Dobře, ale jak vlastně fungují dotykové obrazovky?

Nedávno jsem v metru zaslechla, jak jedna žena vypráví své kamarádce, že její batole „šmejdí“ po všem v jejich domě – po stolku, knihách, talířích a dokonce i po vlastní matce, a snaží se ji nechat zmizet jako obraz na dotykové obrazovce. Tato historka mě přivedla k myšlence, že pro mnohé z nás není naše znalost toho, co se děje za lesklým displejem, o mnoho větší než znalost batolete.

Než jsem začal zkoumat, jak dotykové obrazovky fungují, napadlo mě, že za fenoménem „swipování“ stojí jedna univerzální technologie. Místo toho se ukázalo, že jich je půl tuctu a každý den se zkoumají další. Dva nejčastěji používané systémy jsou odporové a kapacitní dotykové obrazovky. Pro zjednodušení se zde zaměřím na tyto dva systémy a na závěr uvedu, kam podle odborníků technologie dotykových obrazovek směřuje.

1. Odporové

Jedná se o nejzákladnější a nejběžnější dotykové obrazovky, které se používají v bankomatech a supermarketech a které vyžadují elektronický podpis tím malým šedým perem. Tyto obrazovky doslova „odolávají“ vašemu dotyku; pokud stisknete dostatečně silně, můžete cítit, jak se obrazovka mírně prohýbá. Díky tomu fungují odporové obrazovky – dvě elektricky vodivé vrstvy se ohýbají, aby se navzájem dotkly, jako na tomto obrázku:

Resistivní technologie dotykových obrazovek

Jedna z těch tenkých žlutých vrstev je odporová a druhá vodivá, oddělená mezerou z drobných teček zvaných distanční prvky, které udržují obě vrstvy od sebe, dokud se jich nedotknete. (Balíček doplňuje tenká modrá vrstva odolná proti poškrábání.) Těmito žlutými vrstvami neustále protéká elektrický proud, ale když se prstem dotknete obrazovky, obě se přitisknou k sobě a elektrický proud se v místě dotyku změní. Software rozpozná změnu proudu v těchto souřadnicích a provede funkci, která tomuto místu odpovídá.

Resistivní dotykové obrazovky jsou odolné a konzistentní, ale jsou hůře čitelné, protože více vrstev odráží více okolního světla. Zvládnou také pouze jeden dotyk najednou – což vylučuje například zoomování dvěma prsty na iPhonu. Proto se ve špičkových zařízeních mnohem častěji používají kapacitní dotykové obrazovky, které detekují vše, co vede elektřinu.

2. Kapacitní

Kapacitní obrazovky na rozdíl od odporových dotykových obrazovek nevyužívají tlak prstu k vytvoření změny toku elektřiny. Místo toho pracují s čímkoli, co má elektrický náboj – včetně lidské kůže. (Ano, skládáme se z atomů s kladným a záporným nábojem!) Kapacitní dotykové obrazovky jsou vyrobeny z materiálů, jako je měď nebo oxid india a cínu, které uchovávají elektrické náboje v elektrostatické mřížce drobných drátků, z nichž každý je menší než lidský vlas.

Technologie kapacitních dotykových obrazovek

Existují dva hlavní typy kapacitních dotykových obrazovek – povrchové a projekční. Povrchová kapacitní používá snímače v rozích a tenkou rovnoměrně rozloženou vrstvu po celém povrchu (jako na obrázku výše), zatímco projektivní kapacitní používá mřížku řádků a sloupců se samostatným čipem pro snímání, vysvětlil Matt Rosenthal, manažer vestavěných projektů ve společnosti Touch Revolution. V obou případech se při dopadu prstu na obrazovku přenese do prstu malý elektrický náboj, který dokončí obvod a vytvoří na daném místě obrazovky pokles napětí. (To je důvod, proč kapacitní obrazovky nefungují, když nosíte rukavice; látka nevede elektřinu, pokud není opatřena vodivým vláknem). Software zpracuje polohu tohoto poklesu napětí a nařídí následnou akci. (Pokud jste stále zmateni, podívejte se na toto video.)

3. Co bude dál? Rozměry

Nové technologie dotykových obrazovek jsou ve vývoji, ale kapacitní dotyk zůstává prozatím průmyslovým standardem. Největším problémem dotykových obrazovek je jejich vývoj pro větší plochy – elektrická pole větších obrazovek často narušují jejich snímací schopnosti.

Softwaroví inženýři ze společnosti Perceptive Pixel, která navrhuje vícedotykové obrazovky, používají pro své větší obrazovky, které jsou velké až 82 palců, technologii zvanou frustrovaný celkový vnitřní odraz (FTRI). Když se dotknete obrazovky FTRI, rozptýlíte světlo – a několik kamer na zadní straně obrazovky detekuje toto světlo jako optickou změnu, stejně jako kapacitní dotyková obrazovka detekuje změnu elektrického proudu.

Frustrovaný totální vnitřní odraz

82 palců? To je ideální velikost pro přehazovací konferenční stolek.