Епоха «мульти-шиє»

Денис Подоляк

Еволюція сенсорних екранів

Пристрій, передбачив можливості iPhone, з'явилася ... 15 років тому, а майкрософтовськой Surface ідейно був запозичений з розробок початку 1980-х. Візіонерського фільм Starfire не лише випередив на добрий десяток років концептуальні ідеї, використані Стівеном Спілбергом в «Особливій думці», а й передбачив бурхливий розвиток сенсорних інтерфейсів, бездротових протоколів і самої Мережі. Що є нове? Добре забуте або все ж таки доведене до ладу старе?

Зображення, звук ... Зір, слух ... Комп'ютери стають нашими очима, вони замінюють нам вуха ... Тепер вони готові стати ще однією частиною нашого тіла, нашими сенсорами, нашими нервовими закінченнями - комп'ютери вже готові зрозуміти наші почуття. Чи не про це чи мріяв Станіслав Лем, чи не цим лякав Філіп Дік? Ніколи раніше машини не були так близькі до нас, як зараз, в епоху не тільки тих, хто думає, а й початківців відчувати механізмів.

Не треба спалювати зайві калорії, не треба пускати нікчемні нервові імпульси по маршрутом «нейрони-синапси-нейрони» - тепер достатньо керувати світом, ледве рухаючи пальцем. Universe on your fingertips. Всесвіт на кінчиках твоїх пальців. Подумав, ледве напряг м'язи - відчувши твоє дотик, сенсори перетворять мікроньютони і мікрокулони в мікровольтах, змушуючи бігти по електронним схемами мікроімпульси: тепер ти готовий керувати світом. Ну, або, за принаймні, власним телевізором і музичним центром.

Як це зазвичай буває з новими технологіями, сенсорні системи, що входять до повсякденний побут гігантськими кроками - а події останніх місяців не залишають у цьому сумнівів - дилетанту здаються чимось незвичайним, інноваційним та ультрасучасним. Мета цієї статті полягає, перш за все, в тому, щоб розвіяти повсюдне оману.

Про технології multi-touch, що є, мабуть, головною особливістю двох продуктів - iPhone і Surface - заговорили досить давно. Причому, спочатку термін multi-touch ( «множинні дотику») застосовувався аж ніяк не до сенсорних системах, а до звичайних комп'ютерних клавіатурам. Ті операції, які сьогодні здаються нам чимось примітивним і елементарним, свого час просто були відсутні - якихось тридцять з невеликим років тому ніхто і думати не думав про комбінаціях клавіатурних клавіш з кнопками Shift, Alt або Ctrl. Приблизно в той же час заговорили про можливість, яка на англійською звучить як rollover, «перекат». Інакше - «множинні натискання». Це сьогодні існують hi-end-клавіатури, здатні сканувати натискання кожної окремої клавіші, а ще зовсім недавно відстеження трьох одночасно натиснутих кнопок вважалося чимось з області фантастики. Що стосується сенсорних пристроїв, то піонерами в цій галузі були вчені з Університету Торонто, приступили до подібних експериментів у 1982 році. Перша система multi-touch, названа гнучким машинним інтерфейсом, складалася з матового скла та камери. Скло володіла певними оптичними властивостями, і при тому, що стосується пальцем одного з його ділянок на протилежній стороні своєрідного «тачскрін» формувалося чорна пляма, яке відслідковувалося камерою, а потім аналізувалося (координати, форма, напрямок і швидкість руху, кількість) за допомогою комп'ютера.

Рік через перспективи «мульти-шиє» вже детально досліджувалися у професійній літературі. Науковий працю Накатані і Рорліча «Soft Machines: A Philosophy of User-Computer Interface Design »на багато років визначив напрямок досліджень та розвиток мультисенсорних пристроїв.

В тому ж 1983 американець і за сумісництвом комп'ютерний художник Майрон Крюгер випередив час, запропонувавши ідею відеостола (Video Desk), а потім і відеопространства (Video Place). До честі пана Крюгера, він не обмежився лише кресленнями, схемами і теоретичними викладками, але і втілив їх у реальність. Так відеостол включав в себе систему, що відстежує переміщення рук, пальців та інших об'єктів. Крім того, він міг реагувати на великий набір жестів. Справедливості заради варто відзначити, що людина, яка працює з відеостолом і відеопространством, не торкався їх - система, розроблену Майрон Крюгером, більше нагадувала футуристичні інтерфейси з «Особливої думки ». Це наводить на думку: не Video Desk чи був прообразом майкрософтовськой Surface?

