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A Evoluçao dos Ecrãs Touch Sreen e o seu Impacto nas Aplicaçoes Moveis (Ensaio Teorico)

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A Evolução Do Touch Screen e o Seu Impacto Nas Aplicações Moveis Tiago Filipe Ferreira Da Silva Matos Sistemas De Informação Multimédia Engenharia…
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A Evolução Do Touch Screen e o Seu Impacto Nas Aplicações Moveis Tiago Filipe Ferreira Da Silva Matos Sistemas De Informação Multimédia Engenharia Informática Universidade Lusófona Do Porto Tiago ffsm@hotmail. com 2/11 Índice Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Evolução Do Touch Screen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Tecnologias Touch Screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Ecrãs Tácteis Resistivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Ecrãs Touch Screen Surface acoustic wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Ecrãs Touch Screen Capacitivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Ecrãs Touch Screen Surface Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Ecrãs Touch Scree Projected Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Ecrã Thouch Screen Mutual capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Ecrãs Touch Sreen Self-capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Ecrãs Touch Sreen Via Imagem Óptica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Ecrãs Touch Screen Com Tecnologia de Sinal Dispersivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Ecrãs Touch Scree com Reconhecimento de Pulso Acústico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Ecrãs Touch Screen e Suas Aplicações em Dispositivos Moveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3/11 Introdução O touch screen é uma tecnologia que permite por meio de um ecrã , sensível à pressão, a comunicação pelo contacto com os dedos, e que dispensa o uso de equipamentos periféricos, como teclados ou ratos. O ecrã pode ser activado com o toque de um dedo ou de uma caneta. O Touch Screen é uma tecnologia que já é existente á vários anos mas só a pouco tempo é que começou a ter um grande impacto na sociedade. O grande catalisador responsável por este impacto foi o lançamento do iPod touch que veio revolucionar a maneira como a sociedade via os dispositivos electrónicos, não era mais necessário botões para navegar no dispositivo tudo esta disponível com um mero toque , depois do iPod Touch vários dispositivos começaram a surgir no mercado com as mesmas ou semelhantes características e a partir desse momento o touch screen começou a fazer parte do nosso dia da dia. O toque é a acção mais intuitiva desenvolvida pelo ser humano. As crianças muito pequenas podem não saber utilizar um computador com um rato, mas intuitivamente tocam os ecrãs com dispositivos electrónicos e esperam uma interacção com eles. As pessoas idosas ou com menor grau de instrução também apresentam certa dificuldade para o manuseio do rato, mas apresentam uma maior facilidade para tocar um ecrã e fazer escolhas entre os diversos menus. Este documento tem como objectivo apresentar a evolução da tecnologia Touch Screen, a sua flexibilidade e facilidade no uso de equipamentos. Evolução Do Touch Screen O primeiro Touch Screen foi um Touch Screen capacitivo desenvolvido pela EA Johnson no Estabelecimento Radar Royal. O inventor brevemente descreveu o seu trabalho num pequeno artigo publicado em 1965 e em seguida mais plenamente juntamente com fotografias e diagramas - num artigo publicado em 1967 Uma descrição da aplicabilidade da tecnologia Touch Screen na altura era controlo do tráfego aéreo. Os ecrãs sensíveis ao toque, posteriormente, começaram a fazer parte da vida quotidiana. Empresas utilizam ecrãs sensíveis ao toque para caixas registadoras em super mercados, ATMs e PDAs , onde uma pen é por vezes usado para manipular a GUI e para inserir dados. De 1979-1985, o Fairlight CMI (e Fairlight CMI IIx) era uma estação de trabalho que permitia fazer amostragens musicais de alto calibre e re-síntese que utilizava a tecnologia de caneta de luz, com a qual o utilizador podia alocar e manipular dados de amostra e de síntese, bem como o acesso diferentes menus dentro de seu sistema operativo, tocando o ecra com a caneta de luz. Os modelos posteriores Fairlight IIT usaram uma mesa digitalizadora no lugar da caneta de luz. O HP-150 a partir de 1983 foi um dos primeiros computadores do mundo touch screen comerciais. Semelhante ao sistema IV PLATO, a tecnologia táctil usava transmissores e receptores de infravermelhos montados ao redor do aro do seu ecrã "Sony Cathode Ray Tube (CRT), que detectava a posição de qualquer objecto não transparente no ecrã . Uma tentativa inicial de uma consola