Multi -touch - Multi-touch

Vícedotykový displej
Dotyk prstu na vícedotykové obrazovce

Ve výpočetní , multi-touch je technologie, která umožňuje, aby povrch (a touchpad nebo dotykové obrazovky ), aby rozpoznat přítomnost více než jednoho bodu dotyku s povrchem ve stejnou dobu. Počátky multitouch začaly v CERN , MIT , University of Toronto , Carnegie Mellon University a Bell Labs v 70. letech minulého století. CERN začal používat vícedotykové obrazovky již v roce 1976 pro ovládání synchrotronu Super Proton . Kapacitní multi-touch displeje byly propagovány Apple ‚s iPhone v roce 2007. povědomí Množné bodu mohou být použity k provedení další funkce, jako je špetka pro přiblížení nebo aktivaci určité podprogramy spojené s předdefinovanými gest .

Několik použití termínu multi-touch vyplynulo z rychlého vývoje v této oblasti a mnoho společností používá termín pro prodej starší technologie, která se nazývá gesta vylepšená jedním dotykem nebo několik dalších výrazů jinými společnostmi a výzkumníky. Několik dalších podobných nebo souvisejících výrazů se pokouší rozlišovat mezi tím, zda zařízení může přesně určit nebo pouze přiblížit umístění různých bodů kontaktu, aby se dále rozlišovalo mezi různými technologickými schopnostmi, ale často se používají jako synonyma v marketingu.

Multi-touch se běžně implementuje pomocí technologie kapacitního snímání v mobilních zařízeních a chytrých zařízeních . Kapacitní dotyková obrazovka se obvykle skládá z kapacitního dotykového senzoru , řadiče integrovaného obvodu specifického pro aplikaci (ASIC) a procesoru digitálního signálu (DSP) vyrobeného z technologie CMOS (komplementární kov-oxid-polovodič ). Novějším alternativním přístupem je technologie optického dotyku založená na technologii obrazových senzorů .

Definice

V oblasti počítačů je technologie multi-touch technologií, která umožňuje dotykové ploše nebo dotykové obrazovce rozpoznat více než jeden nebo více než dva body kontaktu s povrchem. Apple v roce 2007 popularizoval termín „multidotykový“, s nímž implementoval další funkce, jako je například přiblížení pomocí prstů nebo aktivace určitých podprogramů spojených s předdefinovanými gesty .

Dvě různá použití výrazu vyplynula z rychlého vývoje v této oblasti a mnoho společností používá tento termín k uvedení na trh starší technologie, které se jinými společnostmi a výzkumnými pracovníky říká gesty vylepšené jednodotykové ovládání nebo několik dalších výrazů. Několik dalších podobných nebo souvisejících výrazů se pokouší rozlišovat mezi tím, zda zařízení může přesně určit nebo pouze přiblížit umístění různých bodů kontaktu, aby se dále rozlišovalo mezi různými technologickými schopnostmi, ale často se používají jako synonyma v marketingu.

Dějiny

1960–2000

Použití technologie dotykové obrazovky předchází technologii vícedotykové i osobního počítače. Raní stavitelé syntetizátorů a elektronických nástrojů jako Hugh Le Caine a Robert Moog experimentovali s využitím kapacitních senzorů citlivých na dotek k ovládání zvuků vydávaných jejich nástroji. IBM začala stavět první dotykové obrazovky na konci 60. let minulého století. V roce 1972 společnost Control Data uvedla na trh počítač PLATO IV, infračervený terminál používaný pro vzdělávací účely, který využíval jednodotykové body v uživatelském rozhraní pole 16 × 16. Tyto rané dotykové obrazovky zaregistrovaly pouze jeden bod dotyku najednou. Klávesnice na obrazovce (dnes již dobře známá funkce) se proto používaly nepříjemně, protože převíjení kláves a podržení klávesy Shift při psaní jiné nebylo možné.

Výjimkou z nich byla „cross-wire“ vícedotyková rekonfigurovatelná dotyková klávesnice/displej vyvinutá na Massachusettském technologickém institutu na začátku 70. let a 16tlačítková kapacitní vícedotyková obrazovka vyvinutá v CERNu v roce 1972 pro ovládání Super Protonu Synchrotron, které byly ve výstavbě.

