Como funcionam as telas sensíveis ao toque (touch screen)

Parece coisa de ficção científica. Aliás, é algo que há muito tempo os filmes e contos de ficção científica já previam: uma interface com o computador através de movimentos e de toques direto na tela. Com o avanço da tecnologia, isso já virou realidade e é utilizado por muitos de nós todos os dias. Muitos caixas eletrônicos de banco, celulares como o iPhone e o Nokia 5800, e alguns monitores de computador já utilizam a tecnologia conhecida como Touch Screen. Mas você sabe como ela funciona?

O que é o Touch Screen?

Em poucas palavras, o Touch  Screen é uma tela sensível ao toque, ou seja, além de podermos ver o que aparece no monitor do computador ou na tela de algum aparelho, podemos tocá-la e ela responderá como se estivéssemos tocando nos objetos mostrados nela . É uma tecnologia que integra não só sensores na tela, mas também programas e interfaces específicas para entender o que está acontecendo.

Atualmente existem vários tipos diferentes de tela touch screen, cada uma funciona com uma tecnologia diferente. Vamos aqui falar de quatro tipos principais, as telas resistivas, as capacitivas, as de Onda Acústica Superficial e o sistema utilizado pelo Microsoft Surface, que utiliza microcâmeras ao invés de sensores.

Telas Resistivas, ou “Usando uma caneta para escrever no monitor”

Talvez a tecnologia mais utilizada e mais simples para as touch screens seja justamente a de telas resistivas. Elas funcionam através de pressão na tela que é reconhecida e traduzida como um comando específico. Essa tecnologia é utilizada, por exemplo, em uma das telas do Nintendo DS e nas telas de alguns caixas eletrônicos de banco.

O sistema de identificação da pressão é feito utilizando-se duas placas bem finas, separadas por um afastador. Uma delas é feita de um metal e a outra de vidro. Entre elas passa uma corrente elétrica leve. Ao se encontrar na tela, as duas placas encostam-se naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida e as coordenadas são enviadas ao computador. Essa informação é traduzida por um programa que transforma o toque em algum comando na tela.

Por causa de como essa tela é produzida, ela pode ser utilizada com qualquer objeto que faça pressão. Muitas pessoas, por exemplo, utilizam canetas específicas. Esse é o caso do DS e de PDAs sensíveis ao toque ou até mesmo de celulares como o Nokia 5800 ou o HTC Touch. Mas também é possível tocar na tela com o dedo ou qualquer outro objeto. O principal problema dessa tecnologia é que, como ele utiliza duas placas e uma delas é metálica, por mais fina que seja, ela deixa passar somente cerca de 75% da luminosidade do monitor.

Telas Capacitivas, ou “Usando o dedo para navegar”

A tecnologia de telas capacitivas é a tecnologia utilizada nos iPhones e iTouchs. Ela funciona a partir de uma camada carregada de eletricidade, conhecida como camada capacitiva, posicionada sobre o painel do monitor. Ao se tocar na tela, parte desses elétrons é transmitida para o seu dedo, como se fosse um pequeno choque, mas muito leve a ponto de não se perceber. O computador então entende essa pequena descarga de eletricidade naquele ponto e calcula as coordenadas, que então são traduzidas como um comando para a tela do computador.

Essa tecnologia é extremamente versátil, e como ela funciona com uma pequena camada metálica sobre a tela, ela deixa muito mais luz passar, chegando a quase 90% luminosidade.

Telas de Ondas Acústicas

Talvez a melhor tecnologia, justamente por permitir passar 100% da luminosidade da tela. Diferentemente das outras tecnologias, ela não posiciona nenhuma placa metálica sobre o monitor. Ao invés disso, são posicionados dois transdutores de cada lado da tela, um receptor de um transmissor, tanto dos lados quanto na parte superior e inferior, fechando um quadrado.

O transdutor transmissor manda uma pequena onda que é percebida pelo transdutor receptor. Essas informações formam então uma grade de coordenadas. Quando algo encosta na tela, os receptores percebem uma interrupção no envio das informações e informam automaticamente a coordenada do toque, traduzindo isso como um comando na tela.

