Мультитач экран, что это?

1 год назад

• Что такое мультитач
• Для чего нужна такая функция
• В чем отличие мультитач
• Какие жесты используются
• Где используется мультитач
• Проверка наличия мультитач на телефоне

Мультитач. Этот термин встречается в характеристиках мобильных гаджетов. Будь то телефон, смартфон или планшет. Как правило, не сразу найдешь объяснения этому термину. Вот почему есть еще немало таких пользователей, которые и не понимают, что такое мультитач в телефоне.

Они не знают, каково его предназначение. Именно по этой причине не каждый пользователь сегодня способен рационально оценить функции и понять, в чем преимущества такого девайса. Если для вас это тоже проблема, то рекомендуем почитать материал, который мы специально приготовили.

Мультитач – это сенсорный экран, который может отреагировать сразу на несколько прикосновений. Клавиатуры в таком устройстве нет. А главным инструментом в данном случае являются легкие касания пальцами рук.

Настоящий бум мультитач-устройств произошел после того, как было анонсировано первое поколение iPhone. А потом умные телефоны стали очень популярны.

ВАЖНО! В настоящее время за редким исключением все потребительские устройства, у которых есть сенсорный экран, осуществляют поддержку мультитач. Такой возможностью теперь располагают мобильные телефоны, смартфоны, планшетные компьютеры, ноутбуки прочие умные девайсы, оснащенные сенсорным экраном.

Далее мы поговорим более подробно о том, как выглядит мультитач экран? Объясним, что это за новшество технологии?

Что такое мультитач

Мультитач, или мульти-тач (от английского Multi-touch). Если перевести термин с английского, то он будет обозначать «многократное прикосновение». Именно так называется один из вариантов реализации сенсорного экрана (тачскрина). И все потому, что можно использовать одновременно более одного касания.

Для сравнения скажем о том, что классический сенсорный экран способен распознать лишь одно прикосновение пользователя и в один момент времени. А мультитач экран способен определять расположение сразу от 2 до 10 касаний. В одно и то же время. Значит, у пользователя есть возможность управлять своим девайсом, применяя все десять пальцев.

Не нужно думать, что предлагаемые пользователю возможности явно излишни и не нужны. В действительности же возможность распознавать более одного касания одновременно – это немалый потенциал для того, чтобы управлять телефоном.

Лишь один убедительный пример. Речь пойдет о жестах с применением нескольких пальцев. Используя их, можно быстро выполнять действия, которые бы на обычном сенсорном экране потребовали бы пару и даже тройку отдельных касаний.

К разработке сенсорных экранов приступили в 60-х годах минувшего века. А активная разработка экранов с мультитач началась уже в 80-х годах. Однако период внедрения этой технологии приходится лишь тогда, когда наступил век нынешний.

ВАЖНО! Именно когда начался 21-ый век, на всей планете заговорили о технологиях, когда предоставляется возможность управлять картинкой монитора только одним касанием пальца. Надо признать, что это был знаменательный этап в мире электроники.

Еще в 60-е годы минувшего столетия ученые немало потрудились над тем, чтобы получить высокотехнологичный сенсорный экран. И все эти новшества даже нашли применение в ЦЕРН (центр ядерных исследований в Европе). Обществу же впервые были представлены такие экраны в Нью-Йорке. Их разработкой занимался Джеф Хан.

Для чего нужна такая функция

Каково значение мультитач экрана в современном мире? Если в этой функции какой-либо смысл? И нужно ли за нее переплачивать при покупке девайса?

Поверьте, что мультитач нисколько не лишний. Дело в том, что прикосновения к экрану не только упрощают поставленную задачу, но и дают немалую экономию времени, что для пользователя бывает очень важно. Иногда даже не замечаешь, как машинально пытаешься сделать картинку больше парой пальцев.

Мультитач предоставляет дополнительные возможности для того, чтобы взаимодействовать с интерфейсом телефона. Первым делом это обеспечивают жесты, когда используется несколько пальцев сразу.

