Domů » Články » Evoluce dotykových displejů: od světelných per po současné technologie

Evoluce dotykových displejů: od světelných per po současné technologie

Interakce mezi člověkem a počítačem byla jedním z hlavních problémů, který museli konstruktéři prvních počítačů vyřešit. Bylo třeba nalézt řešení dostatečně intuitivní, umožňující dlouhou a relativně pohodlnou práci, a především pak přístup k co nejvíce funkcím bez přílišného množství unikátních ovládacích prvků.

Zatímco u počítačů se ustálilo duo klávesnice a myši, světu mobilních zařízení začala dominovat dotyková obrazovka. Cesta k dotykovým displejům, jak je známe dnes, začala již před mnoha desítkami let. Celá technologie se mnohokrát změnila, stejně jako se měnily požadavky na parametry takovéhoto ovládání. Základní princip však zůstal – uživatel může interagovat pouhým dotykem s dynamicky se měnícími grafickými prvky.

V tomto článku se podíváme na několik milníků, které vedly ke vzniku dnešních dotykových smartphonů. V závěru se také trochu zamyslíme nad tím, jaká budoucnost na tuto technologii čeká.

Začalo to světelným perem

Za první krok k dotykovým obrazovkám lze asi považovat světelné pero. Tento přístroj se poprvé ve formě prototypů objevil již na přelomu padesátých a šedesátých let. Reálně se však světelné pero začalo používat až v osmdesátých letech. Bylo ho možné pořídit jako doplněk k osmibitovým počítačům a využívalo fungování CRT obrazovek.

Výzkumníci na Brown University již v roce 1969 ovládali tak trochu počítač dotykem. Projekt byl sponzorován IBM a probíhal ve spolupráci s NASA. (Zdroj: Greg Lloyd)

Celý fyzikální princip je poměrně podrobně popsán na Wikipedii. Pro naše účely si řekněme, že pero detekovalo svazek elektronů při přechodu po stínítku obrazovky, vyslalo signál do vyhodnocovací jednotky, a ta určila přesnou polohu pera na obrazovce.

Nevýhodou této technologie je nutnost držet zvednutou ruku u obrazovky, což vylučuje dlouhodobé používání. Jak již bylo řečeno, technologie navíc funguje pouze s CRT monitory a nástup LCD obrazovek tedy znamenal definitivní konečnou.

Zajímavost pro hráče

Technologie světelného pera sice nenašla příliš široké uplatnění k ovládání počítače, byla však relativně populární k ovládání her. „Světelná pistole“, nebo chcete-li light gun, byla totiž s úspěchem používána k ovládání klasických arkádových her. Později našla uplatnění i v domácnostech. Popularitu přineslo zejména Nintendo se svým Entertainment Systemem (NES). K této osmibitové konzoli z osmdesátých let bylo možné pořídit pistoli NES Zapper, s kterou jste si mohli zahrát například populární Duck Hunter.

NES Zapper byl populární zejména v Japonsku a USA. Představen byl již v roce 1984. (Zdroj: Fabsss)

Světelná pistole nemusela na rozdíl od pera být přiložena přímo na obrazovku, fungovala i z větší vzdálenosti. K ovládání her totiž nebylo třeba takové přesnosti určení polohy.

Infračervené paprsky se moc neosvědčily

Další z dnešního pohledu (v oblasti smartphonů) slepou uličkou bylo infračervené snímání. Technologie byla vyvinuta taktéž v osmdesátých letech a její princip byl velmi jednoduchý. Po okrajích obrazovky soustava infračervených paprsků vytvářela jakousi mřížku. Když stylus či prst některé paprsky přerušil, bylo možné určit jeho přibližnou polohu.

Neonode N1 moc místa nezabíral. (Zdroj: Conrad H. Blickenstorfer – pencomputing.com)

První dotykový telefon s touto technologií byl zřejmě Neonode N1. Tento přístroj s 2,2″ obrazovkou spatřil světlo světa v roce 2003 a moc populární asi nebyl. Společnost totiž záhy opustila segment mobilních telefonů. Zajímavé však je, že dodnes vyrábí dotykové technologie pro počítače.

Infračervené snímání bylo použito také v zajímavém přístroji Sony Xperia Projector, který na promítaném obrazu infračervenými paprsky snímal dotyky. Nesmíme zapomenout ani na Microsoft Surface (nikoliv tablet, ale stůl), který ke snímání dotyků taktéž využíval infračervené paprsky.