de jogos portátil com controles touch screen foi o suposto sucessor da Sega Game Gear, mas a consola de jogos foi infelizmente arquivado e nunca lançado devido ao alto custo da tecnologia touch screen no início 4/11 de 1990. Os ecrãs sensíveis ao toque não seriam usados popularmente numa consola jogos portátil até o lançamento do Nintendo DS em 2004. Até recentemente, a maioria dos consumidores touch screens só poderia interagir com o touch sreen com um ponto de contacto no ecrã de cada vez, e poucos ecrãs tiveram a capacidade de perceber o quanta força é aplicada quando se está a tocar. Isso está a começar a mudar com a comercialização da tecnologia multi-touch. A popularidade dos smartphones, computadores tablet, consolas de vídeo jogos e muitos tipos de equipamentos de informação está impulsionar a procura e aceitação de ecrãs sensíveis ao toque comuns, para dispositivos electrónicos portáteis funcionais. Com uma superfície lisa simples, e sem qualquer interacção directa com hardware (teclado ou rato) entre o usuário e o conteúdo, são necessárias menos acessórios. Telas sensíveis ao toque são populares no campo da hotelaria e na indústria pesada, bem como quiosques, tais como exposições em museus ou em casa inteligentes, onde os sistemas de teclado e rato não permitem uma interacção adequada, intuitiva, rápida, ou precisa por parte do utilizador com o conteúdo do ecrã Empresas em todo o mundo reconheceram a tendência de aceitação dos ecrãs sensíveis ao toque como uma componente altamente desejável de interface entre utilizador e maquina e começaram a integrar ecrãs sensíveis ao toque no design fundamental de seus produtos. Tecnologias Touch Screen Ao longo dos tempos e com a evolução da tecnologia foram surgindo varias tecnologias Touch Screen sendo estas: Ecrãs Tácteis Resistivo Um ecrã touch screen resistivo é composto por várias camadas, sendo as mais importantes duas camadas finas, transparentes electricamente resistivas separadas por um espaço fino. Estas camadas estão de frente uma para a outra, com um finíssimo espaço entre as duas. Uma camada resistiva é um revestimento na parte de baixo da superfície superior do ecrã. Logo abaixo existe uma camada resistiva similar no topo do seu substrato. Uma camada tem conexões condutoras ao longo de seu lado, e a outra ao longo da sua parte superior e inferior. Quando um objeto, como uma ponta de dedo ou uma pen stylus, pressiona na superfície externa, as duas camadas tocam-se e ficam ligadas nesse ponto: O painel, em seguida, comporta-se como um par de divisores de tensão, um eixo de cada vez. Por um tempo curto, os componentes electrónicos associados (controlador de dispositivo) aplica uma voltagem para os lados opostos de uma camada, enquanto a outra camada sente a proporção (em percentagem) da tensão no ponto de contacto. Que fornece a posição horizontal [x]. Então, o controlador aplica uma voltagem às bordas superiores e inferiores da outra camada (o que só percebeu a quantidade de tensão), a primeira camada agora determina a altura [y]. O controlador rapidamente alterna entre esses dois modos. Assim, ele envia os dados de posição para o CPU no dispositivo, onde é interpretada de acordo com o que o utilizador está a fazer. Os ecrãs tácteis resistivos são usados em restaurantes, fábricas e hospitais devido a sua alta resistência a líquidos e contaminantes. Um dos grandes benefícios da tecnologia de toque resistivo é seu baixo custo. As desvantagens incluem a necessidade de pressionar , e um risco de danos por objectos pontiagudos 5/11 Ecrãs Touch Screen Surface acoustic wave Surface acoustic wave (SAW) é uma tecnologia que utiliza ondas ultra sónicas que passam sobre o painel touch screen. Quando o painel é tocado, uma parte da onda é absorvida. Essa mudança nas ondas ultra sónicas é registada e é calculada a posição onde o painel foi tocado e essa informação é enviada para o controlador para o processamento. Os painéis de superfície touch screen de onda sonora podem ser danificados por elementos externos. Contaminantes na superfície também podem interferir com a funcionalidade do touch screen. Ecrãs Touch Screen Capacitivo Um ecrã touch screen capacitivo consiste em um material isolante como vidro, revestido com um condutor transparente tais como óxido de índio e estanho (ITO). Como o corpo humano também é um condutor eléctrico, quando se toca a superfície do ecrã ocorre uma distorção do campo electrostático do ecrã, que é mensurável como uma mudança na capacidade. Tecnologias diferentes podem ser usadas para determinar a localização do toque. A localização é então enviada para o controlador para o processamento da mesma. Ao contrário de um touch screen resistivo, não se pode usar um touch screen capacitivo através da maioria dos tipos de material electricamente