, как «мультитач экран». Однако не все пользователи могут рационально оценить . Давайте разберёмся подробнее, как выглядит мультитач экран, что это вообще за технологическое новшество?

Мультитач представляет собой . Он способен реагировать на несколько прикосновений одновременно. Клавиатура в таком устройстве отсутствует, а главный инструмент - это лёгкие касания пальцами рук. Если переводить термин с английского языка, то он обозначает «многократное прикосновение».

Ещё в шестидесятые годы прошлого века великие умы работали над созданием высокотехнологичного сенсорного экрана. Все эти нововведения применялись в ЦЕРН (центр ядерных исследований в Европе). Общество впервые увидело такие экраны в Нью-Йорке, а их разработчиком был Джеф Хан. Именно в начале XXI века все в мире заговорили о нереальных технологиях, когда можно управлять картинкой монитора лишь одним прикосновением пальца. Это был настоящий технологический взрыв, и огромный шаг в мире электроники.

Значение мультитач в современном мире

Теперь, когда мы познакомились с этим устройством, возникает вопрос о том, что значит мультитач экран в современном мире? Может быть, нет никакого смысла и переплачивать за неё готовы не все? Это только так кажется, на самом деле, такие прикосновения к экрану не просто упрощают поставленную задачу, но и экономят время пользователя. Вы, конечно, не замечаете, как машинально пытаетесь увеличить картинку двумя пальцами рук. Согласитесь, эта функция очень удобна и возникает недоумение, когда новый сенсорный гаджет не реагирует на это действие.

Если рядовой пользователь сможет прожить без этих новшеств в аппарате, то столкнётся с массой трудностей. Сегодня многие известные производители адаптируют управление игрового процесса именно под мультитач экран. Они просто отказываются от кнопочных команд и используют современные технологии для упрощения процесса игры.

Использование мультитач в гаджетах:

• Управление играми и развлекательными приложениями.
• Масштабирование изображения одним касанием.
• Легкое управление приложениями и экономия времени.

Отличительные характеристики мультитач от обычного сенсорного экрана

Не стоит путать эти два экрана. Обыкновенный сенсор реагирует только на одно прикосновение , для него особую важность составляет . Управление мультитач экраном основано на нескольких касаниях одновременно.

Регулярно инженеры разрабатывают новые комбинации, которые должны облегчить работу и управление электронными устройствами. Обладатели смартфонов давно ощутили преимущества в функции масштабирования. Многие производители утверждают, что их гаджеты способны распознавать от 10 до 20 касаний синхронно.

Дисплей мультитач: устройство и применение

Конструкция экрана

Практически все современные мобильные устройства поддерживают эту функцию. А что такое мультитач в планшете? Здесь ответ будет простым - это свобода действий и экономия времени при работе со многими приложениями. Многие ноутбуки и тоже имеют на вооружении эту функцию.

Такой экран может быть разработан несколькими технологическими путями, но самым практичным и популярным остаётся - резистивный . Сэмюэль Херст является главным его разработчиком. Основное достоинство в этой производственной схеме - . Правда, этот способ был популярен до 2008 года. После этого разрабатывались более универсальные варианты создания экрана мультитач: тензометрические, оптические и индуктивные тачскрины. Сегодня многие создатели работают над проекционно-ёмкостным сенсорным экраном, именно его использует знаменитая фирма Apple в своих гаджетах.

Из чего же состоит этот высокотехнологичный экран? Панель из стекла, накрытая резистивным слоем, называется ёмкостный монитор. В углах дисплея размещаются четыре электрода, которые пропускают переменное напряжение. Как только палец прикасается к монитору, мгновенно происходит утечка тока. Чем больше размеры дисплея, тем больше точек касания распознаёт устройство.

