Допирен екран

Допирен екран , допирник или екран на допир ? електронски приказен уред ко? може да утврди присуство и местоположба на допир на сво?ата површина. Под допир се подразбира контакт ме?у екранот и човечки прст или рака. Допирните екрани можат да регистрираат и други об?екти како посебни пенкала, но ако тие об?екти се активни уреди, како светлински пера на пр., тогаш не можеме да речеме дека се работи за допирен екран. Способноста директно да се манипулира со тоа што го прикажува екранот е одлика исклучиво на допирните екрани.

Допирниот екран има две главни одлики. Прво, му дозволува на корисникот директно да манипулира со тоа што се прикажува на екранот преку допир со него, за разлика од другите екрани каде што мора да се користи глушец или тачпад. Второ, корисникот може да работи на ово? екран без помошни средства како перо (анг. Stylus) кое мора да се држи со гола рака. Исто така, ваквите екрани може да бидат поставени на секо? сметач или да бидат поставени во мрежа како терминали. Денес тие играат важна улога во диза?нот и изгледот на многу електронски уреди како Ipod плеерите, мобилните телефони и некои преносни сметачи .

Во минатото [ уреди | уреди извор ]

Допирните екрани се роди?а во лабораториите на големите производители на електроника во втората половина на 40-тите години од минатиот век. Првото место каде што се по?ави?а во употреба беше на терминалите за уче?е во склоп на проектот PLATO во 1975 година. Постепено нивната употреба се рашири по киосците за самопослужува?е и уредите за информира?е на туристи, POS (Point of Sale) системите, банкоматите и рачните сметачи каде на?често се работи со перо за манипулира?е и внесува?е на податоци. Денес, популарноста на паметните телефони, рачните сметачи, мобилните конзоли за видеоигри и многу други видови на информатички уреди, ?а зголеми употребата на допирните екрани. HP-150 од 1983 година беше првиот комерци?ален сметач со допирен екран. Во суштина, ово? сметач и немаше допирен екран, туку обичен катоден екран ко? беше опколен со инфрацрвени сензори кои ?а забележуваа положбата на секо? не про?ирен предмет на површината на екранот. До скоро, пове?ето допирни екрани кои се вградуваа во производите може да регистрираат само една положба, односно еден допир истовремено, а само неколку имаа вграден технологи?а да регистрираат колкав притисок се нанесува врз екранот. Денес сe пове?е се комерци?ализираат екраните кои регистрираат пове?е точки на допир (анг. multi-touch screens). Допирните екрани се особено популарни во индустри?ата и на места каде што се работи со туристи или клиенти, како на пр. музеи и банки, каде што употребата на глушец и тастатура не ?а дава истата брза и задоволувачка комуникаци?а ме?у екранот и корисникот. Историски гледано, сензорите на допирните екрани и нивните контролни програми станаа достапни со по?авува?ето на цела низа од некомерци?ални прона?доци кои не ги произлегоа од производителите на екрани или чипови. Со текот на времето, производителите на екрани и чипови низ целиот свет почнаа да ги прифа?аат допирните екрани, поради нивната популарност и бара?е од страна на корисниците, и да ги вклучуваат во своите производи.

Технологи?ата [ уреди | уреди извор ]

Има неколку технологии според кои работат допирните екрани.

Отпорнички [ уреди | уреди извор ]

Отпорничките допирни екрани се составени од неколку слоеви од кои на?важни се два тенки метални проводници на стру?а кои се разделени со тенок процеп. Кога неко? предмет ?е ?а допре нивната површина, тогаш двата метални слоеви се допираат на тоа место и воспоставуваат проток на електрична енерги?а и со тоа металните слоеви се претвораат во делители на напон. Овие напони се пренесуваат до контролерите кои го одредуваат местото на допир.

Површински акустичен бран [ уреди | уреди извор ]

Технологи?ата на површински акустичен бран (анг. Surface acoustic wave) користи ултразвучни бранови кои поминуваат по површината на екранот. Кога екранот ?е се допри, дел од брановите се впиваат и со оваа промена на бранот се регистрира местото на допирот и информаци?ата се испра?а до контролерот. Ваквите екрани многу лесно се оштетуваат и нивното загадува?е и валка?е вли?ае врз нивното функционира?е.

Кондезирачки [ уреди | уреди извор ]

Кондензирачките допирни екрани се состо?ат од изолатор, на?често стакло, обложен со про?ирен сло? на проводник на електрична енерги?а, на?често индиум кала? оксид. Кога човечкото тело, како проводник, ?е ?а допри површината на екранот настанува промена на електростатичкото поле на површината, ко?а се мери по промената на кондензираниот електрицитет. Потоа се користат различни технологии за да се определи местото на допирот. Тие податоци подоцна се испра?аат до сметачот ко? одредува како програмите ?е реагираат на ова.

Со кондензирачка површина [ уреди | уреди извор ]

Ка? оваа едноставна технологи?а, само едната страна на изолаторот е обложена со проводник на ко? му се пушта само мало количество на енерги?а за да се создаде електрично поле. Кога некаков проводник ?е ?а допри површината на екранот, на пр. човечки прст, се создава кондензаци?а и контролерите во четирите агли на екранот можат да го одредат местото на допир. Ова? модел е доста издржлив, но има мала резолуци?а на допир, често покажува лажни сигнали поради разни празне?а на електрицитетот и мора фабрички да се центрира. Затоа на?често се користи ка? машините во индустри?ата и киосците.

Со проектирана кондензаци?а [ уреди | уреди извор ]

Технологи?ата на проектирана кондензаци?а (анг. projected capacitive touch) користи кондензирачка технологи?а ко?а овозможува поголема прецизност и флексибилност во функционира?ето. Таа функционира така што се гравираат x и y оски на еден проводнички сло? или на два слоеви со по една оска на секо?. Со пушта?е на електична енерги?а на оските се создава матрица од кондензатори и кога некаков проводник ?е ?а допре површината настанува промена на електростатичкото поле на тоа место. Потоа се мери електричното полне?е на секо?а точка од екранот за точно да се утврди местото на допир. Со граде?ето на матрица се овозможува поголема резолуци?а на допирот и дава можност за регистрира?е на пове?е точки на допир. Ваквата поголема резолуци?а овозможува функционира?е без директен допир. Благодарение на тоа екранот може дополнително да се обложи со уште еден сло?, како заштита од механички удари и временските услови. Но разни дамки на екранот можат сериозно да вли?аат на резолуци?ата и со што и одат во полза на технологи?ата на пове?е точки на допир. Ваквите дамки на екранот на?често настануваат од мокри или испотени прсти, чи?а влага останува на екранот и подоцна на нив се лепи и прав од воздухот, ко?а ?а намалува функционалноста на екранот. Оваа технологи?а денес е на?распространета и се користи ка? POS системите, паметни телефони и киосците за ?авно информира?е. Интерактивната фоли?а на Visual Planet ViP е пример за примена на оваа технологи?а во киосците, рака со ракавица може да активира сензор за допир преку стаклена површина. Примери за кориснички уреди кои ?а вклучуваат оваа технологи?а на допир се телефоните HD2, Hero и G1 од ХТЦ (HTC), Motorola Droid, LG KE850; iPhone и iPod Touch плеерот од Епл, Palm Pre и Palm Pixi и поновите LG KM900 Arena, Microsoft Zune HD, Sony Walkman X сери?ата, Sony Ericsson Aino; Edge, D1 и Jewel од Видалко (Vidalco), Nokia X6 и Nexus One телефонот од Гугл (Google).

Мерач на притисок [ уреди | уреди извор ]

Ка? технологи?ата со мерачи на притисок, под сите четири агли од екранот се поставени посебни амортизери и мерачи на притисок кои одредуваат до ко?а мерка е притиснат екранот. Оваа технологи?а се по?авила уште во 60-тите години од минатиот век, но со помош на новите прона?доци од претпри?ати?ата Висумо (Vissumo) и Еф-Ори?ин (F-Origin) кои ?а направи?а оваа технологи?а достапна на пазарот. Таа може исто така и да ?а одреди положба на допирот на z оската и притисокот. Екраните со оваа технологи?а на?често се користат на ?авни места, затоа што се доста отпорни на механички оштетува?а.

