Több ponton érzékelő - Multi-touch

Multi-touch képernyő
Ujjal érintse meg a többérintéses képernyőt

A számítástechnikai , multi-touch olyan technológia, amely lehetővé teszi a felület (a touchpad vagy érintőképernyő ), hogy felismerjék a több mint egy érintkezési pont a felület egyidejűleg. Az eredete multitouch kezdődött CERN , MIT , University of Toronto , a Carnegie Mellon Egyetem és Bell Labs 1970-ben. A CERN már 1976-ban elkezdte a többérintéses képernyők használatát a Super Proton Synchrotron vezérléséhez . Kapacitív multi-touch kijelző került népszerűsítette Apple „s iPhone 2007-ben többes számú pontból tudatosság lehet használni, hogy végre további funkciók, mint a kétujjas nagyítás vagy aktiválni bizonyos alprogramok csatolt előre gesztusok .

A multi-touch kifejezés számos felhasználását az e területen bekövetkezett gyors fejlődés eredményezte, és sok vállalat használja ezt a kifejezést a régebbi technológiák piacra dobásához, amelyet gesztusokkal fokozott egyérintésesnek vagy számos más kifejezésnek neveznek más vállalatok és kutatók. Számos más hasonló vagy kapcsolódó kifejezés megkísérli megkülönböztetni azt, hogy egy eszköz pontosan meg tudja -e határozni vagy csak hozzávetőlegesen határozza meg a különböző érintkezési pontok helyét a különböző technológiai lehetőségek további megkülönböztetése érdekében, de ezeket gyakran szinonimaként használják a marketingben.

A multi-touch-t általában kapacitív érzékelési technológia alkalmazásával valósítják meg mobileszközökben és okoseszközökben . A kapacitív érintőképernyő jellemzően egy kapacitív érintőérzékelőből , alkalmazás-specifikus integrált áramkör (ASIC) vezérlőből és digitális jelfeldolgozóból (DSP) áll , amelyet CMOS (kiegészítő fém-oxid-félvezető ) technológiából állítottak elő. Egy újabb alternatív megközelítés az optikai érintéses technológia, amely képérzékelő technológián alapul .

Meghatározás

A számítástechnikában a multi-touch olyan technológia, amely lehetővé teszi, hogy az érintőpad vagy az érintőképernyő több mint egy vagy több érintkezési pontot felismerjen a felülettel. Az Apple 2007-ben népszerűsítette a "multi-touch" kifejezést, amellyel további funkciókat valósított meg, mint például a kicsinyítés a nagyításhoz vagy az előre meghatározott gesztusokhoz kapcsolódó egyes alprogramok aktiválása .

A kifejezés két különböző használata az e területen bekövetkezett gyors fejlődésnek köszönhető, és sok vállalat használja ezt a kifejezést a régebbi technológiák piacra dobásához, amelyet más vállalatok és kutatók gesztusokkal fokozott egyérintésnek vagy számos más kifejezésnek neveznek . Számos más hasonló vagy kapcsolódó kifejezés megkísérli megkülönböztetni azt, hogy egy eszköz pontosan meg tudja -e határozni vagy csak hozzávetőlegesen határozza meg a különböző érintkezési pontok helyét a különböző technológiai lehetőségek további megkülönböztetése érdekében, de ezeket gyakran szinonimaként használják a marketingben.

Történelem

1960-2000

Az érintőképernyős technológia használata megelőzi mind a multi-touch technológiát, mind a személyi számítógépet. A korai szintetizátorok és elektronikus műszergyártók, mint Hugh Le Caine és Robert Moog, kísérleteztek az érintésérzékeny kapacitásérzékelők használatával a hangszereik által kibocsátott hangok szabályozására. Az IBM a hatvanas évek végén kezdte el építeni az első érintőképernyőket. 1972-ben a Control Data kiadta a PLATO IV számítógépet, egy oktatási célokra használt infravörös terminált, amely egyérintéses pontokat alkalmazott a 16 × 16 tömbös felhasználói felületen. Ezek a korai érintőképernyők egyszerre csak egy érintési pontot regisztráltak. A képernyőn megjelenő billentyűzeteket (ma már jól ismert funkciót) így kényelmetlen volt használni, mert a billentyűgörgetés és a Shift billentyű lenyomása más beírása közben nem volt lehetséges.

