نمایشگرهای مالتی تاچ (Multi Touch)

[sMohammad]

به نام خدا

Multi Touch که در فارسی معادل لغت نا آشنای "چند لمسی" می باشد، جالب ترین تکنولوژی پس از صفحات لمسی در همین حوزه به شمار میرود.

مالتی تاچ یعنی لمس هم زمان چند نقطه در یک زمان، که هم اکنون در تلفن های همراه، میزهای لمسی و ... وجود دارد.

سیر تکامل مالتی تاچ:

اغلب وقتی یک فناوری جدید عرضه میشود، قوانین و استاندارد های مشخص و از پیش تعیین شده ای ندارد تا اینکه پس از مدتی از ورود آن بگذرد و جای خود را پیدا کند، آن وقت استانداردها و قوانین آن مشخص خواهد شد، اما در مورد مالتی تاچ قضیه کمی متفاوت است.

در سال 2006، دانشمندی به نام هان که در دانشگاه نیویورک فعالیت میکرد، از میزی رونمایی کرد که بر اساس اصل Frustrated Total Internal Reflection یا به اختصارFTIR کار میکرد. او این تغییر را مشاهده کرده بود وقتی لیوانی را با دست میگیریم، قسمت هایی که انگشت ما با لیوان تماس دارد، شکل متفاوتی از نور را به خود میگیرد.

دلیل این اتفاق این است که وقتی انگشتمان به لیوان میچسبد، نوری که از داخل لیوان میخواهد عبور میکند، به انگشت ما برخورد کرده و دوباره به داخل لیوان باز میگردد، این اثر همان FTIR است که پیشتر گفته شد.

[Only registered and activated users can see links. ]

آیفون شرکت اپل که یکی از محبوب ترین دستگاه های دنیای دیجیتال محسوب میشود در سال 2007 انقلابی در صفحات لمسی و بخصوص مالتی تاچ به وجود آورد. آیفون برای تشخیص نقاط لمس شده از تکنولوژی صفحات لمسی خازنی بهره میبرد.

فن آوری مالتی تاچ:

روش های مختلفی برای ساخت و توسعه مالتی تاچ وجود دارد، که در همه ی آنها یا از سنسور استفاده شده یا دوربین (computer vision optics).

فناوری مالتی تاچ Optical Sensing:

از روش Optical Sensing و روش سنجش نور با استفاده از دوربین، به طور گسترده ای استفاده شده است. در روش دوم که از دوربین استفاده است، دوربین به جای سنسور های نوری عمل میکند و تشخیص میدهد کدام قسمت از پد لمسی، لمس شده است.

سخت افزار پایه این فناوری یک منبع نور مادون قرمز و دوربین یا سنسورهای نوری میباشد بعلاوه یک نمایشگر LCD یا LED جهت نمایش تصاویر.

در صفحات مالتی تاچ با دو نوع نور مواجه هستیم، نور مرئی و نور مادون قرمز. نور مرئی استفاده شده، محدوده 300 تا 700 نانومتر را روی طیف الکترومغناطیسی به خود اختصاص داده است و طبیعتا برای نمایش اطلاعات نمایشگر به کاربر مورد استفاده قرار میگیرد و نور نامرئی برای تشخیص حضور یک جسم روی پد لمسی استفاده میشود و محدوده 700 تا 1000 نانو متر را در بر میگیرد که کمی بیش از محدوده قابل تشخیص چشم انسان است.

یک LED و یا یک نوار LED برای ایجاد نور مادون قرمز استفاده میشود. در انواعی که از دوربین به جای سنسور استفاده میشود، با ایجاد یک فـیلتر جلوی دوربین، فقط اجازه عبور نور مادون قرمز داده میشود تا نور های دیگر، از لنز عبور نکند.

در ادامه نگاهی به تکنولوژی های مالتی تاچ مبتنی بر نور می اندازیم:

1. Frustrated Total Internal Reflection (FTIR):

Frustrated Total Internal Reflection (FTIR) قسمتی از Total Internal Reflection (TIR) میباشد و میتوان گقت با کمک TIR میشود FTIR را تولید کرد.

خاصیت TIR چیست:

هرگاه پرتوهای نور از یک محیط متراکم و غلیظ وارد محیطی رقیق بشود زاویه آن تغییر پیدا میکند که به این اتفاق TIR گفته میشود، حال اگر جسمی با ضریب شکست بالاتر را اختیار کنیم، این نور داخل جسم بازتاب میشود و از آن خارج نمیشود. وقتی انگشت خود را روی قسمتی از این جسم میگذاریم، آن قسمت را تاریک کرده ایم و اجازه میدهیم نور کمتر بازتاب شود، این قسمت توسط سنسور یا دوربینی که توسط یک فـیلتر تنها قادر به تشخیص نور مادون قرمز است و در زیر قرار دارد تشخیص داده میشود و پردازش میشود.

[Only registered and activated users can see links. ]

لایه های سیستم FTIR:

ورق اکلیریکی که در تصویر مشاهده کردید با ضخامت های مختلف 1 تا 6 میلی متری ساخته و استفاده میشود، این ورق با کاغذهای شنی خشک و مرطوب به طور متوالی سنباده میشود تا خراش هایی که در دو طرف آن وجود دارد به طور کامل از بین رفته و کاملا صیغلی شود. در گوشه ها نیز، در هر دو طرف، از چوب یا فلز استفاده میشود تا نور خارج نشود.

لایه بعدی کاری میکند تا تنها نقاط لمس شده برای دوربین یا سنسور مشخص باشد.

