Тактильный экран обрёл рельефные подвижные кнопки
Появление сенсорных экранов в своё время намного обогатило машин и взаимодействие человека. Но другой раз хорошие кнопки под пальцами предпочтительнее новомодной электроники. Но как по поводу совмещения?
Первые прототипы дисплеев, «нарисованные» кнопки которых способны физически нажиматься, выстроили в университете Карнеги-Меллона.
Чувствительные к прикосновениям экраны значительно упростили ввод данных в целом последовательности областей применения, но они владеют одним недочётом — на ощупь нереально осознать, какую кнопку вы нажимаете. Остаётся лишь наблюдать. В это же время существует много обстановок, в то время, когда нажимать нужно вслепую.
Скажем, на ходу в автомобиле. Да, на данный момент уже и в легковушках видятся контактные экраны на передней панели, но ни один разумный шофер не станет подолгу копаться в их меню и подменю, пока авто едет неизвестно куда.
Поменять обстановку имел возможность бы дисплей, комбинирующий преимущества сенсорных экранов (вывод изображений самых различных кнопок) с «тактильным преимуществом» практически нажимаемых клавиш. Такую совокупность придумали аспирант Крис Харрисон (Chris Harrison) и доктор наук Скотт Хадсон (Scott Hudson).
Имитация банкомата при помощи нового дисплея. Рельеф кнопок на экране изменяется в зависимости от стадии работы с дисплеем, что прекрасно видно в нижнем последовательности снимков с боковым светом (фотографии Chris Harrison, Scott Hudson).
Состоит данный экран из базы, на которой закреплена прямоугольная рамка с одним либо несколькими изолированными при помощи перегородок отсеками. Сверху рамки расположена прозрачная маска с комплектом фигурных отверстий по форме будущих кнопок, и, наконец, венчает всё слой полупрозрачного латекса.
Рельеф на поверхности нового дисплея вырастает благодаря воздушному насосу, что накачивает либо откачивает воздушное пространство из полостей под кнопками. Соответственно, фигурки, вырезанные в маске, либо выступают над плоскостью экрана, либо формируют впадины. Последовательность таких кнопок легко выяснить на ощупь и надавить нужную.
А само нажатие будет сопровождаться прогибом мембраны, дающим тактильную обратную сообщение.
Самый несложный вариант нового дисплея. Тут он продемонстрирован без вывода изображений, лишь с включением рельефа кнопок. В этом случае – это углубления (насос трудится на разряжение).
Но те же фигуры смогут быть выпуклыми, в случае если поменять относительное давление под мембраной на плюсовое. Для обеспечения проявления фигур латексная плёнка наклеена на маску (клей продемонстрирован синим цветом) (иллюстрация и фото Chris Harrison, Scott Hudson).
Для вывода изображений сзади маски имеется миниатюрный цифровой проектор. А за определение точек контакта пальцев с экраном отвечают инфракрасная камера и ИК-подсветка, опять-таки размещённые с обратной стороны.
Причём трудится эта совокупность независимо от режима кнопок. В то время, когда насос отключён — экран остаётсяплоским, но так же, как и прежде показываетлюбую картину и ощущать прикосновения пользователя.
Более сложный вариант. Клей покрывает не всю поверхность маски, потому при включении кнопок на «выдох» и «вдох» рельеф их различается (иллюстрация и фото Chris Harrison, Scott Hudson).
Это не первое устройство, в котором исследователи решили воспользоваться пневматикой для рельефных кнопок. Но это первый пример аппарата, в котором сходу соединены три вещи: пневматический «морфинг» поверхности, вывод динамических изображений и чувствительность к прикосновениям, — утверждает Харрисон. В других проектах, дескать, достигались какие-либо две цели из этих трёх.
Но из-за чего бы просто не сделать панель из множества настоящих кнопок, любая из которых была бы ещё и мелким дисплейчиком? Такое ответ быть может, вот лишь оказавшийся аппарат в целом не будет дисплеем.
