Технология Multitouch
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Ноября 2014 в 12:05, реферат
Краткое описание
Технлогия multitouch весьма часто применяемая в наше время средcтво для различных электронных устройств (к тому же весьма успешно). Для начала дадим определение этому термину.
Мультитач (рус. Множественное касание) — функция сенсорных систем ввода (сенсорный экран, сенсорная панель), осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания. Мультитач используется в жестовых интерфейсах, например, изменения масштаба изображения: при увеличении расстояния между точками касания происходит увеличение изображения.
Содержание
Технология Multitouch ............................................................................ 3
История технологии ................................................................................ 4
Технологическая сторона ....................................................................... 6
Резистивная технология......................................................................... 6
Ёмкостная технология............................................................................ 7
Взаимная ёмкость................................................................................... 7
Собственная ёмкость.............................................................................. 9
Другие подходы к MultiTouch .............................................................. 10
Рассеивание полного внутреннего отражения................................... 10
Другие, менее распостранённые технологии.................................... 12
Инфракрасное позиционирование...................................................... 12
Распознавание поверхностных акустических волн .......................... 12
Тензиометры ......................................................................................... 12
Оптическое распознавание.................................................................. 12
Дисперсия сигнала ............................................................................... 13
Пиксель-сенсорные дисплеи ............................................................... 13
Заключение ............................................................................................. 14
Информационные ресурсы .................................................................. 15
Прикрепленные файлы: 1 файл
Министерство образования и науки Российской Федерации
Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
Москва
Кафедра ПКИМС
РЕФЕРАТ
По дисциплине: Электронно-вычислительные машины и перифе-
рийные устройства
Выполнил:
Студент 3 курса
дневного отделения
группы № ЭКТ-33
Васильев Роберт Андреевич
Подпись ________________
Преподаватель:
Левицкий Дмитрий Орестович
Оценка ________________
Дата________________
Подпись ________________
Москва
2014
Содержание:
Технология Multitouch............................................................................3
История технологии ................................................................................4
Технологическая сторона .......................................................................6
Резистивная технология.........................................................................6
Ёмкостная технология............................................................................7
Взаимная ёмкость...................................................................................7
Собственная ёмкость..............................................................................9
Другие подходы к MultiTouch ..............................................................10
Рассеивание полного внутреннего отражения...................................10
Другие, менее распостранённые технологии....................................12
Инфракрасное позиционирование......................................................12
Распознавание поверхностных акустических волн ..........................12
Тензиометры.........................................................................................12
Оптическое распознавание..................................................................12
Дисперсия сигнала...............................................................................13
Пиксель-сенсорные дисплеи...............................................................13
Заключение .............................................................................................14
Информационные ресурсы ..................................................................15
Технология Multitouch
Технлогия multitouch весьма часто применяемая в наше время
средcтво для различных электронных устройств (к тому же весьма ус-
пешно). Для начала дадим определение этому термину.
Мультитач (рус. Множественное
касание) —
функция сенсор-
ных систем ввода (сенсорный экран, сенсорная панель), осуще-
ствляющая одновременное определение координат двух и более то-
чек касания. Мультитач используется в жестовых интерфейсах, напри-
мер, изменениямасштаба изображения: при увеличении расстояния
между точками касания происходит увеличение изображения. Кроме
того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновре-
менно нескольким пользователям.
Мультитач позволяет не только определить взаимное расположение
нескольких точек касания в каждый момент времени, но и определить
пару координат для каждой точки касания, независимо от их положе-
ния относительно друг друга и границ сенсорной панели. Правильное
распознавание всех точек касания увеличивает возможности интер-
фейса сенсорной системы ввода. Круг решаемых задач при использо-
вании функции мультитач зависит от скорости, эффективности и ин-
туитивности её применения.
Таким образом, эта технология является весьма перспективной и
динамично развивающейся. Хотя на самом деле она не так молода как
кажется на первый взгляд. Обратимся же в историю!
История технологии
Использование технологии началось с сенсорных экранов для упра-
вления электронными устройствами предшественника технологии
«мультикасания» и персонального компьютера. Создатели пер-
вых синтезаторов и электронных инструментов, Hugh Le Caine и Ро-
берт Мугэкспериментировали с использованием чувствительных к на-
жатию ёмкостных датчиков для контролирования звуков, издаваемые
их инструментами.
IBM начали строить первые сенсорные экраны в конце 1960-х, а
в 1972 году Control Data выпустили PLATO IV — компьютер-терми-
нал, используемый для образовательных целей, который использовал
в своём пользовательском интерфейсе одиночные касания на 16x16
матрице сенсоров.Прототип х/у матрица ёмкостного MultiTouch экра-
на (слева), разработанная в CERN
Первая реализация мультикасания на базе сенсорно-емкостного
способа была разработана в ЦЕРН в 1977, на базе их емкостно-сен-
сорных экранов разработал в 1972 году датский инженер-электрон-
щик Bent Stumpe. Эта технология была использована для разработ-
ки человеко-машинного интерфейса нового типа для управления син-
хрофазотроном.
