Transcript Download()
ΕΠΛ 435: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή
Υπολογιστής Συσκευές ΑΑΥ
Υλικό βασισμένο στις διαφάνειες του Παναγιώτη Ζαχαριά
Γιατί να μελετήσουμε τις συσκευές αλληλεπίδρασης;
to understand human–
computer
interaction … need to understand computers!
what goes in and out devices, paper, sensors, etc.
what can it do?
memory, processing, networks 19/09/2014
?
Το υλικό σε ένα “τυπικό” Διαδραστικό Σύστημα
Υπολογιστής (Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας) Πληκτρολόγιο Ποντίκι Οθόνη window 1 window 2 12-37pm 19/09/2014
Πόσοι υπολογιστές …
Στο σπίτι?
PC TV, VCR, DVD, HiFi, cable/satellite TV microwave, cooker, washing machine central heating security system … 19/09/2014 Στην τσέπη σου?
PDA phone, camera smart card, card with magnetic strip?
electronic car key USB memory …
19/09/2014
Εμπλουτισμένη Διαδραστικότητα (εποχή Ubiquitous Computing)
sensors and devices everywhere
Συσκευές εισόδου
• • • Εισαγωγής κειμένου ▫ ▫ ▫ Πληκτρολόγια Τηλεφωνικά πληκτρολόγια Ειδικά πληκτρολόγια Παράδειγμα: πληκτρολόγιο για παιδιά σχολικής ηλικίας Δεικτικές / Επιλογής ▫ ▫ ▫ Ποντίκια Joystick Οθόνες αφής (touchscreens) Αναγνώριση κειμένου, χειρογράφου, φωνής ▫ ▫ Σαρωτές + λογισμικό OCR Μικρόφωνο + Κάρτα Ήχου + λογισμικό αναγνώρισης φωνής 19/09/2014
Συσκευές Εισαγωγής Κειμένου
keyboards (QWERT Y et al.) chord keyboards, phone pads
Πληκτρολόγιο
• • • Ο πιο κοινός τρόπος εισαγωγής κειμένου Επιτρέπει την γρήγορη εισαγωγή κειμένου από έμπειρους χρήστες ▫ ▫ ▫ ▫ Βασικές μορφές QWERTY ▫ Dvorak Αλφαβητικό (ABCD) Με ειδικά πλήκτρα Χορδής Και αριθμητικό πληκτρολόγιο 19/09/2014
Διάταξη QWERTY
1870 - Christopher Latham Sholes Σχεδιάστηκε για γραφομηχανές και η τοποθέτηση των πλήκτρων έγινε με τέτοιο τρόπο ώστε να αποφεύγεται μπλοκάρισμα των μηχανικών μερών λόγω της ταχύτητας πληκτρολόγησης Συχνά χρησιμοποιούμενα πλήκτρα βρίσκονται σε απόσταση αυξάνοντας έτσι τη διαδρομή των δακτύλων Μόνο τα αλφαριθμητικά πλήκτρα βρίσκονται σε προκαθορισμένες θέσεις.
19/09/2014 1 Q A 2 W S 3 E D 4 R F 5 T G 6 Y H 7 U J 8 I K 9 O L 0 P Z X C V B N M , .
SPACE
Dvorak
• • • • • • 1920 Σχεδιάστηκε για να ελαχιστοποιήσει την κίνηση των δακτύλων κατά την δακτυλογράφηση συγκεντρώνοντας τα συχνά χρησιμοποιούμενα γράμματα στο μέσο του πληκτρολογίου Βελτιστοποίηση για δεξιόχειρες Συχνά χρησιμοποιούμενοι συνδυασμοί γραμμάτων εμπλέκουν και τα δύο χέρια για μεγαλύτερη ταχύτητα Αύξηση της ταχύτητας δακτυλογράφησης 10% -15% (σε σχέση με τη διάταξη QWERT Y) Παρότι αποδείχθηκε ότι η εξοικείωση με το πληκτρολόγιο Dvorak δεν απαιτεί περισσότερο από μια εβδομάδα οι χρήστες λόγω της ευρείας διάδοσης του QWERT Y αρνούνται να επενδύσουν το χρόνο αυτό για την εκμάθηση του 19/09/2014
19/09/2014
Πληκτρολόγιο Αλφαβητικό (ABCD)
• • • Διάταξη πλήκτρων με αλφαβητική σειρά ▫ Στόχος: Η ταχύτερη δακτυλογράφηση από νέους χρήστες Αλλά: ▫ Πιο αργή δακτυλογράφηση από έμπειρους χρήστες σε σχέση με το QWERT Y ▫ Ίδια ταχύτητα πληκτρολόγησης για νέους χρήστες Πάντως σε σχετική έρευνα που πραγματοποιήθηκε σε μαθητές δημοτικού αποδείχθηκε ότι το μνημονικό φορτίο που απαιτείται στην δακτυλογράφηση με αλφαβητικό πληκτρολόγιο ήταν μικρότερο από το αντίστοιχο στο κλασσικό QWERT Y πληκτρολόγιο 19/09/2014
Ειδικά πληκτρολόγια (special keyboards)
Σχεδιάζονται για να μειώσουν την κούραση Για να χρησιμοποιούνται με το ένα χέρι Π.χ. Πληκτρολόγια χορδής 19/09/2014
Πληκτρολόγια Χορδής (Chord Keyboards)
• • • • Μόνο λίγα πλήκτρα (4-6) Οι χαρακτήρες παράγονται με συνδυασμό πλήκτρων (όπως οι νότες στα έγχορδα όργανα) Πλεονεκτήματα ▫ Μικρό μέγεθος κατάλληλο φορητές εφαρμογές ▫ ▫ Μεγάλη ταχύτητα πληκτρολόγησης (εφαρμογή στη τήρηση δικαστικών πρακτικών) Χρήση με το ένα μόνο χέρι (κατάλληλο για άτομα με αναπηρία στα άνω άκρα) Μειονεκτήματα: ▫ Μακροχρόνια εκπαίδευση για εκμάθηση 19/09/2014
Τηλεφωνικά Πληκτρολόγια ( Phone Pad and T9 entry)
Αριθμητικά πλήκτρα με επαναληπτική πίεση των πλήκτρων: 2 – a b c 3 - d e f 4 - g h i 5 - j k l 6 - m n o 7 - p q r s 8 - t u v 9 - w x y z Αρκετά γρήγορο!
Προβλεπτική πληκτρολόγηση Πληκτρολόγηση κατά τα συνηθισμένα Χρήση λεξικού (T9) για «πρόβλεψη» της λέξης μετά από τους πρώτους χαρακτήρες 19/09/2014
Αριθμητικό πληκτρολόγιο (Numeric keypad)
Για γρήγορη εισαγωγή αριθμών: calculator, PC keyboard Για τηλέφωνα
1 4 7 2 5 8 3 6 9 0 # *
telephone 19/09/2014
7 4 1 0 2 .
8 5
calculator
9 6 3 =
Πληκτρολόγια: Εργονομικά θέματα
• • Διάταξη του πληκτρολογίου • • Αντισυμβατική (σε σχέση με τις διαδεδομένες μορφές) τοποθέτηση ορισμένων βασικών (μη αλφαριθμητικών) πλήκτρων: ▫ ▫ Το πληκτρολόγιο που χρησιμοποιείται από τα PC της IBM επικρίθηκε σφοδρά για την τοποθέτηση του πλήκτρου backslash (\) εκεί οι περισσότεροι αναμένουν το πλήκτρο SHIFT ▫ την τοποθέτηση πολλών ειδικών χαρακτήρων κοντά στο πλήκτρο ENTER Π.χ. Delete, Backspace Τοποθέτηση καρπών και χεριών 19/09/2014
Δεικτικές συσκευές
mouse, touchpad trackballs, joysticks
Δεικτικές συσκευές / συσκευές επιλογής
▫ ▫ ▫ Επιλογή Επιλογή από ένα σύνολο τιμών (menu, αρχεία σε κατάλογο, τμήματα μιας εφαρμογής, επιλογή σε εργαλεία CAD κλπ.) Οριοθέτηση Ο χρήστης επιλέγει μια θέση στο μονοδιάστατο, δισδιάστατο ή τρισδιάστατο χώρο (π.χ. δημιουργία ενός γραφικού αντικειμένου, τοποθέτηση ενός παραθύρου σε ένα σημείο) Ορισμός κατεύθυνσης Επιλογή κατεύθυνσης κίνησης, περιστροφή κλπ.
▫ ▫ Καθορισμός μονοπατιού Διαδοχή ενεργειών οριοθέτησης και ορισμού κατεύθυνσης με μεγάλη ταχύτητα (π.χ. δημιουργία γραμμών, καθορισμός διαδρομής σε χάρτη κλπ.) Καθορισμός τιμών Μονοδιάστατη κίνηση (scrolling), διαδικασίες αύξησης / μείωσης τιμών με προκαθορισμένο βήμα ▫ Επεξεργασία κειμένου 19/09/2014 Τοποθέτηση σε τμήμα κειμένου για προσθήκη, διαγραφή ή τροποποίηση χαρακτήρων
Δεικτικές συσκευές (ΙΙ)
• • Άμεσου Χειρισμού ▫ ▫ Οθόνες Αφής (touch screens) Φωτογραφίδες (light pen) ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ Έμμεσου Χειρισμού Ποντίκι Ιχνοσφαίρα (trackball) Χειριστήριο (joystick) Πίνακας ψηφιοποίησης (digitizing tablet) touchpad Πλήκτρα κίνησης δρομέα (cursor keys) 19/09/2014
Σύγκριση δεικτικών συσκευών
Εργονομία Ταχύτητα κίνησης για μικρές και μεγάλες αποστάσεις • Ακρίβεια οριοθέτησης Συχνότητα σφαλμάτων Χρόνος εκμάθησης Ικανοποίηση χρήστη ▫ ▫ ▫ ▫ Άλλες παράμετροι ▫ Κόστος Διάρκεια ζωής Όγκος, βάρος Αριστερόχειρη ή δεξιόχειρη χρήση Πιθανότητα πρόκλησης μυϊκών προβλημάτων ▫ Συμβατότητα με άλλα συστήματα 19/09/2014
Σύγκριση δεικτικών συσκευών (ΙΙ)
•
Μερικά Αποτελέσματα
▫ Οι συσκευές άμεσου χειρισμού είναι ταχύτερες αλλά λιγότερο ακριβείς ▫ ▫ ▫ Οι πίνακες ψηφιοποίησης είναι ελκυστικοί όταν ο χρήστης χρειάζεται να παραμείνει χωρίς πληκτρολόγιο για μεγάλα διαστήματα Το ποντίκι είναι ταχύτερο από το χειριστήριο Για εργασίες που περιλαμβάνουν συνδυασμό δακτυλογράφησης και χρήσης δεικτικών συσκευών οι χρήστες προτιμούν τα πλήκτρα κίνησης δρομέα από το ποντίκι ▫ Η μυϊκή κούραση είναι χαμηλή για τα πλήκτρα κίνησης δρομέα 19/09/2014
Ο νόμος του Fitt
Η απόδοση μιας δεικτικής συσκευής, δηλαδή ο χρόνος Τ που απαιτείται για να εστιάσει ένας χρήστης έναν δεδομένο στόχο πλάτους W, που βρίσκεται σε απόσταση D από την τρέχουσα θέση του δρομέα.
Ο εμπειρικός νόμος του Fitt υπολογίζει τον χρόνο αυτό σε δευτερόλεπτα:
Τ = C 1 + C 2 log 2 (2D/W)
D W
Εικόνα 3.13 Νόμος τουFitt
19/09/2014
Άσκηση
Έστω δεικτική συσκευή με σταθερές του νόμου του Fitt:
C 1 = 0,2 , C 2 = 0,1.
Να βρεθεί ο χρόνος που απαιτείται για εστίαση του δρομέα σε στόχο διαμέτρου 2 cm, που βρίσκεται σε απόσταση 10 cm από την τρέχουσα θέση του δρομέα.
