1. oldal

Mai fejjel nehéz belegondolni, hogy pár évtizeddel ezelőtt az érintőkijelzők technológiája csak a tudományos-fantasztikus könyvek lapjain és a filmekben létezett. Napjainkban szinte mindenütt ilyen képernyők vesznek minket körül a zsebünkbe megbújó okostelefontól kezdve, autónk GPS-én keresztül, a legkülönbözőbb információs és tájékoztató táblákig.

Ilyen fokú jelenlét eléréséhez persze érintőkijelzők több generációjának kifejlesztésére, és óriási technológiai fejlődésre volt szükség. Bár a technikai háttér kiötlése egészen a negyvenes évekig követhető vissza, az ötletek gyakorlatba való átültetésének megkísérlésére legkorábban 1965-ben kerülhetett sor. Ezt követően további húsz évig tartott, mire a technológia alkalmassá vált a hétköznapi felhasználók számára. Érdekes módon a tévésorozatokban, például a Star Trekben is csak 1987-ben, Az új nemzedék premierjével jelent meg a fejlesztés. De lássuk a kezdeteket!

A hatvanas évek: a kapacitív technológia hajnala

A technikatörténészek többsége egyetért abban, hogy az első ujjal vezérelhető érintőkijelzőt E. A. Johnson, a brit Royal Radar Establishment munkatársa készítette el. Johnson találmányának pontos működéséről egy tanulmányt is megjelentetett az Electronics Letters oldalain. Ebben gyakorlatilag a mai okostelefonok többségében alkalmazott kapacitív technológiát részletezi. Két évvel később, 1967-ben egy újabb publikációban részletezte fejlesztése működési hátterét.

A kapacitív technológia lényege, hogy a képernyő áttetsző lapja alá egy szintén átlátszó vezető réteget, legtöbbször indium-trioxidot vagy óndioxidot helyeznek el, amely elektromos mezőt alakít ki a kijelző felett. Ujjunkkal megérintve a képernyőt, zavart okozunk ebben a mezőben, mivel bőrünk szintén jó vezető. A zavart egy vezérlőchip érzékeli, és ez alapján meghatározza az érintés helyét. Johnson eredeti fejlesztése egyszerre csak egy érintés feldolgozására volt képes, tehát a mai multitouch-rendszerektől még nagyon távol állt. Az első ilyen rendszer ráadásul bináris volt, tehát csak annyit tudott észlelni, hogy történt-e kontaktus vagy nem. A nyomásérzékenység szintén jóval később valósult csak meg.

Ugyanakkor már ebben a kezdetleges formájában is volt érdeklődés a technológia iránt: Johnson fejlesztését rövidesen alkalmazni kezdték a brit légiirányításban, és az ekkoriban üzembe állított rendszert egészen kilencvenes évek végéig használták.

Azok a hetvenes évek: a rezisztív kijelzők

Bár az érintőkijelzők története egy kapacitív rendszerrel kezdődött, a következő években a rezisztív technológia vált meghatározóvá. G. Samuel Hurst amerikai feltaláló nevéhez fűződik az első ilyen rendszer megalkotása, ami gyakorlatilag a véletlennek köszönhető. Atomfizikával foglalkozó kutatócsoportja mindig éjszakára kapott időpontot a projektjükhöz létfontosságú Van de Graaff-gyorsító használatára, és a hosszadalmas elemzések nagyon lelassították a munkát. Hurst kiötlöttöt egy módot a dolgok felpörgetésére: egy elektromosan vezető papírt alkalmazott az x- és y-koordináták gyors leolvasására. Ez vezetett aztán az első érintőszenzor létrehozásához.

Akkoriban úgy tűnt, hogy más célokra nem nagyon lesz alkalmas a találmány, Hurst azonban ezt máshogy látta, és 1970-től néhány különböző tudományterületekkel foglalkozó barátjával hobbiból kísérletezgetni kezdett a technológiával, remélve, hogy más felhasználási módokra is ráakadnak. A munkaidő után Hurst házának alagsorában üzemelő „vállakozásnak” az Elographics nevet adták. A csoport rövidesen rájött, hogy egy számítógép képernyőjével összeházasítva nagyon hasznos eszköz lehetne a technológia. Ehhez mindössze arra van szükség, hogy a képernyőt két, egymástól légréssel elválasztott vezető réteg fedje, amelyek csak egy ujj vagy valamilyen más eszköz fizikai nyomásának hatására érnek egymáshoz. Rövidesen el is készült az első ilyen kijelző.

A rezisztív érintőkijelzők gyártása olcsó, így ma elsődlegesen nagy igénybevételnek kitett, alacsonyabb árú készülékeken alkalmazzák ezt a technológiát. Hátránya, hogy a több helyen való érintést nehezen kezelik a legújabb változatok is, és átlátszósága sem tökéletes. A mobilpiacról napjainkra szinte teljesen eltűnt ez a megoldás.

Az Elographics-t időközben felvásárolta egy kaliforniai befektetőcsoport, és innentől EloTouch Systems néven működtek tovább. 1971-re több érintést feldolgozni készülék is piacra került, bár ezek egyike sem volt nyomásérzékeny. Az egyik legismertebb ilyen rendszer az Illinois-i Egyetem PLATO IV terminálja volt, amely azonban kapacitív vagy rezisztív technológia helyett egy infravörös rendszerrel dolgozott, vagyis képernyő elé infravörös érzékelők hálózatából álló sugárrácsot telepítettek, ami jelkibocsátókból és velük szemben található érzékelőkből állt. Ha valamilyen tárgy megszakította a sugarak útját, akkor a vízszintes és függőleges érzékelők meghatározták az érintés koordinátáit. A PLATO IV volt az első olyan érintőképernyős számítógép, amelyet kifejezetten oktatási célokra fejlesztettek ki. A projekt keretében az egyetem fejlesztői a következő évtizedek során nagyjából ezer hasonló terminált állítottak üzembe világszerte.