В записке, датированной 11 марта 1972 года, Stumpe представил
своё решение — ёмкостной сенсорный экран с фиксированным чис-
лом программируемых кнопок, находящихся на дисплее. Экран дол-
жен был состоять из множества конденсаторов — вплавленных в
плёнку или в стекло медных проволочек, каждый конденсатор должен
быть построен так, чтобы поблизости находящийся проводник, такой
как палец, приведет к увеличению электрической емкости на значи-
тельную 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 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, 1982 году вТо-
ронтском университете.
Сейчас различные технические воплощения технологии исполь-
зуются и активно продвигаются в продуктах компаний Apple, No-
kia, Hewlett-Packard, HTC, Dell, Microsoft, ASUS, Samsung и некото-
рых других.
Внедрение Multi-touch-технологий уже опробовали постояльцы го-
стиничной сети Sheraton, ориентированной на деловых людей.Но все-
таки первым массовым mutlitouch устройством, стал Apple IPhone,
выпущенный в 2007 году. Но не iPhone единым жив мульти-тач,
в этом докладе я хочу рассказать о разных подходах к реализа-
ции Touch-интерфейсов с технической стороны, но не углубляясь
в сверхсложные и непонятные простому человеку нюансы
.
Но далеко не Apple изобрели MultiTouch, работы в этом направле-
нии велись с середины 80х годов. В 1984 году Bell Labs разработа-
ли мульти-тач экран на котором можно было манипулировать изобра-
жениями при помощи более чем одной руки, но эта разработка так
и не увидела будущего.
В 1999 году компания FingerWorks выпустила несколько MultiTouch
устройств, таких как внешний жестовый тачпад iGesture Pad и весьма
экзотичная клавиатура TouchStream. После нескольких лет пребыва-
ния в собственной нише продукции, FingerWorks были приобрете-
ны Apple.
Технологическая сторона
Для простого пользователя, все во что можно тыкать пальцем-сти-
лусом — есть тач, а то во что можно тыкать несколькомя пальцами од-
новременно — мульти-тач. Но вот с технической точки зрения, к реа-
лизации сенсорных поверхностей есть множество совершенно раз-
ных подходов. Остановимся же подробней на некоторых из них.
Резистивная технология
Технология относительно старая, и становящаяся уже «немодной».
Тачпад состоит фактически из двух частей: гибкого слоя сверху (тон-
кая полиэфирная пленка и т.п.), и нижнего жёсткого слоя (как правило
стекло), оба слоя являются проводниками, и имеют электрическое со-
противление. Они разделены воздухом или другим диэлектриком. Па-
лец касаясь верхнего слоя, прогибает его так, что тот контактирует
с нижней подкладкой. Напряжение в точке контакта измеряется и вы-
числяются координаты касания.
Поверхности могут быть прозрачны и использоваться в тач-скри-
нах, кпк и т.п. Для большей точности нажатия можно использовать
стилус, или любой стилусо-подобный предмет.
У этой технологии множество недостатков, таких как невысокая
чувствительность, механический износ, относительно большие физи-
ческие размеры, подверженность случайным касаниям.
Ёмкостная технология
Взаимная ёмкость
Сенситивная поверхность наносится подобно обыкновенным печат-
ным платам. Она состоит из верхнего изоляционного слоя и сетки до-
рожек-проводников под ним. Когда палец касается поверхности,
он изменяет электрическую ёмкость между соседними дорожками, ис-
ходя из чего возможно вычислить его положение и площадь касания.
Этот подход эффективнее резистивного, более долговечен из-за от-
сутствия подвижных частей, более точен, и благодаря технологии из-
готовления, может быть нанесён практически на любую поверхность.
Большинство современных производителей (Synaptics, Apple, другие)
используют именно её. Проводниковые дорожки могут быть изгото-
влены из прозрачных материалов, что позволяет также использовать
ёмкостную технологию в тач-скринах. Так же, технология позволяет
распознавать несколько касаний одновременно, но реагирует только
на человеческие пальцы (и другие объекты со сходными электриче-
скими характеристиками). Использование классических стилусов, или
подручных средств в их качестве — невозможно, но на рынке присут-
ствуют специальные стилусы, по сути имитирующие свойства челове-
ческого пальца.
Собственная ёмкость
Технология подобна предыдущей, но вместо двух отдельных слоев
проводников, используется один слой электродов, подсоединённых
к емкостно-чуствительной цепи.
Технология может обладать более высокой точностью по сравне-
нию со взаимно-емкостной, но она плохо применима для устройств
с большой площадью тач-поверхности из-за высокой восприимчиво-
сти к паразитным ёмкостям, появляющимся на самих электродах.