Ez alól kivételt képezett a "keresztvezetékes", több érintéses, újrakonfigurálható érintőképernyős billentyűzet/kijelző, amelyet a Massachusetts Institute of Technology- ban fejlesztettek ki az 1970-es évek elején, valamint a 16 gombos kapacitív multi-touch képernyő, amelyet 1972-ben fejlesztettek ki a CERN -ben a Super Proton vezérlésére. Az építés alatt álló szinkrotron .

Az xy kölcsönös kapacitású multi-touch képernyők prototípusai (balra) a CERN-nél fejlődtek ki

Az év során 1976 új xy capacative képernyőn alapuló kapacitív érintőképernyők kifejlesztett 1972-ben a dán elektromérnök Bent Stumpe alakult ki a CERN . Ezt a technológiát, amely lehetővé teszi a különböző érintési pontok pontos elhelyezkedését, új típusú emberi gép interfész (HMI) kifejlesztésére használták fel a Super Proton Synchrotron részecskegyorsító vezérlőterme számára . Az 1972. március 11 -én kelt, kézzel írt feljegyzésben Stumpe bemutatta javasolt megoldását - egy kapacitív érintőképernyőt, amelyen rögzített számú programozható gomb található a kijelzőn. A szitát egy üveglapra rézfóliába vésett kondenzátorkészletből kellett állnia, és mindegyik kondenzátort úgy kellett megépíteni, hogy a közeli lapos vezető, például az ujj felülete, jelentősen megnövelje a kapacitást. A kondenzátorok finom vonalakból álltak, amelyeket rézbe véstek egy üveglapra - elég finomak (80 μm) és kellően távol egymástól (80 μm), hogy láthatatlanok legyenek. A végső eszközben egy egyszerű lakkbevonat megakadályozta, hogy az ujjak ténylegesen hozzáérjenek a kondenzátorokhoz. Ugyanebben az évben az MIT leírt egy billentyűzetet, amelynek grafikus változata többérintéses felismerésre képes.

A nyolcvanas évek elején a Torontói Egyetem Bemeneti Kutatócsoportja volt az elsők között, amely a multi-touch beviteli rendszerek szoftveroldalát vizsgálta. A Torontói Egyetem 1982-es rendszere mattüveg panelt használt, amelynek kamerája az üveg mögé került. Ha az ujját vagy több ujját az üvegre nyomja, a kamera egy vagy több fekete foltként észleli a műveletet, egyébként fehér alapon, és lehetővé teszi, hogy bemenetként regisztrálja. Mivel a pont mérete a nyomástól függött (milyen erősen nyomta az ember az üveget), a rendszer némileg nyomásérzékeny is volt. Megjegyzendő, hogy ez a rendszer csak bemenet volt, és nem tudta megjeleníteni a grafikákat.

1983-ban a Murray Hill-i Bell Labs átfogó vitát tett közzé az érintőképernyős interfészekről, bár nem tesz említést több ujjról. Ugyanebben az évben Myron Krueger videóalapú Video Place/Video Desk rendszere nagy hatással volt a többérintéses gesztusok, például a csipet-nagyítás fejlesztésére, bár ennek a rendszernek nem volt érintése.

