Multi touch - Multi-touch

Schermo multi-touch
Dito che tocca uno schermo multi-touch

In ambito informatico , il multi-touch è una tecnologia che consente a una superficie (un touchpad o touchscreen ) di riconoscere la presenza di più punti di contatto con la superficie contemporaneamente. Le origini del multitouch sono iniziate al CERN , al MIT , all'Università di Toronto , alla Carnegie Mellon University e ai Bell Labs negli anni '70. Il CERN ha iniziato a utilizzare schermi multi-touch già nel 1976 per i controlli del Super Proton Synchrotron . Capacitivo display multi-touch sono stati popolare da di Apple s' iPhone nel 2007. consapevolezza plurale punti possono essere utilizzati per implementare funzionalità aggiuntive, come ad esempio pinch to zoom o per attivare alcune subroutine collegati a gesti predefiniti .

Diversi usi del termine multi-touch derivano dai rapidi sviluppi in questo campo e molte aziende che utilizzano il termine per commercializzare la tecnologia precedente che viene chiamata single-touch potenziato dai gesti o molti altri termini da altre aziende e ricercatori. Diversi altri termini simili o correlati tentano di distinguere se un dispositivo può determinare esattamente o solo approssimare la posizione di diversi punti di contatto per differenziare ulteriormente tra le varie capacità tecnologiche, ma sono spesso usati come sinonimi nel marketing.

Il multi-touch viene comunemente implementato utilizzando la tecnologia di rilevamento capacitivo nei dispositivi mobili e nei dispositivi intelligenti . Un touchscreen capacitivo costituito tipicamente da un tocco capacitivo sensore , circuito integrato specifico dell'applicazione (ASIC) controllore e Digital Signal Processor (DSP) fabbricato da CMOS (complementare metallo-ossido-semiconduttore tecnologia). Un approccio alternativo più recente è la tecnologia tattile ottica, basata sulla tecnologia dei sensori di immagine .

Definizione

In informatica , il multi-touch è una tecnologia che consente a un touchpad o touchscreen di riconoscere più di uno o più di due punti di contatto con la superficie. Apple ha reso popolare il termine "multi-touch" nel 2007 con il quale ha implementato funzionalità aggiuntive, come pizzicare per ingrandire o attivare determinate subroutine associate a gesti predefiniti .

I due diversi usi del termine derivano dai rapidi sviluppi in questo campo e molte aziende che utilizzano il termine per commercializzare la tecnologia precedente che viene chiamata single-touch potenziato dai gesti o molti altri termini da altre aziende e ricercatori. Diversi altri termini simili o correlati tentano di distinguere se un dispositivo può determinare esattamente o solo approssimare la posizione di diversi punti di contatto per differenziare ulteriormente tra le varie capacità tecnologiche, ma sono spesso usati come sinonimi nel marketing.

Storia

1960-2000

L'uso della tecnologia touchscreen precede sia la tecnologia multi-touch che il personal computer. I primi sintetizzatori e costruttori di strumenti elettronici come Hugh Le Caine e Robert Moog hanno sperimentato l'utilizzo di sensori di capacità sensibili al tocco per controllare i suoni prodotti dai loro strumenti. IBM ha iniziato a costruire i primi touch screen alla fine degli anni '60. Nel 1972, Control Data ha rilasciato il computer PLATO IV, un terminale a infrarossi utilizzato per scopi didattici, che impiegava punti a tocco singolo in un'interfaccia utente array 16×16. Questi primi touchscreen registravano solo un punto di contatto alla volta. Le tastiere su schermo (una caratteristica ben nota oggi) erano quindi scomode da usare, perché il rollover dei tasti e il tenere premuto un tasto Maiusc durante la digitazione di un altro non erano possibili.

Le eccezioni a questi erano una tastiera/display touchscreen riconfigurabile multi-touch "cross-wire" sviluppata presso il Massachusetts Institute of Technology nei primi anni '70 e lo schermo multi-touch capacitivo a 16 pulsanti sviluppato al CERN nel 1972 per i controlli del Super Proton Sincrotrone che erano in costruzione.

I prototipi degli schermi multi-touch a capacità mutua xy (a sinistra) sviluppati al CERN

Durante l'anno 1976, al CERN fu sviluppato un nuovo schermo capacitivo xy, basato sui touch screen capacitivi sviluppati nel 1972 dall'ingegnere elettronico danese Bent Stumpe . Questa tecnologia, che consente una posizione esatta dei diversi punti di contatto, è stata utilizzata per sviluppare un nuovo tipo di interfaccia uomo-macchina (HMI) per la sala di controllo dell'acceleratore di particelle Super Proton Synchrotron . In una nota manoscritta datata 11 marzo 1972, Stumpe presentò la sua soluzione proposta: uno schermo tattile capacitivo con un numero fisso di pulsanti programmabili presentati su un display. Lo schermo doveva consistere in una serie di condensatori incisi in una pellicola di rame su una lastra di vetro, ogni condensatore essendo costruito in modo che un vicino conduttore piatto, come la superficie di un dito, aumentasse la capacità di una quantità significativa. I condensatori dovevano essere costituiti da linee sottili incise nel rame su una lastra di vetro, abbastanza sottili (80 μm) e sufficientemente distanti (80 μm) da essere invisibili. Nel dispositivo finale, un semplice rivestimento di vernice ha impedito alle dita di toccare effettivamente i condensatori. Nello stesso anno, il MIT descrisse una tastiera con grafica variabile in grado di rilevare il multi-touch.

All'inizio degli anni '80, l' Input Research Group dell'Università di Toronto è stato tra i primi a esplorare il lato software dei sistemi di input multi-touch. Un sistema del 1982 presso l'Università di Toronto utilizzava un pannello di vetro smerigliato con una telecamera posizionata dietro il vetro. Quando un dito o più dita premevano sul vetro, la fotocamera rilevava l'azione come uno o più punti neri su uno sfondo altrimenti bianco, consentendone la registrazione come input. Poiché la dimensione di un punto dipendeva dalla pressione (quanto forte la persona stava premendo sul vetro), anche il sistema era in qualche modo sensibile alla pressione. Da notare che questo sistema era solo di input e non era in grado di visualizzare la grafica.

Nel 1983, Bell Labs di Murray Hill ha pubblicato una discussione completa sulle interfacce basate su touch-screen, anche se non fa menzione di più dita. Nello stesso anno, il sistema Video Place/Video Desk di Myron Krueger basato su video è stato influente nello sviluppo di gesti multi-touch come il pinch-to-zoom, sebbene questo sistema non avesse interazione tattile in sé.

Nel 1984, sia i Bell Labs che la Carnegie Mellon University disponevano di prototipi multi-touch-screen funzionanti, sia di input che di grafica, che potevano rispondere in modo interattivo in risposta a più input delle dita. Il sistema Bell Labs era basato sull'accoppiamento capacitivo delle dita, mentre il sistema CMU era ottico. Nel 1985, il gesto canonico multitouch pinch-to-zoom è stato dimostrato, con grafica coordinata, sul sistema di CMU. Nell'ottobre 1985, Steve Jobs firmò un accordo di non divulgazione per visitare il laboratorio multi-touch Sensor Frame della CMU. Nel 1990, Sears et al. ha pubblicato una revisione della ricerca accademica sull'interazione uomo-computer touchscreen singolo e multi-touch dell'epoca, descrivendo i gesti a tocco singolo come le manopole rotanti, lo scorrimento dello schermo per attivare un interruttore (o un gesto a forma di U per un interruttore a levetta), e tastiere touchscreen (incluso uno studio che ha dimostrato che gli utenti potrebbero digitare a 25 parole al minuto per una tastiera touchscreen rispetto alle 58 parole al minuto per una tastiera standard, con il multi-touch ipotizzato per migliorare la velocità di immissione dei dati); Vengono descritti anche i gesti multi-touch come la selezione di un intervallo di una linea, la connessione di oggetti e un gesto "tocca-clic" per selezionare mantenendo la posizione con un altro dito.

Nel 1991, Pierre Wellner ha avanzato l'argomento pubblicando il suo "Digital Desk" multi-touch, che supportava i movimenti multi-dito e pizzicanti. Varie aziende hanno ampliato queste invenzioni all'inizio del ventunesimo secolo.

2000 – oggi

Tra il 1999 e il 2005, l'azienda Fingerworks ha sviluppato varie tecnologie multi-touch, tra cui tastiere Touchstream e iGesture Pad. nei primi anni 2000 Alan Hedge , professore di fattori umani ed ergonomia alla Cornell University, ha pubblicato diversi studi su questa tecnologia. Nel 2005, Apple ha acquisito Fingerworks e la sua tecnologia multi-touch.