Rozporuplná rezistivní technologie

Rezistivní dotykové displeje ještě asi většina z nás chová v dobré paměti, koneckonců setkat se s nimi můžeme v některých oblastech i nyní. Jejich nástup započal spolu s popularitou PDA, běžné však byly i v prvních generacích chytrých telefonů.

Princip snímání dotyků je opět vcelku jednoduchý. Dotyková plocha se skládá ze dvou vodivých vrstev, mezi nimiž je malá mezera. Fyzické „promáčknutí“ vrchní vrstvy způsobí kontakt s vrstvou spodní a výsledná změna elektrického proudu je následně řadičem registrována jako dotyk. Z tohoto principu je zjevné, že takovéto displeje lze ovládat v podstatě čímkoliv. Stylusem, holým prstem, prstem v rukavici, nebo třeba propiskou. To je také jedna z největších předností této technologie. Rezistivní displeje jsou tak vhodné například v průmyslovém prostředí, kde si lépe poradí s nečistotami či zakrytými prsty.

V telefonech však byl trochu problém s tím, že nutnost fyzicky promáčknout displej vylučovala registrování jemných dotyků či gest, což trochu snižovalo komfort ovládání. Životnost těchto displejů také není taková, jako u kapacitní technologie. Rezistivní obrazovky jsou však zase levnější na výrobu, jde zkrátka o poněkud rozporuplnou technologii.

Zvláštnost jménem Sony Ericsson P800

Rezistivní displeje existovaly dříve, než byly běžné telefony bez klávesnice. To vedlo k zajímavému pokusu dnes již zaniklé značky Sony Ericsson, která představila model P800. Telefon disponoval na tu dobu poměrně velkou obrazovkou s úhlopříčkou 2,9″, která byla dotyková. V roce 2002 si však ještě Sony Ericsson nedovolil se zcela zbavit klávesnice, a tak realizoval unikátní nápad.

Klávesnice byla vyklápěcí a jednalo se v podstatě o kus plastu, v němž byla zapuštěna jednotlivá tlačítka. Ta na zadní straně měla jakési miniaturní stylusy a jejich stisk ve skutečnosti prováděl dotyky na zakrytém displeji.

Za kapacitní displeje (ne)vděčíme Applu

V dnešní době má snad úplně každý smartphone kapacitní displej. Ten funguje tak, že na povrchu obrazovky vytváří elektrostatické pole, které vodivý lidský prst narušuje a změna kapacitního odporu je následně interpretována jako dotyk. Z toho vyplývá to, že displej je aktivní a nelze ho ovládat obyčejným stylusem, či třeba prstem v rukavicích. Na druhou stranu však dokáže registrovat mnohem jemnější dotyky a nevyžaduje fyzický tlak.

Dotyková vrstva původně byla oddělenou částí, dnes již však většinou bývá přímo integrována do panelu. Výsledkem je tak obraz blíže k uživateli (bez mezery mezi sklem a obrazem), což je další plus oproti rezistivním obrazovkám, kde je mezera nutná.

Kapacitní displej je v současnosti naprostý standard. Ne vždy tomu tak ale bylo. Když však Apple představil svůj originální iPhone s touto technologií, s trochou nadsázky lze říct, že celý svět uhranulo, jak pohodlné, jednoduché, a přitom přesné může být ovládání dotykového přístroje pouhým prstem.

Je iPhone předražený? Ukážeme vám, jak se cena měnila od roku 2007

Apple tuto technologii nevymyslel a ani nebyl prvním, kdo ji použil. Jednoznačně mu však vděčíme za to, že ji zpopularizoval. Apple na druhou stranu zase asi do značné míry vděčí této technologii za úspěch svého smartphonu.

Experiment s nálepkou Sony opět nezafungoval

Sony se rozhodlo v roce 2012 vyzkoušet opět trochu experimentální funkci. Představilo tak model Xperia Sola. Tento smartphone umožňoval do jisté míry interagovat s prostředím pomocí plovoucího kurzoru, který jste mohli ovládat prstem pohybujícím se nad displejem. V praxi však bylo využití této technologie velmi omezené.

Vzniklo sice několik málo dalších přístrojů s podobnou schopností, avšak technologie se stejně jako vyklápěcí klávesnice nikdy neujala. Jistý comeback zažívá v poslední době u některých stylusů, které také umožňují bezdotykové ovládání.

