Аккордовая клавиатура - Chorded keyboard
Набор ключей или аккордовая клавиатура (также называемые хордовую набор ключей, аккорд клавиатурой или chording клавиатурой ) является устройством ввода компьютера , что позволяет пользователю вводить символы или команды , сформированные путем нажатия нескольких клавиш вместе, как играть « аккорд » на фортепиано . Большое количество комбинаций, доступных с помощью небольшого количества клавиш, позволяет вводить текст или команды одной рукой, оставляя другую руку свободной. Второстепенное преимущество состоит в том, что его можно встроить в устройство (например, карманный компьютер или руль велосипеда ), которое слишком мало для того, чтобы содержать клавиатуру нормального размера.
Клавиатура с аккордами без доски, обычно предназначенная для использования в руке, называется клавиатурой . Дуглас Энгельбарт представил аккордовую клавиатуру в качестве компьютерного интерфейса в 1968 году на мероприятии, которое часто называют « Матерью всех демонстраций ».
Принцип работы
Каждой клавише сопоставляется номер, а затем можно сопоставить соответствующую букву или команду. Нажимая вместе две или более клавиш, пользователь может генерировать множество комбинаций. В исходном сопоставлении Энгельбарта он использовал пять ключей: 1, 2, 4, 8, 16. Ключи были сопоставлены следующим образом: a = 1, b = 2, c = 3, d = 4 и так далее. Если пользователь нажимал клавиши 1 + 2 = 3 одновременно, а затем отпускал клавиши, появлялась буква «c». В отличие от нажатия аккорда на фортепиано, аккорд распознается только после того, как все клавиши или кнопки мыши будут отпущены. С тех пор, как Энгельбарт представил набор клавиш, было разработано несколько различных дизайнов, основанных на аналогичных концепциях.
В качестве грубого примера каждый палец может управлять одной клавишей, соответствующей одному биту в байте , так что, используя семь клавиш и семь пальцев, можно ввести любой символ в наборе ASCII - если пользователь может запомнить двоичные коды. Из-за небольшого количества необходимых клавиш, аккорды легко адаптируются с настольного компьютера к мобильной среде.
Практические устройства обычно используют более простые аккорды для общих символов ( например, Бодо ) или могут иметь способы облегчить запоминание аккордов ( например, Микрорайтер ), но применяются те же принципы. Эти портативные устройства впервые стали популярными в движении носимых компьютеров в 1980-х годах.
Тад Старнер из Технологического института Джорджии и другие опубликовали многочисленные исследования, показывающие, что ввод текста с аккордами двумя руками выполнялся быстрее и приводил к меньшему количеству ошибок, чем на клавиатуре QWERTY . В настоящее время стенотипные машины являются рекордсменами по быстрому вводу слов. Многие пользователи стенотипов могут достигать 300 слов в минуту. Однако стенографистки обычно тренируются в течение трех лет, прежде чем достичь профессионального уровня скорости и точности.
История
Самая ранняя известная аккордная клавиатура была частью «пятиигольной» станции оператора телеграфа , разработанной Уитстоном и Куком в 1836 году, в которой любые две из пяти игл могли указывать влево или вправо, чтобы обозначать буквы на сетке. Он был разработан для использования неподготовленными операторами (которые определяли, какие клавиши нажимать, глядя на сетку), и не использовался там, где были доступны обученные телеграфисты.
Первое широкое использование аккордовой клавиатуры было в стенотипе, используемом придворными репортерами, который был изобретен в 1868 году и используется до сих пор. Результатом стенотипа изначально был фонетический код, который нужно было расшифровать позже (обычно тем же оператором, который создавал исходный результат), а не произвольный текст - программное обеспечение для автоматического преобразования теперь является обычным явлением.
В 1874 году пятиразрядный телеграфный код Бодо и соответствующая 5-клавишная аккордная клавиатура были разработаны для использования с оператором, формирующим коды вручную. Код оптимизирован для скорости и низкого износа: аккорды подобраны так, чтобы в наиболее распространенных символах использовались простейшие аккорды. Но телеграфисты уже использовали пишущие машинки с QWERTY-клавиатурами для «копирования» полученных сообщений, и в то время имело смысл создать пишущую машинку, которая могла бы генерировать коды автоматически, а не заставлять их учиться использовать новое устройство ввода.