Sistema de microcâmeras do Microsoft Surface

Vendo que sua principal concorrente, a Apple, resolveu investir forte em aparelhos com tela sensível ao toque, a Microsoft  desenvolveuum novo sistema, batizado de Surface. Basicamente, ele é uma tela grande com cinco câmeras espalhadas por suas bordas que percebem o toque na tela ou quando algo é depositado sobre ela.

O Surface também conta com tecnologia wireless Bluetooth e Wi-Fi, conseguindo conectar através desses sistemas a qualquer aparelho, também  habilitado, que é colocado sobre ela. O Surface então reconhece o aparelho e inicia um modo de interação com seu conteúdo através de comandos de toque na tela.

Essa tecnologia ainda está em fase de testes, mas foi prometida para funcionar com o Windows Vista. Imagina-se que com o lançamento oficial do Windows 7, a tecnologia Surface possa ser amplamente difundida. Com ela será possível conectar com aparelhos móveis como o Zune e câmeras fotográficas, interagindo com o  conteúdo diretamente na tela do Surface.

Um uso possível também será na identificação de cartões de crédito com chip. Utilizando um software apropriado de reconhecimento e segurança, um restaurante ou loja pode facilmente fazer a conta e, através de comandos e gestos manuais, iniciar a fatura no cartão. O vídeo abaixo ilustra algumas dessas possibilidades.

A tecnologia Surface traz uma outra forma de interação com o computador. Diferentemente das  tecnologias que utilizam a mesma interface, somente mudando a forma de se relacionar com ela, a Microsoft pretende fazer algo novo, com possibilidades para vários usuários simultaneamente, interatividade com outros produtos e até reconhecimento de voz e gestos, não só toque na tela. Isso faz com que seja necessário um hardware específico, não só um monitor e software de tradução.

Qual a diferença entre Touch Screen e Multi-Touch?

A tecnologia Surface, que permite múltiplos usuários, faz isso, pois ela reconhece múltiplos toques na tela ao mesmo tempo. Isso é conhecido como Multi-Touch. Na prática, toda tela multi-touch é uma tela Touch Screen, mas nem toda tela Touch Screen é Multi-Touch. Muitos sistemas reconhecem somente um toque de cada vez. Telas Multi-Touch podem ser utilizadas com qualquer uma das tecnologias apresentadas acima, mas suas limitações dependem do hardware e software utilizados.

Muitos sistemas de telas de toque, as touchpads, funcionam de maneira muito semelhante às telas capacitivas. Como geralmente elas servem como substituto do mouse, o software reconhece o toque como sendo o cursor do mouse na tela. Dois toques fariam com que o sistema entrasse em conflito, pois isso diria ao computador que existem dois cursores ao invés de um. O software corrige isso através de uma programação que ou traduz os dois toques em um, ou reconhece somente o primeiro toque, ignorando o segundo.

A Apple, porém, utiliza o mesmo touchpad em seus computadores, mas com uma programação que aceita mais de um toque.  Múltiplos toques no touchpad representam comandos diferentes na tela.

O Futuro das Telas de Toque

Existem muitos estudos sobre as possibilidades de uso das telas de toque, ou touch screens. Da mesma forma como novas tecnologias estão se desenvolvendo, muita gente continua pensando em várias ideias diferentes. Uma delas é a utilização espacial como recurso de interatividade e toque. O filme Minority Report mostrou como isso poderá ser feito.

Com essa ideia de combinar um sistema de toque e de reconhecimento de movimento, de voz e até de emoções, surge o Projeto Natal da Microsoft. Ele promete ser revolucionário, justamente porque ele permite uma interatividade completamente diferente com o computador, muito parecido com o que o filme Minority Report apresentou.

O Projeto Natal será o próximo passo no desenvolvimento de novas formas de interação com o computador. A união   de tecnologias de tela de toque,  de reconhecimento do Projeto Natal e  a interação com a realidade apresentada pela Realidade Aumentada com certeza vai alterar a forma não só como nos relacionamos com o computador, mas principalmente como nos relacionamos com o mundo. Veja este vídeo de como é possível integrar tudo isso com o mundo real (vídeo em inglês com legendas em espanhol):

O que você achou dessas explicações? Você já usou telas sensíveis ao toque? Imagina como será o mundo utilizando essas diferentes tecnologias? Deixe seu comentário e participe também da discussão!