Touch Screen, tecnologie e funzionalità 

Oggi più che mai, l'interazione con i mezzi informatici è evoluta e può avvenire tramite molti sistemi. L'accesso alle risorse tramite i "classici" dispositivi – tastiera e mouse – è ancora la modalità  più diffusa, ma diversi altri sistemi si stanno affacciando e il mercato ha recentemente visto un rapido incremento dei dispositivi Touch Screen.
Si tratta di un modo naturale e molto semplice per raggiungere e visualizzare i propri documenti e per sfogliare librerie digitali.
L'evoluzione di questi ultimi anni ha decretato l'abbassamento dei costi relativi a questa tecnologia e una diffusione molto ampia di apparecchi con interfaccia sensibile al tocco. Di fatto, si tratta di un'ampia fascia di prodotti che prevedono l'utilizzo tramite il puntamento diretto di oggetti su di uno schermo. Tale display, sfruttando differenti tecnologie, è in grado di riconoscere il tocco delle dita della mano, oppure di specifici pennini dedicati.
In questo modo, per aprire un file basterà  toccare lo schermo in corrispondenza dell'icona relativa.
Anche se siamo ancora piuttosto lontani da una diffusione capillare e dagli schermi multi touch 3D, come quelli visti in Minority Report, la tecnologia è oggi matura per poter essere proposta al grande pubblico. I più recenti SmartPhone, di cui Apple iPhone 4 è l'esempio più recente e più famoso, non potrebbero esistere senza questo sistema di puntamento.
La piattaforma Touch Screen non si limita però ai soli dispositivi portatili, come PDA e GPS, ma è recentemente "sbarcata" anche negli ambienti home e in quelli professionali, con l'avvento di Microsoft Windows 7, che incorpora di serie numerose funzioni per la gestione di dispositivi Touch.
Non dimentichiamo comunque gli schermi di grande formato con i quali è possibile operare solo con le proprie mani.
Un notevole esempio di ingegneria è il grande schermo CityWall a Helsinki (http://citywall.org/), un grande display che consente di accedere ai differenti servizi cittadini in modo multimediali e tridimensionale.  

Oggi scegliere un all-in-one o uno schermo Touch per lavorare in ambiente Windows non è molto dispendioso ed è possibile senza complicate e difficili tarature tecniche.

[tit:Touch Screen, come funziona?]Esistono differenti tipi di schermi Touch Screen e, in base agli obiettivi da raggiungere e alle dimensioni del display, vengono impiegate tecnologie diverse. In generale, tuttavia, il funzionamento base di questi "schermi tattili" rimane invariato. àˆ infatti prevista l'individuazione del punto selezionato tramite un sistema di rilevamento specifico e una successiva elaborazione, che permette all'ambiente operativo di eseguire l'operazione richiesta.
Proprio per rilevare il tocco dello schermo sono usate tecnologie diverse, più o meno efficienti, in base agli scenari d'uso.
Al di là  dei principi di funzionamento di ciascuna, tutti i Touch Screen comprendono tre elementi basilari per il loro funzionamento. Esiste il gruppo display/sensore che si occupa fisicamente di rilevare l'intervento dall'esterno, tale dispositivo invia il segnale a un controller dedicato, direttamente collegato al sistema logico (PC o circuito integrato di gestione). L'ultimo layer è quello relativo al driver che pilota i due apparecchi precedenti e ne consente il dialogo con la software in uso.

Le tecnologie ad oggi più diffuse fanno uso di dispositivi che vengono definiti "resistivi" e "capacitivi". 

I primi, introdotti all'incirca a metà  degli anni 90, sono composti da due strati di materiale plastico trasparente. Il lato interno di queste due superfici affacciate è munito di un rivestimento conduttore suddiviso in aree ben distinte, grazie alla presenza di separatori specifici.
La pressione con il dito mette in contatto le due superfici conduttive, creando un contatto elettrico che viene inviato al controller per essere interpretato. Il tocco genera una serie di valori analogici con potenza direttamente corrispondente all'intensità  della pressione verticale e orizzontale generata. Tra i pregi di questo sistema c'è sicuramente il costo di produzione molto contenuto, tuttavia, rispetto ad altre soluzioni, risente di alcuni difetti oggettivi. Per il principio stesso con cui viene realizzata la pellicola, lo strato generato non è traslucido al 100% e porta a una sensibile perdita di qualità  e luminosità .

L'alternativa a questo tipo di tecnologia è rappresentata dai sistemi capacitivi, che sfrutta un pannello di vetro, opportunamente ricoperto di ossido metallico. La struttura viene posta sotto tensione tramite punti di ingresso situati agli angoli.
Tutta la superficie risulta perciò uniformemente alimentata e viene generato un campo elettrico per via della patina di ossido di metallo. Quando si esercita una pressione con il dito, tale campo elettrico subisce una variazione di intensità  in un punto ben preciso. Il controller registra dunque la variazione e le relative coordinate, misurando la caduta di tensione nella sezione interessata. Proprio perchà© si basa sulle capacità  conduttive del nostro corpo, che interviene modificando il campo elettrico del dispositivo, questo tipo di sensore non può essere usato con oggetti "non capacitivi", come per esempio un pennino o uno stilo di plastica.
I dispositivi resistivi e quelli capacitivi possono essere impiegati in modo profittevole, ma in situazioni diverse. Per esempio, infatti, la sensibilità  di un apparecchio resistivo è superiore alla controparte capacitiva, dato che la pressione è l'aspetto più importante secondo questa tecnologia. àˆ perciò possibile modulare l'intensità  e sfruttare pennini per tracciare con precisione simboli e caratteri.
Tra gli altri aspetti da considerare, la visibilità  in condizioni difficili, tipicamente con molta luce e in ambienti aperti. In questo caso i sistemi capacitivi offrono maggiore luminosità  e un'ottima visibilità , contro un dettaglio mediocre degli apparecchi resistivi. Lo strato aggiuntivo necessario per il funzionamento risulta infatti particolarmente riflettente e fastidioso durante l'uso.
Sul fronte della robustezza, entrambe le tecnologie presentano pregi e difetti. Le unità  resistive si affidano alla pressione esercitata sullo strato superiore, più flessibile di quello sottostante. Una certa usura è dunque prevedibile e la presenza di graffi sulla superficie esterna potrebbe richiedere la sostituzione di alcune parti. Trattandosi comunque di plastica risulta tuttavia impossibile una rottura totale in caso di cadute. Scenario che invece può presentarsi in caso di urti molto forti e cadute, se si adotta il sistema capacitivo, che fa uso di un pannello di vetro.

[tit:Multitouch e altre tecnologie]Abbiamo appena analizzato le due più diffuse tecnologie Touch Screen, adottate sui dispositivi portatile e sui sistemi desktop. Per completezza è bene sapere che esistono altri sistemi per rilevare l'interazione "uomo-macchina".

Tra le tecnologie più sofisticate e costose c'è sicuramente il sistema di rilevazione a onde acustiche. Per realizzare un simile impianto vengono utilizzate due lastre di vetro munite di trasduttori appositamente tarati. Questi apparati si occupano di trasmettere e ricevere onde acustiche opportunamente tarate su frequenze non riconoscibili dall'orecchio umano.
L'interferenza provocata dal dito che tocca la superficie del vetro viene rilevata e decodificata dal controller che sta a monte del sistema di lettura. L'assorbimento di onde sonore da parte del nostro dito permette di rilevarne la posizione.
Esistono inoltre Touch Screen con tecnologia piezo-elettrica, che sfrutta un sistema molto simile, per certi versi, a quello già  analizzato e adottato dai dispositivi capacitivi. In questo caso il vetro è munito di una cornice di alluminio contenente i sensori piezo-elettrici in ciascun angolo.
La pressione del vetro determina una sbilanciamento di natura elettrica e la generazione di un segnale, in forma analogica, che verrà  successivamente interpretato dal controller e dal sistema software. Anche in questo caso stiamo parlando di sistemi costosi, ma con il vantaggio di offrire massima luminosità  e robustezza, in caso di abrasioni o contatto con sostanze liquide.

Tra le prime tecnologie Touch Screen adottate, quella a infrarossi è quella più semplice da realizzare. àˆ realizzata con l'ausilio di un pannello di vetro che integra sui bordi una serie di diodi infrarossi, abbinati a una seconda serie di fototransistor. Il segnale generato dai LED crea di fatto una maglia di fasci invisibili a occhio umano, a pochi millimetri dal pannello principale. L'interruzione di una qualsiasi trama di questa rete, tramite il dito o un qualsiasi altro oggetto, permette di individuare le coordinate rispetto allo schermo.
Si tratta di un sistema piuttosto arretrato rispetto alle più recenti evoluzioni della tecnologia, lento e impreciso.

La possibilità , solitamente associata ai dispositivi capacitivi, di interagire con più tocchi simultaneamente è definita "multitouch". Si intende la possibilità  di intervenire con due o più dita per eseguire operazioni particolari, come per esempio l'ingrandimento di un dettaglio, la rotazione o lo scorrimento rapido di una sezione a schermo.
Il primo apparecchio di questo tipo, disponibile per la massa, è stato l'Apple iPhone. A livello tecnico l'evoluzione dalle precedenti generazioni di touch pad / touch screen è stato netto.
Si tratta di far pervenire una maggiore quantità  di informazioni al controller che gestisce la lettura del pannello. Non solo, i moduli di input del pannello sono stati riprogettati, come anche i driver di controllo, che trasformano un dato movimento di due dita nella funzione specifica richiesta (zoom, rotazione, scorrimento).
All'atto pratico, questo sistema, una volta presa la necessaria confidenza, permette di semplificare un certo numero di funzioni e incrementa l'ergonomia d'uso del PDA/SmartPhone e del PC.

[tit:Il "tocco" di Windows 7]Con l'ultima evoluzione di Windows, Microsoft ha introdotto numerose novità , molte di queste sono state pensate per semplificare l'uso del PC. Tra queste c'è sicuramente il supporto nativo degli apparecchi Touch Screen. Oggi non è perciò raro imbattersi in PC All-in-one con schermo sensibile al tocco, oppure in display dal costo contenuto da interfacciare al PC.
Le funzioni Touch sono state, fino a pochi mesi fa, ad appannaggio delle versioni TabletPC di Microsoft (Windows XP for TabletPC), ma con Windows 7 si è scelto un approccio più diretto e maturo, orientato non solo all'utenza professionale.
Da qui un proliferare di periferiche e personal computer per la casa, muniti di sistema Touch Screen, ora perfettamente integrato nell'ambiente operativo standard. Non servono driver o impostazioni particolari per far funzionare questo tipo di dispositivi, dato che Windows 7 offre tutto ciò che serve. A compendio, ogni produttore sta sviluppando software dedicati, particolari suite che si "sovrappongono" all'interfaccia grafica del sistema operativo e che semplificano l'accesso a Internet e ai contenuti multimediali presenti sul PC e in Rete.

In generale, tutta l'interfaccia estetica di Windows 7 è pensata per l'uso con le dita, con supporto multitouch. Le nuove funzionalità  derivano parzialmente da quello che Microsoft ha mostrato con il proprio progetto "Surface". Sono disponibili numerose applicazioni appositamente riviste per l'uso "touch", come per esempio la tastiera virtuale o lo stesso comparto multimediale Windows Media Center.
Per quanto riguarda l'inserimento di testi a mano libera, è stato migliorato l'engine di riconoscimento calligrafico, con l'introduzione di strumenti rapidi per il rilevamento e la correzione di eventuali errori. Anche alcune utility di sistema sono state rimaneggiate, come per esempio Paint e Sticky Notes, ora capaci di supportare numerose funzioni  (per esempio la capacità  di rilevare l'intensità  relativa alla pressione esercitata).

Esiste da pochi mesi, la possibilità  di scaricare il pacchetto addizionale Windows 7 Touch Pack, per sistemi con dispositivi Touch.
Si tratta di un aggiornamento gratuito scaricabile direttamente dal sito Microsoft e comprende alcuni tool e giochi.
Tra questi, Blackboard è un puzzle-game, Garden Pond è un gioco a origami, mentre Rebound è un originale gioco dove ci troveremo a muovere sfere di Tesla in un ambiente in cui viene simulato un campo elettrico.
Surface Globe consente l'esplorazione, 2D o 3D della terra.
Surfare Collage permette di sfogliare e modificare le foto presenti nella nostra libreria di immagini.
Per ultimo Surface Lagoon, uno screen saver interattivo.

