Сенсорные экраны, реагирующие на прикосновение пальца к экрану, позволили отказаться от клавиатуры (и от оператора), дали «человеку с улицы» возможность пользоваться компьютером. Количество справочных компьютеров, банкоматов и терминалов промышленной автоматики стремительно увеличивается.

Информация о расписании поездов и наличии мест в них, автоматизированные стенды в метро, позволяющие вычислить маршрут до конкретной станции, проведение банковских операций при помощи пластиковой карточки, получение всевозможных справок через сервисные автоматические киоски, установленные на улицах, и многое другое, работающее в режиме самообслуживания, – давно уже не новинка. Мы довольно часто прибегаем к помощи этих автоматов.

Но как же иногда неудобно и непонятно пользоваться тем или иным хитроумным устройством – например, справочной системой для выяснения наличия мест в поездах на вокзалах! На специальной клавиатуре вводится код станции, куда мы отправляемся (как правило, он нам не известен, и надо заглянуть в специальную таблицу), дата отправления, и только потом на ядовито-зеленом экране появляются нужные сведения. Конечно, это в любом случае лучше, чем стоять в длинной очереди в справочное окошко... И все же возникает вопрос: нельзя ли, используя современные средства автоматизации, сделать эту процедуру более понятной и удобной? И ответ на него, в общем-то, есть. Недорогим и вполне надежным средством, позволяющим сделать общение человека с компьютерной информационной системой легким и приятным, является технология touch-screen: специальные сенсорные экраны ЭВМ, позволяющие прикосновением руки или какого-нибудь предмета управлять системой по принципу «хочу вот это».

Уже сейчас существует ряд устройств, которые используют в своей работе эту технологию: некоторые модели банкоматов (например, IBM 4782, IBM 8696), мультимедийные киоски компаний Unisys и Siemens Nixdorf, промышленные и медицинские компьютеры, поставляемые фирмой MicroMax, и ряд других. Поговорим о том, как устроен и работает сенсорный экран, а также о возможных областях применения этой технологии.

Как это работает?

Существует несколько разновидностей технологии touch-screen, основанных на различных физических явлениях. Так, прикосновение пальца или любого достаточно твердого предмета к экрану вызывает некоторую последовательность операций, производимых машиной. Разберем некоторые наиболее часто встречаемые на практике технологии, позволяющие экрану быть «чувствительным» к такому прикосновению и позиционировать его в зависимости от места, где оно произошло.

К традиционным технологиям, хотя и не единственным в своем роде, относятся способы активации, основанные на емкостном и резистор-ном методах. Суть этих методов заключается в придании чувствительности экранам, реагирующим на прикосновение внешних предметов, за счет электрофизических явлений, а секрет – в конструкции стекла экрана; специальный контроллер позволяет точно рассчитать двухмерные координаты средней точки прикосновения, чтобы передать их на процессор компьютера для запуска соответствующей подпрограммы, «привязанной» к задействованной на экране кнопке меню.

Емкостной метод заключается в том, что в твердое прозрачное тело стекла экрана вмонтирована тонкая и практически незаметная сетка из микроскопических конденсаторов (отсюда и название метода); к углам сетки прилагается слабое напряжение, и экран превращается в заряженное электростатическое поле. Прикосновение к поверхности экрана любого, даже слабо заряженного предмета (палец как раз таким и является) вызывает возмущение данного поля, изменяя его общую картину, что и фиксируется контроллером, который вычислит точку прикосновения.

 Резисторный метод представляет собой нечто аналогичное, но экран в данном случае имеет более сложную структуру и состоит из двух слоев. Во внутренний, недеформируемый, слой вмонтированы тонкие электропроводящие нити с известным электрическим сопротивлением. Внешний слой экрана изготовлен из электропроводящего деформируемого прозрачного материала, отдаленного от внутреннего слоя на небольшое расстояние. Прикосновение к внешнему слою слегка продавливает его и тем самым замыкает электрическую цепь; по зафиксированному электрическому сопротивлению микроконтроллер в состоянии рассчитать точное место прикосновения к внешней поверхности экрана.

Известны также и другие способы, позволяющие экрану быть «чувствительным» к легкому прикосновению постоянных предметов. Запатентованный компанией Micro-touch метод TouchMate позволяет, вообще говоря, сделать «чувствительным» любой монитор персонального компьютера. Он реализован в виде специальной прокладки (pad), которая накладывается на экран обычного монитора. При легком прикосновении к экрану происходит отклонение назад, что фиксируется встроенными в прокладку датчиками, и дальше уже дело контроллера точно рассчитать координату прикосновения.

Той же компании принадлежит метод TouchPen, который представляет собой комбинацию описанного выше емкостного метода и технологии светового пера, что позволяет одновременно использовать подключенный к компьютеру маркер-перо и вызывать последовательность операций при помощи человеческой руки. При этом контроллер, во-первых, в состоянии различать эта воздействия, а во-вторых, позволяет пользоваться световым пером даже тогда, когда рука находится на экране.

Технология ThruGlass, разработанная все той же компанией М icrotouch, позволяет, например, использовать в качестве сенсорного экрана витрину, прямо за стеклом которой установлен монитор. Датчики повышенной чувствительности могут реагировать на прикосновение к внешней стороне стекла, а обыкновенная наклейка, помещенная с внутренней стороны, используется для того, чтобы создать интерфейс пользователя.

На базе описанного выше метода строится большое количество всевозможных сенсорных антивандальных и погодоустойчивых систем, в которых сенсорный экран защищается внешним экраном из толстого особо прочного стекла, способного, например, выдержать удар камнем или молотком. Ясное дело, что такие защитные системы просто необходимы, если устройство, использующее touch-screen, устанавливается на улице или в общественных местах.

Кратко коснемся вопросов программного и аппаратного обеспечения, если речь, к примеру, заходит о мультимедийных киосках. Разумеется, многое зависит от цели использования данного терминального оборудования, в частности от того, предполагается ли его автономное функционирование или оно будет работать в рамках некоторой единой системы, то есть иметь дополнительно встроенные модули передачи и получения данных по сетевым или телекоммуникационным каналам (модемы, сетевые платы и проч.). Всевозможные информационные киоски, которые устанавливаются в билетных кассах, очевидно, должны быть связаны с центральным сервером для обновления информации. Вполне возможно, что они, опять же в зависимости от их предназначения, будут обладать и рядом дополнительных устройств, например, таких, как принтер, источник бесперебойного питания и многое другое. Здесь уместно привести аналогию с банкоматами, в аппаратный комплекс которых входят, помимо персонального компьютера и монитора с сенсорным экраном или без такового, еще и принтер для распечатки чеков, считыватель для пластиковых карт (ридер), устройство подготовки и выдачи денежных купюр, специальный сейф с кассетами для купюр каждого номинала, кассета для отбракованных или забытых купюр и карточек, модуль телекоммуникации, модуль безопасности, а также часто и маломощный процессор для обеспечения режима мультизадачное.

Что касается программного обеспечения, то фирмы-производители мультимедийных или информационных киосков, как правило, предлагают специальные наборы – конструкторы, позволяющие генерировать экранные графические формы и создавать собственное прикладное программное обеспечение. В качестве основной среды чаще всего используется Microsoft Windows 95 или другие программные оболочки, способные работать с графикой. На российском рынке поставкой информационных терминалов и мультимедийных киосков, а также разработкой соответствующих проектов, где задействуется данное оборудование, занимаются компании Unisys, Siemens Nixdorf, MicroMax и др. В качестве примера можно привести комплексное решение компании Siemens Nixdorf – систему CLASSIC (Client Server Application for Self Service). Это комплексный инструментарий, позволяющий создать большое количество приложений для системы самообслуживания на базе открытых системных платформ для кредитно-финансовых и других учреждений.

Где и зачем можно использовать touch-screen?

Устройства, использующие технологию touch-screen, могут использоваться практически повсеместно, где требуется быстрый, удобный и несложный контакт информационной техники и человека, который, возможно, даже плохо знаком с персональным компьютером. Основное предназначение подобных систем – сделать общение с машиной легким и приятным и не требовать от человека каких-либо дополнительных знаний даже в том случае, если с информационной точки зрения решаемая задача и не очень проста, например: найти нужную информацию, ограниченную жесткими условиями, в большом массиве данных с использованием альтернативных параметров и проч.

Перейдем к более конкретным примерам.

Начнем с промышленности. Пульт оператора технологической линии. Не секрет, что на современных предприятиях требуются компьютеры с повышенными требованиями к интерфейсу. Привычная клавиатура персонального компьютера по соседству с работающим станком или ревущим мартеном, скорее всего, очень быстро придет в негодность. Поэтому использовать touch-screen в промышленных компьютерных системах – вполне оправданное эргономическое решение, упрощающее общение человека и машины в условиях производства.

Государственные и коммерческие службы представляют собой огромное поле деятельности: от системы предоставления справочной, образовательной и исторической информации или системы автоматизированного социального обеспечения и поиска работы до пультов регистрации избирателей на избирательных участках и системы электронного голосования. Всевозможные мультимедийные киоски позволили бы сократить очереди за справками, увеличить производительность работы учреждения в целом (благодаря возможности установки данного терминала вне пределов учреждения и предоставлении доступа к нему во внеслужебное время), всегда иметь под рукой самую точную информацию, а также давать более наглядное представление о деятельности предприятия за счет использования графического инструментария.

Перейдем к финансово-банковскому сектору. В настоящее время коммерческие банки активизируют работу с частными вкладчиками, им необходимо информировать клиентов о своих услугах, разобраться в многообразии которых подчас нелегко даже специалисту. Для этого, помимо банкоматов, могут использоваться аппараты для запросов по счетам, предоставления по ним выписок, приема заявлений на получение ссуд, интеллектуальные системы оценки инвестиций, например, позволяющие сравнивать доходность

ценных бумаг с доходностью депозитов, срочных вкладов и т. п. В последних есть прямая необходимость. Дело в том, что коммерческие банки предлагают клиентам множество способов вложения денег, и часто очень трудно оценить, какой из них более выгоден: простой срочный вклад с выплатой процентов в конце срока или вклад с ежемесячным начислением процентов с последующим их довложением с учетом налогообложения (по методу «проценты на проценты»). Доступ к аппаратам возможен только при помощи пластиковой карточки, которая выступает здесь в качестве идентификационного инструмента.

Использование технологии touchscreen важно и при работе с пенсионными вкладами: пожилым людям станет гораздо легче разбираться в хитросплетениях финансовых наук и компьютерных систем.

Что касается торговли и бытового обслуживания, то мультимедийные киоски с touch-screen можно использовать, например, для рекламы продуктов и магазинов. Не забудем и о системе продажи и бронирования мест на транспорт или культурно-зрелищные мероприятия. Иногда бывает очень важно заранее знать о том, что вы отправитесь в путь на боковой нижней полке в плацкартном вагоне, или о том, что в театре вы займете место в ряду не дальше десятого.

В заключение скажем, что использование технологии touch-screen открывает новую эпоху как в процессе общения «человек-компьютер», так и в бытовом обслуживании населения. Разумеется, это возможно при полном синтезе всех доступных в настоящее время средств, как-то: графическое восприятие, удобный и понятный интерфейс, аудио- или видеосопровождение, мощная информационная система. Будем надеяться, что скоро все это нам станет вполне доступно.