5 точек мультитач. Мультитач: что это? Проекционно-емкостной сенсорный экран
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»:)
»Постоянное расширение функциональной базы современных электронных устройств и внедрение все новых и новых технологий ведет к тому, что многим пользователям становится нелегко разобраться в некоторых терминах и обозначениях.
Одна из распространенных характеристик, упоминающихся при описании практически любого устройства – это наличие либо отсутствие функции мультитач и в данном материале мы ответим на вопрос, что это такое?
Так ли важно наличие этой функции и стоит ли обращать на нее внимание при выборе устройства?
Определение
Мультитач – это термин, описывающий техническую характеристику сенсорного экрана и характеризующий особенности его работы.
Что же он обозначает с практической точки зрения?
Говоря просто, это способность экрана принимать, обрабатывать и выполнять сразу несколько команд, задающихся касанием.
Важно! На таком экране можно работать одновременно двумя пальцами, например, и все команды будут обработаны, даже если быть даны ровно в одно и то же время. Особенно широкое распространение данная функция получила в последнее время, но необходима, преимущественно для развлекательных целей. Так как она очень удобна для использования в играх и сложных приложениях.
В настоящее время возможностью мультитач оснащены практически любые устройства, начиная от достаточно бюджетных, до самых дорогих.
Все производители уже давно внедряют мультитач в свои устройства.
Но при покупке очень дешевой и/или устаревшей модели лучше обратить внимание на то, поддерживает ли экран функцию множественного касания, так как у многих моделей, вышедших до 2008 года, она отсутствует.
Обычно, по наличию/отсутствию данной возможности можно судить о том, насколько устройство современное и продвинутое, а также эта характеристика имеет прямую связку с типом экрана. Почти все теплоемкостные экраны оснащены функцией множественного прикосновения и устанавливаются на более . Другие типы сенсоров, более устаревшие, функцию мультитач не поддерживают.
Необходимость
Многие пользователи отмечают, что устройства, оснащенные данной функцией, обычно, стоят немного дороже, чем их аналоги с более простым экраном.
По этой причине возникает резонный вопрос: так ли сильно необходима эта функция и имеет ли смысл за нее переплачивать?
Возможно, некоторым пользователям она фактически не принесет никаких преимуществ?
Решать вопрос о целесообразности использования какой либо технологии и ее необходимости можно только в индивидуальном порядке для каждого пользователя.
Ведь это зависит от целей использования аппарата и того, какие ожидания на него возлагает конкретный владелец.
Ниже приведен список основных сфер применения такой технологии и случаи, когда она может быть необходима:
- Двойной свайп – функция увеличения картинки, когда открытое изображение пользователь буквально «растягивает» двумя пальцами, делая в противоположных направлениях. Это абсолютно базовая функция, к которой привыкли все пользователи смартфонов, телефонов, планшетов и прочей техники, работающей с изображениями. Но без наличия возможности мультитач ее использование не было бы возможным, так как необходимо обрабатывать одновременно команду от двух свайпов;
- Функция очень широко используется в играх и приложениях , как сложных, так и не очень, и особенно в тех, что ориентированы на скорость реакции пользователя. Большинство современных игр для смартфонов, телефонов и планшетов разработаны именно на такой тип экрана;
- Упрощение процесса происходит потому, что в этом процессе необходимо дотрагиваться до нескольких конкретных точек на экране для настройки и повышения точности его работы. На экранах мультитач такая функция не только ускоряет процесс калибровки, но и значительно повышает его точность.
Таким образом, из написанного выше можно сделать вывод, что мультитач значительно упрощает и ускоряет работу с устройством.
И хотя без нее, в целом, обойтись можно, это сделает работу с устройством гораздо более сложной.
Да и достаточно сложно найти среди моделей мобильных устройств, представленных на российском рынке в настоящее время, такие, которые н оснащены сенсорным экраном с функцией мультитач.
Особенности
Интересной особенностью такого экрана, которую стоит учитывать при выборе устройства, это то, какое число касаний он может поддерживать одновременно.
