Multi-touch

Multi-Touch-Bildschirm
Finger berührt einen Multi-Touch-Bildschirm

Im Computer, Multi-Touch ist Technologie, die eine Oberfläche ermöglicht (a Touchpad oder Berührungssensitiver Bildschirm) das Vorhandensein von mehr als einem zu erkennen Anlaufstelle gleichzeitig mit der Oberfläche. Die Ursprünge von Multitouch begannen bei Cern,[1] MIT, Universität von Toronto, Carnegie Mellon Universität und Bell Labs in den 1970ern.[2] CERN begann bereits 1976 mit Multi-Touch-Bildschirmen für die Kontrollen der Super Proton Synchrotron.[3][4] Kapazitive Multi-Touch-Displays wurden populär von Apfel's iPhone in 2007.[5][6] Das Plural-Point-Bewusstsein kann verwendet werden, um zusätzliche Funktionen zu implementieren, wie z. Unterroutinen an beigefügt an Vordefinierte Gesten.

Mehrere Verwendungen des Begriffs Multi-Touch resultierten aus den schnellen Entwicklungen in diesem Bereich, und viele Unternehmen nutzen den Begriff, ältere Technologie zu vermarkten, die genannt wird Gestenverstärkte Single-Touch oder mehrere andere Begriffe von anderen Unternehmen und Forschern. Mehrere andere ähnliche oder verwandte Begriffe versuchen zu unterscheiden, ob ein Gerät genau den Standort verschiedener Kontaktpunkte bestimmen oder nur annähern kann, um zwischen den verschiedenen technologischen Fähigkeiten weiter zu unterscheiden, aber sie werden häufig als Synonyme im Marketing verwendet.

Multi-Touch wird üblicherweise mit Verwendung implementiert Kapazitive Erfindung Technologie in mobile Geräte und Intelligente Geräte. Ein kapazitiver Touchscreen besteht typischerweise aus einer kapazitiven Note Sensor, Anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) Controller und digitaler Signalprozessor (DSP) erfunden aus CMOs (komplementär Metalloxid-Sämiewerk) Technologie. Ein neuerer alternativer Ansatz ist die optische Touch -Technologie, basierend auf Bildsensor Technologie.

Definition

Im Computer, Multi-Touch ist Technologie, die a ermöglicht Touchpad oder Berührungssensitiver Bildschirm mehr als eine zu erkennen[7][8] oder mehr als zwei[9] Ansprechpartner mit der Oberfläche.Apfel popularisierte den Begriff "Multi-Touch" im Jahr 2007, mit dem er zusätzliche Funktionen implementierte, wie z. Prise zum Zoomen oder um bestimmte zu aktivieren Unterroutinen an beigefügt an Vordefinierte Gesten.

Die beiden unterschiedlichen Verwendungen des Begriffs resultierten aus den schnellen Entwicklungen in diesem Bereich, und viele Unternehmen nutzen den Begriff, ältere Technologie zu vermarkten, die genannt wird Gestenverstärkte Single-Touch oder mehrere andere Begriffe von anderen Unternehmen und Forschern.[10][11] Mehrere andere ähnliche oder verwandte Begriffe versuchen zu unterscheiden, ob ein Gerät genau den Standort verschiedener Kontaktpunkte bestimmen oder nur annähern kann, um die verschiedenen technologischen Fähigkeiten weiter zu unterscheiden.[11] Aber sie werden oft als Synonyme im Marketing verwendet.

Geschichte

1960–2000

Die Verwendung von Berührungssensitiver Bildschirm Die Technologie lehnt sowohl die Multitouch-Technologie als auch den PC vor. Frühe Synthesizer und elektronische Instrumentenbauer mögen Hugh le Caine und Robert Moog experimentiert mit berührungsempfindlichen Kapazitätssensoren, um die Geräusche ihrer Instrumente zu steuern.[12] IBM begann in den späten 1960er Jahren mit dem Bau der ersten Touchscreens. 1972,, Steuerungsdaten veröffentlichte die PLATO IV-Computer, ein Infrarotterminal, das für Bildungszwecke verwendet wird und mit Single-Touch-Punkten in einer 16 × 16-Array-Benutzeroberfläche verwendet wurde. Diese frühen Touchscreens registrierten jeweils nur einen Berührungspunkt. Tastaturen auf dem Bildschirm (heute ein bekanntes Merkmal) waren daher umständlich zu verwenden, da Schlüsselrollover und Halten eines Schichtschlüssels bei der Eingabe eines anderen nicht möglich waren.[13]