Τ = C 1 + C 2 log 2 (2D/W)
D W
Εικόνα 3.13 Νόμος τουFitt
19/09/2014
Eyegaze 19/09/2014 Cursor keys
Άλλες Συσκευές
Touchpad Discrete positioning controls
Αναγνώριση κειμένου, ομιλίας
Handwriting & Speech recognition
Σαρωτής (Scanner)
Μετατρέπει τα περιεχόμενα από χαρτί σε εικόνα Τυπικές αναλύσεις 600–2400 dpi Ευρεία Χρήση
Π.χ. Αποθήκευση εγγράφων σε ηλ. Μορφή
19/09/2014
Αυτόματη Αναγνώριση
Αναγνώριση κειμένου OCR Αναγνώριση χειρογράφου Paper –based interaction Χαρακτήρων, κίνησης, πίεσης γραφής, κλπ 19/09/2014
Πολυμέσα : ήχος
Τεχνολογία αναγνώρισης ομιλίας Μηχανή που κατανοεί ανθρώπινη ομιλία : φυσική αλληλεπίδραση, διευκολύνει την επικοινωνία ατόμων με ειδικές ανάγκες (μυϊκές αναπηρίες, μειωμένη όραση) με τον υπολογιστή. Δυσκολίες λόγω της πολυπλοκότητας της ανθρώπινης ομιλίας (μεταφορικός λόγος, επαναλαμβανόμενα νοήματα, μη δομημένος λόγος, δυσκολία αποτύπωσης παρα -λεκτικής πληροφορίας, ιδιαιτερότητας στη χροιά της φωνής διαφορετικών ομιλούντων υποκειμένων κλπ) • συστήματα αναγνώρισης διακριτών λέξεων και συστήματα αναγνώρισης συνεχούς λόγου. • συστήματα που εξαρτώνται από τον ομιλητή ή ανεξάρτητα ομιλητή.
19/09/2014
Have speech interfaces come of age?
19/09/2014
Συσκευές Εξόδου
bitmap screens (CRT & LCD) large & situated displays digital paper, printers
Συσκευές Εξόδου
Μονάδες Απεικόνισης Εικόνων και Βίντεο Οθόνες καθοδικού σωλήνα (CRT) Οθόνες Υγρών Κρυστάλλων (LCD) Οθόνες Πλάσματος (Plasma) Μονάδες Απεικόνισης Χαρακτήρων Δίοδοι εκπομπής φωτός (Light Emitting Diodes –LED) Εκτυπωτές Ακίδων (dot-matrix) Ψεκασμού (inkjet) Θερμικοί (thermal) ή συσκευές fax Laser printers Φωτογραφικοί (photographic) 19/09/2014
Κρίσιμα χαρακτηριστικά στις οθόνες
Μέγεθος Συχνότητα ανανέωσης (Refresh rate) Δυνατότητα απεικόνισης κίνησης Ανάλυση (Resolution) Επιπεδότητα (flatness) Ανάκλαση προσπίπτοντος φωτός Αντίθεση χαρακτήρων και φόντου ( Contrast between characters and background) Φωτεινότητα (Brightness) Τρεμόπαιγμα (Flicker) Οξύτητα ακμών και γραμμών (sharpness) Σχηματισμός χαρακτήρων (character formation) Ανοχή στις δονήσεις (Tolerance for vibration) 19/09/2014
Αναγνωσιμότητα κειμένου σε οθόνες
Η συνήθης ταχύτητα ανάγνωσης από έντυπο υλικό είναι 200-300 λέξεις ανά λεπτό.
Σύμφωνα με διάφορες έρευνες η ανάγνωση δεν προκύπτει από ομαλή κίνηση των οφθαλμών κατά μήκους του κειμένου, αλλά αντιθέτως παρατηρούνται φαινόμενα παλινδρόμησης, διαδοχικές εστιάσεις και επιταχύνσεις επί του κειμένου από τον αναγνώστη.
Από μελέτες του φαινομένου έχει προκύψει ότι η αναγνωσιμότητα κειμένου (ταχύτητα ανάγνωσης και αριθμός σφαλμάτων ανάγνωσης) από την οθόνη είναι κατά 30% μειωμένη έναντι ανάγνωσης του ιδίου κειμένου από έντυπο.
