Det er svært at tro, at touchscreen-teknologi for blot et par årtier siden kun fandtes i science fiction-bøger og film. I dag er det næsten ubegribeligt, hvordan vi engang kunne klare vores daglige opgaver uden en trofast tablet eller smartphone i nærheden, men det stopper ikke her. Touchskærme findes virkelig overalt. Hjem, biler, restauranter, butikker, fly, hvor som helst – de fylder vores liv i offentlige og private rum.
Det tog generationer og flere store teknologiske fremskridt, før touchscreens opnåede denne form for tilstedeværelse. Selv om den underliggende teknologi bag touchscreens kan spores tilbage til 1940’erne, er der masser af beviser, der tyder på, at touchscreens ikke var gennemførlige før mindst 1965. Populære science fiction-tv-serier som Star Trek refererede ikke engang til teknologien, før Star Trek: The Next Generation havde premiere i 1987, næsten to årtier efter at touchscreen-teknologien overhovedet blev anset for mulig. Men deres medtagelse i serien fulgte udviklingen i den teknologiske verden, og i slutningen af 1980’erne syntes touchscreens endelig at være realistiske nok til, at forbrugerne rent faktisk kunne anvende teknologien i deres egne hjem.
Denne artikel er den første i en serie i tre dele om touchscreen-teknologiens rejse fra fiktion til virkelighed. De første tre årtier med berøring er vigtige at reflektere over for virkelig at kunne sætte pris på den multitouch-teknologi, som vi er så vant til at have i dag. I dag vil vi se på, hvornår disse teknologier først opstod, og hvem der introducerede dem, og vi vil desuden diskutere flere andre pionerer, som spillede en stor rolle i udviklingen af touch. Fremtidige indlæg i denne serie vil undersøge, hvordan ændringerne i berøringsskærme har ført til vigtige enheder for vores liv i dag, og hvor teknologien kan føre os hen i fremtiden. Men først skal vi sætte fingeren på skærmen og rejse til 1960’erne.
- 1960’erne: Den første touchscreen
- 1970’erne: Selvom kapacitive berøringsskærme blev udviklet først, blev de i de første år af berøringen overskygget af resistive berøringsskærme. Den amerikanske opfinder Dr. G. Samuel Hurst udviklede næsten tilfældigt resistive touchscreens. Berea College Magazine for alumni beskrev det således: For at studere atomfysik brugte forskerholdet en overbelastet Van de Graff-accelerator, der kun var tilgængelig om natten. Besværlige analyser bremsede deres forskning. Sam fandt på en måde at løse dette problem på. Han, Parks og Thurman Stewart, en anden ph.d.-studerende, brugte elektrisk ledende papir til at aflæse et par x- og y-koordinater. Denne idé førte til den første berøringsskærm til en computer. Med denne prototype kunne hans studerende på få timer beregne det, som ellers havde taget dage at udføre.
- 1980’erne:
- 1990’erne: Touchscreens til alle!
- 2000’erne og fremefter
- 2001: Alias|Wavefronts gesturbaserede PortfolioWall
- 2002: I 2002 introducerede Sony en flad indtastningsflade, der kunne genkende flere håndpositioner og berøringspunkter på samme tid. Virksomheden kaldte den SmartSkin. Teknologien fungerede ved at beregne afstanden mellem hånden og overfladen ved hjælp af kapacitiv aftastning og en mesh-formet antenne. I modsætning til det kamerabaserede system til genkendelse af bevægelser i andre teknologier var alle sensorelementerne integreret i berøringsfladen. Det betød også, at det ikke ville fungere dårligt under dårlige lysforhold. Det endelige mål med projektet var at omdanne overflader, der bruges hver dag, som f.eks. et almindeligt bord eller en væg, til interaktive overflader ved hjælp af en pc i nærheden. Teknologien gjorde dog mere for den kapacitive berøringsteknologi, end det måske var hensigten, bl.a. ved at indføre flere kontaktpunkter. Hvordan SmartSkin registrerede gestus. Sony Computer Science Laboratories, Inc.