1984-re mind a Bell Labs, mind a Carnegie Mellon Egyetem működő, több érintőképernyős prototípussal rendelkezett-mind bemenet, mind grafika-, amelyek interaktív módon reagálhatnak több ujjbemenetre. A Bell Labs rendszer az ujjak kapacitív összekapcsolásán alapult, míg a CMU rendszer optikai. 1985-ben a CMU rendszerén demonstrálták a kanonikus többérintéses csipet-nagyítás gesztust, összehangolt grafikával. 1985 októberében Steve Jobs titoktartási megállapodást írt alá a CMU Sensor Frame multi-touch laborjának bejárására. 1990 -ben Sears és mtsai. közzétette a korabeli egy- és többérintéses érintőképernyős ember-számítógép interakcióval foglalkozó tudományos kutatás áttekintését , amely egyetlen érintéssel jelezte a gesztusokat, például forgatható gombokat, a képernyő elhúzását a kapcsoló aktiválásához (vagy U-alakú mozdulatot a váltókapcsolóhoz), és érintőképernyős billentyűzetek (beleértve egy tanulmányt, amely kimutatta, hogy a felhasználók 25 szó / perc sebességgel írhatnak érintőképernyős billentyűzethez, míg a normál billentyűzetnél 58 szó percenként, és a multi-touch hipotézis szerint javítani kell az adatbeviteli sebességet); leírják a többérintéses gesztusokat is, mint például egy vonaltartomány kiválasztása, objektumok összekötése, és a "koppintással kattintás" gesztus a kiválasztáshoz, miközben megtartja a helyét egy másik ujjal.

1991-ben Pierre Wellner továbbfejlesztette a témát, és közzétette a multi-touch "Digital Desk" funkcióját, amely támogatta a többujjas és csípő mozdulatokat. A huszonegyedik század elején számos vállalat kiterjesztette ezeket a találmányokat.

2000 - napjaink

1999 és 2005 között a Fingerworks vállalat különféle multi-touch technológiákat fejlesztett ki, beleértve a Touchstream billentyűzeteket és az iGesture Padot. A 2000 -es évek elején Alan Hedge , a Cornell Egyetem emberi tényezők és ergonómia professzora számos tanulmányt publikált erről a technológiáról. 2005-ben az Apple felvásárolta a Fingerworks-t és annak multi-touch technológiáját.

2004-ben a francia JazzMutant kifejlesztette a Lemur Input Device-t , egy zenei vezérlőt, amely 2005-ben lett az első kereskedelmi termék, amely saját, átlátszó, többérintéses képernyővel rendelkezik, lehetővé téve a közvetlen, tízujjas manipulációt a kijelzőn.

2007 januárjában a többérintéses technológia az iPhone főáramává vált , és az iPhone bejelentésében az Apple még azt is kijelentette, hogy "feltalálta a multi touch" -t, azonban mind a funkció, mind a kifejezés megelőzi a bejelentést vagy a szabadalmi kérelmeket, kivéve a kapacitív mobilok területét képernyők, amelyek a Fingerworks/Apple technológiája előtt nem léteztek (a Fingerworks 2001–2005-ben nyújtott be szabadalmat, az ezt követő többérintéses finomításokat az Apple szabadalmaztatta).

Az amerikai szabadalmi és védjegyhivatal azonban kijelentette, hogy a "csippentés-nagyítás" funkciót a Bran Ferren és Daniel Hillis által 2005-ben benyújtott, érintőképernyős gesztusokra vonatkozó amerikai szabadalom # 7 844 915 előre jelezte , valamint az inerciális görgetést, így érvénytelenítette az Apple szabadalmának legfontosabb állításai.

2001-ben kezdte meg fejlesztését a Microsoft asztali érintőfelülete, a Microsoft PixelSense (korábban Surface), amely kölcsönhatásba lép a felhasználó érintésével és elektronikus eszközeivel, és 2007. május 29-én kereskedelmi forgalomba került. Hasonlóképpen, 2001-ben a Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) ) megkezdte a többérintéses, többfelhasználós rendszer fejlesztését DiamondTouch néven .

2008 -ban a Diamondtouch kereskedelmi termék lett, és szintén kapacitáson alapul, de képes megkülönböztetni több egyidejű felhasználót, vagy inkább azokat a székeket, amelyekben minden felhasználó ül, vagy a padlólapot, amelyen a felhasználó áll. 2007-ben a NORTD labs nyílt forráskódú rendszere kínálta CUBIT (multi-touch) rendszerét .

