Monikosketus - Multi-touch

Monikosketusnäyttö
Sormi koskettaa monikosketusnäyttöä

In Computing , multi-touch on tekniikka, joka mahdollistaa pinta (a ohjauslevy tai kosketusnäyttö ) tunnistaa useamman kuin yhden pisteen kosketus pinnan kanssa samaan aikaan. Multitouchin alkuperä alkoi CERN: ssä , MIT: ssä , Toronton yliopistossa , Carnegie Mellonin yliopistossa ja Bell Labsissa 1970 -luvulla. CERN alkoi käyttää monikosketusnäyttöjä jo vuonna 1976 Super Proton Synchrotron -laitteen ohjaukseen . Kapasitiivinen multi-touch-näytöt ovat suosituksi Apple n iPhone vuonna 2007. Monikko-pisteen tietoisuus voidaan käyttää toteuttamaan lisätoimintoja, kuten nipistämällä zoomata tai aktivoida tiettyjä aliohjelmia kiinnitetty ennalta eleitä .

Useat termin monikosketus käyttötavat johtuivat tämän alan nopeasta kehityksestä ja monet yritykset, jotka käyttivät termiä markkinoidakseen vanhempaa tekniikkaa, jota muut yritykset ja tutkijat kutsuvat eletoiminnolla varustetuksi yhdellä kosketuksella tai useilla muilla termeillä. Useilla muilla samankaltaisilla tai toisiinsa liittyvillä termeillä yritetään erottaa toisistaan, pystyykö laite määrittämään tarkasti tai vain arvioimaan eri kosketuspisteiden sijainnin erottaakseen edelleen eri teknologiset ominaisuudet, mutta niitä käytetään usein synonyymeinä markkinoinnissa.

Multi-touch on yleisesti toteutettu kapasitiivinen anturi teknologiaa mobiililaitteissa ja älykkäiden laitteiden . Kapasitiivinen kosketusnäyttö koostuu tyypillisesti kapasitiivinen kosketusnäyttö anturi , sovelluskohtainen integroitu piiri (ASIC), ohjain ja digitaalisen signaaliprosessorin (DSP) valmistettu päässä CMOS (täydentävä metalli-oksidi-puolijohde ) tekniikkaa. Uudempi vaihtoehtoinen lähestymistapa on optinen kosketustekniikka, joka perustuu kuva -anturitekniikkaan .

Määritelmä

In Computing , multi-touch on tekniikka, joka mahdollistaa ohjauslevy tai kosketusnäyttö tunnistaa enemmän kuin yksi tai enemmän kuin kaksi pistettä kosketuksesta pinnan kanssa. Apple suositteli termiä "monikosketus" vuonna 2007, jolloin se otti käyttöön lisätoimintoja, kuten nipistämällä zoomaukseen tai aktivoimaan tiettyjä aliohjelmia, jotka on liitetty ennalta määriteltyihin eleisiin .

Termin kaksi eri käyttötapaa johtuivat tämän alan nopeasta kehityksestä ja monet yritykset, jotka käyttivät termiä markkinoidakseen vanhempaa tekniikkaa, jota muut yritykset ja tutkijat kutsuvat eleiden tehostetuksi yhdellä kosketuksella tai useilla muilla termeillä. Useilla muilla samankaltaisilla tai toisiinsa liittyvillä termeillä yritetään erottaa toisistaan, pystyykö laite määrittämään tarkasti tai vain arvioimaan eri kosketuspisteiden sijainnin erottaakseen edelleen eri teknologiset ominaisuudet, mutta niitä käytetään usein synonyymeinä markkinoinnissa.

Historia

1960–2000

Käyttö kosketusnäyttö tekniikkaa edelsi molemmat monikosketustekniikkaa ja henkilökohtainen tietokone. Varhaiset syntetisaattorit ja elektronisten instrumenttien valmistajat, kuten Hugh Le Caine ja Robert Moog, kokeilivat kosketusherkkien kapasitanssianturien käyttämistä instrumenttiensa äänien hallitsemiseksi. IBM aloitti ensimmäisen kosketusnäytön rakentamisen 1960 -luvun lopulla. Vuonna 1972 Control Data julkaisi PLATO IV -tietokoneen, infrapunaterminaalin, jota käytettiin opetustarkoituksiin ja joka käytti yhden kosketuksen pisteitä 16 × 16-ryhmän käyttöliittymässä. Nämä varhaiset kosketusnäytöt rekisteröivät vain yhden kosketuspisteen kerrallaan. Näyttönäppäimistöjä (nykyään hyvin tunnettu ominaisuus) oli siten hankala käyttää, koska näppäinten siirtäminen ja vaihtonäppäimen painaminen toisen kirjoittamisen aikana ei ollut mahdollista.

