Cómo funciona una pantalla táctil: la interfaz del presente

La pantalla táctil es la interfaz del presente. Hace unas décadas parecía algo futurista, pero con los dispositivos móviles se ha vuelto una interfaz de usuario bastante convencional. Es más, ha dado el salto también a otros ámbitos, como los portátiles convertibles o 2 en 1, etc. Pero…¿cómo funciona esta interesante tecnología?

¿Qué es una pantalla táctil?

Una pantalla táctil, también llamada touchscreen, es un dispositivo de entrada que posibilita la interacción con un ordenador, teléfono móvil u otro aparato electrónico mediante el contacto directo con la superficie de la pantalla. En lugar de emplear un teclado o un ratón, el usuario puede manipular, deslizar, pellizcar o realizar gestos en la pantalla para llevar a cabo diferentes acciones y comandos.

Estas pantallas están constituidas por una capa táctil que se coloca sobre la pantalla principal del dispositivo. Dicha capa utiliza diferentes tecnologías, como resistiva, capacitiva, infrarroja o de ondas acústicas, para detectar la posición y los movimientos de los dedos o de un stylus sobre la superficie táctil. Estos movimientos se transforman en señales eléctricas o digitales que son interpretadas por el dispositivo y se traducen en acciones en la interfaz de usuario.

Ofrecen una manera intuitiva y cómoda de interactuar con los dispositivos, ya que suprimen la necesidad de periféricos adicionales y permiten una mayor flexibilidad en la entrada de datos. Se utilizan en una amplia gama de dispositivos, como smartphones, tablets, cajeros automáticos, paneles de control de automóviles, quioscos interactivos y muchas otras aplicaciones.

Sin embargo, también presentan algunas desventajas, como la posibilidad de errores de entrada debido a toques accidentales, huellas dactilares en la pantalla y limitaciones en la precisión para tareas detalladas específicas.

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Tipos de pantalla táctil

No solo existe una tecnología de pantalla táctil, sino varias. Y para entender cómo funciona, que es el objetivo de este artículo, primero hay que saber los tipos y cómo funciona cada uno de ellos:

Resistiva

Las pantallas táctiles más básicas y frecuentes, como las de muchas máquinas expendedoras, incluidos los cajeros automáticos, así como otras similares, son de tipo resistivo. Estas pantallas funcionan mediante la interacción de dos capas conductoras de electricidad que se flexionan al ser tocadas. Una de las capas es resistiva y la otra es conductora, separadas por pequeños separadores que las mantienen apartadas hasta el contacto. Un flujo eléctrico atraviesa constantemente estas capas, pero al tocar la pantalla, las capas se presionan y se modifica la corriente eléctrica en el punto de contacto. El software detecta esta alteración en la corriente en coordenadas específicas y ejecuta la función correspondiente.

Las pantallas táctiles resistivas son duraderas y consistentes, pero pueden ser más difíciles de visualizar debido a que las múltiples capas reflejan mayor cantidad de luz ambiental. Además, estas pantallas solo pueden detectar un toque a la vez, lo que significa que no son compatibles con funciones como el zoom con dos dedos en un dispositivo como el iPhone. Por estas razones, es más común hallar pantallas táctiles capacitivas en dispositivos de gama alta, ya que estas pueden detectar cualquier objeto conductor de electricidad.

Ventajas y desventajas

Las ventajas de una pantalla resistiva para un panel táctil son:

• Durabilidad: las pantallas táctiles resistivas exhiben una notable durabilidad y son capaces de resistir el uso cotidiano y el contacto repetitivo con los dedos o un stylus sin sufrir daños significativos.
• Sensibilidad táctil: estas pantallas poseen una gran sensibilidad al tacto, lo que les permite detectar incluso toques suaves o ligeros con gran precisión y responder de manera adecuada a las interacciones táctiles.
• Precisión: las pantallas táctiles resistivas ofrecen una precisión destacable en la detección del punto de contacto, permitiendo una interacción precisa y exacta con la pantalla, lo que se traduce en una experiencia satisfactoria para el usuario.
• Costo: en términos generales, las pantallas táctiles resistivas son más económicas de producir en comparación con otras tecnologías táctiles disponibles en el mercado. Esto las convierte en una opción atractiva desde el punto de vista financiero para diversos dispositivos y aplicaciones.

Como ocurre en multitud de dispositivos y sistemas, también tiene desventajas:

• Calidad de imagen: las pantallas táctiles resistivas pueden tener un impacto en la calidad de la imagen, dado que suelen contar con múltiples capas que pueden generar reflejos y reducir la visibilidad en condiciones de alta luminosidad.
• Sensibilidad limitada: estas pantallas solo son capaces de detectar un solo toque a la vez, lo que significa que no son adecuadas para gestos multitáctiles o interacciones complejas que requieren múltiples toques simultáneos.
• Necesidad de presión: para activar la respuesta táctil, se necesita aplicar una presión considerable en la pantalla, lo cual puede resultar incómodo para algunos usuarios y no brindar una experiencia táctil tan intuitiva como otras tecnologías disponibles.

Capacitiva

A diferencia de las pantallas táctiles resistivas, las pantallas tipo capacitivas no necesitan presionarse con el dedo para producir un cambio en el flujo eléctrico. En su lugar, son capaces de detectar cualquier objeto con carga eléctrica, incluyendo la piel humana, ya que está compuesta por átomos con cargas positivas y negativas. Las pantallas capacitivas se construyen utilizando materiales como el cobre o el óxido de indio y estaño, que almacenan cargas eléctricas en una rejilla electrostática compuesta por diminutos cables, cada uno más delgado que un cabello humano.

Existen dos tipos principales de pantallas táctiles capacitivas:

• Las capacitivas de superficie utilizan sensores en las esquinas y una película delgada que se distribuye uniformemente en toda la superficie.
• Por otro lado, las capacitivas proyectivas emplean una cuadrícula de filas y columnas con un chip separado para la detección.

En ambos casos, cuando se toca la pantalla con el dedo, se transfiere una pequeña carga eléctrica al dedo para cerrar el circuito, lo que genera una caída de voltaje en ese punto específico de la pantalla. Por esta razón, las pantallas capacitivas no funcionan cuando se utilizan guantes, ya que la tela no conduce electricidad a menos que esté fabricada con hilos conductores. El software procesa la ubicación de esta caída de voltaje y ejecuta la acción correspondiente.

Ventajas y desventajas

Una pantalla táctil capacitiva también tiene sus ventajas respecto a la resistiva:

• Mayor sensibilidad: las pantallas táctiles capacitivas exhiben una sensibilidad superior al tacto, lo que posibilita una respuesta más rápida y precisa a las interacciones realizadas por el usuario.
• Mayor claridad visual: estas pantallas suelen ofrecer una calidad de imagen y un brillo superiores, lo que facilita la visualización de contenido en diversas condiciones de iluminación y contribuye a una experiencia visual más gratificante.
• Multitoque: son capaces de reconocer múltiples toques simultáneos, lo que permite realizar gestos como el pellizco para hacer zoom o el deslizamiento con varios dedos, ampliando así las posibilidades de interacción y permitiendo una experiencia más versátil y eficiente.
• Menos prpensas a fallos: al no requerir presión física para la interacción, las pantallas capacitivas suelen ser menos propensas a sufrir daños por desgaste, lo cual contribuye a una vida útil prolongada y a un mejor rendimiento a lo largo del tiempo.

Por otro lado, también tenemos algunas desventajas:

• Sensibilidad a la conductividad: las pantallas capacitivas solo funcionan con objetos que posean una carga eléctrica, como los dedos. No son adecuadas para su uso con guantes comunes, a menos que estos estén fabricados con materiales conductores que permitan la transmisión de la carga eléctrica.
• Costo: las pantallas capacitivas tienden a ser más costosas de producir en comparación con las pantallas resistivas, lo que puede impactar en el precio final del dispositivo que las incorpora.
• Reflejos y huellas dactilares: debido a las capas de material conductor presentes en las pantallas capacitivas, estas pueden ser más susceptibles a reflejar la luz ambiental y a mostrar huellas dactilares, lo que puede afectar la legibilidad de la pantalla y requerir una limpieza más frecuente para mantener una visión clara.
• Menor precisión en los bordes: en ciertas ocasiones, las pantallas capacitivas pueden presentar una menor precisión en los bordes, lo que puede dificultar las interacciones realizadas en las áreas cercanas a los extremos de la pantalla.

Como vemos, implementar una pantalla táctil resistiva o capacitiva dependerá en cada caso de las necesidades y aplicaciones del dispositivo al que vaya destinada. Por ejemplo, en un cajero automático la fiabilidad es importante, y no tanto la calidad de imagen, por lo que resistiva puede ser una buena tecnología.

Onda acústica superficial

Surface Acoustic Wave (SAW) es una opción rentable en comparación con la tecnología táctil capacitiva proyectada (PCAP). Ofrece una mayor claridad óptica con bordes significativamente más pequeños y es adecuado para aplicaciones con biseles.

Aunque no son tan conocidas como las tecnologías mencionadas anteriormente, las pantallas SAW presentan algunas ventajas, pero también tienen desventajas. Su funcionamiento se basa en transductores de emisión y recepción de sonido para determinar la ubicación exacta del toque, lo que puede resultar en una menor precisión en comparación con las tecnologías internas. Además, pueden presentar imperfecciones debido a la necesidad de elementos adicionales como reflectores.

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Futuro: Perceived Pixel

Se están llevando a cabo investigaciones y desarrollos en nuevas tecnologías de pantalla táctil, aunque actualmente el toque capacitivo sigue siendo el estándar predominante en la industria. Uno de los desafíos principales en el desarrollo de pantallas táctiles es adaptarlas para superficies más grandes, ya que los campos eléctricos en pantallas de mayor tamaño suelen interferir con su capacidad de detección.

Los ingenieros de software en Perceived Pixel, una empresa especializada en el diseño de pantallas multitáctiles, están utilizando una tecnología conocida como reflexión interna total frustrada (FTRI) en sus pantallas de mayor tamaño, que pueden llegar a alcanzar las 82 pulgadas. Cuando se realiza un toque en una pantalla FTRI, se dispersa la luz, y múltiples cámaras ubicadas en la parte trasera de la pantalla detectan este cambio óptico, de manera similar a cómo una pantalla táctil capacitiva detecta un cambio en la corriente eléctrica.

A nivel de software: cómo funciona la pantalla táctil

A nivel de software, el funcionamiento de una pantalla táctil implica varios pasos:

1. Detección de toques: el software de la pantalla táctil monitorea continuamente los datos de entrada provenientes del hardware de la pantalla para detectar cualquier toque o interacción táctil. Esto implica rastrear los puntos de contacto y los movimientos realizados por los dedos o un stylus sobre la superficie táctil.
2. Interpretación de datos: una vez que se detecta un toque, el software interpreta los datos capturados para determinar la ubicación precisa del toque en la pantalla. Esto implica calcular las coordenadas X e Y del punto de contacto y la intensidad del toque si es compatible con la tecnología de detección de presión.
3. Conversión de datos: después de interpretar los datos, el software convierte la información obtenida en señales digitales comprensibles para el sistema operativo y las aplicaciones en ejecución. Estos datos convertidos se utilizan para generar comandos y eventos táctiles que se enviarán a las aplicaciones en función de las interacciones realizadas por el usuario.
4. Ejecución de acciones: una vez que se generan los comandos y eventos táctiles, el software los envía a las aplicaciones relevantes para que realicen las acciones correspondientes. Esto puede incluir desplazamiento, selección de elementos en la interfaz, zoom, arrastrar y soltar, entre otras interacciones táctiles específicas.
5. Interfaz de usuario: el software también se encarga de actualizar y reflejar los cambios en la interfaz de usuario en respuesta a las interacciones táctiles. Esto puede incluir resaltar o enfocar elementos seleccionados, ajustar el tamaño y la posición de los elementos en la pantalla, o mostrar menús contextuales según las acciones realizadas por el usuario.

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