Потім естафету знову підхопили дослідницькі групи з University of Toronto. До 1985 вченими була створена діюча модель поверхні з можливостями multi-touch. У винаході Input Research Group, на відміну від сенсорних систем, заснованих на оптичних властивості, використовувався принцип ємнісного опору, що дозволив значно зменшити габарити пристрою вводавивода. Multi-touch Tablet міг відстежувати довільне число одночасних натискань, розрізняючи також їх відносні координати і кут.

Приблизно в той же час у лабораторіях Bell Labs розробили мультисенсорний екран (multi-touch screen) з використанням Електроннопроменева трубки. Або, простіше кажучи, старого доброго кінескопа. Одним з вагомих переваг пристрою від Bell Labs була можливість роботи в реальному часі - всі попередні розробки відстежували і обробляли натискання зі значною затримкою.

І знову Торонто. У стінах головного навчального закладу цього канадського міста в 1986 році було створено пристрій для введення інформації двома руками (bi-manual input). Тут до «Особливої думки» рукою подати - і в прямому, і в переносному сенсі. Розробка велася в двох напрямках: у першому випадку досліджувалася можливість переміщення об'єкта на екрані однією рукою і зміни його розмірів другий, а в другому - одній руці надавалася навігаційна функція, а інший -- можливість вибору об'єкта.

Експерименти виявилися вдалими - навчання використанню нової системи введення інформації здійснювався дуже швидко, а продуктивність у порівнянні зі звичайними способами зростала у кілька разів. На жаль, до цих пір результати цих досліджень так і не знайшли застосування.

Через п'ять років дослідники в усьому світі почали серйозно вивчати можливість застосування рідкокристалічних панелей як пристроїв введення. Паралельно розвивалися і проекційні системи введення інформації: в 1991 році був запатентований Digital Desk - площину з фронтальним проектором і сканером, що дозволяє працювати навіть з даними, попередньо роздрукованими на папері. «Цифровий стіл», розроблений у стінах Rank Xerox EuroPARC, яскраво демонстрував можливості «мульти-шиє». Наприклад, можливість масштабування і переносу графічних об'єктів рухом двох пальців ( «щипок»). А в 1992 році спільне підприємство, створене IBM і Bell South, представив широкій публіці перший смартфон Simon. Тоді він називався «персональним комунікатором» і об'єднував наступний функціональні можливості: мобільну телефонію, календар, адресну книгу, світовий час, калькулятор, записну книжку, e-mail і набір ігор. Сьогодні подібний пристрій називається «мобільним телефоном», а тоді Simon вважався верхи розвитку інженерної думки. Втім, цікаво інше: у «Саймона» не було телефонної клавіатури. У нього взагалі не було клавіатури. Дітище IBM була оснащена величезним тач-скрін, що підтримує можливість введення інформації як пальцями, так і стилусом. Simon працював тільки в режимі single-touch. Втім, це не завадило розробникам оснастити смартфон унікальною клавіатурою з можливістю предикативного введення.

***

Починаючи з середини 1990-х кількість розробок в області мультисенсорних пристроїв стало збільшуватися в геометричній прогресії:

1995 Університет Торонто - продемонстрована концепція «відчутного» інтерфейсу, основною особливістю якого була можливість ідентифікації, локалізації та відстеження переміщень-обертань множинних фізичних об'єктів на цифровому столі-дисплеї, а також використання цих самих об'єктів для керування графічними образами (і знову Surface ?).

1997 Alias/Wavefront - розробка сенсорної поверхні для роботи обома руками. Пристрій під лаконічною назвою Т3 об'єднало безліч ідей, представляють користувачеві практично безмежні можливості при маніпуляції графікою.