Poikkeuksia näistä olivat "ristijohtiminen" monikosketuskonfiguroitava kosketusnäytön näppäimistö/näyttö, joka kehitettiin Massachusettsin teknillisessä instituutissa 1970-luvun alussa, ja 16 painikkeen kapasitiivinen monikosketusnäyttö, joka kehitettiin CERN: ssä vuonna 1972 Super Protonin ohjaukseen. Synchrotron, jotka olivat rakenteilla.

XY-keskinäisen kapasitanssin monikosketusnäyttöjen prototyypit (vasemmalla) kehitettiin CERN: ssä

Vuoden 1976 aikana CERN: ssä kehitettiin uusi xy -kapasitiivinen näyttö, joka perustuu tanskalaisen elektroniikkainsinöörin Bent Stumpen vuonna 1972 kehittämään kapasitanssi -kosketusnäyttöön . Tätä tekniikkaa, joka mahdollistaa eri kosketuspisteiden tarkan sijainnin, kehitettiin uuden tyyppinen ihmisen koneen rajapinta (HMI) Super Proton Synchrotron -hiukkaskiihdyttimen ohjaushuoneeseen. Stumpe esitteli 11. maaliskuuta 1972 päivätyssä käsinkirjoitetussa muistiinpanossa ehdotetun ratkaisunsa - kapasitiivisen kosketusnäytön, jossa on kiinteä määrä ohjelmoitavia painikkeita. Seula koostui joukosta kondensaattoreita, jotka oli syövytetty kuparikalvoon lasilevylle, ja jokainen kondensaattori oli rakennettu siten, että lähellä oleva litteä johdin, kuten sormen pinta, lisäisi kapasitanssia merkittävästi. Kondensaattorien piti koostua hienoista viivoista, jotka oli syövytetty kupariin lasilevylle - riittävän hienoja (80 μm) ja riittävän kaukana toisistaan ​​(80 μm) näkymättömiksi. Lopullisessa laitteessa yksinkertainen lakkapinnoite esti sormet koskettamasta kondensaattoreita. Samana vuonna MIT kuvasi näppäimistöä, jossa on vaihteleva grafiikka, joka kykenee tunnistamaan monikosketuksen.

1980-luvun alussa Toronton yliopiston syöttötutkimusryhmä oli yksi ensimmäisistä, joka tutki monikosketusjärjestelmien ohjelmistopuolta. Toronton yliopiston 1982-järjestelmässä käytettiin himmeää lasipaneelia, jonka takana oli kamera. Kun sormi tai useita sormia painetaan lasiin, kamera tunnistaa toiminnon yhdeksi tai useammaksi mustaksi pisteeksi muuten valkoisella taustalla, jolloin se voidaan rekisteröidä syötteeksi. Koska pisteen koko riippui paineesta (kuinka voimakkaasti henkilö painoi lasia), järjestelmä oli myös jonkin verran paineherkkä. Huomaa, että tämä järjestelmä on syötetty vain eikä se voi näyttää grafiikkaa.

Vuonna 1983 Bell Labs on Murray Hill julkaisi laajan keskustelun kosketusnäyttö käyttöliittymiä, vaikka siinä ei mainita useiden sormien. Samana vuonna Myron Kruegerin videopohjainen Video Place/Video Desk -järjestelmä oli vaikuttava monikosketuseleiden, kuten nipistämällä zoomaukseen, kehittämisessä, vaikka tällä järjestelmällä ei ollut itse kosketusta.

