Как описать пользовательский интерфейс компьютера будущего
Обновлено: 06.07.2024
В последнее время, с ростом оскомины от графических интерфейсов (читай: Windows, MacOS и т.п.) возникает всё больше надежд на то, что вот-вот будет изобретен новый интерфейс, лучший, чем GUI. Особые надежды возлагаются на голосовое управление и трехмерные среды. В то же время есть определенные предпосылки к тому, что этим надеждам в полной мере сбыться не суждено (во всяком случае, в ближайшее время), напротив, в будущем будут доминировать другие интерфейсы, менее революционные и заметные, но, во многом, более эффективные. Настоящий обзор отнюдь не претендует на исчерпывающее описание возможных альтернатив GUI, это скорее изложение гипотез авторов по поводу возможных путей развития пользовательских интерфейсов компьютерных систем в течение ближайшего десятилетия.
Как и искусственный интеллект, голосовое управление (далее ГУ) относится к вещам, которые вот уже десятки лет должны произойти в следующем году. Из-за этого напряженного ожидания оказывается довольно трудным рассудить, что именно ГУ может дать интерфейсу, поскольку у ГУ, помимо достоинств, есть и явный недостаток: во многих случаях оно не может являться очень быстрым интерфейсом.
Если сравнить время, затрачиваемое на произношение команды (для чистоты мысленного эксперимента не будем засчитывать обработку команды системой), с уже имеющимися сейчас методами взаимодействия, окажется, что ГУ в очень многих случаях оказывается на порядок более медленным. Например, для пользователя, сидящего за компьютером, щелкнуть мышью по кнопке чаще всего гораздо быстрее, чем произнести название этой кнопки (из этого наблюдения рождается следующая эвристика: для ГУ короткие названия кнопок предпочтительны в отношении скорости). Разумеется, если пользователь не сидит за компьютером, а сидит в другой комнате, ГУ окажется более быстрым.
Кроме того, говоря о ГУ, следует сразу определиться в отношении понимания системой нечетких команд. Система может как «понимать» команду, так и ограничиваться сравнением услышанного с содержимым своего банка команд. Во втором случае от пользователя будет требоваться время и усилие на формирование понятной системе команды, что резко увеличит число ошибок и уменьшит скорость взаимодействия. Можно, конечно, держать пользователя перед монитором и показывать ему возможные в данном контексте команды (читай — меню), но, как уже было сказано, необязательно, что голосовой ввод команд в такой ситуации будет самым быстрым. Проблема здесь заключается в том, что от понимания системой команд мы ещё очень далеки, в ближайшие несколько лет речь может идти только в сравнении команды с банком. В ближайшее время ГУ будет не более чем очередной инкарнацией пресловутой командной строки со всеми её проблемами — ничего принципиально революционного с её появлением не произойдет. В прессе, напротив, ГУ обсуждается так, будто этого понимания мы уже достигли, что попросту некорректно.
Ситуацию портит ещё и то, что полное введение ГУ в теперешних интерфейсах, к сожалению, очень трудоемко. Большинство диалоговых окон нужно будет переделывать, чтобы голосом можно было быстро изменить любой параметр в них. Учитывая стоимость такой переделки, легко предположить, что после появления ГУ большинство программ долго не смогут полноценно пользоваться этим способом взаимодействия. ГУ опять откладывается на несколько лет.
Таким образом, в ближайшие годы ГУ отнюдь не революционизирует пользовательские интерфейсы, но улучшит интерфейсы существующие. Голосовой интерфейс, сопряженный с тем же GUI, может сделать (и сделает) жизнь пользователей гораздо проще. Достаточно сказать, что компьютерная клавиатура для большинства пользователей станет архаикой — одно это стоит того, чтобы молиться на голосовое управление. Но само ГУ в чистом виде всех проблем отнюдь не решит.
Трехмерность интерфейсов (далее ТМ), в отличие от голосового управления, уже перешла из научной фантастики в компьютеры пользователей. Сразу же оказалось, что, помимо игр, применить ТМ в обычных задачах крайне тяжело. Основных проблем здесь три: одна идеологическая, другая организационная, третья — техническая.
Идеологическая проблема
Главная на данный момент проблема ТМ заключается в том, что до сих пор не понятно, как трехмерная среда может быть использована в жизни простого офисного работника (а это главная движущая сила в программной индустрии). Несмотря на то, что в некоторых областях ТМ является вполне работающим интерфейсным методом (например, в управлении производством или в видео-арте), потенциал ТМ в массе своей ещё не определен. Некоторые попытки, конечно, предпринимаются, но они охватывают лишь часть деятельности пользователей, а это значит, что реального трехмерного интерфейса не будет ещё очень долго.
При этом не может утешать даже сознание того факта, что ТМ, вероятнее всего, вполне применима: никто не знает, когда будет изобретен способ с пользой применять трехмерные среды в интерфейсе. Может быть, это произойдет завтра, может быть — через годы. Может быть — никогда (хотя это и маловероятно).
Интересно, что люди изначально существуют в «не совсем трехмерном пространстве». Конечно, любой человек понимает понятия высоты, ширины и глубины, но нужно сознавать, что высота для человека самой природой ограничена высотой его роста (в отличие от птиц и от рыб, которые живут в истинно трехмерной среде). Фактически, пространства, до которого мы не можем дотянуться, для нас не существует; с помощью разнообразных артефактов мы можем несколько увеличить наш «пространственный ареал», но это увеличение незначительно. Поэтому правильней говорить, что люди живут не в трехмерном, но в «двух-с-половиной-мерном» пространстве.
Такая жизнь и производная от неё биологическая эволюция привели к тому, что успешное восприятие трехмерной среды требует тренировок для своего раскрытия (летчики учатся не только устройству приборной панели и радиокомандам, они также учатся летать; вероятно, что помимо тренировок, необходим ещё и талант). Применительно к интерфейсам в этом нет никакой проблемы, просто потому что можно создать (и легче создать) не трехмерный, а «двух-с-половиной-мерный» интерфейс, хитрость в том, что этот интерфейс у нас уже есть! Если внимательно посмотреть на интерфейс Windows, например, легко увидеть, что у всех программ есть не только высота и ширина, но и небольшая, в несколько пикселей, глубина! Таким образом, мы уже много лет имеем ограниченный ТМ, благополучно этого не замечая.
Организационная проблема
В тот момент, когда всем со всей очевидностью станет ясно, как и зачем применять ТМ в интерфейсе (см. предыдущий параграф), возникнет другая проблема. Старые (двумерные) элементы управления не будут работать в новой среде: нужно будет разработать новые элементы, стандартизировать их и научить разработчиков ими пользоваться.
Практика показывает, что такого рода организационные проблемы решаются очень медленно: пройдут годы и даже (возможно) десятилетия, прежде чем ТМ станет работающим стандартом. Таким образом, ТМ опять откладывается в долгий ящик.
Техническая проблема
До сих пор основным типом информации, с которой сталкивается пользователь, является информация текстовая. Проблема заключается в том, что на современных мониторах, обладающих весьма низким разрешением, с трудом читается и обычный текст, степень же читаемости текста, подвергнутого геометрическим трансформациям (читай — перспективе) хуже на порядок. Чтобы повысить эту читаемость, необходимо увеличивать размер литер, но без увеличения разрешения монитора сделать это невозможно: на экран вмещается гораздо меньше текста, чем хочется.
Несмотря на то, что в последние годы в увеличении разрешения мониторов был достигнут значительный прогресс, до идеала (170 или более точек на дюйм) ещё очень далеко. Пройдут годы, прежде чем достаточная часть пользователей обзаведется экранами с высоким разрешением. До того времени эта проблема не будет разрешима (возможен, впрочем, иной вариант — текст будет заменен звуком и видео — но это пока фантастика).
Эти три причины не действуют по отдельности: пока не будет решена проблема текста, никто не будет вкладывать большие деньги в попытки изобрести применение ТМ, пока не изобретут это применение, не появятся и стандарты. В результате трехмерные интерфейсы откладываются на неопределенно долгий срок. А жаль.
Почти все графические интерфейсы пользователя в настоящее время принадлежат к одному из двух типов:
- Имплементационные интерфейсы (сделали, как получилось). Характерными примерами таких интерфейсов являются интерфейсы самодельных систем автоматизации: появление новых и изменение существующих функций без перепроектирования системы всегда пагубно влияет на интерфейс. Такие интерфейсы характерны обилием элементов управления, полным равнодушием ко введенным ранее данным (пользователь обязан вводить значение, даже если система может сама его безболезненно вычислить), низкой структурированностью.
- Объектные интерфейсы. В системе реализованы некоторые объекты, пользователь оперирует ими и тем самым достигает необходимого ему результата. Как правило, такие интерфейсы характерны небольшим количеством элементов управления (значимая информация вычисляется системой не только из самих объектов, но также из их взаимосвязи) и (характерная черта) высокой структурированностью.
Объектные интерфейсы практически всегда гораздо лучше интерфейсов имплементационных (собственно говоря, объектные интерфейсы — это следующая, после имплементационных интерфейсов, ступень эволюции). Поспорить с этим невозможно, но открытым остается вопрос — что лучше объектных интерфейсов? Какова следующая эволюционная ступень?
Это, вероятно, деятельностно-ориентированные интерфейсы (ДоИ, обратите внимание, что это наш, относительно условный термин). В отличие от объектных интерфейсов, в которых пользователю предоставляются объекты и свобода манипулирования ими, в ДоИ «строительными блоками» являются задачи пользователя. В качестве примера можно привести диалоговое окно создания нового документа в MS Word: создать можно не просто обобщенный документ, одинаково плохо решающий все задачи, но документ для текущей задачи пользователя (например, письмо).
Перед тем, как перечислять преимущества этого вида интерфейсов, нужно определить, чем несовершенны интерфейсы объектные. Недостатки их таковы:
- Такие интерфейсы требуют от пользователя существенных когнитивных нагрузок и способности к абстрактному мышлению: пользователю необходимо транслировать цель своих действий в конкретный алгоритм использования объектов. Это требует определенных усилий, так что при прочих равных от этой работы пользователей следует освободить.
- Объектные интерфейсы зачастую требуют от пользователя серьезных усилий по отвлечению от собственной предметной области и привлечения внимания к вопросу «компьютерной поддержки» своей деятельности: репрезентируемые объекты, будучи универсальными, не полностью соответствуют предметной области конкретного пользователя. Например, разные интерфейсы почтового клиента нужны пользователю, который получает 5 писем в день и пользователю, который получает 70 писем, хотя в обоих случаях объекты (письма) одни и те же.
- Во многих случаях «объектность» интерфейса подталкивает его разработчика к совершению некорректных действий: в поиске объектов деятельности разработчики чаще всего ограничиваются правами доступа. Смена парадигмы может форсировать разработчиков более тщательно подходить к проектированию функциональности и интерфейса (хотя и новая парадигма, вероятно, тоже будет подталкивать разработчиков к совершению некорректных действий).
Деятельностно-ориентированные интерфейсы этих недостатков, как правило, лишены, благодаря чему они оказываются более эффективными, чем объектные интерфейсы.
Частным, вырожденным, примером деятельностно-ориентированного интерфейса являются мастера (Wizards). Вместо того, чтобы показывать пользователю единое диалоговое окно со сложной конфигурацией элементов управления, пользователю выдается сравнительно простая последовательность экранов. В идеальном случае, когда каждый последующий экран зависит от действий пользователя на предыдущем экране, мастер оказывается чрезвычайно эффективным. В неидеальном случае, когда его экраны не связаны между собой, он всё равно оказывается более эффективным (незначительное снижение скорости работы компенсируется низкими когнитивными нагрузками пользователя и другими факторами).
Но мастера это только начало пути: деятельностно-ориентированного в них не так уж и много. В будущем интерфейсы, идя по пути большей ориентированности на задачи и деятельность пользователей, достигнут ещё большей эффективности, при этом:
Компьютер будущего будет, скорее даже не компьютером в нашем понятии, а отдельной сферой жизни. Это будет общедоступная сеть, связываться и управлять которой можно будет с помощью мысленных сигналов-импульсов, либо голосовых команд. Как таковое устройство будет представлять из себя микрочип, подсоединенный к организму с помощью которого можно будет выходить в это виртуальное пространство, функции которого будут объединять усовершенствованное подобие интернета, и множество уже существующих и новых функций компьютера, телефона, прочей техники и программного обеспечения в принципе.
А я представляю компьютер будущего, как очки вертуальной реальности.
Можно будет: пойти на вечеринку не выходя из дома, на вечеринки чувствовать вкус еды и напитков. Можно будет играть в реалистичные симуляторы, можно будет снимать самостоятельные фильмы, можно все на что способна твоя фантазия,
Новые вопросы в Информатика
Что вы знаете об электронной почте? Сравните возможности передачи информации с помощью бумажных и электронных писем. Сравните возможности передачи инф … ормации с помощью телефонного звонка и электронного письма. Пожалуйста напишите то что можно написать в тетрадь по информатике
Пирамидальная сортировка 34 31 22 16 29 28 11 27 17 28 38 33 17 29 10
помогите пж Информатика1.растрлық суреттерді өңдеуге болама?2.Paint програмасында қандай фигуралар бар?3.paint программа санда суретті қанша градусқа … бұруға болады?4.суретті қағазға қалай басып шығарамыз?5.суретке мәтінді қалай енгізуге болады?
Срочно. Робот по информатике.Идёт время Нужно из числа 6 получить число 164 У робота две команды: 1)+2 2)*b
1. Что означает зі 2. В каком случае датчики информиру цвета - 02 - 07 Киной датчик нужен при создании робота-светофора? Дунаен и обсуждаен Почему дат … чик цвета играет важную роль при создании робота светофора?
сортировки вставками Числа: 34 31 22 16 29 28 11 27 17 28 38 33 17 29 10
Составить графический алгоритм нахождения суммы кубов нечетных чисел от 15 до 33
Да Нет 1.Робот создан по принципу живого организма. 2.Роботы-игрушки помогают человеку в быту. 3.Гироскопический датчик измеряет угол поворота 4.Прогр … амма Lego Mindstorms служит для составления программ для движения роботов.СРОООЧНОдаю 10 баллов
Вы уже заметили? На наших глазах в очередной раз совершается самая настоящая революция. Нет, нет, это не то, о чем вы подумали — никакой политики под Новый год! Я говорю о революции в области интерфейсов. Несмотря на то, что некоторые ее признаки можно было наблюдать в течение всего 2010-го года, общая картина, я думаю, очевидна далеко не всем.
Данная статья представляет собой небольшой обзор тенденций в области интерфейсов, в котором я попытаюсь убедить вас, что очень скоро мы обнаружим себя в фантастическом будущем.
Начнем, пожалуй, с банальностей, а самое вкусное отложим на потом.
Мы уже успели привыкнуть к этому словосочетанию. Мультитач уже есть на айфонах, на тачпадах и сенсорных экранах некоторых ноутбуков, на сенсорных столах Microsoft Surface и TouchTable — в общем, уже вполне рабочая и коммерциализованная технология. Хотя устройства, поддерживающие мультитач, есть еще не у всех, но для гиков эта технология стала такой же обыденностью как сотовый телефон.
Хочу только напомнить, что победное шествие этого интерфейса по миру началось всего пять лет назад (хотя изобретен он был еще в восьмидесятых). Взгляните на статистику запросов по слову multi touch в Google Trends:
Собственно, примерно с этого интерфейса можно и отсчитывать (условно) ту революцию, речь о которой пойдет дальше.
Попыткам «отрёхмерить» плоское изображение уже сто лет в обед. Но последние два года можно наблюдать некоторое оживление в этой области. За последние пару лет производители электроники создали столько моделей автостереоскопических дисплеев (т.е., не требующих очков), что им можно было бы посвятить отдельный большой обзор. И да, вы уже можете за обозримые деньги оборудовать у себя дома 3D-кинотеатр.
В контексте же данного обзора технологии 3D-визуализации интересны не столько сами по себе, сколько в сочетании с другими человеко-машинными интерфейсами, речь о которых пойдет ниже. Помните патент Apple?
Технология дополненной реальности тоже не нова для Хабраюзеров: темы о ней регулярно появляются на Хабре.
Уже почти не вызывает сомнений, что дополненная реальность прочно войдет в наш быт, хотя потенциал этой технологии люди начали осознавать только два года назад. Вполне возможно, что очень скоро благодаря ей виртуальная реальность и грубый материальный мир сольются в единое целое, а понятия «оффлайн» и «онлайн» станут бессмысленны и неразличимы. Ведь прототип очков, знакомых анимешникам по сериалу Dennou Coil, уже создан.
А теперь давайте снова обратимся к Google Trends, и увидим, что первые подвижки в этой области начались около пяти лет назад, как и в случае с мультитачем. А относительно широкая известность пришла к этой технологии и того меньше — всего два года назад.
В июне 2010 года Microsoft являет миру технологию Kinect. Вообще-то интерактивные системы на основе распознавания движений появились немного раньше, некоторые из них даже интегрировались со средствами 3D-визуализации. Но Kinect открыл новую страницу эпохи интерфейсов, по двум причинам. Во-первых, благодаря большому количеств датчиков и грамотным алгоритмам, им удалось добиться потрясающей точности и многогранности распознавания. А во-вторых, благодаря PC-совместимости и наличию SDK, вокруг технологии незамедлительно образовалось сообщество разработчиков, и появился проект libfreenect, целью которого является разработка драйверов для Kinect под самые распространенные платформы.
Помимо Kinect, есть еще один проект, связанный с распознаванием жестов, за которым, затаив дыхание, следят гики по всему миру. И этот проект называется.
Впервые SixthSense был представлен на конференции Computer Human Interfaces 2009 в Бостоне, после чего BBC News написали о технологии небольшую статью, которая, впрочем, не была замечена широкой общественностью. А вот захватывающий перфоманс Пранава Мистри для TED talks был замечен многими, ссылка на него была и на Хабре.
Технология Sixthsense использует комбинацию сразу большого количества девайсов: мобильного компьютера, камеры, карманного проектора, зеркальца, наушников, какой-то прищепки и смешных разноцветных пластырей на пальцах. И конечно, не обошлось без хитрого софта, в нем-то и заключается самое интересное. В результате реальный мир и кибер-пространство совершенно невероятным образом взаимодействуют друг с другом. Вы можете от руки написать записку и приклеить ее на свой «рабочий стол», или пальцем перетащить настоящий бумажный документ к себе на компьютер, или даже погонять в машинки на обычном листке бумаги.
Впрочем, это была всего лишь демонстрация, до реального внедрения технологии, вероятно, нужно написать тысячи, а то и миллионы строк кода. Представители MIT Media Lab обещали открыть доступ к коду SixthSense для сообщества разработчиков, но пока этого не произошло. Тем не менее, технически препятствий для реализации этой технологии вроде бы нет, а если объединить ее с Kinect'ом, получатся вообще чудеса. Как минимум, необязательно будет постоянно носить на пальцах цветную изоленту. А если добавить сюда еще и технологии 3D визуализации? Мм… но это я уже замечтался, ведь карманных 3D-проекторов пока не существует.
Сложно поверить, но «Шестое чувство» — это еще не самое интересное, что создали для нас разработчики интерфейсов в первом десятилетии 21-го века (по крайней мере, с моей субъективной точки зрения). Так что двигаемся дальше.
Нейрокомпьютерный интерфейс, или BCI (brain computer interface) — это система, которая обеспечивает ввод в компьютер прямо, так сказать, из мозга, минуя руки пользователя и прочую ненужную периферию. Проще говоря, управление силой мысли. Наиболее проработанным и доступным устройством такого рода, насколько мне известно, является Emotiv EPOC (поправьте меня, если это не так).
Надо сказать, Emotiv EPOC — не единственное коммерчески доступное устройство, использующее BCI. Есть еще, как минимум, Gamma Sys от g-tec и Neural Impulse Actuator от OCZ Technology.
Gamma Sys, похоже, более ориентирован на научно-исследовательские организации, нежели на рядовых пользователей — на сайте производителя я не нашел ни цен, ни ссылок на дистрибьюторов: видимо, предлагается отправлять запрос на технико-коммерческое предложение или что-то в этом роде.
Neural Impulse Actuator (NIA) выглядит более привлекательно для конечного пользователя — купить его можно всего за $100, и у него даже есть мануалы на русском. SDK у него нет, официальную поддержку под каждую игру нужно ждать от производителя (и только под винду). Правда, знающие люди смекнули, что NIA — это обычное HID-устройство, и написать под него дрова можно и самим. С одной стороны это вроде бы плюс, а с другой стороны, насколько я понимаю, такая архитектура серьезно ограничивает возможности девайса по сравнению с EPOC, который является не просто продвинутой мышью, а полноценным устройством измерения активности различных участков мозга.
C-C-C-COMBO BREAKER! А теперь хотелось бы сказать пару слов, на первый взгляд несколько выпадающих из общей канвы. Напомню, что статья начиналась со слов о революции в области интерфейсов, признаки которой мы наблюдаем последние пять лет или около того. Как можно заметить из сказанного выше, ученые и инженеры проделали огромную работу по повышению удобства работы пользователей с цифровыми устройствами. Все, о чем я писал ранее, относилось в основном к новым периферийным устройствам или способам работы с ними. А теперь давайте посмотрим на такую концепцию как «Software Usability»:
Эта тема тоже стала популярной совсем недавно. И у меня есть ощущение, что внимание к ней будет возрастать. К настоящему моменту создано огромное количество софта, закрывающее почти любые потребности пользователей. И сейчас чтобы успешно конкурировать среди себе подобных, программы вынуждены иметь простой, удобный и эстетичный пользовательский интерфейс.
А теперь я вернусь к технологиям и попробую сделать общие выводы.
Похоже, что для наступления будущего у нас достаточно физических устройств, не хватает только софта, который сделает их использование простым и удобным. Конечно, это тоже дело трудоемкое, наверное сравнимое с разработкой операционной системы (сколько там лет уже пишется ReactOS?). Но было бы желание… Кто знает, может быть, среди людей, читающих эту статью, найдется человек, который организует опенсорсный проект по интеграции всех перечисленных устройств между собой и созданию Компьютерного Интерфейса XXI века?
А помните ребят, которые делают мультик про Цыгана? Второй (ну ладно, третий) свой мультфильм они сделают за полгода. Сравните: вместо 3D-редактора, аудиоредактора и программы для монтажа у них теперь один мысле-граббер. Им даже не нужно рендерить 3D-модели. Они просто сидят и в деталях воображают себе мультфильм. Конечно, там тоже свои тонкости и свой технический процесс… но производительность все равно получается намного выше.
Сегодня такие фантазии кажутся далекими и неактуальными. Но помните, как однажды вы обнаружили, что все вокруг, не исключая и вас, пользуются мобильными телефонами и Интернетом, не видя в этом ничего удивительного? Будущее — оно такое. Оно наступает незаметно.
Специалисты ведущих IT-корпораций и университетов давно ищут альтернативу клавиатуре, мыши и тачскрину. Инженеры учат компьютеры правильно распознавать слова, жесты, взгляды и даже некоторые мысли своих владельцев. iBusiness собрал пять примеров успешной работы над контроллерами и пользовательскими интерфейсами новых типов.
1. Прямая связь мозга со смартфоном
В мире набирают популярность технологии управления электронными гаджетами силой воображения. Разработчики «читающего мысли» контроллера Muse из компании InteraXon уже продают его за $200. Это гаджет для тех, кто предпочитает размышлять, а не действовать.
Muse учит думать по-новому
Внешне Muse напоминает обруч, который носят на голове. Он довольно легкий и симпатично выглядит, так что его владелец не будет особенно выделяться на улице современного города. Гаджет сканирует электрическую активность мозга, распознает его сигналы с помощью специальной программы и передает их смартфону по Bluetooth. В результате смартфон выполняет простейшие команды. Теперь его не надо доставать из кармана, чтобы переключить трек в музыкальном приложении — это можно сделать, «пошевелив извилинами», то есть сосредоточив внимание на нужном действии.
Muse поддерживает iOS и Android. Функциональность ПО, поставляемого в комплекте с обручем, пока не слишком впечатляет, но компания уже выпустила SDK для сторонних разработчиков приложений. Не исключено, что скоро они напишут что-то выдающееся.
Жаль, что Muse не идеальный гаджет. Зато у него масса последователей. Например, инженеры из компании MindWave недавно выпустили гарнитуру NeuroSky. Она поставляется вместе с играми для смартфонов, в которых объектами можно управлять исключительно силой умственных усилий — примерно так, как это делал магистр Йода из «Звездных войн». И подобных разработок появляется все больше.
2. Жесты вместо клавиш
Многим нравится идея превратить свое тело в полноценный джойстик. Успех контроллеров Microsoft Kinect показывает, что индустрия уже на верном пути. Но еще более продвинутым устройством — особенно для работы, а не только для развлечений, — можно считать Leap Motion. Это небольшой гаджет, который через разъем USB подключается к компьютеру и позволяет управлять им с помощью жестов.
Leap Motion удобен и для работы, и для игр
Суть работы устройства предельно проста. В небольшой коробочке находится комплекс датчиков, которые умеют на расстоянии следить за движениями пальцев пользователя. Двигая руками над столом, можно давать компьютеру команды, брать и перемещать виртуальные объекты, находящиеся «за экраном». Например, можно взять фигуру с шахматной доски и переставить ее в другое место. Можно показать злобному орку из компьютерной игры настолько угрожающий жест, что он в ужасе убежит.
Фактически Leap Motion предоставляет полноценный объемный интерфейс управления. Его можно использовать и для работы с удаленными манипуляторами, и в системах трехмерного моделирования, и во многих других целях. Устройство стоит около 90 евро. Некоторые производители встраивают его в свои ноутбуки.
3. Управление взглядом
Технологии слежения за глазами пользователей постепенно становятся мейнстримом. Взять хотя бы новый смартфон Samsung Galaxy S5. Он внимательно всматривается в лицо своего хозяина и старается ловить каждый его взгляд, чтобы правильно скроллить веб-страницы. Для этого программа оценивает положение зрачков по отношению к основным формам лица.
Samsung Galaxy S5 всегда смотрит прямо в глаза
Прошлым летом Sony представила собственную технологию слежения за глазами. Компания продемонстрировала ее возможности на примере новой игры Infamous: Second Son, в сюжете которой встречается немало паранормальных явлений. Поклонникам этого жанра сразу понравилась возможность одним взглядом посылать в своих врагов магические огненные шары.
4. Управление руками
Технологии, позволяющие управлять виртуальными объектами с помощью активных движений всем телом, теперь есть не только у IT-гигантов вроде Microsoft и Nintendo. Похожими технологиями обзаводятся и небольшие стартапы. Например, компания Thalmic Labs разработала контроллер Myo и продает его за $149.Myo анализирует мышечную активность руки и делает правильные выводы
Myo выглядит как простой наручный браслет. Работает он очень быстро и точно, что ставит его в один ряд с Kinect, а то и выше. Устройство совместимо с Windows, OS X, iOS и Android. Есть возможность управлять даже беспилотными дронами. Далеко ли они улетят — это зависит только от программного обеспечения. Непосредственная связь Myo с приемопередатчиком в персональном компьютере или смартфоне осуществляется посредством Bluetooth 4.0, то есть радиус действия не превышает 10 метров.
5. Управление ногами
Американский стартап Reflex Labs разработал пару носимых датчиков Boogio, сделанных в виде стелек для обуви. Они определяют положение каждой стопы и ее ускорение в трех плоскостях. В стельках находятся трехосевые акселерометры и датчики давления, распознающие около 60 тыс. уровней нажатия. Датчики связываются со смартфоном или персональным компьютером через Bluetooth.
Boogio следят за каждым вашим шагом
С помощью чудо-стелек можно многому научиться — например, правильно бегать и хорошо танцевать. Конечно, если кто-то напишет для этого соответствующие программы. Кроме того, Boogio принесут новые впечатления любителям видеоигр и новые доходы их производителям — ведь ни один настоящий геймер не откажется в буквальном смысле походить по виртуальным мирам. Компания-разработчик уже ведет переговоры с Microsoft и Nintendo.
Сегодня мы слишком привязаны к обычному образу компьютера – монитор, системный блок, клавиатура и мышь. Между тем очень скоро изменится не только внешний вид компьютеров, но и сам подход к передаче данных.
ГОЛОСОВОЙ ВВОД ДАННЫХ
Обычный ввод данных в компьютер при помощи клавиатуры далеко не совершенен. Это медленно, довольно утомительно и не всегда надежно. Еще в 2000 году группа ученых Массачусетского университета на семинаре, посвященном проблемам взаимодействия человека и компьютера, искала альтернативу клавиатуре. В то время был предложен некий анимированный образ человека, с которым пользователь мог бы вести интерактивное общение при помощи голоса, а не производить обычный обмен командами.
Впрочем, ученые часто черпали темы для своих изобретений у фантастов, и идея создания голосового интерфейса, непременного атрибута фантастических романов и фильмов, возникла еще на раннем этапе развития компьютерной техники, когда не было даже клавиатуры.
Однако сегодня, когда технические возможности вроде бы уже позволяют реализовать эту идею, оказывается, что и такой способ управления далек от идеала. Даже самый оптимальный алгоритм не позволит избежать ошибок при трактовке голосовых команд, а в некоторых случаях управление голосом будет происходить даже медленнее, чем ввод данных привычными способами.
Основная сложность в решении первой задачи заключается в том, что пока нет четкого и ясного понимания того, каким образом вычленить из общего потока звука, производимого говорящим человеком, ту его часть, которая является осмысленной речью. Однако на сегодняшний день уже существуют технологии, которые позволяют распознавать речь примерно на том же уровне, на каком несколько лет назад оптические устройства могли распознавать текст. Стало быть, можно считать, что этот этап рано или поздно все же будет пройден.
НЕЙРОИНТЕРФЕЙС
Все манипуляторы имеют один общий недостаток – небольшую, по сравнению со скоростью мысли, быстроту передачи информации. Если предположить, что давать команды компьютеру можно при помощи мысли, то необходимость в использовании каких бы то ни было манипуляторов отпадает вовсе. И какой бы фантастической ни казалась эта идея, сегодня уже есть реальные предпосылки того, что совсем скоро человек сможет мысленно отдавать приказы компьютеру.
Во время операции пациенты играли в компьютерные игры, а данные с электродов поступали на компьютер, который производил анализ информации. На основе полученного и расшифрованного нейронного кода ученые разработали алгоритм, позволяющий трансформировать мысль человека в команду, которая отдается компьютеру.
ВЗГЛЯД И ЖЕСТ
Другой альтернативой привычным средствам ввода данных является система Quick Glance, представленная в конце прошлого года испанскими разработчиками. С ее помощью можно управлять компьютером при помощи глаз. При этом камера в режиме реального времени фиксирует положение зрачка и с помощью специального программного обеспечения преобразовывает полученную информацию в координаты курсора.
Для ввода символа или команды необходимо несколько раз моргнуть. Разработчики утверждают, что освоить необычный способ управления может любой человек после непродолжительной тренировки. Но, во-первых, система не обеспечивает достаточно быстрого ввода данных, а во-вторых, без вреда для здоровья использовать ее можно не более 5-6 часов в день.
При разработке радикально новых интерфейсов для ввода данных ученые часто задумывались над тем, как избавиться от неудобств, связанных с использованием проводов и механических устройств. Наиболее удачным экспериментом в этой области стала разработка, которая получила название Light Glove. Модель этого устройства представляет собой браслет, надеваемый человеком на запястье.
С нижней стороны устройства расположено пять источников света, которые фиксируют движения пальцев и кисти. Каждое движение пальцами является идентичным нажатию определенной клавиши. Изменение положения кисти используется для управления курсором на экране и заменяет стандартные манипуляторы (джойстик, трекбол, мышь). Таким образом, при помощи Light Glove можно печатать просто в воздухе.
По заявлениям разработчиков, Light Glove помогает избежать профессиональных заболеваний кистей рук, которые возникают в результате постоянного использования мыши и клавиатуры. В будущем разработка может заменить не только клавиатуру, но и практически любое устройство ввода. Light Glove можно использовать в самых разных сферах: в медицине, для управления автомобилем, для бесшумного передачи информации и т. д.
А вот следующая новинка, устройство под названием Virtual Keyboard, позволяет использовать в качестве клавиатуры любую плоскую поверхность.
На поверхности лазером создается рисунок клавиатуры. Касаясь пальцами нарисованных кнопок, пользователь вводит данные точно так же, как с обычной клавиатуры. Virtual Keyboard уже завоевала огромную популярность среди владельцев карманных компьютеров и лэптопов.
Компьютерная одежда
Отдельную категорию устройств ввода-вывода данных составляют приборы, выполненные в виде элементов одежды. В предыдущем номере Upgrade Special писал о выпущенной фирмой Infineon недавно MP3-куртке, которая представляет собой целую компьютерную систему. Она изготовлена из токопроводящего материала, который соединяет наушники, микрофон и матерчатую клавиатуру на рукаве.
Другая разработка в этой области – перчатка CommanderGauntlet, представленная в конце прошлого года компанией Network Anatomy. С помощью этого не совсем обычного предмета одежды можно вести переговоры по мобильному телефону, работать с электронной почтой и передавать данные по интернету. Перчатка имеет встроенный монитор, а также средства видео- и аудиозаписи.
Что даст такая интеграция с электронным устройством человеку? Прежде всего, возможность обходиться без документов и кредитных карт, мгновенное получение любой информации о человеке, своевременное оказание медицинской помощи тем больным, которые не могут сообщить о своем состоянии. Кроме этого, подкожные чипы могут сообщить о местонахождении человека в случае стихийного бедствия или катастрофы.
Несмотря на широкие перспективы, которые открывает перед человеком вживление микрочипов в организм, у этой разработки немало противников. Многие считают, что использование подкожных чипов означает тотальную слежку и нарушает права человека.
ТЕЛО КАК ПРОВОДНИК
В ближайшем будущем интеграция компьютера с человеком станет необычайно тесной. Подтверждением этому может служить недавнее приобретение Microsoft патента, дающего компании право на методы и аппаратуру для передачи энергии и информации с использованием человеческого тела.
Устройства, которые будут использовать эту технологию, позволят человеку обмениваться информацией при помощи простого рукопожатия. Не исключено, что в будущем будут созданы устройства, которые смогут питаться непосредственно от человеческого тела.
Запатентованная технология передачи данных по коже человека не нова. Еще в 1996 году компания IBM продемонстрировала возможность передачи информации при помощи рукопожатия. Тогда два человека передали друг другу фрагменты географической карты. В 2002 году японская корпорация NTT представила подобный способ передачи, но уже на гораздо более высоких скоростях – 10 Мбит/с.
Использование кожи в качестве электропроводника продемонстрировала и немецкая компания Ident Technology. Она представила систему, состоящую из защитных очков и электрической дрели. При надевании очков в дрель поступает сигнал, и она может быть использована. Когда же очки снимаются, дрель автоматически отключается. В будущем планируется также создание подобных систем для открытия дверей и управления другими электрическими устройствами.
ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ МОНИТОРЫ
Профессор Аризонского университета Гасан Джаббур предложил использовать в качестве устройства вывода информации так называемые тонкопленочные мониторы, которые будут внешне почти неотличимы от традиционных жидкокристаллических. Базовым элементом таких мониторов станет тонкая полимерная пленка с введенными в нее органическими молекулярными светодиодами.
Удивительно, но тонкопленочные мониторы дешевле жидкокристаллических, и их проще производить. Но это не является их единственным достоинством. Во-первых, такие мониторы можно устанавливать практически на любую ровную поверхность, хоть просто приклеить на стену или стекло автомобиля. Во-вторых, пленка сама отражает свет и поэтому может работать при любом освещении и качество изображения практически не зависит от угла обзора.
Тонкопленочный монитор состоит из нескольких сверхтонких полимерных слоев. Светодиоды каждого слоя имеют различный спектральный диапазон и могут выдавать картинку, гамма которой включает более шести миллионов различных цветов.
ТРЕХМЕРНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ
Одной из особенностей визуального интерфейса будущего наверняка станет 3D-графика. Такой внешний вид оболочки более информативен и легче воспринимается пользователем. Псевдотрехмерные элементы интерфейса разработчики программного обеспечения старались применять в своих проектах задолго до появления мощных компьютеров. Даже в таких старых оболочках, как Norton Commander, использовались трехмерные эффекты отбрасывания теней от окон меню. В Windows трехмерные элементы тоже присутствуют – взгляните хотя бы на кнопки на панели задач.
Созданный ими трехмерный рабочий стол выглядит как реальное пространство, в котором можно приближать, удалять, поворачивать объекты, располагать их друг за другом, а также управлять прозрачностью окон. В основе разработки лежит использование технологии Java. Одним из достоинств этого проекта являются низкие системные требования к компьютеру, на котором может быть установлена эта оболочка.
Другой не менее интересный вариант трехмерного представления операционной системы был предложен французскими разработчиками. Виртуальная оболочка Metisse использует технологии Open GL и тоже позволяет совершать различные манипуляции с объектами на рабочем столе: вращать окна в трехмерном пространстве, делать их прозрачными, размещать друг за другом.
Впрочем, вполне может случиться, что программные 3D-решения так и не смогут стать популярными. Дело в том, что уже сегодня потребитель, который в состоянии за это заплатить, имеет возможность выбрать аппаратное решение. Последней новинкой в этой области стал трехмерный жидкокристаллический монитор, созданный компанией Sharp.
Принцип работы этого устройства основан на использовании так называемого эффекта барьера параллакса, когда на одном дисплее формируются две незначительно отличающиеся друг от друга картинки. Каждый глаз человека воспринимает свое изображение, благодаря чему оно кажется объемным. При этом для того чтобы увидеть трехмерную картинку, не требуется специальных стереоочков.
Технология, на основе которой изготовлен этот монитор, весьма проста. Это выгодно отличает его от аналогичных устройств, которые используют для создания картинки довольно сложную систему, состоящую из лазеров и спиральных экранов.
Монитор производства Actuality Systems представляет собой обыкновенный прозрачный шар, внутри которого находятся ЖК-проектор и вращающийся пластиковый диск, отражающий свет. При этом за качество картинки отвечает не оптическая система, а процессор, который пересчитывает каждый кадр, согласуя его с углом наклона экрана.
Пользователь же видит не стереокартинку, а самый настоящий трехмерный объект, который можно обойти кругом и рассмотреть со всех сторон. В настоящее время этот монитор более всего интересует медиков и фармацевтов. Но демократичная технология позволит со временем сделать такое устройство вывода информации общедоступным.
Если предположить, что давать команды компьютеру можно при помощи мысли, то необходимость в использовании каких бы то ни было манипуляторов отпадает вовсе.
Не вызывает сомнения, что в будущем человек не просто будет обмениваться с компьютером информацией, но и сам станет его частью.
Пользователь монитора Actuality Systems видит не стереокартинку, а самый настоящий трехмерный объект, который можно обойти кругом и рассмотреть со всех сторон.
Читайте также: