Direkte Manipulationsschnittstelle (eBook)

Verbesserung der Mensch-Roboter-Interaktion durch nahtlose Steuerung

Fouad Sabry (Autor)

eBook Download: EPUB

2024 | 1. Auflage
259 Seiten
Eine Milliarde Sachkundig [German] (Verlag)
978-0-00-068813-2 (ISBN)

Infos

1: Direktmanipulationsschnittstelle: Dieses Kapitel führt in das Konzept der Direktmanipulationsschnittstellen ein und hebt ihre Bedeutung in der Robotik und Benutzerinteraktion hervor.

2: Computermaus: Erläutert die zentrale Rolle der Computermaus bei der Transformation des Designs und der Interaktionsmethoden von Benutzeroberflächen.

3: Grafische Benutzeroberfläche: Untersucht, wie grafische Benutzeroberflächen (GUIs) die Art und Weise geprägt haben, wie Benutzer mit Computern und Robotersystemen interagieren.

4: Zeigegerät: Untersucht die Entwicklung und Funktion von Zeigegeräten, die für eine nahtlose Navigation in der Robotik und in digitalen Systemen entscheidend sind.

5: 2D-Computergrafik: Behandelt die grundlegende Rolle von 2D-Grafiken bei der Erstellung ansprechender Benutzeroberflächen für Robotikanwendungen.

6: Benutzeroberfläche: Konzentriert sich auf das Design und die Funktion von Benutzeroberflächen bei der Verbesserung der Interaktion zwischen Menschen und Robotern.

7: Symbol (Computertechnik): Untersucht die Rolle von Symbolen bei der Vereinfachung komplexer Vorgänge und der Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit in Robotersystemen.

8: Drag & Drop: Befasst sich mit der Drag & Drop-Interaktionstechnik und ihren Auswirkungen auf intuitive Robotik und Schnittstellendesign.

9: WIMP (Computertechnik): Bespricht das WIMP-Modell (Fenster, Symbole, Menüs, Zeiger) und seinen historischen Einfluss auf moderne Robotik-Benutzeroberflächen.

10: Grafisches Widget: Bietet einen Überblick über grafische Widgets und ihre Anwendung beim Design benutzerfreundlicher Robotik-Schnittstellen.

11: Grafikpipeline: Konzentriert sich auf die Grafikpipeline, eine entscheidende Komponente für die Darstellung visueller Elemente in Robotiksystemen.

12: Ben Shneiderman: Untersucht Ben Shneidermans Beiträge zur Mensch-Computer-Interaktion, insbesondere bei Schnittstellen zur direkten Manipulation.

13: Cursor (Benutzeroberfläche): Analysiert die Bedeutung von Cursorn in Benutzeroberflächen und ihre Entwicklung im Kontext der Robotik.

14: Human-Computer Interaction Lab der University of Maryland: Hebt die Beiträge dieses Labors zum Bereich der Mensch-Computer-Interaktion hervor, die sich auf das Robotik-Schnittstellendesign auswirken.

15: Objekt-Aktions-Schnittstelle: Erforscht das Konzept von Objekt-Aktions-Schnittstellen, das für intuitive Roboteroperationen und Benutzerinteraktionen entscheidend ist.

16: Interaktionstechnik: Erörtert verschiedene Interaktionstechniken, die in der Robotik verwendet werden, und betont ihre Rolle bei der Optimierung der Benutzererfahrung.

17: 3D-Benutzerinteraktion: Untersucht die Entwicklung und Bedeutung der 3D-Benutzerinteraktion, insbesondere in fortgeschrittenen Robotikumgebungen.

18: Natürliche Benutzeroberfläche: Befasst sich mit dem Konzept der natürlichen Benutzeroberfläche (NUI) und betont ihre Integration in moderne Robotersysteme.

19: Abstract Window Toolkit: Erklärt das Abstract Window Toolkit (AWT) und seine Relevanz für die Erstellung plattformübergreifender Benutzeroberflächen für die Robotik.

