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Was ist ein Interaktiver Bildschirm?

Interaktive Bildschirme ermöglichen die Bedienung eines Displays, Monitors oder Bildschirms mit Hilfe einer Software für die Interaktion mit den präsentierten Inhalten sowie einer Touchtechnologie zur Erkennung der Eingabe auf dem Bildschirm. Sie ermöglichen damit die Kommunikation zwischen einem Menschen und einem Computer. Der Nutzer erhält Eingriffs- und Steuerungsmöglichkeiten zur Navigation und zum Dialog. Er kann präsentierte Inhalte und Daten mit den Funktionen einer Software bearbeiten und verändern. Die Steuerung erfolgt mit einem oder mehreren Fingern direkt auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm, der einen oder mehrere Punkte einzeln oder gleichzeitig erkennen kann. Für diese Technik wird meist der englische Begriff Multi-Touch Screen verwendet.

Seit Einführung des iPhones durch Apple im Jahre 2007 und der darauf folgenden massenhaften Verbreitung von Smartphones ist vielen Menschen die Bedienung ihres Smartphones über ein Touch-Display vertraut. Inzwischen sind viele mobile Endgerätewie Tablets und auch LapTops interaktiv, d.h. die Eingabe und Steuerung erfolgt per Hand oder Stift. Mit Hilfe von Software, die zunehmend bereits in das Betriebssystem integriert ist (z.B. bei Microsoft 10), kann man mit einem Stift direkt auf der Bildschirm schreiben und diese so genannten Annotationen zusammen mit dem ursprünglichen Dokument oder der Präsentation abspeichern. Für interaktive Bildschirme gibt es unterschiedliche Touchtechnologien, mit denen Interaktivität realisiert werden kann. Im Folgenden werden diese dargestellt.

Wie funktioniert ein interaktiver Bildschirm mit Infrarot Technik (IR LED)?

Der Infrarot Touch (IR Touchscreen) funktioniert ähnlich wie eine „Lichtschranke“. Diese liegt kurz über der Display Oberfläche. Über dem Touchscreen wird aus gegenüberliegenden Reihen infraroter Emitter (IRED) und Detektoren ein waag- und senkrechtes Lichtgitter aufgespannt. Dabei sind die Bauelemente in einem flachen, einen halben bis einen Millimeter hohen Rahmen (Bezel) um dem Bildschirm angebracht. Eine Unterbrechung des Lichtstrahls erzeugt einen Signalabfall, der von den Photosensoren erfasst und weitergeleitet wird, um die Position zu ermitteln.

Aufgrund dieser Technik ist er der einzige Touchscreen, bei dem im Prinzip keine direkte Berührung mit dem Display nötig ist. Der IR Touchscreen kann mit Fingern, Handschuhen sowie Gegenständen bedient werden. Er ist sehr robust und funktioniert auch in erweitertem Temperaturbereich sowie bei Vibration und Stößen. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber den resistiven und kapazitiven Touchscreens besteht darin, dass der Infrarot Touch auch bei sehr großen Displays (65” und größer) eingesetzt werden kann und relativ kostengünstig ist.

Wie funktioniert ein kapazitiver Touchscreen?

Beim resistiven Touchscreen besteht das Trägermaterial aus Glas, das eine resistive Beschichtung (ITO) hat. Bei einer Berührung oder auf Druck entsteht eine elektrische Verbindung zwischen den Schichten von Glas und Folie. Der Widerstandswert wird in einem Touch Controller Board ausgewertet. Der Screen kann sowohl mit dem Finger, mit Handschuhen als auch über Touch Pen bzw. Touch Stift bedient werden. Die mit einem resistiven Touchscreen ausgestatteten Monitore sind sehr gut gegen raue Umwelteinflüsse der in der Produktion – wie zum Beispiel Spritzwasser, Staub und hohe Luftfeuchtigkeit gesichert. Allerdings besteht die Oberfläche aus einer Folie, die sehr schnell verkratzen kann. Diese Touchscreens sind preiswert, einfach verbaut und flexibel einsetzbar. Verwendet werden sie oft in der Industrieautomation, der Medizintechnik und Pharmaindustrie, in Point-of-Sales Terminals (POS) sowie in der Gebäudeautomation.

Der kapazitive Touchscreen, eine technische Erklärung

Der kapazitive Touchscreen funktioniert über eine leitende dünne Schicht auf einer Glasoberfläche. Das Glas wird mit einem durchsichtigen, elektrisch leitfähigen Layer (Indium-Zinn-Oxid) beschichtet. Dort liegt ein Spannungsfeld an, bei Berührung fließt Strom gegen Masse, dabei ändert sich das Spannungsfeld. Diese Änderung wird durch den Touch Controller ausgewertet.

Zum Schutz der ITO-Schicht wird auf der Oberfläche eine Quarzschicht aufgebracht. Weil die Schicht aus Glas besteht, funktioniert der kapazitive Touchscreen selbst mit kleinen Kratzern noch gut, allerdings nur mit dem Finger und er ist weniger für feuchte Räume geeignet. Es ist sehr robust und zuverlässig und daher gegen mutwillige Zerstörung gesichert. Die kapazitiven Touchscreens zählen zu den teuersten, aber auch zu den haltbarsten. Sie werden meist für öffentliche Systeme mit vielen Touch Zugriffen verwendet – wie zum Beispiel an Bankautomaten, Kiosk-Systemen oder Spielautomaten.

Wie funktioniert ein PCAP – Projected Capacitive Touch Screens?

Der PCAP Touchscreen, auch projective capacitive Touch oder PCT Touchscreen (projiziert kapazitiver Touchscreen) genannt, ist eine Weiterentwicklung des Surface Capacitive Touch und bildet die neueste Generation kapazitiver Touchscreens.

Der große Unterschied zum konventionellen Touchscreen besteht darin, dass eine bis zu 8 mm dicke Glasscheibe vor das Display gesetzt werden kann (zum Beispiel ein Schaufenster) und die Bedienung des Touchscreens trotzdem funktioniert. Man erhält eine völlig flache und leicht zu reinigende Front, die den Monitor nicht nur gegen Vandalismus und Kratzer schützt, sondern auch resistent gegenüber Hitze, Kälte, Feuchtigkeit und scharfen Reinigungsmitteln macht. Im Gegensatz zum kapazitiven Touch kann der PCT Touch sowohl mit dem Finger als auch mit dünnen Handschuhen bedient werden. Der PCT Touch gilt als „unverwüstlich“ und ist daher ebenfalls sehr gut für den Einsatz im Freien geeignet (z.B. in Geldautomaten und Fahrkartenautomaten).
Nachteil: Großformatige Panels sind noch immer teuer.

Was sind die Unterschiede von interaktiven Whiteboards und Touchscreens?

Es gibt eine auch interaktive Whiteboards, die als Activboards oder Smartboards bekannt sind, die nicht mit einem Dispaly funktionieren. Man findet diese häufig im Klassenzimmer von Schulen. Bei dieser Lösung werden ein Computer, ein Beamer, mehrere Kameras sowie eine meist herstellerspezifische Software zur Steuerung und Bedienung verwendet.

Funktionsprinzip interaktiver Whiteboards mit Beamern und Kameras

Auf dem Computer läuft die Software Anwendung, z.B. für den Schulunterricht. Diese wird über den Projektor auf das interaktive Whiteboard übertragen. Wenn die Oberfläche des interaktiven Whiteboards berührt wird, registrieren die vier an den Ecken des Whiteboards angebrachten Kameras die horizontalen und vertikalen Koordinaten der Berührung (X- und Y-Koordinaten). Der Computer verarbeitet diese Koordinaten und bewegt den Zeiger zum entsprechenden Punkt auf der Oberfläche des interaktiven Whiteboards.