Можно представить, что обычный пользователь сможет обойтись без этих новшеств в аппарате. Зато невозможно представить, что эти новшества не нужны заядлому игроману. Ведь в противном случае его ожидает масса проблем.

ВАЖНО! В настоящее время большинство известных производителей адаптирует управление игровым процессом именно под мультитач экран. Они решили отказаться от кнопочных команд. И пошли по пути применения современных технологий для того, чтобы упростить процесс игры.

Применение мультитач в гаджетах:

— Можно управлять играми и развлекательными приложениями.
— Всего одно касание для масштабирования изображения.
— Можно легко управлять приложениями и экономить время.

В чем отличие мультитач

Чем отличается мультитач от традиционного сенсорного экрана? Не нужно путать эту пару экранов. Сенсор обыкновенный реагирует лишь на одно прикосновение. Для него очень важна последовательность процесса. В основе управления мультитач экраном несколько касаний одновременно.

Постоянно инженеры, которые работают в ведущих компаниях, ведут разработку новых комбинаций, способных сделать легче управление электронными девайсами. Тем, у кого есть смартфон, давно известны преимущества в функции масштабирования. Большинство производителей отмечают то, что их гаджеты могут распознавать от 10 до 20 касаний синхронно.

За редким исключением все современные мобильные устройства осуществляют поддержку данной функции. Большинство ноутбуков и электронных книг теперь тоже имеют на вооружении данную функцию.

Такой экран можно разработать, используя один из нескольких технологических путей. Однако опыт показал, что самый практичный и популярный метод — резистивный. Его разработал Сэмюэль Херст. Главное достоинство в этой производственной схеме — невысокая стоимость.

Подчеркнем, что этот способ имел большую популярность до 2008 года. А потом уже разрабатывались более универсальные варианты того, как создать экран мультитач: тензометрические, оптические и индуктивные тачскрины.

ВАЖНО! Сейчас большинство создателей продолжают работу над проекционно-емкостным сенсорным экраном. Именно его и применяет в своих гаджетах известная на весь мир компания Apple.

Из чего состоит этот экран? Панель из стекла накрывает резистивный слой, называемый емкостным монитором. В углах дисплея находятся четыре электрода. Они пропускают переменное напряжение. Стоит только прикоснуться к монитору, как сразу возникает утечка тока. Понятно, что на большом дисплее помещается больше точек касания, и их устройство лучше распознает.

Какие жесты используются

В качестве примера далее мы приведем несколько мультитач жестов, применяемых на мобильных телефонах:

— Если свести и развести два пальца, то произойдет увеличение или уменьшение масштаба изображения;

— Если передвигать пару пальцев вокруг центра, то объект в приложении будет вращаться;

— Если переместить два пальца или нажать двумя пальцами, то произойдет взаимодействие с объектом в приложении;

— Если удерживать один палец и переместить второй, то можно выделить объекты в приложении;

— Если свести пять пальцев, то приложение закроется или перейдет к списку приложений, которые запущены.

ВАЖНО! Мультитач – это не только жесты, но и прочие возможности.

Например, возможность разработать сложные мобильные игры. Поскольку можно распознать нескольких нажатий, то можно также создать сложные и динамичные игры. Речь идет о тех играх, которые требуют от пользователя нажимать сразу несколько кнопок.

Несколько пользователей могут работать одновременно. Большие сенсорные экраны, которые поддерживают мультитач, предоставляют возможность организовать работу так, что несколько пользователей смогут работать одновременно.

Где используется мультитач

Кроме мобильных телефонов, смартфонов и планшетов сенсорные экраны с мультитач используются и в таких устройствах:

Сенсорный емкостный мультитач экран может использовать каждый из нас. Даже ребенок. И потому его можно внедрить в компьютерные аппараты и мобильные устройства. Но не только. В бытовой технике он тоже бывает.

