Ovládání dotykem a gesty: od mobilů a her míří k počítači

Dotykové ovládání na displeji je nejpřirozenějším způsobem interakce. Nemusíte hledat tlačítka a zjišťovat jejich funkce. Jak se vyvíjelo a jak budeme v budoucnu ovládat počítače?
Kapitoly článku

Ovládání prostřednictvím displeje zažívá v posledních letech velký rozmach, a to nejen u mobilních telefonů, ale i multimediálních přehrávačů a běžných displejů osobních počítačů. Velmi často ale výrobci slepě sáhnou po atraktivním a moderním řešení, aniž by ověřili praktickou stránku věci. Typickým příkladem mohou být dotykové klávesnice mobilních telefonů, kde zkrátka chybí citelná odezva na korektní stisk tlačítka. Nezapomínejme také na skutečnost, že v případě dotykových displejů i tlačítek musíme při opětovném stisku vždy zvednout prst nad plochu. Zkrátka existují situace, kdy se hodí zůstat u ověřené klasiky. Inovativní konzole Nintendo Wii ukazuje, že ovládání pohyby má jednoznačně budoucnost. A kdo by neznal sci-fi film Minority Report?

Vše začalo u kláves

Historie dotekového ovládání sahá až do čtyřicátých let, tyto pokusy však neopustily stěny výzkumných ústavů. Mezi první metody interakce prostřednictvím displeje patřilo takzvané světelné pero, které bylo vyvinuto již v padesátých létech v Massachusettském Institutu Technologie jako součást počítače zvaného Whirlwind. V praxi se pak překvapivě poprvé objevilo nikoli v počítači, ale ve spotřební elektronice. Jako hlavní ovládací prvek jej využíval elektronický syntetizér Fairlight CMI z roku 1979, který si oblíbil například Peter Gabriel nebo Steve Wonder.

Fairlight CMI v dobovém dokumentu:

 

Pero fungovalo následujícím způsobem: Světelný senzor umístěný v hrotu pera byl schopen odhalit jemné změny v intenzitě podsvícení bodu, ke kterému byl přiložen. Ke změně intenzity pak docházelo vždy, když paprsek vykreslující obsah obrazovky daný bod znovu osvětlil. Paprsek klasického vakuového monitoru přitom v pravidelných a rychlých intervalech vykresloval obrazovku zleva doprava a shora dolů. Počítač přitom ze zadané obnovovací frekvence věděl časový okamžik, kdy začíná vykreslení obrazu, a pero prozradilo okamžik detekce překreslení bodu. Z časového rozdílu pak mohl počítač přesně určit polohu pera na obrazovce. Na totožném principu fungovaly i pistole u herních automatů. Vyžadovaly pouze soustavu optických čoček pro fungování z větší vzdálenosti.

Optické pero mělo nevýhodu především v nepohodlnosti ovládání, obsluha musela mít – ostatně stejně jako dnes – neustále zvednutou paži před sebou. Proto také brzy došlo k jejich brzké náhradě právě se rozšiřujícím hlodavcem – myší. Navíc je zřejmé, že u LCD panelů světelné pero nemůže fungovat, body zde svítí stále stejnou intenzitou bez jakékoli obnovovací frekvence.

Klepněte pro větší obrázek
Módou poslední doby se stávají dotykové monitory pracující na infračerveném principu

Infra včera i dnes

V roce 1983 se na trhu objevil pravděpodobně zcela první osobní počítač s dotykovým displejem HP-150. Detekce prstu anebo předmětu na ploše monitoru probíhala pomocí neviditelné sítě tvořené infračervenými diodami a detektory. Na podobném principu fungují typicky dveře u výtahů či různé závory. Vysílače bývají umístěny typicky v horní a levé straně panelu, snímače na stranách opačných. Z přerušení paprsků ve svislé a vodorovné rovině lze tedy snadno odvodit poměrně přesně místo dotyku. Ve skutečnosti tedy nejde o skutečnou detekci dotyku na povrch monitoru, ale o detekci předmětu v určité výši (v ose z) nad ním.

Přestože jde zřejmě o nejstarší rozšířený princip detekce dotyku, přečkal až do dnešní doby. V minulých měsících se navíc rozhořela bitva mezi výrobci monitorů – téměř každý nabízí dotykový panel pracující na principu starém tři desetiletí. K určitému zlepšení však přece jen došlo, monitory se naučily rozpoznávat dva doteky současně, a to s překvapivě dobrou přesností. Také dnešní monitory jsou schopny detekovat předměty již ze vzdálenosti zhruba pěti milimetrů nad povrchem. Tato technologie se ujala především díky nízkým výrobním nákladům a také skutečnosti, že její využití nijak nezasahuje do samotného zobrazovacího panelu. Kvalita obrazu tedy zůstává zachována.

Klepněte pro větší obrázek
Princip infračerveného displeje

Displeje s povrchovou akustickou vlnou

Dotykové displeje pracující na principu akustické vlny se velmi podobají snímání infračervenému. V levém horním rohu monitoru se nachází vysílače akustické vlny a podél horní a levé strany jsou umístěny odrazné plochy, které směřují vlny na povrch panelu. V protějších stranách jsou opět umístěny snímače, které přesně ví, jaké vlny by v klidovém stavu měly dorazit. Jakmile se vlně do cesty postaví prst, či ovládací pero, část energie vlny je pohlcena, což detektory snadno odhalí. Stejně jako u technologie infračervených diod nedochází ke změně povrchu displeje. Ušpinění povrchu se však může odrazit na přesnosti detekce, i z tohoto důvodu postupně tato technologie ustoupila do pozadí.

Klepněte pro větší obrázek
Princip displeje s povrchovou akustickou vrstvou

Rezistivní displeje

Klepněte pro větší obrázekV devadesátých letech se s příchodem kapesních počítačů začaly rozšiřovat takzvané rezistivní displeje. Nad zobrazovací plochou displeje byly umístěny dvě vrstvy sítě tenkých vodičů, mezi kterými byla v klidovém stavu nevodivá mezera. Tlakem na displej, ať už perem nebo prstem, došlo k prohnutí horní vrstvy a tím k vodivému spojení s vrstvou spodní. Adresováním jednotlivých vodičů v obou osách bylo opět snadné zjistit místo kontaktu.

Rezistivní displeje prošly během svého života značným vylepšením, přesto jsou již pomalu na ústupu. Technologie především vyžaduje použití poddajné svrchní vrstvy, kterou tedy nemohl tvořit fyzicky odolný materiál. Jistě si všichni vzpomeneme na displeje kapesních počítačů, které často připomínaly spíše ledovou plochu po krasobruslařské exhibici. Při nešetrném zacházení nebyl velký problém displej zcela zničit.

U rozměrově velkých displejů vznikl problém s udržením nevodivé mezery mezi vrstvami. Výrobci problém vyřešili vložením miniaturních distančních vzpěr, které však byly okem viditelné. Displej byl tedy doslova tečkovaný. Jiné zase trpěly tvořením duchů při doteku v prostředních částech, což bylo způsobeno prohýbáním i spodní vrstvy a tlakem na samotnou aktivní plochu displeje. A konečně – dvojice nadbytečných vrstev zhoršovala charakteristiku samotného displeje. Do příchodu kapacitních displejů neexistovala pro rezistivní displeje alternativa a hovořila pro ně i velmi nízká výrobní cena.

Témata článku: Hardware, Technologie, Počítače, Ankety, Odolné sklo, Kapesní herní konzole, Dotykový displej, Syntetizér, CMOS kamera, Doteková vrstva, Elektrický odpor, Lcd herní konzole, Levá strana, Gabriel, Mobilní telefony s tlačítky, Nintendo Wii, Světelná vlna, Ovládání, Praktická elektronika 2016, Moderní řešení, Kiosek, Touchpad, Běžný displej, Mechanické namáhání, Levý panel


Určitě si přečtěte

PrusaLab a FutLab: Praha se dočkala špičkových komunitních dílen pro hackery

PrusaLab a FutLab: Praha se dočkala špičkových komunitních dílen pro hackery

** Nejprve svoji velkou dílnu otevřelo Brno ** Letos se přidala i Praha ** Nabízí malé 3D tiskárny i velké průmyslové stroje

Jakub Čížek | 11

Rekordy počasí: V Česku to ještě jde, skutečné extrémy zažívají jinde

Rekordy počasí: V Česku to ještě jde, skutečné extrémy zažívají jinde

** Teplotní extrémy dokážou překvapit. Seznamte se s rekordy v Česku i ve světě ** Rekordní hodnoty jsou mnohdy až k neuvěření ** Zjistěte, kdy ke bylo největší horko, zima, déšť či vítr

Karel Kilián | 7

Našli jsme 22 schopných internetových prohlížečů: Vyberte si, který vám nejvíc sedne

Našli jsme 22 schopných internetových prohlížečů: Vyberte si, který vám nejvíc sedne

** Není jen Chrome, Firefox, Edge či Opera. Na výběr máte mnohem více! ** Internetové prohlížeče se liší funkcemi, zaměřením i designem. Našli jsme 22 použitelných prohlížečů pro Windows ** Vyberte si prohlížeč, který vám bude nejvíce vyhovovat

Karel Kilián | 30

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

** Systém Windows 10 umí spoustu užitečných drobností ** O mnoha praktických funkcích pravděpodobně ani nevíte ** Poznejte užitečné tipy, které se vám mohou hodit každý den

Vladislav Kluska | 30


Aktuální číslo časopisu Computer

Kdy necháme řídit chytrá auta?

6 Wi-Fi Mesh systémů ve velkém testu

Srovnali jsme 7 sportovních kamer

Znáte pravidla pro létání s drony?