Αρχέτυπα

Περίληψη

Σε αυτό το κεφάλαιο μελετάμε τις ιδιότητες του υπολογιστή που επιτρέπουν τη διάδραση με τον άνθρωπο. Εδώ εστιάζουμε την προσοχή μας στις ιδιότητες του υπολογιστή και ειδικά στα συστήματα εισόδου και εξόδου. Θα μελετήσουμε τα παραδοσιακά συστήματα εισόδου και εξόδου, όπως είναι το πληκτρολόγιο και το ποντίκι, καθώς και τα κινητά και διάχυτα συστήματα εισόδου και εξόδου, που έχουν πολύ περισσότερες σε αριθμό και είδος συσκευές διάδρασης με τον χρήστη, όπως τον εντοπισμό γεωγραφικής θέσης, την αφή, την κάμερα, κτλ.

O Leonardo da Vinci δεν μπορούσε να εφεύρει ούτε έναν κινητήρα για κάποιο από τα οχήματά του. Μπορεί να ήταν ο εξυπνότερος άνθρωπος στην εποχή του, αλλά γεννήθηκε στη λάθος εποχή. Η εξυπνάδα του δεν μπορούσε να υπερβεί την εποχή του. Alan Kay

Δομικά στοιχεία

Οι περισσότεροι είμαστε πολύ καλοί ή ακόμη και άριστοι χρήστες του επιτραπέζιου ΗΥ. Η κατεύθυνση του κινητού και του διάχυτου υπολογισμού αποτελεί μια πρόκληση για όλους τους χρήστες αλλά και για τους προγραμματιστές επιτραπέζιων ΗΥ, επειδή τα οικεία συστήματα εισόδου/εξόδου αλλάζουν δραστικά προς την κατεύθυνση της φυσικής διάδρασης (π.χ., αφή, φυσική γλώσσα, αναγνώριση εικόνας).1 Επιπλέον, ο κινητός και διάχυτος υπολογισμός σε κάποιες περιπτώσεις δεν έχει όλους του υπολογιστικούς πόρους (π.χ., επεξεργαστή, μνήμη, αποθήκευση) στα οποία έχουμε συνηθίσει από τους μοντέρνους ΗΥ γραφείου.

Ένα μεγάλο μέρος της προόδου στα πρώτα βήματα της διάδρασης έγινε στις συσκευές εξόδου, όπως είναι η οθόνη και ο τρόπος που απεικονίζεται η πληροφορία πάνω σε αυτή. Από την πλευρά των συσκευών εισόδου, εκτός από το κλασικό πληκτρολόγιο, η μεγαλύτερη επιτυχία ήταν το ποντίκι, το οποίο ανήκει στην ομάδα των συσκευών έμμεσης εισόδου. Με βάση τις δυνατότητες που έχουν οι αρχικά διαθέσιμες συσκευές εισόδου, εξόδου και επεξεργασίας δεδομένων, μια σειρά από μορφές διάδρασης έγιναν διαθέσιμες και αποδεκτές από τους χρήστες: 1) γραμμή εντολών, 2) μενού και φόρμες, 3) φυσική γλώσσα, 4) απευθείας χειρισμός, 5) επαυξημένη και εικονική πραγματικότητα.

Τα πρώτα βήματα της διάδρασης έγιναν στον χώρο της εργασίας και ειδικά στις εκδόσεις έντυπου υλικού, και όπως ήταν επόμενο, ένα μεγάλο μέρος από αυτό που αργότερα έγινε γνωστό ως επιτραπέζιο γραφικό περιβάλλον εργασίας βασίζεται στις αντίστοιχες ανάγκες.[@hiltzik1999dealers] Το πληκτρολόγιο ήταν απαραίτητο για την εισαγωγή και την επεξεργασία του κειμένου, ενώ το καινοτόμο ποντίκι επέτρεψε την εύκολη πλοήγηση ανάμεσα σε πολλές επιλογές επεξεργασίας του εγγράφου, που αλλιώς θα έπρεπε να απομνημονεύσει ο χρήστης.