Некоторые ранние машины для перфорации использовали клавиатуру с 12 маркированными клавишами, чтобы пробивать правильные отверстия в бумажных карточках. Цифры от 0 до 9 были представлены одним штампом; 26 букв были представлены комбинациями двух ударов, а символы - комбинациями двух или трех ударов.
Брайль (система письма для слепых) использует 6 или 8 тактильных «точек», из которых образуются все буквы и цифры. Когда Луи Брайль изобрел его, он производился с помощью иглы, последовательно продевающей все необходимые точки на картонном листе. В 1892 году Фрэнк Хейвен Холл , суперинтендант Иллинойского института образования слепых, создал Hall Braille Writer, который был похож на пишущую машинку с 6 клавишами, по одной на каждую точку в ячейке Брайля. Perkins Брайлер , первый изготовленный в 1951 году, использует 6-клавишную клавиатуру аккорда (плюс пробел) для вывода продукции брайлевского, и был очень успешным , как массовый рынок доступного продукт. Брайль, как и Бодо, использует числовой символ и символ сдвига, которые могут повторяться для блокировки сдвига, чтобы соответствовать числам и прописным буквам в 63 кодах, предлагаемых 6 битами.
После Второй мировой войны, с появлением электроники для чтения аккордов и поиска в таблицах «кодов», почтовые сортировочные службы начали исследовать решения для аккордов, чтобы иметь возможность нанимать людей, помимо обученных и дорогих машинисток. В 1954 году была открыта важная концепция: производство аккордов легче освоить, когда производство выполняется при отпускании клавиш, а не при их нажатии.
Исследователи из IBM исследовали аккордовые клавиатуры как для пишущих машинок, так и для компьютерного ввода данных еще в 1959 году, предполагая, что это могло бы быть быстрее, чем слепой набор, если бы некоторые аккорды использовались для ввода целых слов или частей слов. В дизайне 1975 года, разработанном сотрудником IBM Нэтом Рочестером, было 14 клавиш с углублениями на краях и наверху, поэтому один палец мог нажимать две соседние клавиши для дополнительных комбинаций. Их результаты были неубедительными, но исследования продолжались как минимум до 1978 года.
Дуг Энгельбарт начал экспериментировать с наборами клавиш для использования с мышью в середине 1960-х годов. На знаменитой демонстрации 1968 года Энгельбарт представил компьютерный человеческий интерфейс, который включал в себя клавиатуру QWERTY , трехкнопочную мышь и пятикнопочную клавиатуру. Энгельбарт использовал клавиатуру левой рукой и мышь правой, чтобы печатать текст и вводить команды. Кнопки мыши отмечали выбор и подтвержденные или отмененные команды.
Пользователи из Исследовательского центра увеличения Энгельбарта в SRI научились пользоваться мышью и набором клавиш. В 1970-х годах финансирование группы Энгельбарта, полученное от Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPA), было сокращено, и многие ключевые члены команды Энгельбарта перешли на работу в Xerox PARC, где продолжили экспериментировать с мышью и набором клавиш. Наборы клавишных инструментов использовались в Xerox PARC в начале 1980-х годов вместе с мышами и графическими интерфейсами на рабочих станциях Xerox Star и Alto. Однокнопочная версия мыши была включена в Apple Macintosh, но Стив Джобс отказался от использования аккордового набора клавиш.
В начале 1980-х годов исследовательская лаборатория Philips в Редхилле, графство Суррей, провела краткое исследование небольших и дешевых клавиатур для ввода текста на телефоне. В одном решении использовалась сетка из шестиугольных ключей с символами, вписанными в углубления на клавишах, которые находились либо в центре клавиши, либо на границе двух клавиш, либо на стыке трех клавиш. Нажатие на одну из ямок вызовет одновременное нажатие одной, двух или трех шестиугольных кнопок, образуя аккорд, который будет уникальным для этого символа. При таком расположении девятикнопочная клавиатура с тремя рядами по три шестиугольных кнопки могла быть установлена на телефоне и могла отображать до 33 различных символов. Выбирая широко разделенные клавиши, можно использовать одну ямку в качестве клавиши «сдвига», чтобы можно было воспроизводить как буквы, так и цифры. С одиннадцатью клавишами в расположении 3/4/4 43 символа могут быть расположены, позволяя представлять строчный текст, числа и небольшое количество символов пунктуации вместе с функцией «сдвига» для доступа к прописным буквам. Хотя это имело то преимущество, что его могли использовать неподготовленные пользователи с помощью набора текста по принципу «охота и клевать», и для этого требовалось на одну клавишу меньше переключателя, чем для обычной 12-кнопочной клавиатуры, но у него был недостаток, заключающийся в том, что некоторые символы требовали в три раза большей силы для их нажатия, чем другие, которые затруднял достижение любой скорости с устройством. Это решение все еще существует и предлагается, в частности, Fastap и Unitap, а в 2006 году в Канаде был произведен и продан коммерческий телефон.
Стандарты
Исторически сложилось так, что клавиатуры Бодо и Брайля были в некоторой степени стандартизированы, но они не могут воспроизвести полный набор символов современной клавиатуры. Брайль подходит ближе всего, поскольку он был расширен до восьми битов.
Единственный предлагаемый современный стандарт, GKOS (или Global Keyboard Open Standard), может поддерживать большинство символов и функций, имеющихся на компьютерной клавиатуре, но не получил большого коммерческого развития. Тем не менее, приложение клавиатуры GKOS доступно для iPhone с 8 мая 2010 г., для Android с 3 октября 2010 г. и для MeeGo Harmattan с 27 октября 2011 г.
Дизайн с открытым исходным кодом
Доступны четыре конструкции манипулятора / набора ключей с открытым исходным кодом : Pickey, устройство PS / 2 на базе микроконтроллера PIC ; spiffchorder, USB- устройство на базе семейства микроконтроллеров Atmel AVR ; FeatherChorder, чордер BLE на основе Adafruit Feather, универсальная плата, включающая в себя микроконтроллер, совместимый с Arduino ; и драйвер клавиатуры GKOS для Linux, а также библиотека Gkos для платы с открытым исходным кодом Atmel / Arduino .
Plover - это бесплатная кросс-платформенная программа с открытым исходным кодом, предназначенная для предоставления стенографической технологии в реальном времени не только стенографистам, но и любителям, использующим что угодно, от профессиональных машин Stenotype до недорогих игровых клавиатур NKRO . Он доступен для Linux, Microsoft Windows и Apple Mac macOS .
Joy2chord - это драйвер клавиатуры для Linux. С помощью файла конфигурации любой джойстик или геймпад можно превратить в аккордовую клавиатуру. Эта философия дизайна была решена, чтобы снизить стоимость строительных устройств и, в свою очередь, снизить входной барьер для знакомства с клавиатурой с аккордами. Макроклавиши и несколько режимов также легко реализуются с помощью драйвера пользовательского пространства.
Коммерческие устройства
Одним из примеров минимальной аккордовой клавиатуры является клавиатура Half-Qwerty Эдгара Матиаса, описанная в патенте US 5288158 около 1992 года, которая воспроизводит буквы отсутствующей половины, когда пользователь одновременно нажимает клавишу пробела вместе с клавишей зеркального отображения. INTERCHI '93 опубликовал исследование Матиаса, Маккензи и Бакстона, показывающее, что люди, которые уже научились печатать вслепую, могут быстро восстановить от 50 до 70% своей скорости двуручного набора текста. Потеря способствует обсуждению скорости выше. Он реализован на двух популярных мобильных телефонах, каждый из которых снабжен программным устранением неоднозначности, что позволяет пользователям избегать использования клавиши пробела.
«Мультиамбические» манипуляторы для носимых компьютеров были изобретены в Канаде в 1970-х годах. Мультиамбические клавиши похожи на клавишные с аккордами, но без платы, в том смысле, что клавиши сгруппированы в кластер для использования в ручном режиме, а не для размещения на плоской поверхности.
Клавиатуры Chording также используются в качестве портативных, но двуручных устройств ввода для слабовидящих (либо в сочетании с обновляемым дисплеем Брайля, либо с синтезатором голоса). На таких клавиатурах используется минимум семь клавиш, каждая из которых соответствует отдельной точке Брайля , за исключением одной клавиши, которая используется как пробел. В некоторых приложениях пробел используется для создания дополнительных аккордов, которые позволяют пользователю вводить команды редактирования, такие как перемещение курсора или удаление слов. Обратите внимание, что количество точек, используемых при вычислении шрифта Брайля, равно не 6, а 8, поскольку это позволяет пользователю, среди прочего, различать строчные и заглавные буквы, а также определять положение курсора. В результате большинство современных клавиатур с аккордами для ввода шрифта Брайля содержат как минимум девять клавиш.
Аккордовая клавиатура с сенсорным экраном доступна пользователям смартфонов в качестве дополнительного способа ввода текста. Поскольку количество клавиш невелико, области кнопок можно сделать больше, и на маленьком экране их будет легче нажимать. Наиболее распространенные буквы не обязательно требуют аккорда, как в случае с раскладками, оптимизированными для клавиатуры GKOS (приложение для Android), где для двенадцати наиболее часто используемых символов требуются только отдельные клавиши.
Исторический
WriteHander, 12-клавишная аккордовая клавиатура от компании NewO, появилась в 1978 году в выпусках ROM Magazine, раннего журнала по приложениям для микрокомпьютеров.
Другой ранней коммерческой моделью был шестикнопочный микропроцессор , разработанный Сай Эндфилдом и Крисом Рейни и впервые проданный в 1980 году. Микрорайтинг - это система аккордового манипулирования, основанная на наборе мнемоник. Он был разработан только для правшей.
В 1982 году проводная клавиатура Octima с 8 клавишами была представлена израильским стартапом Ergoplic Kebords Ltd, основанным израильским исследователем с большим опытом проектирования интерфейсов «человек-машина». На клавиатуре было 8 клавиш, по одной для каждого пальца, и 3 дополнительных клавиши, которые позволяли вводить цифры, знаки препинания и управлять функциями. Клавиатура была полностью совместима с клавиатурами IBM PC и AT, а также имела версию Apple IIe. Его комбинации клавиш были основаны на мнемонической системе, которая обеспечивала быстрое и легкое обучение сенсорному типу. В течение нескольких часов пользователь мог достичь скорости набора текста, аналогичной скорости рукописного ввода. Уникальный дизайн также снимает напряжение с рук (синдром запястного канала) и позволяет печатать дольше, чем традиционные клавиатуры. Он был многоязычным с поддержкой английского, немецкого, французского и иврита.
БАТ является 7-ключ руки устройство размером от Infogrip, и было продано с 1985 года предоставляет один ключ для каждого пальца и три для большого пальца. Он предлагается для руки, которая не держит мышь, в точном продолжении видения Энгельбарта.
Современный
Современные примеры аккордовых клавиатур включают FrogPad , метод In10did, EkaPad, TextFaster и HotTyper. Некоторые из них предназначены для крошечных планшетных компьютеров и беспроводных мобильных терминалов, многие из них дополнительно доступны в виде приложений на устройствах Apple iOS . См. Также виртуальную клавиатуру на экране в Teague Labs.
CyKey
Крис Рейни, соавтор Microwriter, повторно представил Microwriting для ПК и КПК с автономной миниатюрной клавишной клавиатурой CyKey, которая обслуживает как левшей, так и правшей с 9 клавишами. CyKey (произносится как сай-ки) назван в честь соавтора системы аккордов Microwriter Сай Эндфилда , название также отражает ее интуитивный характер.
SiWriter
SiWriter - это приложение для iPad и iPhone, в котором используется близкий вариант системы аккордов микропроцессора, разработанной Сай Энфилдом. Он доступен в магазине приложений Apple. Эта система не имеет тактильной обратной связи, поэтому пользователи не могут определить, где их пальцы находятся в нужном месте, не глядя. Положение подушечки для пальцев регулируется по размеру руки пользователя. Он также работает для пользователей-левшей и имеет функцию вывода живой речи, полезную для людей с нарушениями речи.
FrogPad
FrogPad является 20-ключом аккордовая клавиатурой аналогичной по размеру цифровой клавиатуры , которая может быть использована с одной стороны, оптимизированной по частоте символов. 85% средних нажатий клавиш в английском тексте можно набирать без аккорда, а аккорды ограничиваются двумя пальцами.