Prototypy xy vzájemných kapacitních multidotykových obrazovek (vlevo) vyvinutých v CERNu

V průběhu roku 1976, nová obrazovka xy capacative, založené na kapacitní dotykové obrazovky vyvinuté v roce 1972 dánské elektrotechnický inženýr Bent Stumpe , byl vyvinut v CERN . Tato technologie, umožňující přesné umístění různých dotykových bodů, byla použita k vývoji nového typu rozhraní člověk -stroj (HMI) pro velín urychlovače částic Super Proton Synchrotron . V ručně psané poznámce ze dne 11. března 1972 Stumpe představil své navrhované řešení - kapacitní dotykovou obrazovku s pevným počtem programovatelných tlačítek zobrazených na displeji. Obrazovka měla sestávat ze sady kondenzátorů vyleptaných do měděného filmu na skleněnou tabuli, přičemž každý kondenzátor byl konstruován tak, aby blízký plochý vodič, jako je povrch prstu, zvýšil kapacitu o značné množství. Kondenzátory měly sestávat z jemných čar vyleptaných mědí na skleněnou tabuli - dostatečně jemné (80 μm) a dostatečně daleko od sebe (80 μm), aby byly neviditelné. V konečném zařízení jednoduchý lakový povlak zabránil tomu, aby se prsty skutečně dotkly kondenzátorů. Ve stejném roce MIT popsal klávesnici s variabilní grafikou schopnou detekce více dotyků.

Na začátku 80. let patřila skupina pro výzkum vstupu University z Toronta mezi první, kdo prozkoumal softwarovou stránku vícedotykových vstupních systémů. Systém z roku 1982 na univerzitě v Torontu používal panel z matného skla s kamerou umístěnou za sklem. Když prst nebo několik prstů přitlačíte na sklo, fotoaparát detekuje akci jako jednu nebo více černých skvrn na jinak bílém pozadí, což umožňuje jeho registraci jako vstupu. Vzhledem k tomu, že velikost tečky byla závislá na tlaku (jak silně osoba tlačila na sklo), byl systém také poněkud citlivý na tlak. Je třeba poznamenat, že tento systém byl pouze vstup a nemohl zobrazit grafiku.

V roce 1983 vydala společnost Bell Labs v Murray Hill obsáhlou diskusi o rozhraních založených na dotykové obrazovce, i když nezmiňuje několik prstů. Ve stejném roce video-založený systém Video Place/Video Desk Myrona Kruegera měl vliv na vývoj vícedotykových gest, jako je pinch-to-zoom, ačkoli tento systém neměl žádnou dotykovou interakci sám.

V roce 1984 měly Bell Labs i Carnegie Mellon University funkční prototypy vícedotykové obrazovky-jak vstupní, tak grafické-, které mohly reagovat interaktivně v reakci na více vstupů prstů. Systém Bell Labs byl založen na kapacitní vazbě prstů, zatímco systém CMU byl optický. V roce 1985 bylo na systému CMU předvedeno kanonické vícedotykové gesto pinch-to-zoom s koordinovanou grafikou. V říjnu 1985 podepsal Steve Jobs dohodu o nezveřejnění prohlídky multidotykové laboratoře CMU Sensor Frame. V roce 1990 Sears a kol. publikoval přehled akademického výzkumu dobové a jednodotykové dotykové interakce člověk-počítač , popisující jednodotyková gesta, jako jsou otočné knoflíky, přejetím obrazovky pro aktivaci přepínače (nebo gesto ve tvaru písmene U pro přepínací přepínač), a klávesnice s dotykovou obrazovkou (včetně studie, která ukázala, že uživatelé mohou psát na klávesnici s dotykovou obrazovkou rychlostí 25 slov za minutu ve srovnání s 58 slovy za minutu u standardní klávesnice, přičemž hypotéza vícedotykového ovládání předpokládá zlepšení rychlosti zadávání dat); Jsou popsána také vícedotyková gesta, jako je výběr rozsahu čáry, spojování objektů a gesto „klepnutí a kliknutí při zachování polohy jiným prstem“.

V roce 1991 Pierre Wellner pokročil v publikování tématu o svém multidotykovém „Digital Desk“, který podporoval pohyby více prsty a svírání. Různé společnosti rozšířily tyto vynálezy na počátku jednadvacátého století.

2000 - současnost

V letech 1999 až 2005 vyvinula společnost Fingerworks různé vícedotykové technologie, včetně Touchstream klávesnic a iGesture Pad. na počátku roku 2000 Alan Hedge , profesor lidských faktorů a ergonomie na Cornell University, publikoval několik studií o této technologii. V roce 2005 získala společnost Apple společnost Fingerworks a její vícedotykovou technologii.

