Зачем к современным гаджетам нужны стилусы? Часть 1

Удивительно, но писатели-фантасты предсказали некоторые изобретения человечества задолго до их появления. Скажем, планшеты. И в книжках их сопровождали стилусы для экранов. В настоящее время стилусы, наоборот, воспринимаются некоторыми не в качестве достижения технической мысли, а как пережиток прошлого. 

Но мы не ограничимся только этим ответом на вопрос. Мы также расскажем, как действует современный стилус для смартфона, зачем он сегодня кому-то необходим и в чем может быть отличие между моделями.

С чего все начиналось

Много лет назад очень многие мобильные устройства комплектовали стилусами. Они представляли собой обычные палочки. С их помощью можно было удобно нажимать на маленькие кнопки в интерфейсе Windows Mobile. Также стилусами были оснащены графические планшеты. Так называются специальные девайсы, которыми пользуются иллюстраторы и дизайнеры. И предназначены они для того, чтобы рисовать. 

Стилус в настоящее время — это электронное перо. Если использовать его, то можно рисовать и писать на экране планшета или смартфона. Причем точно так же, как рисуют и пишут на листе бумаги. Стилусы передают углы наклона и тысячи уровней силы нажатия. Это предоставляет возможность изменять прозрачность и толщину линии. 

Как именно работает стилус? Это зависит от того, какой инструмент вы выбрали, а также от программного обеспечения. Если выбираешь в меню карандаш, то и стилус будет рисовать, как карандаш. Выбираешь перьевую ручку, то и стилус будет для вас работать в качестве ручки.

Устройство современных стилусов

Принцип работы стилуса, как и его возможности, взаимосвязаны с типом сенсорного экрана. Если кто помнит, то в старых телефонах применялся резистивный дисплей. И если продавишь пленку-мембрану пальцем или стилусом, то он начинает работать. Это можно объяснить тем, что соприкасаешься со считывающей подложкой. То есть физическое воздействие в конкретном случае обязательно. 

И поныне резистивные сенсорные экраны еще применяют. Однако очень редко. Скажем, в некоторых планшетах или смартфонах, а также в электронных книгах. Но надо признать, что для них существует такая проблема, как отсутствие поддержки мультитача. А еще очень важно при этом прикладывать хотя бы минимальные усилия. Ведь только тогда система сможет корректно распознать ввод.

Современной альтернативой такому устройству можно назвать емкостный сенсорный экран. Есть несколько разновидностей такого решения. Это совершенно другая технология. И здесь уже нет необходимости что-либо продавливать. Ведь достаточно только прикоснуться.

В чем суть технологии? Сам дисплей генерирует электрическое поле. Это возможно за счет сети встроенных электродов, подающих слабый переменный ток. Стоит только коснуться пальцем, так сразу же происходит утечка тока. Ведь человеческое тело в конкретном случае становится проводником электричества. В результате изменения емкости помогают определить, есть ли контакт, а также его координаты.

Такие решения имеют определенные проблемы.

- Отсутствует поддержка на программном уровне. Система иногда не видит стилуса. Она воспринимает касания как прикосновение пальцев.
- Функциональность минимальная.
- Большое пятно контакта.
- Ориентация на касание, а не на рисование.
- В большинстве случаев есть дополнительное сопротивление движениям. Это зависит от того, из какого материала сделан наконечник.

Более современные варианты

Это, в частности, активные емкостные стилусы. Они отличаются от пассивных. У них предусмотрен свой источник питания. Он осуществляет передачу заряда на наконечник, который иногда бывает очень тонкий. Как у карандаша или ручки. 

Здесь, как и в обычном емкостном сенсорном экране, есть сеть электродов. Однако их намного больше. Это нужно для того, чтобы необходимо, чтобы определять с большой точностью координаты касания.

Источником питания могут служить батарейки. Можно использовать также встроенный аккумулятор. В первом случае можно менять батарейку, когда ресурс исчерпан. Встроенный аккумулятор замене не подлежит. 

Однако знайте, что такие стилусы будут в эксплуатации очень долго при условии, что ты соблюдаешь правила эксплуатации. Такие стилусы всегда дороже, меньше и легче. Яркий пример – это Apple Pancil. 

Специфика индукционно-емкостных стилусов

Определенный интерес вызывает и такая технология, которая еще в доайфоновские времена нашла применение в графических планшетах. Смартфон может быть вообще без сенсорного дисплея, но сможет при этом поддерживать управление стилусом. Это вполне реально, если используются индукционно-емкостные стилусы и экраны.

Чтобы технология работала, под дисплеем расположена антенна, которая состоит из массы ячеек. А в самом стилусе находится передатчик. Антенна отправляет сигнал и потом получает ответ от передатчика. В результате так можно определить положение цифрового пера в пространстве. Для этого контроллером смартфона оценивается сила сигнала каждой ячейки.

В аксессуаре иногда устанавливают источник питания в виде батарейки или аккумулятора. Однако в большинстве случаев схема питается от смартфона, используя беспроводную зарядку. Есть и технология электромагнитного резонанса: Electro-Magnetic Resonance (EMR). Данное решение смогли реализовать в Samsung S Pen, HP Active EMR Pen, а также во многих графических планшетах и даже в отдельных ноутбуках.

Принцип взаимодействия таков:

- Под экраном находится антенна, а точнее сеть. Смартфон в радиусе 1-2 см от экрана генерирует слабое электромагнитное поле.
- Внутри стилуса – индукционная катушка. Когда в зону действия попадает электромагнитное поле, то вырабатывается ток.
- Пока аксессуар расположен рядом со смартфоном, то энергия направляется на основные элементы.

Если нет отдельного источника питания, то это ограничивает возможности начинки. Вот почему функциональность ниже по сравнению с активными емкостными стилусами. Однако цена более доступна. Лидер данного направления – Wacom. Она известна дизайнерам по графическим планшетам. Но в настоящее время есть и прочие компании, которые имеют успехи в данном направлении. 

Функциональность гаджета всерьез расширяется за счет встроенной электроники. Скажем, контроллер может распознать угол наклона. На аксессуаре может быть кнопка стирания или ластик, расположенный на противоположной стороне от наконечника.