Ewolucja technologii ekranu dotykowego

W przestrzeni technologicznej czas płynie szybko; nieco ponad siedem lat temu smartfony, jakie znamy, nie istniały - teraz są najbardziej dochodowym przemysłem technologicznym na Ziemi (i tak powszechnym, że w rzeczywistości jest to problem Jak leczyć uzależnienie od smartfonów (Detox na smartfony) Cure Smartphone Addiction (A Smartphone Detox) Uzależnienie od smartfona jest prawdziwe i możesz mieć na niego wpływ.). Konsekwencją tego jest to, że łatwo stracić z oczu to, jak naprawdę rewolucyjne i ważne są technologie, których używamy.

Ekrany dotykowe i interfejsy wielodotykowe są teraz stałym elementem podstawowego języka interakcji człowiek-komputer. Wszystkie przyszłe interfejsy użytkownika będą przenosić echa interfejsów dotykowych, podobnie jak klawiatura i mysz trwale zmieniły język interfejsów, które pojawiły się po nich. W tym celu dzisiaj poświęcimy chwilę na rozmowę o tym, jak powstały ekrany dotykowe i interfejsy, które obsługują, i dokąd zmierzają.

Najpierw jednak poświęć chwilę i obejrzyj ten film:

Słuchaj dźwięku wydawanego przez publiczność, gdy są świadkami przesuń, aby odblokować i przeciągnij, aby przewinąć po raz pierwszy. Ci ludzie zostali całkowicie wysadzeni w powietrze. Nigdy wcześniej czegoś takiego nie widzieli. Steve Jobs równie dobrze mógł po prostu sięgnąć przez ekran i wyciągnąć BLT z eteru, jeśli o to chodzi. Te podstawowe interakcje dotykowe, które bierzemy za pewnik, były dla nich zupełnie nowe i miały oczywistą wartość. Jak się tam dostaliśmy? Co musiało się stać, aby dotrzeć do tego konkretnego dnia w 2007 r?

Historia

Zaskakujące jest to, że pierwsze urządzenie z ekranem dotykowym było pojemnościowe (podobnie jak nowoczesne telefony, a nie technologia oporowa z lat 80. i 90.) i pochodzi z około 1966 r. To urządzenie było ekranem radarowym używanym przez Royal Radar Establishment do kontroli ruchu lotniczego, i został w tym celu wymyślony przez EA Johnsona. Ekran dotykowy był nieporęczny, powolny, nieprecyzyjny i bardzo drogi, ale (na swoje uznanie) pozostawał w użyciu do lat 90. XX wieku. Technologia okazała się w dużej mierze niepraktyczna i przez prawie dekadę nie poczyniono znacznych postępów.

Technologia zastosowana w tego rodzaju pojemnościowym ekranie monotouch jest w rzeczywistości dość prosta. Używasz arkusza przewodzącego, przezroczystego materiału i przepuszczasz przez niego mały prąd (tworząc pole statyczne) i mierzysz prąd w każdym z czterech rogów. Kiedy obiekt taki jak palec dotyka ekranu, szczelina między nim a naładowaną płytą tworzy kondensator. Mierząc zmianę pojemności w każdym rogu płytki, możesz dowiedzieć się, gdzie występuje zdarzenie dotykowe, i zgłoś je z powrotem do komputera centralnego. Ten rodzaj pojemnościowego ekranu dotykowego działa, ale nie jest bardzo dokładny i nie może rejestrować więcej niż jednego zdarzenia dotykowego na raz.

Kolejnym ważnym wydarzeniem w technologii ekranów dotykowych był wynalazek rezystancyjnego ekranu dotykowego w 1977 r., Innowacja firmy Elographics. Rezystancyjne ekrany dotykowe działają przy użyciu dwóch arkuszy elastycznego, przezroczystego materiału, przewodzących linie wytrawionych na obu, w przeciwnych kierunkach. Każda linia otrzymuje unikalne napięcie, a komputer szybko zmienia naprzemiennie napięcie testowe każdego arkusza. Oba zestawy linii (pozioma i pionowa) mogą być testowane pod kątem napięcia, a komputer szybko zmienia naprzemiennie podawanie prądu do poziomu i testowanie prądu w pionie i odwrotnie. Po przyciśnięciu obiektu do ekranu linie na dwóch arkuszach stykają się, a napięcia zapewniane przez obie kombinacje informują, które linie pionowe i poziome zostały aktywowane. Przecięcie tych linii daje dokładną lokalizację zdarzenia dotykowego. Ekrany rezystancyjne mają bardzo wysoką dokładność i nie są narażone na działanie kurzu lub wody, ale płacą za te zalety przy bardziej uciążliwej pracy: ekrany wymagają znacznie większego nacisku niż pojemnościowego (co sprawia, że ​​interakcje machnięcia palcami są niepraktyczne) i nie mogą zarejestrować wielokrotnego dotyku wydarzenia.