Оборудование выглядит более предпочтительным, если им можно управлять через сенсор несколькими касаниями. Большую популярность получили разнообразные панели мультитач в общественных местах. Таковыми являются, в частности, торговые павильоны, учебные заведения, медицинские и детские развлекательные центры. В большинстве случаев их применяют для того, чтобы предоставлять нужную информацию, а также как рекламные панели.

Посетители непринужденно перемещаются по электронной карте, изучают каталоги продукции. У таких систем есть микрофон и колонки.

ВАЖНО! Отметим, что картинка дисплея отличается яркостью и контрастностью. Монитор настолько прочен, что ему не страшны царапины и прочие возможные механические повреждения. Предприниматели покупают такую мультитач панель, так как это делает выше уровень восприятия и поднимает престиж любой компании.

Проверка наличия мультитач на телефоне

Не будем забывать, что мошенники часто выдают обычные сенсорные устройства за высокотехнологичный экран мультитач. Как определить, есть ли мультитач в аппарате?

Еще в магазине нужно будет включить девайс и зайти в меню Googl Maps. В аппарате есть мультитач, если масштабирование в данной программе осуществляется парой касаний пальцев. Если такое не происходит, то, значит, вам предлагают некорректную информацию. Покупайте другую модель.

Львиная доля современных мобильных телефонов имеет хорошо функционирующий мультитач. Даже на самых бюджетных телефонах функция действует безукоризненно. Она распознает десяток касаний.

Если есть желание, то можно проверить, как мультитач действует на вашем девайсе. Используйте для этого приложение для проверки мультитача. Скажем, AnTuTu Benchmark.

Нужно запустить это приложение на своем гаджете и перейти в раздел «Тест функций – Тест мультитач». Потом прикоснитесь всеми пальцами к экрану телефона и отпустите. Экран покажет вам, сколько было зафиксировано касаний.

ВАЖНО! Не имеет функции мультитач резистивный экран в смартфонах и планшетах. Впрочем, можно встретить таких пользователей, которые будут упорно доказывать обратное. Дело в том, что на таких экранах можно реализовать с помощью двух пальцев лишь функцию поворота и масштабирования. И все. Играть в современные игры не получится. А это того, кто играть любит, не обрадует.

В настоящее время мониторы не столь большие, чтобы можно было на них работать обеими руками. Однако скоро в каждом гаджете будут такие технологические мультитач экраны. Все, что ранее можно было увидеть в фантастических фильмах, теперь реальность. Все это внедряется в быт людей.

Великие умы постоянно вводят в гаджеты все новые функции. Они применяют мультитач экран для того, чтобы управлять. При этом ведутся разработки новых комбинаций. Более того, сама технология становится все более совершенной. Сенсорный экран уже давно стал лицом нынешней технологии. И за ним, безусловно, наше будущее.

Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь улучшить эту статью, исправив в ней ошибки. Оригинал на английском языке — Multi-touch.

Multitouch-дисплей позволяет отслеживать несколько точек касания

Мультитач (англ. multi-touch — множественное прикосновение) — функция сенсорных систем ввода, осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания. Мультитач может применяться, например, для изменения масштаба изображения: при увеличении расстояния между точками касания происходит увеличение изображения. Кроме того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям. Они часто используются для осуществления других, более простых функций сенсорных дисплеев, таких как single touch или квази мультитач.

Мультитач позволяет не просто определить взаимное расположение нескольких точек касания в каждый момент времени, он определяет пару координат для каждой точки касания, независимо от их положения относительно друг друга и границ сенсорной панели. Правильное распознавание всех точек касания увеличивает возможности интерфейса сенсорной системы ввода. Круг решаемых задач при использовании функции мультитач зависит от скорости, эффективности и интуитивности её применения.

Реализации

Multi-Touch был реализован несколькими различными способами, в зависимости от размера и типа интерфейса (экрана).

Мультитач Земной шар — Глобус сферической формы

Наиболее популярной формой мультитач-устройств являются мобильные устройства (Samsung Galaxy, большинство современных моделей смартфонов HTC, iPhone, iPad, iPod touch), мультитач-столы (например: Microsoft PixelSense (ранее назывался Microsoft Surface) и мультитач-стены. Имеются также и реализации сферических мультитач-экранов (Microsoft Sphere Project , Мультитач ГЛОБУС).