isolantes, tais como luvas, para usar este tipo de touch sreen com luvas é necessária uma pen stylus capacitiva especial, ou uma luva de aplicação especial com um patch bordado de fio condutor para que seja possível passar corrente eléctrica na ponta do dedo do utilizador sendo assim possível interagir com o dispositivo. Esta desvantagem afecta principalmente a usabilidade em dispositivos de consumo, como PCs e smartphones tablets que usem a tecnologia de ecrã capacitivo no tempo frio. Ecrãs Touch Screen Surface Capacitance Nesta tecnologia básica, apenas um lado do isolador é revestido com uma camada condutora. Uma pequena voltagem é aplicada na camada, resultando num campo electrostático uniforme. Quando um condutor de electricidade, tal como um dedo humano, toca a superfície sem revestimento, um condensador é formado de uma forma dinâmica. O controlador do sensor pode determinar a localização do toque indirectamente pela mudança na capacidade, medida a partir dos quatro cantos do ecrã. Como não tem partes móveis, tem uma durabilidade razoavelmente alta , mas também possui uma resolução limitada, está propenso a falsos sinais de acoplamento capacitivo parasitárias, e é necessária a calibração durante o seu fabrico. Portanto, é mais frequentemente usado em dispositivos simples, como controlos de industriais e quiosques. 6/11 Ecrãs Touch Scree Projected Capacitance Os ecrãs touch sreen Projected Capacitive Touch ou (PCT) é uma tecnologia capacitiva que permite uma interacção mais precisa e uma operação mais flexível. Uma grelha XY é formada tanto por gravação de uma única camada condutora para formar um padrão de grelha de eléctrodos, ou através da gravação de duas camadas, perpendiculares de material condutor com linhas paralelas ou faixas para formar a grelha (comparável à grelha de pixéis encontradas em muitos ecrãs LCD) que as camadas condutoras podem ser revestidas com mais camadas de isolamento de protecção , e operar mesmo sob protectores de ecrã, ou por trás de vidro à prova do clima e de vandalismo. Devido à camada superior dos ecrãs touch sreen Projected Capacitive Touch ser de vidro, é uma solução mais robusta do que a tecnologia de toque resistivo. Dependendo da implementação da tecnologia, uma pen stylus activa ou passiva pode ser usado em vez de ou além de um dedo. Isso é comum em aparelhos como as caixas registadoras que requerem captura de assinatura. Utilizadores a usar luvas podem não ser detectados pelo ecrã, dependendo do dispositivo e as suas configurações. Manchas condutoras de electricidade e interferências semelhantes na superfície do ecrã podem interferir no desempenho do dispositivo. As manchas condutoras de electricidade , vêm principalmente da ponta dos dedos pegajosas ou suadas, especialmente em ambientes de alta humidade. Poeira colectada, que adere ao ecrã devido à humidade da ponta dos dedos também pode ser um grande problema. Existem dois tipos de PCT: os Self Capacitance e os Mutual Capacitance Ecrã Thouch Screen Mutual capacitance Na tecnologia touch sreen mutual capacitance, existe um condensador em cada intersecção de cada linha e cada coluna. Uma matriz de 16 por 14, por exemplo, teria 224 condensadores independentes. Uma voltagem é aplicada para as linhas ou colunas. Trazendo um dedo ou caneta condutora de electricidade próximo à superfície do sensor muda o campo local electrostático o que reduz a capacidade mútua. A variação da capacidade em cada ponto individual sobre a grelha pode ser medida para determinar com precisão a localização do toque através da medição da tensão no outro eixo. A capacidade mútua permite multi touch o que permite a detecção e interacção com o ecrã táctil com vários dedos , palmas das mãos ou pontas dos dedos podem ser monitorizados com precisão, ao mesmo tempo. 7/11 Ecrãs Touch Sreen Self-capacitance Na tecnologia touch sreen Self-capacitance pode ter a grelha XY igual á sensores tecnologia touch sreen mutual capacitance mas as colunas e linhas operam de forma independente. Com a Self-capacitance, a carga capacitiva de um dedo é medida em cada coluna ou linha por um eléctrodo medidor de corrente. Este método produz um sinal mais forte do que a capacidade mútua, mas é incapaz de detectar com precisão mais de que um dedo, o que resulta em "fantasmas", ou detectar a localização do tocque em locais errados. Ecrãs Tosuch Sreen Infravermelhos Os ecrãs Touch Screen infravermelhos consistem em sensores infravermelhos montados ao redor do ecrã V PLATO que monitorizavam qualquer tipo de interacção com o ecrã por parte do utilizador, esta tecnologia foi usada em 1981. E tinha como característica o brilho monocromático laranja do ecrã como é ilustrado na imagem seguinte . Um touchscreen infravermelho usa uma matriz de LED de infravermelhos XY e pares fotodetectores ao