Dotykové a interaktivní displeje – Terminologie

Článek navazuje na předchozí terminologická témata z oblasti displejů: Historie displejů, Displeje LED a OLED, 3D displeje. Text vychází z dokumentů technické komise IEC/TC 110, webů českých škol a dále z článků české a anglické wikipedie.

Základní termíny [IEC 62809-1-2, IEC Glossary]

• Dotykové displeje (touch displays) – zařízení dovolující uživateli reagovat dotykem na data související se zobrazovanou informací.
• Dotykové obrazovky (touchscreen) – vstupní i výstupní zařízení realizované sadou dotykových buněk (touch cells). Tyto buňky jsou vyráběny samostatně (add-on type) nebo jsou přímo integrovány do povrchu e-displeje počítače (in-cell type). Uživatel pak může pracovat s počítačem přímo. Výhodou je snadné ovládání, které dovolí, při použití například speciálního pera, využívat veškeré funkce standardní myši (tedy klikání, pohyb kurzoru po obrazovce) s mnohem lepší zpětnou vazbou, s jistějším a přesnějším pohybem. Taková zařízení lze rovněž využít ke kreslení, psaní vzorců, podtrhávání textu a tak dále. Nevýhodou se pak stává opětovné připoutání k počítači, respektive jeho obrazovce.
• Interakce člověk-počítač (human-computer interaction) – komunikace, jejímž cílem je přenášení informací mezi člověkem (programátorem, operátorem nebo uživatelem) a počítačem na základě předem nastavených pravidel. Informace mohou být mezi těmito dvěma stranami přenášeny jako vstupy i výstupy mnoha způsoby, a to za pomoci počítačových periferií (klávesnice, mikrofonu, tiskárny, monitoru).
• Interaktivní displeje (interactive displays, smart board ) – umožňují jednoduchou práci přednášejícího a posluchačů s cílem soustředit se na sdělované téma a nikoliv na ovládání displeje. Displeje mají možnost doplnění o vestavný PC modul nebo o přenosný počítač.
• Interaktivní film (interactive film, movie) – druh filmu, který umožňuje filmovým divákům aktivně se zúčastnit v ději filmu a rozhodovat o směřování příběhu. Znamená to, že důležitá rozhodnutí v příběhu už nedělá hlavní hrdina, ale divák.
• Interaktivní tabule (interactive whiteboard, smart board) – řeší problém nutnosti kontroly obrazu na plátně, protože uživatel pracuje přímo s tímto obrazem. Existují různé druhy interaktivních tabulí. Pro některé je třeba speciální fix, jiné je možné ovládat přímo rukou. Velké interaktivní zobrazovací tabule mohou mít formu:
  • počítače s dotykovou obrazovkou,
  • touchpadu, tj. vstupního zařízení pro počítač a projektor.
• Interaktivní výstavy (interactive exhibition) – výstava zahrnující interaktivní exponáty, které zvyšují zážitky návštevníků.
• Tablet (tablet computer) – tenký mobilní typ počítače s mobilním operačním systémem a dotykovou obrazovkou.

Obr. 1  Učební pomůcky, Morava 1946: Černá tabule na stěně a „tabulky“ na lavicích žáků [WikiComm]

Související termíny [Google Search, WIKI]