[tit:Limiti e scenari d'uso]Dopo aver analizzato lo stato delle tecnologie attuali e l'integrazione con gli ambienti operativi, è opportuno osservare con attenzione i possibili campi d'impiego delle tecnologie touch.
Al di là  dei dispositivi mobile che impiegano questa piattaforma, dove appare evidente il vantaggio in termini di ergonomia d'uso, esistono molti possibili aree di utilizzo per schermi e terminali comandabili con le dita. Tra i prodotti che abbiamo provato, disponibili all'interno del nostro speciale, abbiamo potuto verificare le funzionalità  dei sistemi All-In-One e dei monitor sensibili al tocco.

In generale, l'integrazione con applicativi specifici e con l'ambiente operativo Windows 7 è molto buona. Non serve leggere manuali e, dopo pochi minuti di pratica, utilizzare il PC diventa quasi un gioco.
Ed è proprio questo un primo campo d'applicazione per questi apparecchi, l'integrazione con sistemi di apprendimento e gioco per i più piccoli. Si tratta di appliance compatti, da posizionare sia in verticale che in orizzontale, ideale come sussidio integrativo nei luoghi di educazione infantile, come la scuola materna e le scuole primarie. In questo modo l'approccio con nuove scoperte quotidiane diventa più semplice e le possibili esperienze aumentano significativamente, a vantaggio del bagaglio conoscitivo del bambino.

In generale un sistema touch diventa produttivo quando le attività  da svolgere prevedono un gran numero di interazioni. Risulta perciò inutile installare un dispositivo di questo tipo per operazioni quali, la videoscrittura, l'editing audio/video complesso o la gestione di un database. Aver davanti a sà© uno schermo tattile può invece essere molto vantaggioso quando bisogna fare attività  in continua evoluzione o è necessario attingere a librerie multimediali locali (foto, film, musica), o in Internet.
Un PC All-In-One di tipo Touch Screen può diventare utile per l'accesso a informazioni che devono essere recuperate in poco tempo. Per esempio, è possibile integrare una simile unità  in una cucina, dove è possibile sfogliare una ricetta mentre la si sta preparando, oppure si può chiacchierare con un amico tramite la video chat. Nel frattempo si potrebbe consultare la propria posta e navigare in Internet, senza l'intralcio di cavi, mouse e tastiera.

A livello professionale, i sistemi Touch Screen sono già  impiegati con successo, nei totem informativi e nei sistemi di registrazione delle aziende e nei luoghi pubblici. Basti pensare ai dispositivi per prenotare e ritirare biglietti nelle stazioni, o nei cinema, oppure a quegli apparecchi studiati per gestire le code di persone in attesa agli sportelli pubblici.

L'acquisto di unità  touch per usi domestici è dunque legato alle attività  che si svolgono più spesso e, oggi più che mai, può essere considerato un buon investimento. I prodotti di questo tipo, sono infatti solo leggermente più costosi dei tradizionali dispostivi, ma permettono un'interazione molto più diretta e consentono di sveltire buona parte delle attività  quotidiane. Puntare le icone, aprire programmi, spostare finestre e scorre i propri file è infatti immediato e diretto.

[tit:LIM o Lavagna interattiva multimediale]Tra le molteplici applicazioni della tecnologia touch, la lavagna interattiva costituisce, forse, quella più promettente.
Si tratta di un sistema che consente l'interazione diretta con ciò che succede a schermo e si può considerare a tutti gli effetti, l'evoluzione della classica lavagna di ardesia, almeno in ambito scolastico. àˆ proprio in questo campo che si sono raggiunti gli obiettivi più evidenti, con oltre 40 mila aule munite di lavagne elettroniche. Questo sistema prevede la proiezione del contenuto visivo e la manipolazione dei contenuti digitali da parte dell'utente.
Tutto ciò è possibile sia tramite l'utilizzo delle dita, oppure sfruttando appositi pennini. Oltre alla marcata predisposizione per impieghi didattici, questi dispositivi sono particolarmente validi nel caso di presentazioni, corsi o seminari, ma anche nel caso di conferenze e lezioni. Si tratta di uno strumento creativo, capace di concentrare video, foto, suoni e testo.
Trasformare la consueta lavagna in uno strumento digitale, consente una più efficiente trasmissione di informazioni e una maggiore capacità  di attrarre l'attenzione del pubblico e degli studenti.