Dotkněte se bitů

Počítačové firmy vyvíjejí přirozené systémy pro rozpoznání řeči, gestikulace, obličejové mimiky. Nyní přichází na řadu i hmatový zážitek – tedy bezprostřední dotyk světa virtuálních bitů a bajtů.
MICHAL ČERNÝ

Technologické společnosti se snaží počítače co nejvíce polidštit, dodat jim "human touch", aby dialog s nimi probíhal stejně přirozeně jako s člověkem, tváří v tvář. Proto vyvíjejí přirozená rozhraní, systémy pro rozpoznání řeči, mimiky nebo gestikulace. Na sluchový a zrakový smysl mohou útočit bez problémů, se smyslem čichovým a chuťovým to je samozřejmě horší (i když i takové pokusy zde byly). Už od samotného počátku dějin informačních technologií je však patrná snaha zaměstnat i vývojově nejstarší smysl, který je v lidském těle všudypřítomný a který zároveň všechny ostatní smysly svým způsobem zastřešuje – tedy hmat.
Na úvod si dovolíme krátký historický exkurz. Příběh dotykových rozhraní začíná na konci šedesátých let. V těchto dobách experimentovala s dotykovými rozhraními například společnost IBM nebo Univerzita v Illinois. Na začátku sedmdesátých let pak bylo zveřejněno několik technik, které byly pouze "single touch" (tedy schopné zaznamenat v jeden okamžik pouze jediný dotyk), přičemž žádná z nich nebyla citlivá na tlak. Při pročítání historie dotykových rozhraní pak také výrazněji utkví v paměti terminál počítače Plato IV z roku 1972, určený pro akademické účely. Terminál obsahoval pole citlivé na dotyk o rozměrech 16 × 16 bodů.
Nasedněme nyní do pomyslného stroje času, přeskočme několik desetiletí a podívejme se do současnosti (nebo do nedávné minulosti). Přelom v oblasti dotykových systémů nastal v roce 2007, kdy byly uvedeny dva důležité přístroje: Apple iPhone a Microsoft Surface.

Multi-touch má i nevýhody

Surface i iPhone jsou zařízení vybavená vícedotykovou neboli multi-touch technologií. Jak je patrné už ze samotného termínu, znamená to, že jejich displeje jsou schopné zaznamenat více současných dotyků. Taková interakce je samozřejmě mnohem přirozenější – na displeji je možné "malovat" všemi deseti prsty, případně různě gestikulovat, třeba uchopit palcem a ukazováčkem zobrazenou fotografii za rohy a pak ji roztáhnout na požadovanou velikost. Funkce multi-touch, kterou na internetu demonstruje velký počet videoukázek, byla integrována i do Windows 7. Samotný termín přitom pochází od Applu – nikoli překvapivě, vzhledem k tomu, že zřetelným rukopisem této společnosti je design jednoduchých a zároveň co nejpřirozenějších rozhraní. Apple se přitom v poslední době možná paradoxně stává v jistém smyslu brzdou vývoje – důvodem je skutečnost, že americký patentový úřad uznal Applu tzv. "iPhone patent". Ten umožňuje společnosti Apple zažalovat konkurenční firmy, jejichž dotykové ovládání se příliš podobá stylu iPhonu. Je jasné, že menší firmy se ze strachu z právníků společnosti Apple raději nebudou do dotykových displejů pouštět.
Microsoft se však ve svých inovativních projektech snaží technologii multi-touch nahradit nebo pozměnit. Ta má, jako ostatně všechno, i své nevýhody – při vícedotykovém malování třeba do 17palcového displeje za chvíli bolí ruce, na obrazovce kromě toho zůstávají šmouhy, prstem si zakrýváte informace na obrazovce. Ke stolu Surface je zase potřeba se sklánět a mít tak neustále ohnutá záda.

Počítačová myš nové úrovně

Microsoft proto nyní přichází s projektem Mouse 2.0, který má obyčejnou počítačovou myš posunout na vyšší úroveň. Bylo demonstrováno pět prototypů nových počítačových myší, jejichž cílem je vytlačit vícedotykové obrazovky z trhu – což je možná trochu překvapivý záměr, vzhledem k tomu, že podporu této technologie obsahuje i operační systém Microsoftu.
Jak celá věc vypadá v praxi? Namísto toho, aby byla funkce multi-touch součástí LCD panelu, je integrována přímo do vstupního zařízení – v tomto případě do počítačové myši. Uvnitř přístroje se skrývá kamera, která skrze průhledný povrch snímá pohyby prstů uživatele. Jeden z prototypů, nazvaný Orb Mouse, je určen především pro hráče. Interní kamera myši sleduje ruku uživatele po celém svém povrchu, díky čemuž umožňuje vykonávat činnosti, které bylo doposud možné provádět jenom pomocí klávesnice. Microsoft prezentoval ještě další čtyři modely, určené speciálně k ovládání grafického uživatelského rozhraní nebo například pro manipulaci s 3D objekty.
Nové prototypy demonstrují efektivnější využití vícedotykové technologie, aniž by byl uživatel "nalepený" na displeji a zamazával jeho povrch prsty. Každý z prototypů má jiný přístup k dotykové technologii, jiný způsob provedení a dotykového chování. Snad jediný otazník se vznáší nad ergonomií: vyvstává obava, že po několika minutách ovládání Mouse 2.0 bude mít uživatel ruce a prsty unavené stejně jako při použití vícedotykového displeje.