В попытке сделать дорогие технологии более доступными любители также опубликовали способы построения DIY мультитач-экранов.

История

Использование технологии началось с сенсорных экранов (touchscreen) для управления электронными устройствами предшественника технологии «мультитач» и персонального компьютера. Создатели первых синтезаторов и электронных инструментов, Hugh Le Caine и Bob Moog экспериментировали с использованием тач-сенсоров емкостных датчиков для контролирования звуков, издаваемые их инструментами.

IBM начали строить первые сенсорные экраны в конце 1960-х, а в 1972 году Control Data выпустили PLATO IV компьютер — терминал, используемый для образовательных целей, который позволял касание (single-touch) на 16 x 16 массиве в качестве пользовательского интерфейса.

Прототип х — у матрица емкостной Multi-Touch экран (слева), разработанная в CERN

Первая реализация мультитача на базе сенсорно-емкостного способа была разработана в ЦЕРН в 1977, на базе их емкостно-сенсорных экранов разработал в 1972 году датский инженер-электронщик Bent Stumpe. Эта технология была использована для разработки нового типа Интерфейс человек-машина (HMI) для управления синхрофазотроном (англ. Super Proton Synchrotron ) — ускорителя элементарных частиц (Ускоритель заряженных частиц).

В записке, датированной 11 марта 1972 года, Stumpe представил своё решение — емкостной сенсорный экран с фиксированным числом программируемых кнопок, находящихся на дисплее. Экран должен был состоять из множества конденсаторов вплавленных в плёнку или в стекло медных проволочек, каждый конденсатор должен быть построен так, чтобы поблизости находящийся проводник, такой как палец, приведет к увеличению электрической емкости на значительную величину. Конденсаторы должны были быть проволочками меди на стекле — тонкими (80 μm) и достаточно далеко друг от друга (80 μm), чтобы быть невидимым (CERN Courier апрель 1974 стр. 117). В конечном устройстве экран был просто покрыт лаком, который предотвращал касание пальцами конденсаторов.

В начале 1980-х годов разработка технологии Multi-touch началась по всему миру практически одновременно. Например, 1982 году в Торонтском университете.

Сейчас различные технические воплощения технологии используются и активно продвигаются в продуктах компаний Apple, Nokia, Hewlett-Packard, HTC, Dell, Microsoft, ASUS, Samsung и некоторых других.

Внедрение Multi-touch-технологий уже опробовали постояльцы гостиничной сети Sheraton, ориентированной на деловых людей.

Хотя слово «мультитач» обычно относится к сенсорным экранам, тачпады Apple, начиная с PowerBook, также распознают жесты несколькими пальцами. В PowerBook есть особый смысл — прокрутка — лишь у параллельного движения двумя пальцами, а в MacBook, MacBook Pro и MacBook Air уже распознаются двухпальцевые повороты и разведения-сведения, а также разнонаправленные штрихи тремя и четырьмя пальцами. Также эту технологию поддерживает новая мышь компании Apple — Magic Mouse и отдельный тачпад — Magic Trackpad.

Большинство современных больших мультитач-экранов основаны на проекции. Есть также ИК-рамки (IR), которые отслеживают несколько точек касания одновременно и могут использоваться с любыми типами дисплеев. В мире существует множество производителей, запустивших в серийное производство мультитач IR-экранов различных размеров: 32″, 40″, 42″, 46″, 50″ , при этом используются камеры и инфракрасная подсветка.

Большой популярностью в последнее время стали пользоваться сенсорные плёнки и стекло, производители которых покрывают все возможные размеры экранов от 17″ до 50″ и более.

Мультитач-устройства с маленьким размером экрана быстро становятся обычным явлением, так, например, количество телефонов с мультитач-экраном увеличится с 200.000 проданных в 2006 году до 21 млн. в 2012 году. Более надежные и настраиваемые мультитач-решения, а также увеличение количества и качества понимаемых жестов делают популярным и удобным этот вид пользовательского интерфейса.