Nel 2004, la start-up francese JazzMutant ha sviluppato il Lemur Input Device , un controller musicale che è diventato nel 2005 il primo prodotto commerciale dotato di uno schermo multi-touch trasparente proprietario, che consente la manipolazione diretta del display con dieci dita.

Nel gennaio 2007, la tecnologia multi-touch è diventata mainstream con l' iPhone e nel suo annuncio sull'iPhone Apple ha persino affermato di aver "inventato il multi touch", tuttavia sia la funzione che il termine sono precedenti all'annuncio o alle richieste di brevetto, ad eccezione dell'area del cellulare capacitivo. schermi, che non esistevano prima della tecnologia Fingerworks/Apple (Fingerworks ha depositato brevetti nel 2001-2005, i successivi perfezionamenti multi-touch sono stati brevettati da Apple).

Tuttavia, l'ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti ha dichiarato che la funzionalità "pinch-to-zoom" era prevista dal brevetto statunitense n. 7.844.915 relativo ai gesti sui touch screen, depositato da Bran Ferren e Daniel Hillis nel 2005, così come lo scorrimento inerziale, quindi invalidato una delle rivendicazioni chiave del brevetto di Apple.

Nel 2001, la piattaforma touch da tavolo di Microsoft , Microsoft PixelSense (precedentemente Surface), ha iniziato lo sviluppo, che interagisce sia con il tocco dell'utente che con i suoi dispositivi elettronici ed è diventata commerciale il 29 maggio 2007. Allo stesso modo, nel 2001, Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL ) ha iniziato lo sviluppo di un sistema multi-touch e multiutente chiamato DiamondTouch .

Nel 2008 il Diamondtouch è diventato un prodotto commerciale, anch'esso basato sulla capacità, ma in grado di distinguere tra più utenti simultanei ovvero le sedie su cui è seduto ciascun utente o il floorpad su cui l'utente è in piedi. Nel 2007, il sistema Open Source di NORTD Labs ha offerto il suo CUBIT (multi-touch) .

I dispositivi touch su piccola scala sono diventati rapidamente comuni nel 2008. Si prevedeva che il numero di telefoni touch screen sarebbe aumentato da 200.000 spediti nel 2006 a 21 milioni nel 2012.

Nel maggio 2015, ad Apple è stato concesso un brevetto per una "tastiera a fusione", che trasforma i singoli tasti fisici in pulsanti multi-touch.

Marchi e produttori

Una tastiera virtuale prima di iOS 7 su un iPad

Apple ha venduto e distribuito numerosi prodotti utilizzando la tecnologia multi-touch, in particolare il suo smartphone iPhone e tablet iPad . Inoltre, Apple detiene anche diversi brevetti relativi all'implementazione del multi-touch nelle interfacce utente, tuttavia la legittimità di alcuni brevetti è stata contestata. Apple ha inoltre tentato di registrare "Multi-touch" come marchio negli Stati Uniti, ma la sua richiesta è stata respinta dall'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti perché ha considerato il termine generico .

Il rilevamento e l'elaborazione multi-touch avvengono tramite un sensore ASIC collegato alla superficie tattile. Di solito, società separate realizzano l'ASIC e lo schermo che si combinano in un touch screen; al contrario, la superficie di un touchpad e l'ASIC sono generalmente prodotti dalla stessa azienda. Ci sono state grandi aziende negli ultimi anni che si sono espanse nel crescente settore multi-touch, con sistemi progettati per qualsiasi cosa, dall'utente occasionale alle organizzazioni multinazionali.

Ora è comune per i produttori di laptop includere touchpad multi-touch sui loro laptop e i tablet rispondono all'input tattile piuttosto che all'input tradizionale dello stilo ed è supportato da molti sistemi operativi recenti .

Alcune aziende si stanno concentrando sul surface computing su larga scala piuttosto che sull'elettronica personale, sia su grandi tavoli multi-touch che su pareti. Questi sistemi sono generalmente utilizzati da organizzazioni governative, musei e aziende come mezzo di informazione o esposizione di mostre. Superfici multi-touch su larga scala sono prodotte dalla società finlandese MultiTaction sui loro 55" MT Cells (schermi da 55") che hanno anche sedi a Londra, California e Singapore. MultiTaction crea anche un software di collaborazione unico, appositamente progettato per schermi multi-touch come MT Canvus e MT Showcase .

implementazioni

Il multi-touch è stato implementato in diversi modi, a seconda delle dimensioni e del tipo di interfaccia. Le forme più popolari sono dispositivi mobili, tablet , touchtable e pareti. Sia i touchtable che le pareti touch proiettano un'immagine attraverso l'acrilico o il vetro, quindi retroilluminano l'immagine con i LED.