Vuoteen 1984 mennessä sekä Bell Labsilla että Carnegie Mellonin yliopistolla oli toimivia monikosketusnäytön prototyyppejä-sekä syöttöä että grafiikkaa-jotka voisivat vastata vuorovaikutteisesti vastauksena useisiin sormen syöttöihin. Bell Labs -järjestelmä perustui sormien kapasitiiviseen kytkentään, kun taas CMU -järjestelmä oli optinen. Vuonna 1985 CMO: n järjestelmässä esitettiin kaanoninen monikosketus nipistämällä-zoomaukseen. Lokakuussa 1985 Steve Jobs allekirjoitti salassapitosopimuksen CMU: n Sensor Frame -monikosketuslaboratorion kiertueelle. Vuonna 1990 Sears et ai. julkaisi katsauksen akateemiseen tutkimukseen yhden ja monikosketuksen kosketusnäytön ihmisen ja tietokoneen välisestä vuorovaikutuksesta , jossa kuvattiin yhden kosketuksen eleitä, kuten pyöriviä nuppeja, näytön pyyhkäiseminen kytkimen aktivoimiseksi (tai U-muotoinen ele vaihtokytkimelle), ja kosketusnäytön näppäimistöt (mukaan lukien tutkimus, joka osoitti, että käyttäjät voivat kirjoittaa 25 sanaa minuutissa kosketusnäytön näppäimistöllä verrattuna 58 sanaan minuutissa tavallisella näppäimistöllä, ja monikosketushypoteesi parantaa tietojen syöttönopeutta); Kuvataan myös monikosketuseleet, kuten viivan alueen valitseminen, objektien yhdistäminen ja napautus-ele, jolla voit valita sijainnin samalla sormella.

Vuonna 1991 Pierre Wellner edisti aiheen julkaisemista monikosketuksesta "Digital Desk", joka tuki monisormisia ja puristavia liikkeitä. Eri yritykset laajensivat näitä keksintöjä 21. vuosisadan alussa.

2000 - nykypäivään

Vuosina 1999–2005 Fingerworks kehitti erilaisia ​​monikosketustekniikoita, mukaan lukien Touchstream-näppäimistöt ja iGesture Pad. 2000 -luvun alussa Cornellin yliopiston inhimillisten tekijöiden ja ergonomian professori Alan Hedge julkaisi useita tutkimuksia tästä tekniikasta. Vuonna 2005 Apple osti Fingerworksin ja sen monikosketustekniikan.

Vuonna 2004 ranskalainen startup-yritys JazzMutant kehitti Lemur Input Device -musiikkiohjaimen, josta tuli vuonna 2005 ensimmäinen kaupallinen tuote, jossa on oma läpinäkyvä monikosketusnäyttö, joka mahdollistaa suoran, kymmenen sormen käsittelyn näytöllä.

Tammikuussa 2007 monikosketustekniikasta tuli valtavirta iPhonen kanssa , ja Apple ilmoitti iPhone-ilmoituksessaan jopa "keksineensä monikosketuksen", mutta sekä toiminto että termi edeltävät ilmoitusta tai patenttihakemuksia, lukuun ottamatta kapasitiivisen matkapuhelimen aluetta näyttöjä, joita ei ollut olemassa ennen Fingerworksin/Applen teknologiaa (Fingerworks jätti patentteja vuosina 2001–2005, Apple on patentoinut myöhemmät monikosketuksen parannukset).

Yhdysvaltain patentti- ja tavaramerkkivirasto ilmoitti kuitenkin, että "nipistä zoomata" -toiminto ennustettiin Bran Ferrenin ja Daniel Hillisin vuonna 2005 esittämässä kosketusnäytön eleisiin liittyvässä US-patentissa # 7 844 915 , kuten inertiaalinen vieritys, mikä mitätöi tärkeimmät väitteet Applen patentista.

Vuonna 2001 Microsoftin pöytätason kosketusalusta, Microsoft PixelSense (aiemmin Surface) aloitti kehityksen, joka on vuorovaikutuksessa sekä käyttäjän kosketuksen että heidän elektronisten laitteidensa kanssa ja tuli kaupalliseksi 29. toukokuuta 2007. Samoin vuonna 2001 Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) ) alkoi kehittää DiamondTouch -nimistä monikosketusjärjestelmää .

Vuonna 2008 Diamondtouchista tuli kaupallinen tuote ja se perustuu myös kapasitanssiin, mutta pystyy erottamaan useat samanaikaiset käyttäjät tai pikemminkin tuolit, joissa jokainen käyttäjä istuu, tai lattialevy, jolla käyttäjä seisoo. Vuonna 2007 NORTD labs Open Source -järjestelmä tarjosi CUBIT (multi-touch) -järjestelmänsä .