20: Zeigegerätegeste: Erforscht, wie gestenbasierte Zeigegeräte die Mensch-Roboter-Interaktion verändern.

21: Trackball: Erörtert die Rolle von Trackballs bei der Bereitstellung präziser Steuerung innerhalb von Benutzeroberflächen, die für die Robotik entscheidend sind.

Textauszug

Kapitel 2 : Computermaus

Eine Maus ist ein tragbares Zeigegerät, das zweidimensionale Bewegungen relativ zu einer Oberfläche erkennt. Diese Bewegung wird oft in die Bewegung eines Zeigers auf einem Display übersetzt und ermöglicht so eine nahtlose Steuerung der grafischen Benutzeroberfläche eines Computers.

1968 wurde zum ersten Mal eine Maus öffentlich vorgeführt, die ein Computersystem steuert. Die Mäuse verwendeten zunächst zwei unterschiedliche Räder, um ihre Bewegung über eine Oberfläche direkt zu verfolgen: eines in der X-Dimension und eines in der Y-Dimension. Später wurden interne Rollen mit einer Kugel verbunden, die über eine Oberfläche rollte, um Bewegungen zu erkennen. Die meisten modernen Mäuse verwenden eine optische Bewegungserkennung ohne bewegliche Teile. Viele aktuelle Mäuse sind kabellos und verlassen sich auf eine Funkkommunikation mit kurzer Reichweite mit dem verknüpften System. Ursprünglich waren alle Mäuse über ein Kabel mit einem Computer verbunden.

Computermäuse können nicht nur einen Cursor bewegen, sondern verfügen auch über eine oder mehrere Tasten, die Funktionen wie die Auswahl eines Menüpunkts auf einem Display ermöglichen. Mäuse enthalten häufig zusätzliche Komponenten, wie z. B. Touch-Oberflächen und Scrollräder, die eine bessere Kontrolle und Dimensionseingabe ermöglichen.

Bill Englishs Aufsatz "Computer-Aided Display Control" vom Juli 1965 enthält die älteste bekannte dokumentierte Verwendung des Begriffs Maus in Bezug auf ein Computerzeigegerät. Die Prävalenz von drahtlosen Mäusen ohne Kabel verringert die Ähnlichkeit.

Laut Roger Bates, einem Hardware-Designer der englischen Sprache, leitete sich der Spitzname auch von der Tatsache ab, dass der Zeiger auf dem Bildschirm aus unbekannten Gründen als "CAT" bezeichnet wurde und vom Team als Jagd nach dem neuen Desktop-Gerät wahrgenommen wurde.

Der Trackball, ein vergleichbares Zeigegerät, wurde 1946 von Ralph Benjamin als Teil des Comprehensive Display System entwickelt, einem nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelten Feuerleitradar-Plotting-System (CDS). Benjamin arbeitete zu dieser Zeit für den britischen Royal Navy Scientific Service. Benjamins Projekt nutzte analoge Computer, um die zukünftige Position des Zielflugzeugs auf der Grundlage der Eingabe vieler Anfangspunkte durch einen Joystick-Benutzer zu bestimmen. Benjamin war der Meinung, dass ein ausgefeilterer Eingabemechanismus erforderlich war, und entwarf daher zu diesem Zweck eine "rollende Kugel".

Thierry Bardini hat Douglas Engelbart vom Stanford Research Institute (heute SRI International) in seinen veröffentlichten Arbeiten gewürdigt, Bill English kam 1964 zu ARC und assistierte Douglas Engelbart bei der Entwicklung des ersten Maus-Prototyps.

Mehrere andere experimentelle Zeigegeräte für Engelbarts oN-Line System (NLS) nutzten alternative Körperbewegungen, wie z. B. am Kopf befestigte Geräte, die am Kinn oder an der Nase befestigt waren, aber die Maus setzte sich letztendlich aufgrund ihrer Geschwindigkeit und Bequemlichkeit durch. Zum Zeitpunkt der "Mutter aller Demos" hatte Engelbarts Team seine Drei-Tasten-Maus der zweiten Generation bereits seit etwa einem Jahr im Einsatz.

