La diffusione dei touchscreen è stata molto veloce in tantissimi campi di applicazione, quali automazione industriale, distributori automatici self-service, chioschi informativi, terminali Pos, biglietterie, apparecchi da intrattenimento e macchine da gioco. Gli utilizzatori finali e i progettisti di sistemi hanno adottato rapidamente l’interfaccia touchscreen considerandola una modalità molto diretta e intuitiva per interagire con un sistema di elaborazione dedicato a facilitare tante attività. Gli utilizzatori si sono abituati sempre di più all’utilizzo dei touchscreen, e di conseguenza sono stati sviluppati nuovi prodotti, come smartphone e notebook, che oggi sfruttano i gesti per offrire interazioni ancora più naturali durante il loro utilizzo. La possibilità di navigare tra i menu tramite i gesti, per esempio per “sfogliare” le pagine, o manipolare le immagini spostandole e ridimensionandole agendo direttamente sullo schermo, hanno catturato l’attenzione degli utilizzatori in tutto il mondo. Visto il grande successo riscosso da questi dispositivi, gli stessi utilizzatori si aspettano ora di trovare funzionalità simili basate sul “multitocco” in tutti i touchscreen con cui interagiscono, sia pubblici, sia personali. Il supporto di alcuni movimenti con il tocco delle dita è già stato integrato all’interno del sistema operativo Windows 7 di Microsoft, come per esempio, la rotazione, il ridimensionamento e i gesti rapidi (flick). Ciò offre agli sviluppatori di software una piattaforma sulla quale costruire nuove applicazioni basate sulle interazioni tramite gesti in una più vasta gamma di ambienti di utilizzo e tipi di display. Una di queste aree applicative in forte espansione è il settore del Digital Signage, oggi molto diffuso all’interno di aeroporti, centri commerciali e altri ambienti pubblici dove tipicamente sono presenti display di grandi dimensioni ad elevata luminosità. Nel tentativo di attrarre maggiormente l’attenzione dei potenziali clienti, le iniziative di marketing e comunicazione puntano sempre di più sui display interattivi. L’integrazione dell’interfaccia a gesti con il software capace di riconoscere le interazioni multitocco in questo tipo di display permette di intrattenere meglio gli utilizzatori e di stimolare l’uso dell’apparecchiatura. Windows 7 supporta anche applicazioni più potenti capaci di gestire 10 e più tocchi contemporanei sullo schermo. Ciò permette di immaginare nuove interessanti possibilità nel campo dei giochi multiutente in ambienti come le sale gioco o i casinò. Altre innovazioni possibili potrebbero includere applicazioni per la progettazione meccanica o architettonica, offrendo sofisticate funzionalità di manipolazione delle immagini da parte di più membri di un gruppo di lavoro che collaborano insieme utilizzando uno stesso desktop. Per realizzare concretamente nuova generazione di soluzioni che supportano i comandi gestuali e le più complesse interazioni multitocco, gli sviluppatori hanno bisogno di hardware adeguato, oltre che di un sistema operativo capace di riconoscere i vari punti di contatto contemporaneo sul display. È indispensabile disporre di sensori tattili capaci di rilevare e gestire segnali di uscita di almeno due punti di contatto contemporanei, così come controllori più potenti in grado di eseguire i complessi algoritmi di rilevamento garantendo tempi di risposta sufficientemente rapidi. I touchscreen e controllori adatti devono anche poter supportare schermi di grandi dimensioni, in quanto i grandi formati diventeranno sempre più una necessità per molte applicazioni dei touchscreen negli ambienti pubblici.