Pienikokoiset kosketuslaitteet yleistyivät nopeasti vuonna 2008. Kosketusnäyttöpuhelimien määrän odotettiin kasvavan 200 000: sta vuonna 2006 21 miljoonaan vuonna 2012.

Toukokuussa 2015 Applelle myönnettiin patentti "yhdistelmänäppäimistölle", joka muuttaa yksittäiset fyysiset näppäimet monikosketuspainikkeiksi.

Brändit ja valmistajat

Apple on jälleenmyynyt ja jakanut lukuisia tuotteita monikosketustekniikalla, joista tärkeimpiä ovat iPhone- älypuhelin ja iPad- tabletti. Lisäksi Applella on myös useita patentteja, jotka liittyvät monikosketuksen käyttöönottoon käyttöliittymissä, mutta joidenkin patenttien legitiimiys on kiistetty. Lisäksi Apple yritti rekisteröidä "Multi-touchin" tavaramerkiksi Yhdysvalloissa- Yhdysvaltain patentti- ja tavaramerkkivirasto kuitenkin hylkäsi sen pyynnön, koska se piti termiä yleisenä .

Monikosketustunnistus ja käsittely tapahtuu kosketuspintaan kiinnitetyn ASIC- anturin kautta . Yleensä erilliset yritykset tekevät ASIC: n ja näytön, jotka yhdistyvät kosketusnäyttöön; päinvastoin, kosketuslevyn pinta ja ASIC valmistetaan yleensä saman yrityksen toimesta. Viime vuosina on ollut suuria yrityksiä, jotka ovat laajentuneet kasvavaan monikosketusteollisuuteen, ja järjestelmät on suunniteltu kaikkeen satunnaisesta käyttäjästä monikansallisiin organisaatioihin.

Nyt on tavallista, että kannettavien tietokoneiden valmistajista sisällyttää multi-touch tasohiiret niiden läppäreissä ja tablet-tietokoneet reagoivat Kosketussyöttöasetusten perinteisten sijaan stylus tulo ja sitä tukevat monet viimeaikaiset käyttöjärjestelmiä .

Jotkut yritykset keskittyvät laajamittaiseen pintatietokoneeseen henkilökohtaisen elektroniikan sijasta, joko suuriin monikosketuspöytiin tai seinäpintoihin. Hallitusjärjestöt, museot ja yritykset käyttävät näitä järjestelmiä yleensä tiedon tai näyttelyesityksenä. Suomalainen MultiTaction valmistaa suurikokoisia monikosketuspintoja 55 tuuman MT- kennoillaan (55 tuumaa), joilla on toimistot Lontoossa, Kaliforniassa ja Singaporessa. MultiTaction rakentaa myös ainutlaatuisen yhteistyöohjelmiston, joka on erityisesti suunniteltu monikosketusnäyttöihin, kuten MT Canvus ja MT Showcase .

Toteutukset

Multi-touch on toteutettu useilla eri tavoilla käyttöliittymän koon ja tyypin mukaan. Suosituin muoto ovat mobiililaitteet, tabletit , kosketuspöydät ja seinät. Sekä kosketuspöydät että kosketusseinät heijastavat kuvan akryylin tai lasin läpi ja taustavalaisevat sen sitten LED-valoilla.

Kosketuspinnat voidaan myös tehdä paineherkiksi lisäämällä paineherkkä pinnoite, joka taipuu eri tavalla riippuen siitä, kuinka lujasti sitä painetaan, mikä muuttaa heijastusta.

Kädessä pidettävät tekniikat käyttävät paneelia, joka kuljettaa sähkövarausta. Kun sormi koskettaa näyttöä, kosketus häiritsee paneelin sähkökenttää. Häiriö rekisteröidään tietokonetapahtumana (ele) ja se voidaan lähettää ohjelmistolle, joka voi sitten aloittaa vastauksen eletapahtumaan.

Viime vuosina useat yritykset ovat julkaisseet tuotteita, jotka käyttävät monikosketusta. Yrittäessään tehdä kalliista tekniikasta helpommin saatavilla, harrastajat ovat julkaisseet menetelmiä DIY -kosketusnäyttöjen rakentamiseksi .