لایه دیگری نیز وجود دارد که میتوان گفت لزومی در بکار بردن آن نیست و تنها برای عملکرد بهتر دستگاه مورد استفاده قرار میگیرد. این لایه بین نمایشگر و قاب اکلیریک بکار برده میشود و باعث میشود عملکرد دستگاه هنگامی که با انگشتان مرطوب یا آغشته به روغـن دستگاه را لمس میکنیم، بهبود یابد.


2.Diffused Illumination (DI):

میتوان گفت پایه کار Diffused Illumination همان FTIR است، اما با کمی تفاوت. در اینجا دیود مادون قرمز هم به همراه سنسور یا دوربین به پشت نمایشگر انتقال پیدا کرده است و شاiد نوری یک نواخت در کل سطح نیستیم.

همان طور که از نام این روش پیداست، جهت کمتر شدن اثر مابقی نور ها بر سنسور یا دوربین، لایه منتشر کننده نور در زیر یا بالای تاچ قرار دارد و همسطح با صفحه تاچ نیست. این کار باعث میشود نور های مستقیم اثر کمتری روی سنسور یا دوربین داشته باشند.

توجه کنید که انتشار نور به قوت خود باقیست و تنها انعکاس آن کمتر میشود.

وقتی کاربر قسمتی را لمس میکند، یک تصویر ایجاد میشود که نسبت به دیگر قسمت ها تفاوت دارد، این قسمت توسط سنسور یا دربین تسخیص داده میشود و برای پردازش فرستاده میشود. ناگفته نماند در این سیستم به دلیل اثر کمتری که نور مادون قرمز روی سنسور میگذارد، وقتی قسمتی را لمس میکنیم، براحتی برای دوربین قابل تشخیص است.

[Only registered and activated users can see links. ]

یکی ار جذابیت های این سیستم این است که شما میتوانید بدون ارتباط با صفحه، با دستگاه ارتباط برقرار کنید!

3.Diffused Surface Illumination (DSI):

در این روش مشکل یکنواختی مادون قرمز در DI حل شده است. ایجاد یک سیستم شبیه به FTIR با این تفاوت که نوع خاصی از اکلیریک در آن استفاده شده است کمک بسزایی در حل این مسئله کرده است. ذرات اکلیریک مورد استفاده در این سیستم بسیار کوچک تر است و میتواند به عنوان یک آینه نور را منعکس کرده و سطح را یکنواخت روشن کند (منظور از روشن کردن، توزیع یکنواخت مادون قرمز است).

اساس سیستم تشخیص قسمت لمس شده در DSI همانند DI است.

[Only registered and activated users can see links. ]

4.Laser Light Plane (LLP):

در روش LLP برای روشن کردن سطح از یک منبع مادون قرمز استقاده میشود، اما سازنده توجه کرده است که این نور از اندازه مجاز بالاتر نرود و خطرناک نباشد.

وقتی لیزر در حال نور افشانی است و ما با انگشت خود جلوی قسمتی از آن را میگیریم، نور در آن قسمت پراکنده میشود و این پراکندگی توسط دوربین تشخیص داده میشود. از ضعف های بزرگ این روش این است که تنها میشود یک یا دو لیزر را روی سطح قرار داد.

[Only registered and activated users can see links. ]

معماری نرم افزارهای مالتی تاچ:

به همان اندازه که یک سخت افزار اهمیت دارد، نرم افزار مناسب آن نیز دارای اهمیت است.

وقتی نقطه ای لمس شد و تشخیص داده شد، نرم افزار وارد عمل میشود و برای پردازش و اجرای دستورات بعدی، ورودی ها را پردازش میکند.

[Only registered and activated users can see links. ]

این قالب نحوه پردازش اطلاعات را نمایش داد، همانطور که مشخص است، پروسه پیچیده ای طی میشود تا یک نقطه لمس شده پردازش شود و خروجی صحیح و مورد نطر را به ما تحویل دهد.

در پایین ترین قسمت عکس، میبینیم که یک داده از طریق ورودی که میتواند موس یا دوربین یا تاچ باشد دریافت میشود.

در لایه بعدی این داده به صورت سخت افزاری است و در لایه سوم به اطلاعات نرم افزاری تبدیل و برای پردازش فرستاده میشود. فرض کنید در گوشی خود روی آیکونی ضربه زده اید، کار این لایه این است که مکان لمس شده ی تشخیص داده شده را با توجه به منابع دستگاه تطبیق دهد و مثلا اگه روی پیام ها ضربه زدید برنامه مربوط به آن باز شود و اگر روی آیکون دوربین ضربه زده اید، برنامه دوربین باز شود.

در لایه بعدی برنامه مورد نظر اجرا شده و پردازش میشود، مثلا قسمت دوربین باز شده و آماده به کار میشود. (هنوز به صورت سیستمی) لازم به ذکر است در مواقعی که مثلا با دو انگشت تصویری را بزرگ و کوچک میکنیم پردازش در همن قسمت صورت میگیرد. (Gesture ها مربوط به این قسمت هستند.)

و در نهایت در لایه آخر، اطلاعات برای کاربر نمایش داده میشود و روی نمایشگر گوشی خواهید دید کلیدی برای ضبط تصاویر و ... وجود دارد.

OverClockingHeroes.com

[Olesius]

تشکر محمد جان

از اطلاعات مفیدتون

[Artemis]

سلام
بالاخره وقت شد خوندم مقاله رو کامل
سید جان دستت درد نکنه، عالی بود...

[Behnam_2337]

با تشکر از محمد عزیز بابت مقاله خوبشون.
امیدواریم که بیشتر از قلم خوب و اطلاعات مناسب شما درخصوص نمایشگرها بهره مند بشیم.