Объяснение технологий

Эволюция сенсорных технологий

Эволюция сенсорных технологий

В техническом пространстве время движется быстро; Чуть более семи лет назад смартфоны, какими мы их знаем, не существовали — сейчас они являются самой прибыльной технологической индустрией на Земле (и настолько распространены, что на самом деле это проблема. ). Следствием этого является то, что легко упустить из виду, насколько революционными и важными являются технологии, которые мы используем на самом деле.

Сенсорные экраны и мультисенсорные интерфейсы теперь являются постоянной частью фундаментального языка взаимодействия человека с компьютером. Все будущие пользовательские интерфейсы будут нести эхо сенсорных интерфейсов с ними, так же, как клавиатура и мышь постоянно изменяли язык интерфейсов, которые последовали за ними. С этой целью сегодня мы поговорим о том, как появились сенсорные экраны и интерфейсы, которые они позволяют, и куда они идут.

Сначала, пожалуйста, найдите минутку и посмотрите это видео:

Прислушайтесь к звуку, который издает публика, когда она видит слайд, чтобы разблокировать, и проведите пальцем, чтобы прокрутить в первый раз. Эти люди были полностью поражены. Они никогда не видели ничего подобного раньше. Стив Джобс мог бы просто протянуть руку через экран и вытащить BLT из эфира, насколько они обеспокоены. Эти базовые сенсорные взаимодействия, которые мы принимаем как должное, были для них совершенно новыми и имели очевидную ценность. Итак, как мы туда попали? Что должно было случиться, чтобы попасть в тот день в 2007 году?

история

Удивительно, но первое устройство с сенсорным экраном было емкостным (как современные телефоны, а не резистивные технологии 1980-х и 1990-х годов) и датируется примерно 1966 годом. Это был экран радара, используемый Королевским радиолокационным управлением для управления воздушным движением, и был изобретен Е. А. Джонсоном для этой цели. Сенсорный экран был громоздким, медленным, неточным и очень дорогим, но (к его чести) оставался в использовании до 1990-х годов). Технология оказалась в значительной степени непрактичной, и за десятилетие не было достигнуто большого прогресса.

Технология, используемая в этом типе моно сенсорного емкостного экрана, на самом деле довольно проста. Вы используете лист из проводящего прозрачного материала и пропускаете через него небольшой ток (создавая статическое поле) и измеряете ток в каждом из четырех углов. Когда объект, такой как палец, касается экрана, зазор между ним и заряженной пластиной образует конденсатор. Измеряя изменение емкости в каждом углу пластины, вы можете выяснить, где происходит событие касания, и сообщить о нем на центральный компьютер. Этот вид емкостного сенсорного экрана работает, но не очень точен и не может регистрировать более одного события касания одновременно.

radardisplay

Следующим крупным событием в технологии сенсорных экранов было изобретение резистивного сенсорного экрана в 1977 году, инновация, разработанная компанией Elographics. Резистивные сенсорные экраны работают с использованием двух листов гибкого прозрачного материала, проводящие линии которых выгравированы на обоих, в противоположных направлениях. Каждой линии присваивается уникальное напряжение, и компьютер быстро переключается между проверками напряжения каждого листа. Оба набора линий (горизонтальные и вертикальные) можно проверить на напряжение, и компьютер быстро переключается между подачей тока в горизонтальное положение и проверкой тока в вертикальном, и наоборот. Когда объект прижимается к экрану, линии на двух листах соприкасаются, и напряжения, предоставляемые обеими комбинациями, сообщают, какие вертикальные и горизонтальные линии были активированы. Пересечение этих линий дает вам точное местоположение события касания. Резистивные экраны имеют очень высокую точность и не подвержены воздействию пыли или воды, но окупаются этими преимуществами при более громоздкой работе: экраны нуждаются в значительно большем давлении, чем емкостные (что делает невозможным взаимодействие с пальцами), и не могут регистрировать множественное касание Мероприятия.

Эти сенсорные экраны, однако, оказались хорошими и достаточно дешевыми, чтобы быть полезными, и использовались для различных приложений с фиксированным терминалом, включая контроллеры промышленных машин, банкоматы и контрольно-кассовые устройства. Сенсорные экраны действительно не достигли своего апогея до 1990-х годов, когда мобильные устройства впервые начали появляться на рынке. Newton, первый карманный компьютер , выпущенный в 1997 году компанией Apple, Inc., был революционным устройством, сочетающим в себе калькулятор, календарь, адресную книгу и приложение для создания заметок. Он использовал резистивный сенсорный экран для выбора и ввода текста (посредством раннего распознавания рукописного ввода) и не поддерживал беспроводную связь.

NewtonPDA

Рынок КПК продолжал развиваться в начале 2000-х годов, со временем сливаясь с сотовыми телефонами, чтобы стать первыми смартфонами. Примеры включали ранние устройства Treos и BlackBerry. Однако эти устройства зависели от стилуса и обычно пытались имитировать структуру настольного программного обеспечения, которое становилось громоздким на крошечном сенсорном экране, управляемом стилусом. Эти устройства (немного похожи на Google Glass, сегодняшний день) были исключительно областью власти — предприниматели и бизнесмены, которым действительно нужна была возможность читать их электронную почту на ходу.

Это изменилось в 2007 году с появлением iPhone, который вы только что посмотрели. IPhone представил точный, недорогой, сенсорный экран. Мультитач-экраны, используемые iPhone, основаны на тщательно протравленной матрице проводов, чувствительных к емкости (вместо того, чтобы полагаться на изменения всей емкости экрана, эта схема может определять, какие отдельные лунки создают емкость). Это позволяет значительно повысить точность и регистрировать несколько сенсорных событий, которые находятся достаточно далеко друг от друга (допускаются такие жесты, как «щепотка для увеличения» и улучшенные виртуальные клавиатуры). Чтобы узнать больше о работе различных типов сенсорных экранов, ознакомьтесь с нашей статьей на тему «

Тем не менее, большим нововведением, которое принес iPhone, была идея программного обеспечения для физикалистов. Виртуальные объекты в iOS подчиняются физической интуиции — вы можете скользить и поворачивать их, и они имеют массу и трение. Это как если бы вы имели дело со вселенной двухмерных объектов, которыми вы можете манипулировать, просто касаясь их. Это позволяет значительно более интуитивно понятным пользовательским интерфейсам, потому что каждый приходит с заранее изученной интуицией о том, как взаимодействовать с физическими вещами. Это, вероятно, самая важная идея взаимодействия человека с компьютером с момента появления идеи о Windows, и она распространяется: практически все современные ноутбуки поддерживают жесты с несколькими касаниями. , и многие из них имеют сенсорные экраны.

С момента запуска iPhone ряд других мобильных операционных систем (в частности, Android и Windows Phone) успешно воспроизвели основные хорошие идеи iOS и во многих отношениях превзошли их. Тем не менее, iPhone получает признание за определение форм-фактора и языка дизайна, в котором будут работать все будущие устройства.

androideatingapple

Что дальше

Мультитач-экраны, вероятно, будут продолжать улучшаться с точки зрения разрешения и количества одновременных сенсорных событий, которые можно зарегистрировать, но настоящее будущее за программным обеспечением, по крайней мере, на данный момент. Новая инициатива Google по разработке материалов — это попытка радикально ограничить виды взаимодействия с пользовательским интерфейсом, которые допускаются на их различных платформах, создав стандартизированный, интуитивно понятный язык для взаимодействия с программным обеспечением. Идея состоит в том, чтобы сделать вид, что все пользовательские интерфейсы сделаны из листов волшебной бумаги, которые могут сжиматься или расти и перемещаться, но не могут переворачивать или выполнять другие действия, которые были бы невозможны в форм-факторе устройства. Объекты, которые пользователь пытается удалить, должны быть перетащены за пределы экрана. Когда элемент перемещается, всегда есть что-то под ним. Все объекты имеют массу и трение и движутся предсказуемым образом.

Во многих отношениях дизайн материала — это дальнейшее усовершенствование идей, представленных в iOS, гарантирующее, что все взаимодействия с программным обеспечением происходят с использованием того же языка и стилей; что пользователям никогда не приходится сталкиваться с противоречивыми или не интуитивными парадигмами взаимодействия. Идея состоит в том, чтобы дать пользователям возможность очень легко выучить правила взаимодействия с программным обеспечением и быть уверенными в том, что новое программное обеспечение будет работать так, как они этого ожидают.

В более широком смысле, человеко-компьютерные интерфейсы приближаются к следующей большой задаче, которая сводится к тому, чтобы убрать «экран» с сенсорного экрана — разработку иммерсивных интерфейсов, предназначенных для работы с платформами VR и AR, такими как Oculus Rift (см. Наш обзор ) и будущие версии Google Glass. Создание сенсорных взаимодействий в пространстве, без требуемых жестов, которые становятся утомительными («рука гориллы»), — действительно трудная проблема, которую мы еще не решили. Мы видим первые намеки на то, как эти интерфейсы могут выглядеть при использовании таких устройств, как Kinect и Leap Motion ( прочитайте наши обзоры ), но эти устройства ограничены, потому что отображаемый ими контент все еще застрял экран. Создание трехмерных жестов для взаимодействия с двумерным контентом полезно, но оно не обладает такой же интуитивной легкостью, как это происходит, когда наши трехмерные жесты взаимодействуют с трехмерными объектами, которые, похоже, физически разделяют с нами пространство. Когда наши интерфейсы смогут это сделать, тогда у нас будет время для iPhone для AR и VR, и именно тогда мы сможем всерьез приступить к разработке парадигм дизайна будущего.

Дизайн этих будущих пользовательских интерфейсов выиграет от работы, проделанной на ощупь: виртуальные объекты, вероятно, будут иметь массу и трение и будут обеспечивать жесткую иерархию глубины. Однако у таких интерфейсов есть свои уникальные проблемы: как вводить текст? Как вы предотвращаете усталость рук? Как избежать блокировки просмотра пользователем посторонней информации? Как вы берете предмет, который вы не можете почувствовать?

Эти проблемы все еще выясняются, а аппаратное обеспечение, необходимое для поддержки таких интерфейсов, все еще находится в стадии разработки. Тем не менее, это будет здесь в ближайшее время: конечно, менее десяти лет и, вероятно, менее пяти лет. Через семь лет мы можем оглянуться на эту статью так же, как мы оглядываемся назад на ключевую заметку iPhone сегодня, и удивляться, как мы могли быть так поражены такими очевидными идеями.

Авторы изображения: «SterretjiRadar» , Рупер Ганзер, «sin-gular» , Уинделл Оскай, «Андроид ест яблоко» , Эйдан

Похожие посты
Объяснение технологий

Как работает жесткий диск? [Технология объяснила]

Объяснение технологий

Что такое программное обеспечение с открытым исходным кодом? [MakeUseOf Объясняет]

Объяснение технологий

Разрешения графического дисплея - что означают цифры? [MakeUseOf Объясняет]

Объяснение технологий

Как переформатировать внешний жесткий диск, не теряя на нем все