Этот показатель может довольно сильно изменяться для экранов различных устройств и зависит от конкретных технических характеристик, которые производитель заложил для данного экрана.
На наиболее современных и продвинутых гаджетах может обрабатываться одновременно до 20 сенсорных команд, но даже на самых простых и бюджетных – не менее 10.
Строго говоря, довольно сложно представить ситуацию, в которой пользователю может потребоваться одновременно использовать 20 прикосновений, да и 10 кажутся маловероятными, если речь не идет об исключительных случаях в очень сложных играх.
Тем не менее – либо так, либо никак. Особенность технологии и ее конструктивных характеристик, такова, что она поддерживает минимум именно столько касаний.
Обычный сенсорный экран, иногда, даже если он теплоемкостной, одновременно может обрабатывать только одну команду, одно прикосновение. То есть, его устройство таково, что он работает на основе построения порядка команд, которые обрабатывает поочередно – только одну в каждый конкретный момент времени. Во многих случаях при стабильной и высокой скорости работы такого экрана разница может быть вовсе незаметна, но того же увеличения картинок осуществить не получится.
Устройство и применение
С технологической точки зрения, как же устроены экраны, поддерживающие такую функцию, и как она реализуется на устройствах?
И в независимости от типа устройства, оно имеет одну и ту же технологию.
Теоретически, добиться от устройства такого реагирования на прикосновение можно несколькими технологическими путями, но наиболее простым, стабильным и надежным является резистивный.
Именно он реализуется чаще всего в большинстве устройств. Разработал его изобретатель Сэмюэль Херст, и основным преимуществом такого метода была его низкая стоимость при производстве, что позволяло снизить конечную стоимость продукта для пользователя.
До 2008 года аналогов данному способу не было, но после этого года стали разрабатываться и иные методы, такие как тензометрический, оптический, индуктивный. С этими особенностями связан всплеск популярности таких экранов, которых не спадает до сих пор, их широкое распространение и активное внедрение на рынок. В настоящее время разработки все еще ведутся – изобретаются новые типы экранов, которые должны быть более точными и стабильными, и в то же время, более дешевыми в производстве, снижая конечную стоимость устройства.
Наиболее инновационный метод изготовления такого экрана, имеющийся на момент написания статьи, это проекционно-емкостной мультитач.
Пока наиболее активно в своих устройствах эту функцию реализует только компания .
Такие устройства более точные, имеют самую высокую скорость реагирования, но в настоящий момент все еще являются достаточно дорогими.
Дополнительные возможности
Считается, что наличие такого экрана, во многих случаях, делает управление устройством более простым и интуитивно понятным.
Потому с ним смогут активно работать как пожилые люди, плохо знакомые с технологиями, так и маленькие дети.
Кроме того, имеются приложения, рассчитанные на участие сразу нескольких игроков, использующих один и тот же экран.
Использование такого приложения полноценно невозможно без наличия экрана описываемого типа.
Интересно, что такие экраны в последнее время стали пытаться внедрять повсеместно, в том числе и в бытовую технику. И хотя целесообразность таких действий остается под вопросом, многие производители продолжают внедрять технологию в свои устройства. Хотя в конечном итоге это не столько расширяет функционал устройства, как повышает его стоимость.
Помимо этого технология реализуется в игровых детских экранах, которые можно встретить в детских, развлекательных и торговых центрах, в образовательных центрах и музеях, благодаря чему сразу несколько пользователей могут пользоваться одним экраном.
Некоторые электронные карты на стендах общественных заведений также имеют такую функцию.
Фактически, в случаях описанных выше, одно устройство с большим экраном мультитач способно заменить несколько отдельных компьютерных панелей, рассчитанных только на одного пользователя.
Как определить наличие?
Ясно, что при описании аппарата в интернет магазине, физически невозможно указать абсолютно все его технические характеристики.
Кроме того, иногда покупать может приобретать устройство в физической точке продаж, где характеристик предоставлено еще меньше.