В январе 2010 года на выставке СES-2011 была представлена 2-я версия сенсорного «рабочего стола» Microsoft PixelSense (ранее назывался Microsoft Surface)), который работает под управлением ОС Miсrosoft Windows 7 и использует мультитач-интерфейс. Он также подешевел на треть и стал более доступным для массового потребителя.

Технологии

С физической точки зрения имеются следующие технологии, реализующие мультитач:

+ нарушенного полного внутреннего отражения (англ. Frustrated Total Internal Reflection (FTIR)),

• оптические технологии (англ. Optical),

+ построение оптического изображения Optical Imaging + построение изображения ближнего поля Near Field Imaging (NFI)

Для работы с мультитачем наиболее популярны две технологии: проекционно-ёмкостная (PCT) и оптические (IR, SAW). Оптический сенсорный экран удалось сделать в домашних условиях из видеокамеры..
Kinect (компании Microsoft) использует инфракрасный передатчик для получения шаблона точек, отражающих инфракрасные лучи. Искажение этого шаблона и измерение времени, которое потребовалось для отражения всех лучей от объектов в этом пространстве, позволяет создавать точные карты глубины пространства перед камерой. Изменения обновляются 30 раз в секунду и позволяют точно обнаружить и распознать движения.
Все оптические решения зависят от влияния внешних факторов, таких как: освещённость, солнечные лучи и температура. Ёмкостное решение является самым надёжным, но существует проблема размера экрана, так как при этом типе технологии экран является антенной, то есть чем больше экран — тем больше антенна, а значит, и количество помех. Лидером в промышленном производстве ёмкостных мультитач-экранов является фирма N-Trig , которая производит экраны величиной до 17″.

Наиболее распространённые мультитач-жесты

• Сдвинуть пальцы — мельче
• Раздвинуть пальцы — крупнее
• Двигать несколькими пальцами — прокрутка
• Поворот двумя пальцами — поворот объекта/изображения/видео

Программное обеспечение

Операционные системы, поддерживающие мультитач:

• Windows Mobile 6.5
• Windows 7
• Windows 8
• Mac OS X
• Linux с установленным компонентом X Input 2, входящим в состав X Server 1.8
• Дистрибутивы Linux — Xandros и Ubuntu (полная поддержка начиная с версии 10.10, частичная поддержка в 10.04) — перечисляют Multitouch в списке своих достоинств
• Apple iOS
• Nokia Symbian^3 OS на флагманских моделях Nokia N8, Nokia C6-01, Nokia C7, Nokia E7, Nokia X7
• Google Android
• Samsung Bada
• Palm webOS
• Microsoft Windows Phone 7
• Microsoft Windows Phone 8
• BlackBerry OS 6.0
• Neprash Technology’s N-Touch Platform.

Приложения, специально разработанные под мультитач:

Windows 7 built-in:

• Panning
• Paint
• Hearts/Solitaire
• Taskbar Jump Lists
• Zoom, Rotate, Panning and Flicks in Windows Photo Viewer and XPS Viewer and Windows Live Photo Gallery
• On-Screen Keyboard.
• Internet Explorer 8
• Мультитач Земля (англ. Multitouch Earth)
• Морская навигация (автоматическое построение оптимального пути)
• Crazy Coins
• Firefox

См. также

• iPhone
• iPad
• iPod touch
• Magic Trackpad
• Magic Mouse
• MacBook Pro
• MacBook Air
• iPod nano
• Сенсорный экран
• Microsoft PixelSense
• Microsoft Surface
• Планшетный компьютер
• Displair
• Swype
• Безэкранный дисплей

