Kai pirštai tampa pele ir klaviatūra
Prisimenu, kaip prieš kokius penkiolika metų draugas parodė pirmąjį iPhone – tada tai atrodė kaip mokslinės fantastikos filmas. Ekranas, kuris reaguoja į prisilietimus, galimybė didinti nuotraukas dviem pirštais… Dabar tai atrodo savaime suprantama, bet tuomet buvo tikra magija. Multi-touch technologija per trumpą laiką tapo tokia įprasta, kad net negalvojame, kaip sudėtingas procesas vyksta po tuo stikliuku, kai braukiame pirštais per ekraną.
Ši technologija iš esmės pakeitė mūsų santykį su skaitmeniniais įrenginiais. Nebereikia mokytis sudėtingų komandų ar ieškoti reikiamų mygtukų – tiesiog lieti ekraną taip, kaip natūraliai elgtumėmės su realiaisiais daiktais. Bet kaip tas stiklas žino, kur yra mūsų pirštai, kiek jų yra ir ką norime padaryti?
Elektros laukai po stiklu
Dauguma šiuolaikinių išmaniųjų telefonų ir planšečių naudoja talpinius jutiklius – tai pats populiariausias multi-touch ekranų tipas. Principas gana paprastas, nors realizacija sudėtinga. Ekrano paviršiuje yra neįtikėtinai plona skaidri elektrodų tinklelis – dažniausiai pagamintas iš indžio alavo oksido. Šie elektrodai sudaro elektrinį lauką.
Kai pirštas priartėja prie ekrano, viskas pasikeičia. Žmogaus kūnas yra elektrinis laidininkas (mes gi visi esame maždaug 60% vandens), todėl pirštas iškraipo tą elektrinį lauką. Ekrano valdiklis nuolat skaito elektrinį lauką šimtus kartų per sekundę ir fiksuoja, kur įvyko pasikeitimai. Taip nustatoma prisilietimo vieta.
Bet kaip ekranas atskiria vieną pirštą nuo dviejų ar dešimties? Čia ir slypi multi-touch „multi” dalis. Elektrodų tinklelis sudarytas iš dviejų sluoksnių – vienas eina horizontaliai, kitas vertikaliai. Valdiklis gali atskirti kelis skirtingus elektrinių laukų iškraipymus vienu metu ir apskaičiuoti kiekvieno prisilietimo koordinates atskirai. Šiuolaikiniai ekranai gali atpažinti 10 ar net daugiau vienu metu veikiančių pirštų.
Nuo vieno piršto iki daugelio – technologijos evoliucija
Liečiami ekranai nėra nauja išradimas. Pirmieji pasirodė dar septintojo dešimtmečio pabaigoje, bet tai buvo primityvi technologija, reaguojanti tik į vieną prisilietimą. Bankomatus su tokiais ekranais turbūt visi esame matę – reikia gana stipriai paspausti, kad įrenginys sureaguotų.
Tie senesni ekranai dažniausiai naudojo vadinamąją rezistyvinę technologiją. Ekranas susidėjo iš kelių sluoksnių, kurie spaudžiami vienas į kitą. Kai paspausdavai, sluoksniai susiliesdavo konkrečioje vietoje ir sukurdavo elektrinį kontaktą. Problema ta, kad tokia sistema fiziškai negali atpažinti kelių prisilietimų vienu metu – jei spausite dviem pirštais, ekranas užregistruos kažkur per vidurį esantį tašką.
Tikrasis proveržis įvyko 2006-2007 metais, kai buvo ištobulintos talpinės technologijos ir sukurtos pažangios programinės įrangos algoritmai, gebantys apdoroti kelis prisilietimus vienu metu. Apple su iPhone populiarino šią technologiją, nors pati jos neišrado. Tiesą sakant, multi-touch tyrimai vyko jau nuo devintojo dešimtmečio, bet tik XXI amžiaus pradžioje technologija tapo pakankamai pigi ir patikima masinei gamybai.
Gestai, kuriuos ekranas supranta
Multi-touch technologija būtų bevertė be išmaniųjų algoritmų, kurie interpretuoja mūsų judesius. Ekranas juk tik mato, kad du taškai juda tam tikra kryptimi – programinė įranga turi suprasti, ar tai reiškia „padidinti”, „pasukti” ar ką nors kita.
Štai kaip veikia keletas populiariausių gestų. Kai du pirštai juda vienas nuo kito (pinch-to-zoom), sistema skaičiuoja atstumą tarp jų. Jei atstumas didėja, tai didina vaizdą; jei mažėja – mažina. Kai du pirštai juda ta pačia kryptimi, tai braukimas (scrolling). Jei du pirštai juda aplink bendrą centrą, tai sukimas (rotation).
Programuotojai gali kurti ir sudėtingesnius gestus. Pavyzdžiui, kai kurios programos atpažįsta trijų pirštų braukimą, keturių pirštų suspaudimą ar net specifines formas, nupieštas ant ekrano. Galimybės beveik neribotos, tik reikia, kad gestai būtų intuityvūs – kitaip naudotojai tiesiog jų neatsimins.
Kodėl pirštinėmis neveikia
Daugelis žmonių pastebėjo, kad žiemą, užsimovus pirštines, telefonas tampa beveik nenaudojamas. Tai tiesiogiai susiję su talpinės technologijos veikimo principu. Paprastos pirštinės yra izoliatorius – jos neleidžia mūsų kūno elektriniam laukui pasiekti ekrano. Todėl ekranas tiesiog „nemato” prisilietimo.