A kis méretű érintőképernyős eszközök gyorsan megszokottá váltak 2008-ban. Az érintőképernyős telefonok száma várhatóan a 2006-ban szállított 200 000-ről 21 millióra nő 2012-ben.

2015 májusában az Apple szabadalmat kapott a "fúziós billentyűzet" számára, amely az egyes fizikai billentyűket többérintésű gombokká alakítja.

Márkák és gyártók

A virtuális billentyűzet előtt iOS 7 egy iPad

Az Apple számos terméket kiskereskedett és forgalmazott multi-touch technológiával, köztük az iPhone okostelefonját és iPad táblagépét. Ezenkívül az Apple számos szabadalmat is birtokol a multi-touch felhasználói felületeken való megvalósításával kapcsolatban, azonban egyes szabadalmak jogosságát vitatják. Az Apple ezenkívül megkísérelte a "Multi-touch" védjegyként való bejegyzését az Egyesült Államokban-azonban az Egyesült Államok Szabadalmi és Védjegyhivatala elutasította a kérelmét, mert általánosnak tekintette a kifejezést .

A többérintéses érzékelés és feldolgozás az érintőfelülethez rögzített ASIC érzékelőn keresztül történik . Általában külön cégek készítik az ASIC -t és a képernyőt, amelyek érintőképernyővé egyesülnek; ellenkezőleg, az érintőpad felületét és az ASIC -t általában ugyanaz a cég gyártja. Az elmúlt években nagyvállalatok jelentek meg, amelyek kiterjedtek a növekvő multi-touch iparágba, rendszereket az alkalmi felhasználóktól a multinacionális szervezetekig mindenre terveztek.

Ma már gyakori, hogy a laptopgyártók többérintéses érintőpadokat is beépítenek a laptopjaikba, és a táblagépek az érintéses bemenetre reagálnak, nem pedig a hagyományos érintőceruza-bemenetre, és ezt számos újabb operációs rendszer támogatja .

Néhány vállalat a nagyméretű felszíni számítástechnikára összpontosít, nem pedig a személyi elektronikára, akár nagy multi-touch asztalokra, akár falfelületekre. Ezeket a rendszereket általában kormányzati szervezetek, múzeumok és vállalatok használják információ- vagy kiállítási eszközként. A nagyméretű multi-touch felületeket a finn MultiTaction cég gyártja 55 "-os MT celláin (55"), amelyek irodái Londonban, Kaliforniában és Szingapúrban is vannak. A MultiTaction egyedi együttműködési szoftvereket is készít, amelyeket kifejezetten olyan multi-touch képernyőkhöz terveztek, mint az MT Canvus és az MT Showcase .

Megvalósítások

A Multi-touch többféle módon valósult meg, a felület méretétől és típusától függően. A legnépszerűbb formák a mobil eszközök, táblagépek , érintőasztalok és falak. Mind az érintőasztalok, mind az érintőfalak vetítik a képet akril vagy üveg segítségével, majd LED-ekkel megvilágítják a képet.

Az érintőfelületek nyomásérzékenyekké is tehetők nyomásérzékeny bevonat hozzáadásával, amely különböző mértékben hajlik attól függően, hogy milyen erősen nyomja le, megváltoztatva a tükröződést.

A kézi technológiák olyan panelt használnak, amely elektromos töltést hordoz. Amikor egy ujj megérinti a képernyőt, az érintés megzavarja a panel elektromos mezőjét. A megszakítást számítógépes eseményként (gesztusként) regisztrálják, és elküldhetik a szoftvernek, amely ezután választ kezdeményezhet a gesztus eseményére.

Az elmúlt néhány évben számos vállalat bocsátott ki multi-touch technológiát használó termékeket. Annak érdekében, hogy a drága technológiát hozzáférhetőbbé tegyék, a hobbisták a DIY érintőképernyők készítésének módszereit is közzétették .