Примечания

1. What is Multitouch. Архивировано из первоисточника 26 июня 2012. Проверено 30 мая 2010.
2. Мультитач ГЛОБУС. Архивировано из первоисточника 26 июня 2012.
3. Buxton, Bill. «Multitouch Overview»
4. «Первый мультитач экран на основе емкостных сенсоров (Projected Capacitive) разработанная в ЦЕРН», CERN Courrier, 31 March 2010, <http://cerncourier.com/cws/article/cern/42092>. Проверено 25 мая 2010.
5. Bent STUMPE (16 March 1977), «новый принцип для X-Y Touch системы», CERN, <>. Проверено 25 мая 2010.
6. Bent STUMPE (6 February 1978), «Experiments to find a manufacturing process for an x-y touch screen», CERN, <>. Проверено 25 мая 2010.
7. (англ.) Powered by: Doteasy — Bannerless Free Web Hosting and Email for Small Business and Individual
8. Описание проекта на сайте multimediapresentation.ru (рус.)
9. Тачпады от Synaptics (http://www.synaptics.com) для ноут- и нетбуков также распознают описанные в статье и многие другие мультитач-жесты при использовании последних версий драйвера в Windows.
10. Описание на сайте Apple (рус.)
11. Описание на сайте Apple
12. Wong, May. 2008. Touch-screen phones poised for growth http://www.usatoday.com/tech/products/2007-06-21-1895245927_x.htm . Retrieved April 2008.
13. Статья на сайте Cnews.ru: «Новый «рабочий стол» Microsoft подешевел на треть».
14. «MTmini: Как собрать собственный мультитач из картонной коробки и веб-камеры?»
15. Multi-Touch — N-trig

Ссылки

• — Microsoft Sphere.
• Сферический мультитач-экран ГЛОБУС.

Фирмы-разработчики

• Сенсорный Мир — Дистрибьютор 3M Touch Systems в России. — Большой выбор мультитач-решений — мониторы, киоски, столы.
• Interactive Lab — Российский Multi Touch (рус.) — полностью российский продукт, включающий multitouch-столы и стену.
• PQ Labs — Разработчик мультитач-систем — Разработчик мультитач-устройств и софтверных приложений.
• Touch Me — Интегратор Multi Touch. Дистрибьютор PQ Labs в странах СНГ (рус.)
• Multitouch-нетбуки (рус.) — обзор концепций и моделей, представленных на выставке CeBIT 2009.
• Multi Touch ноутбуки (рус.) — планшетные мультитачи HP TouchSmart tx2 и Dell Laitude XT2
• Разработчик мультитач-экранов и софтвера
• Финский разработчик (multitouch.fi) (англ.) в обзоре модульных мультитач-ЖК-панелей и проекционных экранов (рус.)
• Один из разработчиков MultiTouch-систем (нем.) — продаёт решения на базе своей SDK под Visual Studio

Предисловие

Небольшая статья про технологии мультитач уже была опубликована на Хабре в далеком октябре 2008 года. В апреле 2011 года хабраюзер DMikhail описал свой опыт создания интерактивного стола. На дворе октябрь 2012 года и пора рассказать очередную порцию новостей из мира мультитач.

Введение

С момента появления на свет первого мультитач дисплея прошло 35 лет, за это время появилось множество разнообразных технологий, поддерживающих от одного до бесконечности касаний. В этой статье я расскажу про несколько распространенных методов преобразования обычного средства отображения в интерактивное устройство.

Проекционно-емкостная технология (Projected Capacitive Touch)

Принцип работы данной технологии описан в вышеуказанной статье хабраюзера meako, а так же в Википедии.
На момент написания статьи в свободной продаже находятся пленки до 100” по диагонали (для форматов 4:3 и 16:9) с поддержкой до 12 независимых касаний. Так же компанией Perceptive Pixel (недавно купленной Microsoft corp.) представлен 82” мультитач ЖК-дисплей с поддержкой неограниченного числа касаний.
Прелесть этой технологии заключается в том, что сенсорная пленка наклеивается с обратной стороны от защитного стекла, т.е. находится между средством отображения (ЖК-панель, проекционный экран, и т.п.) и стеклом, таким образом защищена от погодных условий и механических повреждений. У некоторых производителей заявлено, что толщина стекла может доходить до 20мм. Именно на этой технологии основано большинство сенсорных дисплеев/терминалов/киосков, установленных в бизнес-центрах, аэропортах, вокзалах, метро и других общественных местах.
К недостаткам данной технологии можно отнести только отсутствие возможности распознавания меток (fiducial marker, см. далее) и ограниченная площадь сенсорной пленки. Последний недостаток может быть отчасти нивелирован возможностью наклейки пленки стык-в-стык.