Decatxt
Клавиатура Decatxt использует 10-клавишный метод аккорда IN10DID [29] (произносится как «предполагаемый») и в настоящее время продается на Amazon. Это беспроводная аккордовая клавиатура для одной руки, в которой под каждый палец помещаются две клавиши, чтобы использовать одну руку для набора текста. Обычно для любых операций требуется всего два пальца. Каждая клавиша по сути является клавишей Shift, так что с десятью клавишами есть десять одиночных нажатий клавиш и десятки двух и трех комбинаций клавиш. Алфавит создается одним нажатием на десять букв или сдвигом большим пальцем еще на шестнадцать. При изменении режимов, таких как блокировка цифр, можно выполнять другой ввод, например числа, одним нажатием клавиши. Это позволяет избежать сложных аккордов, обеспечивая при этом достаточное количество нажатий клавиш для эффективного набора текста и позволяет использовать некоторые уникальные реализации, такие как набор текста в перчатках или на рулевом колесе. Предполагалось, что к 2010 году в продаже появится контроллер видеоигры под названием X-SKIN, использующий эту систему, чтобы помочь сделать Morphs популярными в консольных системах и упростить ввод общих данных, таких как имя пользователя и пароль, но USB-устройство так и не было сделано. в продаже. Система аккордов IN10DID может применяться в конфигурациях одной рукой, двумя руками или с одной клавишей за раз, если это необходимо. Заявленные преимущества метода IN10DID - разнообразие устройств, ограниченное движение и простые аккорды.
Твиддлер
Twiddler - это полнофункциональная 16-клавишная клавиатура (плюс мышь), которая помещается в ладони одной руки. Первоначально он был представлен в начале 1990-х годов компанией Handykey, а в настоящее время производится компанией Tek Gear (Tek Gear приобрела Handykey 30 апреля 2008 года). Он популярен среди исследователей носимых компьютеров и любителей из-за простоты использования, большого сообщества пользователей и активной поддержки со стороны производителя. Каждый одиночный и многоклавишный аккорд Twiddler может быть настроен конечным пользователем. Twiddler стандартно поставляется с набором аккордов «A, B, C, D», с TabSpace и другими доступными наборами аккордов. Аккорды не ограничиваются одиночными нажатиями клавиш - несколько нажатий клавиш могут быть отправлены одним нажатием аккорда. Примером этого является адрес электронной почты или блок адреса, который можно набрать, нажав всего один аккорд. Благодаря эффективности использования многосимвольных аккордов начинающие пользователи Twiddler набирают со скоростью 47 слов в минуту, а эксперты - до 130 слов в минуту.
ASETNIOP
ASETNIOP - это виртуальная клавиатура, основанная на аккордах, появившихся в 2012 году. В алфавите используются 8 клавиш исходного ряда как ASET и NIOP (наиболее часто набираемая клавиша для каждого пальца при слепом вводе на клавиатуре QWERTY на английском языке), а также 18 клавиш. аккордовые сочетания. Компоновка также делает менее загроможденную 10-кнопочную клавиатуру для планшетных компьютеров, сенсорных экранов, сенсорных панелей и может использоваться в проводных перчатках .
Смотрите также
- BAT клавиатура
- FrogPad
- Keyer
- Микрорайтер
- Палантип
- Стенотип
- Велотипическая слогово - аккордная клавиатура
использованная литература
- Бардини, Тьерри, Bootstrapping: Дуглас Энгельбарт, Коэволюция и истоки персональных вычислений (2000), главы 2 и 3, ISBN 0-8047-3723-1 , ISBN 0-8047-3871-8
- Энгельбарт и Инглиш, «Исследовательский центр по развитию человеческого интеллекта», AFIPS Conf. Proc. , Том 33, Осенняя компьютерная конференция 1968 года, стр. 395-410.
- Локхед и Клеммер, Оценка пишущей машинки с 8 клавишами , Отчет об исследованиях IBM RC-180, Исследовательский центр IBM, Йорктаун-Хайтс, Нью-Йорк, ноябрь 1959.
- Рочестер, Бекарт и Шарп, «Аккордовая клавиатура», IEEE Computer , декабрь 1978 г., стр. 57-63.
- Сейбел, «Устройства и процедуры ввода данных», в Human Engineering Guide to Equipment Design , Van Cott and Kinkade (Eds), 1963.