Оптичко исцртува?е [ уреди | уреди извор ]

Една од поновите технологии ка? допирните екрани е оптичкото исцртува?е. Ка? оваа технологи?а, два или пове?е сензори се поставени по работ на екранот (на?често по ?ошовите), додека пак наспроти нив се поставени инфрацрвени светла. Кога каков било предмет ?е го допри екранот, сензорите го забележуваат како сенка и со споредба на податоците од пове?е сензори може точно да се одреди местото на допир, па дури и големината на предметот. Оваа технологи?а станува се попопуларна поради малите димензии и евтиното производство за големи уреди.

Технологи?а на распрскувачки сигнал [ уреди | уреди извор ]

Беше презентирана во 2002 година од страна на 3M и за разлика од другите ка?, оваа технологи?а сензорите ?а регистрираат механичката енерги?а ко?а е пренесена врз стаклото. После тоа, се користат сложени алгоритми за да се одреди местото на допир. Се тврди дека правата и другите нечистотии, како и гребнатинките, не вли?аат на функционалноста на екранот. И затоа што нема потреба од други елементи или слоеви на екранот, исто се тврди дека оваа технологи?а нуди на?голема чистина на сликата. Поради тоа што регистрира механички промени, со ваквата технологи?а може да се манипулира преку ко? било предмет, без разлика дали е проводник или не. Единствена слабост на оваа технологи?а е тоа што ако предметот остане неподвижен откако го допрел екранот, истиот не може да го регистрира неговото присуство.

Препознава?е на акустичен пулс [ уреди | уреди извор ]

Ело Тачсистемс (Elo TouchSystems) во 2006 година ?а презентираа оваа технологи?а ко?а користи пове?е од два пиезоелктрични трансформатори кои се позиционирани на одредени места на екранот и кои ?а претвораат механичка енерги?а од допирот во електрични сигнали. Врз основа на тие сигнали се одредува местото на допир, со помош на алгоритми. Ваквиот процес на одредува?е на местото е сличен со процесот на одредува?е на GPS системот. Исто и тука екранот е направен од обично стакло што го подобрува квалитетот на екранот и на сликата. Може да нормално да функционира иако е изгребан или има прав на површината и ваквата технологи?а особено одговара за поголемите екрани. Исто како и ка? екраните со распрскувачки сигнал, и оваа технологи?а ?а има истата слабост, да не регистрира допир на статички, односно неподвижен предмет. Но затоа пак, ненамерниот константен допирот со друг об?ект нема да биде регистриран.

Кодиран LCD екран: Двонасочен [ уреди | уреди извор ]

Во декември 2009 година од страна на лабораториите на MIT техничкиот универзитет во САД, беше презентиран нов систем ко? може да ги претвори LCD екраните во големи камери ко? ?е ги забележуваат гестовите на корисникот. Наместо LCD кристали се поставува низа од тенки дупчи?а пред сензорите. Како што поминува светлината низ дупчи?ата, таа па?а врз сензорите и гради слика со ниска резолуци?а и како што секо?а слика е направена од различна положба, со обработка на податоците се добива квалитетна слика. Дупчи?ата ка? оваа технологи?а се доста проблематични затоа што пропуштаат многу малку светлина. Ако наместо нив се користат течни кристали, истата технологи?а подобро би функционирала, а и самиот LCD екран е изграден од течни кристали. Така што може да се направи LCD екран ко? е составен од блокови, 19 х 19, од кои секо? блок ?е биде изграден од организирана шема од црни и бели правоаголници кои се различни по големина. Секо? бел правоаголник ?е пропушта светлина ко?а ?е се прима и обработува од програми за да се регистрира далечината, промените во просторот и да се препознаат гестовите на корисникот. LCD екранот ?е се променува од камера во екран и обратно, со голема честота.

Конструира?е [ уреди | уреди извор ]

Има пове?е правила според кои можете да изработите допирен екран. Главната цел е то? екран да може да регистрира допир на еден или пове?е прсти, да може да го одреди местото на допир и да ?а пренесе таа наредба до соодветната програма. Ка? на?популарните технологии, отпорничката и кондензирачката, обично има 4 слоеви, и тоа:

На?горниот сло? од полиестер, ко? е обложен со про?ирен проводник од долната страна
Леплив разделувач
Стаклен сло? обложен со про?ирен проводник од горната страна
Леплив сло? за заштита на стаклото од долната страна.

Кога корисникот ?е ?а допре површината, системот ?а регистрира промената на стру?ата ко?а протекува низ екранот. Технологи?ата на распрскувачки сигнал, ко?а е развиена од страна на претпри?атието 3M во 2002 година, го мери пиезоелектричниот ефект, односно напонот ко? се генерира врз матери?алот се нанесува механичка сила. Ова? процес се случува на хемиска база кога ?е се допри супстрат на за?акнато стакло. Има два начини на конструира?е на допирен екран со помош на инфрацрвени зраци. Ка? првиот се поставува низа од сензори и ламбички кои го регистрираат об?ектот кога ?е го прекине снопот од инфрацрвени зраци при допир или пред да го допри екранот. Во вториот се монтираат инфрацрвени сензори под екранот кои го регистрираат допирот како топлотен отпечаток. Во секо? случа?, системот го определува времето и местото на допир.

Разво? [ уреди | уреди извор ]

Буквално сите поважни патенти поврзани со допирните екрани беа регистрирани во 70-тите и 80-тите години од минатиот век и денес нивниот рок е поминат. Компонентите на допирните екрани ве?е не се обврзани со авторски права и пла?а?е за нивно производство и употреба, што претставува една од причините зошто масовно се користат и произведуваат. Разво?от на екраните кои можат да регистрираат пове?е места на допир го олеснува процесот на прецизно одредува?е на сите тие места, со што се овозможува користе?е на пове?е од еден прст. Ваквата технологи?а дозволува пове?е корисници да манипулираат со екранот во исто време. Со зголемената потрошувачка на производи во кои е вграден допирен екран, цената за оваа технологи?а се впива во цената на производот и делотворно се намалува. Како и со сите други технологии, и ка? допирните екрани машинскиот и програмскиот дел доволно созреале за овие три декади на разво? за денес да до?дат до точка на совршено функционира?е. Како такви, допирните екрани денес се користат во авионите, автомобилите, конзолите за видеоигри, индустриските машини, апарати и мобилни уреди од секаков вид. Со вли?анието на iPhone, ко? користи екран ко? регистрира пове?е места на допир, пазарот за допирни екрани за 2009 година изнесуваше 5 мили?арди американски долари. Способноста пак, за прецизно одредува?е на местото на допир, презема уште еден чекор напред со зголемената употреба на електронски табли за црта?е и хибридните екрани.

Ергономика и не?зина примена [ уреди | уреди извор ]

Притисок на прстот [ уреди | уреди извор ]

Ергономски проблем на допирните екрани е притисокот врз прстите кога тие се користат за работа по подолго време, затоа што некои екрани поголема механичка сила. Ова може да се олесни ако се користи друг предмет како пенкало, со што ?е се намали притисокот и ?е се зголеми прецизноста. Но користе?ето на такви помошни алатки на некои места и не е практично, на пример на киосците и банкоматите. Но од друга страна пак, со помош на перо се добива поголема контрола и прецизност, затоа што прстот е поширок и по непрецизен.

Ноктите како перо [ уреди | уреди извор ]

Ова? ергономски проблем може да се реши ако место прст или перо се користат ноктите од прстите, кои мора да бидат кратки или многу долги. Наместо да притиска со меката кожа, прстот ?е се свитка и врвот на нокотот ?е се искористи за манипулира?е врз екранот. Палецот може да се искористи како поддршка при манипулира?ето или како поткрепа ако се работи со големи нокти. Но ова? метод не функционира ка? кондензирачките екрани, затоа што нокотот не е проводник на електрична енерги?а. Тврдата и свиткана површина на нокотот го допира екранот само во една точка и затоа не се бара голем притисок за постигнува?е на истиот резултат, не се размачкува пот врз екранот и нокотот може лесно да го движите по неговата површината (кога обележувате текст, придвижувате прозорци или цртате линии). Човечките нокти содржат кератин, ко? га има истата ?акост и мазна површина како и перо и затоа екранот нема да се оштети при работа со нокот. Како алтернатива на ово? метод, посто?ат навлаки за прсти со функци?а на перо, кои ?а зголемуваат видливоста и прецизноста при манипулаци?а.

Отпечатоци од прсти [ уреди | уреди извор ]

Еден од проблемите ка? допирните екрани е отпечатоците кои остануваат на екранот. Ваквиот проблем може да се избегни ако се нанеси заштитен сло? на екранот ко? ?а намалува видливоста на отпечатоците или ако се користат перо или нокти. IPhone 3G S телефонот користи заштитен анти-мастен сло? против отпечатоци.

Комбиниран со хаптик [ уреди | уреди извор ]

Работата со допирни екрани без хаптички од?ив (анг. haptics feedback) може да биде доста тешка поради латентноста и слични фактори. Едно истражува?е од Универзитетот во Глазгов, Шкотска покажува дека со помош на хаптик, испитаниците направиле околу 20% помалку грешки во работата со допирните екрани, покажале 20% поголема брзина на работа и за 40% намалува?е на когнитивниот напор.

?Рака од горило“ [ уреди | уреди извор ]

Во Jargon File, речникот на хакерски сленг изрази, можете да ?а на?дете следната дефиници?а за изразот ?рака од горило“: неразбира?е од страна на производителите за ергонимскиот проблем ко? се ?авува при употребата на вертикални допирни екрани по подолго време. Иде?ата е дека при работа со вертикални допирни екрани, човечката рака ко?а е без потпора се изморува и се ?авува болка, односно се претвора во ?рака од горило“. Оваа дефиници?а често се цитира за да се потсетат производителите да внимаваат на ергономи?ата. Денес вертикалните допирни екрани сe уште се користат ка? банкоматите и електронските киосци, каде нивното користе?е е многу кратко и не претставува проблем. Аргументите на производителите се дека ваквата умора и неудобност на?често произлегува од седе?е во неправилна положба и од недостаток на физички вежби. Уметниците и инженерите во минатото цртале на вертикални платна со векови и немале ваков проблем.

Споредба на различните технологии ка? допирните екрани [ уреди | уреди извор ]

Податотека:Iphone 4G-2.jpg

iPhone работи исклучиво преку допирен екран

Технологи?а	Четирижичени	ПАБ	Петжичени	Инфрацрвени	Кондензирачки
Век на трае?е	3 г.	5 г.	5 г.	5 г.	2 г.
Стабилност	Одлична	На?добра од сите	Одлична	Одлична	добра
Про?ирност	слаба	добра	добра	добра	задоволителна
Вградува?е	Вграден/ додатен	Вграден/ додатен	Вграден/ додатен	Додатен	Вграден
Допир	Било што	Прст/перо	Било што	Прст/перо	Проводник
Отпорност на светлина	Добра	Добра	Добра	Лоша	Лоша
Време на одговор	<10 мс	10 мс	<15 мс	<20 мс	<15 мс
Брзина на следе?е	Добра	Слаба	Добра	Добра	Добра
Подвижност	Нема	Слаба	Добра	Добра	Добра
Екран	Катоден или LCD	Катоден или LCD	Катоден или LCD	Катоден или LCD	Катоден или LCD
Отпорност на вода	Добра	Издржлива	Добра	Издржлива	Добра