Вариант с подложкой без клея даёт интересный эффект. В режиме разряжения на поверхности появляются вогнутые кнопки, а в режиме накачивания воздуха мембрана отделяется от экрана и формирует полусферу, на которую возможно выводить, к примеру, изображение глобуса (иллюстрация и фото Chris Harrison, Scott Hudson).
А прототипы из университета Карнеги-Меллона — это как раз экраны. Причём талантливые с высокой точностью определять точку контакта пальца с экраном (это необязательно будет середина предопределённой маской кнопки) и выдавать соответствующую команду.
Пара пневмокамер в дисплея разрешают руководить втягиванием и выпуклостью групп кнопок по отдельности (фото Chris Harrison, Scott Hudson).
К тому же при включении пневматической части комплекса появляется возможность организовать ещё один канал ввода, кроме ИК-камеры. Само по себе изменение давления воздуха в ответ на прогиб кнопки тут считывается особыми сенсорами (определяющими это давление с точностью 3 паскаля и измеряющими его с частотой 9 герц) и является дополнительным знаком.
К примеру, выпуклая кнопка перемотки треков либо сканирования радиостанций может не только включать эти функции, но и поменять скорость сканирования в зависимости от степени нажатия.
Для тестирования совокупности авторы новинки выстроили по новой разработке макет передней панели авто, снабдили его рулём и вынудили группу студентов «ездить», в один момент руководя разными «устройствами в машине». Оказалось, что пневматические кнопки-дисплеи интуитивно понятны, эргономичны в применении и наблюдать на них на ходу приходится не чаще, чем на кнопки хорошие.
Примитивный макет приборной панели авто в режиме плоского дисплея и в режиме вогнутых кнопок (фото Chris Harrison, Scott Hudson).
Более того, в тесте были сравнены выпуклые пневматические кнопки, пневматические кнопки в вогнутом состоянии, тот же дисплей в режиме «кнопки и» плоская поверхность настоящие, «физические».
Оказалось, что по удобству применения, например, по минимальному количеству кнопок, каковые необходимо на ощупь перебрать, дабы отыскать желаемую, выпуклые («хорошие») клавиши нового пневмодисплея превосходят собственных «негативных» собратьев и плоский дисплей (что возможно было предположить). Вместе с тем (что явилось неожиданностью) выпуклые эластичные кнопки сенсорного дисплея были для испытуемых предпочтительнее настоящих кнопок!
А ведь все возможности совокупности ещё предстоит испытать полностью. Скажем, авторы новации выстроили вариант экрана, в котором прогибались не фигуры, а фон около них. Кроме этого удалось создать выступающие эластичные кнопки, талантливые заметно поменять собственную высоту, для чего было нужно ввести второй слой пневмокамер с дополнительной мембраной.
В общем, отталкиваясь от отысканного принципа, возможно придумывать самые различные варианты совокупности.
Вариант дисплея с втягиванием фона и с вмонтированными под латекс прозрачными твёрдыми кнопками, за подвижность которых отвечает дополнительная мембрана в устройства (фото Chris Harrison, Scott Hudson).
До тех пор пока морфинг-экран не хватает компактен, дабы занять место классических контактных дисплеев в переносной электронике (телефонах, к примеру). Но Харрисон и Хадсон трудятся и над этим. К примеру, одна из неприятностей – пневмонасос.
Он занимает место, да и энергии потребляет много. Харрисон говорит, что данный узел возможно заменить, допустим, на маленький баллончик, заряжаемый сжатым воздухом от маленького стационарного насоса в один момент с зарядкой самого телефона от сети.
Но, в главных сферах применения, на каковые нацелен новый экран, компактность – не основное. А это не только панели устройств в авто, но, например, торговые автоматы и банкоматы, иные стационарные устройства.
Возможно, само собой разумеется, поворчать, что эластичные кнопки легко рвутся и потому неустойчивы к атакам вандалов. Долговечность совокупности с подвижными элементами приводит к. Да и об универсальности для того чтобы экрана сказать не приходится – рельеф кнопок определяет твёрдая матрица под латексом.
И однако разработка Харрисона и Хадсона красива и перспективна. Хотя бы как вариант специального дисплея. Да, и мы так как ничего не сообщили про игры.