Kapacitív

A kapacitív technológiák közé tartozik:

Ellenálló

Az ellenálló technológiák közé tartozik:

Optikai

Az optikai érintéses technológia a képérzékelő technológián alapul . Működik, ha egy ujj vagy egy tárgy megérinti a felületet, ami a fény szétszóródását okozza, amelynek tükröződését érzékelők vagy kamerák rögzítik, amelyek az adatokat a szoftverre küldik, amely diktálja az érintésre adott választ, a mért tükröződés típusától függően.

Az optikai technológiák a következők:

Hullám

Az akusztikus és rádiófrekvenciás hullám-alapú technológiák a következők:

Multi-touch gesztusok

Fő cikk: Mutatóeszköz -gesztus

A többérintéses érintőképernyős mozdulatok lehetővé teszik az előre meghatározott mozdulatok kölcsönhatását az eszközzel és a szoftverrel. Egyre több eszköz, például okostelefon , táblagép , laptop vagy asztali számítógép rendelkezik olyan funkciókkal, amelyeket a multi-touch gesztusok indítanak el.

Népszerű kultúra

2007 előtt

Évekkel azelőtt, hogy életképes fogyasztói termék lett, a populáris kultúra a multi-touch technológia lehetséges felhasználásait ábrázolta a jövőben, többek között a Star Trek franchise több részében .

Az 1982 - es Disney sci-fi Tron filmben a Microsoft Surface-hez hasonló eszközt mutattak be. Ez elfoglalta az ügyvezető teljes asztalát, és a Master Control számítógéppel való kommunikációra szolgált .

A 2002-es Minority Report című filmben Tom Cruise egy multi-touch felülethez hasonló kesztyűkészletet használ az információk böngészéséhez.

A Sziget című 2005-ös filmben a multi-touch számítógép egy másik formáját látták, ahol a professzor, akit Sean Bean alakított, többérintéses asztallal rendelkezik a fájlok rendszerezésére, a Microsoft Surface korai verziója alapján (nem tévesztendő össze a táblagépek, amelyek ma ezt a nevet viselik).

2007-ben a CSI: Miami televíziós sorozat hatodik évadában bemutatta a felszíni és a fali multi-touch kijelzőket.

2007 után

A multi-touch technológia látható a 2008-as James Bond Quantum of Solace című filmjében , ahol az MI6 érintőfelülettel böngészi a bűnöző Dominic Greene-ről szóló információkat.

A 2008 -as, A nap, amikor a Föld megállt , filmben a Microsoft Surface -jét használták.

A 2009-ben bemutatott NCIS: Los Angeles televíziós sorozat a multi-touch felületeket és a falpaneleket használja a digitalizáció kezdeményezéseként.

Egy 2008-as, egy epizód a televíziós sorozat Simpsons , Lisa Simpson utazik, hogy a víz alatti székhelyén Mapple hogy nézze Steve Mobbs, aki igazoltan teljesítő több multi-touch kézmozdulatok egy nagy érintőképernyő falon.

2009 -ben, a 9. kerületi filmben, az idegen hajó vezérlésére használt felület hasonló technológiát tartalmaz.

10/GUI

10/GUI egy javasolt új felhasználói felület paradigma. R. Clayton Miller 2009-ben hozta létre, és egyesíti a többérintéses bemenetet egy új ablakkezelővel .

Eltávolítja az érintőfelületet a képernyőtől, így csökken a felhasználói fáradtság, és a felhasználók keze nem akadályozza a kijelzőt. Ahelyett, hogy ablakokat helyezne el az egész képernyőn, az ablakkezelő, a Con10uum lineáris paradigmát használ, a multi-touch segítségével az ablakok között navigálhat és elrendezheti. Az érintőképernyő jobb oldalán található terület globális helyi menüt, a bal oldali hasonló csík pedig alkalmazásspecifikus menüket jelenít meg.

2009 novemberében elérhetővé vált a Con10uum ablakkezelő nyílt forráskódú közösségi előnézete.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek