de Andreas Guete, Marketing Manager APAC, HMID, Advanced Input Devices
Microchip Technology Inc.
Utilizând o tehnică inovativă numită E-Field, care utilizează tehnologie RF de câmp apropiat, Microchip a dezvoltat GestIC – o tehnologie de control a gesturilor 3D, care depăşeşte limitările date de tehnologiile touchpad existente. Integrat într-un singur cip, MGC3130 creează un câmp electric care poate detecta în 1D (prezenţă), 2D (touchpad) şi 3D (gesturi) pentru a oferi urmărirea poziţiei fără contact, recunoaşterea gesturilor şi detectarea apropierii pentru o gamă largă de aplicaţii (Figura 1).
-
Figura 1
O privire asupra tehnologiei
Tehnologia detecţiei câmpului electric apropiat implicată în GestIC utilizează o frecvenţă purtătoare de aproximativ 100kHz, ceea ce echivalează cu o lungime de undă de aproximativ 3km. Totuşi, în implementarea sa, distanţa dintre electrozi este mult mai mică decât lungimea de undă, ceea ce permite componentei de câmp magnetic şi energiei radiate să rămână practic la zero. Acest lucru conduce la un câmp E-Field quasi-static ce nu creează interferenţe în spectrul radio utilizat de alte dispozitive, precum telefoanele mobile. Mai mult, spre deosebire de alte tehnologii de detecţie implicate pentru a crea interfeţe 3D, precum optică, ultrasunete şi IR – E-Field nu este afectată de lumină, sunet, culoarea pielii, umiditate sau alţi parametrii ambientali.
Orice mişcare din câmpul E este detectată şi transformată în coordonate X şi Y; mişcarea obiectelor poate descrie gesturi ce pot fi recunoscute. Dispozitivul poate controla până la 5 electrozi receptori pentru a achiziţiona date de poziţie, acestea sunt apoi prelucrate de unitatea de procesare a semnalului (SPU) integrată pe cip. Apoi, software-ul gratuit Bibliotecă de Gesturi de la Micropchip (Figura 2), permite MGC3130 să detecteze şi să decodeze o gamă largă de gesturi.
-
Figura 2
Cu o viteză de actualizare a poziţiei de până la 200/secundă, cei 5 electrozi permit achiziţionarea unui număr mare de puncte de date. Integrarea pe cip a SPU şi a bibliotecii însemnă că un sistem de recunoaştere a gesturilor cu adevărat în timp real poate fi realizat pe un singur cip. Modurile de joasă putere disponibile permit o soluţie “mereu în funcţiune” chiar şi la implementarea pe dispozitive alimentate de la baterii; chiar şi în modul de cea mai joasă putere, detecţia apropierii este activată, conducând la economii energetice maxime fără a sacrifica sensibilitatea sau funcţionalitatea.
Deoarece datele de poziţie sunt achiziţionate în 3 dimensiuni (X, Y şi Z) şi sunt procesate pe cip pentru a obţine un răspuns în timp real, utilizatorii pot experimenta o interfaţă captivantă mult mai intuitivă şi mult mai sensibilă decât alternativele existente. Pentru dezvoltatori, interfaţarea cu MGC3130 este de asemenea simplă, utilizând o interfaţă cu 4 pini care suportă SPI, I2C şi altele.
Sistemele de detecţie a “spaţiului liber” existente se bazează predominant pe senzori optici. Totuşi, aceştia întâmpină un număr de provocări, precum detecţia unghiulară şi acoperirea. Suplimentar, puterea medie a sistemelor bazate pe optică poate fi de peste 500mW, chiar şi pentru o funcţionare 3D rudimentară, în vreme ce o viteză de actualizare de 50 de cadre pe secundă prezintă probleme de timp real. Soluţia E-Field, pe de altă parte, necesită mai puţin de o zecime din această putere şi oferă viteze de actualizare semnificativ mai ridicate.
Tastatură care nu ocupă spaţiu
Cu o soluţie dedicată ‘Overkey3D’, GestIC poate fi de asemenea utilizat ca o alternativă la tastaturile tradiţionale din laptopuri şi chiar din computerele de birou, prin crearea unui spaţiu sensibil 3D la suprafaţa tastaturii existente. Acest lucru poate permite de exemplu detectarea mişcării ca gesturi predefinite alocate unor părţi specifice ale tastaturii, formând o combinaţie de tastatură unitară şi un dispozitiv de intrare ce utilizează gesturile mâinii pentru a controla funcţii. Această abordare este deja suportată de Windows 8; mâinile pot să nu atingă sau să nu părăsească tastatura pentru a obţine o intrare de comandă, permiţând urmărirea poziţiei în vreme ce degetele alunecă pe deasupra tastelor. Astfel poate fi suportat control în spaţiu liber; gesturi care sunt deja disponibile în Colibri Suite. Tehnologia suportă deja combinarea a două circuite GestICs într-o configuraţie ‘master/slave’ (Figura 3), fiind posibil un control cu zonă duală.
API-ul GestIC furnizează suport complet pentru dezvoltatorii de software terţiari. Deoarece circuitul suportă detecţia apropierii de joasă putere, dezvoltatorii pot implementa un control eficient al iluminării de fond bazat pe detecţia prezenţei, care să comute LED-urile tastelor ON/ OFF, eliminând necesitatea de activare a dispozitivului prin apăsarea unei taste. Această abordare suportă de asemenea şi conservarea energiei, deoarece LED-urile pot fi comutate OFF imediat ce prezenţa (mână, degete etc.) nu mai există, în loc să se piardă energie cu un sistem de oprire bazat pe temporizare. Producătorii de PC-uri de tip “all in one” caută acum să aducă inovaţii interfeţei om-maşină (HMI) ca răspuns la impactul pe care-l au tabletele cu activare prin gesturi şi sistemul de operare Windows 8. Recunoaşterea gesturilor 3D poate suporta aceste interfeţe cu utilizatorul de tip “Metro-style” în acelaşi spaţiu ca şi tastatura, în loc să utilizeze ecranul tactil.
-
Figura 3
Acest lucru va permite utilizatorilor fără un ecran activabil tactil să beneficieze de avantajele caracteristicilor panoului Metro introdus în Windows 8, precum gesturi tactile care să controleze aplicaţiile şi conţinutul; în sisteme fără ecran tactil, inovaţiile UX rămân inaccesibile utilizatorului, dar tastaturile activabile cu GestIC le-ar putea deschide către toţi utilizatorii, chiar şi pentru cei care utilizează Windows 8 pe hardware mai vechi. Prin obţinerea de “shortcut-uri” pentru comenzile cele mai frecvente, utilizatorii Windows 8 pot câştiga avantaje de productivitate semnificative.
Producătorii ce caută să aducă inovaţii la nivel de interfaţă cu utilizatorul, pot acum beneficia de recunoaşterea gesturilor 3D într-un mod avansat, eficient şi sensibil cu o soluţie pe un singur cip, cu hardware dedicat şi resurse software ce permit dezvoltarea rapidă de interfeţe avansate cu utilizatorul. Este timpul să îi facem semnul de la revedere mouse-ului! ￭
Microchip Technology
www.microchip.com