redor das bordas do ecrã para detectar perturbações no padrão de feixes de LED. Estes feixes LED entrecruzam-se em padrões verticais e horizontais. Isso ajuda os sensores a detectar o local exacto do toque do utilizador. Uma grande vantagem do referido sistema é que ele pode detectar essencialmente qualquer input, incluindo um dedo, dedo com luvas, pen stylus ou caneta. Esta tecnologia é geralmente usada em dispositivos ao ar livre e em caixas registadoras, que não podem confiar num condutor eléctrico tal como um dedo nu para activar o touch screen. Ao contrário dos ecrãs sensíveis ao toque capacitivos, a tecnologia touch screens via infravermelhos não necessita de qualquer padrão sobre o vidro que aumente a durabilidade e clareza óptica do sistema global. 8/11 Ecrãs Touch Sreen Via Imagem Óptica Os ecrãs touch sreen via imagem óptica são um desenvolvimento relativamente moderno na tecnologia touch screen, na qual dois ou mais sensores de imagem são colocadas ao redor das bordas (principalmente nos cantos) do ecrã. Luzes traseiras infravermelhas são colocadas no campo de visão da câmara do outro lado do ecrã. Um toque aparece como uma sombra e cada par de câmaras pode então ser apontada para localizar o toque ou até mesmo medir o tamanho do objecto que esta a tocar o ecrã . Esta tecnologia está crescendo em popularidade, devido à sua escalabilidade, versatilidade e acessibilidade, especialmente para dispositivos de maior envergadura. Ecrãs Touch Screen Com Tecnologia de Sinal Dispersivo Esta tecnologia foi primeiramente apresentada em 2002 pela 3M, este sistema utiliza sensores para detectar a Piezoeletricidade no vidro que ocorre devido a um toque. Algoritmos complexos, de seguida, interpretam essas informações e fornecem a localização real do toque. Esta tecnologia diz não ser afectada por poeira e outros elementos externos, incluindo arranhões. Como não há necessidade de elementos adicionais no ecrã, esta tecnologia também argumenta que fornece clareza óptica excelente. Além disso, como vibrações mecânicas são usadas para detectar um evento de toque, qualquer objecto pode ser utilizado para gerar esses eventos, incluindo dedos e pen´s stylus. A desvantagem é que após o toque inicial, o sistema não consegue detectar um dedo que esteja imóvel. Ecrãs Touch Scree com Reconhecimento de Pulso Acústico Os ecrãs touch sreen com reconhecimento de pulso acústico (RPA) foram introduzidos pela Elo Tyco International division em 2006, o principio chave desta invenção é que um toque em cada posição no vidro do ecrã gera um som único. Quatro transdutores minúsculos são anexados às bordas do vidro touch screen de modo a detectar som do toque. O som é então digitalizado pelo controlador e comparados com uma lista de sons pré-gravados para cada posição no vidro do ecrã. A posição do cursor é então imediatamente actualizada para a localização onde o toque foi efectuado pelo utilizador. A tecnologia RPA foi concebida para ignorar sons externos e ambientai, uma vez que não correspondem a nenhum som no perfil de sons armazenados. A tecnologia RPA é diferente de outras que tentam reconhecer a posição de contacto com transdutores ou microfones, pois usa um método de pesquisa simples numa tabela em vez de exigir hardware de processamento de sinal poderoso e caro para tentar calcular a localização de toque, sem qualquer tipo de referência. O touch screen em si é feito de vidro comum, dando-lhe uma boa durabilidade e clareza óptica. Geralmente é capaz de funcionar com arranhões e poeira no ecrã com uma boa precisão. A tecnologia também é adequada para ecrãs que são fisicamente maiores. Tal como acontece com a tecnologia de sinal dispersivo, após o toque inicial, um dedo imóvel não é detectado. No entanto, pela mesma razão, o reconhecimento de toque não é interrompido por qualquer objecto em descanso. 9/11 Ecrãs Touch Screen e Suas Aplicações em Dispositivos Moveis Os ecrãs touch sreen tornaram-se populares com uma velocidade estonteante a partir do lançamento do iPod Touch isto porque este veio revolucionar a maneira como o utilizador navega no seu dispositivo móvel anteriormente a navegação nas GUI era so feita recorrendo a botões e isto limitava o dispositivo a ter sempre o mesmo tipo de navegação ou seja uma navegação em que o utilizador não sente que esta a interagir com o dispositivo mas sim a ordena-lo, com a introdução do touch screen foi implementada um tipo de navegação mais intuitiva e mais directa com o dispositivo tornando o manuseamento do mesmo não só mais fácil mas também mais divertido com este avanço na tecnologia o utilizador já não esta prezo a um sistema aborrecido de menus mas sim em maior parte dos dispositivos de agora a um sistema de pan and zoom, esta revolução na m
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