Дополнительные возможности

Покупатели по всему миру скупают гаджеты, в которых присутствует . Неудивительно, что Apple активно внедряет такие экраны во все свои мобильные устройства. Наверняка каждый, кто держал в руках такой аппарат, может понять его преимущества перед другими. Но все же обратим внимание на дополнительные возможности для тех, кто сомневается в функциональности такого оборудования:

• Простое управление, экономия времени.
• Такими устройствами пользоваться удобно, так как они гармонично вписываются в повседневный быт человека.
• Приспособление могут эксплуатировать несколько пользователей, но перед этим необходимо убедиться в присутствии .
• Управление происходит на интуитивном уровне, поэтому с приборами справятся не только дети, но и пенсионеры. Кнопки всегда вводят в заблуждение, а их отсутствие упрощает понимание рабочего процесса.

Область применения

Сенсорный ёмкостный мультитач экран понятен практически каждому, именно поэтому его внедряют не только в компьютерные аппараты и мобильные устройства, но и в бытовую технику. Даже дети легко разбираются с тем, . Оборудование имеет дополнительный плюс, если управление происходит через сенсор с несколькими касаниями. Особенно популярны разнообразные панели мультитач в общественных местах: учебные заведения, медицинские центры, торговые павильоны и детские развлекательные центры. Зачастую они используются для предоставления необходимой информации и в качестве рекламных панелей.

Посетители легко передвигаются по электронной карте и знакомятся с каталогами продукции. Такие системы оснащаются микрофоном и колонками, что тоже упрощает процесс восприятия необходимой информации для потенциальных покупателей и посетителей. Очень важно, что картинка дисплея всегда отличается яркостью и контрастностью, при этом монитор защищён от царапин и других возможных механических повреждений. Каждый предприниматель хочет приобрести такую мультитач панель, поскольку это повышает уровень восприятия и добавляет престиж любой компании.

Как понять, есть ли мультитач в аппарате?

Очень важно еще до покупки уметь распознать наличие такого экрана . Сегодня есть много мошенников, которые выдают обычные сенсорные устройства за высокотехнологичный экран мультитач:

• Ещё в торговом павильоне включите своё устройство и зайдите в меню Googl Maps. Если в аппарате есть мультитач, то масштабирование в этой программе будет происходить двумя касаниями пальцев. В противном случае это означает, что продавец даёт вам некорректную информацию, поэтому приобретайте другую модель.
• Перед совершением покупки зайдите на сайты производителей. Там вы найдёте о каждом устройстве.
• Резистивный экран в планшетах и смартфонах не оснащён функцией мультитач, однако, встречаются такие пользователи, которые яростно доказывают обратное. Просто на таких экранах можно воплотить только функцию поворота и масштабирования двумя пальцами, но на этом его возможности заканчиваются. вы не сможете играть, что наверняка расстроит каждого пользователя, который рассчитывал на приятный игровой процесс.

Сегодня мониторы недостаточно большие, чтобы работать на них двумя руками, но в ближайшее время в каждом гаджете будут такие технологические мультитач экраны. Все, что показывали когда-то в фантастических фильмах, сегодня осуществляется и активно внедряется в быт людей. Великие умы регулярно включают в гаджеты новые функции и используют мультитач экран для управления, при этом разрабатываются новые комбинации и совершенствуется сама технология. Сенсорный экран - это лицо нынешней технологии и за ним, несомненно, стоит все наше будущее.

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)

• Rear Diffused Illumination (DI);
• Frustrated Total Internal Reflection (FTIR);
• Diffused Surface Illumination (DSI).

Достоинства:

• 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.

Технология DI

Принцип работы следующий:

• 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.

• 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).

Технология FTIR

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.

Достоинства технологии:

• самый высокий контраст изображения с камеры (среди указанных технологий);

• не распознает метки (см. далее).

Технология DSI

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.

Достоинства технологии:

• возможность распознавания меток (см. далее);

• необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
• технология завязана на конкретном производителе оргстекла.

Метки (fiducials)

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

ИК-прожектор

ИК-камера

Проектор

Примеры коммерческих продуктов

Microsoft Surface 1.0 (на технологии DSI):

UPD. Технология MS PixelSence

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.

Теги:

• Как это работает
• мультитач