Efekt hover w ekranach dotykowych

Wprowadzenie efektu hover będzie kolejnym etapem ewolucji w dziedzinie projektowania interfejsów użytkownika, która została zapoczątkowana wraz z wprowadzeniem ekranów dotykowych. Dzięki nim zrezygnowano z przycisków, przełączników, suwaków i innych mechanicznych komponentów. To znacząco zmniejszyło liczbę awarii o te powodowane ich uszkodzeniem albo zużyciem się.

Oprócz tego ich brak pozwala na wykonanie cieńszego i lżejszego urządzenia. Interfejsy dotykowe są też bardziej intuicyjne w użytkowaniu. Poza tymi niezaprzeczalnymi zaletami, wprowadzenie ekranów dotykowych przysporzyło jednak konstruktorom urządzeń w nie wyposażonych kilku nowych problemów do rozwiązania.

Jednym z nich jest konieczność wyłączenia z grona użytkowników osób, które noszą rękawiczki, palce nimi zakryte nie są bowiem niezawodnie wykrywane przez czujniki w wyświetlaczu. Z tego powodu nawigowanie po nim jest utrudnione, a nawet niemożliwe.

Problem z rękawiczkami

Chociaż rękawiczki nie są obowiązkową częścią garderoby, jednak w pewnych okolicznościach (zimą, w chłodniejszym klimacie, w pracy wymagającej chronienia dłoni) muszą być noszone. W takich przypadkach najprostszym rozwiązaniem jest ich zdejmowanie na czas korzystania z ekranu dotykowego.

W związku z tym, że nie jest to komfortowe ani szybkie, zniechęca do używania urządzeń z interfejsem tego typu. Nie dziwi zatem, że konstruktorzy szukają alternatyw. Aby zwiększyć czułość wykrywania dotyku, stosowane są rozmaite sposoby, na przykład znacznie obniża się częstotliwość odświeżania ekranu oraz progowy poziom szumów. Dzięki temu można wykryć bardzo słaby sygnał, który jest generowany przy dotyku przez rękawiczkę.

Niestety, zwykle nadmierne zwiększenie czułości sprawdza się wyłącznie w idealnych warunkach laboratoryjnych, natomiast w tych rzeczywistych, gdy szumów różnego pochodzenia z zewnątrz nie można uniknąć, zawodzi. Przez to wzrasta liczba fałszywych detekcji. W przypadku wprowadzenia takiego urządzenia do sprzedaży w ręce użytkownika oddawany byłby sprzęt, który nie reaguje zgodnie z oczekiwaniami nie tylko na dotknięcia dłonią w rękawiczkach, ale również na te bez nich.

Rozwiązaniem jest efekt hover

Skuteczniejszym sposobem na ominięcie tego ograniczenia może okazać się odwzorowanie w technologii wyświetlaczy dotykowych komputerowego efektu hover. Odpowiednikiem przesunięcia kursorem myszki nad ikoną wyświetlaną na ekranie komputera bez klikania w nią byłoby w takim przypadku zbliżenie dłoni do ekranu dotykowego, na przykład smartfonu, lecz bez dotykania go.

Nie miałoby wówczas znaczenia to, czy dłoń użytkownika jest w rękawiczce, a nawet w bardzo grubej rękawicy roboczej, czy bez niej. Ze względu na odmienny sposób detekcji, jaki należałoby zaimplementować w celu wykrywania przesunięcia ręki nad wyświetlaczem, nie trzeba by też nadmiernie zwiększać czułości, zmniejszając dzięki temu prawdopodobieństwo wystąpienia fałszywych detekcji.

Kolejną grupą użytkowników, która miewa problemy z obsługą urządzeń z ekranami dotykowymi, są osoby z długimi paznokciami, a szczególnie przedłużonymi paznokciami akrylowymi.

Czujniki w wyświetlaczu mają w tym przypadku trudność z wykryciem dotknięcia z tego samego powodu co wówczas, gdy użytkownik nosi rękawiczki, tzn. pojemność kondensatora, który tworzy się po przyłożeniu palca do ekranu, okazuje się często zbyt mała, by można ją było zmierzyć. Poza tym osobom z długimi paznokciami generalnie niełatwo jest nawigować przez dotyk. Z powyższych powodów z pewnością doceniłyby możliwość bezdotykowej obsługi dzięki efektowi hover.

Hover zastąpi pomiar siły i czasu nacisku

Mógłby on także rozwiązać problem, jaki stanowi w ekranach pojemnościowych rozróżnianie siły nacisku wywieranego przez palec na wyświetlacz. W przeciwieństwie bowiem do rezystancyjnych wielkość ta nie jest mierzona bezpośrednio, ale wyznaczana pośrednio, na podstawie pomiaru pola powierzchni, z którą styka się palec.