Kapasitiivinen

Kapasitiivisia tekniikoita ovat:

Resistiivinen

Resistiivisiä tekniikoita ovat:

Optinen

Optinen kosketustekniikka perustuu kuva -anturitekniikkaan . Se toimii, kun sormi tai esine koskettaa pintaa aiheuttaen valon hajaantumisen, jonka heijastuminen kerätään antureilla tai kameroilla, jotka lähettävät tiedot ohjelmistoon, joka sanelee vastauksen kosketukseen mitatun heijastustyypin mukaan.

Optisia tekniikoita ovat:

Aalto

Akustisia ja radiotaajuisiin aaltoihin perustuvia tekniikoita ovat:

Monikosketuseleet

Monikosketuskosketusnäytön eleet mahdollistavat ennalta määritettyjen liikkeiden vuorovaikutuksen laitteen ja ohjelmiston kanssa. Yhä useammissa laitteissa, kuten älypuhelimissa , tablet-tietokoneissa , kannettavissa tietokoneissa tai pöytätietokoneissa, on toimintoja, jotka käynnistyvät monikosketuksella.

Suosittu kulttuuri

Ennen vuotta 2007

Vuosia ennen kuin se oli elinkelpoinen kuluttajatuote, populaarikulttuuri kuvasi monikosketustekniikan mahdollisia käyttötarkoituksia tulevaisuudessa, mukaan lukien useat Star Trek -pelisarjan osat.

Vuonna 1982 Disney- scifi- elokuvassa Tron esitettiin samanlainen laite kuin Microsoft Surface. Se otti johtajan koko työpöydän ja sitä käytettiin kommunikoimaan Master Control -tietokoneen kanssa .

Vuoden 2002 elokuvassa Minority Report Tom Cruise käyttää monikosketuskäyttöliittymää muistuttavia käsineitä tietojen selaamiseen.

Vuoden 2005 elokuvassa Saari nähtiin toinen monikosketustietokonemuoto, jossa professori, jota soitti Sean Bean , on monikosketuspöytä tiedostojen järjestämiseen Microsoft Surfacen varhaisen version perusteella (ei pidä sekoittaa tabletit, joilla on nyt tämä nimi).

Vuonna 2007 TV-sarja CSI: Miami esitteli sekä pinta- että seinämonikosketusnäytöt kuudennella kaudellaan.

Vuoden 2007 jälkeen

Monikosketustekniikkaa voi nähdä vuoden 2008 James Bond -elokuvassa Quantum of Solace , jossa MI6 käyttää kosketuskäyttöliittymää selatakseen rikollisen Dominic Greenen tietoja.

Vuoden 2008 elokuvassa Päivä, jolloin maapallo pysähtyi , käytettiin Microsoftin pintaa .

Televisiosarja NCIS: Los Angeles , joka sai ensi-iltansa vuonna 2009, käyttää monikosketuspintoja ja seinäpaneeleja aloitteena siirtyä digitaaliseksi.

Vuonna 2008, episodi televisiosarja The Simpsons , Lisa Simpson matkustaa vedenalainen päämaja Mapple vierailla Steve Mobbs, joka on osoitettu esiintyy useita multi-touch käsimerkkejä on suuri kosketusnäyttö seinään.

Vuonna 2009 elokuvan District 9 käyttöliittymä, jota käytettiin ulkomaalaisen aluksen ohjaamiseen, sisälsi samanlaista tekniikkaa.

10/GUI

10/GUI on ehdotettu uusi käyttöliittymän paradigma. R. Clayton Millerin vuonna 2009 luoma se yhdistää monikosketustulon uuteen ikkunanhallintaan .

Se jakaa kosketuspinnan pois näytöstä, jolloin käyttäjän väsymys vähenee ja käyttäjän kädet eivät estä näyttöä. Ikkunoiden hallinta, Con10uum, käyttää ikkunoiden koko näytön sijasta lineaarista paradigmaa, jossa monikosketusta käytetään ikkunoiden välillä navigoimiseen ja järjestelyyn. Kosketusnäytön oikealla puolella oleva alue tuo esiin yleisen kontekstivalikon ja vastaava palkki vasemmalla näyttää sovelluskohtaiset valikot.

Con10uum -ikkunanhallinnan avoimen lähdekoodin yhteisön esikatselu julkaistiin marraskuussa 2009.

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit