В 2010 году Стив Джобс положил конец многолетним слухам одним единственным объявлением: появился iPad. Он не просто запустил новый продукт. Он открыл новую эру в аппаратном обеспечении компьютеров.
Планшетные ПК существовали уже некоторое время. Они занимали нишевую позицию, были громоздкими и редко оказывались успешными. iPad изменил это положение дел. Это было первое устройство, которое сделало данный форм-фактор удобным для обычного потребителя. Доминирование Apple заставило другие компании обратить внимание на рынок и задаться вопросом, что они могут сделать по-другому. Техноэнтузиасты искали альтернативы. Их не устраивал единственный вариант.
Но что на самом деле определяет планшет?
В своей основе планшетный ПК — это мобильное вычислительное устройство. Он больше смартфона. Он больше персонального цифрового помощника. Нет строгого критерия для определения размера. Оригинальный iPad был чуть меньше 10 дюймов. Есть устройства и меньше, и больше. Если устройство использует сенсорный интерфейс и не имеет физической клавиатуры или мыши, это планшет.
Путаница возникает из-за того, что производители начали смешивать категории. Появились гибриды. Частично планшет, частично ноутбук. Некоторые из них поставляются со встроенными или съемными клавиатурами. Экран поворачивается. Он складывается. В результате вы получаете ноутбук с клавиатурой и планшет с экраном.
Компания Lenovo показала нам это еще раньше. В 2010 году на выставке Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе, штат Невада, они представили прототип под названием IdeaPad U1. Он выглядел как обычный ноутбук. Отсоедините экран от базы, и он превращается в самостоятельный планшет. Он работал на собственной независимой операционной системе. Lenovo переименовала его в Lenovo LePad. Он был запущен в Китае в 2011 году.
Планшеты сильно различаются по форме и набору функций. Однако у них есть и общее. Почти все они имеют сенсорный экран. Они работают под управлением операционной системы, способной выполнять небольшие программы. Они не обязательно заменяют ваш настольный компьютер или основной ноутбук. Они создают новое пространство.
Давайте посмотрим, что делает планшеты такими.
Аппаратная основа
Вам нужен экран. Сенсорный. Без него вы просто носите с собой кусок стекла. Процессор должен обрабатывать ввод без задержек. Батарея должна работать дольше нескольких часов.
Программный слой
Ключевую роль играет операционная система. Она должна поддерживать жесты касания. Проведите пальцем. Щипок. Тап. Она не может полагаться на мышь. Она не может полагаться на клавиатуру.
Сценарий использования
Зачем мы их покупаем?
- Портативность. Вы можете держать один в руке. Ноутбук вы не сможете так держать.
- Мгновенное использование. Не нужно загружаться. Не нужно ждать загрузки ОС.
- Потребление медиа. Просмотр видео. Чтение книг.
Заменяет ли он ваш основной компьютер?
Не всегда.
Для некоторых людей — да. Для других это вторичное устройство. Компаньон.
Граница между планшетом и ноутбуком стирается с каждым годом. Устройства становятся мощнее. Клавиатуры становятся съемными. Экраны получают более высокое разрешение.
Что будет дальше?
Увидим.
Откройте планшет. Вам не нужно быть инженером-аппаратчиком, чтобы понять философию дизайна. Гарантия аннулируется. Компоненты плотно пригнаны друг к другу без единого пустого пространства. И детали выглядят подозрительно знакомыми. Вы смотрите на компьютер, просто меньшего размера и более тихий.
Процессор — это «мозг» устройства. Но это не тот же самый «мозг», что и в вашем настольном компьютере. Планшеты используют более мелкие чипы. Это связано не только с тем, чтобы уместиться в тонкий корпус. Речь идет о тепле. Компьютеры ненавидят тепло. Тепло убивает механические части. Оно вызывает сбои. Используя более маленький процессор, производители держат устройство в прохладе.
