Touchpad

Το touchpad ή το trackpad είναι μια συσκευή κατάδειξης που διαθέτει έναν απτικό αισθητήρα, μια εξειδικευμένη επιφάνεια που μπορεί να μεταφράσει την κίνηση και τη θέση των δακτύλων ενός χρήστη σε μια σχετική θέση στο λειτουργικό σύστημα που μεταφέρεται στην οθόνη. Οι επιφάνειες αφής είναι ένα κοινό χαρακτηριστικό των φορητών υπολογιστών σε αντίθεση με τη χρήση ποντικιού σε επιτραπέζιο υπολογιστή και χρησιμοποιούνται επίσης ως υποκατάστατο ενός ποντικιού όπου ο χώρος στο γραφείο είναι σπάνιος. Επειδή ποικίλλουν σε μέγεθος, μπορούν επίσης να βρεθούν σε προσωπικούς ψηφιακούς βοηθούς (PDA) και σε ορισμένες φορητές συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων. Τα ασύρματα επιφάνειες αφής είναι επίσης διαθέσιμα ως αποσπώμενα αξεσουάρ.
Λειτουργία και λειτουργία
Οι επιφάνειες αφής λειτουργούν με έναν από τους πολλούς τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της χωρητικής ανίχνευσης ή της οθόνης αφής με αντίσταση. Η πιο κοινή τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε τη δεκαετία του 2010 ανιχνεύει την αλλαγή της χωρητικότητας όταν ένα δάχτυλο αγγίζει το μαξιλάρι. Οι επιφάνειες αφής που βασίζονται σε χωρητικότητα δεν θα αισθάνονται την άκρη ενός μολυβιού ή άλλων παρόμοιων μη γειωμένων ή μη αγώγιμων εργαλείων. Τα δάχτυλα που μονώνονται με γάντι μπορεί επίσης να είναι προβληματικά και τα χωρητικά επιφάνειες αφής χρησιμοποιούνται σπάνια ως συσκευές κατάδειξης για ιατρικό υλικό. [1]

Ενώ οι επιφάνειες αφής, όπως οι οθόνες αφής, μπορούν να ανιχνεύουν την απόλυτη θέση, η ανάλυση περιορίζεται από το μέγεθός τους. Για κοινή χρήση ως συσκευή δείκτη, η κίνηση σύρματος ενός δακτύλου μεταφράζεται σε μια πιο λεπτή, σχετική κίνηση του δρομέα στην έξοδο προς την οθόνη του λειτουργικού συστήματος, ανάλογη με τον χειρισμό ενός ποντικιού που ανασηκώνεται και τοποθετείται ξανά. μια επιφάνεια. Τα κουμπιά υλικού που ισοδυναμούν με το αριστερό και το δεξί κουμπί ενός τυπικού ποντικιού είναι τοποθετημένα δίπλα στην επιφάνεια αφής.

Ορισμένες επιφάνειες αφής και το σχετικό λογισμικό προγράμματος οδήγησης συσκευής μπορεί να ερμηνεύσουν το πάτημα του πληκτρολογίου ως κλικ του ποντικιού και ένα πάτημα που ακολουθείται από μια συνεχή κίνηση κατάδειξης (ένα "κλικ και μισό") μπορεί να υποδηλώνει σύρσιμο.[2] Οι επιφάνειες αφής επιτρέπουν το κλικ και το σύρσιμο ενσωματώνοντας τη λειτουργία κουμπιών στην επιφάνεια της ίδιας της επιφάνειας αφής.[3][4] Για να επιλέξετε, πατάτε κάτω στην επιφάνεια αφής αντί για ένα φυσικό κουμπί. Για να σύρετε, αντί να εκτελέσετε την τεχνική "κλικ και μισό", ο χρήστης πιέζει προς τα κάτω ενώ βρίσκεται στο αντικείμενο, σέρνει χωρίς να απελευθερώσει πίεση και αφήνει να πάει όταν τελειώσει. Τα προγράμματα οδήγησης της επιφάνειας αφής μπορούν επίσης να επιτρέψουν τη χρήση πολλών δακτύλων για την εξομοίωση των άλλων κουμπιών του ποντικιού (συνήθως χτύπημα με δύο δάχτυλα για το κεντρικό κουμπί).