Оптические технологии (Optical technologies)

Данные технологии получили широкое применение у любителей DIY после выхода в свет Microsoft Surface 1.0 в мае 2007 года, и дожили до наших дней практически без изменений.
Из всего многообразия оптических методов наибольшее распространение получили следующие:

• Rear Diffused Illumination (DI);
• Frustrated Total Internal Reflection (FTIR);
• Diffused Surface Illumination (DSI).

Прежде чем приступить к подробному описанию каждой из технологий опишу общие достоинства и недостатки, присущие этим методам.
Достоинства:

• поддержка практически неограниченного числа одновременных независимых касаний (на самом деле, количество ограничено разрешением камер(ы) и мощностью компьютера);
• возможность изготовить экран круглой, треугольной, шестиугольной и т.п. формы.

Недостатки:

• поскольку технологии основаны на ИК-излучении определенной длины волны (см. далее), то наличие прямых солнечных лучей в зоне инсталляции недопустимо;
• для установки проектора и камер(ы) требуется довольно много пространства за экраном, что не всегда является приемлемым;
• необходимо разрабатывать специальное ПО, заставляющее эту систему работать, т.е. фактически писать драйвер.

Технология DI

Самый распространенный метод (из оптических), широко применяющийся в коммерческих инсталляциях в силу своей простоты и наглядности.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — оптически прозрачный материал, придающий прочность экрану.
Проектор — проектор.
ИК-прожектор — монохромный излучатель в невидимом глазу человека ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-прожектора.
Принцип работы следующий:

• ИК-прожектора создают равномерный ИК-фон, который проходит сквозь подложку и рассеиватель, и только малая часть излучения отражается обратно.
• при касании рассеивателя каким-либо предметом, отражающим ИК-излучение (рука, стилус, кружка и т.п.), в данном месте камера засекает довольно яркое пятно на сером фоне.
• сигнал с камеры обрабатывает специальное ПО и на выходе выдает координаты (а иногда и форму/размер/рисунок) ярких пятен, присутствующих в заранее заданной области экрана.

Достоинства технологии:

• возможность распознавания меток (см. далее);
• предельная простота реализации;
• возможность изготовить экран любой самой сложной формы, в т.ч. неплоской;
• возможность изготовить экран любой площади.

Недостатки технологии:

• самый низкий контраст изображения с камеры (среди указанных трех технологий);
• возможность ложных срабатываний (при поднесении пальца к экрану, но не касаясь его, плохо реализованное и настроенное ПО может распознать это как полноценное касание).

Технология FTIR

Довольно распространенный метод, однако в коммерческих продуктах встречается крайне редко.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — оптически прозрачный материал, среда распространения ИК-волн.
Проектор — проектор.
ИК-светодиод — светодиод с длиной волны лежащей в ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-светодиода.
По периметру подложки устанавливаются линейки ИК-светодиодов, излучение которых проникает внутрь подложки и распространяется там как волна в оптоволокне (явление носит название полное внутреннее отражение). Если палец касается экрана, то из-за изменения коэффициента преломления, волна проходит дальше границы подложки и отражается (рассеивается) от пальца, и это рассеянное излучение засекается камерой. Для усиления контраста изображения с камеры между рассеивателем и подложкой наносят слой так называемого «compliant layer”, выполненного чаще всего из силикона.
Рассеянное ИК-излучение засекается камерой и обрабатывается специальным ПО.
Достоинства технологии:

• самый высокий контраст изображения с камеры (среди указанных технологий);

Недостатки технологии:

• необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
• не распознает метки (см. далее).