Τα ιστορικά παραδείγματα διάδρασης με συσκευές χρήστη έχουν, σε ορισμένες περιπτώσεις, κάποιες επικαλύψεις (χρονικές ή στα χαρακτηριστικά τους), όμως είναι όσο γίνεται περισσότερο ανεξάρτητα. Από τη μία πλευρά, η χρονολογική επισκόπηση είναι μια ενδιαφέρουσα ιστορική αναδρομή στην τεχνολογική εξέλιξη με έμφαση στη διάδραση, αλλά ταυτόχρονα είναι και μια εργαλειοθήκη για τον μελλοντικό σχεδιαστή της διάδρασης. Εστιάζουμε ειδικότερα στην εξέλιξη των διαδραστικών συστημάτων και στο πώς έχουν αυξήσει τη χρησιμότητα και την ευχρηστία των υπολογιστών.

Figure 1: Ο μετασχηματισμός της διάδρασης από τον τηλέτυπο προς την γραφική διεπαφή στις αρχές της δεκαετίας του 1960 φαντάζει ως μια πολύ σημαντική αλλαγή παραδείγματος. Στην πράξη όμως μπορούμε να διαγνώσουμε την έμπνευση των σχεδιαστών των Sketchpad, Spacewar, στο οικείο για αυτούς σύστημα SAGE, το οποίο χρησιμοποιούσε γραφικά για την απεικόνιση και ταυτοποίηση ιπτάμενων αντικειμένων πάνω σε μια οθόνη ραντάρ.
Figure 2: Ενα από τα πρώτα δημοφιλή βιντεοπαιχνίδια δημιουργήθηκε το 1962 και παιζόταν από δύο παίκτες γιατί ο δυνατός για την εποχή υπολογιστής δεν είχε αρκετή ισχύ για τον αυτόματο έλεγχο του αντιπάλου, αφού οι πόροι είχαν χρησιμοποιηθεί για τα γραφικά, την φυσική κίνηση και τον έλεγχο της σύγκρουσης. Το παιχνίδι αυτό αν και δημιουργήθηκε σε ερευνητικό περιβάλλον για επίδειξη, έγινε σημείο αναφοράς και αντιγραφής από πολλούς προγραμματιστές και επηρέασε τα παιχνίδια της επόμενης δεκαετίας που δημιούργησαν την βιομηχανία των βιντεοπαιχνιδιών.

Με το ίδιο σκεπτικό, οι κατασκευαστές των πρώτων συστημάτων διάδρασης χρησιμοποίησαν συσκευές εισόδου και εξόδου με τον χρήστη, τις οποίες είχαν ήδη διαθέσιμες από σχετικές τεχνολογίες 2 3. Πράγματι, ο τηλέτυπος ήταν επίσης μια τεχνολογία με σχεδόν έναν αιώνα λειτουργίας, επομένως ήταν διαθέσιμος και αξιόπιστος. Στα πρώτα στάδια, ο τηλέτυπος επέτρεψε στον χρήστη να πληκτρολογήσει το πρόγραμμα και να βλέπει τι ακριβώς έγραψε στο χαρτί. Καθώς οι υπολογιστές έγιναν περισσότερο διαδραστικοί με την τεχνολογία του χρονοδιαμοιρασμού ο τηλέτυπος επέτρεψε και την απόκριση του υπολογιστή σε πραγματικό χρόνο πάνω στο ίδιο χαρτί μπροστά στον χρήστη 4 5.

Η καθιέρωση του τηλέτυπου ως βασική συσκευή διάδρασης με τον υπολογιστή οδήγησε σταδιακά και στον διαχωρισμό της εισόδου από την έξοδο, αφού στις περισσότερες περιπτώσεις ο προγραμματισμός γινόταν σε εργασίες δέσμης οι οποίες είχαν ετεροχρονισμένη έξοδο. Πράγματι, οι περισσότεροι υπολογιστές εκείνης της εποχής ήταν πολύ ακριβοί και σχετικά αργοί για διάδραση σε πραγματικό χρόνο. Ακόμη, πολλές δημοφιλείς εφαρμογές, όπως ήταν οι λογιστικές και η μισθοδοσία γίνονταν περιοδικά, αλλά με μεγάλη ανάγκη για ταχύτατη εκτύπωση του αποτελέσματος σε μικρό χρόνο. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργήθηκε η ανάγκη για μια αποκλειστική συσκευή εξόδου, που οδήγησε στην κατασκευή του εκτυπωτή γραμμής Βλέπουμε λοιπόν, ότι αρχικά η διάδραση είχε καθοριστεί από τις υπάρχουσες συσκευές εισόδου και εξόδου, οι οποίες βασίζονται στο πληκτρολόγιο και στην εκτύπωση κειμένου, τα οποία άφησαν ένα διαχρονικό αποτύπωμα σε όλα τα σύγχρονα συστήματα, ενώ παραμένουν θεμελιώδη σε συστήματα που βασίζονται στο UNIX. Η χρήση του τηλέτυπου οδήγησε στην δημιουργία πολλών μορφών διάδρασης, όπως είναι η γραμμή εντολών, η φόρμα, τα μενού, και η φυσική γλώσσα.

Figure 3: Το μοντέλο 33 της εταιρείας Teletype αποτελεί μια ολοκληρωμένη συσκευή εισόδου και εξόδου και ήταν πολύ δημοφιλής με τους μίνι-υπολογιστές της δεκαετίας του 1960, καθώς και με τους πρώτους μίκρο-υπολογιστές, αφού για πολλά χρόνια ήταν η πιο οικονομική και οικεία λύση. Ο χρήστης μπορούσε να αλληλεπιδράσει με τον υπολογιστή με το πληκτρολόγιο και να δει την έξοδο να τυπώνεται στο χαρτί, ενώ η διάτρητη χαρτοταινία επιτρέπει τόσο την αποθήκευση δεδομένων, όσο και την φόρτωση τους.
Figure 4: Το περιβάλλον προγραμματισμού JOSS δεν έκανε διάκριση ανάμεσα σε γλώσσα προγραμματισμού και λειτουργικό σύστημα και επηρέασε την έκδοση της BASIC για μικροϋπολογιστές της δεκαετίας του 1980, γιατί βασιζόταν σε μια σύγχρονη αλληλεπίδραση ανθρώπου και υπολογιστή, σε αντίθεση με τα συστήματα εκείνης της εποχής που βασίζονταν κυρίως σε εργασίες δέσμης. Επίσης, η JOSS δείχνει την κατανόηση της διάδρασης ως διαλογική επικοινωνία ανθρώπου-υπολογιστή και ταυτόχρονα αποτυπώνει τον ρόλο των συσκευών διάδρασης σε αυτόν τον διάλογο, που στην περίπτωση της ήταν ο τηλέτυπος.

Εξίσου καθοριστική ήταν η εφεύρεση της συσκευής εισόδου ποντίκι, η οποία επιτρέπει την έμεση διάδραση με μεγάλη ακρίβεια και άνεση αρχικά με κείμενο και στην συνέχεια με σημεία της οθόνης.

Η συσκευή εισόδου πένα έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς συνδυάζει και τους δύο τύπους διάδρασης με συσκευές εισόδου, αλλά κυρίως επειδή ιστορικά εμφανίστηκε πολύ νωρίτερα από το ποντίκι, αλλά δεν είχε την ίδια αποδοχή. Πρώτα από όλα, η πένα είναι μια συσκευή εισόδου που μπορεί να λειτουργήσει τόσο ως συσκευή άμεσης όσο και έμμεσης διάδρασης. Για παράδειγμα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την πένα απευθείας πάνω σε μια οθόνη, οπότε έχουμε μια διάδραση που είναι ανάλογη της χρήσης του μολυβιού πάνω σε χαρτί. Επιπλέον, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την πένα ως συσκευή έμμεσης εισόδου, όπως χρησιμοποιούμε το ποντίκι, και τότε η διαφορά, εκτός από το κράτημα της συσκευής, βρίσκεται στο γεγονός ότι η πένα μπορεί να έχει ένα-προς-ένα σχέση με τη συσκευή εξόδου ακόμη και στην περίπτωση που λειτουργεί ως έμμεση συσκευή εισόδου. Αν και από τα παραπάνω η πένα φαίνεται να είναι μια ευέλικτη και επιθυμητή συσκευή εισόδου, στην πράξη έχει αποδειχτεί ότι κουράζει το χέρι, ενώ δεν έχει την ταχύτητα και την ακρίβεια του ποντικιού. Φυσικά, υπάρχουν κάποιες επιμέρους χρήσεις, όπως στη σχεδίαση, όπου η πένα μπορεί να έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι του ποντικιού.

Το ποντίκι στα πρώτα συστήματα διάδρασης ήταν απλώς μια συσκευή επιλογής κειμένου. Στην πορεία, και καθώς η οθόνη εμπλουτίστηκε με περισσότερα στοιχεία γραφικών όπως τα παράθυρα και τα εικονίδια, το ποντίκι κράτησε τον ρόλο του ως η πιο αποδοτική συσκευή επιλογής στόχου και μετακίνησης αντικειμένων πάνω στην οθόνη. Από τα πρώτα εμπορικά βήματα, το ποντίκι είχε διαφορετικό αριθμό πλήκτρων ανάλογα με τις ανάγκες του χρήστη. Για παράδειγμα, οι υπολογιστές της Apple αρχικά συνοδεύονταν από ποντίκι με ένα κουμπί, ενώ οι περισσότερες από τις άλλες εμπορικές προτάσεις είχαν δύο ή τρία κουμπιά. Στο πέρασμα των χρόνων και καθώς το ποντίκι κέρδιζε τη θέση του σε περισσότερες και πιο πολύπλοκες εφαρμογές, ο σχεδιασμός του επαυξήθηκε, τόσο με επιπλέον κουμπιά όσο και με νέες λειτουργίες που γεφύρωσαν το χάσμα με τις πολύ δημοφιλείς οθόνες αφής.

Καθώς ο υπολογιστής απέκτησε μεγαλύτερη ισχύ και δικτύωση, και κυρίως, καθώς οι ανθρώπινες ανάγκες και χρήσεις του υπολογιστή επεκτάθηκαν και σε άλλους τομείς πέρα από την εργασία, νέες συσκευές εισόδου και εξόδου, όπως η κάμερα, το μικρόφωνο, τα ηχεία, απέκτησαν σημασία. Η πρώτη περίοδος των υπερμέσων και πολυμέσων ήταν περιορισμένη σε στατικά αποθηκευτικά μέσα όπως οι οπτικοί δίσκοι, αλλά η εξάπλωση της δικτύωσης μετέφερε την αποθήκευση, την επεξεργασία, και τη διανομή τους μέσω του δικτύου των υπολογιστών με τη συμμετοχή των χρηστών.

Κατασκευή νέων διεπαφών

Η διάκριση ανάμεσα σε συσκευές εισόδου και εξόδου είναι περισσότερο τεχνητή παρά πραγματική και γίνεται χάριν ανάλυσης, αφού τελικά αυτό που μας ενδιαφέρει, δηλαδή το μοντέλο της διάδρασης είναι πάντα ένας συνδυασμός αυτών των δύο. Ο χρήστης μέσω της συσκευής εισόδου θα μεταδώσει την πρόθεσή του στον υπολογιστή, ο οποίος θα επικοινωνήσει την κατάστασή του μέσω μιας συσκευής εξόδου. Έχοντας προσεγγίσει τη διάδραση τόσο από την πλευρά του ανθρώπου όσο και από την πλευρά του υπολογιστή, θα στρέψουμε την προσοχή μας στον μεταξύ τους διάλογο, όπου θα εξετάσουμε διάφορα μοντέλα διάδρασης.

Η μεγάλη πρόκληση στη σχεδίαση των μοντέλων διάδρασης βρίσκεται στο γεφύρωμα των διαφορών που υπάρχουν ανάμεσα στην εικόνα που έχει ο τελικός χρήστης για το σύστημα και σε εκείνη που έχουν οι κατασκευαστές του για το πώς λειτουργεί το σύστημα εσωτερικά. Το χάσμα αυτό αποτελεί πρόκληση, κυρίως γιατί οι ανάγκες των χρηστών είναι ένας κινούμενος στόχος, αφού οι χρήστες έχουν μεγάλες διαφορές μεταξύ τους και επιπλέον, ο ίδιος χρήστης έχει διαφορετικές ανάγκες και προτιμήσεις ανάλογα με τη χρονική στιγμή και την περίσταση, καθώς και διαχρονικά. Τέλος, η κάθε τεχνολογική παρέμβαση επηρεάζει (ή τουλάχιστον επαναπροσδιορίζει) τις ανάγκες των χρηστών, και δημιουργεί μια αυτοτροφοδοτούμενη ανάγκη για νέα μοντέλα διάδρασης.