Yra keletas sprendimų. Specialios pirštinės išmaniesiems telefonams turi laidžius siūlus pirštų galiukuose – dažniausiai tai sidabro ar vario pluoštas, įaustas į audinį. Kitas variantas – naudoti specialų stylus’ą, kurio galiukas pagamintas iš laidžios medžiagos. Kai kurie žmonės tiesiog naudoja nosį, kai labai šalta, bet tai ne pats patogiausias sprendimas.
Įdomu tai, kad seni rezistyviniai ekranai šios problemos neturėjo – jiems reikėjo tik mechaninio spaudimo, todėl veikė su bet kokiomis pirštinėmis ar net pieštuku. Bet komfortas ir tikslumas, kurį suteikia talpiniai multi-touch ekranai, su kaupu kompensuoja šį nedidelį nepatogumą.
Kai ekranas tampa kūrybos įrankiu
Multi-touch technologija atvėrė visiškai naujas galimybes kūrybinėse srityse. Muzikantai dabar gali groti ant planšetės kaip ant tikro instrumento – yra programų, kurios simuliuoja būgnus, klavišinius, gitaros gryfą. Kelių pirštų atpažinimas leidžia groti akordus ar net sudėtingas melodijas.
Dailininkai ir dizaineriai taip pat išgyveno revoliuciją. Profesionalūs planšetiniai kompiuteriai su stylus’u ir multi-touch palaikymu leidžia piešti beveik kaip ant tikro popieriaus. Galima vienu metu piešti viena ranka ir mastelio keitimą atlikti kita – tai neįtikėtinai pagreitina darbo procesą. Kai kurie menininkai sako, kad skaitmeninis piešimas su geru multi-touch įrenginiu yra netgi patogesnis nei tradicinis.
Architektai ir inžinieriai gali manipuliuoti trimačiais modeliais intuityviausiu būdu – sukti, didinti, žiūrėti iš skirtingų kampų tiesiog judindami pirštus. Tai, kas anksčiau reikalavo sudėtingų pelės ir klaviatūros kombinacijų, dabar daroma vienu gestu.
Ateities prisilietimai
Technologija nestovi vietoje. Naujausi tyrimai siekia sukurti ekranus, kurie ne tik jaustų prisilietimą, bet ir suteiktų grįžtamąjį ryšį – haptinį atsaką. Kai kurie šiuolaikiniai telefonai jau turi vibracijos variklėlius, kurie sukuria iliuziją, kad mygtuko paspaudimas buvo tikras, nors ekranas visiškai lygus.
Dar įdomesni projektai bando integruoti jutiklių sluoksnius po visu telefono korpusu, ne tik ekrane. Įsivaizduokite telefoną, kuris reaguoja į prisilietimus šonuose, gale, bet kur. Galėtumėte valdyti muzikos grojimą laikydami telefoną kišenėje, tiesiog braukdami per jo šoną.
Kitas kryptis – oro gestai. Kai kurie įrenginiai jau gali aptikti ranką, kuri tik artėja prie ekrano, bet jo dar neliečia. Tai naudinga, pavyzdžiui, virtuvėje, kai rankos purvinos, bet reikia perjungti receptą. Arba automobiliuose, kur vairuotojas gali valdyti sistemas neatitraukdamas akių nuo kelio.
Kada pirštai geriau už peles ir kaip išnaudoti visą potencialą
Multi-touch technologija nėra universalus sprendimas visoms užduotims. Tiksliam darbui – pavyzdžiui, redaguojant tekstą ar dirbant su skaičiuokle – pelė ir klaviatūra dažnai lieka efektyvesnės. Bet naršymui, žaidimams, kūrybiniam darbui ir daugeliui kasdieniųjų užduočių multi-touch yra nepralenkiamas.
Jei norite maksimaliai išnaudoti savo įrenginio galimybes, verta išmokti daugiau nei tik pagrindines operacijas. Daugelis žmonių naudoja tik vieną pirštą ir praleidžia visas tas nuostabias galimybes, kurias suteikia kelių pirštų gestai. Pavyzdžiui, trijų pirštų braukimas dažnai leidžia greitai perjungti tarp programų, keturių pirštų suspaudimas – grįžti į pagrindinį ekraną.
Ekrano švara irgi svarbi – riebalai ir purvas ne tik blogai atrodo, bet ir gali trukdyti tiksliam prisilietimų atpažinimui. Reguliarus valymas mikroplaušu padės išlaikyti optimalų jautrumą. Ir dar vienas patarimas – jei ekranas pradeda blogai reaguoti, kartais padeda paprastas perkrovimas. Programinė įranga, kuri apdoroja prisilietimus, retkarčiais gali „pasiklysti”, o perkrovimas ją atgaivina.
Multi-touch technologija per pastarąjį dešimtmetį tapo tokia natūralia mūsų kasdienybės dalimi, kad net nesusimąstome apie sudėtingus procesus, vykstančius po tuo stikliuku. O tai tikrai įspūdinga inžinerija – milijonai elektrinių impulsų per sekundę, sudėtingi algoritmai ir visa tai dirba taip sklandžiai, kad atrodo kaip magija. Galbūt būtent tai ir yra geriausia technologija – ta, kuri tampa nematomą ir tiesiog veikia.