Ausnahmen davon waren ein "Cross-Wire" -Multi-Touch-Rekonfigurier-Touchscreen-Tastatur/-display, das in der entwickelt wurde Massachusetts Institute of Technology In den frühen 1970er Jahren [14] und der kapazitive Multitouch-Bildschirm von 16 Tasten bei der entwickelten Bildschirm Cern 1972 für die Kontrollen der Super Proton Synchrotron das waren im Bau.[15]

Die Prototypen[16] der X-Y-gegenseitigen Kapazitäts-Multi-Touch-Bildschirme (links) entwickelt bei Cern

Im Jahr 1976 basiert ein neuer X-Y-Kapazitive-Bildschirm, der auf den 1972 entwickelten Kapazitäts-Touchscreens von Dänisch-Elektronikingenieur entwickelt wurde Bent Stumpewurde entwickelt bei Cern.[1][17] Diese Technologie, die einen genauen Standort der verschiedenen Touch -Punkte ermöglichte, wurde verwendet, um eine neue Art von Art zu entwickeln Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) für den Kontrollraum der Super Proton Synchrotron Partikelbeschleuniger.[18][19][20] In einer handgeschriebenen Notiz vom 11. März 1972,,[21] Stumpe präsentierte seine vorgeschlagene Lösung - einen kapazitiven Touchscreen mit einer festen Anzahl programmierbarer Schaltflächen, die auf einem Display dargestellt wurden. Der Bildschirm sollte aus einer Reihe von Kondensatoren bestehen, die in einen Kupferfilm auf einem Glasblatt eingraviert sind, wobei jeder Kondensator gebaut wurde, so dass ein nahe gelegener flacher Leiter wie die Oberfläche eines Fingers die Kapazität um eine erhebliche Menge erhöhen würde. Die Kondensatoren sollten aus feinen Linien bestehen, die in Kupfer auf einem Glasblech geätzt waren - fein genug (80 μm) und ausreichend weit voneinander entfernt (80 μm), um unsichtbar zu sein.[22] Im endgültigen Gerät verhinderte eine einfache Lackbeschichtung die Finger daran, die Kondensatoren tatsächlich zu berühren. Im selben Jahr, MIT beschrieb eine Tastatur mit variablen Grafiken, die zur Erkennung von mehreren Touchs fähig sind.[14]

In den frühen 1980er Jahren die Universität von TorontoDie Input-Forschungsgruppe gehörte zu den frühesten, um die Softwareseite von Multi-Touch-Eingabesystemen zu untersuchen.[23] Ein System an der Universität von Toronto von 1982 verwendete eine Frost-Glasscheibe mit einer Kamera hinter dem Glas. Wenn ein Finger oder mehrere Finger auf das Glas gedrückt wurden, erkannte die Kamera die Aktion als einen oder mehrere schwarze Flecken auf einem ansonsten weißen Hintergrund, sodass sie als Eingabe registriert werden kann. Da die Größe eines Punktes vom Druck abhängt (wie hart die Person auf das Glas drückte), war das System auch etwas druckempfindlich.[12] Bemerkenswert war, dass dieses System nur eingegeben wurde und nicht in der Lage war, Grafiken anzuzeigen.

1983,, Bell Labs bei Murray Hill veröffentlichte eine umfassende Diskussion über Touchscreen-basierte Schnittstellen, die jedoch mehrere Finger nicht erwähnt.[24] Im selben Jahr das Video-basierte Video-Ort/Video-Schreibtischsystem von Myron Krueger war einflussreich in der Entwicklung von Multi-Touch-Gesten wie Pinch-to-Zoom, obwohl dieses System selbst keine Berührungsinteraktion hatte.[25][26]

Bis 1984 beide Bell Labs und Carnegie Mellon Universität hatte arbeitende Prototypen für Multi-Touch-Screen-sowohl Eingaben als auch Grafiken-, die als Reaktion auf mehrere Fingereingänge interaktiv reagieren konnten.[27][28] Das Bell Labs -System basierte auf einer kapazitiven Kopplung von Fingern, während das CMU -System optisch war. 1985 wurde die kanonische Multitouch-Pinch-to-Zoom-Geste mit koordinierten Grafiken auf dem CMU-System demonstriert.[29][30] Im Oktober 1985,, Steve Jobs Unterzeichnete eine Geheimhaltungsvereinbarung, um das Multi-Touch-Labor von CMU von CMU zu touren.[31] Im Jahr 1990 haben Sears et al. veröffentlichte einen Überblick über die akademischen Forschung zu Einzel- und Multi-Touch-Touchscreen Menschliche interaktion mit dem Computer In dieser Zeit beschreiben Sie einzelne Touch-Gesten wie rotierende Knöpfe, das Wischen des Bildschirms, um einen Schalter (oder eine U-förmige Geste für einen Kippschalter) und Touchscreen-Tastaturen (einschließlich einer Studie, die gezeigt hat, dass Benutzer 25 Wörter pro Wörter typern können Minute für eine Touchscreen-Tastatur im Vergleich zu 58 Wörtern pro Minute für eine Standard-Tastatur, wobei Multitouch angenommen wurde, um die Dateneingabequote zu verbessern); Multi-Touch-Gesten wie die Auswahl eines Bereichs einer Linie, das Verbinden von Objekten und eine Geste "Tap-Klick" werden ebenfalls beschrieben, um den Standort mit einem anderen Finger zu erhalten.[32]

1991 erweiterte Pierre Wellner das Thema, das sich über seinen Multi-Touch "Digital Desk" veröffentlichte, der Multi-Finger- und Einklemmungsbewegungen unterstützte.[33][34] Verschiedene Unternehmen erweiterten diese Erfindungen zu Beginn des 21. Jahrhunderts.

2000 - Gegenwart

Zwischen 1999 und 2005 das Unternehmen Fingerarbeiten entwickelten verschiedene Multi-Touch-Technologien, darunter Touchstream-Tastaturen und das Igsture-Pad. In den frühen 2000er Jahren Alan Hedge, Professor für menschliche Faktoren und Ergonomie bei Cornell Universität veröffentlichte mehrere Studien zu dieser Technologie.[35][36][37] Im Jahr 2005 erwarb Apple Fingerworks und seine Multi-Touch-Technologie.[38]

Im Jahr 2004 entwickelte der französische Start-up-Jazzmutant die Lemur -Eingangsgerät, ein Musikcontroller, der 2005 zum ersten kommerziellen Produkt mit einem proprietären transparenten Multi-Touch-Bildschirm wurde und eine direkte Manipulation mit zehn Fingern auf dem Display ermöglicht.[39][40]

Im Januar 2007 wurde die Multi-Touch-Technologie zum Mainstream mit dem iPhoneund in seiner iPhone -Ankündigung erklärte Apple sogar "erfundene Multi -Touch",[41] Sowohl die Funktion als auch der Begriff sind jedoch die Ankündigung oder die Patentanfragen, mit Ausnahme des Bereichs kapazitiver mobiler Bildschirme, die nicht vor Fingerworks/Apple -Technologie bestand (Fingerworks reichte 2001–2005 Patente ein.[42] Nachfolgende Mehrfach-Touch-Verfeinerungen wurden von Apple patentiert[43]).

Das US-Patent- und Markenbüro erklärte jedoch, dass die Funktionalität "Pinch-to-Zoom" durch das US-Patent Nr. 7.844.915 vorhergesagt wurde[44][45] In Bezug auf Gesten auf Touchscreens, eingereicht von von Bran Ferren und Daniel Hillis Im Jahr 2005, wie bei Trägheit, scrollen Sie,[46] So ungültig erklärte eine wichtige Ansprüche auf das Patent von Apple.

Im Jahr 2001, Microsoft's Table-Top Touch-Plattform, Microsoft Pixelsense (Früher Oberflächen) begann mit der Entwicklung, die sowohl mit der Berührung des Benutzers als auch mit ihren elektronischen Geräten interagiert und am 29. Mai 2007 kommerziell wurde System genannt Diamondtouch.

Im Jahr 2008 wurde der DiamondTouch zu einem kommerziellen Produkt und basiert auch auf Kapazität, aber in der Lage, zwischen mehreren gleichzeitigen Benutzern oder vielerer zu unterscheiden, in denen jeder Benutzer sitzt, oder das Grundstück, auf dem der Benutzer steht. Im Jahr 2007 Nortd Labs Open Source System angeboten sein Kubit (Multi-Touch).

Kleine Touch-Geräte wurden im Jahr 2008 schnell alltäglich. Die Anzahl der Touchscreen-Telefone wurde voraussichtlich von 200.000 im Jahr 2006 auf 21 Millionen im Jahr 2012 erhöht.[47]

Im Mai 2015 wurde Apple ein Patent für eine "Fusionstastatur" gewährt, die einzelne physische Tasten in Multi-Touch-Tasten verwandelt.[48]

Marken und Hersteller

A virtuelle Tastatur Vor iOS 7 auf an iPad

Apfel hat zahlreiche Produkte mithilfe von Multi-Touch-Technologien im Einzelhandel im Einzelhandel im Einzelhandel und im Einzelhandel verteilt. iPhone Smartphone und iPad Tablette. Zusätzlich hält Apple auch mehrere Patente im Zusammenhang mit der Implementierung von Multi-Touch in Benutzeroberflächen,[49] Die Legitimität einiger Patente wurde jedoch umstritten.[50] Apple versuchte zusätzlich, "Multi-Touch" als Registrierung zu registrieren Warenzeichen in den Vereinigten Staaten - wurde jedoch ihre Anfrage von der abgelehnt US -amerikanisches Patent- und Markenbüro Weil es den Begriff betrachtete generisch.[51]

Multi-Touch-Erfassungen und -verarbeitung treten über eine auf Asic Sensor, der an der Berührungsoberfläche befestigt ist. Normalerweise machen separate Unternehmen ASIC und Screen, die zu einem Touchscreen kombiniert werden. Umgekehrt werden die Oberfläche und ASIC eines Touchpads normalerweise von derselben Firma hergestellt. In den letzten Jahren gab es große Unternehmen, die sich in die wachsende Multi-Touch-Branche ausgeweitet haben und Systeme für alles entwickelt wurden, vom Gelegenheitsbenutzer bis zu multinationalen Organisationen.

Es ist jetzt üblich, dass Laptop-Hersteller Multi-Touch enthalten Touch Pads auf ihren Laptops und Tablet -Computer Reagieren Sie eher auf Touch Input als auf herkömmliche Stifteingaben, und es wird von vielen neueren Betriebssysteme.

Einige Unternehmen konzentrieren sich eher auf großflächige Oberflächen-Computing als auf persönliche Elektronik, entweder große Multitische oder Wandflächen. Diese Systeme werden im Allgemeinen von staatlichen Organisationen, Museen und Unternehmen als Informationsmittel oder Ausstellungsausstellung verwendet. Große Multitouch-Oberflächen werden von der finnischen Firma hergestellt Multitaktion auf ihren 55 "MT -Zellen (55" -Screens), die auch Bürorestellen in London, Kalifornien und Singapur haben. Multitaktion auch bauen einzigartige Zusammenarbeitssoftware speziell für Multi-Touch-Bildschirme wie z. Mt. Leinwand und MT Showcase.

Implementierungen

Multi-Touch wurde je nach Größe und Art der Schnittstelle auf verschiedene Arten implementiert. Die beliebteste Form sind mobile Geräte, Tablets, Täter und Wände. Sowohl Touchtables als auch Touch Walls projizieren ein Bild durch Acryl oder Glas und leuchtet dann das Bild mit LEDs zurück.

Berührungsoberflächen können auch druckempfindlich durch Zugabe einer druckempfindlichen Beschichtung hergestellt werden, die sich je nach festem, wie fest sie drückt, unterschiedlich biegt, wodurch die Reflexion verändert wird.[52]

Handheld -Technologien verwenden ein Panel, das eine elektrische Ladung trägt. Wenn ein Finger den Bildschirm berührt, stört die Berührung das elektrische Feld des Feldes. Die Störung ist als registriert als Computerereignis (Geste) und kann an die Software gesendet werden, die dann eine Antwort auf das Gestenereignis initiieren kann.[53]

In den letzten Jahren haben mehrere Unternehmen Produkte veröffentlicht, die Multi-Touch verwenden. Um die teure Technologie zugänglicher zu machen, haben Hobbyisten auch Methoden zur Konstruktion veröffentlicht DIY Touchscreen.[54]

Kapazitiv

Kapazitive Technologien enthalten:[55]

Widerstand

Widerstandstechnologien enthalten:[55]

Optisch

Die optische Touch -Technologie basiert auf Bildsensor Technologie. Es funktioniert, wenn ein Finger oder ein Objekt die Oberfläche berührt, wodurch das Licht verstreut wird. Die Reflexion wird mit Sensoren oder Kameras gefangen, die die Daten an Software senden, die je nach Art der gemessenen Reflexion die Reaktion auf die Berührung diktiert.