V roce 2004 vyvinul francouzský start-up JazzMutant Lemur Input Device , hudební ovladač, který se stal v roce 2005 prvním komerčním produktem s proprietární transparentní vícedotykovou obrazovkou, která umožňuje přímou manipulaci deseti prsty na displeji.

V lednu 2007 se multidotyková technologie stala hlavním proudem iPhonu a Apple ve svém oznámení pro iPhone dokonce uvedl, že „vynalezl multidotykový“, nicméně funkce i termín předcházejí oznámení nebo patentovým žádostem, s výjimkou oblasti kapacitních mobilních obrazovky, které před technologií Fingerworks/Apple neexistovaly (společnost Fingerworks podala v letech 2001–2005 patenty, následná vícedotyková vylepšení byla patentována společností Apple).

Americká patentová a ochranná známka však prohlásila, že funkce „pinch-to-zoom“ byla předpovězena americkým patentem č. 7 844 915 týkajícím se gest na dotykových obrazovkách, které Bran Ferren a Daniel Hillis podali v roce 2005, stejně jako inerciální rolování, čímž bylo zneplatněno klíčové nároky patentu společnosti Apple.

V roce 2001 zahájila stolní dotyková platforma Microsoftu Microsoft PixelSense (dříve Surface) vývoj, který interaguje jak s dotykem uživatele, tak s jeho elektronickými zařízeními a stal se komerčním 29. května 2007. Podobně v roce 2001 Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) ) zahájil vývoj multidotykového systému pro více uživatelů s názvem DiamondTouch .

V roce 2008 se Diamondtouch stal komerčním produktem a je také založen na kapacitě, ale je schopen rozlišovat mezi více současnými uživateli nebo spíše židlemi, ve kterých sedí každý uživatel, nebo podlahovou podložkou, na které uživatel stojí. V roce 2007 nabídl NORTD labs Open Source systém svůj CUBIT (multi-touch) .

V roce 2008 se drobná dotyková zařízení rychle stala běžnou záležitostí. Očekávalo se, že počet telefonů s dotykovou obrazovkou vzroste z 200 000 dodaných v roce 2006 na 21 milionů v roce 2012.

V květnu 2015 byla společnosti Apple udělen patent na „fúzní klávesnici“, která z jednotlivých fyzických kláves dělá vícedotyková tlačítka.

Značky a výrobci

Společnost Apple prodávala a distribuovala řadu produktů pomocí vícedotykové technologie, z nichž nejvýznamnější jsou smartphony iPhone a tablety iPad . Kromě toho je společnost Apple také držitelem několika patentů souvisejících s implementací vícedotykového ovládání v uživatelských rozhraních, nicméně legitimita některých patentů byla zpochybněna. Apple se navíc pokusil zaregistrovat „Multi-touch“ jako ochrannou známku ve Spojených státech-jeho žádost však byla zamítnuta americkým úřadem pro patenty a ochranné známky, protože tento termín považoval za obecný .

Vícedotykové snímání a zpracování probíhá prostřednictvím senzoru ASIC, který je připevněn k dotykové ploše. Obvykle oddělené společnosti vyrábějí ASIC a obrazovku, která se spojuje do dotykové obrazovky; naopak povrch touchpadu a ASIC obvykle vyrábí stejná společnost. V posledních letech se objevily velké společnosti, které se rozšířily do rostoucího multidotykového průmyslu se systémy navrženými pro vše od příležitostných uživatelů po nadnárodní organizace.

Nyní je běžné, že výrobci notebooků používají na svých noteboocích vícedotykové touchpady a tabletové počítače reagují spíše na dotykový vstup než na tradiční stylus a je podporováno mnoha novějšími operačními systémy .

Několik společností se zaměřuje spíše na velkoplošné povrchové počítače než na osobní elektroniku, a to buď velké vícedotykové stoly, nebo povrchy stěn. Tyto systémy obecně používají vládní organizace, muzea a společnosti jako prostředek k vystavování informací nebo výstav. Velkoplošné vícedotykové povrchy vyrábí finská společnost MultiTaction na svých 55 "MT buňkách (55" obrazovkách), které mají také pobočky v Londýně, Kalifornii a Singapuru. MultiTaction také staví jedinečný software pro spolupráci speciálně navržený pro vícedotykové obrazovky jako MT Canvus a MT Showcase .