• Apple Pencil – bezdrátové příslušenství typu stylus/pero dodávané k jednotlivým generacím tabletů iPad společností Apple Inc. První generace Apple Pencil byla oznámena 2015. Poslední verze byla oznámena 2023; dobíjení se provádí přes USB-C.
• Černá tabule / školní tabule (blackboard, chalkboard) – plocha s opakovaně použitelným povrchem pro psaní, resp. kreslení pomocí křídy (chalk). Podobné malé „tabulky“ byly ještě v první polovině 20. století používány žáky v českých školách, viz obr. 1.
• Digitální pero (digital pen) – vstupní zařízení počítače, které umožňuje psaní, resp. kreslení rukou a tato analogová informace je dále digitalizována a zpracovávána. Aktivní verze pera mohou obsahovat akcelerometr (accelerometer) pro detekci pohybu pera.
• Digitální poutač (digital signage) – druh displeje určeného pro efektivní marketing a optimální prezentaci nabízeného zboží, resp. služby pro poskytování důležitých informací. Provedení může být od volně stojící reklamní desky až po velkoformátový displej na stěně budovy. Poutač předává požadovanou zprávu a může podporovat video nebo slajdy, včetně zvuku. Provedení může být venkovní (outdoor) nebo v krytém prostředí (indoor).
• Dotykové pero (stylus) – pomůcka pro dotykové „psaní/kreslení“ na některé typy iPadů resp. na některé typy interaktivních displejů. Provedení „pera“ závisí na technologii povrchu obrazovky (rezistivní, ultrazvuková a jiná).
• Dotykové uživatelské rozhraní (touch user interface) – technologie založená na vnímání dotyku (hmatu), např. při používání Brailleova písma.
• Grafický tablet (graphics tablet) – vstupní zařízení počítače, které umožňuje uživateli ručně zadávat grafické obrázky pomocí pera typu stylus. Populárním příkladem jsou grafické tablety Wacom, viz obr. 3.
• Interaktivní bílá tabule (interactive whiteboard, SMART board) – používá detekci dotyků uživatelem jako vstup „počítače“. Dotyk může být jedním nebo více prsty (multitouch), případně speciálním perem (pen).
• iPad Pro – prémiový model řady počítačů Apple iPad. První generace iPad Pro byla oznámena v roce 2015. Šestá generace byla oznámena v roce 2022.  
• Kinoautomat – jedna varianta interaktivního média, použitá čs. delegací na EXPO 67 v Montrealu.
• Pointing stick – vstupní zařízení, které snímá sílu a směr dotyku prstu pomocí dvojice rezistivních senzorů.
• SMART Technologies – kanadská společnost známá zejména interaktivními bílými tabulemi nabízenými jako SMART Boards.
• Surface pen – digitální „pero“ vyvinuté Microsoftem pro počítače řady Surface. První generace Surface Pen byla oznámena v roce 2012. Čtvrtá generace, Surface Pro (2017), rozlišuje 4096 úrovní tlaku a 1024 úrovní sklonu (tilt sensitivity).
• Touchpad – vstupní zařízení běžně používané u notebooků. Jeho účelem je pohybovat kurzorem po obrazovce podle pohybů uživatelova prstu. Jde o náhradu za počítačovou myš. Touchpady se vyrábějí v různých velikostech, ale jen zřídka větší než 50 cm².

Obr. 2  Učební pomůcky, GB 2013: Interaktivní displeje při studiu historie [WikiComm]

Klasifikace souvisejících termínů

Pohyby/gesta, která rozpoznávají vstupní senzory připojené k interaktivnímu ovladači:

• dlaně (palm),
• hlavy (head),
• očí (eyes).
• paže (arm),
• prstů (fingers).

Polohovací zařízení (pointing device) – vstupní zařízení, které ovládá polohu kurzoru na obrazovce. Příklady:

• prst (finger),
• pero (pen),
• myš (mouse).

Rozpoznávání gest (gesture recognition) – příslušné rozhraní interaktivního počítače rozpoznává například dotykové pohyby prstů, které vyvolávají reakce:

• offline – aktivace menu atp.,
• online – změna měřítka, resp. směru objektu na obrazovce.

Školní/prezentační tabule:

• Černá/zelená školní tabule (chalkboard), pro psaní se používala křída.
• Černé zmenšené tabulky se používaly (cca do 1950) pro výuku psaní. Místo pera se používala křída, viz obr. 1.
• Bílá popisovací tabule magnetická; pro psaní se používají barevné fixy a malými permanentními magnety lze přidávat obrázky.
• Bílá tabule s dataprojektorem, doplněná případně o interaktivní prvky.
• Interaktivní tabule (interactive whiteboard) – velkoplošný displej LCD, LED, resp. plazmový, doplněný počítačem a dotykovým senzorem, resp. dotykovou vrstvou.

Technologie, které realizují interakci uživatele na obsah tabule (technologies used for interaction user-contend of the whiteboard):

• infračervené skenování (infrared scan/IR touch),
• elektromagnetické pero (electromagnetic pen),
• kamerové (camera),
• laserové (laser),
• rezistivní dotyk (resistive touch),
• ultrazvukové pero (ultrasound pen).