2. oldal

A nyolcvanas évek: az érintőkijelzők évtizede

1982-ben megszületett az első több érintést kezelni képes, multitouch-készülék. A Torontói Egyetemen oktató Nimish Mehta találmánya nem is számítógép, inkább egy érintésre érzékeny tábla volt. A fejlesztőcsoport tagjai rájöttek, hogy ha egy tejüveg lap mögé egy kamerát helyeznek el, azzal detektálni tudják az érintések pontos helyét. A kamera tehát optikailag dolgozta fel a kontaktus helyén észlelt sötét foltokat, majd a digitalizált jeleket továbbküldte elemzésre.

Röviddel ezt követően megszületett az első gesztusok érzékelésére képes rendszer is: Myron Krueger a hetvenes évek vége óta dolgozott kézmozdulatokat felismerni képes optikai rendszerén, és a Video Place (később Video Desk) 1983-ban végre megérett a bemutatásra. A projektorokból és kamerákból felépülő rendszer virtuális árnyékokká alakította a mozgásokat, amelyek aztán különféle más virtuális objektumokkal kerülhettek kapcsolatba a képernyőn.

Bár ez esetben a szó szoros értelmében nem volt szó érintőtechnológiáról, hiszen egyrészt maga a kontaktus is hiányzott, másrészt a rendszer csak némi késleltetéssel továbbította a mozdulatok által közvetített utasításokat, Krueger alapötletével messze megelőzte korát: mind a gesztusirányítás, mind pedig a virtuális rendszerek tekintetében úttörő munkát végzett.

A nyolcvanas évek első felében az érintőképernyők végre elértek a nagyközönséghez is: 1983 szeptemberében a Hewlett-Packard piacra dobta a HP-150-et. Az MS-DOS-szal futó számítógép egy 9 hüvelykes CRT-monitorral rendelkezett, amelyen az ujjak közeledését infravörös érzékelők figyelték. A rendszer kezdeti ára 2795 dollár volt, és nem vált túl népszerűvé, mivel számos gond adódott használhatóságával kapcsolatban. A képernyőre irányított bökés rendszerint más infravörös sugarakat is blokkolt az érinteni kívánt területen kívül, ami jelentősen lelassította a feladatok elvégzését.

Egy évvel később megérkezett az első átlátszó, több érintést egyszerre kezelni képes borítás is, amelyet Bob Boie, a Bell Laboratórium munkatársa fejlesztett ki. A kapacitív érintőszenzorok hálózatát tartalmazó áttetsző réteg CRT-monitorokra került, és a segítségével gyakorlatilag valós időben lehetett grafikai objektumokat manipulálni a képernyőn. Ez a felfedezés tekinthető azon multitouch-technológia közvetlen előfutárának, amely manapság a táblagépeken és az okostelefonokon található.

A kilencvenes évek: érintőképernyőt mindenkinek!

1993-ban az IBM és a BellSouth közös fejlesztésében jelent meg a piacon az első érintőképernyős mobiltelefon, a Simon Personal Communicator. A rendszer csipogóként is működött, e-mailküldő és naptár funciókkal rendelkezett, illetve címjegyzékként, számológépként és jegyzetfelületként is használható volt. Rezisztív kijelzőjén egy érintőceruzával (stílussal) lehetett navigálni. A készüléket utólag visszatekintve az első okostelefonként tartják számon, jóllehet ezt a kifejezést csak 1997-ben kezdték használni.

Szintén ebben az évben került forgalomba az Apple első érintőképernyős PDA-ja is, az Apple MessagePad. A készülék az 1987 óta fejlesztett Newton-platformon futott, az IBM rendszeréhez hasonlóan kézírás-felismerő szoftverrel is rendelkezett (bár ez utóbbi nem működött túl jól). Három évvel később, 1996-ban a Palm Computing is piacra dobta saját zsebszámítógépét, a Pilot 1000-et, amelyet aztán számos további modell követett. A szintén stílussal irányítható készülék lett az első valóban sikeresnek mondható PDA.

Bár a korai PDA-k többsége a rezisztív technológia miatt ujjal nem igazán volt kontrollálható, mivel úgy nem lehetett kellően nagy nyomást kifejteni a kiválasztott kis területre, ezen készülékek népszerűsége kulcsfontosságú szerepet játszott abban, hogy meggyőzze a cégeket: van igény az érintőképernyős rendszerekre.

A kilencvenes évek végén aztán újabb előrelépés történt: Wayne Westerman a Delaware-i Egyetemnek benyújtott doktori disszertációjában leírta azon mechanizmusokat, amely aztán a több érintést kezelni képes kapacitív képernyők kifejlesztéséhez vezetett. Westerman és szakmai mentora, John Elias idővel FingerWorks néven céget alapított, és különféle multitouch-rendszerű készülékeket kezdett gyártani, köztük a gesztusirányítású termékeket is. A vállakozást 2005-ben felvásárolta az Apple, szert téve ezzel mindazon technológiákra, amelyek a Trackpad és az iPhone érintőképernyőjének legfontosabb bázisát jelentették.

Folytatása következik!