Implementace

Multi-touch byl implementován několika různými způsoby, v závislosti na velikosti a typu rozhraní. Nejoblíbenější formou jsou mobilní zařízení, tablety , dotykové zařízení a stěny. Dotykové a dotykové stěny promítají obraz přes akrylát nebo sklo a poté obraz podsvítí pomocí LED diod.

Dotykové povrchy mohou být také citlivé na tlak přidáním povlaku citlivého na tlak, který se různě ohýbá v závislosti na tom, jak pevně je přitlačen, čímž se mění odraz.

Ruční technologie používají panel, který nese elektrický náboj. Když se prst dotkne obrazovky, dotykem se naruší elektrické pole panelu. Narušení je zaregistrováno jako počítačová událost (gesto) a může být odesláno do softwaru, který pak může zahájit reakci na událost gesta.

V posledních několika letech vydalo několik společností produkty, které používají vícedotykové ovládání. Ve snaze zpřístupnit drahou technologii fanoušci také publikovali metody konstrukce dotykových obrazovek pro kutily .

Kapacitní

Mezi kapacitní technologie patří:

Odporový

Rezistivní technologie zahrnují:

Optický

Technologie optického dotyku je založena na technologii obrazového snímače . Funguje, když se prst nebo předmět dotkne povrchu, což způsobí rozptýlení světla, jehož odraz je zachycen senzory nebo kamerami, které odesílají data do softwaru, který určuje reakci na dotek, v závislosti na typu měřeného odrazu.

Optické technologie zahrnují:

Mávat

Akustické a radiofrekvenční vlnové technologie zahrnují:

Vícedotyková gesta

Gesta vícedotykové dotykové obrazovky umožňují interakci předdefinovaných pohybů se zařízením a softwarem. Stále více zařízení, jako jsou chytré telefony , tablety , notebooky nebo stolní počítače, má funkce, které jsou spouštěny vícedotykovými gesty.

Populární kultura

Před rokem 2007

Roky předtím, než se jednalo o životaschopný spotřebitelský produkt, představovala populární kultura potenciální využití vícedotykové technologie v budoucnosti, a to i v několika splátkách franšízy Star Trek .

V Disney sci-fi filmu Tron z roku 1982 bylo ukázáno zařízení podobné Microsoft Surface. Zabralo to celý stůl exekutivy a sloužilo ke komunikaci s počítačem Master Control .

Ve filmu Minority Report z roku 2002 Tom Cruise používá k procházení informací sadu rukavic, které připomínají vícedotykové rozhraní.

Ve filmu The Island z roku 2005 byla viděna jiná forma vícedotykového počítače, kde profesor, kterého hraje Sean Bean , má vícedotykovou plochu pro organizaci souborů na základě rané verze Microsoft Surface (nezaměňovat s tabletové počítače, které nyní nesou toto jméno).

V roce 2007 televizní seriál CSI: Miami představil ve své šesté sezóně povrchové i nástěnné vícedotykové displeje.

Po roce 2007

Technologii vícedotykového ovládání lze vidět ve filmu Jamese Bonda z roku 2008 Quantum of Solace , kde MI6 využívá dotykové rozhraní k procházení informací o zločinci Dominicu Greeneovi.

Ve filmu z roku 2008 Den, kdy se zastavila Země , byl použit Microsoft Surface.

Televizní seriál NCIS: Los Angeles , který měl premiéru v roce 2009, využívá multidotykové povrchy a stěnové panely jako iniciativu digitalizace.

V roce 2008, epizodě televizního seriálu Simpsonovi , Lisa Simpson cestuje do podvodního sídla společnosti Mapple, aby navštívila Steva Mobbse, který ukazuje, že na velké dotykové zdi provádí vícedotyková gesta rukou.

V roce 2009 má film District 9 rozhraní používané k ovládání mimozemské lodi podobnou technologii.

10/GUI

10/GUI je navrhované nové paradigma uživatelského rozhraní . Vytvořil v roce 2009 R. Clayton Miller a kombinuje vícedotykový vstup s novým správcem oken .

Odděluje dotykový povrch od obrazovky, takže se snižuje únava uživatele a ruce uživatelů nebrání zobrazení. Místo umisťování oken na celou obrazovku používá správce oken Con10uum lineární paradigma s vícedotykovým ovládáním pro navigaci mezi okny a jejich uspořádání. Oblast na pravé straně dotykové obrazovky vyvolává globální kontextovou nabídku a podobný pruh na levé straně vyvolává nabídky specifické pro aplikaci.

V listopadu 2009 byl zpřístupněn komunitní open source náhled správce oken Con10uum.

Viz také

Reference

externí odkazy