Multi touch - Multi-touch

Multi-touch skærm
Finger, der berører en multi-touch skærm

I computing er multi-touch teknologi, der gør det muligt for en overflade (en touchpad eller berøringsskærm ) at genkende tilstedeværelsen af ​​mere end et kontaktpunkt med overfladen på samme tid. Oprindelsen til multitouch begyndte på CERN , MIT , University of Toronto , Carnegie Mellon University og Bell Labs i 1970'erne. CERN begyndte at bruge multi-touch skærme allerede i 1976 til kontrol af Super Proton Synchrotron . Kapacitive multi-touch skærme blev populariseret af Apples 's iPhone i 2007. Plural-punkt bevidsthed kan anvendes til at implementere yderligere funktionalitet, såsom knivspids at zoome eller til at aktivere visse underprogrammer knyttet til foruddefinerede håndbevægelser .

Flere anvendelser af udtrykket multi-touch skyldes den hurtige udvikling på dette område, og mange virksomheder, der bruger udtrykket til at markedsføre ældre teknologi, der kaldes gest-enhanceret single-touch eller flere andre udtryk af andre virksomheder og forskere. Flere andre lignende eller beslægtede udtryk forsøger at skelne mellem, om en enhed nøjagtigt kan bestemme eller kun tilnærme placeringen af ​​forskellige kontaktpunkter for yderligere at skelne mellem de forskellige teknologiske muligheder, men de bruges ofte som synonymer i marketing.

Multi-touch implementeres almindeligvis ved hjælp af kapacitiv sensorteknologi i mobile enheder og smarte enheder . En kapacitiv touchscreen består typisk af en kapacitiv touch sensor , ASIC (ASIC) controller og digital signalprocessor (DSP) fremstillet fra CMOS (komplementær metal-oxid-halvleder ) teknologi. En nyere alternativ tilgang er optisk berøringsteknologi baseret på billedsensorteknologi .

Definition

I computing er multi-touch teknologi, der gør det muligt for en berøringsplade eller berøringsskærm at genkende mere end et eller flere end to kontaktpunkter med overfladen. Apple populariserede udtrykket "multi-touch" i 2007, hvormed det implementerede yderligere funktionalitet, f.eks. At knibe for at zoome eller at aktivere visse underrutiner knyttet til foruddefinerede bevægelser .

De to forskellige anvendelser af udtrykket stammede fra den hurtige udvikling på dette område, og mange virksomheder, der brugte udtrykket til at markedsføre ældre teknologi, der kaldes gest-forbedret single-touch eller flere andre udtryk af andre virksomheder og forskere. Flere andre lignende eller beslægtede udtryk forsøger at skelne mellem, om en enhed nøjagtigt kan bestemme eller kun tilnærme placeringen af ​​forskellige kontaktpunkter for yderligere at skelne mellem de forskellige teknologiske muligheder, men de bruges ofte som synonymer i marketing.

Historie

1960–2000

Brugen af berøringsskærmsteknologi går forud for både multi-touch-teknologien og den personlige computer. Tidlige synthesizer og elektroniske instrumentbyggere som Hugh Le Caine og Robert Moog eksperimenterede med at bruge berøringsfølsomme kapacitanssensorer til at styre lyden fra deres instrumenter. IBM begyndte at bygge de første touchskærme i slutningen af ​​1960'erne. I 1972 frigav Control Data PLATO IV-computeren, en infrarød terminal, der blev brugt til uddannelsesmæssige formål, som anvendte single-touch-punkter i en 16 × 16 array brugergrænseflade. Disse tidlige berøringsskærme registrerede kun et berøringspunkt ad gangen. Tastaturer på skærmen (en velkendt funktion i dag) var således akavede at bruge, fordi tast-rollover og at holde en shift-tast nede, mens du skrev en anden, ikke var mulig.

Undtagelser fra disse var et "krydsetråd" multi-touch rekonfigurerbart touchscreen tastatur/display udviklet ved Massachusetts Institute of Technology i begyndelsen af ​​1970'erne og 16-knappers kapacitiv multi-touch skærm udviklet på CERN i 1972 til kontrol af Super Proton Synkrotron, der var under opførelse.

Prototyperne til xy multi-touch skærme på gensidig kapacitans (til venstre) udviklet på CERN

I løbet af året 1976 blev en ny xy kapacitiv skærm, baseret på kapacitans -berøringsskærme udviklet i 1972 af den danske elektronikingeniør Bent Stumpe , udviklet på CERN . Denne teknologi, der muliggjorde en nøjagtig placering af de forskellige berøringspunkter, blev brugt til at udvikle en ny type human machine interface (HMI) til kontrolrummet i Super Proton Synchrotron partikelacceleratoren. I en håndskrevet note af 11. marts 1972 præsenterede Stumpe sin foreslåede løsning - en kapacitiv berøringsskærm med et fast antal programmerbare knapper på et display. Skærmen skulle bestå af et sæt kondensatorer ætset i en kobberfilm på et glasark, hvor hver kondensator var konstrueret således, at en nærliggende flad leder, såsom overfladen af ​​en finger, ville øge kapacitansen med en betydelig mængde. Kondensatorerne skulle bestå af fine linjer ætset i kobber på et glasark - fint nok (80 μm) og tilstrækkeligt langt fra hinanden (80 μm) til at være usynlige. I den sidste enhed forhindrede en simpel lakbelægning fingrene i at røre ved kondensatorerne. Samme år beskrev MIT et tastatur med variabel grafik, der kan registrere multi-touch.

I begyndelsen af ​​1980'erne var University of Toronto 's Input Research Group blandt de tidligste til at udforske softwaresiden af ​​multi-touch input systemer. Et system fra 1982 ved University of Toronto brugte et frostet glaspanel med et kamera placeret bag glasset. Når en finger eller flere fingre trykkes på glasset, registrerer kameraet handlingen som en eller flere sorte pletter på en ellers hvid baggrund, så den kan registreres som et input. Da størrelsen af ​​en prik var afhængig af tryk (hvor hårdt personen pressede på glasset), var systemet også noget trykfølsomt. Bemærk, at dette system kun var input og ikke kunne vise grafik.

I 1983 udgav Bell Labs på Murray Hill en omfattende diskussion af berøringsskærmsbaserede grænseflader, selvom den ikke nævner flere fingre. I samme år var Myron Kruegers videobaserede Video Place/Video Desk-system indflydelsesrige i udviklingen af ​​multi-touch-bevægelser, såsom kniv-til-zoom, selvom dette system ikke havde nogen berøringsinteraktion i sig selv.

I 1984 havde både Bell Labs og Carnegie Mellon University fungerende prototyper med multi-touch-skærm-både input og grafik-der kunne reagere interaktivt som reaktion på flere fingerindgange. Bell Labs -systemet var baseret på kapacitiv kobling af fingre, mens CMU -systemet var optisk. I 1985 blev den kanoniske multitouch knib-til-zoom gestus demonstreret med koordineret grafik på CMU's system. I oktober 1985 underskrev Steve Jobs en tavshedsaftale om at besøge CMU's Sensor Frame multi-touch lab. I 1990 blev Sears et al. udgivet en gennemgang af akademisk forskning om datidens interaktion med enkelt og multi-touch-berøringsskærm , der beskriver datidens enkelt-berøringsbevægelser såsom roterende knapper, strygning af skærmen for at aktivere en kontakt (eller en U-formet gestus til en vippekontakt), og berøringsskærmtastaturer (herunder en undersøgelse, der viste, at brugere kunne skrive med 25 ord i minuttet for et berøringsskærmstastatur sammenlignet med 58 ord i minuttet for et standardtastatur, med multi-touch hypotese til at forbedre dataindtastningshastigheden); multi-touch-bevægelser, såsom valg af en række af en linje, tilslutning af objekter og en "tryk-klik" -bevægelse, der skal vælges, mens placeringen bevares med en anden finger, er også beskrevet.

I 1991 fremførte Pierre Wellner emnet publicering om hans multi-touch "Digital Desk", som understøttede multi-finger og knibende bevægelser. Forskellige virksomheder udvidede disse opfindelser i begyndelsen af ​​det 21. århundrede.

2000 - i dag

Mellem 1999 og 2005 udviklede firmaet Fingerworks forskellige multi-touch-teknologier, herunder Touchstream-tastaturer og iGesture Pad. i begyndelsen af ​​2000'erne offentliggjorde Alan Hedge , professor i menneskelige faktorer og ergonomi ved Cornell University, flere undersøgelser om denne teknologi. I 2005 købte Apple Fingerworks og dets multi-touch-teknologi.

I 2004 udviklede den franske opstart JazzMutant Lemur Input Device , en musikcontroller , der i 2005 blev det første kommercielle produkt med en proprietær gennemsigtig multi-touch-skærm, der muliggjorde direkte manipulation med ti fingre på displayet.

I januar 2007 blev multi-touch-teknologi mainstream med iPhone , og i sin iPhone-meddelelse erklærede Apple endda, at den "opfandt multi touch", men både funktionen og udtrykket går forud for meddelelsen eller patentanmodninger, bortset fra området kapacitiv mobil skærme, som ikke fandtes før Fingerworks/Apples teknologi (Fingerworks indgav patenter i 2001–2005, efterfølgende multi-touch-forfininger blev patenteret af Apple).

Imidlertid erklærede det amerikanske patent- og varemærkekontor, at "knib-til-zoom" -funktionaliteten blev forudsagt af amerikansk patent nr. 7.844.915 vedrørende bevægelser på berøringsskærme, indgivet af Bran Ferren og Daniel Hillis i 2005, ligesom inertial scrolling var og dermed ugyldiggjort en vigtig påstand om Apples patent.

I 2001 startede Microsofts bordplade-berøringsplatform, Microsoft PixelSense (tidligere Surface) udvikling, som interagerer med både brugerens berøring og deres elektroniske enheder og blev kommerciel den 29. maj 2007. Tilsvarende i 2001 startede Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) ) begyndte udviklingen af ​​et multi-touch, multi-user system kaldet DiamondTouch .

I 2008 blev Diamondtouch et kommercielt produkt og er også baseret på kapacitans, men i stand til at skelne mellem flere samtidige brugere eller rettere sagt, stolene, hvor hver bruger sidder, eller gulvpladen, som brugeren står på. I 2007 tilbød NORTD labs Open Source- system sit CUBIT (multi-touch) .

Små berøringsenheder blev hurtigt almindelige i 2008. Antallet af berøringsskærmstelefoner forventedes at stige fra 200.000 afsendt i 2006 til 21 millioner i 2012.

I maj 2015 fik Apple patent på et "fusionstastatur", som gør individuelle fysiske taster til multi-touch-knapper.

Mærker og producenter

Et virtuelt tastatur før iOS 7 på en iPad

Apple har detailhandlet og distribueret adskillige produkter ved hjælp af multi-touch-teknologi, mest fremtrædende herunder sin iPhone- smartphone og iPad- tablet. Derudover har Apple også flere patenter relateret til implementering af multi-touch i brugergrænseflader, men legitimiteten af ​​nogle patenter er blevet bestridt. Apple forsøgte desuden at registrere "Multi-touch" som et varemærke i USA-men anmodningen blev afvist af USAs Patent- og Varemærkekontor, fordi det betragtede betegnelsen generisk .

Multi-touch-registrering og -behandling sker via en ASIC- sensor, der er fastgjort til berøringsfladen. Normalt laver separate virksomheder ASIC og skærm, der kombineres til en berøringsskærm; omvendt fremstilles en touchpad overflade og ASIC normalt af det samme firma. Der har været store virksomheder i de seneste år, der har ekspanderet til den voksende multi-touch industri, med systemer designet til alt fra den tilfældige bruger til multinationale organisationer.

Det er nu almindeligt, at bærbare producenter inkluderer multi-touch touchpads på deres bærbare computere, og tabletcomputere reagerer på touch-input frem for traditionel stylus-input, og det understøttes af mange nylige operativsystemer .

Nogle få virksomheder fokuserer på storskala overflade-computing frem for personlig elektronik, enten store multi-touch borde eller vægoverflader. Disse systemer bruges generelt af offentlige organisationer, museer og virksomheder som et informationsmiddel eller udstiller display. Multi-touch overflader i stor skala fremstilles af det finske firma MultiTaction på deres 55 "MT Cells (55" skærme), der også har kontorlokaler i London, Californien og Singapore. MultiTaction bygger også unik samarbejdssoftware specielt designet til multi-touch-skærme som MT Canvus og MT Showcase .

Implementeringer

Multi-touch er blevet implementeret på flere forskellige måder afhængigt af størrelsen og typen af ​​grænseflade. Den mest populære form er mobile enheder, tablets , touch -tabeller og vægge. Både berøringsbord og berøringsvægge projekterer et billede gennem akryl eller glas, og baggrundsbelyser derefter billedet med lysdioder.

Berøringsoverflader kan også gøres trykfølsomme ved tilføjelse af en trykfølsom belægning, der bøjer forskelligt afhængigt af, hvor fast den presses, og ændrer refleksionen.

Håndholdte teknologier bruger et panel, der bærer en elektrisk ladning. Når en finger rører ved skærmen, forstyrrer berøringen panelets elektriske felt. Afbrydelsen registreres som en computerhændelse (gestus) og kan sendes til softwaren, som derefter kan starte et svar på gestushændelsen.

I de sidste par år har flere virksomheder frigivet produkter, der bruger multi-touch. I et forsøg på at gøre den dyre teknologi mere tilgængelig har hobbyfolk også offentliggjort metoder til konstruktion af DIY touchscreens.

Kapacitiv

Kapacitive teknologier omfatter:

Modstandsdygtig

Resistive teknologier omfatter:

Optisk

Optisk berøringsteknologi er baseret på billedsensorteknologi . Det fungerer, når en finger eller et objekt rører overfladen, hvilket får lyset til at spredes, hvis reflektion fanges med sensorer eller kameraer, der sender dataene til software, der dikterer respons på berøringen, afhængigt af den type refleksion, der måles.

Optiske teknologier omfatter:

Bølge

Akustiske og radiofrekvente bølgebaserede teknologier omfatter:

Multi-touch-bevægelser

Hovedartikel: Pegeredskabsbevægelse

Multi-touch berøringsskærmsbevægelser gør det muligt for foruddefinerede bevægelser at interagere med enheden og softwaren. Et stigende antal enheder som smartphones , tabletcomputere , bærbare computere eller stationære computere har funktioner, der udløses af multi-touch-bevægelser.

Populær kultur

Inden 2007

År før det var et levedygtigt forbrugerprodukt, skildrede populærkulturen potentielle anvendelser af multi-touch-teknologi i fremtiden, herunder i flere rater af Star Trek- serien.

I Disney- sci-fi- filmen 1982 fra Tron blev der vist en enhed, der ligner Microsoft Surface. Det optog hele en lederes skrivebord og blev brugt til at kommunikere med Master Control -computeren .

I filmen Minority Report fra 2002 bruger Tom Cruise et sæt handsker, der ligner en multi-touch-grænseflade til at gennemse oplysninger.

I filmen The Island fra 2005 blev der set en anden form for en multi-touch-computer, hvor professoren, spillet af Sean Bean , har et multi-touch-skrivebord til at organisere filer baseret på en tidlig version af Microsoft Surface (må ikke forveksles med tablet -computere, der nu bærer dette navn).

I 2007 introducerede tv-serien CSI: Miami både overflade- og væg-multi-touch-skærme i sin sjette sæson.

Efter 2007

Multi-touch-teknologi kan ses i James Bond- filmen Quantum of Solace fra 2008 , hvor MI6 bruger en touch-grænseflade til at gennemse oplysninger om den kriminelle Dominic Greene.

I 2008 -filmen The Day the Earth Stood Still blev Microsofts Surface brugt.

Tv-serien NCIS: Los Angeles , der havde premiere i 2009, gør brug af multi-touch overflader og vægpaneler som et initiativ til at blive digital.

I en 2008, en episode af tv-serien The Simpsons , rejser Lisa Simpson til Mapples undersøiske hovedkvarter for at besøge Steve Mobbs, der viser sig at udføre flere multi-touch håndbevægelser på en stor berøringsvæg.

I 2009 havde filmen District 9 grænsefladen, der blev brugt til at styre det fremmede skib, med lignende teknologi.

10/GUI

10/GUI er et foreslået nyt brugergrænsefladeparadigme . Oprettet i 2009 af R. Clayton Miller og kombinerer multi-touch input med en ny vindueshåndtering .

Det deler berøringsfladen væk fra skærmen, så brugerens træthed reduceres, og brugernes hænder ikke blokerer skærmen. I stedet for at placere vinduer over hele skærmen bruger vindueshåndteringen, Con10uum, et lineært paradigme, hvor multi-touch bruges til at navigere mellem og arrangere vinduerne. Et område i højre side af berøringsskærmen viser en global kontekstmenu, og en lignende strimmel i venstre side viser applikationsspecifikke menuer.

En open source -community -forhåndsvisning af Con10uum -vinduesmanageren blev gjort tilgængelig i november 2009.

Se også

Referencer

eksterne links