Kezdetben ezeket a trackball-lal (amely lényegében egy feje tetejére fordított egér) vagy izometrikus botkormánnyal helyettesítették, a 90-es években azonban ezeket a körülményesen használható megoldásokat a sokkal intuitívabb érintőpad kiváltotta. Azóta ezek a touchpadek jelentős fejlődésen mentek keresztül, és ma már megszokott, hogy egyszerre több érintést is érzékelnek, és kapacitív technológiára épülnek, azonban még mindig jelentősnek tekinthető a helyigényük ahhoz képest, hogy csak kétdimenziós érzékelést valósítanak meg.
A közeltéri RF-technológiára épülő ún. E-Field-technológia alapján a Microchip kifejlesztette GestIC nevű, térbeli gesztusvezérlési megoldását, amely a jelenleg futó érintőpados megoldások minden korlátját leküzdi. Az egychipes MGC3130 megoldás olyan elektromos teret generál, amely képes egy, két és három dimenzióban is érzékelni, így érintkezésmentes pozíciókövetést és gesztusfelismerést valósít meg, lényegében tetszőleges alkalmazásban (lásd 1. ábra).
1. ábra. A Microchip MGC3130 gesture controllerTechnológiai áttekintés
A GestIC-ben alkalmazott elektromos közeltéri érzékelési technológia 100 kHz körüli vivőfrekvenciát használ, amely mintegy 3 km hullámhosszt biztosít. Az implementáció részletei azonban azt adják, hogy az elektródák közötti távolság sokkal kisebb, mint a hullámhossz, amely lehetővé teszi a mágneses térösszetevő és a kisugárzott energia közel nullán tartását. Ez végeredményben tiszta, kvázistatikus elektromos teret hoz létre, amely a rádiós spektrumban nem okoz interferenciát a többi eszközzel, például mobiltelefonokkal. Továbbá, a háromdimenziós felhasználói interfészek alapjaként szolgáló, egyéb érzékelőtechnológiákkal (pl. optikai, ultrahangos vagy infravörös) ellentétben az E-Field-technológiát nem befolyásolja a fény, hang, bőrszín, páratartalom vagy egyéb környezeti paraméter sem.
Az elektromos téren belüli bármilyen mozgás x és y koordinátákra bontódik le, ezért a téren belül mozgó objektumok alkalmasak felismerhető gesztusok létrehozására. A vezérlő képes akár öt vevőelektróda kezelésére, amelyek jeleit az integrált jelfeldolgozó egység (SPU) dolgozza fel. A Microchip ingyenes Gesture Library szoftvere (lásd 2. ábra) használatával az MGC3130 alkalmas számos gesztustípus érzékelésére és értelmezésére.
2. ábraA másodpercenként akár 200 pozíciófrissítéssel működő rendszerben az akár öt elektródával jelentős mennyiségű pont adatai vehetők fel. Az integrált jelfeldolgozó egység és szoftverkönyvtár valósidejű gesztusfelismerést valósít meg, amely a rendszer egychipes felépítését tekintve nagy pozitívum. A rendszer alacsony fogyasztása lehetővé teszi a folyamatos üzemeltetést még akkumulátorról működő eszközök esetében is. Még a legalacsonyabb fogyasztási üzemmódban is működőképes a rendszer közelítésérzékelő része, így a minimális energiafelhasználás az állandó funkcionalitás legcsekélyebb veszélyeztetése nélkül is biztosítható.
Mivel a pozícióadatok három dimenzióból származnak (x, y és z koordinátákat is szolgáltatnak) és feldolgozásuk a valósidejű válaszreakció céljából a chipen történik, a felhasználó egy rendkívül intuitív és rövid reakcióidejű interfészt fog tapasztalni. A fejlesztők számára jó hír, hogy az MGC3130 rendszerhez illesztése szintén egyszerű a 4-tűs I2C/SPI és egyéb interfészlehetőségeken keresztül.
A jelenleg elérhető térbeli érzékelőrendszerek alapvetően optikai szenzorokkal működnek. Ezek azonban számos gyermekbeteségben szenvednek, ilyen pl. a ferde pozíció érzékelési nehézsége és a lefedettség. Az optikai rendszerek átlagos teljesítményfelvétele ráadásul akár az 500 mW-ot is meghaladhatja, az 50 képkocka/s pozíciófrissítési sebesség pedig veszélyeztetheti a valósidejű működést. Az elektromostér-alapú megoldás ezzel szemben az optikai rendszerek teljesítményigényének tizedével is beéri, és lényegesen nagyobb frissítési sebességet biztosít.
Térbeli billentyűzet
A dedikált „Overkey3D" megoldással a GestIC akár a hagyományos kialakítású billentyűzetek kiváltására is alkalmas lehet hordozható vagy asztali számítógépeknél is, amelynek során a billentyűzet funkcionalitását háromdimenziós érzékelési tér szimulációja útján biztosítja. Ezzel a megközelítéssel a mozgások elődefiniált, a billentyűzet adott részére leképzett gesztusokként érzékelhetők, így tulajdonképpen olyan billentyűzet implementálható, amely egyben alkalmas különféle gesztusok felismerésére is.
Ezt a fajta vezérlést már a Windows 8 is támogatja, így a felhasználó kezének még csak meg sem kell érintenie a billentyűket, hiszen a pozíciókövetésnek ez nem feltétele. Bár lehet, hogy elsőre kissé merészen hangzik, de így támogatott a térbeli vezérlés, valamint a Microchip Colibri gesztuskönyvtár elemeinek kezelése. A technológia ráadásul támogatja két GestIC kombinált használatát is mester/szolga elrendezésben (lásd 3. ábra), kétzónás elrendezésre. A GestIC API teljes támogatást nyújt a harmadik felet képviselő szoftverfejlesztők számára is.
3. ábraMint említettük, a GestIC támogatja a kis fogyasztású működési modelleket. Ezek alapján például a háttérvilágítás vezérlése jelenlét-érzékelés alapján megoldható, így akár a LED-ek is gombnyomás nélkül meghajthatók. Ha az objektum kikerült a vizsgált térből, a LED-ek a további energiamegtakarítás érdekében akár azonnal kikapcsolhatók, időzített lekapcsolásra nincs feltétlen szükség.
Az „all-in-one" PC-k gyártói manapság rendkívül érdekeltek innovatív ember-gép interfészek (HMI-k) implementálásában, amellyel a tabletek támasztotta igényeket igyekeznének kielégíteni. A GestIC által megvalósított, térbeli gesztusfelismerés teljes mértékben támogatja a Windows 8-ban bemutatkozott ún. Metro-felhasználói interfészt ugyanazon a fizikai területen belül, amelyben a billentyűzet helyezkedik el, így tehát nincs szükség érintésérzékelő kijelző beépítésére sem a PC hardverében. Ez azt jelenti, hogy az érintésérzékelés nélküli informatikai eszközöket használó felhasználóknak sem kell lemondaniuk a Metro-felület adta kényelemről, a teljes vezérlés és tartalomfogyasztás ugyanolyan vagy jobb hatékonysággal megoldható. A GestIC-vel támogatott billentyűzetmegoldások új lehetőségeket nyitnak, a különböző gesztusokkal a leggyakrabban használt funkciók gyorsan és intuitíven elérhetőek, így a számítógép-használat hatékonysága valóban új magasságokba emelkedhet.
Összefoglalás
Az előbbiekben láthattuk, hogy a GestIC „személyében" a fejlesztők és az ő jóvoltukból a felhasználók kiváló teljesítőképességű eszközt kaptak az új generációs ember-gép interfészek fejlesztéséhez. A kor igényeinek megfelelő funkciókat, hatékonyságot és gyorsaságot ígérő, térbeli gesztusfelismerésre alkalmas, egychipes GestIC megoldás dedikált hardver- és szoftvereszközöket egyesít, és lényegében csak a fejlesztők fantáziája szab határt annak, hogy az egérnek mint beviteli perifériának mielőbb búcsút „inthessünk".
