À portée des doigts

2008/01/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Combien de boutons et de touches frappons-nous par jour ? La réponse dépendra du travail que vous réalisez et du mode de vie que vous portez. Mais dans cette société, il y aura peu de gens qui ne frappent pas chaque jour un bouton.

Les boutons n'ont pas de mystères spéciaux. Ils sont toujours au même endroit et chacun a une fonction particulière. D'une manière ou d'une autre, en appuyant sur le bouton nous activerons quelque chose qui exécute cette fonction ; quelque chose qui est derrière le bouton. Dans de nombreux cas, nous verrons sur un écran ce que nous avons obtenu avec ce bouton. Dans le cas des écrans tactiles, au contraire, il faut agir sur l'écran lui-même. Ils n'ont ni bouton ni touche, juste une surface. Mais comment savez-vous un écran tactile où nous avons placé le doigt? Qu'y a-t-il derrière cet écran ?

En une touche

Car pas par derrière, la clé est dans le plus ancien système d'écrans tactiles. Le système infrarouge est le plus ancien et peut-être le plus facile à comprendre. Sur les bords de l'écran, des émetteurs et des récepteurs forment un réseau. C'est-à-dire, sur deux côtés consécutifs --vertical et horizontal - il y a des diodes émettrices de lumière infrarouge avec des récepteurs opposés. Ainsi, les rayons infrarouges horizontaux et verticaux forment un réseau sur la surface de l'écran. Et quand le doigt ou tout autre objet touche l'écran coupe au moins un rayon horizontal et une verticale. L'ordinateur ne doit détecter les rayons qui ont été brisés pour savoir où ils ont touché.

Le système est très simple et ne obscurcit pas du tout l'écran, il n'affecte donc pas la qualité de l'image. Ceux-ci et les avantages de ce système sont d'avoir des écrans très permanents. Mais ils sont chers, ils occupent beaucoup de volume et ne supportent rien la saleté. Et ils sont très sensibles aux fausses frappes : si une mouche était placée sur l'écran, par exemple, ils la considéreraient comme une pulsation.

Il existe actuellement de nombreuses autres technologies pour la construction d'écrans tactiles. Les trois plus utilisés sont les écrans tactiles résistifs, capacitifs et d'ondes acoustiques superficielles (SAW).

Les trois plus utilisés sont les écrans de contact résistifs. Elles sont composées de deux couches principales: sur une feuille rigide - comme le verre - elles présentent une autre feuille flexible --polyester -. Deux plaques présentent un revêtement métallique transparent - généralement d'indien et d'oxyde d'étain (ITO) - à l'intérieur et sont séparées par des points isolants, laissant un petit écart entre deux lames. Le courant électrique est appliqué le long de ces revêtements métalliques. En appuyant sur la plaque supérieure flexible, les deux revêtements conducteurs sont en contact, ce qui provoque un changement dans le courant électrique. Ainsi, un contrôleur électronique qui mesure le changement de résistance transforme ce changement en coordonnées x et y.

En plus du doigt, tout objet peut être utilisé pour actionner l'écran, mais les objets durs et pointus peuvent endommager le revêtement de la plaque supérieure flexible. Ces écrans sont également affectés par la lumière ultraviolette et perdent flexibilité et transparence. En outre, ils sont résistants à la poussière et à l'eau, ils sont bon marché et fiables. Ils sont aujourd'hui largement utilisés dans les applications industrielles, commerciales, PDA et autres appareils électroniques.

Le placement de plusieurs couches sur l'écran réduit la luminosité et affecte directement la qualité de l'image. C'est parce que vous perdez 25% de la luminosité de l'écran. Sur les écrans tactiles capacitifs, 90% de la lumière est transmise. Ces écrans ont une seule couche supplémentaire. Sur le verre de l'écran il y a un revêtement métallique transparent qui a la capacité de stocker directement la charge électrique (capacité). En touchant l'utilisateur avec le doigt l'écran, une partie de la charge est assumée par l'utilisateur, diminuant la charge de la couche capacitive. Ce changement de charge est mesuré par des circuits électroniques situés aux quatre coins et, à partir de la différence de charge relative de chaque bord, l'ordinateur calcule où le contact a eu lieu.

Dans ce cas, vous devez toucher avec votre doigt nu ou être conducteur si vous utilisez un crayon. Comme déjà mentionné, les écrans capacitifs offrent une grande luminosité et ne sont pas affectés par des éléments externes. Cependant, le traitement des signaux exige une électronique assez complexe qui juge ces écrans.

Enfin, les écrans d'ondes acoustiques superficiels utilisent un système similaire à celui d'infrarouge, mais au lieu d'utiliser la lumière infrarouge, des ultrasons sont transmis sur la surface de l'écran. Un transducteur émet une onde acoustique horizontale et une onde verticale. Ces deux ondes sont réflecteurs acoustiques pour les distribuer sur toute la surface de l'écran. Les ondes ne sont pas émises en continu, mais à impulsion, et sont détectées par certains capteurs. Quand un doigt est interposé, il absorbe l'énergie des ondes et celles-ci s'affaiblissent. Ainsi, en détectant les ondes atténuées par les capteurs, l'ordinateur calcule les coordonnées du point affecté. En outre, vous pouvez calculer z en plus des coordonnées x et y. Plus la pression est élevée, plus l'énergie absorbe le doigt.

Ces écrans sont les plus modernes et coûteux que nous avons vu. Aussi ceux qui donnent l'image la plus claire. Il n'y a pas de couche sur l'écran, donc aucune luminosité n'est perdue. Et faute de couverture, il n'y a pas de risque de dommages. D'autre part, des doigts ou des crayons souples seront utilisés. Les objets fins et durs, comme les crayons forts, ne servent pas. Et ils ne supportent pas bien la saleté, la poussière et l'eau.

La plupart des écrans actuellement utilisés sont de ces trois types. Mais la technologie du contact ne s'arrête pas là. Au cours des dernières années, ils ont beaucoup progressé et le toucher prend de l'ampleur dans le monde des nouvelles technologies.

Dix doigts

"Avec les ordinateurs actuels, il semble que nous sommes tous Napoléon et avec la main gauche dans la chemise, mais beaucoup de choses sont faites beaucoup mieux avec les deux mains. Les écrans tactiles sont un pont entre le monde virtuel et le monde physique ». Ce sont des mots de Bill Buxton, le père des écrans multitactiles.

Jusqu'à récemment, les écrans tactiles pouvaient détecter une seule pression. Après tout, au lieu de cliquer avec une souris, ils proposaient de cliquer directement avec le doigt. Sur les écrans multitactiles, il peut y avoir plus d'un doigt en même temps, plus d'une main ou plus d'une personne.

La recherche et le développement des technologies de la diversité tactile a commencé dans les années 80. Mais l'année dernière, lors du congrès TED 2006, le chercheur Jeff Han de l'Université de New York a surpris tout le monde en présentant son propre écran. Sur son écran, il montrait et manipulait des images, comme s'il touchait vraiment les mains, en disant "en fait, nous devrions les manipuler ainsi"; et il dessinait des lignes avec plusieurs doigts, il manipulait les claviers virtuels qui apparaissaient sur l'écran, il prenait une image satellite et la mode, l'agrandissait, la mettait en trois dimensions, le zoom… tout avec ses mains.

L'idée de développer cette technologie lui est venue avec un verre d'eau. Il a réalisé que dans les points de contact de la main avec la forêt la lumière se reflétait différemment. Il a rappelé que dans les fibres optiques la lumière est transportée en rebondissant sur les parois intérieures de la fibre jusqu'à ce qu'elle sorte de l'extrémité qui peut être à plusieurs kilomètres. Ce phénomène est appelé réflexion interne complète.

Ainsi, si la lumière était transportée sur une surface de verre, comme dans la fibre optique, et quelque chose, comme un doigt, l'empêchait, comme dans la forêt, la lumière ne rebondirait pas : une partie l'absorberait le doigt et une autre partie le reflèterait dehors. Car c'est le mécanisme qui a employé Han (toute la réflexion interne obstruée) pour développer son écran tactile.

Il a placé des diodes LED sur un côté à une planche acrylique et a monté une caméra infrarouge derrière la planche. Ainsi, en plaçant un doigt sur la table qui a la lumière à l'intérieur, la lumière qui sort à l'extérieur réfléchie est capturée par l'appareil, de forme pixellisée. De plus, plus la pression du doigt est élevée, plus la caméra est captée. L'écran de Han convertit le contact en lumière. Enfin, grâce à un logiciel, les formes et les tailles détectées par la caméra sont mesurées et coordonnées.

Ce mécanisme simple et efficace permet de construire des écrans de différentes tailles et applications : tableaux interactifs, tables, murs numériques, etc. Pour cela, il a créé la société Perceptive Pixel.

Mais les grandes entreprises de nouvelles technologies ne dorment pas non plus. Microsoft a présenté en mai 2007 la table Microsoft Surface, de technologie très similaire, qui prévoit de commercialiser au printemps 2008. La surface de cette table est un écran sur lequel on peut manipuler avec les mains des images, des cartes, etc. Et il a également la capacité de connaître les objets qui sont placés au-dessus. Ainsi, par exemple, pour télécharger des photos d'un appareil photo numérique avec wifi, il suffirait de laisser l'appareil photo sur la table. La même chose avec les mobiles...

Et précisément sur les mobiles, Apple a lancé sa propre technologie multi-tactile. L'i-phone est un mobile de dernière génération qui dispose, entre autres, d'un écran tactile, comme la version i-pod touch du lecteur mp3 à succès de la société elle-même.

Il semble que nous sommes dans un film de science-fiction, contrôlant les machines seulement avec le mouvement des mains. Vous souvenez-vous de Tom Cruise dans Minority Report ? Car la technologie de contact arrive à quelque chose de semblable. Et oui, tout cela est réel.