كيف تعمل شاشات اللمس؟ | Unveiling the Magic: How Touchscreens Transform Your Taps into Commands
في عصرنا الرقمي اليوم، أصبحت شاشات اللمس جزءًا أساسيًا من حياتنا. من الهواتف الذكية إلى الأجهزة اللوحية، من أجهزة الصراف الآلي إلى أجهزة الدفع الذاتي، ثورة شاشات اللمس قد غيّرت كيفية تفاعلنا مع التكنولوجيا. ولكن هل سبق لك أن تساءلت كيف تعمل شاشات اللمس بالضبط؟ في هذا الدليل الشامل، سنغوص في عالم تكنولوجيا اللمس، استكشاف أنواع مختلفة من شاشات اللمس، وآلياتها الأساسية، والسبب في عدم استجابتها للأيدي المغطاة بالقفازات وأشياء أخرى أكثر إثارة.
فهم تكنلوجيا شاشات اللمس
يعتمد شاشات اللمس على مبدأ الكهرباء للعمل. بينما تتكون الشاشة ذاتها من زجاج، وهو مادة عازلة، إلا أنها مغطاة بطبقة رقيقة من مادة توصيل كهربائية، عادةً ما تكون أكسيد القصدير والإنديوم، لتمكين الحساسية للمس. يتم توصيل هذه الطبقة التوصيلية بجهد منخفض، مما يخلق شحنة كهربائية صغيرة على الشاشة. عند لمسك للشاشة بإصبعك، يتم نقل بعض الشحنة الكهربائية إلى يدك. يمكن للمستشعرات الحساسة في حافة الشاشة اكتشاف النقطة على الشاشة التي فقدت الشحنة، مما يسمح للجهاز بتحديد موقع لمستك بدقة. يتم معالجة هذه المعلومات بواسطة برمجيات الجهاز لتنفيذ الإجراء المقصود.
أنواع شاشات اللمس:
هناك العديد من أنواع شاشات اللمس، ولكن النظامين الأكثر استخدامًا هما شاشات اللمس المقاومة والسعوية. دعونا استكشاف كل من هذه التقنيات بمزيد من التفاصيل.
1.شاشات لمس المقاومة:
تشتهر شاشات اللمس المقاومة بمتانتها واستمراريتها. ومع ذلك، لديها بعض القيود. نظرًا لوجود الطبقات المتعددة، تعكس شاشات اللمس المقاومة المزيد من الضوء البيئي، مما يجعلها أصعب قراءتها في البيئات الساطعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها تحمل لمسة واحدة فقط في كل مرة، مما يعني أن الإيماءات متعددة اللمس مثل التكبير والتصغير غير ممكنة على شاشات اللمس المقاومة.
2.شاشات اللمس السعوية:
على عكس شاشات اللمس المقاومة، لا تعتمد شاشات اللمس السعوية على الضغط لتسجيل اللمس. بدلاً من ذلك، يتم اكتشاف أي شيء يحمل شحنة كهربائية، بما في ذلك الجلد البشري. تصنع شاشات اللمس السعوية من مواد مثل النحاس أو أكسيد القصدير والإنديوم.
هناك نوعان رئيسيان من شاشات اللمس السعوية: شاشات اللمس السعوية السطحية والشاشات السعوية المشروعة. تستخدم شاشات اللمس السعوية السطحية مستشعرات في الزوايا وفيلم رقيق وموزع بشكل متساوي عبر السطح لاكتشاف اللمسات. من ناحية أخرى، تستخدم شاشات اللمس السعوية المشروعة شبكة من الصفوف والأعمدة مع رقاقة منفصلة للكشف.
عند لمسك لشاشة اللمس السعوية، يتم نقل شحنة كهربائية صغيرة إلى إصبعك،
مكملة الدائرة وخلق انخفاض في الجهد في تلك النقطة المحددة على الشاشة. تحلل
برمجيات الجهاز موقع هذا الانخفاض في الجهد وتنفذ الإجراء المقابل، مثل فتح تطبيق
أو التمرير عبر صفحة ويب.
تقدم شاشات اللمس السعوية العديد من المزايا على شاشات اللمس المقاومة. فهي أكثر حساسية ودقة، مما يسمح بإدخالات لمس دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تدعم الإيماءات متعددة اللمس، مما يجعلها مثالية للمهام مثل التكبير والتدوير والتمرير.
بالإضافة إلى ذلك، هناك تطورات وتقدمات في شاشات اللمس، مثل:
اللمس متعدد النقاط: التعرف على عدة نقاط لمس في نفس الوقت، مما يسمح
بالتكبير والتصغير والإيماءات الأخرى.
تقنية الخلية الداخلية وعلى الخلية: دمج مستشعرات اللمس في الشاشة نفسها،
مما ينتج عنه شاشات أنحف.
تقنية الموجات الصوتية السطحية (SAW): استخدام الموجات فوق الصوتية على سطح الشاشة لاكتشاف اللمسات.
ولكن لماذا لا تعمل شاشات اللمس مع القفازات؟
إذا حاولت في يوم من الأيام استخدام شاشة لمس وأنت ترتدي القفازات، فقد لاحظت أنها لا تستجيب لمسة يدك. هذا يعود إلى أن معظم القفازات مصنوعة من مواد عازلة لا توصل الكهرباء. تعتمد شاشات اللمس على نقل الشحنة الكهربائية من يدك إلى الشاشة، لذا إذا لم تكن مادة القفازات الخاصة بك توصل الكهرباء، فإن الشاشة لن تستطيع اكتشاف لمسات يدك.
ومع ذلك، هناك قفازات خاصة متوفرة تحتوي على أطراف توصيلية كهربائية. تم
تصميم هذه القفازات للسماح لك باستخدام شاشات اللمس مع الحفاظ على دفء يديك. تتم
صناعة أطراف أصابع هذه القفازات من مواد توصيلية تتيح نقل الشحنة الكهربائية، مما
يسمح لشاشة اللمس بالتعرف على مدخلات لمسك. ولكن هناك استثناءات لهذا لأنه يوجد قفازات مصممة خصيصاً لتتفاعل مع هذه الشاشات.
البرمجيات وراء تفاعل شاشات اللمس:
البرمجيات هي الجزء الأخير في تقنية شاشات اللمس. تستقبل البيانات التي تأتي من وحدة التحكم وتفسرها لتنفيذ الإجراءات المطلوبة. تتحمل البرمجيات مسؤولية التعرف على حركات اللمس المختلفة، مثل النقر والتمرير والتكبير والتصغير، وترجمتها إلى أوامر مقابلة. هذا التكامل السلس بين الأجهزة والبرمجيات يمكن من التفاعلات البسيطة وسهولة الاستخدام مع شاشات اللمس.
التطورات وتطبيقات شاشات اللمس:
لقد اجتاحت تقنية شاشات اللمس طريقها بعيدًا منذ بدايتها. لقد وجدت طريقها إلى مختلف الأجهزة والصناعات، محدثة ثورة في كيفية تفاعلنا مع التكنولوجيا. دعونا نستكشف بعض التطورات والتطبيقات الملحوظة لشاشات اللمس:
الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية: أصبحت شاشات اللمس ميزة أساسية في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. تمكّن المستخدمين من التنقل بين التطبيقات، وتصفح الإنترنت، وأداء مهام مختلفة بسهولة ويسر.
الأجهزة التفاعلية في الكشاكيل: تُستخدم شاشات اللمس على نطاق واسع في أجهزة الخدمة الذاتية الموجودة في المكتبات ومتاجر البقالة والأماكن العامة الأخرى. تُمكّن هذه الكشاكيل المستخدمين من أداء مهام مثل استعارة الكتب، ومعالجة المدفوعات، والوصول إلى المعلومات من خلال تفاعلات اللمس البسيطة.
شاشات العرض في السيارات: دخلت شاشات اللمس إلى لوحات تحكم السيارات، مما يتيح للسائقين التحكم في جوانب مختلفة من مركباتهم، مثل أنظمة الملاحة وأنظمة الترفيه والتحكم في درجات الحرارة، بلمسة واحدة.
أجهزة ألعاب الفيديو: تستخدم العديد من أجهزة ألعاب الفيديو شاشات اللمس لتعزيز تجربة اللعب. تُمكّن هذه الشاشات التفاعلية من التحكم والتفاعل البديهي، مضيفة مستوى جديد من التشبع لعالم الألعاب.
السبورات التفاعلية: لقد وجدت تقنية شاشات اللمس طريقها أيضًا إلى البيئات التعليمية. تُمكّن السبورات التفاعلية المعلمين والطلاب من تعديل المحتوى الرقمي باستخدام حركات اللمس، مما يجعل عملية التعلم أكثر جاذبية وتفاعلية.