Технология DSI

Технология идентична FTIR за исключением того, что подложка выполнена из специального оргстекла.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — специальное оргстекло Endlighten, среда распространения ИК-волн.
Проектор — проектор.
ИК-светодиод — светодиод с длиной волны лежащей в ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-светодиода.
Фишка Endlighten в следующем: в материале размешана металлическая «пыль” таким образом, что при подсветке оргстекла с торца, излучение рассеивается на частичках «пыли” и возникает эффект самосвечения подложки, при этом на просвет материал все равно остается прозрачным.
Таким образом, помимо распознавания нажатий технология позволяет распознавать метки.
Достоинства технологии:

• возможность распознавания меток (см. далее);

Недостатки технологии:

• необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
• технология завязана на конкретном производителе оргстекла.

Метки (fiducials)

Метка представляет из себя плоскую фигуру, на которую нанесен рисунок, контрастный в ИК-диапазоне. Чаще всего это наклейка с черно-белым рисунком, нанесенная на реальный объект.
Пример меток.
ИК-излучение от белой области отражается, а черной — поглощается. Таким образом, в технологиях DI и DSI ИК-камера засекает рисунок, который легко распознается программным способом. В технологии же FTIR такой фокус не удастся: камера увидит только контур метки, но не ее содержание.
Ярким примером использования меток служит Reactable:

Технические детали

Рассеиватель

За время существования оптических технологий мультитач было испробовано большое количество разнообразных пленок и пластиков. Однако, самым лучшим материалом небезосновательно считается Evonik 7D006. Небезосновательно потому, что именно такой материал использовался в Microsoft Surface 1.0.

ИК-прожектор

Подбирается из ассортимента оборудования охранных систем. На рынке представлены прожектора с двумя длинами волн: 850 нм и 940 нм.

ИК-камера

Насколько я знаю, любая ПЗС-матрица чувствительна к ближнему ИК, поэтому можно использовать любую камеру, главное, чтобы объектив был без фильтра, блокирующего ИК-излучение. Любители DIY для этих целей используют обычные веб-камеры, с которых самостоятельно снимают ИК-фильтры. Я пробовал использовать 3 камеры: PlayStation 3 Eye (классика жанра), Microsoft LifeCam Cinema, Logitech C910. Больше всего понравилась камера Logitech, которая имеет самую большую ПЗС-матрицу и легко-съемный фильтр.
Чтобы камера видела только «нужное” излучение, на объектив необходимо нанести узкополосный ИК-фильтр, пропускающий только длину волны, соответствующую длине волны ИК-прожектора. Купить ИК-фильтры можно, например, на aliexpress.com.

Из профессиональных камер чаще всего используются камеры производства компании Point Grey.

Проектор

По проектору никаких ограничений нет, главное подобрать правильное разрешение, поток и объектив. Довольно много инсталляций используют ультракороткофокусные проектора, которые располагаются очень близко к экрану, экономя пространство. Так же не стоит обходить стороной лазерно-светодиодные проектора, которые на данный момент только начинают набирать популярность, главное преимущество которых заключается в высоком сроке службы источника света (более 20 тысяч часов против 3-4 тысяч у ламповых проекторов).

Примеры коммерческих продуктов

Mediascreen MonkeyBook (на технологии DI):

Microsoft Surface 1.0 (на технологии DSI):

UPD. Технология MS PixelSence

В январе 2011 года компания Microsoft совместно с компанией Samsung представили новый Microsoft Surface 2.0.

В 2012 году, в связи с выходом планшета MS Surface, стол Surface 2.0 был переименован в SUR40.
В столе SUR40 используется фирменная технология MS PixelSence.
Технология аналогична технологии DI, за исключением того, что вместо ИК-камеры используется ИК-сенсор, «встроенный» в каждый пиксель ЖК-матрицы. Таким образом PixelSence позволяет распознавать не только пальцы, но и метки, при этом толщина конструкции сведена к минимуму.