Таким образом, не всегда просто доподлинно узнать наличие функции мультитач в конкретном аппарате перед покупкой.
Что же делать? Как узнать, оснащен ли телефон или планшет такой функцией?
- Если вы можете протестировать устройство, то зайдите в и попытайтесь отмасштабировать карту двойным свайпом – если этого не произошло, то мультитач на устройстве нет;
- При покупке в интернет-магазине изучите официальный сайт производителя и прочтите описание к конкретной модели – на официальном сайте, обычно, дана полная техническая информация об устройстве;
- Обратите внимание, что экраны, способные масштабировать картинку и осуществлять поворот при двойном касании не всегда имеют полноценный мультитач, потому при покупке телефона , лучше дополнительно уточнять данный вопрос у продавцов-консультантов.
Конечно, мультитач – это лишь отдельная функция, которая не способна полностью характеризовать экран и от которой не зависит наличие, отсутствие или качество его остальных функций.
Потому, для того, чтобы в полной мере оцени качество и функциональность технологии мультитач, обратите внимание и на другие особенности экрана:
- Яркость и контрастность, особенно важная для тех, кому мультитач нужен для осуществления процесса игры, так как при нормальной цветопередачи сложная картинка выглядит точнее и лучше;
- Защита от царапин очень важна, так как качество работы функции может снизится из-за наличия на экране множества мелких и крупных царапин, пленка же также снижает скорость и точность ответа мультитач-сервиса;
- Прочность стекла также очень важна, так как трещины на нем, как и царапины снижают качество работы сервиса.
Таким образом, при покупке устройства с функцией мультитач, необходимо обратить внимание и на другие сопутствующие характеристики устройства.
Первые сенсорные смартфоны имели пластиковые тачскрины, работающие по резистивному принципу. В 2007 году увидел свет первый iPhone, фирменной фишкой которого стала поддержка мультитач (нескольких одновременных касаний). С ее помощью осуществлялось масштабирование интерфейса, переключение элементов, зум в камере и другие действия. После этого поддержку нескольких одновременных касаний стали внедрять и другие производители. Изначально их было всего два, но дальше намечалась тенденция к увеличению.
На данный момент производители смартфонов ограничились десятью касаниями (по количеству пальцев). Однако в бюджетных смартфонах все еще встречаются и более простые экраны, с сенсорами, поддерживающими только 2, 3 или 5 прикосновений одновременно. Что дает количество касаний в тачскрине экрана смартфона – по порядку ниже.
Масштабирование и зум. Самая первая функция, которая появилась у емкостных экранов с поддержкой мультитач. Для масштабирования достаточно всего двух касаний. Чтобы уменьшить или увеличить картинку, документ, страницу – нужно коснуться двумя пальцами к экрану и развести их в стороны или сблизить. Также можно использовать эти движения для зума в камере.
Жестовое управление. Большое количество воспринимаемых касаний позволяет организовать поддержку специальных жестов управления смартфоном. К примеру, с помощью движения нескольких пальцев вдоль экрана можно заблокировать экран, сделать скриншот, переключить программу, запустить приложение или функцию. Подобная функциональность является аналогом комбинаций горячих клавиш на устройствах с физической клавиатурой.
Управление в играх. Без мультитач играть на смартфоне с сенсорным экраном практически невозможно. Если игра требует нажатия нескольких кнопок сразу – на экране без мультитач сделать это не получится. Поддержка большого количества касаний сенсором дает возможность разработчикам игр внедрять различные элементы экранного управления, повторяющие функциональность геймпада.
Нужна ли смартфону поддержка большого количества одновременных касаний?
Казалось бы, задействовать весь потенциал десятипальцевого мультитача можно только если смартфон лежит на столе. Кроме того, это неудобно (пальцы закрывают обзор) и вроде как не нужно в реальной жизни, поэтому целых 10 касаний – ненужное излишество. Однако в реальности все немного сложнее.
