Сенсорные экраны
![](touch/intro_pic.jpg)
![](touch/intro_pic.jpg)
Интерфейс сенсорного экрана (touch screen) является наиболее удобным, интуитивным и простейшим для обучения из всех устройств ввода РС. Он становится распространенным интерфейсом для многочисленных применений в общественных помещениях, коммерческих организациях и др. Сенсорный интерфейс предоставляет людям возможность пользоваться компьютерной системой, касаясь пальцем пиктограмм или указателей на экране. При наличии соответствующего программного обеспечения даже человек, совершенно не знакомый с компьютерами, может легко взаимодействовать с системой, пользуясь сенсорным экраном.
Технология сенсорных экранов доведена до такого уровня, когда их аппаратные средства допускают подключение к большинству РС, включая платформы Windows и Macintosh, по технологии Plug-and-Play (PnP) без необходимости сложного программирования. Это означает, что этот интерфейс легко добавить в существующие приложения и несложно разработать новые приложения.
Сенсорные экраны обладают очень высокими техническими параметрами.
Разрешающая способность точки касания (touch point resolution) показывает
число чувствительных к касанию точек на сенсорном экране. Большинство
современных сенсорных экранов обладают очень высокой разрешающей способностью -
более 100 точек на дюйм. Время реакции (response time) представляет собой
временной интервал, в течение которого система с сенсорным экраном реагирует на
касание. В большинстве современных систем с сенсорными экранами время реакции
находится в диапазоне от 5 до 20 мс.
Области применения сенсорных экранов
Сенсорный экран предоставляет простейший и наиболее интуитивный интерфейс из всех интерфейсов РС. Эти важные достоинства позволят использовать сенсорные экраны в разнообразных применениях. Приведем несколько типичных примеров таких применений.
- Общественные информационные системы: Множество людей, не имеющих опыта общения с РС, пользуются информационными киосками, туристическими маршрутами и другими электронными средствами отображения информации. Дружеский к пользователю интерфейс сенсорного экрана оказывается наименее раздражающим и наиболее простым по сравнению с другими устройствами ввода, особенно для новичков. Благодаря этому информация становится доступной самой широкой аудитории.
- Рестораны и торговые терминалы: Напомним, что "время - деньги" и этот принцип особенно справедлив для ресторанов быстрого обслуживания и в розничной торговле. Поскольку пользоваться сенсорными экранами очень просто, время обучения новых работников сокращается. Само обслуживание потребителей ускоряется, так как работник может просто касаться экрана, а не вводить с клавиатуры сложные данные или команды.
- Самообслуживание потребителей: В современном мире постоянной спешки и нехватки времени необходимо ускорять обслуживание потребителей. Терминалы самообслуживания с сенсорными экранами ускорят обслуживание потребителей в популярных магазинах, пунктах быстрого питания, транспортных учреждениях и др. Потребители могут быстро оформить свои заказы, экономя свое время и сокращая время ожидания других потребителей.
- Автоматизированные системы управления: Интерфейс сенсорного экрана полезен в автоматизированных системах, простирающихся от промышленных систем управления до средств домашней автоматизации. Благодаря интегрированию устройств ввода и отображения можно сэкономить ценное рабочее пространство. С помощью графического интерфейса операторы могут контролировать сложные процессы и управлять ими в реальном времени, просто касаясь экрана.
- Компьютеризованное обучение: Поскольку интерфейс сенсорного экрана является наиболее дружеским по сравнению с другими устройствами ввода, можно уменьшить время обучения компьютерных новичков и сократить расходы на образование. Обучение может стать более интересным и интерактивным.
- Технология помощи: Интерфейс сенсорного экрана может оказаться наиболее подходящим для тех, кто испытывает трудности при работе с другими устройствами ввода, например с клавиатурой или мышью. При использовании совместно с такими программными средствами, как экранные клавиатуры, сенсорные экраны могут сделать компьютерные ресурсы более доступными людям, которым трудно использовать компьютеры.
Конструкция сенсорного экрана
![](touch/anat_pic.gif)
![](touch/anat_pic.gif)
Базовая система сенсорного экрана состоит из трех основных компонентов:
1. Датчик (sensor): Датчик представляет собой прозрачную панель,
которая размещается на экране монитора РС. Эта панель либо монтируется поверх
экрана компьютера с помощью специальных зажимов, т.е. является съемной, либо
устанавливается в процессе производства монитора. При касании панели пальцем или
пером внутри датчика происходит изменение некоторого физического параметра,
которое передается контроллеру сенсорного экрана.
2. Контроллер сенсорного экрана (touchscreen controller): Контроллер
обрабатывает входной сигналы от датчика и передает информацию о событии
касания (touch event) в РС, обычно по интерфейсу последовательной или шинной
мыши.