Zacvičte si tai-či

Vývojáři se ale snaží dostat ještě dále. Tým evropských výzkumníků kupříkladu pracuje na futuristickém projektu TAI-CHI – název připomínající starodávné čínské cvičení pro posílení těla i mysli je v tomto případě zkratkou slov "Tangible Acoustic Interfaces for Computer-Human Interaction", tedy přeloženo "hmatatelná akustická rozhraní pro interakci člověka a počítače". Účastníci projektu tvrdí, že při interakci s dotykovými přístroji (např. s handheldy, displeji, notebooky) jsme omezeni jenom na displej zařízení, a tudíž na malý výsek prostoru. Cílem je vytvořit hmatatelné rozhraní, kdy by byla možná interakce prostřednictvím jakéhokoli povrchu. Mohli bychom tak do rukou vzít třeba glóbus a začít s ním různě otáčet, což by sloužilo k ovládání virtuálního modelu zeměkoule zobrazeného na monitoru. Stejně tak by pro interakci mohl posloužit jakýkoli povrch, stůl nebo stěna. Autoři výzkumu přirovnávají TAI-CHI k systému sonarů, vypočítávajícímu místo dotyku podle posunu odražených zvukových vln.
Systém TAI-CHI by tak mohl nahradit touchpady, tablety či jiná polohovací zařízení. V budoucnu tedy možná před sebou budeme mít prázdný stůl bez jakýchkoli periferií, do něhož budeme jenom ťukat a posouvat se po něm prstem – technologií multi-touch by tak bylo vybaveno celé naše bezprostřední okolí.
AUTOR@CHIP.CZ


IFSR: ROZLIŠÍ ÚDER OD POHLAZENÍ
Schopnost multi-touch samozřejmě není nikterak horkou novinkou. Tým výzkumníků z Univerzity v New Yorku však nyní přichází s rozhraním, které je vícedotykové a které navíc dokáže rozpoznat i vyvinutý tlak. Technologie dostala název IFSR (Interpolating Force Sensitive Resistance) a vyvinuli ji Ken Perlin a Ilya Rosenberg. Rozhraní využívá speciální, na tlak citlivé rezistory. Vrstvy z těchto rezistorů jsou umístěny na dvou deskách, které jsou přitlačeny k sobě. Čím vyšší bude tlak v určitém místě, tím větší bude styčná plocha obou desek a tím více elektrického proudu poteče z jedné desky na druhou. Změřímeli elektrický proud, můžeme určit sílu tlaku, která byla vyvinuta.
Vícedotyková zařízení s technologií IFSR přinášejí některé výhody, například nízkou spotřebu energie a také nižší cenu. Multidotykové vrstvy IFSR najdou široké uplatnění od počítačů po hudební nástroje. Protože rozpoznají tvar objektu, dokáží rozlišit například mezi plochou ruky a hrotem pera.
Komercionalizaci technologie IFSR má na starosti společnost Touchco, kterou však nedávno koupila firma Amazon. Dá se očekávat, že díky této akvizici by mohly být přidány dotykové vlastnosti čtečce elektronických knih Kindle, aby Amazon lépe obstál v konkurenčním boji se společností Apple a jejím nedávno uvedeným zařízením iPad.

Foto: Rezistory: Při stlačení v určitém místě bude mezi dvěma deskami protékat více elektrického proudu. Jeho změřením lze vypočítat vyvinutý tlak.


Foto: První pokusy: Terminál počítače Plato IV z roku 1972 obsahoval dotykové pole o rozměrech 16 × 16 bodů.
Foto: LucidTouch: Toto rozhraní se snaží řešit častý problém dotykových displejů, kdy si uživatel prstem zakrývá grafiku na obrazovce. Zařízení se uživatel dotýká zezadu, jeho prsty jsou snímány kamerou. Systém vytváří efekt pseudoprůhlednosti – na displeji vepředu se zobrazí jakési "stíny" prstů.