Te ekrany dotykowe okazały się jednak zarówno dobre, jak i tanie, aby były przydatne, i były używane w różnych aplikacjach na terminalach stałych, w tym w sterownikach maszyn przemysłowych, bankomatach i urządzeniach kasowych. Jednak ekrany dotykowe nie zaczęły działać aż do lat 90., kiedy urządzenia mobilne zaczęły pojawiać się na rynku. Newton, pierwszy PDA, wydany w 1997 roku przez Apple, Inc. był wówczas rewolucyjnym urządzeniem, które łączyło kalkulator, kalendarz, książkę adresową i aplikację do robienia notatek. Używał rezystancyjnego ekranu dotykowego do dokonywania wyborów i wprowadzania tekstu (poprzez wczesne rozpoznawanie pisma ręcznego) i nie obsługiwał komunikacji bezprzewodowej.

Rynek urządzeń PDA ewoluował na początku 2000 roku, ostatecznie połączył się z telefonami komórkowymi, by stać się pierwszymi smartfonami. Przykłady obejmowały wczesne urządzenia Treos i BlackBerry. Urządzenia te były jednak zależne od rysika i zwykle próbowały naśladować strukturę oprogramowania komputerowego, które stało się nieporęczne na małym, obsługiwanym rysikiem ekranie dotykowym. Te urządzenia (trochę jak Google Glass Google Glass Review i Giveaway Google Glass Review i Giveaway Mieliśmy szczęście, że dostaliśmy parę Google Glass do przeglądu, a my je rozdajemy! Dzisiaj) były wyłącznie domeną mocarzy oraz biznesmeni, którzy naprawdę potrzebowali możliwości czytania swoich e-maili w drodze.

Zmieniło się to w 2007 roku wraz z wprowadzeniem iPhone'a, który właśnie oglądałeś. IPhone wprowadził dokładny, niedrogi ekran wielodotykowy. Ekrany wielodotykowe stosowane w iPhonie opierają się na starannie wytrawionej matrycy drutowych czujników pojemnościowych (zamiast polegać na zmianach całej pojemności ekranu, ten schemat może wykryć, które poszczególne studnie budują pojemność). Pozwala to na znacznie większą precyzję i rejestrowanie wielu zdarzeń dotykowych, które są wystarczająco daleko od siebie (pozwalając na gesty takie jak „szczypanie, aby powiększyć” i lepsze wirtualne klawiatury). Aby dowiedzieć się więcej na temat działania różnych rodzajów ekranów dotykowych, zapoznaj się z naszym artykułem na temat ekranów dotykowych pojemnościowych vs. rezystancyjnych: jakie są różnice? Ekrany dotykowe pojemnościowe vs. rezystancyjne: jakie są różnice? Pojemnościowe i oporne urządzenia z ekranem dotykowym są obecnie wszędzie, ale jaka jest różnica i jak działają? .

Wielką innowacją, jaką przyniósł ze sobą iPhone, była idea oprogramowania fizycznego. Obiekty wirtualne w iOS są zgodne z fizycznymi intuicjami - możesz je przesuwać i przesuwać, a one mają masę i tarcie. To tak, jakbyś miał do czynienia ze wszechświatem dwuwymiarowych obiektów, którymi możesz manipulować, dotykając ich. Pozwala to na znacznie bardziej intuicyjne interfejsy użytkownika, ponieważ każdy ma wstępnie wyuczoną intuicję dotyczącą interakcji z rzeczami fizycznymi. Jest to prawdopodobnie najważniejszy pomysł w interakcji człowieka z komputerem od czasu powstania systemu Windows i rozprzestrzenia się: praktycznie wszystkie współczesne laptopy obsługują gesty wielodotykowe Jak łatwo aktywować przewijanie dwoma palcami w systemie Windows Laptop Jak łatwo aktywować przewijanie dwoma palcami w systemie Windows Laptopy i wiele z nich ma ekrany dotykowe.

Od czasu premiery iPhone'a wiele innych mobilnych systemów operacyjnych (zwłaszcza Android i Windows Phone) z powodzeniem odtworzyło podstawowe dobre pomysły na iOS, a pod wieloma względami je przekroczyło. Uaktualnienie do Windows Phone 8.1 i korzystanie z nowego App Store Berło! Uaktualnij do systemu Windows Phone 8.1 i korzystaj z nowego interfejsu App Store! Jedną z wielu zmian w uaktualnieniu systemu Windows Phone 8.1 jest przegląd sklepu z aplikacjami. To ulepszenie znacznie ułatwia zarządzanie aplikacjami, co zobaczysz za chwilę. . Jednak iPhoneowi przypisuje się określenie formatu i języka projektowania, w którym będą działać wszystkie przyszłe urządzenia.

