Интерфейс прямого манипулирования

В информатике , взаимодействии человека с компьютером и взаимодействия проектировании прямая манипуляция — это подход к интерфейсам, который предполагает непрерывное представление интересующих объектов вместе с быстрыми, обратимыми и постепенными действиями и обратной связью. ^[1] В отличие от других стилей взаимодействия, например командного языка , цель прямого манипулирования состоит в том, чтобы позволить пользователю манипулировать представленными ему объектами , используя действия, которые хотя бы приблизительно соответствуют манипулированию физическими объектами . Примером прямого манипулирования является изменение размера графической фигуры , например прямоугольника, путем перетаскивания его углов или краев мышкой .

Наличие реальных метафор для объектов и действий может облегчить пользователю изучение и использование интерфейса (некоторые могут сказать, что интерфейс более естественен или интуитивно понятен), а быстрая, постепенная обратная связь позволяет пользователю совершать меньше ошибок и выполнять задания. задачи за меньшее время, поскольку они могут видеть результаты действия еще до его завершения, таким образом оценивая результат и компенсируя ошибки.

Этот термин был введен Беном Шнейдерманом в 1982 году в контексте офисных приложений и метафоры рабочего стола . ^[2]^[3] Представители академических кругов и ученые-компьютерщики, исследующие будущие пользовательские интерфейсы, часто придают столько же или даже больше внимания тактильному управлению и обратной связи или звуковому управлению и обратной связи, чем визуальной обратной связи, обеспечиваемой большинством графических интерфейсов . В результате этот термин получил более широкое распространение в этих средах. ^{[ нужна ссылка ]}

В отличие от интерфейсов WIMP/GUI

Прямое манипулирование тесно связано с интерфейсами, в которых используются окна, значки, меню и указательное устройство ( WIMP GUI), поскольку они почти всегда в той или иной степени включают в себя прямое манипулирование. Однако не следует путать прямое манипулирование с другими терминами, поскольку оно не подразумевает использование окон или даже графического вывода. Например, концепции прямого манипулирования могут быть применены к интерфейсам для слепых или слабовидящих пользователей с использованием комбинации тактильных и звуковых устройств и программного обеспечения.

Часто встречаются компромиссы в степени, в которой интерфейс реализует прямое манипулирование. Например, большинство версий оконных интерфейсов позволяют пользователям перемещать окно, перетаскивая его мышью. В ранних системах перерисовка окна во время перетаскивания была невозможна из-за вычислительных ограничений. Вместо этого при перетаскивании рисовался прямоугольный контур окна. Полное содержимое окна перерисовывалось, как только пользователь отпускал кнопку мыши.

В компьютерной графике

Из-за сложности визуализации и управления различными аспектами компьютерной графики, включая создание и редактирование геометрии, анимацию, расположение объектов и камер, размещение света и другие эффекты, прямое манипулирование является важной частью компьютерной 3D-графики. Существуют стандартные виджеты прямого манипулирования , а также множество уникальных виджетов, которые разработаны либо как лучшее решение старой проблемы, либо как решение новой и/или уникальной проблемы. Виджеты пытаются позволить пользователю изменять объект в любом возможном направлении, а также предоставляют простые руководства или ограничения, позволяющие пользователю легко изменять объект в наиболее распространенных направлениях, а также пытаются быть максимально интуитивными в отношении функции виджетов. виджет, насколько это возможно. Три наиболее распространенных виджета трансформации в основном стандартизированы:

виджет перевода , который обычно состоит из трех стрелок, выровненных по ортогональным осям, центрированным на объекте, подлежащем переводу. Перетаскивание центра виджета перемещает объект непосредственно под указателем мыши в плоскость, параллельную плоскости камеры, а перетаскивание любой из трех стрелок перемещает объект вдоль соответствующей оси. Оси могут быть выровнены с осями мирового пространства, осями объектного пространства или каким-либо другим пространством.
виджет вращения , который обычно состоит из трех кругов, выровненных по трем ортогональным осям, и одного круга, выровненного по плоскости камеры. Перетаскивание любого из кругов вращает объект вокруг соответствующей оси, а перетаскивание в другое место позволяет свободно вращать объект (виртуальное вращение трекбола).
виджет масштаба , который обычно состоит из трех коротких линий, выровненных по ортогональным осям, заканчивающихся прямоугольниками, и одного прямоугольника в центре виджета. Перетаскивание любого из трех полей, выровненных по осям, приводит к неоднородному масштабу только по этой оси, а перетаскивание центрального поля приводит к равномерному масштабу по всем трем осям одновременно.

В зависимости от конкретного стандартного использования объекта могут использоваться различные виды виджетов. Например, свет в компьютерной графике, как и любой другой объект, также определяется трансформацией (переносом и вращением), но иногда он позиционируется и направляется просто с помощью положений его конечной точки. Это связано с тем, что может быть более интуитивно понятным определить местоположение источника света, а затем определить цель света, вместо того, чтобы вращать его вокруг осей координат, чтобы направить его в известное положение.

Другие виджеты могут быть уникальными для конкретного инструмента, например элементы управления краями для изменения конуса прожектора, точки и маркеры для определения положения и вектора касательной для контрольной точки сплайна, круги переменного размера для определения ширины фильтра размытия или кисть. размер, мишени IK для рук и ног или цветовые круги и образцы для быстрого выбора цвета. Сложные виджеты могут даже включать в себя некоторые элементы научной визуализации для эффективного представления соответствующих данных (например, векторные поля для эффектов частиц или изображения в искусственных цветах для отображения карт вершин).

Прямое манипулирование, как и дизайн пользовательского интерфейса в целом для задач трехмерной компьютерной графики, по-прежнему остается активной областью изобретений и инноваций. Процесс создания компьютерных изображений не считается интуитивным или простым по сравнению с тем, что хочет сделать пользователь, особенно для сложных и менее распространенных задач. Например, широко используется пользовательский интерфейс для обработки текста. Его легко освоить новым пользователям, и его достаточно для большинства целей обработки текста, поэтому это в основном решенный и стандартизированный пользовательский интерфейс. Однако пользовательские интерфейсы для компьютерной 3D-графики обычно либо сложны в освоении и использовании, либо недостаточно мощны для сложных задач, либо сложны в освоении и использовании, поэтому прямое манипулирование и пользовательские интерфейсы будут сильно различаться от приложения к приложению.

См. также

Ссылки

^ Квон, Бум Чул; Вагас Джавед; Никлас Эльмгвист; Джи Су И (май 2011 г.). «Прямое манипулирование через суррогатные объекты». Материалы конференции SIGCHI по человеческому фактору в вычислительных системах (PDF) . стр. 627–636. CiteSeerX 10.1.1.400.340 . дои : 10.1145/1978942.1979033 . ISBN 9781450302289 . Архивировано из оригинала (PDF) 1 февраля 2014 г. Проверено 9 июня 2013 г.
^ Шнейдерман, Бен (1982). «Будущее интерактивных систем и возникновение прямого манипулирования». Поведение и информационные технологии . 1 (3): 237–256. дои : 10.1080/01449298208914450 .
^ Шнейдерман, Бен (август 1983 г.). «Прямое манипулирование. Шаг за пределы языков программирования» . IEEE-компьютер . 1 (8): 57–69. Архивировано из оригинала 8 февраля 2012 года . Проверено 28 декабря 2010 г.

Фрелих, Дэвид М. (1993). «История и будущее прямого манипулирования». Поведение и информационные технологии . 12 (6): 315–329. дои : 10.1080/01449299308924396 .
Шнейдерман, Бен. Проектирование пользовательского интерфейса: стратегии эффективного взаимодействия человека с компьютером. (1987)
Хатчинс, Эдвин Л. Джеймс Д. Холлан и Дональд Норман. Интерфейсы прямого манипулирования . (1985)
Шнейдерман, Бен. «Прямое манипулирование: шаг за пределы языков программирования», IEEE Computer 16 (8) (август 1983 г.), 57–69.

[1] Квон, Бум Чул; Вагас Джавед; Никлас Эльмгвист; Джи Су И (май 2011 г.). «Прямое манипулирование через суррогатные объекты». Материалы конференции SIGCHI по человеческому фактору в вычислительных системах (PDF) . стр. 627–636. CiteSeerX 10.1.1.400.340 . дои : 10.1145/1978942.1979033 . ISBN 9781450302289 . Архивировано из оригинала (PDF) 1 февраля 2014 г. Проверено 9 июня 2013 г.

[2] Шнейдерман, Бен (1982). «Будущее интерактивных систем и возникновение прямого манипулирования». Поведение и информационные технологии . 1 (3): 237–256. дои : 10.1080/01449298208914450 .

[3] Шнейдерман, Бен (август 1983 г.). «Прямое манипулирование. Шаг за пределы языков программирования» . IEEE-компьютер . 1 (8): 57–69. Архивировано из оригинала 8 февраля 2012 года . Проверено 28 декабря 2010 г.

[1]

[2]

[3]