Vjemy vyvolané výstupní zpětnou vazbou interaktivního displeje:

• dotykové (tactile) – změna struktury povrchu,
• elektrické (electrical) – elektrické stimuly,
• hmatové (haptic) – silové, vibrační,
• vizuální (visual) – obrázky, videa.

Obr. 3  Kreslení pomocí grafického tabletu Wacom [WikiComm]

Studium související problematiky

• ČVUT v Praze, FEL, mikrosystémy: taktilní senzory a dotykové displeje.
• Masarykova univerzita, Brno, Pedagogické fakulta, Interaktivní tabule ve výuce zeměpisu na základní škole, bak. práce M. Cupáková, 2010.
• VUT v Brně (University of technology), FIT (Faculty of information technology), Ústav počítačové grafiky a multimédií (Department of computer graphics and multimedia): výzkum a výuka v oblastech interakce člověka s počítačem.
• ZČU v Plzni, Fakulta pedagogická, Interaktivní displej pro podporu výuky v mateřské škole, bak. práce, J. Schejbal, 2022.

Související právní předpisy EU

Nařízení Komise (EU) 2019/2021, požadavky na ekodesign elektronických displejů (ecodesign requirements for electronic displays), stanoví mj. požadavky na:

digitální informační displeje (digital signage displays) – elektronický displej, který je primárně určen ke sledování větším počtem osob v jiných než stolních konfiguracích a v jiném než domácím prostředí. Jeho specifikace zahrnují všechny charakteristiky stanovené v nařízení (EU) 2019/2021.

Související technická komise

IEC/TC 110 Elektronické displeje (Electronic displays) zahrnuje aktuálně následují subkomise/týmy:

• WG 6 – 3D displeje (3D displays)
• WG 8 – Ohebné displeje (Flexible displays)
• WG 9 – Dotykové a interaktivní displeje (Touch and interactive displays)
• WG 10 – Laserové displeje (Laser displays)
• WG 12 – Displeje typu brýle (Eyewear displays)
• WG 18 – Displeje OLED (Organic light emitting diode displays)
• MT 63340 – E-displeje pro speciální aplikace (E-displays for special applications)
• MT 61747 – Komponenty s displeji LCD (Liquid crystal display devices)

Související normy:

• IEC 62908-1-2, 2017, Touch and interactive displays – Part 1-2: Generic – Terminology and letter symbols
• IEC TR 62908-1-3, 2021, Touch and interactive displays – Part 1-3: Generic – General introduction to pen touch technology

Literatura:

V. Pavlín, Ovládání počítače pohybem laserového ukazovátka po projekčním plátně, bak. práce, VUT Brno, 2010

J. Schejbal, Interaktivní displej pro podporu výuky v mateřské škole, bak. práce, ZČU, 2022

Z. Straka, Tvorba senzorických map z taktilních vstupů robota iCub pomocí metod strojového učení, bak. práce, ČVUT, FEL 2014

Tabule a nástěnky, https://www.b2bpartner.cz

IEC Glossary, http://std.iec.ch/glossary

[csWiki] csWikipedia:

• Dotyková obrazovka
• Stylus
• Školní tabule
• Tablet (polohovací zařízení)
• Vícedotykové ovládání

[DPS-AZ]

• 3D displeje, DPS-AZ, č.2/2014
• Displeje LED a OLED, DPS-AZ, č. 3/2013
• Historie displejů, DPS-AZ, č.5/2020

[enWiki] enWikipedia:

• Category:Touch screen mobile phones
• Digital pen
• Graphics tablet
• Human computer interaction
• Interactive media
• Interactive whiteboard
• iPad Pro
• Surface pen
• Tablet computer
• Touchscreen
• Whiteboard

[WikiComm] Wikimedia Commons: (obr. 1 až 3)

• Old School.jpg, autor: B's
• Interactive displays.jpg, autor: FlyingKites
• Penciling on Wacom Cintiq 13HD by David Revoy.jpg, autor: David Revoy