✖


Jump to content

Осязаемый пользовательский интерфейс

Не путать с текстовым пользовательским интерфейсом .

Reactable — электронного музыкального инструмента. пример реального пользовательского интерфейса
Устройство SandScape установлено в Музее детского творчества в Сан-Франциско

Материальный пользовательский интерфейс ( TUI ) — это пользовательский интерфейс , в котором человек взаимодействует с цифровой информацией через физическую среду . Первоначальное название было Graspable User Interface, которое больше не используется. Цель разработки TUI — расширить возможности сотрудничества, обучения и проектирования путем придания физической формы цифровой информации, тем самым используя преимущества человеческой способности захватывать физические объекты и материалы и манипулировать ими. [1]

Впервые он был задуман Радией Перлман как новый язык программирования, который будет обучать детей гораздо младшего возраста, аналогичный Logo, но с использованием специальных «клавиатур» и устройств ввода. Еще одним пионером в области материальных пользовательских интерфейсов является Хироши Исии , профессор Массачусетского технологического института , возглавляющий группу материальных медиа в Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института . Его особое видение материальных пользовательских интерфейсов, называемых Tangible Bits , заключается в том, чтобы придать физическую форму цифровой информации, сделав биты непосредственно манипулируемыми и воспринимаемыми. Материальные биты обеспечивают плавную связь между физическими объектами и виртуальными данными.

Характеристики

[ редактировать ]

Существует несколько структур, описывающих ключевые характеристики материальных пользовательских интерфейсов. Бригг Уллмер и Хироши Исии описывают шесть характеристик, касающихся представительства и контроля: [2]

  1. Физические представления вычислительно связаны с базовой цифровой информацией.
  2. Физические представления воплощают механизмы интерактивного управления.
  3. Физические представления перцептивно связаны с активно опосредованными цифровыми представлениями.
  4. Физическое состояние материальных ценностей воплощает ключевые аспекты цифрового состояния системы.

Ева Хорнекер и Джейкоб Буур описывают структурированную структуру, состоящую из четырех тем: [3]

  1. Материальные манипуляции: материальные представления с отчетливыми тактильными качествами, которыми обычно манипулируют физически. Типичным примером является тактильное прямое манипулирование: может ли пользователь захватывать, чувствовать и перемещать важные элементы интерфейса?
  2. Пространственное взаимодействие: осязаемое взаимодействие встроено в реальное пространство; взаимодействие происходит как движение в этом пространстве. Примером является взаимодействие всего тела: может ли пользователь использовать все свое тело?
  3. Воплощенное упрощение: конфигурация материальных объектов и пространства влияет на то, как несколько пользователей совместно взаимодействуют с осязаемым пользовательским интерфейсом. Примеры включают несколько точек доступа: могут ли все пользователи в пространстве видеть, что происходит, и взаимодействовать с центральными элементами интерфейса?
  4. Выразительное представление: выразительность и разборчивость материальных и цифровых представлений, используемых материальными системами взаимодействия. Примером может служить репрезентативная значимость: имеют ли физические и цифровые представления одинаковую силу и значимость?

По мнению Ми Джонг Кима и Мэри Лу Махер, пять основных определяющих свойств материальных пользовательских интерфейсов заключаются в следующем: [4]

  1. Пространственное мультиплексирование как ввода, так и вывода.
  2. Параллельный доступ и манипулирование компонентами интерфейса.
  3. Сильные специфические устройства.
  4. Пространственно осведомленные вычислительные устройства.
  5. Пространственная реконфигурация устройств.

