История прикосновений: как появились тач‑экраны и стали неотъемлемой частью нашей жизни

Революция тач-технологий

Вот уже больше 15 лет мы не нуждаемся в клавиатуре, мыши или джойстике, чтобы управлять тем, что видим на экране. Однако история тач-технологий началась еще в середине XX века. Первое устройство с сенсорным экраном было создано в 1965 году британским инженером Эриком Джонсоном для системы радарного контроля. В этой системе прикосновение к экрану меняло электрический заряд, который и фиксировался компьютером. То есть, сенсорный экран работал бинарно — компьютер фиксировал два состояния: прикосновение и отсутствия прикосновения. Разумеется, эта технология не давала широких возможностей, но тем не менее долгое время — до 1990-х — использовалась для военных или научных задач.

На протяжении следующих десятилетий появлялись различные виды тач-технологий: резистивная, оптическая, акустическая, инфракрасная и другие. Они отличались по принципу работы, точности, скорости и стоимости, но все так или иначе использовались для игровых консолей, банкоматов, кассовых аппаратов, электронных голосований и других целей.

Другие попытки создания первых сенсорных экранов

В 1966 году британский инженер Ральф Бенджамин разработал концепцию сенсорного экрана для системы управления оружием Королевского флота Великобритании. Его экран мог регистрировать одно касание за раз и использовался для выбора целей и команд. Однако это изобретение так и не получило широкого распространения. Кстати, этот же ученый придумал трекбол, который лег в основу создания компьютерной мыши.

Еще одним ученым, который занимался разработкой тач-экранов, был британец Фрэнк Бек, в 1970-х годах работавший в ЦЕРН (Европейском Центре ядерных исследований). Он был одним из создателей первого практического сенсорного экрана, который использовался для управления суперпротонным синхротроном (это кольцевой ускоритель частиц ЦЕРН, также известный как протонно-антипротонный коллайдер). Его тач-экран состоял из прозрачных емкостных пластин над катодно-лучевой трубкой и позволял операторам выбирать или изменять параметры ускорителя с помощью пальца или специального пера.

Первые попытки создания сенсорных экранов демонстрировали разные подходы и решения для достижения одной цели — сделать взаимодействие с компьютерами более простым и удобным. Однако все эти изобретения имели свои недостатки и ограничения. Они были дорогими, медленными, неточными и могли регистрировать только одно касание за раз. Поэтому они не нашли широкого применения в повседневной жизни и оставались в основном экспериментальными устройствами.

Появление первых коммерческих устройств с тач-экранами

Если первые попытки создания сенсорных экранов были в основном экспериментальными и научными, то в 1970-х и 1980-х годах появились первые коммерческие устройства с тач-экранами, которые были доступны для широкого круга потребителей.

В 1975 году американская компания Control Data Corporation выпустила компьютер PLATO IV, который использовался для образовательных целей. Это был первый компьютер с инфракрасным тач-экраном, который мог регистрировать однократное касание на сетке 16 на 16 точек. Он позволял студентам и преподавателям общаться друг с другом задолго до появления интернета, решать задачи и проводить тесты с использованием сенсорного экрана.

В 1983 году компания Hewlett-Packard выпустила персональный компьютер HP-150, который имел инфракрасный тач-экран. Это был один из первых домашних компьютеров с сенсорным монитором, который работал под управлением операционной системы MS-DOS. HP-150 позволял пользователям выбирать команды и программы с помощью пальца или специального стилуса.

Мультитач-технология: новый уровень взаимодействия

Если первые тач-экраны могли регистрировать только одно касание за раз, то с появлением мультитач-технологии все кардинально изменилось. Эта технология позволяла тач-экрану распознавать и обрабатывать несколько касаний одновременно, что открыло новые возможности для взаимодействия с устройствами и создания более интуитивного и удобного интерфейса.

История мультитач-технологии началась еще в 1970-х годах, когда разные научные и учебные организации экспериментировали со способами распознавания сразу нескольких касаний на тач-экране.

