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Touch screen, storia ed evoluzione

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Touch screen, storia ed evoluzione FASTWEB S.p.A.
Computer portatile Ultrabook con schermo touchscreen
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Oggi difficilmente potremmo fare a meno dei loro servigi, ma è solo da pochi anni che hanno fatto il loro ingresso sul grande mercato distributivo. Storia del touchscreen

Se non fosse stata inventata, oggi non potremmo utilizzare smartphone, smartwatch e tablet. Infatti, anche se passa spesso inosservata, senza la tecnologia touchscreen i dispositivi mobili di ultima generazione (dall'iPhone in poi, per intendersi) semplicemente non sarebbero potuti esistere. O, quanto meno, avrebbero avuto una forma e un funzionamento completamente differente rispetto a quello cui siamo oggi abituati.

La storia del touchscreen, invece, affonda le sue radici agli albori (o quasi) dell'informatica moderna, quando ancora i computer occupavano intere stanze e le interfacce uomo-macchina non erano state neanche lontanamente ipotizzate. Oggi, invece, gli schermi touch screen sono dappertutto, o quasi: non solo i già citati dispositivi mobili, ma anche computer portatili (i laptop ibridi 2-in-1), totem informativi e addirittura nelle automobili.

1965, l'invenzione dello schermo capacitivo

Per quanto abbia trovato applicazione commerciale soprattutto dall'inizio di questo secolo, la tecnologia touch screen affonda le sue radici a metà degli anni '60. Il primo dispositivo controllabile grazie a uno schermo touchscreen viene inventato nel 1965 da E.A. Johnson presso i laboratori del Royal Radar Establishment di Malvern (Regno Unito). Johnson descrive le sue ricerche in un articolo pubblicato dalla rivista Electronics Letters con il titolo Touch Display – A novel input/output device for computers ("Schermo touch – Una nuova periferica di input e output per computer" in italiano). Questo primo schermo tattile utilizza una tecnologia touchscreen particolare, definita capacitiva. Ancora oggi, a oltre 50 anni dalla sua scoperta, questa tecnologia è ampiamente utilizzata un po' in tutti i settori e ambiti.

 

Touchscreen capacitivo

 

Come funziona schermo tattile capacitativo

Un touchscreen capacitivo sfrutta la variazione di capacità dielettrica che si viene a formare sul vetro dello schermo. Il vetro è solitamente ricoperto da un sottilissimo strato di ossido metallico e ai quattro angoli viene applicata un leggera tensione che si propaga uniforme su tutta la superficie. Il dito, che in questo caso agisce da conduttore elettrico, toccando lo schermo forma una variazione di capacità superficiale, letta poi da una matrice di condensatori disposti sotto la superficie del vetro. Lo schermo multitouch utilizzato da smartphone come iPhone, Samsung Galaxy, Google Nexus e altri è una semplice evoluzione di questa tecnologia, dove la matrice di condensatori è capace di riconoscere più di una variazione superficiale per volta.

Anni '70, l'arrivo del touchscreen resistivo

La tecnologia capacitiva viene però eclissata (almeno nei primi anni di diffusione degli schermi touch screen) dalla tecnologia resistiva. Scoperta quasi casualmente dal prof. G. Samuel Hurst nei laboratori di fisica atomica dell'Università del Kentucky a inizio Anni '70 dello scorso secolo, ha richiesto alcuni anni prima di trovare applicazione nel campo dell'informatica. A differenza di uno schermo capacitivo, uno schermo resistivo è molto più economico e semplice da produrre, particolare che ne ha favorito la massiccia diffusione a cavallo tra la fine degli Anni '70 e l'inizio degli Anni '80.

 

Touchscreen resistivo

 

Come funziona uno schermo tattile resistivo

Uno schermo resistivo è composto da due pellicole conduttive ognuna caratterizzata da una determinata resistenza elettrica. Queste due pellicole, però, sono separate l'una dall'altra e il contatto avviene solamente se un oggetto o una persona premono sulla pellicola più esterna fino a farla toccare con la controparte più interna. Si crea così un particolare circuito elettrico, detto partitore di tensione: ciò fa sì che si crei una tensione differente a seconda del punto in cui lo schermo viene toccato. Misurando questa differenza, il dispositivo dotato di touchscreen resistivo è in grado di determinare il punto esatto dove è poggiato il dito. Questa tipologia di schermo tattile, seppur impiegata da alcuni produttori di smartphone di fascia economica fino a qualche anno fa, trova applicazione soprattutto in campo medico, nei ristoranti e nelle fabbriche poiché più economica da produrre e, soprattutto, più resistente.

1982, la comparsa del multitouch

Il prof. Nimish Metha dell'Univeristà di Toronto è il primo a teorizzare e realizzare schermi capacitivi multitouch. Il primo prototipo di questo genere è composto da uno schermo di vetro ghiacciato dietro al quale venne posizionata una telecamera. Quando uno o più dita premevano sullo schermo, la telecamera riconosceva questa interazione come dei punti neri su una superficie bianca e ne tracciava gli spostamenti.

1983 e 1993: odissea nel mondo touch

Ben presto, la tecnologia tattile inizia a trovare applicazione anche nel mondo dell'informatica di consumo. Nel 1983 Hewlett-Packard (oggi conosciuta come HP) mette in commercio il computer HP-150, primo dispositivo commerciale a montare uno schermo touchscreen da 9 pollici.

HP150

 

Dieci anni più tardi (siamo nel 1993) IBM e BellSouth presentano il Simon Personal Communicator, primo telefono cellulare dotato di schermo touchscreen resistivo, controllato grazie a un pennino dato in dotazione agli utenti. Questo dispositivo, per quanto "limitato" se paragonato agli smartphone e ai tablet odierni, consente di prendere appunti, inviare mail ed era dotato di una calcolatrice. Nello stesso anno Apple lancia il MessagePad 1000, antenato dell'iPad e dotato anch'esso di schermo touch resistivo.

1999, agli albori dei successi Apple

Wayne Westerman, studente dell'Università del Delaware, nel 1999 difende e pubblica una tesi di dottorato nel quale sono specificati i principi della tecnologia multitouch capacitiva. Dai presupposti teorici di questa tesi nasce FingerWorks, società specializzata nella realizzazione di dispositivi multitouch, come schermi e trackpad. Nel 2005 Apple acquista la società, con tutto il suo know-how e i suoi brevetti: un acquisto che si rivelerà prezioisissimo appena due anni dopo, quando la società di Cupertino mette in commercio il primo iPhone della storia.

2002, la diffusione commerciale su ampia scala del touchscreen

 

 

 

Gli anni dal 2000 in poi sono quelli della diffusione commerciale su ampia scala. Un esempio è dato dalla Sony e dal suo Smartscreen, una grande superficie piana dotata di funzionalità multitouch. L'obiettivo di questo progetto era dimostrare la possibilità di trasformare superfici utilizzate quotidianamente (come un muro o il tavolo della cucina) in dispositivi interattivi.

2006, il multitouch diventa a "basso costo"

 

 

Nel corso del TED talks di Monterrey, Jeff Han mostra per la prima volta in pubblico il suo pannello multitouch realizzabile con una tecnologia a basso costo chiamata FTIR (Frustrated Total Internal Reflection, riflessione totale interna). Per funzionare, fa uso di un fascio di luce generato da led riflesso totalmente da un dito, in modo che dei sensori posti nella parte posteriore dello schermo tattile potessero individuarne la posizione sullo schermo.

2007, l'arrivo di Microsoft

 

 

L'anno del primo Surface. Microsoft, prima di lanciare la famiglia di tablet e laptop ibridi oggi in commercio, presenta alla stampa questo dispositivo la cui progettazione era iniziata nel 2001. Si tratta di un computer montato all'interno di un tavolo IKEA, dotato di mini-proiettore che genera immagini e le proietta su una lastra opaca con funzioni di schermo. La funzionalità multitouch è garantita da una speciale videocamera che traccia i movimenti delle mani e permetteva all'utente di interagire con il sistema operativo e, quindi, con il computer.

11 novembre 2017

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