1997 Georgia Tech/Microsoft Research - ще один погляд у майбутнє під назвою The Haptic Lens. Так звані «хаптіческіе» пристрою заслуговують окремої статті. Ми лише зауважимо, що мульти-сенсорні пристрої подібного роду дозволяють впливати на віртуальну реальність на дещо іншому рівні: уявіть, що у вас у руці щось схоже на грудку глини або пластичної гуми - стискаючи, розтягуючи, скручуючи, обертаючи подібний «прилад», ви тим самим Або голографічному моніторі. Або на внутрішньому екрані, де-небудь в одній з часток правої півкулі мозку.

Мрії, мрії ...

1998 Два професори з Університету штату Делавер створили цілу лінійку пристроїв з функцією multitouch, додатково забезпечивши їх відповідним софтом і бібліотекою жестів. Так би і не дізнався ніхто про Джона Еліас і Уейні Вестерманн, якби їх активи збанкрутілого спільного підприємства Fingerworks не набула свого часу Apple. Тонкий натяк.

1999 Alias/Wavefront - цифрова дошка для оголошень Portfolio Wall. Основне призначення - розміщення зображень і відео групами або поодинці.

Виведені на екран Portfolio Wall цифрові фотографії можна було сортувати, постачати підписами й об'єднувати в слайд-шоу. У розробці не використовувався «мульти-тач», але користувачі Portfolio від цього не страждали: для роботи із зображеннями вистачало набору жестів: рука вправо - перехід до наступного слайда або запуск відеоролика, рука вліво - перехід до попереднього зображення, рука вниз - стоп машина!

2002 У токійських лабораторіях Sony під керівництвом Джана Рекімото була розроблена система SmartSkin, що призначалася для виготовлення інтерактивних поверхонь.

Застосування ємнісних сенсорів і антени-сітки дозволило відмовитися від систем відеораспознаванія - працездатність SmartSkin не залежала від ступеня освітленості і різноманітних перешкод, наявність яких критично при використанні проекційних способів відстеження.

2003 «Джазові мутанти» з французького Бордо виготовили першу в світі комерційно успішну прозору мультисенсорних систему. Інноваційний продукт компанії JazzMutant був використаний при створенні музичного контролера Lemur.

2004 На сцену виходить Microsoft Research. Розробку TouchLight, в принципі, можна вважати базовою технологією для комп'ютера Surface: лист акрилу в умілих руках перетворився на високоточну і надшвидкісний систему, придатну для маніпуляцій з графікою, виведеними на поверхню пластику за допомогою зворотного проекції (джерела зображення і зчитувальні пристрої розташовуються ПІД поверхнею).

2005 З'явившись на сцені, дослідницькі лабораторії Microsoft йти не збираються і пропонують нову розробку - PlayAnywhere. Це, власне, ще один крок до «Серфісу». Головна «фішка» PlayAnywhere - він не тільки відчуває дотику, а й розрізняє предмети. Швидка ідентифікація об'єктів, відмінних від пальців (рук), здійснюється за допомогою простої схеми штрихових кодів. Більш досконала система розпізнавання може не тільки ідентифікувати певні класи предметів, але і пропонує для них відповідний набір команд: паперовий документ буде відсканований і переведено в електронну форму, а для мобільного телефону PlayAnywhere може порадити «Переглянути вміст »Або« Скачати рингтон ».

2005 За справу береться відомий новатор Джеф Хан. Консультанта з Університету штату Нью-Йорк іноді називають «сучасним Едісоном» - винахідницький портфель пана Хана включає тривимірний дисплей Holodust, низькобюджетних систему, сканує руху очей, і систему motion capture, також відстежує психометричні дані (наприклад, дихання). Мультисенсорний проект Джефа Хана, по суті, є узагальненням інших розробок.

Узагальненням дуже практичним і готовим до масового впровадження.

2006 Чисто кембріджська розробка Plastic Logic об'єднала в собі дві технології: гнучкий дисплей на електронних чорнилі e-ink і мультисенсорний тачпад. На виході - інтерактивний дисплей multi-touch.

2006 Союз Synaptics і Onyx породив мультисенсорний мобільний телефон.

Поки тільки у вигляді концепту.

Незачет.

2007 На вулицях Нью-Йорка в черги до магазинів Apple Store стоять без перебільшення тисячі спраглих. У цей час мережа казино Harrah закуповує першу партію комп'ютерів Surface ...

Список літератури

Синк 09 2007