В 1980-х и 1990-х годах мультитач-технология продолжала развиваться в разных лабораториях и компаниях. Одной из самых известных была Bell Labs, которая в 1984 году представила свой Multi-Touch Screen, который использовал емкостный принцип работы и мог распознавать до 16 касаний за раз. Другой была компания FingerWorks, которая в 1998 году выпустила TouchStream Keyboard. Это устройство было одновременно клавиатурой и мышью с мультитач-функционалом.

Но настоящий прорыв в области мультитач-технологии произошел в 2007 году, когда компания Apple представила свой первый iPhone. Это был первый коммерческий смартфон с емкостным мультитач-экраном, который позволял пользователям управлять своим устройством с помощью разных жестов: щипок, свайп, тап и других. iPhone стал по-настоящему революционным устройством, изменив способ взаимодействия с компьютером и сделав тач-технологию еще более популярной и доступной.

С тех пор мультитач-технология стала неотъемлемой частью нашего мира. Сейчас она используется в смартфонах, планшетах, ноутбуках, игровых консолях, смарт-часах и других устройствах. Кроме того, она востребована в разных сферах, таких как образование, развлечения, искусство, медицина и других.

Современные тач-экраны и их использование в разных сферах

Современные тач-экраны работают по разным принципам, но самые распространенные из них — это емкостные. Такие экраны состоят из стеклянного слоя, покрытого проводящим материалом, который создает емкостный заряд на поверхности экрана. Когда палец или другой проводник прикасается к экрану, он изменяет емкость в точке касания, что позволяет определить ее положение. Емкостные тач-экраны более чувствительные, точные и долговечные, чем их бывшие соперники — резистивные экраны, но они не работают с перчатками или стилусами.

Резистивные тач-экраны состоят из двух слоев проводящего материала, разделенных изолятором. Когда палец или стилус прикасается к экрану, он сжимает два слоя вместе, что создает электрический контакт в точке касания и позволяет определить ее положение. Резистивные тач-экраны более дешевые, устойчивые к загрязнениям и работают с любыми объектами, но они менее чувствительные, точные и долговечные, чем емкостные. Поэтому на данный момент это довольно устаревшая технология — большинство производителей перешли на емкостные экраны.

Современные сенсорные экраны используются в разных сферах жизни. В сфере наших повседневных коммуникаций тач-экраны — неотъемлемая часть смартфонов, планшетов, ноутбуков, навигаторов и других устройств, которые позволяют пользователям общаться, работать, играть и получать информацию.

В сфере образования тач-экраны используются в интерактивных досках, планшетах, электронных книгах и других устройствах, которые позволяют ученикам и преподавателям обучаться, творить и сотрудничать друг с другом.

В сфере развлечений тач-экраны используются в игровых консолях, автоматах, киосках и других устройствах, которые позволяют пользователям наслаждаться играми, фильмами, музыкой и другим контентом. Все чаще интерактивные тач-панели появляются в музеях, парках, арт-инсталляциях.

Также сенсорные экраны активно используются в медицинском оборудовании, диагностике, реабилитации и других областях, которые позволяют врачам и пациентам лечиться, контролировать и улучшать свое здоровье.

Перспективы развития тач-экранов

Одним из направлений развития технологии тач-экранов является создание более гибких и изогнутых экранов, которые могут принимать разные формы и подстраиваться под различные поверхности. Например, эти экраны могут быть использованы для создания смарт-одежды, смарт-аксессуаров, смарт-обоев и других устройств, которые будут встраиваться в нашу повседневную жизнь. Такие экраны могут быть основаны на таких разных материалах, как органические светодиоды (OLED), нанотрубки или графен.

Еще одним направлением развития технологии является создание более чувствительных и точных экранов, которые могут распознавать не только касания, но и другие параметры: давление, температура, влажность или биометрические данные. Такие экраны будут адаптироваться к состоянию и потребностям пользователя и могут использованы, например, для контроля здоровья человека, для безопасности, тренировок или игр.

Кроме того, технология тач-экранов может развиваться в направлении создания более экологичных и энергоэффективных экранов, которые могут использовать возобновляемые источники энергии — солнечный свет, тепло или движение. Подобные экраны могут быть использованы для создания смарт-города, умного транспорта и других приложений, которые будут способствовать устойчивому развитию и защите окружающей среды.