Rilevazione multitocco
Grazie alla sua durata e la capacità di rilevare più punti di contatto, funzionalità sempre più richieste dalla crescente domanda di smartphone e notebook, la tecnologia touchscreen capacitiva retroproiettata è quella a più alto tasso di crescita. La tecnologia Pct (Projected Capacitive Technology) sviluppata da Zytronic consente l’utilizzo della tecnologia capacitiva retroproiettata anche su dimensioni ben superiori a quelle tipiche dei dispositivi elettronici personali, per applicarla ai touchscreen di grande formato utilizzabili in una vasta di applicazioni destinate ad ambienti pubblici. A differenza di altre tecnologie di rilevamento tattile che richiedono un sensore attivo sul frontale del display, come le pellicole resistive o capacitive, i trasduttori infrarossi o acustici, oppure i sensori ottici, un sensore Pct è composto da una matrice di condensatori praticamente invisibili, di soli 10 µm, inseriti all’interno del pannello laminato. Il campo elettrico generato è sufficiente per funzionare attraverso uno spesso strato protettivo di vetro e, grazie ai recenti miglioramenti apportati al firmware e alle architetture dei controllori, permette ora di rilevare il doppio tocco. Tutti gli elementi attivi del sensore Pct non sono posti sulla superficie frontale del pannello, per cui questa tecnologia è intrinsecamente immune a fenomeni di usura e danneggiamento e permette anche di sigillare completamente il pannello contro infiltrazioni di polvere e acqua.
Le sfide del controllo multitocco
I controllori tattili che sono in grado di elaborare la quantità di dati necessari a interpretare più di un punto di contatto simultaneo sono decisamente più sofisticati rispetto a quelli standard che identificano solamente un punto per volta. Inoltre, grazie all’attuale disponibilità di display ad alta definizione, le tecnologie touchscreen devono anche offrire un maggior livello di precisione per sfruttare appieno i software avanzati per il trattamento di immagini ad alta risoluzione, come quelli dedicati al riconoscimento della scrittura. Per sfruttare tutto questo potenziale, è necessario migliorare le prestazioni dei controllori, ad esempio utilizzando microprocessori più potenti, multiplexando più rapidamente i dati provenienti dai sensori e inserendo nel firmware algoritmi di rilevamento dei tocchi più sofisticati.
Evoluzione dei controllori
La gamma di prodotti Zytronic capace di identificare tocchi singoli utilizza un controllore basato sul microprocessore a 8 bit 8051 con alcuni componenti analogici di supporto. Per soddisfare le esigenze delle applicazioni tattili di nuova generazione, che richiedono l’identificazione di due punti di contatto contemporanei per tutte le dimensioni e formati dei display oggi disponibili, è stato sviluppato un controllore di nuova generazione basato su un microprocessore a 32 bit della famiglia Arm. Il nucleo di elaborazione Arm offre prestazioni decisamente maggiori rispetto alla serie 8051, sia in termini di capacità di elaborazione, sia in termini di velocità di comunicazione con la memoria. Oltre a diversi altri vantaggi, il microcontrollore Arm integra una memoria Flash di grande capacità che può ospitare il nuovo firmware “intelligente” sviluppato specificatamente per il controllore. Il firmware è pienamente compatibile con Windows 7 e rappresenta la prima soluzione con tecnologia capacitiva retroproiettata per grandi formati che si integra con le funzionalità intrinseche della piattaforma, compresi il riconoscimento di due tocchi e dei gesti. La presenza della memoria flash integrata permette anche agli utenti di aggiornare in futuro il firmware sul campo mediate l’interfaccia Usb senza dover sostituire il controllore. Questo sottosistema digitale ad alte prestazioni è affiancato da un circuito integrato Asic appositamente sviluppato che contiene l’intera circuiteria per il trattamento del segnale analogico in un singolo chip da 7 x 7 mm. Il risultato finale è una soluzione a due chip per realizzare un controllore completo che garantisce tempi di risposta rapidi, fino a 1 ms, e che supporta risoluzioni fino a 4056 x 4056 pixel, per gestire interazioni a tocco singolo o multitocco su display anche di grandissime dimensioni. L’elevato livello di integrazione significa anche che il nuovo controllore occupa sulla scheda il 55% di spazio in meno rispetto a quello della generazione precedente basato sul microprocessore 8051. Inoltre, offre anche l’opportunità ai clienti di integrare il chipset del controllore direttamente sulla loro scheda madre, che potrebbe costituire un ulteriore vantaggio nelle applicazioni dove lo spazio a disposizione è limitato. A ulteriore beneficio degli sviluppatori, il protocollo di comunicazione dei dati è disponibile su richiesta. Ciò permette ai progettisti di disporre di tutte le informazioni che servono per realizzare nuove e innovative applicazioni software che sfruttano le interfacce utente grafiche rese possibili dalla tecnologia Pct.