- 2002-2004:
- 2006:
- 2008: Microsoft Surface
- Touch i dag – og i morgen?
1960’erne: Den første touchscreen
Historikere mener generelt, at den første fingerdrevne touchscreen blev opfundet af E.A. Johnson i 1965 på Royal Radar Establishment i Malvern i Det Forenede Kongerige. Johnson beskrev oprindeligt sit arbejde i en artikel med titlen “Touch display-a novel input/output device for computers”, der blev offentliggjort i Electronics Letters. Artiklen indeholdt et diagram, der beskrev en type berøringsskærmsmekanisme, som mange smartphones bruger i dag – det, vi nu kender som kapacitiv berøring. To år senere uddybede Johnson teknologien yderligere med fotografier og diagrammer i artiklen “Touch Displays: A Programmed Man-Machine Interface”, der blev offentliggjort i Ergonomics i 1967.
Et kapacitivt berøringsskærmpanel bruger en isolator, som f.eks. glas, der er belagt med en gennemsigtig leder som f.eks. indiumtinoxid (ITO). Den “ledende” del er normalt en menneskelig finger, som giver en fin elektrisk leder. Johnsons oprindelige teknologi kunne kun behandle én berøring ad gangen, og det, vi i dag ville beskrive som “multitouch”, var stadig et stykke vej væk. Opfindelsen var også binær i sin fortolkning af berøring – grænsefladen registrerede enten kontakt eller ikke kontakt. Trykfølsomhed kom først langt senere.
Selv uden de ekstra funktioner havde den tidlige idé med berøringsgrænsefladen nogle interesserede. Johnsons opdagelse blev i sidste ende indført af flyveledere i Storbritannien og forblev i brug indtil slutningen af 1990’erne.
1970’erne: Selvom kapacitive berøringsskærme blev udviklet først, blev de i de første år af berøringen overskygget af resistive berøringsskærme. Den amerikanske opfinder Dr. G. Samuel Hurst udviklede næsten tilfældigt resistive touchscreens. Berea College Magazine for alumni beskrev det således:
For at studere atomfysik brugte forskerholdet en overbelastet Van de Graff-accelerator, der kun var tilgængelig om natten. Besværlige analyser bremsede deres forskning. Sam fandt på en måde at løse dette problem på. Han, Parks og Thurman Stewart, en anden ph.d.-studerende, brugte elektrisk ledende papir til at aflæse et par x- og y-koordinater. Denne idé førte til den første berøringsskærm til en computer. Med denne prototype kunne hans studerende på få timer beregne det, som ellers havde taget dage at udføre.
For at studere atomfysik brugte forskerholdet en overbelastet Van de Graff-accelerator, der kun var tilgængelig om natten. Besværlige analyser bremsede deres forskning. Sam fandt på en måde at løse dette problem på. Han, Parks og Thurman Stewart, en anden ph.d.-studerende, brugte elektrisk ledende papir til at aflæse et par x- og y-koordinater. Denne idé førte til den første berøringsskærm til en computer. Med denne prototype kunne hans studerende på få timer beregne det, som ellers havde taget dage at udføre.
Hurst og forskerholdet havde arbejdet på University of Kentucky. Universitetet forsøgte at indgive patent på hans vegne for at beskytte denne tilfældige opfindelse mod kopiering, men dens videnskabelige oprindelse fik den til at virke som om, at den ikke var så anvendelig uden for laboratoriet.
Hurst havde dog andre idéer. “Jeg tænkte, at den kunne være nyttig til andre ting,” sagde han i artiklen. I 1970, efter at han var vendt tilbage til sit arbejde på Oak Ridge National Laboratory (ORNL), begyndte Hurst et eksperiment efter lukketid. I sin kælder gik Hurst og ni venner fra forskellige andre fagområder i gang med at forfine det, der tilfældigvis var blevet opfundet. Gruppen kaldte sit spæde projekt for “Elographics”, og holdet opdagede, at en berøringsskærm på en computerskærm var en fremragende interaktionsmetode. Alt, hvad skærmen behøvede, var en ledende dækplade, der kunne skabe kontakt med den plade, der indeholdt X- og Y-aksen. Ved at trykke på dækpladen kunne der flyde spænding mellem X-ledningerne og Y-ledningerne, som kunne måles for at angive koordinater. Denne opdagelse var med til at grundlægge det, vi i dag kalder resistiv berøringsteknologi (fordi den udelukkende reagerer på tryk frem for elektrisk ledningsevne og fungerer både med en stylus og en finger).
Som en klasse af teknologi har resistive berøringsskærme en tendens til at være meget overkommelige at producere. De fleste enheder og maskiner, der anvender denne berøringsteknologi, kan findes i restauranter, fabrikker og hospitaler, fordi de er holdbare nok til disse miljøer. Smartphone-producenter har også tidligere anvendt resistive berøringsskærme, selv om deres tilstedeværelse på mobilområdet i dag er begrænset til telefoner i den lavere ende.
Elographics begrænsede sig dog ikke kun til resistiv berøring. Koncernen patenterede til sidst den første buede glasberøringsgrænseflade. Patentet havde titlen “elektrisk sensor af plane koordinater” og indeholdt oplysninger om “en billig elektrisk sensor af plane koordinater”, der anvendte “sidestillede ark af ledende materiale med elektriske equipotentiallinjer”. Efter denne opfindelse blev Elographics solgt til “gode folk i Californien” og blev til EloTouch Systems.
I 1971 var der blevet introduceret en række forskellige maskiner med berøringsfunktion, men ingen af dem var trykfølsomme. En af de mest udbredte berøringsfølsomme enheder på det tidspunkt var PLATO IV-terminalen fra University of Illinois – en af de første generaliserede computerstøttede instruktionssystemer. PLATO IV undgik kapacitiv eller resistiv berøring til fordel for et infrarødt system (vi vil forklare det om lidt). PLATO IV var den første computer med berøringsskærm, der blev brugt i et klasseværelse, hvor eleverne kunne røre skærmen for at besvare spørgsmål.
1980’erne:
I 1982 blev den første menneskeligt styrede multitouch-enhed udviklet på University of Toronto af Nimish Mehta. Det var ikke så meget en touchscreen som en touch-tablet. Input Research Group på universitetet fandt ud af, at et panel af matteret glas med et kamera bagved kunne registrere handling, da det genkendte de forskellige “sorte pletter”, der dukkede op på skærmen. Bill Buxton har spillet en stor rolle i udviklingen af multitouch-teknologien (især med PortfolioWall, som vil blive omtalt lidt senere), og han anså Mehtas opfindelse for vigtig nok til at blive medtaget i sin uformelle tidslinje over computerens input-enheder:
Touch-overfladen var et gennemsigtigt plastfilter monteret over en glasplade, der var sidebelyst af en lysstofrør. Et videokamera var monteret under berøringsfladen og optisk optog de skygger, der opstod på det gennemsigtige filter. (Et spejl i huset blev brugt til at forlænge den optiske vej.) Kameraets output blev digitaliseret og ført ind i en signalprocessor til analyse.
Kort tid efter blev gestisk interaktion introduceret af Myron Krueger, en amerikansk computerkunstner, som udviklede et optisk system, der kunne spore håndbevægelser. Krueger introducerede Video Place (senere kaldet Video Desk) i 1983, selv om han havde arbejdet på systemet siden slutningen af 1970’erne. Det brugte projektorer og videokameraer til at spore hænder, fingre og de personer, som de tilhørte. I modsætning til multitouch var det ikke helt bevidst om, hvem eller hvad der blev rørt ved, selv om softwaren kunne reagere på forskellige positurer. Displayet afbildede, hvad der lignede skygger i et simuleret rum.