Wykorzystuje się w tym przypadku fakt, że im silniej palec jest przyciskany do ekranu, tym bardziej się spłaszcza, w związku z czym pole powierzchni kontaktowej się zwiększa. Niestety, przyjęcie takiego założenia i opieranie się wyłącznie na nim sprawia, że kontroler wyświetlacza nie jest w stanie odróżnić lekkiego dotknięcia ekranu przez gruby palec od silnego przyciśnięcia go cienkim palcem. Jeżeli w zależności od siły nacisku na ekran dotykowy w urządzeniu uruchamiane są różne funkcje, taka niejednoznaczność może skutkować działaniem niezgodnym z oczekiwaniami użytkownika.

Innym stosowanym sposobem na przypisanie różnych funkcji jednej czynności jest rozróżnianie czasu, przez jaki palec ma kontakt z ekranem i podział na krótkie i długie dotknięcia. Wprawdzie łatwiej w takim przypadku uniknąć dwuznaczności, z drugiej strony jednak znacząco spowalnia to użytkownika, przez co może on odnieść niekorzystne wrażenie, że urządzenie działa zbyt wolno jak na jego potrzeby.

Dzięki efektowi hover z obu metod będzie można całkowicie zrezygnować. Będzie się on bowiem na tyle różnił od standardowego dotyku, że trudno będzie o pomyłkę prowadzącą do błędnej interpretacji intencji użytkownika, a zarazem nie będzie go spowalniał.

Nowe funkcje

Hover pozwoli dzięki temu na wprowadzenie wielu nowych funkcji nawigowania w urządzeniach przenośnych. Przykładowymi zastosowaniami tej opcji mogą być: szybki podgląd, na przykład tematu lub fragmentu treści wiadomości e-mail w skrzynce odbiorczej, odsłuch początku utworu muzycznego lub odtworzenie fragmentu filmu z listy dostępnych w odtwarzaczu multimedialnym albo serwisach internetowych takich jak YouTube, wgląd w najważniejsze dane poszczególnych kontaktów w książce adresowej i podgląd profili, zdjęć, postów innych użytkowników w mediach społecznościowych.

Ponadto hover mógłby być wykorzystywany do powiększania, na przykład fragmentów tekstu i przybliżania linków albo klawiatury ekranowej oraz zaznaczania części tekstu. To ostatnie na pewno ułatwiłoby takie zadania jak: jego kopiowanie, wycinanie oraz wstawianie.

Gdy urządzenia z ekranem dotykowym zaczną rozpoznawać zbliżenie dłoni, zapewni to szerokie pole do popisu również producentom gier. W tej dziedzinie każda innowacja poszerzająca zakres możliwych działań użytkownika jest cechą, za którą gracze są gotowi więcej zapłacić.

Hover w praktyce

Aby ekran dotykowy reagował na zbliżenie bez dotykania, należy jednocześnie skorzystać z dwóch technik detekcji: mutual capcitance oraz self capacitance. Pierwsza polega na pomiarze pojemności każdego z kondensatorów utworzonych przez przecinające się ścieżki przewodzące poprowadzone na szklanym podłożu.

Do jej zalet zalicza się dużą rozdzielczość i możliwość wykrywania więcej niż jednego dotknięcia równocześnie. Dzięki temu bazując na niej, tworzy się interfejsy wielodotykowe. Ograniczeniem tej metody jest natomiast to, że wymaga większej czułości, którą uzyskuje się przez obniżenie wartości progowej poziomu szumów. Z tego powodu zaburzenia zewnętrzne mają większy wpływ na dokładność detekcji dotyku.

W drugiej technice kolumny oraz wiersze ścieżek przewodzących są analizowane naprzemiennie i niezależnie. Dlatego w ten sposób nie można określić położenia kilku jednoczesnych dotknięć. Co więcej, niestety przy równoczesnym położeniu na wyświetlaczu wielu palców otrzyma się błędne współrzędne.

Z drugiej strony zapewnia silniejszy sygnał i reakcję na dotyk na większym obszarze niż metoda pierwsza. Dzięki temu jest w stanie wykryć dłoń uniesioną nad ekranem. Poza tym charakteryzuje ją większa czułość bez konieczności obniżania wartości progowej poziomu szumów. Dzięki temu w porównaniu z techniką opisaną wcześniej wyróżnia ją większa odporność na zewnętrzne zaburzenia, przekładająca się na mniejszą liczbę fałszywych detekcji.

Jak wspomniano na wstępie, aby efekt hover zrealizować, należy zaimplementować jednocześnie obie metody. W tym zakresie zastosować można dwa rozwiązania. Pierwsze zakłada wykorzystanie oddzielnych kontrolerów. W drugim jeden sterownik powinien się dynamicznie przełączać między dwoma trybami pracy, co pewnie będzie tańsze niż dublowanie kontrolerów.

Monika Jaworowska