Поверхностные вычисления

Поверхностные вычисления — это использование специализированного компьютерного графического интерфейса , в котором традиционные элементы графического интерфейса заменяются интуитивно понятными повседневными объектами. Вместо клавиатуры и мыши пользователь взаимодействует с поверхностью. Обычно поверхность представляет собой сенсорный экран , хотя реализуются и другие типы поверхностей, например, неплоские трехмерные объекты. Было сказано, что это более точно повторяет знакомый практический опыт повседневных манипуляций с объектами. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Ранние работы в этой области проводились в Университете Торонто , Alias Research и Массачусетском технологическом институте. ^{[ 3 ]} Работа над поверхностью включала в себя индивидуальные решения от таких поставщиков, как LM3LABS или GestureTek, Applied Minds для Northrop Grumman . ^{[ 4 ]} Платформы основных производителей компьютеров находятся на разных стадиях выпуска: iTable от PQLabs, ^{[ 5 ]} Линукс МПХ , ^{[ 6 ]} интерактивная панель Ideum ( MT-50 от spinTOUCH и Microsoft PixelSense ранее известная как Microsoft Surface).

Типы поверхностей

Поверхностные вычисления используют две широкие категории типов поверхностей: плоские и неплоские. Различие проводится не только по физическим размерам поверхностей, но и по способам взаимодействия.

Плоский

Типы плоских поверхностей относятся к двумерным поверхностям, таким как столешницы. Это наиболее распространенная форма поверхностных вычислений в коммерческом пространстве, о чем свидетельствуют такие продукты, как PixelSense и iTable от Microsoft. В вышеупомянутых коммерческих продуктах в качестве дисплея используется мультисенсорный ЖК-экран, но в других реализациях используются проекторы. Одной из причин привлекательности двумерных поверхностных вычислений является простота и надежность взаимодействия. С появлением планшетных компьютеров был разработан набор интуитивно понятных жестовых взаимодействий, дополняющих двумерные поверхности. Однако двумерная плоскость ограничивает диапазон взаимодействий, которые может выполнять пользователь. Более того, взаимодействия обнаруживаются только при прямом контакте с поверхностью. Чтобы предоставить пользователю более широкий диапазон взаимодействия, было проведено исследование по расширению схем взаимодействия для двумерных поверхностей. Это исследование предполагает использование пространства над экраном в качестве еще одного измерения взаимодействия, поэтому, например, высота рук пользователя над поверхностью становится значимым различием для взаимодействия. Эту конкретную систему можно квалифицировать как гибрид, который использует для взаимодействия плоскую поверхность, но трехмерное пространство. ^{[ 7 ]}

Неплоский

Хотя большая часть работы по поверхностным вычислениям выполнялась с плоскими поверхностями, исследователи заинтересовались неплоскими поверхностями. Конечная цель самих поверхностных вычислений связана с идеей повсеместных вычислений , «когда повседневные поверхности в нашей среде становятся интерактивными». ^{[ 8 ]} Эти повседневные поверхности часто не плоские, поэтому исследователи начали изучать изогнутые и трехмерные формы. Некоторые из них включают сферические, цилиндрические и параболические поверхности. Включение третьего измерения в наземные вычисления представляет как преимущества, так и проблемы. Одним из этих преимуществ является дополнительное измерение взаимодействия. В отличие от плоских поверхностей, трехмерные поверхности создают ощущение глубины и поэтому классифицируются как поверхности, «чувствующие глубину». Это позволяет использовать более разнообразные жестовые взаимодействия. Однако одной из главных проблем является разработка интуитивно понятных жестовых действий для облегчения взаимодействия с этими неплоскими поверхностями. Кроме того, трехмерные формы, такие как сферы и цилиндры, требуют просмотра со всех сторон, что также известно как всенаправленные дисплеи. Создание привлекательных изображений со всех сторон — сложная задача, как и разработка приложений, которые подходят для этих типов дисплеев. ^{[ 8 ]}

Технологические компоненты

Отображать

Дисплеи для наземных вычислений могут варьироваться от ЖК-экранов и проекционных экранов до поверхностей физических объектов. В качестве альтернативы можно использовать гарнитуру дополненной реальности для отображения изображений на объектах реального мира. Дисплеи можно разделить на дисплеи с одной точкой обзора и дисплеи с несколькими точками обзора. К одиночным точкам обзора относится любой плоский экран или поверхность, на которой просмотр обычно осуществляется под одним углом. Дисплей с несколькими точками обзора будет включать в себя любую поверхность трехмерного объекта, например сферу или цилиндр, которая позволяет просматривать под любым углом. ^{[ 7 ]}

Проекторы

Если используется проекционный экран или поверхность физического объекта, необходим проектор для наложения изображения на дисплей. Используется широкий спектр проекторов, включая DLP, LCD и LED. Также используются методы фронтальной и обратной проекции. Преимущество проектора в том, что он может проецировать изображение на любую произвольную поверхность. Однако в конечном итоге пользователь будет отбрасывать тени на сам дисплей, что затруднит определение высокой детализации.

Инфракрасные камеры

Инфракрасные или термографические камеры используются для облегчения обнаружения жестов. В отличие от цифровых камер, инфракрасные камеры работают независимо от света, полагаясь вместо этого на тепловую сигнатуру объекта. Это выгодно, поскольку позволяет распознавать жесты при любых условиях освещения. Однако камеры могут быть перекрыты другими объектами, что может привести к потере отслеживания жестов. Инфракрасные камеры наиболее распространены в трехмерных реализациях.

Методы взаимодействия

В поверхностных вычислениях существуют различные методы взаимодействия. Самый распространенный метод — сенсорный, он включает в себя взаимодействие с одним и несколькими касаниями . Существуют и другие взаимодействия, такие как трехмерное взаимодействие от руки , которое могут воспринимать камеры с функцией определения глубины.

• Двумерные . Обычно традиционные типы поверхностей являются двумерными и требуют только двухмерного сенсорного взаимодействия. мультисенсорные жесты, например масштабирование пальцами В зависимости от системы поддерживаются . Эти жесты позволяют пользователю манипулировать тем, что он видит на поверхности, физически прикасаясь к нему и перемещая пальцы по поверхности. На достаточно больших поверхностях мультитач-жесты могут распространяться на обе руки или даже на несколько пар рук в многопользовательских приложениях.

• Трехмерное изображение. Используя камеры с функцией определения глубины, можно делать трехмерные жесты. Такие жесты позволяют пользователю перемещаться в трехмерном пространстве без необходимости соприкасаться с самой поверхностью, как, например, методы, используемые в восприятии глубины . ^{[ 8 ]} DepthTouch использует камеру, чувствительную к глубине, проектор, настольный компьютер и вертикальный экран, с которым пользователь может взаимодействовать. Вместо физического прикосновения к экрану пользователь может манипулировать отображаемыми на нем объектами, делая жесты от руки в воздухе. Затем камера с функцией определения глубины может обнаруживать жесты пользователя, а компьютер обрабатывает их, чтобы показать, что пользователь делает на дисплее.

Приложения

Поверхностные вычисления используются как в исследованиях, так и в коммерческих целях. Он более широко известен в коммерческом плане благодаря таким продуктам, как iPad . HP Sprout Хотя планшеты, такие как iPad, являются одними из наиболее распространенных типов поверхностных вычислений, существуют и другие реализации, такие как компьютер . В исследованиях поверхностные вычисления использовались для разработки жестов для настольных реализаций. ^{[ 9 ]} Кроме того, было проведено исследование других типов поверхностей, чтобы помочь применить поверхностные вычисления ко многим другим типам поверхностей, таким как изогнутые и сферические поверхности.

См. также

Примечания

^ «Что такое Microsoft Surface? — Что такое компьютер Microsoft Surface и как он работает» . что-есть-что.com . Проверено 22 сентября 2022 г.
^ Зибрег, Кристиан (7 мая 2008 г.). «Подросток создал первый мультитач-стол для OS X» . Аппаратное обеспечение Тома . Проверено 22 сентября 2022 г.
^ Бакстон, Билл (12 января 2007 г.). «Мультитач-системы, которые я знал и любил» . www.billbuxton.com . Проверено 22 сентября 2022 г.
^ Applied Minds и Northrop Grumman
^ PQLabs
^ «Мультитач-стол Linux MPX может стать альтернативой Microsoft Surface» . Гизмодо . 16 июля 2007 г. Проверено 22 сентября 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Взаимодействие в воздухе: добавление глубины интерактивным столешницам» (PDF) . 4 октября 2009 г. стр. 139–148.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Бенко, Хрвое (5 августа 2009 г.). «За пределами вычислений на плоской поверхности: проблемы, связанные с глубинными и изогнутыми интерфейсами» . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Уобброк, Джейкоб О.; Рингел Моррис, Мередит. «Пользовательские жесты для поверхностных вычислений» (PDF) .

Внешние ссылки

Аннотированная библиография ссылок на жесты, сенсорные экраны и перьевые вычисления

[1] «Что такое Microsoft Surface? — Что такое компьютер Microsoft Surface и как он работает» . что-есть-что.com . Проверено 22 сентября 2022 г.

[2] Зибрег, Кристиан (7 мая 2008 г.). «Подросток создал первый мультитач-стол для OS X» . Аппаратное обеспечение Тома . Проверено 22 сентября 2022 г.

[3] Бакстон, Билл (12 января 2007 г.). «Мультитач-системы, которые я знал и любил» . www.billbuxton.com . Проверено 22 сентября 2022 г.

[4] Applied Minds и Northrop Grumman

[5] PQLabs

[6] «Мультитач-стол Linux MPX может стать альтернативой Microsoft Surface» . Гизмодо . 16 июля 2007 г. Проверено 22 сентября 2022 г.

[:0-7] Jump up to: ^а ^б «Взаимодействие в воздухе: добавление глубины интерактивным столешницам» (PDF) . 4 октября 2009 г. стр. 139–148.

[:1-8] Jump up to: ^а ^б ^с Бенко, Хрвое (5 августа 2009 г.). «За пределами вычислений на плоской поверхности: проблемы, связанные с глубинными и изогнутыми интерфейсами» . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[9] Уобброк, Джейкоб О.; Рингел Моррис, Мередит. «Пользовательские жесты для поверхностных вычислений» (PDF) .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]