Hledání třešničky na dort

Kapacitní displeje jsou fajn, řekl si nejeden výrobce, ale chtělo by to nějaký bonus navíc. Apple tak představil 3D Touch, technologii schopnou rozpoznávat tlak prstu na displeji. Poprvé se ukázala v originálních Apple Watch, prvním smartphonem pak byl iPhone 6S. Tato funkce je bezpochyby zajímavým rozšířením možností interakce, avšak není zas o tolik odlišná oproti pouhému delšímu podržení prstu na displeji.

O něco obdobného se pokusil také Samsung u původního Galaxy Note, který se jako první z portfolia jihokorejského výrobce naučil pracovat s přítlakem. Dnes je již rozpoznávání přítlaku relativně běžné, ovšem děje se tak s asistencí stylusu.

Chybí vám mechanická odezva? Asi máte smůlu

Zejména v počátcích rozšiřování kapacitních displejů si někteří uživatelé stěžovali na to, že jim při ovládání dotyky chybí jakási fyzická odezva z mechanického mačkání. Zpětná vazba je řešena povětšinou vibracemi, nicméně ty pochopitelně nedokáží zcela nahradit pocit opravdového stisku.

BlackBerry se pokusilo přijít se svébytným řešením SurePress. Smartphone BlackBerry Storm vybaven touto technologií umožňoval fyzicky stisknout displej do hloubky. Místo ovací se však dostavil posměch, neboť výsledek byl přinejlepším rozpačitý. Firma tak v tichosti tuto technologii záhy opustila.

Ještě zvláštnější byl nápad společnosti Tactus, která představila podivuhodnou novinku nazvanou Tactile Layer Technology. Celé „kouzlo“ spočívalo v tom, že se při psaní obrazovka v některých částech nafoukla, čímž v podstatě vznikla hardwarová klávesnice. Tato technologie však nikdy neopustila fázi prototypu, což je pravděpodobně dobře.

Objevily se také určité experimenty s ultrazvukovou simulací fyzické odezvy, avšak ani zde jsme se nedočkali plošného nasazení. Pokud tedy patříte mezi fanoušky mechanické zpětné vazby, asi vás musíme zklamat, pravděpodobně se nedočkáte.

„Pohřbí“ Elon Musk dotykové displeje?

Kapacitní dotykové displeje zdánlivě plně vyhovují požadavkům dnešní doby a asi málokdo pociťuje nějakou potřebu hledat nový způsob ovládání mobilních přístrojů.

Elon Musk je však trochu jiného názoru. V relativně nedávném rozhovoru s Joe Roganem totiž mluvil o tom, že dotykové displeje jsou jednou z největších brzd propojení lidské mysli s umělou inteligencí a rozšířenou realitou. Jeho argumenty jsou poměrně pochopitelné, zatímco zobrazení informace na displeji a její zaznamenání zrakem je v podstatě okamžité, opačně to poněkud drhne. Vyťukávat dotaz na softwarové klávesnici či ho diktovat hlasovému asistentovi zkrátka značně omezuje datový tok směrem od uživatele k přístroji.

Zdroj: Joe Rogan Experience #1169

To by Elon rád změnil. A prý nejde jen o nějaké teoretické úvahy – v rozhovoru slíbil v horizontu měsíců první představení technologie Neuralink. Ta by měla přinést revoluční způsob přenosu informací. Již teď je prý zatím neveřejná technologie lepší, než co většina lidí vůbec považuje za v současnosti možné.

Od rozhovoru uplynulo téměř pět měsíců a zatím jsme stále nic konkrétního neviděli. Musk je sice nenapravitelný snílek, ale na druhou stranu značnou část svých nápadů v nějaké formě realizuje. Možná tak kdesi vzniká projekt, který předznamená konec dotykových displejů. Myslíme si však, že minimálně dalších deset let se výrobci displejů do smartphonů o své živobytí bát nemusí.

Tomáš Krompolc

Fanoušek Androidu, Googlu a moderních technologií. Rád si poslechne tvrdší hudbu a mezi jeho nejoblíbenější seriály patří ty z produkce Netflixu. V současné době je spokojeným majitelem telefonu OnePlus 6.

Napsat komentář

Tip: Nechcete pokaždé vyplňovat požadované údaje? Vytvořte si na SMARTmanii uživatelský účet ;-)

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.
Vyžadované informace jsou označeny *