Мультитач

(перенаправлено с «Multi-touch»)

Мультитач (от англ. multi-touch — «множественное касание») — функция сенсорных систем ввода (сенсорный экран, сенсорная панель), осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания[1]. Мультитач используется в жестовых интерфейсах для, например, изменения масштаба изображения: при увеличении расстояния между точками касания происходит увеличение изображения. Кроме того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям. Таким примером является игра для iPad Cut the Buttons, которая имеет режим игры для двух игроков, каждый из которых управляет виртуальными ножницами двумя пальцами.

Multitouch-дисплей позволяет отслеживать несколько точек касания

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 положения относительно друг друга и границ сенсорной панели. Правильное распознавание всех точек касания увеличивает возможности интерфейса сенсорной системы ввода. Круг решаемых задач при использовании функции мультитач зависит от скорости, эффективности и интуитивности её применения.

РеализацииПравить

Мультикасание было реализовано несколькими различными способами, в зависимости от размера и типа интерфейса (экрана).

 
Мультикасание Земной шар — информационная система сферической формы

Наиболее популярной формой мультикасаемых устройств являются мобильные устройства (Samsung Galaxy, большинство современных моделей смартфонов HTC, iPhone, iPad, iPod touch), мультикасаемые столы (например: Microsoft PixelSense (ранее назывался Microsoft Surface) и мультикасаемые стены. Имеются также и реализации сферических мультикасаемых экранов (Microsoft Sphere Project[2], Мультикасаемый ГЛОБУС[3]).

В попытке сделать дорогие технологии более доступными любители также опубликовали способы построения DIY мультикасаемых-экранов[4].

ИсторияПравить

Использование технологии началось с сенсорных экранов для управления электронными устройствами предшественника технологии «мультикасания» и персонального компьютера. Создатели первых синтезаторов и электронных инструментов, Hugh Le Caine и Роберт Муг экспериментировали с использованием чувствительных к нажатию ёмкостных датчиков для контролирования звуков, издаваемые их инструментами[5].

IBM начали строить первые сенсорные экраны в конце 1960-х, а в 1972 году Control Data выпустили PLATO IV — компьютер-терминал, используемый для образовательных целей, который использовал в своём пользовательском интерфейсе одиночные касания на 16x16 матрице сенсоров.

 
Прототип[6] х/у матрица ёмкостного MultiTouch экрана (слева), разработанная в CERN

Первая реализация мультикасания на базе сенсорно-ёмкостного способа была разработана в ЦЕРН в 1977[7][8], на базе их ёмкостно-сенсорных экранов разработал в 1972 году датский инженер-электронщик Bent Stumpe. Эта технология была использована для разработки человеко-машинного интерфейса нового типа для управления синхрофазотроном.

В записке, датированной 11 марта 1972 года, Stumpe представил своё решение — ёмкостной сенсорный экран с фиксированным числом программируемых кнопок, находящихся на дисплее. Экран должен 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, приведёт к увеличению электрической ёмкости на значительную 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 в Торонтском университете[9].

Сейчас различные технические воплощения технологии используются и активно продвигаются в продуктах компаний Apple, Nokia, Hewlett-Packard, HTC, Dell, Microsoft, ASUS, Samsung и некоторых других.

Внедрение Multi-touch-технологий уже опробовали постояльцы гостиничной сети Sheraton, ориентированной на деловых людей. [10]

Хотя слово «мультикасание» обычно относится к сенсорным экранам, тачпады Apple, начиная с PowerBook, также распознают жесты несколькими пальцами[11]. В PowerBook есть особый смысл — прокрутка — лишь у параллельного движения двумя пальцами, а в MacBook, MacBook Pro и MacBook Air уже распознаются двухпальцевые повороты и разведения-сведения, а также разнонаправленные штрихи тремя и четырьмя пальцами. Также эту технологию поддерживает новая мышь компании Apple — Magic Mouse[12] и отдельный тачпад — Magic Trackpad[13].

Большинство современных больших мультикасаемых-экранов основаны на проекции. Есть также ИК-рамки, которые отслеживают несколько точек касания одновременно и могут использоваться с любыми типами дисплеев. В мире существует множество производителей, запустивших в серийное производство мультикасаемых ИК-экранов различных размеров: 32", 40", 42", 46", 50", при этом используются камеры и инфракрасная подсветка.

Большой популярностью в последнее время стали пользоваться сенсорные плёнки и стекло, производители которых покрывают все возможные размеры экранов от 17" до 50" и более.

Мультикасаемые-устройства с маленьким размером экрана быстро становятся обычным явлением, так, например, количество телефонов с мультитач-экраном увеличилось с 200 тыс., проданных в 2006 году, до 21 млн в 2012 году[14]. Более надежные и настраиваемые мультитач-решения, а также увеличение количества и качества понимаемых жестов, делают популярным и удобным этот вид пользовательского интерфейса.

В январе 2010 года на выставке СES-2011 была представлена вторая версия сенсорного «рабочего стола» Microsoft PixelSense (ранее Microsoft Surface), который работает под управлением ОС Windows 7 и использует мультикасаемый интерфейс. Он также подешевел на треть и стал более доступным для массового потребителя[15].

ТехнологииПравить

С физической точки зрения имеются следующие технологии, реализующие мультитач:

+ нарушенного полного внутреннего отражения (англ. Frustrated Total Internal Reflection (FTIR)),
+ построение оптического изображения Optical Imaging
+ построение изображения ближнего поля Near Field Imaging (NFI)


Для работы с мультитакасанием наиболее популярны две технологии: проекционно-ёмкостная (PCT) и оптические (IR, SAW). Сенсорный экран на оптическом принципе можно сделать даже в домашних условиях из видеокамеры[16]. Kinect (компании Microsoft) использует инфракрасный передатчик для получения шаблона точек, отражающих инфракрасные лучи. Искажение этого шаблона и измерение времени, которое потребовалось для отражения всех лучей от объектов в этом пространстве, позволяет создавать точные карты глубины пространства перед камерой. Изменения обновляются 30 раз в секунду и позволяют точно обнаружить и распознать движения.
Все оптические решения зависят от влияния внешних факторов, таких как: освещённость, солнечные лучи и температура. Ёмкостное решение является самым надёжным, но существует проблема размера экрана, так как при этом типе технологии экран является антенной, то есть чем больше экран — тем больше антенна, а значит, и количество помех. Лидером в промышленном производстве ёмкостных мультикасаемых экранов является фирма N-Trig[17], которая производит экраны величиной до 17".

Наиболее распространённые жесты мультикасаний на экранеПравить

  • Сдвинуть пальцы — мельче
  • Раздвинуть пальцы — крупнее
  • Двигать несколькими пальцами — прокрутка
  • Поворот двумя пальцами — поворот объекта/изображения/видео

Жесты мультикасаний на тачпадеПравить

  • Касание двумя пальцами одновременно — нажатие на правую кнопку мыши
  • Касание двумя пальцами и вверх или вниз — вертикальная прокрутка
  • Касание двумя пальцами и влево или вправо — горизонтальная прокрутка
  • Касание тремя пальцами и вверх — переключение между приложениями
  • Касание тремя пальцами и влево или вправо — переключение между окнами приложений
  • Касание тремя пальцами и вниз- закрытие панели приложений
  • Касание тремя пальцами — переход в поиск
  • Раздвинуть пальцы — масштабирование[18]

ПрименениеПравить

Устройства, использующие мультикасание:

Программное обеспечениеПравить

Операционные системы, поддерживающие мультикасание:

Приложения, специально разработанные под мультикасание:

Windows 7 built-in:

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. What is Multitouch. Дата обращения: 30 мая 2010. Архивировано 26 июня 2012 года.
  2. Microsoft Research — Site Down
  3. Мультикасаемый ГЛОБУС. Дата обращения: 26 апреля 2011. Архивировано 26 июня 2012 года.
  4. Учим как: собрать мультитач-планшет Архивная копия от 1 июня 2012 на Wayback Machine | xard.ru
  5. Buxton, Bill. «Multitouch Overview»
  6. Первый мультикасаемый экран на основе ёмкостных сенсоров (Projected Capacitive) разработанная в ЦЕРН, CERN Courrier, 31 March 2010, <http://cerncourier.com/cws/article/cern/42092>. Проверено 25 мая 2010. 
  7. Bent STUMPE (16 March 1977), новый принцип для X-Y Touch системы, CERN, <http://cdsweb.cern.ch/record/1266588/files/StumpeMar77.pdf>. Проверено 25 мая 2010. 
  8. Bent STUMPE (6 February 1978), Experiments to find a manufacturing process for an x-y touch screen, CERN, <http://cdsweb.cern.ch/record/1266589/files/StumpeFeb78.pdf>. Проверено 25 мая 2010. 
  9. (англ.) Powered by: Doteasy — Bannerless Free Web Hosting and Email for Small Business and Individual (недоступная ссылка)
  10. Описание проекта на сайте multimediapresentation.ru (рус.)
  11. Тачпады от Synaptics (http://www.synaptics.com) для ноут- и нетбуков также распознают описанные в статье и многие другие мультикасаемые жесты при использовании последних версий драйвера в Windows.
  12. Magic Mouse Архивная копия от 2 июля 2011 на Wayback Machine Описание на сайте Apple  (рус.)
  13. Magic Trackpad Описание на сайте Apple
  14. Wong, May. 2008. Touch-screen phones poised for growth https://www.usatoday.com/tech/products/2007-06-21-1895245927_x.htm. Retrieved April 2008.
  15. Статья на сайте Cnews.ru: «Новый „рабочий стол“ Microsoft подешевел на треть» Архивная копия от 11 января 2012 на Wayback Machine.
  16. «MTmini: Как собрать собственное мультикасание из картонной коробки и веб-камеры?»
  17. Multi-Touch — N-trig
  18. Полезные жесты Windows 10 для тачпада (6 сентября 2016).