حقائق ممتعة ومعلومات تاريخية عن شاشات اللمس:
الآن بعد أن استكشفنا العمليات الداخلية والتطبيقات لشاشات اللمس، دعونا نكتشف بعض الحقائق الممتعة حول هذه التكنولوجيا الرائعة:
يعود تاريخ تقنية شاشات اللمس إلى الستينات حينما نشر إ/ أ. جونسون النتائج المتعلقة بتقنية شاشات اللمس وتطبيقاتها المحتملة في مراقبة حركة الطيران.
 |
| أول هاتف باللمس من Simon |
تم تطوير أول واجهة لمس منحنية من الزجاج المنحني بواسطة بيل كولويل في Elo Touch Systems في عام 1977، مما يشكل إنجازًا كبيرًا في تقنية شاشات اللمس. حصل جورج أس. هيرست جونيور وويليام سي. كولويل في عام 1975 على أول براءة اختراع تضم تقنية شاشات اللمس، معتمدين بذلك إسهاماتهم في هذا المجال.
كل جهاز يستخدم تقنية شاشات اللمس يحتوي على برنامج تشغيل شاشة لمس، وهو برنامج حاسوبي يترجم المدخلات التي تأتي عن طريق اللمس إلى أوامر داخل الجهاز. قدمت شركة جنرال موتورز تقنية شاشات اللمس في مركباتها في الثمانينيات، لكنها تم إيقافها في وقت لاحق بسبب تكاليف الإصلاح العالية. حتى استُخدمت تقنية شاشات اللمس في CERN (المنظمة الأوروبية للبحوث النووية) في عام 1973 للتحكم في مسرع الجسيمات.
مستقبل تقنية شاشات اللمس:
بينما تعد شاشات اللمس السعوية والسعوية السعوية حاليًا أكثر التقنيات استخدامًا، فإن البحث والتطوير المستمرين يدفعان حدود قدرات شاشات اللمس. يقوم المهندسون بدراسة تقنيات جديدة لإنشاء شاشات لمس يمكن استخدامها على أسطح أكبر دون التأثير على الحساسية والدقة.
إحدى هذه التقنيات هي التعتيم الداخلي الكلي المحبب، الذي تستخدمه شركات مثل Perceptive Pixel لشاشاتها الكبيرة الحجم. يعمل التعتيم الداخلي الكلي المحبب عن طريق تشتيت الضوء عند لمس الشاشة، ويتم اكتشاف التغيرات في الضوء بواسطة الكاميرات على ظهر الشاشة. يتم ترجمة هذا التغيير البصري إلى إدخالات لمس، على نحو مشابه لكيفية كشف شاشات اللمس السعوية عن التغييرات في التيار الكهربائي.
مع استمرار تقدم التكنولوجيا، يمكننا توقع المزيد من الابتكارات في تقنية شاشات اللمس. من الحساسية والدقة المحسنة إلى القدرة على اكتشاف حركات لمس أكثر تعقيدًا، يحمل مستقبل شاشات اللمس إمكانيات مثيرة.
وفي الختام لقد غيّرت شاشات اللمس طريقة تفاعلنا مع التكنولوجيا، مما أتاح تجربة مستخدم سلسة وبديهية. سواء كان ذلك على هواتفنا الذكية، الأجهزة اللوحية، أو أجهزة أخرى، فقد أصبحت شاشات اللمس جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. فهم كيفية عملها، بدءًا من التقنية الأساسية وصولاً إلى أنواع مختلفة من شاشات اللمس، يسمح لنا بتقدير التفاصيل الدقيقة وراء هذه العروض التفاعلية.
في حين أن شاشات اللمس المقاومة والسعوية هي التقنيات الأكثر استخدامًا، فإن الأبحاث والتطوير المستمرين يفتحان الطريق نحو شاشات لمس أكثر تطورًا في المستقبل. وبينما نواصل اعتناق العصر الرقمي، ستلعب شاشات اللمس بلا شك دورًا حاسمًا في تشكيل تفاعلاتنا مع التكنولوجيا.
لذا، في المرة القادمة التي تقوم فيها بالضغط أو السحب أو التمرير على جهاز شاشة لمس، خذ لحظة لتقدير التقنية المعقدة التي تمكن هذه الإجراءات بمجرد لمسة من إصبعك.
التعليقات على الموضوع