Le superfici tattili possono anche essere rese sensibili alla pressione mediante l'aggiunta di un rivestimento sensibile alla pressione che si flette in modo diverso a seconda della forza con cui viene premuta, alterando il riflesso.

Le tecnologie palmari utilizzano un pannello che trasporta una carica elettrica. Quando un dito tocca lo schermo, il tocco interrompe il campo elettrico del pannello. L'interruzione viene registrata come evento del computer (gesto) e può essere inviata al software, che può quindi avviare una risposta all'evento gesto.

Negli ultimi anni, diverse aziende hanno rilasciato prodotti che utilizzano il multi-touch. Nel tentativo di rendere più accessibile la tecnologia costosa, gli hobbisti hanno anche pubblicato metodi per costruire touchscreen fai-da-te .

capacitivo

Le tecnologie capacitive includono:

resistivo

Le tecnologie resistive includono:

Ottico

La tecnologia tattile ottica si basa sulla tecnologia dei sensori di immagine . Funziona quando un dito o un oggetto tocca la superficie, provocando la dispersione della luce, il cui riflesso viene catturato con sensori o telecamere che inviano i dati al software che detta la risposta al tocco, a seconda del tipo di riflesso misurato.

Le tecnologie ottiche includono:

Onda

Le tecnologie acustiche e basate sulle onde a radiofrequenza includono:

Gesti multi-touch

I gesti touchscreen multi-touch consentono ai movimenti predefiniti di interagire con il dispositivo e il software. Un numero crescente di dispositivi come smartphone , tablet , laptop o computer desktop dispone di funzioni attivate da gesti multi-touch.

Cultura popolare

Prima del 2007

Anni prima che fosse un prodotto di consumo praticabile, la cultura popolare descriveva i potenziali usi della tecnologia multi-touch in futuro, anche in diverse puntate del franchise di Star Trek .

Nel 1982 Disney sci-fi film di Tron è stato mostrato un dispositivo simile al Microsoft Surface. Occupava l'intera scrivania di un dirigente ed era utilizzato per comunicare con il computer di controllo principale .

Nel film del 2002 Minority Report , Tom Cruise utilizza un set di guanti che assomigliano a un'interfaccia multi-touch per sfogliare le informazioni.

Nel film del 2005 The Island , è stata vista un'altra forma di computer multi-touch in cui il professore, interpretato da Sean Bean , ha un desktop multi-touch per organizzare i file, basato su una prima versione di Microsoft Surface (da non confondere con il computer tablet che ora portano quel nome).

Nel 2007, la serie televisiva CSI: Miami ha introdotto display multi-touch sia a parete che a superficie nella sua sesta stagione.

Dopo il 2007

La tecnologia multi-touch può essere visto nel 2008 James Bond film di Quantum of Solace , dove MI6 utilizza un'interfaccia touch a informazioni di visualizzazione sul criminale Dominic Greene.

Nel film del 2008 Il giorno in cui la Terra si fermò , è stata utilizzata la superficie di Microsoft.

La serie televisiva NCIS: Los Angeles , presentata in anteprima nel 2009, utilizza superfici multi-touch e pannelli a parete come iniziativa per passare al digitale.

In un 2008, un episodio della serie televisiva I Simpson , Lisa Simpson si reca alla sede subacquee di Mapple a visitare Steve Mobbs, che è dimostrato di essere l'esecuzione di più gesti multi-touch su una grande parete tocco.

Nel 2009, il film District 9, l'interfaccia utilizzata per controllare la nave aliena, presenta una tecnologia simile.

10/GUI

10/GUI è un nuovo paradigma di interfaccia utente proposto . Creato nel 2009 da R. Clayton Miller, combina l'input multi-touch con un nuovo gestore di finestre .

Separa la superficie tattile dallo schermo, in modo che l'affaticamento dell'utente sia ridotto e le mani degli utenti non ostruiscano il display. Invece di posizionare le finestre su tutto lo schermo, il gestore di finestre, Con10uum, utilizza un paradigma lineare, con il multi-touch utilizzato per navigare e disporre le finestre. Un'area sul lato destro del touch screen fa apparire un menu contestuale globale e una striscia simile sul lato sinistro fa apparire i menu specifici dell'applicazione.

Un'anteprima della community open source del gestore di finestre Con10uum è stata resa disponibile nel novembre 2009.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno