Multi touch interface (parte 1): Preparativos

Desde que vi el video de Jeff Han y su interface multi touch hace ya un año, he quedado totalmente prendado de esa tecnología y me he dedicado a investigar sobre el tema. En realidad es una tecnología no tan nueva, y lo más interesante del tema es que es relativamente sencilla.

Hay todo un movimiento alrededor de los display multi touch, y geeks del todo el mundo se están construyendo sus propios dispositivos de este tipo, e investigando como perfeccionarlos. Los prototipos que están saliendo son de una calidad que nada tendría que envidiar a un dispositivo comercial de estas caracteristicas.

Yo, como buen geek que soy y sobretodo porque soy el primero en babear con esta maravilla tambien he estado investigando y haciendo mis preparativos para construirme mi propio prototipo. Tengo especial interés ya que como programador me abre un montón de posibilidades para experimentar con él una vez lo tenga terminado y funcionando.

Cuando definitivamente me planteé comenzar con este proyecto, lo primero que tuve que hacer fue decidir que tipo de tecnología emplearía en mi interface. Existen dos enfoques principales a la hora de desarrollar un multi touch, que si bien se basan en lo mismo, se construyen de forma totalmente diferente:

FTIR (Frustrated Total Internal Reflection):

Este primer sistema es el más conocido y utilizado hasta el momento, probablemente porque es el sistema que empleó Jeff Han y el que puso de moda esta tecnología.

Con este método utilizamos un panel de acrílico, el cual iluminamos desde sus bordes con LEDs infrarrojos. Utilizamos acrílico y no cristal, porque su transmitancia frente a la luz infrarroja es ideal, mientras que la del cristal no nos sirve para lograr este efecto.

Lo que estamos haciendo es “inundar” el panel de luz IR, la cual va rebotando en su interior (reflexión interna total). Cuando colocamos los dedos sobre el panel, estamos frustrando la reflexión interna y reflejando la luz hacia abajo, donde tenemos una cámara infrarroja, o una videocámara normal con un filtro IR que detectará esos “blobs” de luz, los cuales procesaremos con el ordenador para obtener su posición y de ese modo emplearlos como controladores.

Sobre el panel acrílico colocamos un material difusor sobre el que proyectar la imagen del ordenador desde abajo.

Al utilizar los dedos desnudos sobre el panel, el efecto de “frustración” funciona muy bien, especialmente si tenemos los dedos humedos, debido a que la piel de los dedos es semitransparente y se deforma al apretarla contra el panel, sin embargo al colocar la pantalla difusora, eliminamos el efecto y es necesario hacer bastante presión para obtener el resultado deseado. Para ello debemos utilizar una superficie intermedia entre el panel y el difusor (conocida como complaint surface). Se ha investigado bastante sobre este tema, y actualmente lo que mejor resultado da es crear una fina pelicula de silicona transparente (Sort A Clear Silicone Rubber). Esto complica algo el diseño del prototipo, y lo encarece un poco, aunque no tanto como para frenar a un geek que se precie.

DI (Diffused Illumination):

El segundo método para este tipo de displays es la iluminación difusa. En este caso no inundamos de luz IR el panel (el cual ahora puede ser de plexiglass, cristal escarchado o lo que queramos), sino que lo iluminamos desde la parte inferior empleando lámparas LED, y procurando que quede totalmente iluminado. Al colocar los dedos sobre el panel, estaremos reflejando la luz que viene desde abajo otra vez hacia allí, donde tenemos nuestra cámara.

Este tipo de paneles ademas de trackear los dedos, pueden identificar tambien imagenes fiduciales (el famoso Reactable es un claro ejemplo de este tipo de displays), aunque los “blobs” generados no son tan claros como en el caso de los FTIR.

Los paneles DI son más fáciles de construir, ya que no necesitamos soldar la circuitería de leds para enmarcar el acrílíco, ni necesitamos la “complaint surface”. Sin embargo el dispositivo debe estar encerrado dentro de una caja y la calibración de las lamparas LED es bastante más compleja par obtener un resultado óptimo. Otra desventaja, aunque es posible solucionarlo, es la luz IR ambiente que se cuela desde arriba, lo cual hace que a veces incluso detecte blobs sin llegar a tocar el panel.

Aunque tengo que reconocer que los sistemas DI me atraen bastante por su capacidad de interpretar patrones fiduciales, al final me decidí por el modelo FTIR como primer prototipo, aunque no descarto explorar el modelo DI en un futuro (especialmente si obtengo buenos resultados con el primero, ya que lo más caro es el proyector; y una vez teniendo uno nada me impide hacer otros experimentos con él).

Ahora mismo estoy empezando a encargar los materiales como el panel acrílico y los leds, seguiré informando sobre el proyecto en cuanto empiecen a llegarme.