19/09/2014
Αιτίες χαμηλής αναγνωσιμότητας
Η μειωμένη ποσότητα κειμένου στην οθόνη έναντι του εντύπου η γωνία ανάγνωσης περιορίζεται από τη σχετική θέση οθόνης-αναγνώστη η μειωμένη συγκέντρωση των χρηστών λόγω του νέου μέσου ο αριθμός χαρακτήρων και λέξεων ανά γραμμή το χρώμα και η χρωματική αντίθεση τα διαστήματα μεταξύ χαρακτήρων και γραμμών το μήκος γραμμών η γραμματοσειρά.
19/09/2014
Οδηγίες αναγνωσιμότητας
3.
4.
5.
6.
7.
1.
2.
Λέξεις με κεφαλαία γράμματα είναι κατά 20% πιο δυσανάγνωστες από τις ίδιες λέξεις με μικρά Κανονικές γραμματοσειρές (χωρίς έντονους ή πλάγιους χαρακτήρες) με έμφαση στις προεξοχές των χαρακτήρων. (
serif καλύτερο από
sans serif
) Η χρήση κενού χώρου σε μια σελίδα κειμένου είναι θετικός παράγων.
Η απόσταση μεταξύ των χαρακτήρων πρέπει να είναι περίπου 10% της απόστασης μεταξύ των λέξεων. Η απόσταση μεταξύ γραμμών τουλάχιστον 50% του ύψους των γραμμάτων που χρησιμοποιούνται.
8-15 λέξεις ανά γραμμή είναι ο βέλτιστος αριθμός για καλή αναγνωσιμότητα. Το κείμενο θα πρέπει να χωρίζεται σε παραγράφους μεγέθους 3-5 γραμμών.
19/09/2014
Ενσωματωμένες οθόνες (situated displays)
Σε δημόσιους χώρους Μικρές η μεγάλες large or small Για μικρή ομάδα η πολλούς ανθρώπους Για παρουσίαση μόνο Για πληροφόρηση σχετικά με την τοποθεσία Ή για αλληλεπίδραση Χρησιμοποίηση οθόνης επαφής Σε όλες τις περιπτώσεις, η τοποθεσία είναι σημαντική Η σημασία της πληροφορίας και της αλληλεπίδρασης σχετίζεται με την τοποθεσία 19/09/2014
Hermes a situated display
small displays beside office doors handwritten notes left using stylus office owner reads notes using web interface beside office doors handwritten notes left using stylus office owner reads notes using web interface 19/09/2014
Ηλεκτρ. Χαρτί (Digital paper)
Τι είναι; Λεπτό εύκαμπτο φύλλο Ανανεώνεται ηλεκτρονικά 19/09/2014
Τεχνολογία ηχητικής εξόδου
Παραγωγή ηχητικής εξόδου Σύνθεση ομιλίας Φυσικοί ήχοι Μουσικοί ήχοι Συνθετικοί ήχοι με κατάλληλη σημασιολογία 19/09/2014
Σύνθεση ομιλίας
Διασύνδεση προ-ηχογραφημένων αποσπασμάτων ανθρώπινης ομιλίας (concatenated speech)
προτάσεις, λέξεις ή στοιχειώδεις συλλαβές. . Τα αποσπάσματα αυτά μπορεί να αφορούν είτε ολόκληρες Π.χ. Πληροφορίες Καταλόγου
Σύνθεση ομιλίας από στοιχειώδη φωνήματα
φωνητικούς κανόνες με βάση Τα φωνήματα είναι οι διακριτοί ήχοι που χρησιμοποιούνται σε μια γλώσσα, δεν αντιστοιχούν δε απαραίτητα στα γράμματα της γλώσσας. Για παράδειγμα το φώνημα i μπορεί να παραχθεί από διαφορετικούς συνδυασμούς γραμμάτων και διφθόγγων, ενώ το γράμμα ψ αντιστοιχεί σε δύο φωνήματα
19/09/2014
Εφαρμογές ηχητικής εξόδου
ηχοποίηση συμβάντων σε γραφικό περιβάλλον αλληλεπίδρασης ο χρήστης αδυνατεί να παρακολουθήσει την οθόνη αφού είναι απασχολημένος σε άλλη δραστηριότητα (οδηγοί, πιλότοι, χειρουργοί κλπ.) περιπτώσεις συνεχούς παρακολούθησης διεργασιών, όπου ήχοι χρησιμοποιούνται για επισήμανση εξαιρετικών συμβάντων εφαρμογές για χρήστες με δυσκολίες στην όραση ηχοποίηση δεδομένων ή αλγορίθμων. 19/09/2014
Εικονική πραγματικότητα
virtual reality and 3D interaction
Εικονική πραγματικότητα
Αναγκαίο όταν η πραγματικότητα είναι απροσπέλαστη (π.χ. εχθρική χώρα, μακρινός πλανήτης, περιβάλλον υψηλής ραδιενέργειας), ή επικίνδυνη για πειραματισμό και εκπαίδευση (προσομοιωτές πτήσης), ή είναι διαφορετικών διαστάσεων για τις ανθρώπινες εμπειρίες (ατομικός και μοριακός κόσμος, ή πλανητικό σύμπαν).
