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[Lexikon] Wie funktioniert ein Digitizer?

Surface Pro 4

Die Erklärartikel in den letzten Wochen kamen ja bei euch immer gut an. Hier habt ihr einen weiteren. Diesmal geht es um Digitizer. Dabei werd ich die Technik dahinter und die groben Unterschiede zwischen aktiven und passiven Digitizern erklären. Außerdem kommen solche nachrüstbaren Stifte und der Stylus von Apple zu Wort. Und ich werd die Frage beantworten, wieso das Lumia 950 und das Lumia 950 XL nicht per Update eine Unterstützung für den Surface-Pen erhalten können.

Der Herd im Tablet

Ja ihr habt richtig gelesen, denn im Grunde basieren Digitizer und euer Induktionsherd auf den gleichen physikalischen Grundlagen, der Induktion. Induktion lässt sich folgendermaßen erklären: Ein elektrisches Feld bewirkt einen Stromfluss in einem Leiter, dieser Fluss bewirkt ein elektrisches Feld um den Leiter.

Dabei wird nicht die Stiftspitze direkt erkannt, sondern eine Spule im inneren des Stiftes. Und hier ist schon der erste Unterschied zwischen aktiven und passiven Digitizern.

Aktive Digitizer

Aktive Digitizer haben eine eigene Stromversorgung. Die Spule im inneren des Stiftes wird mit Spannung versorgt und bewirkt ein elektrisches Feld. Dieses wird von vielen Antennen im Tablet erkannt.

Passive Digitizer

Bei passiven Digitizern erfolgt die Spannungsversorgung ebenfalls über Induktion. Dabei erzeugt der Digitizer im Tablet ein elektrisches Feld, welches in der Spule einen Stromfluss bewirkt und dieser Stromfluss bewirkt ein weiteres elektrisches Feld. Der Clou dabei ist jetzt, dass die Antennen im Display das „eigene“ Feld und das Feld der Spule im Stift unterscheiden können.

Die weitere Signalverarbeitung verläuft dann bei passiven und aktiven Varianten gleich. Die Stiftposition wird über die Feldstärken an den Antennen ermittelt, dies funktioniert extrem genau. Wers nicht glaubt, soll mal Gemälde ansehen, die per Stifteingabe entstanden sind, oder probiert selber mal die Stifteingabe aus. Manche Digitizer erkennen sogar die Stiftneigung, da wird das induzierte elektrische Feld einfach genauer gemessen.

Die tatsächliche Eingabe erfolgt über die Druckstufenerkennung. Hierfür sitzt hinter der Stiftspitze einfach ein Drucksensor, aktuell sind da 1024 Druckstufen üblich, es gibt aber auch Stifte mit 2048 oder mehr Druckstufen. Der Sensor wird entweder durch die vorhandene Batterie oder durch Induktion mit Spannung versorgt. Das Signal mit der Information über den ausgeübten Druck wird dann mit einem gesonderten Signal übermittelt.

Der große Vorteil von Digitizern ist hierbei die Palmrejection oder Palmblock. Die Begriffe sagen dabei eigentlich schon alles aus. Wird der Stift von den Antennen im Display erkannt, werden alle Eingaben mit dem Finger ignoriert.

Passiver oder aktiver Digitizer?

Sowohl aktive als auch passive Stifte bieten Vor- und Nachteile. Der größte Unterschied liegt natürlich in der Stromversorgung, daraus ergibt sich schon ein weiterer Unterschied – Tastenbedienung.

Als erklärendes Beispiel sei hier mal der Surface Pen genannt. Bei diesem ist es bekanntermaßen möglich, durch Drücken der Taste am Ende OneNote direkt zu öffnen. Dieses Feature benötigt wegen der Spannungsversorgung einen aktiven Digitizer. Und ja, auch passive Stfte haben Tasten, diese reagieren allerdings nur auf Eingaben, wenn der Stift nahe am Display ist.

Die Spannungsversorgung ergibt außerdem zwei offensichtliche Nachteile für aktive Digitizer: Ist die Batterie leer, geht der Stift nicht, und die Baugröße. Sämtliche kleine Stifte, zum Beispiel der vom Samsung Galaxy Note, sind passiv.

Es bleibt also euch überlassen, ob ihr ein Tablet mit aktivem oder passivem Digitizer nutzen wollt. Bei der Genauigkeit des Stiftes gibt es nämlich keinen Unterschied.

Weitere Stifte

Oft sieht man nachrüstbare Stifte, die über Bluetooth verbunden werden. Von diesen sei jedoch abgeraten. Solchen Stiften fehlen die wichtigsten Features eines Digitizers – Hardwareseitige Palmrejection und der Stift wird im Gegensatz zu induktiven Stiften erst bei Berührung des Displays erkannt.

Aufmerksame Leser erkennen hier Ähnlichkeiten zum Apple Pencil. Ihr denkt richtig. Der Apple Pen für 100 € funktioniert genauso wie ein 50 € Bluetooth Stylus. Nur die Druckstärkenerkennung läuft nicht über den Stift, sondern über die 3D-Touch Funktion des iPads.

Keine Stiftunterstützung für Lumia 950 und 950XL

Ich stoß regelmäßig auf die Forderung, Microsoft möge doch eine Unterstützung des Surface Pens für oben genannte Smartphones per Update nachreichen. Aufgrund der Funktionsweise von Digitizern ist das sehr unwahrscheinlich bis unmöglich. Es ist nicht nachvollziehbar, eine entsprechende Hardware einzubauen und nicht von Anfang an zur Verfügung zu stellen. Außerdem ist der Surface Pen, wie oben genannt ein aktiver Stylus, da spricht allein schon die Baugröße gegen einen Einsatz bei Smartphones.

Ich kann mir da nur einen eigenen, passiven Stift bei zukünftigen Smartphonegenerationen aus dem Hause Microsoft vorstellen.

Dieser Artikel ist teilweise ein Meinungsartikel und muss nicht mit der Meinung der Redaktion übereinstimmen.

 

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Florian_L

Florian_L

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Fenrir
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Aha. Welche Stifte kann man denn dann jetzt mit einem 950 verbinden?

Salino24
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Mal wieder sehr interessant. Die Baugröße des Pens vom Surface Pro 3 wär mir total recht, wenn er am Smartphone überhaupt funktionieren würde. Das wär wirklich ein echt tolles Feature! Ich spiele gerade Logic Pic. Bei den Leveln ab 16×16 vermisse ich diese Möglichkeit zum Beispiel.

KusiL1520
Mitglied

Wie kann man rausfinden welche Geräte / Displays. Die Aktiven Stifte unterstützen? Wäre ein Interessantes Thema als fortsetzug.