Die neue GUI-Design-Plattform von Densitron vereinfacht das Design und Engineering moderner GUIs.

Die neue GUI-Design-Plattform von Densitron vereinfacht das Design und Engineering moderner GUIs.Densitron

In den letzten 15 Jahren hat sich der Display-Markt stark verändert, das Angebot an Technologien ist gewachsen und somit auch die Schwierigkeit, das passende Produkt auszuwählen. Wo es früher segmentierte, alphanumerische oder grafikfähige monochrome LCDs gab, wählen Kunden heute zwischen LCD, OLED, TFT oder E-Paper in unzähligen Formaten und Techniken. Bei TFTs für Industrieanwendungen stellt sich die Frage, wie lange das Display nach Serienstart noch lieferbar ist und was nach der Abkündigung passiert. Industriedisplays sind meist teuer und mit veralteter Technik ausgestattet, während bei modernen und günstigen Displays ein Re-Design droht. Einen Mittelweg dazwischen will Densitron mit dem Ripdraw-Konzept beschreiten, das Smart-TFTs mit GUI-Werkzeugen kombiniert.

Die Idee zum Ripdraw-Sortiment an Display- und Softwarelösungen kam von der Densitron-Tochter DCA in Corona, Kalifornien, und wurde in Zusammenarbeit mit London und Taipei zur Marktreife weiterentwickelt. Ziel war es, tausende von Grafiken zur Verfügung zu stellen, die nicht nur praktisch und funktionell sind, sondern auch den Designansprüchen der Anwender entsprechen. Mittlerweile stehen über 10.000 Grafikelemente auf Densitrons Webportal zur Verfügung.

Bild 1: Beispiel für den Einsatz eines Smart-TFT-Bedienkonzepts an der Zapfsäule einer Tankstelle.

Bild 1: Beispiel für den Einsatz eines Smart-TFT-Bedienkonzepts an der Zapfsäule einer Tankstelle.Densitron

Industrial by Design

Die Topvariante jeder Displayreihe beinhaltet ein GPU-Board (Graphical Processor Unit), das dem Hauptprozessor die Arbeit abnimmt, Bilder auf dem Display wiederzugeben. So kann sich der Hauptprozessor auf Systemaufgaben konzentrieren. Dank der spezialisierten GPU sind beim GUI-Design keine Kompromisse nötig, das Board kann hochkomplexe, farbintensive und hochauflösende Bildelemente wiedergeben (Bild 1 und Bild 2). Das ganze System läuft trotz aufwendiger Grafiken schnell und ruckelfrei, wie es Anwender vom Smartphone kennen und erwarten.

Bild 2: Auch in der Medizintechnik profitieren Anwender von modernen Benutzeroberflächen und Bedienkonzepten.

Bild 2: Auch in der Medizintechnik profitieren Anwender von modernen Benutzeroberflächen und Bedienkonzepten.Densitron

Ein weiterer Vorteil des integrierten GPU-Boards ist, dass der Chip quasi jedes Display standardisiert, solange man die Software und Anschlüsse zum Display anpasst. Im 7,0” großen Ripdraw steckt beispielsweise eines der neuesten Tablet-PC-Displays, ein brillantes, feinauflösendes und kontrastreiches Modell. Auch wenn der TFT-Panel-Lieferant dieses Display hin und wieder erneuert, abändert und verbessert – die Grundform, also der Footprint, bleibt prinzipiell gleich. Sobald ein anderes Display auf den Markt kommt, passt Densitron das GPU-Board sowie die Softwareeinstellungen an, sodass der Kunde keine Änderung bemerkt. Ihm stehen weiterhin die gleichen Anschlüsse, mechanischen Parameter und Arretierungspunkte zur Verfügung und er kann das Display wie bisher ansteuern.

Standards setzen

Auch bei den Varianten ohne GPU standardisiert Densitron per Kunststoffrahmen mit vorgegebenen Schraublöchern die Montage, die immer gleich bleibt, egal welches TFT-Panel man verbaut. Verbinder und sonstige Mechanik bleiben ebenfalls unverändert. Densitron bietet neben dem GPU-Interface auch HDMI-, LVDS-, USB- oder I2C-Schnittstellen an, die dank der verfügbaren Treiber leicht anzuwenden sind, etwa für Linux, Win CE oder Android.

Eckdaten

Viele Entwickler können die Möglichkeiten moderner TFTs gar nicht nutzen, sei es mangels GUI-Design- und Softwarespezialisten oder aus Kapazitäts- und Zeitgründen. Die neue GUI-Design-Plattform von Densitron vereinfacht diesen Prozess vom Layout über den Prototyp bis zur Produktion. Das Smart-TFT-Konzept bietet dazu langfristige Liefersicherheit und erheblich verkürzte Entwicklungszeiten. Das Ziel sind hochwertige Benutzeroberflächen und Bedienkonzepte, die sich nicht nur funktionell, sondern auch optisch abheben.

Die meisten Ripdraw-Produkte sind mit P-CAP-Touchpanels (Projective-Capacitive) verfügbar. Ob mit oder ohne P-CAP, alle Displays lassen sich mit Blenden oder Deckgläsern (Cover Lens) verkleben, um die Montage im Endgerät einfach und optisch ansprechend zu lösen.

Stateful versus Stateless

Die meisten Smart-Displays auf dem Markt sind mit einer Stateful-basierenden Elektronik ausgestattet. Stateful heißt, dass die Elektronik eine Aktion ausführt, zum Beispiel eine Reaktion auf eine Berührung, ohne die Kontrolle an den Hauptprozessor abzugeben. Das sind oft proprietäre Systeme, die vor allem in sicherheitskritischen Anwendungen wie der Medizin Nachteile haben. Die Lernkurve ist bei solchen Lösungen oft sehr steil, da der Designer den proprietären Code und/oder die Menükommandos erst lernen muss, bevor er mit dem User-Interface arbeiten und die Grafik mit State-Inhalten versehen kann. Der Entwickler muss das TFT effektiv zweimal codieren: Einmal im GUI-Design und dann nochmal beim Übertragen auf den Embedded-Prozessor. Das verlängert die Entwicklungszeiten und erhöht die IT-Kosten.

Ripdraw ist dagegen eine Stateless-Lösung, die spezifisch für diese Displayreihe kreiert wurde. Der Code ist nicht proprietär, Ingenieure haben mit einer Open-Source-Lizenz Zugriff auf den kompletten C-Quellcode. Weiterhin stehen durch das Ripdraw-Drawing-Tool eine starke Rendering-Engine sowie GUI-Design-Werkzeuge zur Verfügung. Die Rendering-Engine ermöglicht jedem Software-Entwickler, Farbintensität, Kontrast und Geschwindigkeit moderner TFTs optimal auszuschöpfen.

Das TFT-Panel ist mit der Graphical-Rendering-Engine (der Ripdraw-Platine) integriert. Für die Interaktion zwischen dem Embedded-System und dem Ripdraw-TFT hat Densitron das Ripdraw-Protokoll entworfen. Man kann bis zu sieben Lagen von RAM-Seiten übereinander verschmelzen, um eine logische und optisch ansprechende Benutzeroberfläche zu erzeugen. Transparente Elemente, dynamische Lagen und Animationen sind möglich, um beeindruckende und interessante Effekte zu erzeugen. Alle Ressourcen, die für den Aufbau der Image-Lagen nötig sind, liegen im permanenten Speicher des Ripdraw-Boards. Das Ripdraw-Modul gibt die Kontrolle über jede Aktion oder Reaktion an den Hauptprozessor ab. Weil das Display vom State-Management der Anwendung isoliert bleibt, definiert man Ripdraw als Stateless-System.

Bild 3: Das Ergebnis eines GUI-Designs lässt sich auf dem PC-Bildschirm in Originalgröße darstellen.

Bild 3: Das Ergebnis eines GUI-Designs lässt sich auf dem PC-Bildschirm in Originalgröße darstellen.Densitron

What You See Is What You Get

Ein weiterer wichtiger Vorteil des webbasierenden GUI-Designtools und GUI-Emulators ist, dass man sehr schnell und effizient vom ersten Layout zum Prototyp und dann in die Produktion gelangt. Das Konzept funktioniert nach dem WYSIWYG-Motto (What You See Is What You Get) – man hat immer das spätere Design und die Menüführung vor Augen. Elemente aus der „Image Asset“-Bibliothek werden intuitiv per Maus verschoben und positioniert. Mit dem Emulator lassen sich ganze Storyboards erstellen, ähnlich wie bei der Planung eines Spielfilms. Hier können Entwickler auch prüfen, ob der Ablauf der Menüführung logisch und effizient ist. Und mit dem Emulator kann man sogar die fertigen Menüseiten in der Originalgröße des gewählten Ripdraw-Modells auf dem PC-Bildschirm darstellen (Bild 3), damit die Simulation des späteren GUI-Designs realistisch und greifbar ist.

Bild 4: Entwickler können ihre GUIs mit dem Layer-Editor sehr einfach bearbeiten.

Bild 4: Entwickler können ihre GUIs mit dem Layer-Editor sehr einfach bearbeiten.Densitron

Durch den Layer-Editor (Bild 4), der zu den Drawing-Tools gehört, können Ingenieure eine professionelle Benutzeroberfläche aufbauen. Mit den Elementen der Ripdraw-Image-Asset-Bibliothek lassen sich der Hintergrund, die Farben und die Schriftart festlegen, danach Nadeln, Lünetten oder Einfassungen, Skalenumrandungen und Blenden einfügen. Die Auswahl an 10.000 Elementen in der Bibliothek erfüllt fast jeden Designwunsch. Das Webportal unterscheidet zudem User, Rollen und Gruppen. So können verschiedene Abteilungen, externe Berater und Designer besser zusammenarbeiten, Ergebnisse teilen und sich darüber austauschen.

Bild 5: Zum Ripdraw-TFT-Sortiment zählt unter anderem ein 1-HE-Display für 19”-Racks.

Bild 5: Zum Ripdraw-TFT-Sortiment zählt unter anderem ein 1-HE-Display für 19”-Racks.Densitron

Das Sortiment

Aktuell besteht das Ripdraw-TFT-Sortiment aus einem 1-HE- oder 1-RU-Display (Bild 5; eine Höheneinheit bedeutet eine Rack Unit), einem 2-HE-/2-RU-Display sowie 4,3”, 5,0”, 7,0” und 10,1” großen Displays. Densitron liefert die Produkte mit oder ohne P-CAP-Touch, mit oder ohne Deckglas, einer gestanzten selbstklebenden Dichtung von 3M und einem ABS-Kunststoffträger zur Standardisierung der Montagepunkte. Die 3M-Dichtung ist nach NEMA 2 zertifiziert (IP11), also staub- und spritzwasserfest. Das GPU-Engine-Board kann, muss aber nicht integriert sein. Alternativ lässt sich zum Beispiel ein HDMI-Board verbauen.

Bei den TFTs kommen MVA- oder IPS-Panels mit hoher Pixeldichte und hervorragenden optischen Eigenschaften zum Einsatz. Das 5,0”-Display mit 1280 × 720 Pixel großer HD-Auflösung hat zum Beispiel 80° Blickwinkel und ein Kontrastverhältnis von 800:1.

Für ein langes Leben

Neben den Entwicklungsvorteilen adressiert Ripdraw den unstabilen Marktplatz von TFT-Panels. Egal wie die Hersteller ihre Panels weiterentwickeln oder abkündigen, Densitron passt die Schnittstellen und die Softwareeinstellungen an und bietet Anwendern eine stabile Lösung über die Lebenszeit des Produkts an.