Die Anwendung selbst kann mit einem Stift oder der Hand bedient werden, wobei der Fingerdruck einem Mausklick entspricht. Die Software erkennt auch die Verwendung eines Stiftes samt unterschiedlicher Farben oder spezifischer grafischer Elemente. Wenn man den Stift zum Schreiben verwendet, spricht man von digitaler Tinte, mit der man das Board beschreibt. Der Aufschrieb lässt sich mit einem so genannten digitalen Schwamm wieder löschen. Außerdem können diverse Medien, wie z.B. Videos problemlos in diese Technik eingebunden werden.

Interaktive Whiteboards auf Basis von Projektionstechnik sind seit langem weit verbreitet, weil die (Beamer) Technik früh verfügbar war. Allerdings hat diese Lösung gegenüber den neuen Multi-Touch Screens einige Nachteile, die in der der Projektionstechnik liegen:

Beamer müssen kalibriert werden.
Für eine optimale Darstellung sollten Zimmer verdunkelt werden.
Ein Beamer bedarf der Kühlung, die über ein Gebläse ein Geräusch verursacht.
Kosten für den Unterhalt. Die Lampen verschleißen und sorgen für zusätzliche Kosten für Ersatzlampen (die immerhin schon günstiger sind als vor einigen Jahren).
Beamer mit hoher Lichtleistung (Lumen) und hoher Auflösung von Full HD bis zu Ultra HD sind eher hochpreisig.

Aufgrund des Preisverfalls bei großen Displays und den technischen Vorteilen verdrängen Touch-Screens zunehmend die Beamer Technologie.

Wie kann ein interaktiver Bildschirm verwendet werden?

Interaktive Bildschirme dienen der visuellen Kommunikation. Sie ermöglichen eine direkte und einfache Interaktion mit Inhalten. Interaktive Bildschirme sind aufgrund ihrer Vielseitigkeit für viele Einsatzgebiete geeignet. Beispiele:

In Meetingräumen, Besprechungsräumen und Huddle Rooms ersetzen sie Flip-Charts: sie dienen der Ideensammlung und der
Moderation und ermöglichen Visualisierung und Kollaboration
Am Besucherempfang, um Besucher zu informieren
Als Wegeleitsystem, um Menschen mit interaktiven Karten zu ihrem Ziel zu führen
Als Ersatz für den Aushang von gedruckten Informationen an Infowänden oder schwarzen Brettern
In öffentlichen Gebäuden, Institutionen oder Museen als public info display für Bürger und Besucher
Als Digital Wall auf Messen, am Besucherempfang, in Museen oder in der Lobby von Firmen und Hotels zur Unterhaltung und Abruf von Informationen
Im Einzelhandel (Retail) für interaktive Werbung und als personalisierbares Display
Am Point of Sales (POS) zur Werbung und als Medium um Information verständlich zu vermitteln, z.B. mit Videos
In Schulen und Universitäten als digitales schwarzes Brett oder digitales Infoboard

Welche Software nutzen interaktive Bildschirme?

Touchscreens verfügen über eine Software, welche die Interaktion mit dem Bildschirm, d.h. die Touchfunktionalität ermöglicht. Diese Software wird bereits mit dem Bildschirm mitgeliefert und ist für den Anwender nicht zugänglich. Anders ist es mit der Anwendungssoftware, die der Nutzer zur Visualisierung von Inhalten auf einem Touchscreen verwendet. Dafür wird ein Computer benötigt, der entweder über USB oder HDMI extern angeschlossen wird oder z.B. einem OPS PC, der direkt in den Screen eingeschoben und intern über eine Standard Schnittstelle mit dem Screen verbunden wird. Somit kann jegliche Software Anwendung (Applikation)mit dem Finger oder einem Stift des Touchscreens bedient werden. Das neueste Betriebssystem von Microsoft, Windows 10, ist für die Touch-Bedienung optimiert und unterstützt die Bedienung mit Gesten sowie das Beschreiben mit Microsoft Ink in Kombination einem speziellen Stift.

Wie werden Inhalte für interaktive Präsentationen erstellt?

Tech Fontein ist spezialisiert auf interaktive Lösungen bei denen Touchscreens eine wesentliche Rolle spielen. Je nach Einsatzzweck erstellen wir für unsere Kunden die passende Lösung aus unserem innovativen Produktportfolio.