터치 스크린

1 개요

모니터 화면을 손가락이나 스타일러스로 터치해서 조작하는 포인팅 디바이스. 관련 업계에서는 Digitizer라고 부른다. 1960년대 이미 미국에서 발명되어 있었던 물건이다. 돈이 없어서 상용화를 못했을 뿐.

직관적이고 단순하기 때문에 사용이 점점 늘고 있다. 자판기부터 시작해서 핸드폰, 스마트폰, 내비게이션 등 유비쿼터스 장비에는 거의 들어가고 있는 것이 세계적인 추세.

2 종류

터치 스크린의 종류는 감압식 터치 스크린과 정전식 터치 스크린, 적외선식 터치 스크린으로 크게 세가지로 나뉜다.

원래 각각의 장점과 단점이 있어 감압식과 정전식이 사용되었으나, 2010년대 들어 현재 정전식이 대세가 되면서 기술 발전 또한 따라왔기에 정전식 터치 스크린은 감압식의 장점을 얻고, 정전식의 단점이 보완되었다. 실제로 iPad 그림 그리기 앱을 이용해 작품을 만드는 예술가들도 있으니 더 이상 정전식이 정밀도가 떨어진다는 명제는 의미가 없으며 필기감을 주기 위해 전용 터치펜을 만드는 정도에 그치는 중이다. 즉, 감압식은 도태되었다.[1] 현재 감압식은 제조시스템의 제어패널 등으로 사용범위가 축소되었다.[2]

한국에서 출시된 감압식 피처폰으로는 삼성전자의 햅틱 시리즈와 옴니아 시리즈, LG전자의 쿠키폰, 뷰티폰 등이 있다. 감압식 인드로이드폰으로는 안드로-1과 시리우스로 2종류.

2.1 감압식

감압식 터치 스크린은 물리적인 압력을 감지하여 터치를 판정하는 방식으로, 가격이 저렴하고 어떠한 물체로든 인식이 가능하기 때문에 많이 사용된다. 손글씨를 쓴다든지 그림을 그린다든지 하는 등의 정밀함이 요구되는 작업에서는 스타일러스를 이용할 수 있는 감압식이 유리하다. 하지만 반응속도와 멀티터치의 한계성때문에 소프트키보드와같은 기능에서는 단지 구색맞추기 수준일만큼 성능이 떨어진다. 당장 윈도우 모바일기반의 감압식 키보드터치로 글을쓰는것과 아이폰/안드로이드기반의 정전식터치로 키보드입력하는 비교만해보아도 비교가 무의미할만큼 압도적인 차이가 난다. 또한 화면의 선명도가 떨어지고 표면이 쉽게 손상된다는 것이 문제.[3] 또한 멀티터치 구현이 불가능하지는 않으나 매우 어렵다. 그리고 감압식도 손가락 끝으로 터치하면 정밀도가 떨어지며[4], 슬라이드(드래그)가 불편하고, 터치 밀림[5]등의 고장을 유발 할수도 있다. 흔히 우글거린다는 화면은 감압식에서 보이는 현상이다. 이 패널에 붙이는 보호필름은 액정를 보호하기 위해 붙이는게 아닌 겉의 저항막을 보호하기위해 붙이는거지만 통상적으로는 그냥 액정 보호필름이라고 부른다.
단가/기술적인 문제로 아이폰의 등장 이전까지 PDA, 타블렛 노트북에서 자주 사용되어 왔다. [6] PDA의 경우 오랫동안 터치 스크린을 사용해 왔다.[7] 프로그램만 잘 짜준다면 날려쓴 한글도 제대로 인식한다. 문제는 소프트 키보드의 반응/멀티터치가 안타까울정도라 손글씨보다 타이핑속도가 느린 안습한 결론에 이른다. 컴퓨터키보드 놔두고 필기인식으로만 글을 쓴다고 생각해보자(...) 이후. 아이패드 이후로 PDA는 완전히 사라졌다. 태블릿 컴퓨터 및 스마트폰에 완전히 대체되었다. 다른말로 '압력식 저항막 방식'이라고 한다. 현재 일부 버튼만으로 조작이 충분한 제조시스템 등에서 채택되어 사용 되고 있다.

2.2 정전식

정전식 터치 스크린은 전기 신호의 변화를 이용하여 터치를 판정하는 방식으로, 화면의 선명도가 높고 화면을 견고하게 만들 수 있으며 손가락 끝(손톱 말고)으로도 쉽게 조작할 수 있다. 또한 멀티터치 구현이 쉽다. 이를 통해 터치 스크린의 장점 중 하나인 촉각적 즐거움을 극대화할 수 있다. 하지만 가격이 비싸고, 전도성이 있는 물체로만 터치할 수 있으며[8], 센서가 민감하여 오작동이 날 수 있기 때문에 너무 약한 입력은 무시하는데 오히려 이 때문에 정밀하게 조작하기가 생각보다 쉽지 않은 단점이 있다. 덤으로 주변환경에 의해 전기에 영향을 줄수 있는 환경에 노출됐을 경우 심각한 수준의 터치 삑사리[9]가 발생할 수 있다. 그래서 물 묻은 손으로 폰을 만지거나 손에 땀이 많은 경우, 물 속에서 터치를 하거나 또는 충전중 접지가 안되어 메탈 바디에 누전이 되는 상황에서 터치를 할 때 터치인식 위치에 오류가 뜨는거다. 즉 기술적 난이도가 상당히 높으며 그 때문에 등장시기가 상당히 늦춰지게 된다.

05년 논문을 발표하고 06년 2월 TED에서 제프한이 시연한 멀티터치 기술. 이때만 해도 미래지향적 기술이었다.
[1]

정전식 터치 스크린이 소위 말하는 대세가 된 것은 애플의 아이폰 이후이다. 여기서 애플은 멀티터치라는 장점을 극대화하여 거의 예술적인 응용을 보여주었다. 그리고 단점으로 알려진 정밀성 문제를 소프트웨어적으로 해결[10][11]하여 상당히 유저친화적이고 당시로썬 혁신적인 UI를 선보였다. iOS 참조.

정전식 터치 스크린의 단점인 정밀성을 자체적으로 보완하려 했던 제품으로 플라이어 4G와 갤럭시 노트를 들 수 있다. 전용 터치펜을 통해 필압을 감지할 수 있게 했다. 다만 갤럭시 노트의 터치펜은 와콤사의 디지타이저 펜으로 정전식이나 감압식이 아니라 전자기유도식. 와콤 태블릿에서 쓰는 그것과 같다. 위 기기들 말고 다른 기기들 역시 써드파티 앱과 보조기기를 별도 구매하면 상당히 정밀한 수준의 필기를 할 수 있다.

정전식(정전용량식) 터치스크린은 두 종류로 나눌수 있는데, 표면정전용량식(SCAP, Surface Capacitive)과 투영정전용량식(PCAP, Projective Capacitive)이다. 이중 상기한 멀티터치가 가능한 제품은 PCAP이며, SCAP은 멀티터치가 불가능하다.

2.3 적외선식

적외선식 터치 스크린은 주로 ATM이나 키오스크에서 사용되하는 방식으로 상하 중 한쪽, 좌우 중 한쪽에 적외선 발광 다이오드(LED)를, 나머지 두 방향에는 감지기를 스크린 둘레에 설치해 적외선 격자를 만들고 접촉 시에 적외선이 가로막히는 것을 감지해 접촉 위치를 알아내는 방식이다. 아케이드 리듬게임 DJMAX TECHNIKA와 리플렉 비트도 이 방식을 사용한다. '위 리모컨' 으로 만드는 터치스크린도 이쪽으로 볼수도 있다. 다만 적외선 LED를 때려박는 방식이라 해상도가 떨어지며, 특유의 고스트 터치 현상은 넘어야 할 고비 중 하나.

2.4 표면 초음파 방식

표면 초음파 방식(SAW) 터치 스크린은 상하중 한쪽, 좌우 중 한쪽에 음파발생기를, 나머지 두 방향에는 감지기를 스크린 둘레에 설치해 초음파 격자를 만들고 부드러운 물질의 접촉 시에 초음파가 흡수되어 감소되는 것을 감지해 접촉위치를 알아내는 방식이다. 정밀도와 해상도가 높으나 가격이 비싸고 소형화가 어려운점이 문제.

3 문제점

아날로그 방식의 터치입력을 기계가 처리하는 과정에서 생기는 오차 문제는 늘 고질병.
위에 서술한대로 엉뚱한 지점으로 인식하거나 터치후 몇초 뒤에 반응하거나 아예 터치입력을 인지 못하는 증세도 있다.
심지어는 유령터치라고 해서, 터치 입력이 전혀 이루어지지 않았음에도 불구하고 제 멋대로 터치한걸로 반응하는 경우도 자주 목격된다. 충전 중에 전압이 불안정할 때 주로 생긴다. 비슷한 경우로 터치스크린이 유리에 묻은 액체등을 터치로 잘못 인식해서 유령터치가 일어나기도 한다

라이트한 유저라면 크게 문제가 되지 않지만 중요한 업무나 각종 모바일 리듬게임처럼 0.1초 차이의 입력이 중요한 앱에서 이런 오차는 엄청난 문제를 야기할 수도 있다. 풀콤보를 낼 수 있었는데 터치가 씹혀서 삑사리가 났다던지...

손의 촉감으로 각종 기기를 사용해야 하는 시각장애인들은 이런 기기 사용이 매우 불편해서 생각해 볼 문제. 진동이나 음성 안내 등으로 대신해 보려 하지만 그리 좋지는 않은 듯하다. iOS에서는 다양한 추가 기능으로 이를 보완하려고 하며, 새 버전 발표 때마다 강조하는 모습이다.

4 대표적인 기기

  1. ↑ 사실 정전식의 단점이 한국에서 부각된 것은 당시 정전식 지원이 기술적문제로 거의 불가능하던 옴니아의 흑역사급 광고 때문이었지만 안드로이드의 등장으로 정전식 지원이 가능해지자 언제 그랬냐는듯 삼성도 갤럭시부턴 감압식을 버렸다.(...) 도태되었다고는 해도 수요는 꾸준히 있다. 일상생활에서 보이지 않을 뿐.
  2. ↑ 제조 단가에 민감한 기업등은 일부 제품에 감압식을 채택하고있는데 닌텐도 3DS. Wii U가 대표적이다.
  3. ↑ 너무 화면이 튼튼하면 오히려 압력 감지가 안 되니...
  4. ↑ 감압식 스마트폰만 이용해봐도 느낄수있는게 소프트 키보드로 글쓰기가 굉장히 불편하다
  5. ↑ 사용설명서가 한달마다 터치 보정을 하라는 내용으로되어있을 정도다. 관리가 잘되는 장치면 별 문제 없으나, 방치 플레이가 된 장치는...
  6. ↑ 실제로 OS레벨에서 제대로 지원을 해주지 못하면 정전식터치는 기술적 우위에도 제대로 사용할 수 없다. 즉 기술적으로는 감압식터치가 제어하기 광장히 쉽다. 실제로 정전식 터치임에도 감압식보다 훨씬 못한 YP-M1의 사례도 있고, 윈도우 모바일후기 일본에서나온 일부제품은 드물게도 정전식 터치를 달고나온제품이 있지만 윈도우 모바일 OS자체의 기술적문제로 감압식과 별차이없는 응답속도를 보여주어 역사속으로 사라져버렸다
  7. ↑ Palm OS의 경우 92년부터 사용해왔다.
  8. ↑ 대표적으로 손가락. 그래서 보통 장갑을 끼면 조작이 안 되지만, 터치스크린의 민감도를 높여서 장갑을 끼고도 터치를 할 수 있는 기능(글러브 모드)이 있는 스마트폰이나 장갑의 손가락 끝 부분에 전도성이 좋은 원단을 써서 장갑을 끼고도 터치를 하게 할 수 있는 장갑도 있기 때문에 아예 안 되는 건 아니다. 단, 이 두 가지 방법을 쓰면 터치의 정확도가 떨어질 수 있다. 또한 이럴 때 쓸 수 있는 전도성 펜은 은근히 비싸다. 대신 겨울에 주머니 속에 맥스봉 하나씩 넣고 다니면 좋다.
  9. ↑ 화면 한 가운데 터치시 5번에 2번 꼴로 모서리를 터치한 걸로 인식한다!
  10. ↑ 하지만 완벽한 해결책은 되지 못해서 단순히 전화 다이얼을 누르는 정도라면 문제 없지만 세밀하거나 빠른 입력을 제대로 처리하는건 여전히 무리다.
  11. ↑ 소프트웨어 단계에서 처리하다보니 오히려 업데이트 이후 터치 기능이 제대로 작동하지 않는 문제점도 터지곤 한다. 백그라운드 작업을 수행하면서 터치 작업의 처리가 늦어지거나 터치처리의 우선순위를 뒤로 하는 병크는 덤
  12. ↑ 신디사이저쪽에서는 이 분야에서는 끝판왕 touch view라는 터치 스크린이 탑재