Οι επιφάνειες αφής ονομάζονται επιφάνειες κλικ εάν δεν διαθέτουν φυσικά κουμπιά, αλλά αντ' αυτού στηρίζονται σε "κουμπιά λογισμικού". Φυσικά ολόκληρο το clickpad σχημάτιζε ένα κουμπί, λογικά ο οδηγός ερμηνεύει ένα κλικ ως αριστερό ή δεξιό κλικ κουμπιού ανάλογα με την τοποθέτηση των δακτύλων.[5]

Ορισμένες επιφάνειες αφής έχουν "hotspots", θέσεις στην επιφάνεια αφής που χρησιμοποιούνται για λειτουργικότητα πέρα ​​από το ποντίκι. Για παράδειγμα, σε ορισμένες επιφάνειες αφής, η μετακίνηση του δακτύλου κατά μήκος μιας άκρης της επιφάνειας αφής θα λειτουργεί ως τροχός κύλισης, ελέγχοντας τη γραμμή κύλισης και μετακινώντας το παράθυρο που έχει την εστίαση, κάθετα ή οριζόντια. Πολλές επιφάνειες αφής χρησιμοποιούν σύρσιμο με δύο δάχτυλα για κύλιση. Επίσης, ορισμένα προγράμματα οδήγησης επιφάνειας αφής υποστηρίζουν ζώνες βρύσης, περιοχές όπου ένα πάτημα θα εκτελέσει μια λειτουργία, για παράδειγμα, παύση ενός προγράμματος αναπαραγωγής πολυμέσων ή εκκίνηση μιας εφαρμογής. Όλες αυτές οι λειτουργίες υλοποιούνται στο λογισμικό προγράμματος οδήγησης της συσκευής touchpad και μπορούν να απενεργοποιηθούν.
Ιστορία
Μέχρι το 1982, οι επιτραπέζιοι υπολογιστές Apollo ήταν εξοπλισμένοι με μια επιφάνεια αφής στη δεξιά πλευρά του πληκτρολογίου.[6] Παρουσιάστηκε ένα χρόνο αργότερα, το 1983, ο πρώτος φορητός υπολογιστής με μπαταρία clamshell, ο Gavilan SC περιελάμβανε ένα touchpad, το οποίο ήταν τοποθετημένο πάνω από το πληκτρολόγιό του και όχι κάτω, κάτι που έγινε ο κανόνας.

Η σειρά MC 200/400/600/WORD της Psion,[7] που παρουσιάστηκε το 1989, ήρθε με μια νέα συσκευή εισόδου που αντικαθιστά το ποντίκι παρόμοια με ένα touchpad,[8] αν και μοιάζει περισσότερο με tablet γραφικών, καθώς ο δρομέας τοποθετήθηκε κάνοντας κλικ σε ένα συγκεκριμένο σημείο του μαξιλαριού, αντί να το μετακινήσετε προς την κατεύθυνση ενός εγκεφαλικού επεισοδίου.

Οι φορητοί υπολογιστές με touchpad κυκλοφόρησαν στη συνέχεια από τους Olivetti και Triumph-Adler το 1992.[9] Η Cirque παρουσίασε την πρώτη ευρέως διαθέσιμη επιφάνεια αφής, με την επωνυμία GlidePoint, το 1994.[10][11] Η Apple εισήγαγε touchpad με μοντέρνα τοποθέτηση στη σειρά PowerBook 500 το 1994, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία GlidePoint του Cirque,[12][13] την οποία η Apple αναφέρει ως "trackpad". αντικατέστησε το trackball προηγούμενων μοντέλων PowerBook. Από το 2008, οι αναθεωρήσεις της Apple για τα MacBook και MacBook Pro ενσωμάτωσαν ένα σχέδιο "Απτικής επιφάνειας αφής" με κουμπί ενσωματωμένο στην επιφάνεια παρακολούθησης[3][4][14] (ολόκληρη η επιφάνεια αφής λειτουργεί ως κουμπί με δυνατότητα κλικ).[15]

Ένας άλλος πρώιμος υιοθέτης της συσκευής κατάδειξης GlidePoint ήταν ο Sharp.[10] Αργότερα, η Synaptics εισήγαγε την επιφάνεια αφής της στην αγορά, επωνυμίασε το TouchPad και η Epson υιοθέτησε πρώιμα αυτό το προϊόν με το ActionNote.[10]

Ένα touchpad σε φορητό υπολογιστή Sony Vaio από τις αρχές της δεκαετίας του 2000, ένα πρώιμο παράδειγμα ενός σύγχρονου φορητού υπολογιστή αφής.
Καθώς τα touchpads άρχισαν να εισάγονται σε φορητούς υπολογιστές τη δεκαετία του 1990, υπήρχε συχνά σύγχυση ως προς το πώς θα έπρεπε να ονομάζεται το προϊόν. Δεν χρησιμοποιήθηκε συνεπής όρος και οι αναφορές διέφεραν, όπως: σημείο ολίσθησης, συσκευή εισόδου ευαίσθητη στην αφή, επιφάνεια αφής, επιφάνεια αφής και συσκευή κατάδειξης.[16][17][18]

Οι χρήστες είχαν συχνά την επιλογή να αγοράσουν ένα μοχλό κατάδειξης, ένα touchpad ή ένα trackball. Οι συνδυασμοί των συσκευών ήταν συνηθισμένοι, αν και τα touchpad και τα trackball σπάνια περιλαμβάνονταν μαζί.[19] Από τις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι επιφάνειες αφής έχουν γίνει η κυρίαρχη συσκευή κατάδειξης φορητών υπολογιστών, καθώς οι περισσότεροι φορητοί υπολογιστές καταναλωτών που παράγονται κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου περιλαμβάνουν μόνο επιφάνειες αφής, μετατοπίζοντας το μοχλό κατάδειξης.

Χρήση σε συσκευές

Οπτικό trackpad του BlackBerry Curve 8520 στον κόκκινο κύκλο.

Ένα tablet Microsoft Surface. Το touchpad είναι το ορθογώνιο κοντά στο κάτω μέρος του γκρι πληκτρολογίου.
Τα touchpad χρησιμοποιούνται κυρίως σε αυτόνομους φορητούς φορητούς υπολογιστές και δεν απαιτούν επίπεδη επιφάνεια κοντά στο μηχάνημα. Η επιφάνεια αφής βρίσκεται κοντά στο πληκτρολόγιο και απαιτούνται σχετικά σύντομες κινήσεις των δακτύλων για να μετακινήσετε τον κέρσορα στην οθόνη. Αν και είναι πλεονεκτικό, αυτό καθιστά επίσης δυνατό για την παλάμη ή τον καρπό του χρήστη να μετακινεί κατά λάθος τον κέρσορα του ποντικιού κατά την πληκτρολόγηση. Οι φορητοί υπολογιστές σήμερα διαθέτουν επιφάνειες αφής πολλαπλής αφής που μπορούν να ανιχνεύσουν σε ορισμένες περιπτώσεις έως και πέντε δάχτυλα ταυτόχρονα, παρέχοντας περισσότερες επιλογές για εισαγωγή, όπως τη δυνατότητα εμφάνισης του μενού περιβάλλοντος πατώντας δύο δάχτυλα, σύροντας δύο δάχτυλα για κύλιση ή χειρονομίες για μεγέθυνση/ έξω ή περιστρέψτε. Οι επιφάνειες αφής με φυσικά κουμπιά είναι πλέον επιλογή μόνο για επαγγελματικούς/επαγγελματικούς φορητούς υπολογιστές.

Οι μονοδιάστατες επιφάνειες αφής είναι η κύρια διεπαφή ελέγχου για την πλοήγηση στο μενού σε φορητές συσκευές αναπαραγωγής μουσικής iPod Classic και πρόσθετη μέθοδος εισαγωγής σε ορισμένα tablet Wacom digitizer, όπου αναφέρονται ως "τροχοί κλικ", καθώς αντιλαμβάνονται την κίνηση μόνο κατά μήκος ενός άξονα, ο οποίος είναι τυλιγμένο σαν τροχός. Η Creative Labs χρησιμοποιεί επίσης ένα touchpad για τη σειρά Zen των MP3 player, ξεκινώντας με το Zen Touch. Η σειρά προϊόντων Microsoft Zune δεύτερης γενιάς (το Zune 80/120 και το Zune 4/8) χρησιμοποιεί την αφή για το Zune Pad.

Τα touchpad υπάρχουν επίσης για επιτραπέζιους υπολογιστές ως εξωτερικό περιφερειακό, αν και σπάνια εμφανίζονται. Αλλά το επίπεδο επιφάνειας αφής μπορεί να ενσωματωθεί με το tablet γραφικών ως πρόσθετη επιλογή εισόδου.

Τα εξωτερικά πληκτρολόγια υπολογιστών μπορούν να εξοπλιστούν με ενσωματωμένα πληκτρολόγια αφής[20] (ιδιαίτερα πληκτρολόγια προσανατολισμένα για χρήση HTPC) και ορισμένα πληκτρολόγια μπορούν να έχουν μόνο επιφάνεια εισόδου αφής αντί για κουμπιά υλικού (ως τυπική λύση για καθαρά δωμάτια).[21]

Τα κύρια οπτικά επιφάνειες αφής μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μέρος υπερφορητών ηλεκτρονικών συσκευών. Ορισμένοι φορητοί υπολογιστές χειρός και πρώιμα smartphone μπορούν να εξοπλιστούν με οπτικά επιφάνειες αφής.

Θεωρία λειτουργίας
Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι με τους οποίους λειτουργούν τα touchpad. [απαιτείται παραπομπή] Στην προσέγγιση μήτρας, μια σειρά αγωγών είναι διατεταγμένες σε μια σειρά παράλληλων γραμμών σε δύο στρώματα, που χωρίζονται από έναν μονωτή και διασταυρώνονται ο ένας τον άλλον σε ορθή γωνία για να σχηματίσουν ένα πλέγμα . Ένα σήμα υψηλής συχνότητας εφαρμόζεται διαδοχικά μεταξύ των ζευγών σε αυτή τη δισδιάστατη συστοιχία πλέγματος. Το ρεύμα που διέρχεται μεταξύ των κόμβων είναι ανάλογο της χωρητικότητας. Όταν μια εικονική γείωση, όπως ένα δάκτυλο, τοποθετείται πάνω από μια από τις τομές μεταξύ του αγώγιμου στρώματος, μέρος του ηλεκτρικού πεδίου διακλαδίζεται σε αυτό το σημείο γείωσης, με αποτέλεσμα μια αλλαγή στη φαινομενική χωρητικότητα σε αυτήν τη θέση. Αυτή η μέθοδος έλαβε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ΗΠΑ 5,305,017 που απονεμήθηκε στον George Gerpheide τον Απρίλιο του 1994.

Η μέθοδος χωρητικής διακλάδωσης, που περιγράφεται σε μια σημείωση εφαρμογής από τον κατασκευαστή Analog Devices,[22] ανιχνεύει την αλλαγή στη χωρητικότητα μεταξύ ενός πομπού και του δέκτη που βρίσκονται στις απέναντι πλευρές του αισθητήρα. Ο πομπός δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο το οποίο ταλαντώνεται στα 200–300 kHz. Εάν ένα σημείο γείωσης, όπως το δάκτυλο, τοποθετηθεί μεταξύ του πομπού και του δέκτη, ορισμένες από τις γραμμές πεδίου αποκλείονται, μειώνοντας τη φαινομενική χωρητικότητα.

Τα trackpad όπως αυτά που βρίσκονται σε ορισμένα smartphone Blackberry λειτουργούν οπτικά, όπως ένα οπτικό ποντίκι υπολογιστή.

Συσκευές εισόδου Η/Υ