Мультитач

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].

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].

С физической точки зрения имеются следующие технологии, реализующие мультитач:

• резистивные (англ. Resistive)
• поверхностно-ёмкостные, (англ. Surface Capacitive)
• проекционно-ёмкостные (англ. Projected Capacitive: PST)
• в ячейке (англ. In-Cell),
• изгиба волны (англ. Bending Wave),
• дисперсивного сигнала (англ. Dispersive Signal (DST)),
• поверхностных акустических волн (англ. Surface Acoustic Wave (SAW)),
• инфракрасные (англ. Infrared (IR)),

+ нарушенного полного внутреннего отражения (англ. Frustrated Total Internal Reflection (FTIR)),

• оптические технологии (англ. Optical),

+ 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".

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

• 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]

Устройства, использующие мультикасание:

• от Apple: iPhone, iPad, iPod touch, iPod nano, MacBook Pro, MacBook Air, Magic Trackpad, Magic Mouse
• Microsoft PixelSense (Microsoft Surface)
• Большая часть устройств на ОС Android

• Жестовый интерфейс
• Планшетный компьютер
• Безэкранный дисплей Displair
• Swype