Сенсорные экраны становятся все более популярным способом борьбы с мобильными телефонами

Сенсорные экраны становятся все более популярным способом борьбы с мобильными телефонами и другими устройствами. Как работает технология, и где это идем?

Распространение сенсорных экранов в электронных устройствах в течение последних двух-трех лет был настолько быстрым, что вы, возможно, нашли себя, пытаясь нажать на экране кнопку или иконку, когда сидишь за компьютером только, чтобы понять, к большому Ваше разочарование, что он не сенсорный экран. Многие мобильные телефоны, наиболее известный iPhone от Apple, теперь есть сенсорный интерфейс, как и спутниковых навигационных систем и портативных консолей игр. Странно, однако, большинство компьютеров не-до сих пор.

Но это может вот-вот изменится. Microsoft уже продемонстрировала прототип для Windows 7, следующей версии своей флагманской операционной системы, основанный на "мультитач" возможности, которые позволяют с сенсорным экраном чувствовать более чем одним пальцем сразу. А также возможность нажимать на кнопки, коснитесь иконки, вызовите меню и прокрутки окон, пользователи смогут вращать и растягивать на экране объекты с помощью двух пальцев одновременно, поскольку они уже могут на iPhone. Со своей стороны, Apple, по слухам, работает над новыми версиями своих настольных и портативных компьютеров с сенсорными экранами. Она уже сделала полшага в этом направлении, поставив мультитач трекпадом в свои портативные компьютеры.

Так сенсорный экран может быть на грани превращения в стандартную часть компьютерных интерфейсов, как мышь сделали в 1980-х. Многие думали, что никогда не произойдет: обычно переключение между клавиатурой и мышью может привести к замедлению людей вниз и сделать их менее продуктивными? На самом деле, мышью, интерфейсы могут быть гораздо более эффективным, по крайней мере для некоторых задач. Же вероятно, чтобы быть правдой о сенсорных экранов. Сенсорный экран, вероятно, не заменит мышь и клавиатуру, но в конечном итоге используются для некоторых задач.

В этой технологии QuarterlyGas, газ, быстро Whirlybirds мальчики идут зеленый компьютер говорит нет, я, человеческое Кресло археологии Как исчезают »Прикосновение к будущему Другой зеленой революции скромный cornucopian ReprintsRelated интерфейсы itemsComputer: проблемы с computersSep шестой 2007Related topicsConsumer электроники телефоны Мобильные Smart-телефоны Компьютерная техника Apple,

Как мыши, сенсорного экрана была вокруг в течение довольно долгое время. Действительно, одним из парадоксов демонстрации Microsoft о Windows 7 было то, что оно было проведено с использованием экрана сделаны Elo TouchSystems, в которой впервые коммерциализации сенсорные экраны в 1970-х. Сегодня бесчисленные подъемников супермаркет, ресторан кассы, автоматизированные, банкоматы, регистрации в аэропорту киоски, музейной информационно-киосков и киосков голосования использования сенсорных экранов. Интуитивно понятный и удобный они не были, но новые они не являются.

Первый сенсорный экран Elo TouchSystems "вырос из работы Сэма Херст, физик из Oak Ridge National Laboratory, который был на обучении оставить в Кентукки университета. Его оригинальный сенсорного датчика не имеет ничего общего с экранами. Она была разработана, чтобы сэкономить время при ручном вводе огромный стек спектрометрии чтениях, по сути, серию неровных линий на графике бумаги в компьютер. Вместо того чтобы ждать два месяца, в то время как аспиранты сделали работу вручную, доктор Херст решил, что должно было быть более простой способ.

Сенсорные экраны могут быть интуитивно понятным и удобным, но они не являются новыми. То, что он придумал в 1971 году было устройство, состоящее из двух частей электропроводящей бумаги, разделенных изолирующим слоем. Иглой ткнул в бумагу выступала как моста между двумя слоями. Доктор Херст смог определить горизонтальное и вертикальное положение иглы, применяя напряжения на листах и использование вольтметры для измерения изменения напряжения, когда он вставляется игла. Он мог бы поместить спектрометрии участка, на устройства, следует по его зубчатой линии с помощью иглы, и снять координаты быстро от вольтметры, как он пошел вперед.

Доктор Херст понял, что он наткнулся на что-то, но ему нужно время, чтобы выработать именно то, что. Он основал Elographics (сейчас он называется Elo TouchSystems) с девятью коллегами и пытался продавать свои устройства. "Оказалось, это был не хороший бизнес-план, потому что мы стремились ее на научном рынке", говорит доктор Херст, который сейчас на пенсии. Он не был до 1973 года, что он думал об адаптации его изобретение так, что она может быть проложено более экранов.

Elographics затем покончил с иглами и разработали новое устройство на базе двух прозрачных, проводящих поверхностей, разделенных небольшой воздушный зазор поддерживается серией распорки. Когда палец две поверхности вместе, они вступили в контакт, и положение пальца может быть определена с помощью техники, определили положение иглы в оригинальном устройстве доктора Херста. Результат был первым "резистивной" сенсорный экран. Он используется во многих устройствах и до сих пор самый распространенный тип сенсорного экрана сегодня, на которые приходится 91% продаж единицы в 2007 году. (Этот тип экрана используется в консоли Nintendo DS игры, например).

Но это не единственный способ создать сенсорный экран, и это не было первым. Билл Бакстон, адюнкт-профессор компьютерного проектирования и взаимодействия в Университете Торонто и главный научный сотрудник Microsoft Research, говорит, что IBM работает над инфракрасные сенсорные экраны еще в 1965 году. Они основаны на сетку невидимых??инфракрасных лучей, которые крест-накрест поверхности экрана. Когда палец касается экрана, он распадается горизонтальных и вертикальных луча, которая обнаруживает свою позицию.

Такой сенсорный экран был использован в компьютерные учебной системы, называемые PLATO IV, который был разработан в конце 1960-х в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, и выпустила в 1972 году. Это позволило студентам ответить на вопросы, касаясь экрана, и был настоящим "пощупать" экране, потому что не было никакой необходимости, чтобы оказать давление на экран. "Поверхностные акустические волны" сенсорные экраны работают подобным образом, с пучками ультразвука, а не инфракрасного света.

IPhone использует еще одна технология, получившая название емкостным сенсорным дисплеем, который имеет еще более далеким и необычным происхождением. Еще в 1953 Хю Ле Кейн, канадских пионеров электронной музыки, развивалась емкостные датчики для ранних синтезаторов, называемых свирель, в которой положение пальцев контролируемой тембр звука.

Емкостный сенсорный экран покрыт прозрачным покрытием проводят, на который подается напряжение, создания электрического поля по всему экрану. Когда палец касается экрана оно нарушает этой области, как природные емкость человеческого тела вызывает местное накопление электрического заряда. Электроды по краям экрана смысле изменение распределения заряда, что позволяет положение пальцев, которые будут определены (см. схему).

На самом деле, iPhone использует более сложную форму емкостным сенсорным дисплеем. Сеткой электродов делит его проявления в массив сотни маленьких, отдельные элементы ощупь. Каждый из них может быть вызван самостоятельно, что позволяет iPhone в отношении более чем одним пальцем на один раз, и делает возможным "мультитач" функций, таких как ограничение изображения уменьшить его. Мультитач также старая идея: первый опытный образец был приготовлен в 1984 году д-р Бакстон, но это было сенсорной панели, так как она не была встроена в экран. "Поэтому мы не делало их дисплеи не то, что мы не хотели, было, потому что мы не могли понять, как сделать их достаточно дешевыми, чтобы поставить на экране", говорит он. С этой целью кредитам Bell Labs, которые вышли с материалами, необходимыми, чтобы сделать емкостным сенсорным устройством, которое может быть совмещено с компьютерного монитора.

Если сенсорные экраны существуют уже так долго, почему они не снимают раньше? Ответ в том, что они снимают, по крайней мере на некоторых рынках, таких как пункт-продажи оборудования, общественных киосках, и так далее. В таких ситуациях, сенсорные экраны имеют ряд преимуществ по сравнению с другими вход методы. То, что они не позволяют быстро вводить не важно, что более важно, что они износостойкие, непогоды и проста в использовании. "В музее, если вы не можете понять, как использовать устройство ввода, вы не собираетесь использовать его", говорит Джоэл Кент, старший научный сотрудник Elo TouchSystems.

Но злом потребительском рынке было совсем другое дело. Некоторые персональные цифровые помощники или КПК, таких как Palm Pilot, были сенсорными экранами. Но у них было мало обращение за пределами выделенной полосе ранние, и рынок КПК с тех пор были омрачены ростом современных мобильных телефонов, которые предлагают аналогичные функции, в сочетании с коммуникациями. Кроме того, ранние КПК не сделали элегантный использовании интерфейс с сенсорным экраном, говорит д-р Бакстон. "Когда не было коснуться взаимодействия, она не была красавицей", говорит он.

Вот почему iPhone вопрос: его использования сенсорного экрана не вызывает осложнений, интуитивно понятной и визуально привлекательным. При прокрутке быстро через списки, например, списки продолжают двигаться, видимо, под свои обороты. На экране объекты ведут себя в физически реальные пути. "Apple сделали выдающуюся работу с iPhone во всех аспектах", говорит д-р Бакстон. "Люди начинают требовать того же качества дизайна: они хотят не только функцию".

До недавнего времени вычислительные и графические возможности настольных компьютеров, не говоря уже о портативных устройствах, не были достаточно хороши для элегантных сенсорных экранов на работу, говорит Джефф Хан, основатель Perceptive пикселей, сенсорный экран спин-из Нью-Йоркском университете Курант Институт математических наук. И даже если бы они были достаточными, общественность не могла быть готова к таким интерфейсам. "В 1990-е годы люди все еще привыкает к Windows 95", говорит он. "Но сейчас общественность готова, даже самые лежал человек может использовать мышь."

Указывая путь: Surface, настольный Microsoft, сенсорный экран компьютера (слева и в центре); iPhone от Apple (справа) Microsoft и Apple, Другой фактор, сдерживающий сенсорных экранов является отсутствие поддержки технологии в операционных системах. Это особая проблема для мульти-сенсорного интерфейса. Современные операционные системы, движущиеся клавиатур и мышей, не в состоянии справиться с системой, которая, по сути, как и соединение нескольких мышей одновременно. Вместо этого, они основаны на идее единого курсор, который скользит с одного места на другое. При разработке своих сенсорных экранов, д-р Хан говорит, что он был вынужден создать свою собственную операционную систему. "Мы не хотим", говорит он. "Но Windows и Linux действительно не понимаю, более чем в одной точке."

Apple, Microsoft и теперь на cottoned, однако, и добавили жестов Multi-Touch для OS X (операционная система, полномочия Маков и Iphones) и Windows. До сих пор не ясно, какие функции Windows 7 будет включать в себя, но некоторые подсказки можно почерпнуть из поверхностных Microsoft, встроенный в компьютер настольный с мульти-сенсорного ввода. Это дорогие устройства, которые изначально были нацелены на бизнес-рынке: в настоящее время размещены в гостиницах, ресторанах и казино.

Поверхность используется из-под стола проекции производить настольные изображения. Экран подсвечивается снизу, с инфракрасным светом, который отражается от объектов в контакте с экрана. Эти размышления оказываются камер, также установлен под столом. "Самый первый был одной камеры лежал на полу, глядя на растерзание стол IKEA," говорит Энди Уилсон из Microsoft Research, которая приступила к разработке поверхностей со своим коллегой Стивом Bathiche в 2001 году.

Прелесть использования камеры таким образом, что а также выявлять несколько входов ощупь, и поддержку нескольких пользователей одновременно, они могут также признать, объекты, расположенные на поверхности стола. Например, пользователи системы в ресторане может поставить пустые бокалы на на экране иконку, чтобы указать, что они хотели бы пополнить.

Perceptive Pixel огромные сенсорными экранами также использовать камеры для обнаружения сенсорных касаний, но по-другому. Изображение на экране снова, прогнозируемый, но сенсорный обнаружения использует технику, называемую "нарушенного полного внутреннего отражения". Прозрачного акрилового листа освещается ряд инфракрасных источников света, расположенных вокруг его краев. Инфракрасный свет заключено в акриловый лист, так как лучи света отражаются от внутренних его передней и задней гранями. Когда кто нажимает на листе с пальцем или стилусом, однако, это "полное внутреннее отражение" нарушается, или разочарование, и некоторые из утечка света из письма в точке контакта. Этот свет взял, как яркое пятно на инфракрасную камеру за экраном. Прикосновение к экрану во многих местах одновременно результаты в нескольких местах.

Доктор Хан является виртуозом когда дело доходит до демонстрации потенциал сенсорных экранов. Он называет себя статуи и изображения графиков и просматривая трехмерные карты, панорамирование и наклон их с помощью специальных нескольких жестов. Он также разработал специальные жесты для вызова меню и выполнять другие команды. Если у вас есть очень большой экран, охватывающий всю стену, вы не хотите, чтобы ходить в один из углов, чтобы активировать меню Пуск, говорит он. Так фотография петли из одного пальца может вызвать меню опций, например. Проектирование таких жестов может быть сложнее. "Вы хотите что-то, что трудно сделать случайно, но не трудно учиться", говорит он.

Microsoft также разрабатывает жесты, и Apple, уже представила несколько своих собственных на мультитач включен ноутбуки, такие как двумя пальцами перетаскивания для прокрутки, и трехпалые встряхивая идти вперед или назад страницы в браузере. Опасность заключается в том, что множество различных стандартов появится, и что особенно жесты будет означать разные вещи для разных устройств. В конечном итоге, однако, некоторые общие правила, скорее всего, возникают, как это произошло с мышью-интерфейсы. "Двойной щелчок не раньше универсальный", отмечает д-р Бакстон, но теперь это воспринимается как нормальный способ открытия программы или документа на большинстве компьютеров.

Двойной щелчок не переводит ужасно хорошо, чтобы сенсорными экранами, однако. Это привело некоторых исследователей искать альтернативные варианты. При разработке его сенсорный экран, д-р Хан обнаружил, что не может быть больше сенсорный ввод, чем просто выявление контактов. Он нашел способ определить, какое давление применяется. Добавление тонкий слой полимера, забил с микроскопическими хребтов, его сенсорные экраны причины яркое пятно созданы пальцем касаясь экрана различаются по размеру и яркости в зависимости от давления. Это позволяет, например, перетащить элемент на экране, а затем, нажав сильнее, чтобы скользить под другой элемент.

Достаточно, что будет сделано с мультитач и чувствительный к давлению экран до сих пор неясно, говорит Лорна Вуд, менеджер по маркетингу Elo TouchSystems. "Многие из приложений до сих пор не разработана, что реально воспользоваться этой технологией," говорит она. Но сенсорными экранами, кажется, вероятно, станет более распространенной в настольных ПК, ноутбуков и мобильных телефонов. По данным iSuppli, рынок-исследовательской компании, продажи сенсорных экранов возрастет с 341m в 2008 году до 833m в 2013 году.

Несмотря на успех iPhone, это может оказаться ПК, а не ручной helds, что наибольшую пользу от сенсорного экрана технологии. Это потому, что сенсорные экраны, как мыши, лучше всего подходят для манипулирования информацией, а не вводить ее в первую очередь, область, в которой клавиатуры остаются без ответа. ПК с клавиатурой и сенсорным экраном (не говоря уже мышей или трекпадом тоже) может предложить большую гибкость, позволяя пользователям выбрать подходящий метод ввода для каждого задания. Как Доктор Бакстон выразился: "Все лучшее для чего, и хуже всего то другое".