3. Программа драйвера (software driver): Программа драйвера позволяет
сенсорному экрану взаимодействовать с операционной системой, например Windows
95/98/2000, путем эмуляции мыши, т.е. преобразования касаний в щелчки кнопкой
мыши.
Технологии сенсорных экранов
Разработано несколько технологий сенсорных экранов, которые имеют свои
достоинства и недостатки. Поэтому сенсорные экраны, выполненные по различным
технологиям, имеют свои области применения. Далее рассмотрены современные
технологии сенсорных экранов.
Резистивный сенсорный экран
![](touch/resistive.gif)
![](touch/resistive.gif)
Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной или акриловой панели, которая покрыта электрически проводящим слоем и резистивным слоем. Тонкие слои разделяются невидимыми разделительными точками. При работе через панель проходит электрический ток. Когда к панели прикладывается давление, слои прижимаются друг к другу, вызывая изменение электрического тока. В результате регистрируется событие касания.
Резистивные сенсорные экраны, в общем, наиболее удобны. Несмотря на то, что
прозрачность резистивного сенсорного экрана меньше, чем в сенсорных экранах
других типов, резистивные экраны наиболее долговечны и могут работать в
неблагоприятной рабочей обстановке. Резистивные сенсорные экраны рекомендуются
для торговых терминалов, ресторанов, автоматизированных систем управления,
медицинских учреждений и т.д.
Достоинства:
- Высокая разрешающая способность касания.
- Возможность работы с любым пером.
- Устойчивость к воздействию грязи, пыли, воды или света, так как экран герметизирован. Даже глубокие царапины не влияют на точность устройства.
- Высокая долговечность: экраны прошли испытания, эквивалентные 35 млн касаний.
Недостатки:
- Недостаточная прозрачность - 75%.
- Возможность повреждения резистивных слоев острыми объектами, а также износ этих слоев со временем.
Сенсорный экран с поверхностными акустическими волнами
![](touch/saw.gif)
![](touch/saw.gif)
Технология поверхностных акустических волн (Surface Acoustic Wave - SAW) позволяет создать наиболее совершенные сенсорные экраны. Она опирается на передачу звуковых волн по прозрачной стеклянной панели, на которой расположены наборы передатчиков и отражателей. Когда палец касается экрана, акустические волны абсорбируются (поглощаются) и в этой точке регистрируется событие касания.
Так как вся панель изготовлена из стекла, здесь нет подверженных износу
слоев, что позволяет разработать наиболее живучие и наиболее прозрачные
сенсорные экраны. Сенсорные экраны с поверхностными акустическими волнами
рекомендуются для общественных информационных киосков, компьютерного обучения
или других применений с интенсивным трафиком.
Достоинства:
- Высокая разрешающая способность касания (максимум 4096х4096 точек).
- Высокая прозрачность.
- Отсутствие дрейфа, что устраняет необходимость частой рекалибровки.
- Большая долговечность: сенсорный экран прошел испытания, эквивалентные 50 млн касаний.
Недостатки:
- Экрана необходимо касаться пальцем теплой руки или мягким пером. Карандаш или ручка здесь не годятся.
- Экран герметизирован неполностью, поэтому на его работу влияет пыльная, грязная или влажная среда.
Емкостной сенсорный экран
![](touch/capacitive.jpg)
![](touch/capacitive.jpg)
Емкостной сенсорный экран состоит из стеклянной панели с покрытием из емкостного, т.е. способного сохранять электрический заряд, материала. Датчики, расположенные в углах панели, измеряют емкость человека, который пальцем касается покрытия. По изменению емкости, которое вызывает изменение частоты генератора, регистрируются координаты X и Y события касания.
Емкостные сенсорные экраны отличаются долговечностью и имеют высокую
прозрачность. Они используются в самых разнообразных применениях, от ресторанов
и торговых терминалов до промышленных систем управления и информационных
киосков.
Достоинства:
- Высокая разрешающая способность касания.
- Высокая прозрачность.
- Большая долговечность: сенсорный экран прошел испытания, эквивалентные 20 млн касаний..
- Нечувствительность к пыли, жировым отпечаткам и влажности.
Недостатки:
- Экрана необходимо касаться пальцем, так как он не работает с непроводящими объектами.
Сенсорная панель
![](touch/panel.jpg)
![](touch/panel.jpg)
Для портативных компьютеров вместо сенсорного экрана часто применяется так
называемая сенсорная панель (touch pad). Она может быть встроена в
клавиатуру компьютера, либо подключается вместо мыши. Для управления позицией
курсора на экране пользователь перемещает палец по поверхности сенсорной панели.
Освоение работы с сенсорной панелью требует некоторого времени. В таких панелях
применяется емкостной датчик или датчик с поверхностными акустическими волнами.