Multi touch - Multi-touch

Multi-touch-skärm
Finger som rör en multi-touch-skärm

Inom datorer är multi-touch teknik som gör att en yta (en pekplatta eller pekskärm ) kan känna igen närvaron av mer än en kontaktpunkt med ytan samtidigt. Ursprunget till multitouch började på CERN , MIT , University of Toronto , Carnegie Mellon University och Bell Labs på 1970 -talet. CERN började använda multi-touch-skärmar redan 1976 för kontrollerna av Super Proton Synchrotron . Kapacitiva multi-touch visar var populär av Apple : s iPhone 2007. Plural-punkt medvetenhet kan användas för att implementera ytterligare funktioner, såsom nypa för att zooma eller att aktivera vissa subrutiner bundna till fördefinierade gester .

Flera användningsområden för termen multi-touch berodde på den snabba utvecklingen på detta område, och många företag som använde termen för att marknadsföra äldre teknik som kallas gest-förbättrad single-touch eller flera andra termer av andra företag och forskare. Flera andra liknande eller relaterade termer försöker skilja på om en enhet exakt kan bestämma eller bara approximera platsen för olika kontaktpunkter för att ytterligare skilja mellan de olika tekniska kapaciteterna, men de används ofta som synonymer i marknadsföring.

Multi-touch implementeras vanligtvis med kapacitiv avkänningsteknik i mobila enheter och smarta enheter . En kapacitiv pekskärm typiskt består av en kapacitiv touch sensor , tillämpningsspecifik integrerad krets (ASIC) styrenhet och digital signalprocessor (DSP) tillverkad från CMOS (komplementär metalloxidhalvledare ) -teknologi. En nyare alternativ metod är optisk beröringsteknik, baserad på bildsensorteknik .

Definition

Inom datorer är multi-touch teknik som gör det möjligt för en pekplatta eller pekskärm att känna igen mer än en eller flera än två kontaktpunkter med ytan. Apple populariserade termen "multi-touch" 2007 med vilken den implementerade ytterligare funktioner, till exempel nypa för att zooma eller för att aktivera vissa underrutiner kopplade till fördefinierade gester .

De två olika användningsområdena för termen berodde på den snabba utvecklingen på detta område, och många företag som använde termen för att marknadsföra äldre teknik som kallas gest-förbättrad enkel beröring eller flera andra termer av andra företag och forskare. Flera andra liknande eller relaterade termer försöker skilja på om en enhet exakt kan bestämma eller bara approximera platsen för olika kontaktpunkter för att ytterligare skilja mellan de olika tekniska kapaciteterna, men de används ofta som synonymer i marknadsföring.

Historia

1960–2000

Användningen av pekskärmsteknik föregår både multi-touch-teknik och persondator. Tidiga synthesizer och elektroniska instrumentbyggare som Hugh Le Caine och Robert Moog experimenterade med att använda beröringskänsliga kapacitanssensorer för att styra ljuden från deras instrument. IBM började bygga de första pekskärmarna i slutet av 1960 -talet. I 1972, Control Data släppte PLATO IV dator, en infraröd terminal som används för utbildningsändamål, som utnyttjade singel-beröringspunkter i en 16 x 16 array användargränssnitt. Dessa tidiga pekskärmar registrerade bara en beröringspunkt i taget. Tangentbord på skärmen (en välkänd funktion idag) var därför besvärliga att använda, eftersom det inte var möjligt att rulla över tangenterna och hålla ned en shift-tangent medan du skrev en annan.

Undantag från dessa var ett "cross-wire" multi-touch omkonfigurerbart pekskärmstangentbord/display som utvecklades vid Massachusetts Institute of Technology i början av 1970-talet och 16-knappars kapacitiv multi-touch-skärm som utvecklades vid CERN 1972 för kontrollerna av Super Proton Synkrotron som var under konstruktion.

