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WhatsApp? Siamo lì: 333.29.22.308Il display dell’iPhone
- I cristalli liquidi ed il principio della polarizzazione
- La produzione moderna dei display LCD
- Display riflettivi e display trasmittivi
- I diodi e l’emissione di luce spontanea
- Matrice attiva e passiva
- Lo schermo sensibile al tocco
- Le origini della tecnologia touch
- Il touchscreen resistivo
- Il touchscreen capacitativo
- La fusione dei due mondi: il 3D Touch dell'iPhone
- Differenti display per differenti iPhone
- Il Gorilla Glass montato sullo schermo iPhone
- Cambiamo il vetro rotto dell'iPhone in pochissimo tempo
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Quest'articolo è stato aggiornato il giorno: mercoledì 25 ottobre, 2023
È la parte di un qualsiasi dispositivo elettronico che colpisce ‘a prima vista’ (è il caso di dirlo), e non potrebbe comunque essere altrimenti: il display è il componente che permette all’utente di interagire visivamente con la macchina, sia in ricezione che in azione.
Un tempo un mero componente passivo, adatto solo ad essere visualizzato, nel corso degli anni il ‘monitor’ è divenuto sempre più una periferica integrata con il controllo diretto del calcolatore: la rivoluzione degli schermi tattili, unita al loro drastico abbassamento del costo di produzione e vendita, ne è un esempio concreto.
Proprio parlando di ‘rivoluzioni’, è necessario ricordare che tutta l’evoluzione recente degli smartphone è partita proprio da un display.
O meglio un concetto, per essere più precisi: quello della fruizione totale dei contenuti senza troppi compromessi.
Era l’anno 2007, e l’allora CEO della Apple, nonché suo storico fondatore Steve Jobs, presentava il telefono cellulare col più grande display all’epoca disponibile sul mercato. Pochissimi tasti fisici, di cui solo uno usato pressoché intensamente, e tutto il resto lasciato al totale controllo delle dita, con la tecnologia multi-tocco capacitiva: era il primo iPhone della storia.Prenota ora il tuo cambio vetro!
Da quella storica presentazione molte cose sono cambiate, e con esse sono cambiati modelli, risoluzioni e (parzialmente) anche la tecnologia dei display non solo di iPhone, ma di tutti gli altri smartphone introdotti sul mercato.
Una corsa alla densità di colore, risoluzioni et similia che ha letteralmente invaso il mondo mobile come mai prima d’ora, adattandosi alle richieste di un pubblico sempre più attento alla qualità di utilizzo finale.
Una storia comunque affascinante, in cui l’occhio umano, con la sua particolare struttura e percezione, gioca un ruolo dominante.
Ed una storia dove ingegnose scoperte, casuali circostante e metodo scientifico hanno permesso, nel corso degli anni, di poter leggere questo testo elettronico con una risoluzione apprezzabile per la nostra vista.
I cristalli liquidi ed il principio della polarizzazione
Una scansione al microscopio dei cristalli liquidi: si può notare come lo spettro cMilanotico, nelle sue componenti fondamentali di frequenza rossa, verde e blu possa generare ogni colore visibile all'occhio umano (l'iride)
Molto tempo fa, un semi-sconosciuto botanico austriaco chiamato Friedrich Reinitzer scoprì causalmente che alcuni composti organici del colesterolo, se riscaldati e poi raffreddati, potevano mutare forma e colore, con un processo reversibile in un numero apparentemente indefinito di volte.
Tali composti, chiamati successivamente cristalli liquidi, potevano dunque passare tra differenti stati intermedi della materia (mesofasi), il tutto al variare della temperatura.
La cosa importante, decisamente da sottolineare, è che la struttura dei cristalli, cambiando in base alla temperatura, contestualmente cambia anche la frequenza della radiazione luminosa che viene filtrata dalla struttura stessa.
In pratica: i cristalli liquidi fungono da vero e proprio filtro cMilanotico, scomponendo la radiazione della luce bianca nelle varie frequenze colorate, visibili all’occhio umano, che la compongono. Tale fenomeno è chiamato polarizzazione ottica.
È un fenomeno molto utile perché, se opportunamente controllato, è possibile usarlo per scomporre la luce pura in qualsiasi colore noi si voglia ottenere.
Dopo la loro scoperta fortuita, e con l’avanzare della tecnologia, l’industria elettronica è riuscita ad usare la particolare proprietà delle mesofasi dei cristalli liquidi per produrre schermi molto sottili e leggeri, in grado di visualizzare informazioni di colore.
Siccome la temperatura altro non è che il grado di eccitazione energetica degli elettroni, è possibile controllare le mesofasi dei cristalli anche attraverso una differenza di potenziale elettrico (la tensione elettrica).
Datosi che i cristalli liquidi, per la loro stessa natura, possono essere disposti uniformemente su una superficie piatta, è quindi possibile creare display di spessore estremamente ridotto, come quelli presenti nei nostri iPhone ed iPad.
Un display che irradia informazioni di colore grazie ai cristalli liquidi è chiamato LCD, acronimo inglese che sta per Liquid Crystal Display (display a cristalli liquidi, per l’appunto).
La produzione moderna dei display LCD
Fino a tutti gli anni ’70, la tecnologia costruttiva dei cristalli liquidi, benché disponibile, non ha mai raggiunto il successo commerciale a causa dell’altissimo costo di produzione: un piccolissimo display riflettivo LCD, di una ventina di pixel d’altezza, poteva costare anche oltre gli $ 80.00 (oltre i € 100,00 attuali), rendendone l’utilizzo relegato solo a prodotti di alta fascia.
Con l’abbassarsi dei prezzi, dagli anni ’80 in poi i display LCD hanno conosciuto il loro momento dorato, e sono stati impiegati pressoché per qualsiasi uso quotidiano: dal display dell’orologio da polso fino alla televisione in salotto.
Proprio grazie al drastico abbattimento del costo degli LCD trasmissivi, avvenuto tra la fine degli anni ’90 del 1900 e l’inizio degli anni 2000, è stata possibile la cosiddetta ‘rivoluzione digitale dell’immagine’, che ha mandato in pensione i vecchi monitor a tubo catodico (gli obsoleti CRT, usati obbligatoriamente per almeno una settantina d’anni).
Attualmente, la tecnologia LCD è talmente avanzata che si possono produrre display a 1080 pixel verticali, ad oltre 400 pixel per pollice, con una profondità di colore a 32 bit e dallo spessore irrisorio di neppure 2 mm.Prenota ora il tuo cambio vetro!
Display riflettivi e display trasmittivi
Un classico display LCD riflettivo di un comune e popolare orologio da polso, a cui è stata aggiunta l'illuminazione con pannello elettroluminescente
Di per sé, un display LCD non genera direttamente luce ma bensì, come abbiamo scoperto poco in alto, la fa semplicemente passare attraverso la sua struttura, polarizzandola (quindi, generando colori distinti) a seconda dell’impulso elettrico che lo controlla.
Quindi, viene subito da pensare una cosa: senza una fonte luminosa, esterna all’LCD, il pannello non potrebbe mai funzionare.
Tale intuizione è vera, e difatti un display LCD viene definito in gergo tecnico ‘a luce passiva’, proprio per via della sua necessaria dipendenza da una sorgente di luce attiva, come ad esempio la luce solare, oppure anche la luce artificiale di una lampada.
Esistono essenzialmente tre modi di illuminazione di un LCD, di cui due ben distinti ed un terzo che è un connubio dei primi due.
A seconda del tipo di illuminazione usata, quindi, un LCD rientrerà forzatamente in una delle tre categorie possibili:
- LCD riflettivi;
- LCD trasmittivi;
- LCD transflettivo
Il display totalmente riflettivo di un popolare orologio da polso: gli LCD polarizzano la luce dell'ambiente, che viene riflessa da un apposito pannello sul retro dell'LCD stesso
Gli LCD riflettivi, come il nome suggerisce, riflettono la fonte di illuminazione esterna, come ad esempio la luce solare.
I fotoni passano attraverso il primo strato dell’LCD, trasparente, e vengono fatti rimbalzare su un secondo strato, invece riflettivo, che rimanda ancora la luce attraverso un film polarizzante, solitamente messo in mezzo, a mo’ di panino, tra il pannello trasparente e quello riflettente.
È il display tipico degli orologi da polso digitali, per intenderci, sebbene ormai si possa trovare pressoché ovunque, anche nei comuni elettrodomestici.
I grandi vantaggi di tale soluzione sono la semplicità costruttiva, il costo di produzione estremamente contenuto, i consumi energetici bassissimi e l’eccellente visibilità sotto forte luce esterna (sia solare che artificiale).
In particolar modo, il consumo energetico è talmente basso che una comune pila da 1,5V può alimentare un display LCD anche di generose dimensioni per anni, ininterrottamente, prima di essere sostituita.
Lo svantaggio principale è la totale inefficienza negli ambienti poco illuminati; inefficienza che diventa proprio inservibilità negli ambienti totalmente bui.
Per ovviare a questo problema, negli anni passati si era solito fornire tali display di una micro-lampada integrata che, azionata solo in caso di necessità (di notte, ad esempio), permetteva la leggibilità del componente.
Da una quindicina di anni a questa parte, si utilizzano retro-pannelli riflettenti in materiale elettroluminescente, decisamente più leggibile e molto, ma molto più energeticamente parsimonioso.
Il moderno display transflettivo di un iPhone 5
Gli LCD trasmittivi invece, a differenza dei primi, necessitano di una fonte luminosa inglobata nella loro struttura, mediante l’aggiunta di un apposito pannello illuminante, posto come ultimo componente dei display.
Tale pannello, generalmente costituito da micro-LED (chiamato backlight in gergo tecnico) è la fonte luminosa irradiante fotoni, che passano così attraverso il pannello LCD vero e proprio, capace di polarizzarli e quindi di riprodurre l’informazione cMilanotica.
Il grande vantaggio di questi LCD, come è immediato pensare, è la perfetta illuminazione anche negli ambienti bui o comunque poco luminosi: datosi che la fonte di luce è integrata nel pannello stesso, non è necessaria luce esterna per farli funzionare, permettendone quindi l’utilizzo in ogni momento.
Gli svantaggi principalmente sono due: consumo energetico enormemente superiore agli LCD riflettivi e una discreta difficoltà a leggerli sotto luce solare diretta.
Per ovviare a questi due svantaggi, unendo quindi il meglio dei due mondi, negli anni sono stati inventati gli ibridi display transriflettivi, che oggigiorno sono gli LCD più prodotti ed usati in generale.
In pratica sono degli LCD trasmittivi a cui è stato opportunamente aggiunto, tra backlight e LCD vero e proprio, un sottilissimo pannello aggiuntivo riflettente.
Tale pannello migliora enormemente la facilità di lettura sotto forte luce solare, permettendo quindi all’LCD un uso molto più agevole durante la giornata.
Ci sono due modi in cui possiamo mescolare i colori dell'iride (ovvero, la parte visibile dello specchio elettMilanognetico): secondo la sintesi sottrattiva e secondo la sintesi additiva.
Entrambi i modi permettono di ottenere la vasta gamma cMilanotica percebile dall'occhio umano, anche se con procedimenti differenti: il fine ultimo di entrambe le sintensi è la riproduzione del bianco, anche se ciò è visto come un punto di partenza (nella sintensi sottrattiva) oppure di arrivo (nella sintesi additiva).
Nella sintesi sottrattiva, come il nome lascia intuire, per ottenere il bianco si toglie colore; è il classico esempio del foglio di carta, bianco, che diventa colorato solo con aggiunta di pigmenti.
I colori di base, per questa sintensi, sono canonicamente tre: ciano, magenta e giallo.
Sono i colori fondamentali che, sommati tutti insieme, danno il nero teorico.
Il nero teorico non è niente altro che un grigio molto scuro, che teoricamente dovrebbe essere per l'appunto nero: così non è nella realtà, e per ottenere il nero puro viene quindi aggiunto un quarto colore, ovvero il pigmento nero puro.
Tale sintesi, che è lo standard nella riproduzione tipografica, è chiamata anche quadricromia (CMYK, in acronimo inglese).
La sintesi additiva, invece, parte dal concetto opposto: per ottenere il bianco si deve necessariamente aggiungere colore.
L'esempio perfetto è quello di una TV o di un monitor di computer (o smartphone): è nero, fin quando non si accende e quindi si 'aggiunge colore'.
Altro esempio è il sole e qualsiasi altra fonte di illuminazione percepita dai nostri occhi: scomponendo la luce pura, bianca, del sole con l'aiuto di un prisma, otterremo tre colori distinti, fondamentali.
Tali colori sono il verde, il rosso ed il blu.
Anche senza un prisma, la mescolanza additiva è facilmente riconoscibile nel fenomeno ottico dell'arcobaleno: i tre colori fondamentali, uniti assieme, formano tutto l'iride.
La luce di una lampadina, di una candela, dello schermo di una TV, del display del nostro iPhone sono tutte fonti luminose, in mescolanza cMilanotica additiva.
Purtroppo, non è sempre è possibile la diretta corrispondenza di un colore tra le due sintesi: questo rende molto difficile il lavoro di designer e professionisti dell'immagine che, da sempre, devono considerare il fatto che non necessariamente quello che si vede stampato a video poi risulti effettivamente eguale stampato su carta.
I diodi e l’emissione di luce spontanea
Un pannello LED da maxi-schermo, ingrandito una decina di volte.
Si possono notare i LED nei tre colori principali dell'iride: rosso, verde e blu
Nel 1908, un giovane assistente personale di Guglielmo Marconi, l'inglese Henry Joseph Round, fece una scoperta decisamente curiosa: effettuando alcuni esperimenti su prototipi di ricevitori radio basati sui semi-conduttori, notò che alcuni composti, stranamente, se sollecitati elettricamente emettevano spontaneamente fotoni.
Nello specifico, Round fornì una tensione di 10V ad alcuni cristalli di carburo di silicio che, sotto il passaggio degli elettroni, si misero ad emettere una ragguardevole luce giallognola.
Il Capitano Henry Joseph Round, che per primo scoprì il fenomeno dell'emissione spontanea di luce dai diodi
Lì per lì il fenomeno, curioso ma poco utile ai fini degli esperimenti della banda di Marconi, fu annotato ma accantonato.
Ci vollero circa vent'anni affinché uno dei più famosi scienziati russi, Oleg Losev, studiasse approfonditamente il fenomeno, e ne descrivesse dettagliatamente le caratteristiche.
I LED, acronimo inglese di Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa) sono particolari diodi in cui l'effetto della giunzione p-n, ovvero quel fenomeno fisico che permette a cristalli di silicio opportunamente trattati di far passare la corrente elettrica solo in un verso, produce come 'sottoprodotto' (diciamo così) fotoni in eccesso.
Tali fotoni sono la luce che il semiconduttore emette spontaneamente, senza combustione.
La cosa importante da sottolineare è che il colore di luce emesso è variabile a seconda della tensione fornita al LED.
Non essendoci alcun tipo di combustione, ed essendo in pratica un unico blocco solido senza alcuna parte in movimento, i diodi LED sono un componente elettro-ottico ad altissima efficienza: con una piccola tensione possono emettere quantità considerevoli di luce, con praticamente nulla dispersione energetica.
Il display Retina dei nuovi MacBook Pro è a tecnologia LED
Anche il calore prodotto, per inevitabile effetto Joule (che riscalda tutti i corpi conduttori di flusso elettrico) è estremamente ridotto.
Furono cominciati ad esser prodotti industrialmente verso la fine degli anni '50 del 1900, ma all'inizio la tecnologia, abbastanza primitiva, riusciva a produrne solo in
colore rosso, e a prezzi non propriamente accessibili a tutti.
Una classica radio-sveglia con display a LED
Durante gli anni '70 ed '80 vennero prodotti LED gialli e verdi e finalmente, negli anni '90, la tecnologia decisamente migliorata riuscì a produrre LED a luce blu, completando così la sintesi cMilanotica additiva e permettendo, con la fusione bilanciata dei tre colori, di riprodurre tutte le frequenze visibili dello spettro elettMilanognetico.
Il moderno display Retina su tecnologia AMOLED di Apple Watch
Oggigiorno i LED sono stati talmente miniaturizzati che un solo microscopico package contiene tre diodi ancora più microscopici: verde, rosso e blu.
Tantissimi di questi package di LED messi assieme in una superficie, possono produrre un display in grado di visualizzare milioni di colori, con ottima resa cMilanotica, spessore ridottissimo e consumi altrettanto ridotti.
Dapprima impiegati nella costruzione di monitor per computer e televisori, a prezzi considerevoli, con il crollo dei prezzi di produzione avvenuto sul finire degli anni 2000, i display LED ormai sono quotidianamente implementati anche nella telefonia mobile: i famosi schermi AMOLED, ad esempio, non sono altro che dei LED a matrice attiva.
Una TV con tecnologia Organic-LED (OLED) a schermo curvo. Datosi che, al contrario degli LCD, i pannelli LED possono essere anche non totalmente piatti (hanno quindi un grado di flessibilità), nel corso degli anni i produttori hanno ideato e costruito schermi panoramici curvi
Attualmente, la tecnologia costruttiva degli LCD e dei pannelli LED usati negli smartphone è sostanzialmente la stessa, con la sola (sostanziale) differenza che mentre i display LCD subiscono la trasmissione di luce passivamente, i cristalli dei LED emettono direttamente la luce.
Nella pratica costruttiva: ai display LCD la tensione elettrica viene applicata esternamente, tramite una rete di condensatori posti sotto i cristalli, mentre nei LED la tensione è fornita direttamente sui cristalli che compongono il package dei diodi.
Matrice attiva e passiva
Lo schema sintentico di un display a matrice attiva
Abbiamo visto che, in un comune display LCD, la tensione elettrica permette la polarizzazione dei cristalli liquidi, generando quindi aree di informazioni di colore: sono i pixel.
Tutte le aree di pixel compongono l'intera area del display, e tale area è chiamata risoluzione.
Idealmente,
dovrebbe esserci un contatto elettrico per ogni singolo pixel, a cui dovrebbe essere collegato un circuito di controllo del segnale video.
Questo genere di struttura è però proponibile solo per LCD di piccole o piccolossime dimensioni (come ad esempio, quelli degli orologi digitali).
Per LCD più grandi, un contatto elettrico per ogni pixel diventa praticamente irrealizzabile, e si deve aggirare il problema con altri mezzi.
Uno di questi è la cosiddetta 'struttura a matrice passiva'.
La struttura di un semplice display a matrice passiva.
I contatti elettrici vengono applicati alle righe e alle colonne del reticolato di pixel dell'LCD: i pixel sono controllati singolarmente, ed il refresh (l'aggiornamento di stato) è eseguito solo su ordine della CPU
In questo tipo di tecnologia, che per prima è stata resa disponibile agli albori del mercato degli LCD, i contatti elettrici sono messi uno per ogni riga e colonna del display: i relativi circuiti di controllo, quindi, possono controllare a loro piacere uno dei pixel della riga/colonna, singolarmente.
Il vantaggio è quello di semplificare di molto lo schema elettrico del display, rendendolo industrialmente realizzabile a costi ragionevoli; lo svantaggio, come viene subito da pensare, è che il circuito di controllo può controllare solo un pixel alla volta, e non più di uno. Tutti gli altri pixel della riga/colonna devono ricordare il loro stato di polarizzazione finché il controller non li istruisce nuovamente sul da farsi.
Questo non è un problema con LCD che devono visualizzare immagini statiche, monocMilanotiche, semplici figure geometriche oppure con movimenti molto limitati, ma lo diventa quando è necessario avere una discreta velocità dei frame in movimento.
Nei display a matrice passiva, quindi,
immagini molto veloci generano quella tipica scattosità del film, con il classico effetto 'sfocato' molto fastidioso alla vista.
Questo rende tali display del tutto inadatti a riprodurre video e grafica fluida in generale, tagliandoli quindi via da molti settori dell'intrattenimento e dello svago elettronico.
Per ovviare a tale problema, nel corso degli anni è stata studiata la tecnologia a matrice attiva: un sottilissimo strato di micro-condensatori, inglobati sotto l'LCD vero e proprio, tiene in memoria lo stato dei singoli pixel mentre il circuito di controllo esegue gli aggiornamenti su di essi. Tutto in tempo reale, ovviamente.Prenota ora il tuo cambio vetro!
Il display transriflettivo a matrice attiva di iPhone 6, capace di riprodurre immagini in movimento a 1080p
Ne consegue un'immagine enormemente più nitida, dai contrasti ben definiti e, sopra ogni cosa,
perfetta con immagini in movimento veloce.
Sebbene leggermente più complessa e relativamente più costosa da produrre, la tecnologia a matrice attiva, per via dei suoi innumerevoli vantaggi, è diventata lo standard de-facto per tutti i display moderni, in alta risoluzione.
Lo schermo sensibile al tocco
La rivoluzione del controllo dell'utente sulla macchina: il touchscreen
Abbiamo visto che un display LCD, oppure un equivalente LED, è usato correntemente come dispositivo di visualizzazione in pressoché tutti i calcolatori, smartphone o tablet in commercio.
Lo schema di un classico tastierino numerico 0-9 di un telefono tradizionale.
Tale schema, pressoché invariato da decenni, è ancora usato correntemente nei nostri iPhone e samrtphone in generale,
con l'unica differenza che, ora, i tasti sono virtuali e non più fisici
Prima del 2007, ovvero del lancio del primo iPhone, il display LCD era un elemento ben separato dall'elemento di controllo del cellulare, che solitamente era un comune tastierino telefonico 0-9, oppure (nei modelli business) una tastiera QWERTY, unita ad altri tasti proprietari di navigazione, che variavano in base a marca e modello del telefono.
La canonica tastiera 0-9 di uno dei più venduti cellulari della storia: il Motorola StarTAC
Gli utenti potevano
interagire col dispositivo in maniera quindi consona: tasti alfanumerici che, se premuti, visualizzavano un equivalente sul display.
Per alcune applicazioni la cosa era diretta e comoda (esempio: comporre semplici numeri telefonici), per altre sussistevano moltissimi problemi e difficoltà; basti pensare al software di composizione rapida T9, pensato proprio per aiutare la gente a scrivere in maniera più semplice e diretta messaggi di testo, che con una comune tastiera telefonica erano un'operazione quasi bizantina (e molto lunga).
iPhone cambiò
quest'approccio di utilizzo: ridotti al minimo essenziale i pulsanti fisici, spazio invece a tutto il display, totalmente sensibile al tocco umano.
Col primo telefono cellulare di Apple, quindi, iniziò la prima rivoluzione 'touch' accessibile alle masse: dal 2007 in poi, in tempi rapidissimi le altre industrie si adeguarono al nuovo andamento del mercato, ed in poco tempo le tastiere o tastierini numeri tradizionali sparirono, per far posto ai display sensibili al tocco.
Le origini della tecnologia touch
La tecnologia touch, che ora usiamo abitualmente in un'infinità di apparati elettronici (ed anche tantissimi elettrodomestici) ha radici abbastanza lunghe nel tempo: fu infatti messa a punto per la prima volta sul finire degli anni '50 del 1900,
nei laboratori del CERN di Ginevra.
Tuttavia, come spesso accade con le nuove invenzioni tecniche, i primi display sensibili al tocco erano poco affidabili, abbastanza ingombranti e, soprattutto, tremendamente costosi da produrre su scala industriale.
Fino agli anni '70, quindi, rimasero relegati per
applicazioni militari, di ricerca e di sviluppo aero-spaziale. A tal riguardo, vale la pena ricordare che il modulo di comando dell'Apollo 11, il famoso programma spaziale che portò i primi esseri umani sulla Luna, aveva un sofisticato pannello di controllo digitale, con molte parti sensibili al tocco.
Molti allunaggi e molte missioni spaziali dopo, verso l'inizio degli anni '90 i costi di produzione dei display sensibili sono divenuti sostenibili e, pian piano, tale tecnologia è stata implementata in pressoché ogni settore elettronico.
Con la diffusione degli smartphone e tablet, all'inizio del XXI secolo il processo di penetrazione nel mercato di massa può considerarsi ultimato.
Per riconoscere la posizione delle nostre dita sul display, una generica CPU di un generico dispositivo ha a disposizione due modalità ben definite, a loro volta mutuate dalla tecnologia realizzativa del film digitalizzatore: parliamo di display resistivi oppure display capacitivi.
Il touchscreen resistivo
Un touchscreen
di tipo resistivo, forse il primo prodotto industrialmente su larga scala, ha un principio di funzionamento basato sulla resistenza alla pressione della superficie che lo compone.
In pratica, due sottilissimi film trasparenti, conduttori, sono messi molto vicini (ma non appiccicati) tra di loro. Tali film vengono percorsi da una leggerissima tensione elettrica e, quando un corpo preme su di uno di essi, i due film creano un punto di contatto (un vero e proprio partitore)
che genererà una tensione differente solo ed esclusivamente in quel punto.
Analizzando la differenza di tensione generatasi, una CPU riesce a capire l'esatto punto indicato dall'utente.
Tale tecnologia ha molti vantaggi, soprattutto per dispositivi con display ampi e all'aperto (esempio: gli sportelli Bancomat o i punti d'informazione per il pubblico): molto resistenti, possono essere usati anche con i guanti, e sono pertanto ottimi in qualsiasi condizione climatica.Prenota ora il tuo cambio vetro!
Sviluppata già durante gli anni '50, la tecnologia sensibile al tocco fu implementata con successo nella missione Apollo 11, che portò gli astronauti statunitensi Neil Armstrong, Michael Collins ed Edwin Aldrin in orbita lunare, eseguendo il primo allunaggio della storia.
Nello specifico, il pannello del modulo di comando Columbia era in larga parte composto da display resistivi.
Un comune display resistivo di un generico Bancomat.
La possibilità di usare tale tecnologia con i guanti e l'ottima resistenza agli agenti climatici rende accettabile la scarsa brillantezza dei colori ed una certa opacità dell'immagine, dovuta principalmente al doppio film conduttivo necessario al funzionamento
Lo svantaggio principale è la luminosità scarsa, e la visibilità altrettanto scarsa alla luce del sole.
D'altro canto, il loro costo di produzione è estremamente contenuto.
Il touchscreen capacitativo
La tecnologia capacitiva, invece,
basa il suo funzionamento sulla differenza di capacità della tensione dello schermo.
In pratica, in un display capacitivo, una leggerissima tensione elettrica viene applicata agli angoli dello schermo: tale tensione si estende omogenea per tutta l'area e, datosi che è bassissima, non è direttamente percepibile dalla pelle umana.
Sotto il primo film digitalizzatore, su cui la tensione viene applicata, ne è presente un altro, composto esclusivamente da micro-condensatori: quando un corpo conduttore viene poggiato sul display, si crea una differenza di capacità conduttiva nella tensione della superficie. Tale differenza di tensione viene letta dallo strato di micro-condensatori che invieranno poi il segnale al relativo controller, che informerà la CPU dell'esatta posizione del dito.
La tecnologia presenta molti vantaggi: ottima brillantezza dei colori, ottima visibilità alla luce solare e, soprattutto, la possibilità di implementare la tecnologia multi-touch.
iPad Air è stato uno dei primi tablet ad implementare un touchscreen capacitivo in uno spessore veramente ridotto.
Tale spessore è stato poi ulteriormente abbassato nel successivo iPad Air 2, che però vede il film digitalizzarore incollato al display LCD
Tale tecnologia, come il nome suggerisce, è in grado di riconoscere più di un puntamento alla volta, permettendo quindi un uso molto più flessibile dello schermo: zoom, rotazione, slide... Tutte cose che siamo ormai abituati a fare con i nostri iPhone ed iPad.
Gli svantaggi di uno schermo capacitivo non sono molti, a parte un costo più elevato di uno di pari qualità resistivo e l'impossibilità di usarlo con i guanti (a meno che non siano conduttivi).
Attualmente, proprio per via dei molti vantaggi che la tecnologia capacitiva porta con sé, gran parte gli schermi degli smartphone e tablet disponibili in commercio
sono capacitivi.
Lo schermo di iPhone, sin dal suo primo modello, è uno di questi.
Il primo iPhone della storia, con display multitouch capacitivo: l'iPhone originale, chiamato anche iPhone EDGE
La fusione dei due mondi: il 3D Touch dell'iPhone
Il primo iPhone della storia, con display multitouch capacitivo: l'iPhone originale, chiamato anche iPhone EDGE
Dal 2015 in poi, Apple ha gradualmente introdotto su una vasta gamma di dispositivi portatili, a partire dai potenti calcolatori MacBook Pro, un nuovo tipo di superficie sensibile al tocco, chiamata originariamente Force Touch, e poi rinominata 3D Touch.
Tale tecnologia, disponibile sin dalla prima apparizione di Apple Watch, e su iPhone dal modello iPhone 6S in poi, in pratica aggiunge un ulteriore livello al display capacitivo: un sottilissimo film resistivo, sensibile alla pressione. Nello specifico, alla forza di pressione: premendo con decisione il display, possono aprirsi nuove opzioni di navigazione. Un po' come i menù contestuali che siamo soliti aprire agendo con i tasti ausiliari del mouse.
Disegno esploso di un display di iPhone 6S con 3D Touch.
Sotto al canonico vetro protettivo, c'è il pannello LCD con film capacitivo; ancora più sotto, un aggiuntivo livello sensibile alla pressione, di natura resistiva: è il 3D Touch
Con un nuovo parametro quindi da valutare, ovvero la forza di pressione, il dispositivo diventa molto più duttile nell'interazione con l'utente, superando in parte quello che è sempre stato lo scoglio principale della navigazione sensibile: la non-continuità del puntamento.
A differenza di un generico cursore, infatti, che è un puntamento continuo, le nostre dita non lo sono; questo causa principalmente una certa linearità forzata e semplificata all'osso nella navigazione, con alternative al 'tap' molto limitate.
Touch 3D aiuta in tal senso: aprire menù contestuali con semplicità e naturalezza è, nel mondo della telefonia, una vera ventata d'aria fresca, ed innovazione molto utile all'utenza finale.
Esempio di differenti menù contestuali aperti tramite differenti pressioni sul display
Differenti display per differenti iPhone
La dimensione media, in pollici, della diagonale degli schermi preferiti dal mercato è radicalmente cambiata nel corso degli anni: nel 2007, anno in cui iPhone venne lanciato dapprima nel territorio degli USA, il display vedeva una misura di 3,5”.
All’epoca, in cui la concorrenza era ancora inchiodata su schermi molto piccoli e in bassa risoluzione (retaggio dell’epoca pre-smartphone), lo schermo del primo iPhone era il più grande del mercato.
Con i suoi 480 X 320 pixel, iPhone era sufficientemente in grado di riprodurre video come mai nessun altro cellulare prima di lui; la risoluzione non arrivava ancora ad essere VGA, ma per un dispositivo portatile cellulare era comunque un balzo avanti enorme, tecnologicamente parlando.
La diagonale di 3,5” garantiva un rapporto d’aspetto di quasi 4:3 precisi, che all’epoca era ancora lo standard NTSC/PAL (non si era, oppure si stava timidamente per andare, in alta definizione).
Con l’ascesa del mercato degli smartphone (ascesa che iPhone ha iniziato pressoché da solo), e con lo spostamento delle preferenze delle utenze verso i contenuti mediali, piuttosto che la mera parte telefonica, il telefono mobile di Apple ha sempre cavalcato l’onda del mercato: il display si è infatti sempre più ingrandito, dapprima con i 4” di iPhone 5, iPhone 5C ed iPhone 5S, per poi passare ai 4,7” di iPhone 6 e all’enorme display da 5,5” della versione Plus.
All’aumentare della diagonale dell’aspect ratio, ormai in 16:9, è sempre aumentata anche la risoluzione, con la densità di pixel: iPhone 4 ha introdotto gli schermi Retina, con 326 ppi ed un’ottima profondità di colore.
Confronto tra display di iPhone 3GS e display Retina di iPhone 4: l'alta densità di pixel di quest'ultimo rende il testo e la grafica infinitamente più definiti
iPhone 5, cambiando per la prima volta il rapporto d’aspetto, ha invece introdotto il primo vero cambio di design del telefono.
Con gli iPhone 6, sia standard che Plus, l’alta definizione arriva anche negli iPhone: 1334 X 750 px per iPhone 6 e 1920 X 1080 px (quindi, full HD) per iPhone 6 Plus, che vede inoltre un display Retina con una densità di ben 401 ppi.
Tali dimensioni e risoluzioni risultano invariate anche per le versioni S, ovvero iPhone 6S ed iPhone 6S Plus.
Il Gorilla Glass montato sullo schermo iPhone
iPhone è equipaggiato, in qualsiasi suo modello, di un display LCD retroilluminato con digitalizzatore capacitivo, protetto da un vetro in silicato-alluminio resistente a graffi e piccoli traumi, chiamato Gorilla Glass.
Benché decisamente solido e capace di assorbire le comuni sollecitazioni energetiche dell’uso quotidiano, il display in silicato non è ovviamente indistruttibile: può rompersi anche abbastanza facilmente, anzi, se riceve troppa energia in un particolare punto della sua conformazione reticolare cristallina.
Questo, solitamente, accade quando al telefono succede qualcosa per cui non è stato progettato: cade a terra da altezza considerevole, oppure assorbe energia cinetica con corpi contundenti (oggetti pesanti, urti vari con elementi solidi, ecc ecc.).
Quando ciò accade ed il Gorilla Glass non riesce a scaricare efficacemente sulla sua struttura cristallina tutta l’energia che è costretto ad assorbire, si formano delle crepe, più o meno profonde, più o meno reticolate.
Se l’energia che il display non è stato in grado di assorbire è elevata, il vetro si spacca a ‘tela di ragno’, formando numerose (e pericolose) schegge di materiale, che si espandono per tutta la superficie, concentricamente, dal centro dove è stata applicata la forza distruttrice, verso l’esterno.
In alcuni casi, l’energia è talmente tanta che si espande non solo sulla superficie del Gorilla Glass, ma anche sotto nel film digitalizzatore e, nei casi più gravi, anche nel display LCD.
Quando ciò accade, lo schermo va sostituito.
Purtroppo, per molti modelli di iPhone (iPhone 4, iPhone 4S, iPhone 5, iPhone 5C, iPhone 5S, iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6S, iPhone 6S Plus) non è possibile sostituire solamente il vetro di protezione, anche se l’LCD magari è intatto, e va sostituito tutto il blocco vetro / digitalizzatore / LCD.
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