В IPhone по неподтверждённым данным используются оба подхода.
Технология DuoSense™, представленная компанией N-Trig для про-
дуктов Microsoft является по сути все той жевзаимно-емкостной тех-
нологией, с поддержкой мультитач и специальных стилусов (продук-
ты Apple впрочем, тоже.).
Другие подходы к MultiTouch
Рассеивание полного внутреннего отражения
Этот подход с очень уж заумным названием, весьма перспективен
к созданию MultiTouch-поверхностей большой площади.
На акриловый экран проецируется изображение, с помощью проек-
торов, расположенных с противоположной к пользователю стороны.
Когда к поверхности прикасается какой-либо объект, свет излучаемый
светодиодами, размещёнными по периметру экрана рассеивается
в точке соприкосновения и попадает на датчики отражений, при помо-
щи которых, программными методами рассчитывается местоположе-
ние точки касания.
Инфракрасный свет распространяется внутри акрила, не выходя на-
ружу, но если палец касается поверхности, свет рассеивается от него
и попадает на сенсоры. Использование гибкого материала для покры-
тия экрана позволит измерять силу нажатия, следя за изменением ха-
рактера рассеивания лучей.
Microsoft Surface использует подобный подход, но источник инфра-
красного света расположен рядом с проектором, а преломления рас-
познаются инфракрасными камерами.
Другие, менее распостранённые технологии
Инфракрасное позиционирование
Есть два принципиально различных метода:
Первый
Опирается на изменение электрического сопротивления поверхно-
сти в последствии изменения температуры. Этот метод неточен, мед-
ленен и требует тёплых рук.
Второй
Состоит в размещении сетки инфракрасных излучателей и сенсоров
по периметру, перед экраном. При касании, объект заслоняет собою
лучи и тем самым даёт определить позицию. Этот метод применяется
в военных приложениях, требующих сенсорной панели.
Распознавание поверхностных акустических волн
По тач-поверхности распространяются ультразвуковые волны, при
касании её сторонним предметом, они искажаются и исходя из этого
просчитывается положение касания.
Тензиометры
Тензиометр — прибор для определения механических деформаций
в твёрдом теле и преобразования их в электрические импульсы. При
совмещении такого устройства с экраном получается недорогой, не-
точный, но прочный и надёжныйтач-скрин. Используются в аппаратах
продающих билеты, счето-пополнителях и т.п. из-за своей вандало-
стойкости.
Оптическое распознавание
Относительно новый и перспективный подход. Два или больше оп-
тических сенсора размещаются по краям экрана (чаще по углам).
С противоположных сторон, в зоне видимости камер — инфракрасная
подсветка. При соприкосновении стороннего тела с экраном, возни-
кает тень от подсветки, камеры с разных углов снимают её. Информа-
ция сопоставляется, и позволяет вычислить местоположение.
Дисперсия сигнала
Точка касания вычисляется датчиками относительно вибраций и де-
формаций в стекле. Заявляется, что эта технология устойчива к пыли,
грязи и царапинам. Так же, из-за малого количества дополнительных
приспособлений, она может быть применена на обычных стеклах
(окнах, столешницах и т.п.). Но поскольку отслеживаются механиче-
ские вибрации, эта система не может опознать недвижимый объект.
Акустическое распознавание
Технология подобна методу дисперсии сигнала, но механические
колебания конвертируются в аудио-сигнал и сравниваются с предзапи-
саными профилями каждой точки экрана. Преимущества и недостат-
ки те же, что и в дисперсионного метода.
Пиксель-сенсорные дисплеи
Компания Sharp анонсировала сверхчуствительные Touch-экраны.
Суть новинки в том, что каждый пиксель экрана включает в себя оп-
тический сенсор. Таким образом нет нужды в дополнительном покры-
тии поверх экрана, и можно добиться более чистого изображения, по
сравнению с другими сенсорными дисплеями. Такой экран может от-
слеживать касания, передвижение, а так же использоваться в качестве
сканера.
Заключение
Таким образом популярность выше упомянутой технологии с ка-
ждым новым девайсом только набирает обороты и не собирается ос-
танавливаться. Она весьма эффективна и эстетична в своем исполне-
нии. Согласитесь со мной, приятно пользоваться аппаратурой путем
легких и грациозных прикосновений. touch экраны, разлычные план-
шеты, гаджеты - все это лишь верхушка айсберга , я уверен что даль-
нейшее развитие принесет нам не менее интересные возможности и
решение старых задач. У истоках которых мы и будем стоять.
Информационные ресурсы
1. http://www.habrahabr.ru
2. http://www.hdtouch.ru
3. http://www.touchbaza.ru
Информация о работе Технология Multitouch