Τεχνολογίες: συστήματα ολικής εμβάπτισης του χρήστη (immersion systems) Με Head-mounted display Με ειδικά γάντια (dataglove) Με φόρμα (datasuite) που καταγράφουν τις κινήσεις του επιτραπέζια συστήματα (desktop VR systems) 19/09/2014
VR headsets
small TV screen for each eye slightly different angles 3D effect 19/09/2014
Νόσος Κίνησης Εικονικής Πραγματικότητας (VR motion sickness)
Καθυστέρηση χρόνου (time delay) Καθυστέρηση συγχρονισμού προβολής εικόνας με την κίνηση των ματιών Αντίληψη Βάθους (depth perception) Σύγκρουση γωνίας ματιών με εστίαση 19/09/2014
Προσομοιωτές και Εικονικές Σπηλιές (simulators and VR caves)
Σκηνές προβαλλόμενες σε τοίχο Ρεαλιστικό περιβάλλον Αληθινοί έλεγχοι Συμμετέχουν και άλλοι άνθρωποι Υδραυλική κίνηση 19/09/2014
Άσκηση στην Τάξη
• • • • • • Ποιες από τις παρακάτω είναι κατά τη γνώμη σας περιοχές εφαρμογών εικονικής πραγματικότητας και δώστε από ένα παράδειγμα. εκπαίδευση, τηλε-εργασία, σχεδίαση, εφαρμογές για άτομα με ειδικές ανάγκες, ιατρική, στρατιωτικές εφαρμογές.
19/09/2014
physical controls, sensors etc.
special displays sound, touch, feel, smell physical controls environmental and bio-sensing
Touch, feel, smell
touch and feeling important in games … vibration, force feedback in simulation … feel of surgical instruments called
haptic
devices texture, smell, taste current technology very limited 19/09/2014
BMW iDrive
for controlling menus feel small ‘bumps’ for each item makes it easier to select options by feel uses haptic technology from Immersion Corp.
19/09/2014
physical controls
specialist controls needed … industrial controls, consumer products, etc.
easy-clean smooth buttons multi-function control large buttons clear dials 19/09/2014 tiny buttons
Environment and bio-sensing
sensors all around us car courtesy light – small switch on door ultrasound detectors – security, washbasins RFID security tags in shops temperature, weight, location … and even our own bodies … iris scanners, body temperature, heart rate, galvanic skin response, blink rate Parking Sensor 19/09/2014
Μην ξεχάσετε
Το υλικό βασίζετε στο Κεφάλαιο 2 του βιβλίου Άσκηση: Να επιλέξετε μια συσκευή που έχετε στο σπίτι (μικρή ή μεγάλη) και να σχολιάσετε πως η σχεδίαση της βοηθά ή δυσκολεύει την αλληλεπίδραση και την επίτευξη του στόχου του χρήστη με αυτή. Η απάντηση σας θα περιλαμβάνει: Συσκευή Κατηγορία χρήστη Στόχος χρήστη Στοιχεία σχεδίασης ως προς αλληλεπίδραση (θετικά/αρνητικά) Μέχρι 500 λέξεις!!!!
Καταληκτική Ημ.: 26/09/2014 19/09/2014