Τεχνολογία Αλληλεπίδρασης

•Ιστορικό πλαίσιο

•Συσκευές αλληλεπίδρασης

•Πολυμέσα - ήχος - εικονική πραγματικότητα

Ιστορική Εξέλιξη

•Υπολογιστές – Προσωπικοί Υπολογιστές

•Γραφικές διεπιφάνειες

•Smalltalk, LOGO, Xerox Star

•Άμεσος χειρισμός, WYSIWYG

Η Νέα Πραγματικότητα

•Πολλαπλά κανάλια αλληλεπίδρασης

–Και μέσα

•Διαδίκτυο και Παγκόσμιος Ιστός

–Επικοινωνία, Συνεργασία, Αναζήτησηπληροφορίας

•Νέες περιοχές προτύπων αλληλέπίδρασης

–Μεσάζοντες (πράκτορες) χρήστη

–Συνθήκες πανταχού παρόντα υπολογιστή

Συσκευές Αλληλεπίδρασης

•Συσκευές εισόδου

–Εισαγωγής κειμένου

–Δεικτικές / επιλογής

–Αναγνώριση κειμένου, χειρογράφου, φωνής

•Συσκευές εξόδου

Συσκευές εισαγωγής κειμένου

•Πληκτρολόγιο

•Ειδικά πληκτρολόγια

•Παράδειγμα: πληκτρολόγιο για παιδιάσχολικής ηλικίας

Πληκτρολόγιο

•QWERTY

•Dvorak (10% ταχύτερο)

•ABCDEF

•Με ειδικά πλήκτρα

•Και αριθμητικό πληκτρολόγιο

Ειδικά πληκτρολόγια

Ανάλογα με το χρήστη και την εργασία

•Τμηματοποίησης πλήκτρων

•Μίας χειρός

–Χορδής (5-6 πλήκτρα και χορδή)

–Πλήρη, ειδικών χρήσεων

Πληκτρολόγιο για σχολικέςηλικίες

Δοκιμές σε παιδιά 6 και 8 ετών

•QWERTY  ABCDEF

–Ταχύτητα

–Ακρίβεια

–Εύρος βραχυχρόνιας μνήμης

Δεικτικές συσκευές (επιλογής)

•Οθόνες επαφής

•Φωτογραφίδα (light-pen)

•Πίνακας ψηφιοποίησης

•Χειριστήριο (joystick)

•Ιχνόσφαιρα (trackball)

•Ποντίκι

•Άλλες δεικτικές συσκευές

Επιλογή δεικτικής συσκευής

•Παράδειγμα για εφαρμογή CAD (σχεδίων)

–Χειριστήριο, Ποντίκι ή Ιχνόσφαιρα

–Σχεδίαση ακριβείας

–Συχνή μετακίνηση μεταξύ περιοχών

–Εστίαση σε λεπτομέρειες (zooming)

–Συνδυασμός μετακίνησης και εστίασης

•Τι κινήσεις απαιτούνται από κάθε συσκευή;

Ο νόμος του Fitt

•Η απόδοση μιας δεικτικής συσκευής, δηλαδή ο χρόνος Τπου απαιτείται για να εστιάσει ένας χρήστης ένανδεδομένο στόχο πλάτους W, που βρίσκεται σε απόστασηD από την τρέχουσα θέση του δρομέα.

•Ο εμπειρικός νόμος του Fitt υπολογίζει τον χρόνο αυτό σεδευτερόλεπτα:

Τ = C1 + C2 log2 (2D/W)

Άσκηση

Έστω δεικτική συσκευή με σταθερές του νόμου τουFitt: C1 = 0,2 , C2= 0,1. Να βρεθεί ο χρόνος πουαπαιτείται για εστίαση του δρομέα σε στόχοδιαμέτρου 2 cm, που βρίσκεται σε απόσταση 10cm από την τρέχουσα θέση του δρομέα.

Συσκευές εξόδου

•Οθόνες καθοδικών σωλήνων (CRT)

–Έγχρωμες: 3 δέσμες (RGB)

–Εικονοστοιχεία (pixels), Ρυθμός ανανέωσης

–Μέγεθος: ίντσες διαγωνίου

–Απόδοση, κόστος / όγκος, ακτινοβολία

•Επίπεδες οθόνες (LCD, TFT)

–Πόλωση κρυστάλων - τρανσίστορ

•Νέες συσκευές (3D, κινητά, PDA, ...)

–Περιορισμένο περιβάλλον  γλώσσες εντολών

Αναγνωσιμότητα κειμένου σεοθόνες

•Σύμφωνα με τον [Monk 85] η ανάγνωση δεν προκύπτειαπό ομαλή κίνηση των οφθαλμών κατά μήκους τουκειμένου, αλλά αντιθέτως παρατηρούνται φαινόμεναπαλινδρόμησης, διαδοχικές εστιάσεις και επιταχύνσεις επίτου κειμένου από τον αναγνώστη.

•H συνήθης ταχύτητα ανάγνωσης από έντυπο υλικό είναι200-300 λέξεις ανά λεπτό.

•Από μελέτες του φαινομένου έχει προκύψει ότι ηαναγνωσιμότητα κειμένου (ταχύτητα ανάγνωσης καιαριθμός σφαλμάτων ανάγνωσης) από την οθόνη είναικατά 30% μειωμένη έναντι ανάγνωσης του ιδίουκειμένου από έντυπο.

Αιτίες χαμηλήςαναγνωσιμότητας

Η μειωμένη ποσότητα κειμένου στην οθόνη έναντι τουεντύπου

 η γωνία ανάγνωσης περιορίζεται από τη σχετική θέσηοθόνης-αναγνώστη

η μειωμένη συγκέντρωση των χρηστών λόγω του νέουμέσου

ο αριθμός χαρακτήρων και λέξεων ανά γραμμή

το χρώμα και η χρωματική αντίθεση

τα διαστήματα μεταξύ χαρακτήρων και γραμμών

το μήκος γραμμών

η γραμματοσειρά.

Οδηγίες αναγνωσιμότητας

1.Λέξεις με κεφαλαία γράμματα είναι κατά 20% πιοδυσανάγνωστες από τις ίδιες λέξεις με μικρά

2.Κανονικές γραμματοσειρές (χωρίς έντονους ή πλάγιουςχαρακτήρες) με έμφαση στις προεξοχές τωνχαρακτήρων. (serif καλύτερο από sans serif)

3.Η χρήση κενού χώρου σε μια σελίδα κειμένου είναιθετικός παράγων.

4.Η απόσταση μεταξύ των χαρακτήρων πρέπει να είναιπερίπου 10% της απόστασης μεταξύ των λέξεων.

5.Η απόσταση μεταξύ γραμμών τουλάχιστον 50% τουύψους των γραμμάτων που χρησιμοποιούνται.

6.8-15 λέξεις ανά γραμμή είναι ο βέλτιστος αριθμός γιακαλή αναγνωσιμότητα.

7.Το κείμενο θα πρέπει να χωρίζεται σε παραγράφουςμεγέθους 3-5 γραμμών.

Άσκηση : ελέγξτε οδηγίεςαναγνωσιμότητας

Αυτόματη Αναγνώριση

•Αναγνώριση κειμένου

–OCR

•Αναγνώριση χειρογράφου

–Χαρακτήρων, κίνησης, πίεσης γραφής, κλπ

•Αναγνώριση φωνής

–Με 97% επιτυχία σε αναγνώριση φωνημάτων

–Και ~5 φωνήματα ανά λέξη: λάθος 1/6 λέξεις

Πολυμέσα : ήχος

Τεχνολογία αναγνώρισης ομιλίας

Μηχανή που κατανοεί ανθρώπινη ομιλία : φυσική αλληλεπίδραση,διευκολύνει την επικοινωνία ατόμων με ειδικές ανάγκες (μυϊκέςαναπηρίες, μειωμένη όραση) με τον υπολογιστή.

Δυσκολίες λόγω της πολυπλοκότητας της ανθρώπινης ομιλίας(μεταφορικός λόγος, επαναλαμβανόμενα νοήματα, μη-δομημένοςλόγος, δυσκολία αποτύπωσης παρα-λεκτικής πληροφορίας,ιδιαιτερότητας στη χροιά της φωνής διαφορετικών ομιλούντωνυποκειμένων κλπ)

•συστήματα αναγνώρισης διακριτών λέξεων και συστήματααναγνώρισης συνεχούς λόγου.

• συστήματα που εξαρτώνται από τον ομιλητή ή ανεξάρτηταομιλητή.

Τεχνολογία ηχητικής εξόδου

Παραγωγή ηχητικής εξόδου

•Σύνθεση ομιλίας

•Φυσικοί ήχοι

•Μουσικοί ήχοι

•Συνθετικοί ήχοι με κατάλληλη σημασιολογία

Εφαρμογές ηχητικής εξόδου

•ηχοποίηση συμβάντων σε γραφικό περιβάλλοναλληλεπίδρασης

•ο χρήστης αδυνατεί να παρακολουθήσει την οθόνη αφούείναι απασχολημένος σε άλλη δραστηριότητα (οδηγοί,πιλότοι, χειρουργοί κλπ.)

•περιπτώσεις συνεχούς παρακολούθησης διεργασιών, όπουήχοι χρησιμοποιούνται για επισήμανση εξαιρετικώνσυμβάντων

•εφαρμογές για χρήστες με δυσκολίες στην όραση

• ηχοποίηση δεδομένων ή αλγορίθμων.

Άσκηση

•Να προτείνετε τρόπους ηχοποίησης μιας εφαρμογήςσχεδίασης

–σχεδίαση γραμμής

–διαγραφή τμήματος σχεδίου

–αντιγραφή τμήματος σχεδίου

•Να προτείνετε τρόπους ηχοποίησης μιας εφαρμογήςηλεκτρονικού ταχυδρομείου

αποστολή - άφιξη επιστολής - επείγον μήνυμα (μεγάλογράμμα, άδειο γραμματοκιβώτιο κλπ)

Σύνθεση ομιλίας

•Διασύνδεση προ-ηχογραφημένων αποσπασμάτωνανθρώπινης ομιλίας (concatenated speech). Τααποσπάσματα αυτά μπορεί να αφορούν είτε ολόκληρεςπροτάσεις, λέξεις ή στοιχειώδεις συλλαβές.

•Σύνθεση ομιλίας από στοιχειώδη φωνήματα με βάσηφωνητικούς κανόνες

–Τα φωνήματα είναι οι διακριτοί ήχοι που χρησιμοποιούνται σε μιαγλώσσα, δεν αντιστοιχούν δε απαραίτητα στα γράμματα τηςγλώσσας. Για παράδειγμα το φώνημα i μπορεί να παραχθεί απόδιαφορετικούς συνδυασμούς γραμμάτων και διφθόγγων, ενώ τογράμμα ψ αντιστοιχεί σε δύο φωνήματα <p,s>. Υπάρχουν 33φωνήματα στην ελληνική γλώσσα και 40 στην αγγλική.

Εικονική πραγματικότητα

Όταν η πραγματικότητα είναι απροσπέλαστη (π.χ. εχθρική χώρα,μακρινός πλανήτης, περιβάλλον υψηλής ραδιενέργειας), ή επικίνδυνηγια πειραματισμό και εκπαίδευση (προσομοιωτές πτήσης), ή είναιδιαφορετικών διαστάσεων για τις ανθρώπινες εμπειρίες (ατομικόςκαι μοριακός κόσμος, ή πλανητικό σύμπαν).

συστήματα ολικής εμβάπτισης του χρήστη (immersion systems), μεHead-mounted display - ειδικά γάντια (dataglove) ή φόρμα (datasuite)που καταγράφουν τις κινήσεις του

επιτραπέζια συστήματα (desktop VR systems)

ήχος (3δ ήχος) -απτική ανάδραση

Άσκηση

Επιλέξετε ποιες από τις παρακάτω είναι κατά τηγνώμη σας περιοχές εφαρμογών εικονικήςπραγματικότητας και δώστε από ένα παράδειγμα.

•εκπαίδευση,

•τηλε-εργασία,

•σχεδίαση,

•εφαρμογές για άτομα με ειδικές ανάγκες,

•ιατρική,

•στρατιωτικές εφαρμογές.

Απόκριση υπολογιστών

•Αν η απόκριση δεν είναι μικρή (~2 δεπτ)

–Π.χ. Αργεί ο κέρσορας να κινηθεί

•Ο χρήστης επαναλαμβάνει εντολές

–Που ίσως θα εκτελεστούν μετά όλες μαζί

•Οι καθυστερήσεις συχνά οφείλονται στηνιεράρχηση της μνήμης των υπολογιστών:

–Καταχωρητές, κρυφή γρήγορη μνήμη

–Κύρια μνήμη

–Δευτερεύουσα (δίσκοι) και τριτεύουσα (CD, ταινίες)

•Παράδειγμα άμεσης απόκρισης: το τηλέφωνο