Am 2. Oktober 1968, drei Jahre nach Engelbarts Prototyp, aber mehr als zwei Monate vor seiner öffentlichen Vorführung, zeigte die deutsche Firma AEG-Telefunken als optionales Eingabegerät für das Vektorgrafikterminal SIG 100 eine Maus mit der Bezeichnung Rollkugelsteuerung, die Teil des Systems um ihren Prozessrechner TR 86 und den TR 440 war.

Wie bereits erwähnt, basierte das Gadget auf einem Trackball-ähnlichen Gerät (auch Rollkugel genannt), das in Radarflugkontroll-Workstations installiert wurde.

Im Jahr 1973 war der Xerox Alto einer der frühesten Personal Computer und gilt als der erste zeitgenössische Computer, der eine Maus verwendete.

Angeregt durch den PARC Alto bot der Lilith, ein Computer, der zwischen 1978 und 1980 von einem Team um Niklaus Wirth an der ETH Zürich entwickelt worden war, auch eine Maus an.

Mit der Xerox 8010 Star im Jahr 1981 wurde die dritte Version einer integrierten Maus für die PC-Navigation eingeführt.

Der Xerox 8010 war 1982 der bekannteste Computer mit Maus. Die Sun-1 enthielt auch eine Maus, und es wurde spekuliert, dass die nächste Apple Lisa eine verwenden würde; Die Peripherie blieb jedoch undurchsichtig; Jack Hawley von The Mouse House erklärte, dass ein Kunde eines großen Unternehmens zunächst glaubte, dass sein Unternehmen Labormäuse verkaufte. Hawley, der Mäuse für Xerox herstellte, behauptete: "Im Moment habe ich den Markt praktisch für mich alleine"; eine Hawley-Maus kostete 415 Dollar. 1985 kamen der Amiga 1000 und der Atari ST auf den Markt.

In der Regel steuert eine Maus die zweidimensionale Bewegung eines Zeigers in einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI). Die Maus wandelt Handbewegungen in Vorwärts- und Rückwärts-, Links- und Rechtsrichtung in elektronische Signale um, die zum Bewegen des Cursors verwendet werden.

Die relativen Bewegungen der Maus auf der Oberfläche werden auf die Position des Zeigers auf dem Bildschirm angewendet, der die Position der Aktivitäten des Benutzers angibt. Daher repliziert der Zeiger Handbewegungen. Durch Klicken oder Zeigen (Stoppen der Bewegung, während sich der Cursor innerhalb der Grenzen eines Bereichs befindet) können Dateien, Programme oder Aktionen aus einer Liste von Namen ausgewählt werden, oder (bei grafischen Benutzeroberflächen) durch kleine Bilder, die als "Symbole" bezeichnet werden, und andere Elemente. Zum Beispiel kann eine Textdatei durch das Bild eines Papiernotizbuchs dargestellt werden, und ein Klick auf dieses Symbol könnte es einem Texteditor ermöglichen, die Datei in einem neuen Fenster zu öffnen.

Die GUI reagiert unterschiedlich auf verschiedene Mausmanipulationen:

Stoppt die Bewegung des Zeigers, wenn er sich innerhalb der Grenzen des Elements befindet, mit dem der Benutzer interagieren möchte. Der "Zeiger" und das "Zeigegerät" sind nach dem Akt des Zeigens benannt. In der Webdesign-Terminologie wird das Zeigen als "Schweben" bezeichnet. Diese Nutzung hat sich in die Webentwicklung und Android-Programmierung verlagert und ist derzeit weit verbreitet.

Unter Klicken versteht man das Drücken und Loslassen einer Taste.

Einfacher Klick: Drücken der primären Taste.