Co dalej

Ekrany wielodotykowe prawdopodobnie będą się poprawiać pod względem rozdzielczości i liczby jednoczesnych zdarzeń dotykowych, które można zarejestrować, ale prawdziwa przyszłość to oprogramowanie, przynajmniej na razie. Nowa inicjatywa Google w zakresie projektowania materiałów to drastyczne ograniczenie rodzajów interakcji interfejsu użytkownika, które są dozwolone na ich różnych platformach, tworząc znormalizowany, intuicyjny język do interakcji z oprogramowaniem. Chodzi o to, aby udawać, że wszystkie interfejsy użytkownika są wykonane z arkuszy magicznego papieru, który może się kurczyć, powiększać i przesuwać, ale nie może odwracać ani wykonywać innych czynności, które nie byłyby możliwe w obrębie formy urządzenia. Obiekty, które użytkownik próbuje usunąć, należy przeciągnąć poza ekran. Kiedy element jest przenoszony, zawsze pod nim jest coś. Wszystkie obiekty mają masę i tarcie i poruszają się w przewidywalny sposób.

Pod wieloma względami projektowanie materiałów stanowi dalsze udoskonalenie pomysłów wprowadzonych w systemie iOS, zapewniając, że wszystkie interakcje z oprogramowaniem odbywają się w tym samym języku i stylu; użytkownicy nigdy nie mają do czynienia ze sprzecznymi lub nieintuicyjnymi paradygmatami interakcji. Chodzi o to, aby umożliwić użytkownikom bardzo łatwe nauczenie się zasad interakcji z oprogramowaniem i być pewnym, że nowe oprogramowanie będzie działać w sposób, w jaki oczekują..

Mówiąc szerzej, interfejsy człowiek-komputer zbliżają się do następnego dużego wyzwania, które polega na usunięciu „ekranu” z ekranu dotykowego - opracowaniu wciągających interfejsów zaprojektowanych do współpracy z platformami VR i AR, takimi jak Oculus Rift (przeczytaj naszą recenzję Oculus Rift Development Kit Review and Giveaway Oculus Rift Development Kit Review and Giveaway Oculus Rift w końcu przybył i sprawia, że ​​głowy zwracają się (dosłownie) w całej społeczności graczy. uwielbiamy…) i przyszłe wersje Google Glass. Nadawanie interakcjom dotykowym charakteru przestrzennego, bez konieczności męczenia wymaganych gestów (“ramię goryla”) to naprawdę trudny problem, którego jeszcze nie rozwiązaliśmy. Widzimy pierwsze wskazówki, jak mogłyby wyglądać te interfejsy za pomocą urządzeń takich jak Kinect i Leap Motion (przeczytaj naszą recenzję Leap Motion Review i Giveaway Leap Motion Review i Giveaway Przyszłość to sterowanie gestami, w które chcieliby nam uwierzyć. wszyscy powinni dotykać ekranów komputera, machać rękami przed konsolą Xbox i machać w drodze do zwycięstwa w wirtualnym sporcie…), ale te urządzenia są ograniczone, ponieważ wyświetlana przez nich zawartość nadal jest zablokowana na ekranie. Wykonywanie trójwymiarowych gestów w celu interakcji z treścią dwuwymiarową jest przydatne, ale nie ma takiej intuicyjnej łatwości, jak w przypadku, gdy nasze gesty 3D oddziałują z obiektami 3D, które wydają się fizycznie dzielić z nami przestrzeń. Kiedy nasze interfejsy mogą to zrobić, wtedy będziemy mieli chwilę na iPhone'a dla AR i VR, i wtedy naprawdę możemy zacząć wypracowywać paradygmaty projektowania przyszłości..

Konstrukcja tych przyszłych interfejsów użytkownika odniesie korzyści z pracy wykonanej dotykiem: obiekty wirtualne prawdopodobnie będą miały masę i tarcie i będą wymuszać sztywne hierarchie głębokości. Jednak tego rodzaju interfejsy mają swoje własne unikalne wyzwania: jak wprowadzać tekst? Jak zapobiegać zmęczeniu ramion? Jak uniknąć blokowania widoku użytkownika obcymi informacjami? Jak chwytasz przedmiot, którego nie czujesz?

Problemy te są wciąż rozwiązywane, a sprzęt potrzebny do ułatwienia tego rodzaju interfejsów jest wciąż w fazie rozwoju. Nadal będzie dostępny wkrótce: na pewno za mniej niż dziesięć lat, a prawdopodobnie za mniej niż pięć. Za siedem lat możemy spojrzeć wstecz na ten artykuł w taki sam sposób, jak dzisiaj na myśl przewodnią iPhone'a i zastanawiać się, jak mogliśmy być tak zaskoczeni tak oczywistymi pomysłami.

Kredyty obrazkowe: “SterretjiRadar”, autor: Ruper Ganzer, “pojedynczy”, autor: Windell Oskay, “Android je Apple”, przez Aidan