Ngược dòng phát triển của công nghệ màn hình cảm ứng
Công nghệ màn hình cảm ứng giờ đây không còn là một điều xa vời của tương lai mà đã gần như trở thành một tính năng chủ yếu không thể thiếu trong các thiết bị di động. Vào năm 2007, khi Apple lần đầu tiên giới thiệu về điện thoại iPhone hỗ trợ màn hình cảm ứng thì công nghệ này đã nhanh chóng phát triển với tốc độ chóng mặt. Các công nghệ cảm ứng mới liên tục ra đời và được phát hành thương mại rộng rãi.
Màn hình cảm ứng là loại màn hình rất nhạy cảm với các tương tác từ tay người hoặc các loại bút stylus, đã phát triển được khoảng gần nửa thế kỷ. Thời gian đầu, màn hình cảm ứng được sử dụng trên các máy ATM, các hệ thống GPS, tính t.iền, theo dõi, giám sát y tế, máy chơi game, máy tính, điện thoại và giờ đây tiếp tục xuất hiện trong các công nghệ mới hơn.
Nguồn gốc của công nghệ màn hình cảm ứng
E.A. Johnson được cho là người đầu tiên phát minh ra công nghệ màn hình cảm ứng vào năm 1965. Sau đó, máy tính bảng áp dụng công nghệ này đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1969, nhưng chỉ có thể hỗ trợ một điểm chạm và sử dụng hạn chế trong lĩnh vực kiểm soát không lưu tại các sân bay cho đến tận năm 1995.
Tiếp đó, Bent Stumpe và Frank Beck, hai kỹ sư tại CERN, đã phát triển một màn hình cảm ứng điện dung trong những năm đầu của thập niên 70 thế kỷ trước. Loại màn hình này khi mới ra mắt có độ nhạy không cao và thường chỉ phản ứng tốt với một số loại công cụ chuyên dụng như bút stylus. Màn hình cảm ứng điện dung được đưa vào sản xuất bởi CERN và sử dụng lần đầu tiên vào năm 1973.
Trong khi đó, Samuel G. Hurst đã nghiên cứu thành công màn hình cảm ứng điện trở vào năm 1971. Loại màn hình cảm biến này của Hurst được đặt tên gọi là “Elograph”, gần giống với tên công ty Elographics của ông. Tuy nhiên, màn hình điện trở không được sản xuất hàng loạt cho đến tận những năm 1980.
Hai loại màn hình cảm ứng điện trở và điện dung có sự khác nhau rõ ràng về bản chất. Màn hình chạm hay điện trở (resistive) là màn hình có cấu tạo gồm nhiều lớp và giữa các lớp có sự dẫn điện. Khi chạm vào màn hình bằng bút, hay ngón tay, điện trở giữa các lớp thay đổi, bộ phân cảm biến xác định tọa độ của vị trí thay đổi điện trở.
Trong khi đó, màn hình cảm ứng điện dung (capacitive) cũng bao gồm nhiều lớp nhưng không dẫn điện. Cấu tạo của màn hình này gần giống một tụ điện. Ở trạng thái bình thường, màn hình này được tích điện, khi chạm vào bằng tay, điện dung của tụ điện thay đổi (hoặc hiểu theo cách khác là điện tích truyền từ màn hình sang người là một môi trường dẫn điện), bộ phận cảm biến sẽ xác định tọa độ của của phần bị chạm. Các màn hình điện dung hiện nay mới chỉ nhận được tín hiệu khi chạm bằng ngón tay. Ngoài ra, hãng Sharp còn phát triển một loại màn hình cảm ứng khác là photodetector, loại này có thể hoạt động như một máy quét.
Công nghệ cảm ứng đa điểm bắt đầu xuất hiện vào năm 1982, khi các kỹ sư ở đại học Toronto phát triển thành công chiếc màn hình cảm ứng đa điểm đầu tiên. Từ đó, họ bắt đầu chuyển sang nghiên cứu sâu hơn về giao diện cũng như phần mềm và nền móng cho công nghệ mang tính đột phá ấy sau này. Chính trong khoảng thời gian này, Myron Krueger đã phát triển một hệ thống quang học theo dõi chuyển động của tay. Một năm sau, Đại học Toronto và ông Bill Buxton, một nhà khoa học máy tính đã đặt nền móng vững chắc khi chế tạo được máy tính bảng cảm ứng đa điểm sử dụng công nghệ điện dung.
Màn hình cảm ứng điện trở hay điện dung đều hỗ trợ công nghệ đa điểm. Nhưng với lợi thế về độ nhạy, sự chính xác và khả năng kiểm soát nhiều điểm tiếp xúc dễ dàng, màn hình cảm ứng điện dung được sử dụng phổ biến hơn cả. Nguyên lý hoạt động của đa điểm cũng tương tự như đơn điểm chỉ khác nhau ở chỗ đa chạm sẽ xác định nhiều tọa độ cùng lúc trên màn hình. Vì vậy, khả năng đáp ứng theo thời gian thực rất được chú trọng để có thể xác định chính xác thao tác của người dùng.
Video đang HOT
Trong những năm 1990, nhà khoa học máy tính Andrew Sears đã tiến hành một nghiên cứu học thuật về sự tương tác giữa con người và máy tính. Theo đó, tính năng nhận diện các cử chỉ của tay người đã trở nên thông minh hơn và hứa hẹn tiếp tục được ứng dụng trong công nghệ sản xuất màn hình cảm ứng.
Kỷ nguyên các thiết bị màn hình cảm ứng được hình thành
HP-150 là một trong những chiếc máy tính có màn hình cảm ứng đầu tiên được phát hành phiên bản thương mại vào năm 1983. Tính năng chính của thiết bị là gồm một loạt các chùm tia hồng ngoại dọc và ngang quét ở phía trước của màn hình. Khi người dùng chạm vào màn hình, chuỗi tia hồng ngoại sẽ đặt vị trí con trỏ tại điểm người dùng muốn thao tác. Khi đó, HP-150 được bán với mức giá lên tới 2.795 USD.
Atari 520ST là phiên bản thương mại đầu tiên của hệ thống POS (một loại hệ thống bán hàng tính t.iền tự động khá phổ biến), ngày nay vẫn còn được sử dụng tại một số nhà hàng. Bên cạnh đó, năm 1986, phần mềm máy tính 16-bit màu được nghiên cứu thành công bởi Gene Mosher với bản quyền thuộc ViewTouch.
Năm 1987, Apple đã chế tạo ra Apple desktop bus (ADP), là cổng giao tiếp có trong máy Apple, ADP cho phép các thiết bị tốc độ thấp như chuột, bàn phím kết nối với máy tính. Công nghệ này vẫn được sử dụng phổ biến trên smartphone và tablet hiện nay.
IBM Simon là điện thoại đầu tiên sở hữu màn hình cảm ứng xuất hiện vào năm 1992 và đây cũng được coi là “smartphone” đầu tiên của nhân loại, mặc dù khi đó thuật ngữ này vẫn chưa ra đời. Sau đó, một vài đối thủ của IBM Simon có mặt vào đầu thập niên 90, nhưng hầu hết đa phần các thiết bị di động với màn hình cảm ứng đều mới chỉ giống như mọt thiết bị PDA.
FingerWorks, một công ty chuyên nghiên cứu về cử chỉ tương tác với màn hình đã sản xuất một dòng sản phẩm cảm ứng đa điểm vào năm 1998, bao gồm cả iGesture Pad và bàn phím TouchStream. Công ty này đã được mua lại bởi Apple vào năm 2005.
Trong năm 2007, Apple đã tạo nên dấu ấn đột phá và có làm rung chuyển thị trường di động khi phát hành iPhone thế hệ đầu tiên. Giao diện của iPhone là hoàn toàn dựa trên cảm ứng, bao gồm cả bàn phím ảo. Dòng điện thoại iPhone đã mở đường cho hàng loạt các thiết bị ăn theo khác của Apple như iPod Touch và iPad.
Tuy nhiên, trên thực tế không hẳn Apple là người đi tiên phong đầu tiên trong lĩnh vực sản xuất hàng loạt điện thoại có màn hình cảm ứng. Một năm trước khi iPhone được tiết lộ, LG PRADA mới là điện thoại có màn hình cảm ứng điện dung đầu tiên. Samsung và Nokia cũng đã có mầm mống ý tưởng về điện thoại di động cảm ứng, nhưng khi đó chưa được công bố chính thức.
Sự bùng nổ trong thị trường màn hình cảm ứng lan truyền từ điện thoại trong quá khứ tới các thiết bị khác, như máy chơi game hay máy tính bảng. Và chúng ta cũng đã chứng kiến một cuộc chạy đua phát triển máy tính bảng có màn hình cảm ứng vô cùng khốc liệt giữa các ông lớn công nghệ như Apple, Microsoft, Amazon, Samsung và Google. Thậm chí, một số loại màn hình cảm ứng dẻo cũng đã xuất hiện và hứa hẹn sẽ được ứng dụng trong tương lai.
Theo Genk
47 năm phát triển của màn hình cảm ứng
Mặc dù xuất hiện rất sớm, từ những năm 1960, nhưng công nghệ màn hình cảm ứng chỉ thực sự "cất cánh" khi Apple giới thiệu chiếc iPhone đầu tiên vào năm 2007.
Chiếc máy tính sử dụng màn hình cảm ứng của E.A. Johnson. Ảnh: Billbuxton.
E.A. Johnson được cho là người đầu tiên phát triển công nghệ màn hình cảm ứng vào năm 1965. Ông đã áp dụng màn hình cảm ứng lên một chiếc máy tính bảng và xin cấp bằng sáng chế cho sản phẩm này vào năm 1969, sản phẩm của E.A. Johnson lúc này mới chỉ có khả năng nhận diện cảm ứng đơn điểm. Máy được sử dụng trong phòng kiểm soát không lưu vào năm 1995.
Bent Stumpe và Frank Beck, hai kỹ sư của tổ chức nghiên cứu nguyên tử châu Âu (CERN) đã phát triển một mẫu màn hình cảm ứng điện dung trong suốt vào đầu những năm 1970. Công nghệ cảm ứng mới hoạt động dựa trên cơ sở người dùng sử dụng một sô vật thể, ví dụ bút stylus, tác động lực lên bề mặt màn hình. Loại màn hình cảm ứng này đã được CERN sản xuất và tối ưu hoá vào năm 1973.
Sau đó, Samuel G. Hurst đã tạo ra màn hình cảm ứng điện trở vào năm 1971. Cảm biến cảm ứng sử dụng trên màn hình được nhà phát minh này đặt tên là "Elograph", dựa trên tên "Elographics" của công ty ông lúc đó. Tuy vậy, màn hình cảm ứng điện trở của Samuel G. Hurst phải đến đầu những năm 1980 mới được sản xuất đại trà và bán ra thị trường.
Không giống như màn hình cảm ứng điện dung, công nghệ cảm ứng điện trở yêu cầu màn hình phải có nhiều lớp khác nhau. Lớp trên cùng có khả năng uốn cong để khi có lực nhấn, nó sẽ bị đẩy về phía sau, chạm vào lớp phía dưới tạo thành một mạch điện hoàn chỉnh và giúp cho thiết bị phát hiện được phần nào trên màn hình đang được thao tác.
Myron Krueger thử nghiệm về khả năng tương tác giữa con người với máy tính. Ảnh:Inventinginteractive.
Đến năm 1982, công nghệ cảm ứng được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm và phát triển mạnh mẽ hơn. Trường đai học Toronto (Canada) đã sáng tạo ra một chiếc máy tính bảng có khả năng cảm ứng đa điểm. Sau đó, vào năm 1984, công ty Bell Labs (Mỹ) đã phát triển công nghệ cảm ứng mới giúp người dùng chỉnh sửa hình ảnh trên màn hình với nhiều ngón tay cùng lúc. Cùng thời điểm này, một nhà nghiên cứu có tên Myron Krueger cũng đã tạo ra một hệ thống quang học giúp thiết bị nhận diện các cử chỉ bằng ngón tay. Đây được coi là cơ sở cho công nghệ nhận diện cử chỉ bằng ngón tay trên các thiết bị cảm ứng hiện đại.
Một năm sau đó, trường đai học Toroto cùng với nhà nghiên cứu Bill Buxton đã sáng tạo ra máy tính bảng được tích hợp công nghệ cảm ứng điện dung đa điểm.
Đến đầu những năm 1990, nhà khoa học Andrew Sears đã thực hiện một cuộc nghiên cứu mang tính học thuật về khả năng tương tác giữa con người với máy tính. Báo cáo nghiên cứu của ông đưa ra hàng loạt ví dụ về những điều mà con người có thể làm với máy tính thông qua cử chỉ như lướt tay để khởi động hay dùng tay để nhấn chọn.
HP-150 là một trong những máy tính màn hình cảm ứng được thương mại hoá đầu tiên. Ảnh: Blog Guifx
Chỉ vài thập kỷ sau đó, công nghệ cảm ứng đã liên tục được đổi mới. Các loại màn hình được tạo ra trở nên nhạy hơn trước các thao tác cảm ứng, cử chỉ từ ngón tay đồng thời được tập trung áp dụng vào các thiết bị công nghệ.
HP-150 là một trong những mẫu máy tính có màn hình cảm ứng được thương mại hoá sớm nhất vào lúc đó. Công nghệ cảm ứng sử dụng trên sản phẩm này được dựa trên hàng loạt các chùm sáng hồng ngoại nhằm đan xen nhau ngay phía trước màn hình. Khi người dùng chạm tay vào điểm nào đó cũng đồng nghĩa với việc có một khoảng trong chùm sáng này bị gián đoạn, nhờ đó máy có thể nhận diện được vị trí con trỏ. Mẫu máy tính của HP vào thời điểm này được bán với giá không hề rẻ, tới 2.795 USD.
Ngoài ra, còn một sản phẩm khác cũng không thể không nhắc tới là chiếc máy giao dịch POS đầu tiên Atari 520ST. Chiếc POS màu 16-bit này chạy phần mềm của Gene Mosher dưới bản quyền của ViewTouch.
IBM Simon (trái) và iPhone (phải). Ảnh: Businessweek.
Vào năm 1987, Apple đã phát minh ra Apple Desktop Bus (hay ADP). Đây được coi là t.iền thân của dây cáp USB hiện nay. Đây là lần đầu tiên các thiết bị như chuột hay bàn phím có thể cắm trên máy tính cùng lúc.
Năm 1992, chiếc điện thoại có màn hình cảm ứng đầu tiên xuất hiện có tên là IBM Simon. Sản phẩm này được nhiều người đ.ánh giá là mẫu smartphone đầu tiên mặc dù vào thời điểm đó định nghĩa về "điện thoại thông minh" vẫn chưa ra đời. Một vài năm sau, các đối thủ của IBM cũng tung ra hàng loạt thiết bị có màn hình cảm ứng để cạnh tranh nhưng chúng giống với PDA (thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân) hơn là smartphone.
Công nghệ cảm ứng vẫn được phát triển và áp dụng và nhiều sản phẩm hơn vào thời gian sau đó. FingerWorks, một công ty chuyên về công nghệ nhận diện cử chỉ, đã sản xuất ra các sản phẩm có khả năng cảm ứng đa điểm như bàn phím TouchStream hay bàn rê chuột iGesture Pad vào năm 1998. Tuy vậy, hãng đã bị Apple thâu tóm vào năm 2005.
Công nghệ cảm ứng trên những mẫu iPhone đầu tiên thu hút không ít sự chú ý của giới công nghệ. Ảnh: Guardian.
Vào năm 2007, "Quả táo" giới thiệu công nghệ cảm ứng tân tiến trên iPhone thu hút không ít sự chú ý từ giới công nghệ. Mẫu smartphone này chính là t.iền đề để cho hàng loạt các sản phẩm tương tự như iPod Touch và iPad ra đời sau này.
Tuy vậy, nhiều người lại phản bác rằng Apple không phải là người tiên phong trong công nghệ màn hình cảm ứng. Một năm trước khi iPhone ra đời, nhà sản xuất Hàn Quốc LG đã giới thiệu điện thoại Prada với màn hình cảm ứng điện dung. Các hãng khác như Samsung hay Nokia cũng đã có điện thoại sử dụng công nghệ cảm ứng này vào cùng thời điểm iPhone ra đời. Về phần mình, nhà sản xuất Phần Lan đã quyết định không trình làng các mẫu smartphone dùng màn hình cảm ứng điện dung vì lo ngại chi phí sản xuất sẽ tăng cao.
Nhìn chung, xu hướng tích hợp màn hình cảm ứng đã lan rộng sang cả những thiết bị như máy chơi game, máy tính bảng chứ không chỉ giới hạn ở mỗi thị trường smartphone.
Từ cuối thập niên 2000 cho đến nay, các công ty công nghệ như Apple, Microsoft, Amazon, Samsung hay Google cạnh tranh với nhau ngày một gay gắt với các sản phẩm sử dụng màn hình cảm ứng. Một số hãng thậm chí còn đã tạo ra được cả màn hình cảm ứng có thể uốn dẻo. Thêm vào đó, màn hình cảm ứng được áp dụng trên nhiều thiết bị công nghệ khác nhau trong đời sống, từ điện thoại, máy tính, TV, máy chơi game cho đến bàn làm việc hay các sản phẩm khác.
Theo VNE
Apple đệ đơn cấp bằng sáng chế về công nghệ màn hình cảm ứng mới Apple thực sự đang dùng các bằng sáng chế làm lợi thế trong cuộc cạnh tranh công nghệ với các đối thủ khác khi hãng vừa đăng ký thành công thêm một sáng chế về công nghệ nhận diện tay người sử dụng trên màn hình thiết bị cảm ứng. Theo thông tin từ bằng sáng chế mới, Apple sẽ sử dụng camera...