Сравнение с графическими пользовательскими интерфейсами

[ редактировать ]

Материальный пользовательский интерфейс следует отличать от графического пользовательского интерфейса (GUI). Графический интерфейс существует только в цифровом мире, тогда как TUI соединяет цифровой мир с физическим. Например, экран отображает цифровую информацию, тогда как мышь позволяет нам напрямую взаимодействовать с этой цифровой информацией. [5] Осязаемый пользовательский интерфейс представляет входные данные непосредственно в физическом мире и делает цифровую информацию непосредственно доступной для понимания. [6]

Материальный пользовательский интерфейс обычно создается для одной конкретной целевой группы из-за небольшого количества возможных областей применения. Поэтому дизайн интерфейса необходимо разрабатывать вместе с целевой группой, чтобы обеспечить хороший пользовательский опыт. [7]

По сравнению с TUI, GUI имеет широкий спектр использования в одном интерфейсе. По этой причине он ориентирован на большую группу возможных пользователей. [7]

Одним из преимуществ TUI является удобство работы с пользователем, поскольку происходит физическое взаимодействие между пользователем и самим интерфейсом (например: SandScape : создание собственного ландшафта из песка). Еще одним преимуществом является удобство использования, поскольку пользователь интуитивно знает, как использовать интерфейс, зная функцию физического объекта. Таким образом, пользователю не нужно изучать функционал. Вот почему интерфейс материального пользователя часто используется, чтобы сделать технологии более доступными для пожилых людей. [6]

Тип/атрибуты интерфейса Осязаемый пользовательский интерфейс Графический интерфейс пользователя
Диапазон возможных областей применения Создавать для одной конкретной области применения Сборка для многих областей применения
Как работает система Физические объекты, такие как мышь или клавиатура. На основе графических битов, таких как пиксели на экране.
Связь между когнитивными битами и физическим результатом Непосредственное соединение Косвенное соединение
Как формируется пользовательский опыт Пользователь уже знает функцию интерфейса, зная, как функционируют физические объекты. Пользователь изучает функционал интерфейса
Поведение пользователя при подходе к системе Интуиция Признание

[7]

Примеры

[ редактировать ]

Простым примером материального пользовательского интерфейса является компьютерная мышь: перетаскивание мыши по плоской поверхности соответствующим образом перемещает указатель на экране. Существует очень четкая связь между поведением системы и движениями мыши. Другие примеры включают в себя:

  • Мраморный автоответчик Даррелла Бишопа (1992). [8] Шарик на представляет собой одно сообщение, оставленное автоответчике . Если уронить шарик на блюдо, воспроизводится соответствующее сообщение или перезванивается вызывающий абонент.
  • Система Топобо . Блоки в Topobo похожи на блоки LEGO , которые можно соединять вместе, но они также могут перемещаться сами по себе с помощью моторизованных компонентов. Человек может толкать, тянуть и крутить эти блоки, а блоки могут запоминать эти движения и воспроизводить их. [9]
  • Реализации, которые позволяют пользователю рисовать изображение на столе системы с помощью настоящей материальной ручки. Используя жесты рук, пользователь может клонировать изображение и растягивать его по осям X и Y, как это делается в программе рисования. Эта система будет объединять видеокамеру с системой распознавания жестов .
  • джайв . Внедрение TUI помогло сделать этот продукт более доступным для пожилых пользователей. «Пропуск друга» также можно использовать для активации различных взаимодействий с продуктом. [10]
  • модель с дополненной проекцией .
  • SandScape : Проектирование ландшафта с помощью TUI. Этот интерфейс позволяет пользователю формировать пейзаж из песка на столе. Песочная модель представляет собой местность, проецируемую на поверхность. В режиме реального времени модель проецирует деформации песка. [6]

Было предложено несколько подходов к созданию общего промежуточного программного обеспечения для TUI. Они нацелены на независимость областей применения, а также на гибкость с точки зрения используемой сенсорной технологии. Например, Siftables предоставляет платформу приложений, в которой небольшие чувствительные к жестам дисплеи действуют вместе, образуя интерфейс человек-компьютер.

Для поддержки совместной работы TUI должны обеспечивать пространственное распределение, асинхронные действия и динамическую модификацию инфраструктуры TUI, если назвать наиболее важные из них. Этот подход представляет собой структуру, основанную на концепции пространства кортежей LINDA, отвечающую этим требованиям. Реализованная платформа TUIpist использует технологию произвольных датчиков для любого типа приложений и исполнительных механизмов в распределенных средах. [11]

Уровень развития

[ редактировать ]

Интерес к материальным пользовательским интерфейсам (TUI) постоянно растет с 1990-х годов, и с каждым годом появляется все больше материальных систем. 2017 года В официальном документе описывается эволюция TUI для сенсорных столов и открываются новые возможности для экспериментов и разработок. [12]

В 1999 году Гэри Залевски запатентовал систему передвижных детских блоков, содержащих датчики и дисплеи для обучения правописанию и составлению предложений. [13]

Tangible Engine — это собственное авторское приложение, используемое для создания интерфейсов распознавания объектов для проекционно-емкостных сенсорных столов. Tangible Engine Media Creator позволяет пользователям с небольшим опытом программирования или вообще без него быстро создавать интерфейсы на основе TUI.

Группа MIT Tangible Media, возглавляемая Хироши Иши, постоянно разрабатывает и экспериментирует с TUI, включая множество настольных приложений. [14]

Урп [15] система и более продвинутая система расширенного городского планирования. [16] позволяют цифровое моделирование воздушных потоков, теней, отражений и других данных на основе положений и ориентации физических моделей зданий на поверхности стола.

Новые разработки идут еще дальше и включают третье измерение, позволяя пользователю формировать ландшафты из глины (Illuminating Clay). [17] ) или песок (Sand Scape [18] ). Опять же, различные симуляции позволяют анализировать тени, карты высот, уклоны и другие характеристики интерактивно формируемых массивов суши.

InfrActables — это совместная таблица обратной проекции, которая позволяет взаимодействовать с помощью TUI, включающего распознавание состояний. Добавление различных кнопок в TUI позволяет использовать дополнительные функции, связанные с TUI. Более новые версии технологии могут быть интегрированы даже в ЖК-дисплеи. [19] с помощью инфракрасных датчиков за ЖК-матрицей.

Осязаемая катастрофа [20] позволяет пользователю анализировать меры стихийного бедствия и моделировать различные виды стихийных бедствий (пожар, наводнение, цунами и т. д.) и сценарии эвакуации во время совместных сеансов планирования. Физические объекты позволяют позиционировать катастрофы, размещая их на интерактивной карте и дополнительно настраивая параметры (т.е. масштаб) с помощью прикрепленных к ним циферблатов.

Коммерческий потенциал TUI был определен недавно. Неоднократно награжденный Reactable, [21] интерактивный материальный настольный инструмент, в настоящее время коммерчески распространяется компанией Reactable Systems, дочерней компанией Университета Помпеу Фабра, где он был разработан. С помощью Reactable пользователи могут настроить свой собственный инструмент в интерактивном режиме, физически размещая различные объекты (представляющие генераторы, фильтры, модуляторы...) и параметризовать их, вращая и используя сенсорный ввод.

Microsoft распространяет свою новую платформу Microsoft Surface на базе Windows. [22] (теперь Microsoft PixelSense) с 2009 года. Помимо мультитач- отслеживания пальцев, платформа поддерживает распознавание физических объектов по их следам. Было представлено несколько приложений, в основном для использования в коммерческих помещениях. Примеры варьируются от разработки собственного индивидуального графического макета для сноуборда или скейтборда до изучения деталей вина в ресторане путем размещения его на столе и навигации по меню с помощью сенсорного ввода. Также поддерживаются такие взаимодействия, как совместный просмотр фотографий с помощью портативной камеры или мобильного телефона, который легко подключается после размещения на столе.

Еще одна примечательная интерактивная инсталляция — Instant City. [23] который сочетает в себе игры, музыку, архитектуру и аспекты совместной работы. Он позволяет пользователю строить трехмерные конструкции и обустраивать город из прямоугольных строительных блоков, что одновременно приводит к интерактивной сборке музыкальных фрагментов разных композиторов.

Разработка Reactable и последующий выпуск его технологии отслеживания reacTIVision. [24] под лицензией GNU/GPL, а также открытые спецификации протокола TUIO вызвали огромное количество разработок, основанных на этой технологии.

За последние несколько лет было начато множество любительских и полупрофессиональных проектов за пределами научных кругов и торговли. Благодаря технологиям отслеживания с открытым исходным кодом (reacTIVision [24] ) и постоянно растущей вычислительной мощности, доступной конечным потребителям, необходимая инфраструктура теперь доступна практически каждому. Стандартный компьютер, веб-камера и некоторые ручные работы позволяют людям создавать реальные системы с минимальными затратами на программирование и материальные затраты. Это открывает двери для новых способов восприятия взаимодействия человека и компьютера и позволяет общественности экспериментировать с новыми формами творчества. [ нужна ссылка ]

Трудно отследить и не заметить быстро растущее число всех этих систем и инструментов, но, хотя многие из них, похоже, используют только доступные технологии и ограничиваются первоначальными экспериментами и тестами с некоторыми базовыми идеями или просто воспроизводят существующие системы, немногие из них открывают новые интерфейсы и взаимодействия и размещаются в общественных местах или встроены в художественные инсталляции. [25]

Реальное планирование производства [26] это осязаемая таблица, основанная на реакцииTIVision [24] которая позволяет совместно планировать и визуализировать производственные процессы в сочетании с планами новых заводских зданий и была разработана в рамках дипломной работы.

Еще одним примером многих столешниц на основе ReacTIVision является интерактивный стол ImpulsBauhaus. [27] и был на выставке в Университете Баухаус в Веймаре, посвященной 90-летию основания Баухауза. Посетители могли просматривать и изучать биографии, сложные отношения и социальные сети между членами движения.

Было показано, что использование принципов, основанных на воплощенном познании , теории когнитивной нагрузки и воплощенном дизайне, TUI повышает эффективность обучения, предлагая мультимодальную обратную связь. [28] Однако эти преимущества для обучения требуют таких форм взаимодействия, которые оставляют как можно больше когнитивных способностей для обучения.

Физический значок

[ редактировать ]

, Физический значок или фикон , — это материальный компьютерный эквивалент значка в традиционном графическом интерфейсе пользователя или GUI . Фиконы содержат ссылку на какой-либо цифровой объект и тем самым передают смысл. [29] [30] [31]

История

[ редактировать ]

Физические значки были впервые использованы в качестве материальных интерфейсов в проекте MetaDesk, созданном в 1997 году профессора Хироси Исии исследовательской группой в Массачусетском технологическом институте . [32] [33] MetaDesk представлял собой стол, на поверхности которого проецировалось видеоизображение обратной проекции. Размещение фикона на столе активировало датчики, которые изменили видеопроекцию. [34]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Исии, Хироши (2008). «Материальные кусочки». Материалы 2-й международной конференции по материальному и встроенному взаимодействию - TEI '08 . стр. xv. дои : 10.1145/1347390.1347392 . ISBN  978-1-60558-004-3 . S2CID   18166868 .
  2. ^ Уллмер, Брюгг; Исии, Хироши (2000). «Новые платформы для реальных пользовательских интерфейсов» (PDF) . IBM Systems Journal . 39 (3–4): 915–931 . Проверено 17 февраля 2024 г.
  3. ^ Хорнекер, Ева; Буур, Джейкоб (2006). «Как овладеть реальным взаимодействием: основа физического пространства и социального взаимодействия» (PDF) . Материалы конференции SIGCHI по человеческому фактору в вычислительных системах . ЧИ (06). дои : 10.1145/1124772.1124838 . Проверено 17 февраля 2024 г.
  4. ^ Ким, Ми Чжон; Махер, Мэри Лу (30 мая 2008 г.). «Влияние материальных пользовательских интерфейсов на пространственное познание дизайнеров». Взаимодействие человека и компьютера . 23 (2): 101–137. дои : 10.1080/07370020802016415 . S2CID   1268154 .
  5. ^ http://tmg-trackr.media.mit.edu:8020/SuperContainer/RawData/Papers/485-Radical%20Atoms%20Beyond%20Tangible/Published/PDF . Архивировано 19 сентября 2012 г. в Wayback Machine. [ нужна полная цитата ]
  6. ^ Jump up to: а б с Исии, Хироши (2007). «Материальные пользовательские интерфейсы». Справочник по взаимодействию человека и компьютера . стр. 495–514. дои : 10.1201/9781410615862-35 . ISBN  978-0-429-16397-5 .
  7. ^ Jump up to: а б с Кэмпбелл, Джон; Каранданг, Шармань (29 июля 2012 г.). «Сравнение графического и материального пользовательского интерфейса в игре Tower Defense» . Материалы AMCIS 2012 . CiteSeerX   10.1.1.924.6112 .
  8. ^ «Автоответчик Интернета вещей 1992 года, с шариками / Boing Boing» . boingboing.net . 21 марта 2013 г.
  9. ^ «Конструктор Топобо с кинетической памятью» . www.topobo.com .
  10. ^ «джайв — социальные сети для твоей бабушки» . jive.benarent.co.uk .
  11. ^ http://www.cs.rit.edu/~pns6910/docs/Tuple%20Space/A%20Tuple-Space%20Based%20Middleware%20for%20Collaborative%20Tangible%20User%20Interfaces.pdf [ мертвая ссылка ] [ нужна полная цитата ]
  12. ^ «Эволюция материальных пользовательских интерфейсов на сенсорных столах | Ideum» . Идеум - оформление выставки | сенсорные столы | интерактивные экспонаты . Проверено 31 октября 2017 г.
  13. ^ «Беспроводное устройство ввода-вывода и метод компьютерного обучения» .
  14. ^ «Материальные медиа» . www.media.mit.edu . Медиалаборатория Массачусетского технологического института . Проверено 10 декабря 2014 г.
  15. ^ Андеркоффлер, Джон; Исии, Хироши (1999). «Урп». Материалы конференции SIGCHI по Человеческому фактору в вычислительных системах. CHI - предел - CHI '99 . стр. 386–393. дои : 10.1145/302979.303114 . ISBN  978-0-201-48559-2 . S2CID   52817952 .
  16. ^ Исии, Х.; Андеркоффлер, Дж.; Чак, Д.; Пайпер, Б.; Бен-Джозеф, Э.; Юнг, Л.; Кандзи, З. (2002). «Инструменты расширенного городского планирования: наложение чертежей, физических моделей и цифрового моделирования». Слушания. Международный симпозиум по смешанной и дополненной реальности . стр. 203–211. CiteSeerX   10.1.1.19.4960 . дои : 10.1109/ISMAR.2002.1115090 . ISBN  978-0-7695-1781-0 . S2CID   2303022 .
  17. ^ Пайпер, Бен; Ратти, Карло; Исии, Хироши (2002). «Светящаяся глина». Материалы конференции SIGCHI «Человеческий фактор в вычислительных системах Меняем наш мир, меняемся сами — CHI '02» . п. 355. дои : 10.1145/503376.503439 . ISBN  978-1-58113-453-7 . S2CID   7146503 .
  18. ^ Исии, Хироши (июнь 2008 г.). «Осязаемый пользовательский интерфейс и его эволюция». Коммуникации АКМ . 51 (6): 32–36. дои : 10.1145/1349026.1349034 . S2CID   29416502 .
  19. ^ Хофер, Рамон; Каплан, Патрик; Кунц, Андреас (2008). «Могучий след ». Материалы двадцать шестой ежегодной конференции CHI «Человеческий фактор в вычислительных системах — CHI '08» . п. 215. дои : 10.1145/1357054.1357091 . hdl : 20.500.11850/9226 . ISBN  978-1-60558-011-1 . S2CID   12977345 .
  20. ^ Алекса, Марк (5 августа 2007 г.). «Осязаемый пользовательский интерфейс для поддержки образования в области стихийных бедствий» . Плакаты ACM SIGGRAPH 2007 . Сигграф '07. стр. 144–е. дои : 10.1145/1280720.1280877 . ISBN  9781450318280 . S2CID   1851821 .
  21. ^ Жорда, Сержи; Гейгер, Гюнтер; Алонсо, Маркос; Кальтенбруннер, Мартин (2007). «Реакционная таблица ». Материалы 1-й международной конференции по материальному и встроенному взаимодействию - TEI '07 . п. 139. CiteSeerX   10.1.1.81.1645 . дои : 10.1145/1226969.1226998 . ISBN  978-1-59593-619-6 . S2CID   17384158 .
  22. ^ Уолл, Джош (2009). «Демо I Microsoft Surface и платформа единого представления». 2009 Международный симпозиум по совместным технологиям и системам . стр. xxxi – xxxii. дои : 10.1109/CTS.2009.5067436 . ISBN  978-1-4244-4584-4 .
  23. ^ Хауэрт, Сибилла; Райхмут, Дэниел; Бём, Волкер (2007). «Мгновенный город». Материалы 7-й международной конференции «Новые интерфейсы для музыкальной выразительности» — NIME '07 . п. 422. дои : 10.1145/1279740.1279846 . S2CID   22458111 .
  24. ^ Jump up to: а б с Кальтенбруннер, Мартин; Бенчина, Росс (2007). «РеакТИВижн». Материалы 1-й международной конференции по материальному и встроенному взаимодействию - TEI '07 . п. 69. дои : 10.1145/1226969.1226983 . ISBN  978-1-59593-619-6 . S2CID   459304 .
  25. ^ «Выставка пользователей Sourceforge TUIO» .
  26. ^ Материальное планирование производства, дипломная работа, Дэниел Гузе, http://www.danielguse.de/tangibletable.php. Архивировано 9 июля 2010 г. в Wayback Machine.
  27. ^ «Интерактивный стол с reacTIVision: ImpulsBauhaus» .
  28. ^ Скульмовский, Александр; Прадель, Саймон; Кюнерт, Том; Бруннетт, Гвидо; Рей, Гюнтер Даниэль (январь 2016 г.). «Воплощенное обучение с использованием осязаемого пользовательского интерфейса: влияние тактильного восприятия и выборочного указания на задачу пространственного обучения». Компьютеры и образование . 92–93: 64–75. дои : 10.1016/j.compedu.2015.10.011 . S2CID   10493691 .
  29. ^ Фидальго Ф., Силва П., Реалиньо В.: «Повсеместные вычисления и организации», стр. 201. Текущие достижения в технологическом образовании, 2006 г.
  30. ^ Мичитака Хиросе (2001). Взаимодействие человека и компьютера: INTERACT '01: Международная конференция IFIP TC.13 по взаимодействию человека и компьютера, 9-13 июля 2001 г., Токио, Япония . ИОС Пресс. стр. 337–. ISBN  978-1-58603-188-6 .
  31. ^ Хамид Агаджан; Хуан Карлос Аугусто; Рамон Лопес-Косар Дельгадо (25 сентября 2009 г.). Человеко-ориентированные интерфейсы для окружающего интеллекта . Академическая пресса. стр. 15–. ISBN  978-0-08-087850-8 .
  32. ^ Говард Рейнгольд (21 марта 2007 г.). Умная толпа: следующая социальная революция . Основные книги. стр. 104–. ISBN  978-0-465-00439-3 .
  33. ^ Пол Дуриш (2004). Где действие: основы воплощенного взаимодействия . МТИ Пресс. стр. 45–. ISBN  978-0-262-54178-7 .
  34. ^ Мэри Бет Россон; Джон Миллар Кэрролл (2002). Юзабилити-инжиниринг: разработка сценариев взаимодействия человека и компьютера . Морган Кауфманн. стр. 316–. ISBN  978-1-55860-712-5 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tangible_user_interface&oldid=1233474621"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 14f3f3faf22bd68a527f21e6a1beb87c__1720501020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/14/7c/14f3f3faf22bd68a527f21e6a1beb87c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Tangible user interface - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)