Prototyperna för xy multi-touch-skärmarna för ömsesidig kapacitans (vänster) utvecklades på CERN

Under år 1976 utvecklades en ny xy kapacitiv skärm, baserad på kapacitanspekskärmar som utvecklades 1972 av den danska elektronikingenjören Bent Stumpe , på CERN . Denna teknik, som möjliggjorde en exakt plats för de olika beröringspunkterna, användes för att utveckla en ny typ av human machine interface (HMI) för kontrollrummet i Super Proton Synchrotron partikelaccelerator. I en handskriven anteckning av den 11 mars 1972 presenterade Stumpe sin föreslagna lösning - en kapacitiv pekskärm med ett fast antal programmerbara knappar på en display. Skärmen skulle bestå av en uppsättning kondensatorer etsade in i en kopparfilm på ett glasskiva, varvid varje kondensator var konstruerad så att en närliggande plan ledare, såsom ett fingers yta, skulle öka kapacitansen med en betydande mängd. Kondensatorerna skulle bestå av fina linjer etsade i koppar på ett glasskiva - tillräckligt bra (80 μm) och tillräckligt långt från varandra (80 μm) för att vara osynliga. I den sista anordningen förhindrade en enkel lackbeläggning att fingrarna inte vidrör kondensatorerna. Samma år beskrev MIT ett tangentbord med variabel grafik som kan identifiera multi-touch.

I början av 1980-talet var University of Toronto 's Input Research Group bland de tidigaste som undersökte mjukvarusidan för multi-touch-ingångssystem. Ett system från 1982 vid University of Toronto använde en panel i frostat glas med en kamera placerad bakom glaset. När ett finger eller flera fingrar trycktes på glaset skulle kameran upptäcka åtgärden som en eller flera svarta fläckar på en annars vit bakgrund, så att den kan registreras som en ingång. Eftersom storleken på en prick var beroende av tryck (hur hårt personen tryckte på glaset) var systemet också något tryckkänsligt. Observera att detta system endast var ingång och inte kunde visa grafik.

År 1983 publicerade Bell Labs på Murray Hill en omfattande diskussion om pekskärmsbaserade gränssnitt, även om det inte nämns flera fingrar. Samma år var Myron Kruegers videobaserade Video Place/Video Desk-system inflytelserikt i utvecklingen av multi-touch-gester som nyp-till-zoom, även om systemet inte hade någon beröringsinteraktion i sig.

År 1984 hade både Bell Labs och Carnegie Mellon University fungerande prototyper med flera pekskärmar-både ingång och grafik-som kunde reagera interaktivt som svar på flera fingeringångar. Bell Labs -systemet baserades på kapacitiv koppling av fingrar, medan CMU -systemet var optiskt. 1985 demonstrerades den kanoniska multitouch-nyp-till-zoom-gesten, med samordnad grafik, på CMU: s system. I oktober 1985 undertecknade Steve Jobs ett avslöjande avtal för att besöka CMU: s Sensor Frame multi-touch lab. 1990, Sears et al. publicerat en översyn av akademisk forskning om den tidens interaktion mellan människa och dator med pekskärm på en och flera pekskärmar , som beskriver enstaka pekgester som roterande knappar, svepning av skärmen för att aktivera en omkopplare (eller en U-formad gest för en omkopplare), och pekskärmstangentbord (inklusive en studie som visade att användare kunde skriva med 25 ord per minut för ett pekskärmstangentbord jämfört med 58 ord per minut för ett standardtangentbord, med multi-touch hypotes för att förbättra datainmatningshastigheten); multi-touch-gester som att välja ett område på en rad, ansluta objekt och en "tryck-klicka" -gest för att välja samtidigt som du behåller plats med ett annat finger beskrivs också.

1991 avancerade Pierre Wellner ämnespubliceringen om hans multi-touch "Digital Desk", som stödde rörelser med flera fingrar och nypa. Olika företag utvidgade dessa uppfinningar i början av det tjugoförsta århundradet.

2000 - idag

Mellan 1999 och 2005 utvecklade företaget Fingerworks olika multi-touch-tekniker, inklusive Touchstream-tangentbord och iGesture Pad. i början av 2000 -talet publicerade Alan Hedge , professor i mänskliga faktorer och ergonomi vid Cornell University, flera studier om denna teknik. 2005 förvärvade Apple Fingerworks och dess multi-touch-teknik.

År 2004 utvecklade den franska uppstarten JazzMutant Lemur Input Device , en musikkontroller som 2005 blev den första kommersiella produkten med en egen transparent multi-touch-skärm, vilket möjliggör direkt manipulation med tio fingrar på displayen.

I januari 2007 blev multi-touch-tekniken vanlig med iPhone , och i sitt iPhone-tillkännagivande uppgav Apple till och med att den "uppfann multi touch", men både funktionen och termen föregick tillkännagivandet eller patentförfrågningarna, förutom området kapacitiv mobil skärmar, som inte fanns före Fingerworks/Apples teknik (Fingerworks lämnade in patent 2001–2005, efterföljande multi-touch-förfiningar patenterades av Apple).

Emellertid förklarade det amerikanska patent- och varumärkeskontoret att "nyp-till-zoom" -funktionen förutspåddes av amerikanska patentet 7 844 915 avseende gester på pekskärmar, inlämnade av Bran Ferren och Daniel Hillis 2005, liksom tröghetsrullning, vilket således ogiltigförklarades en nyckelkrav i Apples patent.

År 2001 startade Microsofts plattform för pekskärm, Microsoft PixelSense (tidigare Surface), som interagerar med både användarens beröring och deras elektroniska enheter och blev kommersiell den 29 maj 2007. På samma sätt 2001, Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) ) började utveckla ett multi-touch, multi-user system som heter DiamondTouch .

Under 2008 blev Diamondtouch en kommersiell produkt och är också baserad på kapacitans, men kan skilja mellan flera samtidiga användare eller snarare stolarna där varje användare sitter eller golvplattan som användaren står på. År 2007 erbjöd NORTD labs Open Source- system sitt CUBIT (multi-touch) .

Småskaliga pekdon blev snabbt vanliga 2008. Antalet pekskärmstelefoner förväntades öka från 200 000 levererade 2006 till 21 miljoner 2012.

I maj 2015 beviljades Apple patent på ett "fusionstangentbord", som gör enskilda fysiska tangenter till multi-touch-knappar.

Varumärken och tillverkare

Ett virtuellt tangentbord före iOS 7 på en iPad

Apple har återförsäljat och distribuerat många produkter med hjälp av multi-touch-teknik, framför allt inklusive sin iPhone- smartphone och iPad- surfplatta. Dessutom innehar Apple också flera patent relaterade till implementering av multi-touch i användargränssnitt, men legitimiteten för vissa patent har ifrågasatts. Apple försökte dessutom registrera "Multi-touch" som ett varumärke i USA-men dess begäran avslogs av U.S. Patent and Trademark Office eftersom det ansåg att termen var generisk .

Multi-touch-avkänning och bearbetning sker via en ASIC- sensor som är ansluten till pekytan. Vanligtvis gör separata företag ASIC och skärm som kombineras till en pekskärm; omvänt tillverkas en pekplattans yta och ASIC vanligtvis av samma företag. Det har varit stora företag under de senaste åren som har expanderat till den växande multi-touch-industrin, med system utformade för allt från tillfällig användare till multinationella organisationer.

Det är nu vanligt att bärbara tillverkare inkluderar multi-touch- pekplattor på sina bärbara datorer, och surfplattor svarar på pekingång snarare än traditionell pennaingång och den stöds av många nya operativsystem .

Några företag fokuserar på storskalig ytbehandling istället för personlig elektronik, antingen stora multi-touch-bord eller väggytor. Dessa system används i allmänhet av statliga organisationer, museer och företag som ett informationsmedel eller visar ut. Storskaliga multi-touch ytor tillverkas av finska företaget MultiTaction på deras 55 "MT Cells (55" skärmar) som också har kontor i London, Kalifornien och Singapore. MultiTaction bygger också unik samarbetsprogramvara speciellt utformad för multi-touch-skärmar som MT Canvus och MT Showcase .

Implementeringar

Multi-touch har implementerats på flera olika sätt, beroende på storlek och typ av gränssnitt. Den mest populära formen är mobila enheter, surfplattor , touchtables och väggar. Både touchtables och touchväggar projicerar en bild genom akryl eller glas, och bakgrundsbelyser sedan bilden med lysdioder.

Beröringsytor kan också göras tryckkänsliga genom tillägg av en tryckkänslig beläggning som böjs olika beroende på hur hårt den pressas, vilket förändrar reflektionen.

Handhållen teknik använder en panel som bär en elektrisk laddning. När ett finger vidrör skärmen stör touchen panelens elektriska fält. Avbrottet registreras som en datorhändelse (gest) och kan skickas till programvaran, som sedan kan initiera ett svar på gesthändelsen.

Under de senaste åren har flera företag släppt produkter som använder multi-touch. I ett försök att göra den dyra tekniken mer tillgänglig har hobbyister också publicerat metoder för att konstruera DIY -pekskärmar.

Kapacitiv

Kapacitiv teknik inkluderar:

Motståndskraftig

Resistiv teknik inkluderar:

Optisk

Optisk beröringsteknik är baserad på bildsensorteknik . Det fungerar när ett finger eller ett föremål rör vid ytan, vilket får ljuset att spridas, vars reflektion fångas med sensorer eller kameror som skickar data till programvara som dikterar svar på beröring, beroende på vilken typ av reflektion som mäts.

Optisk teknik inkluderar:

Vinka

Akustisk och radiofrekvent vågbaserad teknik inkluderar:

Multi-touch-gester

Huvudartikel: Pekdonets gest

Multi-touch pekskärmsgester gör att fördefinierade rörelser kan interagera med enheten och programvaran. Allt fler enheter som smartphones , surfplattor , bärbara eller stationära datorer har funktioner som utlöses av multi-touch-gester.

Populärkultur

Före 2007

År innan det var en livskraftig konsumentprodukt skildrade populärkulturen potentiella användningsområden för multi-touch-teknik i framtiden, bland annat i flera omgångar av Star Trek- serien.

I Disney- sci-fi- filmen 1982 från Tron visades en enhet som liknade Microsoft Surface. Det tog upp en chefs hela skrivbord och användes för att kommunicera med Master Control -datorn .

I filmen Minority Report från 2002 använder Tom Cruise en uppsättning handskar som liknar ett multi-touch-gränssnitt för att bläddra igenom information.

I filmen The Island från 2005 sågs en annan form av en multi-touch-dator där professorn, som spelades av Sean Bean , har ett multi-touch-skrivbord för att organisera filer, baserat på en tidig version av Microsoft Surface (inte förväxlas med surfplattor som nu bär det namnet).

År 2007 introducerade tv-serien CSI: Miami både yt- och vägg multi-touch-skärmar under sin sjätte säsong.

Efter 2007

Multi-touch-teknik kan ses i James Bond- filmen Quantum of Solace 2008 , där MI6 använder ett pekgränssnitt för att bläddra bland information om brottslingen Dominic Greene.

I filmen 2008 The Day the Earth Stood Still användes Microsofts Surface.

Tv-serien NCIS: Los Angeles , som hade premiär 2009, använder multi-touch-ytor och väggpaneler som ett initiativ för att bli digitala.

I en 2008 en episod av TV-serien The Simpsons , Lisa Simpson reser till undervattens huvudkontoret för Mapple att besöka Steve Mobbs, som har visat sig att utföra flera multi-touch gester på en stor kontakt vägg.

Under 2009, filmen District 9 gränssnittet som används för att styra främmande fartyg har liknande teknik.

10/GUI

10/GUI är ett föreslaget nytt användargränssnittsparadigm . Den skapades 2009 av R. Clayton Miller och kombinerar multi-touch-ingång med en ny fönsterhanterare .

Det delar upp pekytan från skärmen, så att användarens trötthet minskar och användarnas händer inte hindrar skärmen. Istället för att placera fönster över hela skärmen använder fönsterhanteraren Con10uum ett linjärt paradigm, med multi-touch som används för att navigera mellan och ordna fönstren. Ett område på höger sida av pekskärmen visar en global snabbmeny, och en liknande remsa till vänster visar programspecifika menyer.

En förhandsversion av öppen källkod av Con10uum -fönsterhanteraren gjordes tillgänglig i november 2009.

Se även

Referenser

externa länkar