(links) Doppelklick: Das zweimalige Drücken der Taste in schneller Folge gilt als eine Aktion, die sich von zwei Einzelklicks unterscheidet.

Dreifachklick: Das dreimalige Klicken auf die Schaltfläche in schneller Folge wird als eine andere Bewegung angesehen als drei Einzelklicks. Dreifachklicks sind in der konventionellen Navigation deutlich seltener.

Bei einem Rechtsklick müssen Sie die sekundäre Taste drücken. In modernen Anwendungen wird dadurch in der Regel ein Kontextmenü geöffnet.

Das Klicken auf die tertiäre Schaltfläche wird als Mittelklick bezeichnet.

Beim Ziehen wird die Maustaste gedrückt gehalten, während der Zeiger gezogen wird, bevor die Taste losgelassen wird. Dies wird häufig verwendet, um Dateien oder andere Elemente per Drag-and-Drop zu verschieben oder zu kopieren. Zu den weiteren Anwendungen gehören das Auswählen von Text und das Zeichnen in Grafik-Apps.

Akkordieren mit der Maustaste oder Akkordklicken:

Verwenden mehrerer Tasten gleichzeitig zum Klicken.

Während Sie gleichzeitig auf die Tastatur klicken und einen Buchstaben eingeben.

Gleichzeitiges Klicken und Drehen des Mausrads.

Klicken Sie mit gedrückter Sondertaste.

Wenn die praktische Grenze der Mausbewegung erreicht ist, wird die Maus angehoben, an den gegenüberliegenden Rand des Arbeitsbereichs bewegt, während sie über der Oberfläche gehalten wird, und dann wieder auf die Oberfläche abgesenkt. Dies ist in der Regel unnötig, da Beschleunigungssoftware schnelle Mausaktionen erkennt und den Zeiger proportional schneller bewegt als bei trägen Mausbewegungen.

Multi-Touch: Diese Methode ist vergleichbar mit einem Multi-Touch-Touchpad auf einem Laptop mit Unterstützung für die Tippeingabe mit vielen Fingern; Das bekannteste Beispiel ist die Apple Magic Mouse.

Benutzer können Mäuse auch gestisch einsetzen, was bedeutet, dass eine stilisierte Bewegung des Mauszeigers, die als "Geste" bezeichnet wird, einen Befehl oder eine Zuordnung zu einer bestimmten Aktivität liefern kann. In einer Zeichenanwendung kann beispielsweise eine schnelle "x"-Bewegung mit der Maus über einer Form die Form entfernen.

Gestenbasierte Schnittstellen sind weniger verbreitet als einfache Zeige- und Klickschnittstellen, und die Menschen finden sie häufig schwieriger zu bedienen, da sie eine feinere motorische Steuerung benötigen. Einige gestische Normen, wie z. B. die Drag-and-Drop-Geste, haben sich jedoch durchgesetzt:

Der Benutzer drückt die Maustaste, während sich der Cursor über einem Interface-Element befindet.

Der Benutzer zieht den Cursor an eine neue Position, während er die Schaltfläche drückt.

Die Maustaste wird vom Benutzer losgelassen.

Zum Beispiel kann ein Benutzer ein Bild einer Datei per Drag & Drop auf ein Bild eines Papierkorbs ziehen, um das System anzuweisen, die Datei zu löschen.

Beispiele für standardmäßige semantische Gesten:

Interbasierte Zielsetzung

Drag & Drop

Durchlaufen von Menüs

Zeigen

Das Mouseover (Zeigen oder Schweben)

Auswahl

Andere Verwendungszwecke der Mauseingabe sind in bestimmten Anwendungsbereichen vorherrschend. In interaktiven dreidimensionalen Grafiken entspricht die Bewegung der Maus häufig direkt der Änderung der Ausrichtung virtueller...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 18.12.2024
• Übersetzer: Daniel Hueber
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• ISBN-10: 0-00-068813-4 / 0000688134
• ISBN-13: 978-0-00-068813-2 / 9780000688132