Скромное обаяние сенсорных систем


06.10.2008

Сегодня нам часто уже не обойтись без сенсорных дисплеев - они одновременно дают информацию и выполняют наши команды. Между тем, генеральный директор компании "Сенсорные Системы" Игорь Меркулов уверен: их эффективность зависит от выбранной технологии.
 
Комфортабельность, доступность, исполнительность - вот что привлекает в интерактивных компьютерных системах пользователей любого уровня интеллекта и достатка. Информационные киоски, платежные терминалы, сенсорные панели управления, игровые автоматы - все это стало существенной частью современной жизни. И как жаль, если порой эти аппараты не приносят той пользы, на которую мы рассчитывали.

Ответственность за это в любом случае несет владелец системы. Но если в частном секторе это личное дело каждого, то в случае общественного использования интерактивные системы должны быть продуманы до мельчайших деталей.

Теперь давайте определимся с терминами. Нас, пользователей, интересуют две функции: отображение и ввод информации. Первую функцию выполняет "дисплей", будь то плазма, ЖК или проектор. Вторую - "сенсорный экран", отдельное или интегрированное в систему устройство, воспринимающее наши действия и преобразующее их в команды для процессора.

Можно считать, что в случае интерактивных систем более важным является выбор экрана. Во-первых, его физические параметры (прозрачность) влияют на качество отображения. Во-вторых, эффективность взаимодействия между пользователем и компьютером зависит от целого комплекса технологических характеристик экрана: надежности, точности восприятия и скорости реакции на наши действия. Есть еще понятие прочности, или антивандальности, поскольку устройства на базе сенсорных экранов часто устанавливаются в неохраняемых местах.

Важно, что в данном случае критерием выбора не может служить ни формула "нравится - не нравится", ни столь популярная в России сила привычки (брали такое вчера - будем брать и завтра). Лучше всего обратиться за консультацией к профессионалам. А чтобы их рекомендации были более или менее понятны, привожу краткие описания всех известных на сегодня технологий сенсорных экранов с комментариями.

Резистивная технология

В 1971 году нашим партнером, компанией Elo TouchSystems, на рынке впервые была представлена резистивная технология. Резистивные экраны сначала использовались в военной сфере, а потом потихонечку стали переходить в гражданскую.

Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели, покрытой слоем пластика. Между стеклом и пластиком находятся микроизоляторы. Они равномерно распределены по активной области экрана и надежно изолируют проводящие поверхности. При легком прикосновении поверхности соприкасаются. Контроллер регистрирует изменение сопротивления, преобразует его в координаты по осям X и Y и передает в компьютер.

В 1993-1994 годах наша компания импортировала в Россию только резистивные экраны. Они и сейчас активно производятся, однако рассматриваются прежде всего как устройства для управления технологическими процессами. Почему так? Во-первых, они совершенно не боятся воды. Во-вторых, можно прикасаться к экрану любым предметом. Обратите внимание, официанты в кафе и ресторанах "стучат" по экрану не пальчиком - уголком идентификационной карточки: получается точнее, чем пальцем. У них это очень быстро получается, я много раз наблюдал.

У резистивных экранов единственный недостаток: верхняя поверхность выполнена из пластика, потому что она должна пружинить. Поэтому еще она мутноватая, прозрачность резистивных экранов составляет порядка 75-80%. Однако, подчеркну, для управления технологическими процессами какая-то там безумная яркость изображения не нужна. Кроме того, пластик можно поцарапать, прорезать – и тогда экран просто перестанет работать.

Поверхностно-емкостная технология

Сенсорный экран, построенный по поверхностно-емкостной технологии, состоит из однородного токо-проводящего слоя, нанесенного на стеклянную панель. Расположенные по краям экрана электроды равномерно распределяют напряжение малого тока по проводящему слою, создавая однородное электрическое поле. Прикосновение к экрану "притягивает" ток из углов экрана. Контроллер фиксирует изменение тока и вычисляет координаты прикосновения. Данная технология очень мало используется на российском рынке.

Проекционно-емкостная технология

Экраны, построенные по этой технологии, прекрасно подходят для работы на открытом воздухе. Такой экран может быть установлен за стеклом или прозрачным пластиком толщиной до 18 мм. Устроен он следующим образом: тонкая пластина с сеткой из микроскопических датчиков-проводников помещена между двух пластин защитного стекла.

При прикосновении между пальцем и сеткой датчиков создается емкость, изменение которой вычисляется контроллером. Проекционно-емкостная технология открывает несколько интересных возможностей. Перед экраном можно ставить стекло толщиной до 18 мм - и ни вода, ни изморозь работе мешать не будут. Стекло может быть любое, в том числе и "триплекс". Система получается неуби-ваемая. Такие устройства сейчас очень популярны. Кроме платежных терминалов их используют для уличных киосков.

А вот еще одно интересное решение - поставить дисплей с сенсорным проекционно-емкостным экраном с внутренней стороны витрины. И даже если экран не плотно прижат к витрине, система все равно работает. Для магазинов, банков это очень привлекательно - клиенты могут получать информацию 24 часа в сутки.

Правда, проекционно-емкостные экраны дороже других, что вызвано большей сложностью этой технологии.


Инфракрасная технология

Технология представляет собой тонкую рамку, по периметру которой с внутренней стороны установлены светодиоды, закрытые прозрачной пластиной. Светодиоды создают сетку из инфракрасных лучей. Прикосновение перекрывает один или несколько лучей, котроллер считывает его координаты по осям X и Y. Ранее для 15-дюймового монитора делали светодиодную матрицу 16 х 16. Потом появились матрицы 32 х 32. Сейчас, естественно, разрешение у инфракрасных экранов практически такое же, что и для других технологий. Собственно говоря, экрана здесь и нет. И прикасаться к поверхности дисплея вовсе не надо - чего отпечатки пальцев лишний раз оставлять!

Инфракрасная технология не получила широкого распространения в коммерческих системах. По-видимому, дело в некоторых принципиальных ее недостатках. Во-первых, светодиоды закрыты пластиком, который пропускает ИК-излучение и не обеспечивает необходимой антивандальности экрана. Во-вторых, при ярком солнечном свете могут возникать помехи и искажения.

Однако эта технология мало чувствительна к вибрациям, хорошо работает на большой высоте. Поэтому ее используют в самолетах и вертолетах, авиационных тренажерах, вообще в военной технике... Но про танки мы помолчим.

Технология поверхностно-акустических волн

Экраны, выполненные по технологии ПАВ, занимают в настоящее время 80-90% рынка. Работают они следующим образом. Контроллер подает сигнал на пьезоэле-менты, расположенные по углам экрана и преобразующие электрические колебания в акустические. По периметру экрана стоят отражатели, распределяющие акустическую волну по стеклянной поверхности экрана. Отраженная волна фиксируется приемными датчикам и преобразуется обратно в электрический сигнал, поступающий на контроллер. При прикосновении к экрану часть волны поглощается. Сравнивая входящие сигналы с исходящими (эталонными), контроллер абсолютно однозначно воспринимает координаты прикосновения независимо по осям X и Y и передает их в компьютер.

Технология ПАВ появилась в 1987 году. Мы считали ее самой перспективной и в свое время активно продвигали на российском рынке. Возможно, поэтому она сейчас и стала настолько популярной. Сегодня это единственный тип экранов, выпускаемых в антивандальном исполнении. Такими экранами оснащаются все платежные терминалы и информационные киоски.

У них достаточно высокая точность и мало недостатков. Первый недостаток невелик: предмет, которым вы прикасаетесь к экрану, должен поглощать акустическую волну. Например, шариковая ручка, кредитная карта – эти предметы волну не поглощают, в отличие от пальца. Второй недостаток серьезнее: ПАВ-экраны "боятся" воды. Вода поглощает волны, и система на нее реагирует как на постоянное воздействие. Однако проблема распознавания и отсекания постоянного воздействия (будь то вода или прилепленная хулиганом жвачка, которая тоже поглощает волну) решается на программном уровне. Но с таким явлением, как конденсат или капли воды, скатывающиеся по экрану, справиться не удается. Поэтому ПАВ не используется в уличных терминалах.

Технология распознавания акустических импульсов

Сейчас, я думаю, уже нет технологий, которые были бы эксклюзивными. За исключением, пожалуй, технологии APR (Acoustic Pulse Recognising, распознавание акустических импульсов). Экраны APR появились на российском рынке в прошлом году. Работают они просто и элегантно – методом распознавания уникального звукового сигнала, генерируемого специальным сенсором в момент касания в любой точке экрана. Этот звук принимают четыре крошечных микрофона. Он оцифровывается контроллером и передается в компьютер, а система сравнивает его с ранее записанными эталонами для каждой точки экрана. При этом к окружающим звукам и к любым звукам вообще, не входящим в список эталонов, экраны APR не восприимчивы.

Эта технология гораздо удобней и проще, чем та, где применяется программное вычисление точки касания. И, следовательно, более эффективна по соотношению цена/качество, скажем, в случае крупных дисплеев. Интересно, что здесь отсутствуют недостатки “основной” акустической технологии – ПАВ. Экран APR не боится воды, он абсолютно прозрачен, на нем нет никаких рабочих элементов. И прикасаться к нему можно любым предметом.

В плане скорости технология APR работает намного быстрее - курсор мгновенно перемещается в точку касания. В других технологиях, скажем в поверхностно-акустической, при единичном касании система работает абсолютно четко, но когда вы ведете сплошную линию, то в каких-то местах она может иметь разрывы. На экране APR никаких разрывов нет. Линия “идет” гораздо быстрее и точнее.

Новая разработка призвана исправить недостатки и ПАВ, и резистивной технологий. Надеюсь, российские пользователи ее оценят, а мы приложим максимум усилий к ее продвижению на российском рынке. Технология APR реализована только компанией Elo TouchSystems и только в виде готовых мониторов, в т. ч. широкоформатных до 32 дюймов.

Кстати, еще один важный момент. Любой сенсорный экран после установки на монитор надо откалибровать. Даже ПАВ-экраны, которые наименее подвержены каким-то сбоям. А дисплеи APR калибруются один раз прямо на производстве.

Заключение

В 1992 году мы вышли на рынок с новым, неизвестным еще тогда в России, оборудованием touch screen. "Сенсорный экран" - такой русский аналог мы тогда решили использовать. Понятно, что перевод с английского в общем-то некорректный… Но слово прижилось - и теперь в России все эти устройства называются сенсорными экранами.


Игорь Меркулов,
генеральный директор компании "Сенсорные Системы"

Это архив сайта Kiosks.ru. Новая версия - по адресу http://kiosks.ru