Гладкий экран - кривая поверхность: тактильные ощущения от сенсорного дисплея

Гладкий экран - кривая поверхность: тактильные ощущения от сенсорного дисплея

Человек, перемещающий палец по топографической карте, отображаемой на поверхности сенсорного экрана, сможет почувствовать неровности кривых поверхностей холмов, впадин и острые вершины горных хребтов, несмотря на то, что поверхность экрана является абсолютно гладкой.

Это станет возможным, благодаря применению нового алгоритма и комплекса несложных аппаратных средств, разработанных специалистами компании Disney Research с целью предоставления возможности осязательного ощущения особенностей трехмерных объектов на обычных плоских сенсорных дисплеях.

Изменяя силу трения, которую испытывает поверхность пальца человека, скользящего по поверхности экрана, алгоритм Disney Research за счет использования нескольких высокотехнологичных уловок может воспроизвести с достаточно высоким уровнем детализации ощущения, которые испытал бы человек, водя пальцем по реальному предмету. Основой работы алгоритма является тот факт, что кожа на пальце человека чувствует именно изменения прямой и боковой силы трения при движении по неровностям различных поверхностей.

"Наш мозг получает представление о поверхности соприкосновения через передаваемую ему информацию о натяжении кожи на кончиках пальцев, - рассказывает Иван Пупырев, старший научный сотрудник компании Disney Research и руководитель исследовательской группы Interaction Group. - Если мы сумеем искусственно изменить силу трения, следовательно, и натяжение кожи на кончике пальца пользователя при его движении по поверхности, мы сможем одурачить мозг и заставить его считать, что палец перемещается по поверхности со сложной текстурой".

Для реализации такого "обмана" мозга пользователя исследователями была разработана целая психофизическая математическая модель, которая позволяет рассчитать требуемую последовательность изменений сил трении при движении пальца пользователя по экрану в определенном направлении. Исходными данными для той модели являются положение пальца, направление и скорость его перемещения, и, так же конфигурация и характер поверхности объекта, отображаемого на экране. Для изменения силы трения исследователи Disney Research использовали электровибрационный метод, который не создает физических перемещений поверхности экрана, а изменят коэффициент трения поверхности за счет прикладываемого к ней электростатического заряда.

Такой подход не нов, исследователи уже применяли подобные технологии для обеспечения тактильной обратной связи устройства с пользователем. Но большинство подобных систем за счет использования библиотеки готовых "тактильных шаблонов" могли обеспечить только работу с заранее подготовленными и обработанными статическими изображениями. Новизна подхода исследователей Disney Research заключается именно в технологии быстрого формирования последовательности изменений коэффициента трения поверхности в режиме реального времени. Это позволит снабдить осязательной составляющей даже самые динамично изменяющиеся изображения, такие, как картинки компьютерных игр, отображаемые на сенсорном экране.

"Взаимодействие с помощью прикосновения к экрану уже давно стало стандартом для смартфонов, планшетных и даже настольных компьютеров. Разработка алгоритмов и аппаратных средств, которые смогут на лету преобразовать визуальное содержимое экрана в правдоподобные осязательные образы, имеет огромный потенциал для того, чтобы обогатить и разнообразить взаимодействие человека с компьютером, - рассказывает Иван Пупырев. - Мы полагаем, что наша разработка, позволяющая предоставить пользователю богатую осязательную информацию, несомненно, найдет применение в "осязательных" дисплеях электронных устройств будущего".