Питание поступает от перезаряжаемой батареи. В среднем можно рассчитывать на восемь-десять часов работы. Некоторые модели позволяют заменить батарею самостоятельно. Большинство — нет. iPad и iPad 2 от Apple известны этим. Вы не можете просто снять заднюю крышку. Вам нужно отнести устройство в магазин. Если вы сделаете это самостоятельно, гарантия аннулируется.
Здесь становится интересно для продвинутых пользователей. Некоторые намеренно сделаны слабыми. Это называется снижение тактовой частоты (underclocking).
Процессор выполняет команды в тактах. Больше тактов в секунду означает больше обработанных инструкций. Снижение тактовой частоты означает, что процессор выполняет меньше инструкций в секунду, чем он физически способен. Зачем? Чтобы сэкономить заряд батареи. Чтобы уменьшить нагрев.
Это ощущается как пощечина, когда вы покупаете устройство, ожидая максимальной производительности. Но большинство программного обеспечения для планшетов не нуждается в этой дополнительной мощности. Программы другие. Они проще. Мы называем их приложениями (apps). Они не являются сложными, ресурсоемкими пакетами, которые вы запускаете на ПК.
Помимо основного чипа и батареи, внутри упаковано множество других компонентов. Вы найдете:
- акселерометры
- гироскопы
- графические процессоры (GPU)
- флеш-память
- антенны WiFi и сотовой связи
- USB-док-станцию и блок питания
- динамики
- контроллеры сенсорных экранов
- датчики и линзы камер
Акселерометры и гироскопы выполняют основную работу по определению ориентации. Они сообщают экрану, показывать ли портретный или альбомный режим. Графический процессор (GPU) обрабатывает графику. Это снимает нагрузку с центрального процессора (CPU). Без GPU основной процессор захлебнулся бы от визуальных данных.
Подключение к сети обеспечивается чипами WiFi или сотовой связи. В некоторых моделях есть приемники Bluetooth для связи с другими устройствами. Вы не увидите вентилятора. Просто нет места для движущихся частей. Конструкция статична. Запечатана. Эффективна.
Сенсорные экраны и планшеты
Когда инженеры проектируют планшет, им приходится выбирать одну технологию: резистивную или ёмкостную. Совместить обе невозможно. Этот выбор определяет, как устройство реагирует на прикосновения пальцев, насколько оно прочно и нужно ли использовать пластиковый стилус для выполнения задач.
Резистивные экраны — это проверенные временем «рабочие лошадки». Они реагируют на давление. Если вы когда-либо использовали стилус на старом КПК или защищённом промышленном планшете, скорее всего, вы имели дело с резистивным дисплеем.
Как работают резистивные сенсорные экраны
Под стеклом находится своего рода «сэндвич». Сверху расположен слой резистивного материала, а снизу — слой проводящего материала. Распорки удерживают их в разведённом состоянии, когда никто не касается экрана.
При включении планшета через оба слоя протекает электрический ток. При нажатии слои соприкасаются.
Это физическое контакт изменяет электрическое поле в конкретной точке. Микроконтроллер обнаруживает это изменение и вычисляет точные координаты. Процессор затем передаёт эти координаты в интерфейс операционной системы. Нажали на значок игры? Система запускает её.
Всё просто. Механически. Но также и хрупко.
Если нажать слишком сильно, можно заставить слои оставаться в контакте. Экран будет считать, что к нему прикасаются, хотя это не так. Фантомные касания, неверно интерпретированные команды. Это настоящий кошмар. Резистивные экраны также уступают по разрешению своим ёмкостным аналогам. Дополнительные слои блокируют часть света, из-за чего изображения становятся чуть более тусклыми и менее чёткими.
Почему ёмкостные экраны захватили рынок
Ёмкостная технология использует другой подход. Ей не важно давление. Важна проводимость.
Экран имеет слой, накапливающий электрический заряд. Человеческая кожа является проводником. Когда палец касается стекла, он отводит крошечную часть этого заряда. Система обнаруживает потерю заряда и вычисляет ваше местоположение.
Это приводит к критическому ограничению. Нельзя просто использовать обычную ручку или камень для активации ёмкостного экрана. Объект должен быть проводящим. Именно поэтому мы используем стилусы из проводящей резины или поролона, а не просто из твёрдого пластика.
Но преимущества существенны. Не нужно нажимать. Достаточно лёгкого касания. Это делает ёмкостные экраны более надёжными. Меньше движущихся частей означает меньший износ. Высокое разрешение является стандартом, поскольку стеклянный слой тоньше и более прозрачен.
Именно переход на ёмкостный сенсорный ввод делает современные планшеты отзывчивыми. Вашему пальцу не нужно бороться с экраном. Ему нужно просто коснуться его.
Холодная погода и ограничения проводимости
Существует странный крайний случай, когда ёмкостные экраны полностью отказываются работать. Это холод.
При понижении температуры ваши пальцы теряют способность эффективно проводить электричество. Кожа высыхает. Кровообращение замедляется. Устройство просто не регистрирует ваше касание.
Это не просто гипотетическая проблема. В Южной Корее, где зимы суровые, пользователи нашли обходной путь, о чём сообщало издание Popsci. Они не покупали специальные перчатки. Они использовали мясной отдел.
Упакованные мясные продукты, в частности колбасы, стали makeshift-методом ввода. Жир и влага в мясе обеспечивали достаточную проводимость для регистрации касания на ёмкостном экране. Это звучит абсурдно. Но это работало.
Это подчёркивает фундаментальную истину о ёмкостной технологии. Она требует конкретного физического свойства. Проводимости. Без неё экран «слепнет».
У резистивных экранов не было этой проблемы. Можно было нажать замёрзшим, онемевшим пальцем на резистивный экран, и он бы всё равно сработал. Давление есть давление. Но эта устойчивость достигалась ценой чёткости и долговечности.
Компромисс, определивший историю планшетов
Мы часто принимаем сенсорные интерфейсы как должное. Мы делаем свайпы, щипки, двойные нажатия. Мы предполагаем, что технология просто работает.
Но каждый свайп является результатом производственного решения, принятого много лет назад. Резистивные экраны предлагали надёжность и чувствительность к давлению. Ёмкостные — чёткость и удобство использования.
Рынок выбрал ёмкостные технологии. Именно поэтому ваш телефон не требует стилуса. Именно поэтому экраны выглядят чёткими. И именно поэтому вы не можете использовать его в толстых зимних перчатках.
Эволюция на этом не остановилась. Мы перешли к проекционной ёмкостной технологии и жестам с несколькими точками касания. Но основной принцип остаётся прежним. Обнаружить изменение электрического поля. Вычислить местоположение. Отреагировать.
Касаетесь ли вы пальцем или нажимаете стилусом, вы взаимодействуете со слоями материалов и электричества. Интерфейс невидим. Но
Алан Кей предвидел это за десятилетия до того, как на рынок вышел первый сенсорный гаджет. В 1968 году этот ученый-компьютерщик осознал, что плоские дисплеи, миниатюрные компоненты и развивающиеся беспроводные технологии могут объединиться в единую портативную машину. Он не просто представлял себе устройство. Он проектировал образовательный инструмент для детей. К 1972 году он опубликовал статью, определяющую концепцию Dynabook.
Скетчи выглядели знакомыми. Почти слишком знакомыми. Дизайн Кейа включал экран и клавиатуру на одной плоскости — компоновка, которая кажется архаичной сейчас, но была революционной тогда. Он пошел дальше. Он предсказал, что передовые технологии сенсорного ввода в конечном итоге сделают физические клавиши устаревшими. Зачем печатать на пластике, если можно проецировать виртуальную клавиатуру прямо на стекло?
Он был опередил свое время. Рынку потребовалось почти сорок лет, чтобы догнать его. Но утверждать, что планшетов не существовало между 1972 годом и выходом iPad, — ошибка. Технология была. Она просто не была готова для массового рынка.
Ранние попытки: GRiDPad и Newton
GRiDPad появился в 1989 году. Он не был изящным. Он весил почти пять фунтов. Внутри использовался монохромный емкостной сенсорный экран, требующий проводного стилуса. Время автономной работы составляло три часа. Джефф Хокинс, создатель устройства, позже основал компанию Palm, но сам GRiDPad оставался громоздким диковинным устройством.
Затем появился Apple Newton. Это одно из самых полярных устройств в истории технологий. Энтузиасты любят его амбиции. Критики высмеивают его исполнение. Основным объектом критики стало программное обеспечение для распознавания почерка. Оно плохо справлялось с курсивом. Оно неверно интерпретировало каракули. Пользователи раздражались. Устройство не смогло завоевать серьезную популярность.
Вычисления с использованием пера существовали, но им не хватало поддержки. Аппаратное обеспечение было слишком тяжелым. Программное обеспечение — слишком нестабильным. Цена — слишком высокой.
Момент с iPad
Стив Джобс изменил правила игры. Когда он представил первый iPad, скептицизм исчез. Устройство было легким. Интерфейс был интуитивно понятным. Экосистема приложений была надежной. Внезапно планшеты стали жизнеспособным потребительским продуктом.
До iPad планшеты были нишевыми инструментами для специализированных отраслей или ранних последователей, готовых мириться с глюками. После iPad они стали мейнстримом. Apple доказала, что пользователи хотят простоты. Они хотели портативности. Они хотели устройство, которое стирает грань между телефоном и ноутбуком.
Сегодня ландшафт перенасыщен. Google, Microsoft и HP борются за ваше внимание. Они пытаются предсказать, что вам нужно, еще до того, как вы сами поймете свою потребность. Язык дизайна эволюционировал. Экраны стали четче. Процессоры — быстрее. Батареи — долговечнее.
«Только когда Стив Джобс представил первый iPad восторженной толпе, планшетные компьютеры стали жизнеспособным потребительским продуктом».
Основная функция мало изменилась с видения Кейа. Планшеты остаются центрами развлечений для личного пользования. Они также являются машинами для продуктивной работы. Встроенные датчики определяют ориентацию. Экран поворачивается. Беспроводные соединения позволяют им дублировать функции телефонов. Вы можете surfить в интернете. Проверять электронную почту. Играть в игры. Выполнять задачи, которые раньше требовали настольного компьютера.
Но почему это заняло так много времени? Компоненты существовали в 1968 году. Логика программного обеспечения была обоснованной. Барьером был человек. Ранние пользователи не были готовы к компромиссам. Они не были готовы к ограничениям ранних сенсорных интерфейсов. Они хотели ноутбук, который помещается в сумку. Они не хотели громоздкую плиту со стилусом.
iPad решил эту проблему. Он убрал физическую клавиатуру. Он усовершенствовал сенсорный ввод. Он снизил ценовой порог. Он сделал технологию невидимой. Вы не думаете об экране. Вы думаете о контенте.
Будут ли планшеты доминировать вечно? Возможно, нет. Появляются складные экраны. AR-очки находятся на горизонте. Форм-фактор продолжает меняться. Но пока планшет лежит в вашей руке. Он легче, чем GRiDPad. Умнее, чем Newton. Ближе к тому, что Алан Кей нарисовал на бумаге пятьдесят лет назад.
Революция не была внезапной. Это было медленное горение. От теоретической статьи к тяжелому прототипу и далее к культурной норме. Аппаратное обеспечение догнало видение. Программное обеспечение последовало за ним. Теперь вопрос лишь в том, что будет дальше.