Optische Technologien enthalten:[55]

Welle

Zu den akustischen und radiofrequentenwellenbasierten Technologien gehören:[55]

Multi-Touch-Gesten

Hauptartikel: Zeigevorrichtung Geste

Mit mehreren Touch-Touchscreen-Gesten können vordefinierte Bewegungen mit dem Gerät und der Software interagieren. Eine zunehmende Anzahl von Geräten wie Smartphones, Tablet -Computer, Laptops oder Desktop-Computer haben Funktionen, die durch Multi-Touch-Gesten ausgelöst werden.

Popkultur

Vor 2007

Jahre bevor es ein tragfähiges Konsumgüterprodukt war, zeigte die Populärkultur die potenzielle Verwendung von Multi-Touch-Technologien in Zukunft, einschließlich in mehreren Raten der Star Trek Franchise.

In der Disney von 1982 Sci-Fi Film Tron Es wurde ein ähnliches Gerät wie die Microsoft -Oberfläche gezeigt. Es nahm den gesamten Schreibtisch einer Führungskraft auf und wurde verwendet, um mit dem zu kommunizieren Master Control Computer.

Im Film 2002 MinderheitsberichtTom Cruise verwendet eine Reihe von Handschuhen, die einer Multi-Touch-Schnittstelle ähneln, um Informationen zu durchsuchen.[57]

Im Film 2005 Die InselEine andere Form eines Multi-Touch-Computers wurde gesehen, wo der Professor, gespielt von Sean Beanhat einen Multi-Touch-Desktop zum Organisieren von Dateien, basierend auf einer frühen Version von Microsoft Surface[2] (nicht verwechselt mit dem Tablet -Computer was jetzt diesen Namen trägt).

Im Jahr 2007 die Fernsehserie CSI: Miami In der sechsten Staffel führten sowohl Oberflächen- als auch Wand-Multi-Touch-Displays ein.

Nach 2007

Multi-Touch-Technologie ist im Jahr 2008 zu sehen James Bond Film Quantum Trost, wo MI6 eine Touch -Schnittstelle verwendet, um Informationen über den kriminellen Dominic Greene zu durchsuchen.[58]

Im Film 2008 Der Tag an dem die Erde still stand, Microsofts Oberfläche wurde verwendet.[59]

Die Fernsehserie NCIS: Los Angeles, die 2009 uraufgeführt und Multi-Touch-Oberflächen und Wandpaneele als Initiative zum digitalen Mal verwendet.

In einem 2008, eine Episode der Fernsehserie Die Simpsons, Lisa Simpson Reisen Sie in das Unterwasser-Hauptquartier von Mapple, um Steve Mobbs zu besuchen, der mehrere Multi-Touch-Handgesten an einer großen Touch-Wand durchführt.

Im Jahr 2009 der Film Bezirk 9 Die Schnittstelle zur Steuerung des außerirdischen Schiffs verfügt über ähnliche Technologien.[60]

10/GUI

10/GUI ist ein vorgeschlagener neuer neuer Benutzeroberfläche Paradigma. Es wurde 2009 von R. Clayton Miller erstellt und kombiniert Multi-Touch-Eingaben mit einem neuen Fenstermanager.

Es teilt die Berührungsoberfläche vom Bildschirm ab, so dass die Ermüdung der Benutzer reduziert wird und die Hände der Benutzer das Display nicht behindern.[61] Anstatt Windows über den gesamten Bildschirm zu platzieren, verwendet der Fenstermanager Con10Uum ein lineares Paradigma, wobei Multi-Touch verwendet wird, um die Fenster zu navigieren und zu arrangieren.[62] Ein Bereich auf der rechten Seite des Touchscreens erhöht ein globales Kontextmenü, und ein ähnlicher Streifen auf der linken Seite bringt anwendungsspezifische Menüs auf.

Eine Open -Source -Community -Vorschau des Con10Uum -Fenstermanagers wurde im November 2009 zur Verfügung gestellt.[63]

Siehe auch

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Externe Links