Сколько касаний одновременно может воспринимать экран смартфона – определяется конструкцией сенсора. Для добавления большего их числа требуется усложнять тачскрин, добавлять новые линии, позволяющие параллельно получать данные об месте утечки энергии (а именно ее регистрирует емкостный экран при касании) с нескольких каналов (в нескольких точках). Если этих линий мало (необходимый минимум – две: для осей X и Y) – то и много одновременных касаний экран не поймет.
Поддержка всего двух касаний экраном смартфона позволяет использовать его для скроллинга, масштабирования, поворота объектов на экране. Однако идеальная работа такого тачскрина достигается, только если два пальца не оказываются на одной линии по оси X или Y. В этом случае могут происходить сбои определения точек касания, экран смартфона определяет ее неверно, или вообще не определяет.
В режиме веб-серфинга или чтения нахождение пальцев на одной линии по оси не страшно, и зачастую незаметно. А вот в играх, имеющих сложную навигацию, поддержка небольшого количества касаний сенсорным экраном приводит к проблемам. Часто возникают ситуации, когда одновременные движения двух пальцев не воспринимаются нормально. В WoT, например, при попытке одновременного поворота прицела и танка, китайский бюджетный смартфон с двухпальцевым мультитач оба действия иногда выполняет некорректно.
Таким образом, поддержка сенсорным экраном большого количества касаний нужна не всегда. Для чтения и интернета двух вполне достаточно. А вот в играх – пяти- или десятипальцевый мультитач на смартфоне часто является необходимостью.
Количество воспринимаемых сенсором касаний можно проверить в приложении AnTuTu.
Кто изобрел мультитач, спросите вы. На этот вопрос ответить невозможно. Можно лишь предположить, что первопроходцами были музыканты, которые пробовали использовать сенсорные датчики для воздействия на звуковые эффекты. Тогда использовались все пальцы рук, и такое касание можно назвать множественным.
В чём разница?
Чем отличается экран, оснащенный функцией мультитач от обычного и уже ставшего привычным, сенсорного экрана?
Сенсорный экран - это экран, который способен определить координату только одной точки касания. Экран с функцией мультитач может одновременно определять координаты от двух точек и более.
Если говорить простым, всем понятным языком, информация вводится с помощью нескольких пальцев одновременно. При таком положении дел пользователь может работать более продуктивно, быстро и комфортно. Объекты можно перемещать куда угодно, изменять их размеры, поворачивать, группировать. И все это - с помощью типовых жестов. Еще один плюс подобной технологии - это возможность одновременной работы нескольких пользователей. Это осуществляется, если есть в наличии специальное программное обеспечение. Разработано большое количество специальных жестов мультитач. Такие жесты существенно упрощают работу. С их помощью управление довольно сложными функциями становится удобным. Так, если вы сблизите пальцы рук на сенсорном экране, то картинка на экране уменьшится, если удалите - то увеличится.
Реализация идеи «функция мультитач» началась в 80-ых годах. Да, это сейчас очень трудно представить! Примерно к 1982 году канадские ученые сумели детально разработать новую технологию. Но реализация идеи на практике тогда была еще очень дорога. Да и габариты тогдашнего варианта были очень большими. Массово такая идея не могла быть воплощена.
21 век стал прорывом. Первые гаджеты с подобной технологией стали появляться именно с начала нового века.
Для функционирования системы мультитач нужно специальное программное обеспечение. Оно имеется в составе некоторых современных операционных систем, таких как: Windows Mobile 6.5, Windows 7, Mac OS X. Для работы с мультитачем в настоящее время популярны следующие технологии: проекционно-емкостная (PCT) и оптические (IR, SAW.
Само слово «мультитач» относят к сенсорным экранам. Тачпады Apple (например, PowerBook) тоже могут распознавать жесты нескольких пальцев. В PowerBook имеется особый смысл, прокрутка, параллельное движение двумя пальцами, а в MacBook, MacBook Pro и MacBook Air уже есть функция распознавания двух пальцевых поворотов, разведения и сведения пальцев, и разнонаправленные движения тремя и даже четырьмя пальцами. Можно привести, как пример, новую мышь от компании Apple: Magic Mouse и отдельный тачпад: Magic Trackpad.
Современные большие мультитач-экраны обладают принципом работы, который основан на проекции. Разработаны ИК-рамки (IR). Они способны отслеживать несколько точек касания одновременно. Интересно, что они могут использоваться с любыми типами дисплеев. В настоящее время на земном шаре есть множество производителей, которые уже запустили в серийное массовое производство мультитач IR-экранов. Размеры экраны имеют самые разные: 32”, 40”, 42”, 46”, 50”. В них используются камеры и инфракрасная подсветка. А в последние годы стали пользоваться большим спросом сенсорные пленки и даже стекло! Ими покрываются экраны разных размеров: 17” до 50” и даже более.
Маленький размер экрана - это обычное явление. Читателям наверняка будет интересно ознакомиться со следующими цифрами: количество телефонов с мультитач-экраном было увеличено с 200 000 штук, проданных в 2006 году до 21 миллиона в 2012 году! Согласитесь, цифры впечатляющие! Вчерашняя фантастика становится повседневной реальностью! Люди старшего поколения с удивлением смотрят на молодежь, виртуозно работающую всеми пальцами над экранами разных устройств. А ведь пожилые люди еще помнят деревянные счеты!
Этот современный вид пользовательского интерфейса становится очень популярным и востребованным, так как налицо надежность, комфортность мультитач-решений. Растет количество и качество понимаемых жестов.
Выбирая устройство с мультитач
Поэтому, перед выбором, например, планшета, стоит поинтересоваться этим вопросом и узнать информацию из нескольких источников.
Внимание: в смартфонах и планшетах с резистивными экранами функция мультитач просто отсутствует! Если тип сенсорного экрана - проекционно-емкостный экран, тогда присутствие технологии «мультитач» имеет место быть. Существует функция, с помощью которой можно реализовывать на резистивном экране масштабирование, а также повороты изображения двумя пальцами. Но это достижимо за счёт просчёта изменения взаимного расположения точек касания, то есть координаты каждого из пальцев при этом неизвестны. Например, в Super Mario вы не сыграете!
Как проверить функцию мультитач на практике?
Можно произвести запуск Google Maps. Google Maps осуществляет масштабирование с помощью двух пальцев, только если имеется мультитач.
Что такое мультитач в планшете или телефоне?
Это поддержка двухточечного или более касаний. Такую функцию имеют большинство бюджетных планшетов и смартфонов, а также решений среднего класса. Для большей части задач, которые поставлены перед этими устройствами, этого вполне достаточно.
Планшеты стоит приобретать с поддержкой мультитач, потому как стоимость устройства, имеющего эту функцию, не слишком отличается от предшественников, функции не имеющих. Но вы получите массу дополнительных удобств. Например, возможность встроить современную «читалку» - ридер. Таким образом, вы получаете плюс в виде возможности быстро увеличить или уменьшать при необходимости размер шрифта в процессе прочтения книги и веб-страницы, увеличить или уменьшить любые изображения и страницы в программах для чтения PDF и DJVU, и даже в браузере.
Аналитики прогнозируют, что в скором времени подавляющее большинство электронных устройств, которые будут реализовываться на рынке, станут оснащаться данной опцией. От этого выиграем мы с вами!
Опять же, объяснить простым языком, что такое мультитач 5 касаний, очень просто. Например, на два касания вы получите ограниченное количество действий. Это: масштабирование и поворот экрана.
Пять касаний или мультитач 5 точек - это уже более универсально, при этом на каждый жест приходится больше функций. Так, у «двушки» имеется вариант одного или двух касаний: любое ваше действие умножается на два. Да и функций возможностей управления будет ровно в два раза больше. На «пятёрке» число таких касаний увеличивается до пяти. Вы можете пользоваться двумя, тремя, четырьмя, пальцами и при этом команды будут разные.
Для обычного среднестатистического человека тут разницы нет. Но тот, кто пользуется графическими редакторами или САПР на сенсорных экранах, тому будет очень и очень удобно! А простой пользователь получает возможность поиграть вдвоём на одном экране. Почему бы и нет?
Есть и недостатки. Так, пяти- позиционный не слишком удобно использовать в смартфонах. Экран смартфона небольшой, технология дороговата и нерентабельная для экранов такого размера. Получается, что часто стоимость не оправдывает наличие пяти- позиционного тачскрина. Исключение, пожалуй, Galaxy Note.
Что значит мультитач емкостный?
Этот вопрос из разряда часто задаваемых. Вокруг него много мифов и путаницы. Есть два различающихся по принципу типа ёмкостных экранов: ёмкостные и проекционно-ёмкостные. В iPhone, iPad используется именно проекционно-ёмкостные, потому что на обычном ёмкостном экране мультитач попросту невозможен, также, как и на резистивном.
Что значит мультитач экран? Это сенсорный экран или сенсорная панель, которая может одновременно определять две и более точки касания.
Интересны пророческие слова, сказанные на презентации Intel. Они звучат так: «В 2013 году персональный компьютер будет изобретен заново».
Слова относились к ультрабукам четвертого поколения. А ведь без сенсорных экранов с технологией мультитач в Intel уже не планируют создавать новых мобильных персональных компьютеров! ПК. Что тут говорить о разработчиках планшетов и смартфонов!
Спасибо за внимание к нашему сайту, если Вам понравилась публикуемая информация, Вы можете помочь в развитии ресурса, поделившись статьей через социальные сети.
Небольшая про технологии мультитач уже была опубликована на Хабре в далеком октябре 2008 года. В апреле 2011 года хабраюзер описал свой опыт создания интерактивного стола . На дворе октябрь 2012 года и пора рассказать очередную порцию новостей из мира мультитач.Введение
С момента появления на свет первого мультитач дисплея прошло 35 лет, за это время появилось множество разнообразных технологий, поддерживающих от одного до бесконечности касаний. В этой статье я расскажу про несколько распространенных методов преобразования обычного средства отображения в интерактивное устройство.Проекционно-емкостная технология (Projected Capacitive Touch)
Принцип работы данной технологии описан в вышеуказанной статье хабраюзера meako, а так же в Википедии .
На момент написания статьи в свободной продаже находятся пленки до 100” по диагонали (для форматов 4:3 и 16:9) с поддержкой до 12 независимых касаний. Так же компанией Perceptive Pixel (недавно купленной Microsoft corp.) представлен 82” мультитач ЖК-дисплей с поддержкой неограниченного числа касаний.
Прелесть этой технологии заключается в том, что сенсорная пленка наклеивается с обратной стороны от защитного стекла, т.е. находится между средством отображения (ЖК-панель, проекционный экран, и т.п.) и стеклом, таким образом защищена от погодных условий и механических повреждений. У некоторых производителей заявлено, что толщина стекла может доходить до 20мм. Именно на этой технологии основано большинство сенсорных дисплеев/терминалов/киосков, установленных в бизнес-центрах, аэропортах, вокзалах, метро и других общественных местах.
К недостаткам данной технологии можно отнести только отсутствие возможности распознавания меток (fiducial marker, см. далее) и ограниченная площадь сенсорной пленки. Последний недостаток может быть отчасти нивелирован возможностью наклейки пленки стык-в-стык.
Оптические технологии (Optical technologies)
Данные технологии получили широкое применение у любителей DIY после выхода в свет Microsoft Surface 1.0 в мае 2007 года, и дожили до наших дней практически без изменений.Из всего многообразия оптических методов наибольшее распространение получили следующие:
- 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
Самый распространенный метод (из оптических), широко применяющийся в коммерческих инсталляциях в силу своей простоты и наглядности.
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.
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
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.
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
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.
Достоинства технологии:
- возможность распознавания меток (см. далее);
- необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
- технология завязана на конкретном производителе оргстекла.
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
Mediascreen MonkeyBook (на технологии DI):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.
Теги:
- Как это работает
- мультитач
