Компьютерра - Компьютерра PDA N169 (14.04.2012-20.04.2012)

Пример реализации координатной сетки RAND Tablet восемь на восемь дорожек

Однако более важным элементом, чем филигранная координатная сетка, были шины, к которым крепилась каждая дорожка. Именно они выполняли роль токопроводящих обкладок, которые в совокупности с майларовым диэлектриком создавали массив конденсаторов, располагавшихся по периметру рабочей поверхности планшета. Подавая в строго определённые моменты времени положительные или отрицательные импульсы к строго определённым шинам X и Y дорожек, разработчикам удалось создать координатное поле, каждая дорожка которого в каждый момент времени уникально кодировалась последовательностью, состоящей из троек положительных и отрицательных импульсов. Принимая положительный импульс за бинарную единицу, а отрицательный импульс за ноль, можно было получить закодированные подобным образом X-Y-координаты любой точки на поверхности планшета.

Пример кодирования номеров X и Y дорожек троичным кодом Грея

Кодирование X-Y линий тройками двоичных единиц и нулей было выбрано неслучайно. Такой код, называемый троичным кодом Грея, был выбран разработчиками планшета для сведения к минимуму количества ошибок в ходе преобразования аналоговых по своей природе импульсов тактирования каждой дорожки в цифровые данные, передаваемые компьютеру.

Перо планшета RAND, внешне напоминающее обычную ручку, обладало высоким импедансом и было электростатически связано с координатной сеткой планшета. Таким образом, когда перо прикасалось к поверхности планшета, на вход усиливающей схемы поступали последовательности кода Грея тех дорожек X и Y, на пересечении которых перо находилось в данный момент.

Осциллограмма положительных и отрицательных импульсов, считанных пером с поверхности планшета

Чтобы величина импульсов дорожек Y, располагающихся по отношению к перу под двумя слоями диэлектрика (майлар и эпоксидная смола поверхности), была равной импульсам дорожек X, размер и форма их шин были соответствующим образом рассчитаны и отличались от шин дорожек Х.

Работа планшета начиналась с момента замыкания контакта на кончике его пера. Сила нажатия, требуемая для такого замыкания, соответствовала нажатию кончика шариковой ручки на лист бумаги, что не вызывало у пользователя дискомфорта при работе с устройством.

Блок схема устройства управления RAND Tablet

Замыкание контакта инициировало подачу напряжения на усиливающую схему пера. С этого момента на её вход начинали поступать импульсы кодов Грея дорожек X и Y, над которыми перо находилось в данный момент. Усиленные импульсы стробировались и передавались на вход преобразователя кода Грея в бинарный код. В результате каждая дорожка X и Y кодировалась десятиразрядным бинарным числом, поступавшим в двадцатиразрядный регистр сдвига. Оттуда полученное двадцатиразрядное значение координат X-Y поступало в регистр интерфейса сопряжения с компьютером.

Но перед его использованием схема планшета проверяла наличие возможных ошибок, возникающих в ходе распознавания координат. Для этого двадцатиразрядная бинарная последовательность из регистра сдвига подавалась на вход преобразователя её обратно в код Грея. Полученные с его выхода троичные комбинации сравнивались с поступившими последовательностями импульсов с выхода усилителя пера. В случае полного совпадения схема "давала добро" на передачу координат компьютеру. В противном случае переключатель проверки корректности блокировал поступление ошибочно распознанных координат и компьютер получал предыдущее значение из регистра интерфейса сопряжения.

Принцип сопряжения RAND Tablet с компьютером

Цифровые значения координат пера поступали в видеосистему компьютера, которая отображала их на экране дисплея в виде точки. Высокоскоростной мультиплексор позволял подмешивать этот сигнал к видеоинформации, генерируемой программным обеспечением компьютера, размещая, таким образом, рисуемые точки на заданном фоне. Управляя задержкой отрисовки текущих и поступления новых координат, разработчикам удалось реализовать "электронные чернила" — последовательности точек, сливавшихся в одну линию. Благодаря этому решению с помощью планшета можно было работать с растровой графикой.

Планшет RAND широко применялся в разработках корпорации, связанных с непосредственным манипулированием графическими данными на экране дисплея. Опыт его эксплуатации показал, что пользователю требовалось совсем немного времени для того, чтобы сопоставить движение пера планшета и появление изображения отображаемых на экране линий.

Внешний вид RAND Tablet

Кроме сугубо коммерческого использования, несколько планшетов RAND были переданы в пользование университетам. Именно эти образцы и сподвигли исследователей к дальнейшему совершенствованию тач-технологии.

Нынешние ёмкостные сенсорные панели — архитектурные потомки планшета RAND. За исключением ряда нюансов, связанных с тем, что наш палец, в отличие от пера, не имеет непосредственной связи со схемой сенсорной панели, принципы получения координат поверхности у тачскрина-первопроходца и его далёких потомков являются одинаковыми.

Планшет RAND в прямом и переносном смыслах стал "пробой пера" привычных нам сенсорных технологий, открыв людям ещё один путь взаимодействия с их цифровыми помощниками. Путь, который сегодня превратился в широкую сенсорную магистраль, выложенную тачскринами миллионов наших гаджетов.

Автор: Дмитрий Вибе

Опубликовано 20 апреля 2012 года

Тёмное манит и завораживает. Темнота — друг молодёжи. Нас тьмы, и тьмы, и тьмы. В кино циничные остроумные Тёмные зачастую более симпатичны, чем правильные занудные Светлые. Несмотря на многочисленные астрофизические загадки, связанные со светящимся веществом, воображение сильнее волнует тёмная материя. Разбор нестыковок с излучением кажется не более чем уточнением уже известных деталей, темнота же обещает приоткрыть дверь в новую физику.

Неудивительно, что исследованиям тёмной материи (ТМ) посвящено огромное количество статей, публикуемых в профессиональной литературе. (Кстати, по-русски, наверное, правильнее говорить "тёмное вещество", однако Гугл даёт на порядок больше ссылок по запросу "тёмная материя", что есть калька с английского "dark matter".) Как можно исследовать то, что не светится, если единственный источник информации в астрономии — электромагнитное излучение? Да так же, как и многое другое — по косвенным признакам.

Напомню вкратце суть проблемы. Основным фактором, двигающим предметы на больших масштабах, в нашей Вселенной является гравитация. Наблюдая за движением тел, можно делать выводы о гравитационном поле, в котором они движутся, и о массе, которая порождает это поле. Так вот, в целом ряде случаев гравитационное поле как будто бы есть, а источник его увидеть не удаётся. В частности, движение звёзд в галактиках и галактик в скоплениях происходит со скоростями, сильно не соответствующими распределению "светлого" вещества, которое можно наблюдать непосредственно. Отсюда и возникает предположение о наличии ещё и "тёмного" вещества, которое само не светится, но проявляет себя через гравитационное воздействие на светящиеся тела.