Figure 5: Το πληκτρολόγιο ακόρντων επιτρέπει την είσοδο 31 διαφορετικών κωδικών που καλύπουν όλο το λατινικό αλφάβητο ή μπορούν να αντιστοιχούν σε τροπικές κεντολές. Σε συνδυασμό με μια αποδοτική συσκευής επιλογής στόχων στην οθόνη, δεν υπάρχει ανάγκη για το παραδοσιακό πληκτρολόγιο, ειδικά για την συχνή διεργασία της απλής επεξεργασίας έτοιμου κειμένου. Αν και είχε ήδη χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν στον τηλέτυπο και στην συντομογραφία, ο συνδυασμός με το ποντίκι έχει το εργονομικό πλεονέκτημα ότι ο χρήστης δεν χρειάζεται να μετακινήσει τα χέρια του.
Figure 6: Το γάντι δεδομένων περιέχει αισθητήρες που καταγράφουν την θέση του χεριού και τις κινήσεις των δακτύλων, έτσι ώστε να υπάρχει λεπτομερής χειρισμός σε περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας ή σε άλλες εφαρμογές, όπως ρομποτική.

Οι σχεδιαστές προσπαθούν να γεφυρώσουν το χάσμα με γενικά μοντέλα διάδρασης. Τα μοντέλα διάδρασης μας βοηθούν να κατανοήσουμε τι συμβαίνει κατά την επικοινωνία μεταξύ του χρήση και του συστήματος. Η εργονομία ασχολείται με τα φυσικά χαρακτηριστικά της διάδρασης, και πώς αυτά επηρεάζουν την αποτελεσματικότητά της. Ο διάλογος μεταξύ του χρήστη και του συστήματος επηρεάζεται από το στυλ της διεπαφής ανθρώπου και υπολογιστή, και το στυλ αυτό είναι το βασικό αντικείμενο της σχεδίασης, όπως τουλάχιστον θα φανεί στον τελικό χρήστη. Η διάδραση λαμβάνει χώρα μέσα σε ένα κοινωνικό και οργανωτικό πλαίσιο, το οποίο επηρεάζει τόσο τον χρήστη, όσο και το σύστημα. Τα υποδείγματα διάδρασης παρέχουν μια καλή θεώρηση του ιστορικού των διαδραστικών συστημάτων υπολογιστών.

Στις προηγούμενες ενότητες είδαμε ξεχωριστά μια σειρά από συσκευές εισόδου (π.χ., ποντίκι) και εξόδου (π.χ., οθόνη), καθώς και τα στυλ διάδρασης που επιτρέπουν (π.χ., μενού), αλλά δεν έχουμε δει καθόλου τους συνδυασμούς τους. Ειδικά η δημοφιλής επιφάνεια εργασίας στον επιτραπέζιο υπολογιστή είναι παράδειγμα μονοδιάστατης αντίληψης για τη διάδραση ανθρώπου και υπολογιστή. Αν φανταστούμε πώς βλέπει τον χρήστη ένας υπολογιστής με διάδραση τύπου επιφάνειας εργασίας, τότε καταλήγουμε ότι η εικόνα που έχει ο υπολογιστής για εμάς δεν είναι πλήρης αλλά μοιάζει με μια παλάμη, ένα δάκτυλο, κι ένα μάτι, αφού αυτά αρκούν για αυτό τον τύπο διάδρασης. Με δεδομένη τη δυνατότητα του ανθρώπου να εκφράζει τις προθέσεις του και να προσλαμβάνει ερεθίσματα με ένα πολύ πλουσιότερο φάσμα κινήσεων και αισθήσεων, καταλήγουμε ότι η διάδραση με την επιφάνεια εργασίας είναι απλά μια μικρή υποπερίπτωση της διάδρασης ανθρώπου και υπολογιστή 6 7.

Υπάρχει μια πολύ μεγάλη ποικιλία από συσκευές εισόδου για τον υπολογιστή και η επιλογή της κατάλληλης συσκευής εξαρτάται λιγότερο από την τεχνολογία και περισσότερο από τον χρήστη, το πλαίσιο χρήσης, καθώς και από τις διεργασίες του χρήστη. Αρχικά, στους πρώτους κεντρικούς υπολογιστές η είσοδος βασιζόταν στο χαρτί, αφού το χαρτί ήταν από πολύ παλιά ένα μέσο οικείο για τον άνθρωπο. Καθώς, όμως, οι υπολογιστές μετασχηματίζονται, με νέες φόρμες και χρήσεις, σε επιτραπέζιους, κινητούς και διάχυτους, δημιουργούνται νέοι τρόποι ελέγχου και νέες συσκευές εισόδου. Μερικές από τις πιο δημοφιλείς συσκευές εισόδου στους επιτραπέζιους υπολογιστές είναι το πληκτρολόγιο, το ποντίκι, η πένα, το χειριστήριο (παιχνιδιών), το trackpad, η κάμερα, κ.ά. Στον κινητό υπολογισμό έχουμε επιπλέον συστήματα εισόδου όπως η γεωγραφική θέση, ο προσανατολισμός, το επιταγχυσιόμετρο, ενώ στον διάχυτο υπολογισμό (π.χ., φορετοί υπολογιστές, έξυπνα ρολόγια) έχουμε επιπλέον συστήματα εισόδου όπως οι αισθητήρες περιβαλλοντικών και βιολογικών σημάτων. Η επιλογή συσκευών εισόδου γίνεται περισσότερο περίπλοκη όταν θέλουμε να συνδυάσουμε διαφορετικές συσκευές εισόδου σε μια πολυτροπική σύνθεση.

Figure 7: Όπως και η πένα εισόδου, έτσι και μπάλα κύλισης δημιουργήθηκε αρχικά για να διευκολύνει τον εντοπισμό σημείων πάνω σε μια οθόνη ραντάρ που οπτικοποιεί πλοία. Η μπάλα κύλισης παράμεινε πάντα σε χρήση για ορισμένες εφαρμογές και έδωσε την έμπνευση για την πιο σημαντική βελτίωση στην χρήση του ποντικιού όπου οι τροχοί του αντικαταστάθηκαν από μια μικρή μπάλα.
Figure 8: Το αρχικό ποντίκι με τους δύο τροχούς κύλισης που ακουμπάνε απευθείας πάνω στο τραπέζι μπορούσε να επιλέγει κείμενο αλλά δεν ήταν βέλτιστο για την ελεύθερη επιλογή σημείων στην οθόνη, γιατί μπορούσε να κινηθεί μόνο σε οριζόντιες και κατακόρυφες ευθείες γραμμές. Οι μηχανικοί της Telefunken βασιζόμενοι στην σχεδίαση της μπάλας κύλισης, την οποία γύρισαν ανάποδα, έφτιαξαν το πρώτο εύχρηστο ποντίκι για γραφικά περιβάλλοντα.

Ένας δημοφιλής και απλός τρόπος για να ταξινομήσουμε τις συσκευές εισόδου είναι με δύο παραμέτρους που αντιστοιχούν στον αριθμό των διαστάσεων και στην ιδιότητα που παρακολουθεί η συσκευή εισόδου. Για παράδειγμα, το ποντίκι μπορεί να έχει μια ροδέλα κύλισης η οποία επιτρέπει την εύκολη κατακόρυφη ροή των σελίδων κειμένου στην οθόνη, ενώ ταυτόχρονα παρακολουθεί τη θέση της συσκευής πάνω στις δύο διαστάσεις του τραπεζιού για να μετακινήσει αντίστοιχα τον δείκτη στην οθόνη. Με τη χρήση μιας κάμερας βάθους πεδίου μπορούμε να παρακολουθήσουμε την κίνηση των δακτύλων ή όλου του σώματος σε τρεις διαστάσεις. Βλέπουμε λοιπόν ότι για την ίδια παράμετρο (αριθμός διαστάσεων) μπορούμε να έχουμε την ίδια ή διαφορετικές συσκευές εισόδου, καθώς και ένα μεγάλο εύρος από αισθητήρες, που μπορεί να αποτελούνται από μηχανικά, ηλεκτρονικά, και οπτικά μέρη. Εκτός από την παράμετρο του αριθμού των διαστάσεων που καταγράφει μια συσκευή εισόδου, η δεύτερη παράμετρος είναι το είδος της κίνησης που καταγράφεται. Το είδος της κίνησης μπορεί να είναι η θέση (π.χ., ποντίκι πάνω σε τραπέζι), η κίνηση (π.χ., ροδέλα κύλισης), και η πίεση (π.χ., πλήκτρο). Η αποτύπωση των παραμέτρων και η συμπλήρωση των αντίστοιχων συσκευών εισόδου, μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε έναν σχεδιαστικό χώρο όπου φαίνονται άμεσα οι ευκαιρίες για νέες συσκευές εισόδου 8 9.

Η κατασκευή νέων συσκευών εισόδου είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα αλλά και σύνθετη εργασία. Από τη μια πλευρά, η κατασκευή νέων συσκευών εισόδου δίνει στον άνθρωπο νέες επαυξημένες δυνατότητες για να ενεργήσει στον κόσμο της πληροφορίας, ο οποίος αντιπροσωπεύει ή ακόμη και ελέγχει τον πραγματικό κόσμο. Από την άλλη πλευρά, η κατασκευή νέων συσκευών εισόδου επηρεάζεται από ένα μεγάλο εύρος παραμέτρων, των οποίων η σύνθεση δύσκολα γίνεται γνωστή σε βάθος από τους σχεδιαστές. Για παράδειγμα, η σχεδίαση της συσκευής εισόδου ‘ποντίκι’ υλοποίησε στο ακέραιο το όραμα του σχεδιαστή της για την επαύξηση της ανθρώπινης σκέψης, αφού έδωσε πρόσβαση στους υπολογιστές και στην πληροφορία σε ένα μεγάλο εύρος χρηστών πέρα από τους ειδικούς. Ταυτόχρονα, η κατασκευή της συσκευής εισόδου ‘ποντίκι’ δεν ήταν άμεσα προφανής, αφού υπάρχουν πάντα πολλές εναλλακτικές συσκευές εισόδου για τον ίδιο σκοπό. Ακόμη, η συσκευή εισόδου ‘ποντίκι’ βρίσκεται σε έναν συνεχή μετασχηματισμό, καθώς επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες όπως το πλαίσιο χρήσης, οι προτιμήσεις, και η κατανόηση που έχουν οι σχεδιαστές της. Για παράδειγμα, τα δημοφιλή δικτυακά βιντεοπαιχνίδια δράσης τρίτου προσώπου δημιούργησαν την ανάγκη για ποντίκια με πολλά πλήκτρα. Αντίστοιχα, η κατασκευή κάθε νέας συσκευής εισόδου θα πρέπει να ισορροπήσει ανάμεσα σε όλες τις παραπάνω δυνάμεις.

Οι υπολογιστές έχουν τη δυνατότητα να επεξεργάζονται πληροφορία που τελικά αναπαριστούν μέσα από πολλά διαφορετικά κανάλια. Οι πρώτοι κεντρικοί υπολογιστές είχαν ως έξοδο το χαρτί, ακριβώς όπως είχαν το χαρτί ως είσοδο, γιατί αυτός ήταν ο πιο αποτελεσματικός τρόπος διάδρασης με τους ανθρώπους, οι οποίοι από πολύ παλιά έχουν μια οικειότητα με το χαρτί. Καθώς ο υπολογιστής απέκτησε νέες μορφές (όπως είναι ο επιτραπέζιος, ο κινητός, και ο διάχυτος), αναπτύχθηκαν νέοι τρόποι αναπαράστασης της πληροφορίας. Η οθόνη του υπολογιστή είναι με μεγάλη διαφορά η πιο δημοφιλής συσκευή εξόδου, επειδή μπορεί να έχει πολλά σχήματα και μεγέθη, ανάλογα με τη φόρμα του υπολογιστή (π.χ., επιτραπέζιος, φορητός, φορετός, δωματίου, κτλ.), και στην περίπτωση που πρόκειται για οθόνη εικονοστοιχείων, μπορεί να οπτικοποιήσει την πληροφορία με πολλούς διαφορετικούς τρόπους 10 11. Εκτός από την οθόνη, τα ηχεία επιτρέπουν στον υπολογιστή να επικοινωνήσει μέσω του ήχου ή ακόμη και μέσω της φυσικής γλώσσας με ομιλία. Στις μικρότερες φόρμες των υπολογιστών (π.χ., κινητός, φορετός) καθώς και στα πλαίσια χρήσης όπου η οπτική προσοχή του ανθρώπου είναι στραμμένη αλλού (π.χ., οδήγηση, άθληση), οι ενδεικτικές λυχνίες καθώς και η δόνηση αποκτούν σημαντικό ρόλο.

Figure 9: Η μεγάλη διαθεσιμότητα των συσκευών τηλεόρασης την δεκαετία του 1970 επέτρεψε σε πολλούς ερασιτέχνες να συνδέσουν ένα πληκτρολόγιο για να γράψουν κείμενο στην οθόνη της. Αν και οι συσκευές αυτές δεν είχαν κάποιο επεξεργαστή, στην συνέχεια επεκτάθηκαν για να συνδεθούν με τους πρώτους μικροϋπολογιστές.
Figure 10: Το teletext είναι ένα από τα πρώτα λειτουργικά συστήματα διαδραστικής πληροφόρησης το οποίο μάλιστα βασίζεται στην αναλογική τεχνολογία μετάδοσης και απεικόνισης τηλεοπτικού σήματος. Αρχικά σχεδιάστηκε για την μετάδοση προαιρετικών υπότιτλων για όσους έχουν προβλήματα ακοής, αλλά στην συνέχεια έγινε δημοφιλές για τις σελίδες πληροφόρησης σχετικά με τον καιρό, τις ειδήσεις, αθλητικά, και σελίδες τοπικού ενδιαφέροντος αφού η εμβέλεια του τηλεοπτικού σήματος είναι από την φύσης της περιορισμένη.

Η κυριαρχία της οθόνης ως συσκευής εξόδου είναι τόσο μεγάλη που στις περισσότερες πηγές για την κατασκευή της διάδρασης υπονοείται η χρήση της, χωρίς να αφήνονται περιθώρια για τη θεώρηση εναλλακτικών συσκευών εξόδου. Επιπλέον, η ωριμότητα και το προσιτό κόστος των προβολών σε δύο διαστάσεις έχει αφήσει στο περιθώριο την πιο φυσική για τον άνθρωπο προβολή σε τρεις διαστάσεις και τα αντίστοιχα εικονικά περιβάλλοντα. Από μια ανθρωποκεντρική σκοπιά, αν εξετάσουμε τα αισθητήρια όργανα του ανθρώπου διαπιστώνουμε ότι η αίσθηση της αφής, ειδικά αυτή στις άκρες των δακτύλων, είναι από τις πιο πλούσιες σε νευρικές απολήξεις, τόσο σε εύρος όσο και σε είδος, αφού μπορεί να αντιληφθεί την υφή, το σχήμα, τη θερμοκρασία των υλικών. Με δεδομένο ότι οι διαθέσιμες τεχνολογίες που επαυξάνουν την αφή δεν είναι ακόμη τόσο ώριμες όσο οι τεχνολογίες για τις οθόνες, γίνεται φανερό ότι η κυριαρχία της οθόνης ως συσκευής εξόδου είναι περισσότερο αποτέλεσμα μιας τεχνολογικής περίστασης και όχι τόσο της ανάγκης για ανθρωποκεντρική κατασκευή της διάδρασης. Όπως και στην περίπτωση των συσκευών εισόδου, έτσι και για τις συσκευές εξόδου τα πιο ενδιαφέροντα αλλά και δύσκολα στην κατασκευή συστήματα διάδρασης βασίζονται στη σύνθετη ή πολυτροπική διάδραση, που εξετάζεται στην επόμενη ενότητα.

Με τον όρο φυσική διάδραση12 εννοούμε ένα σύνολο από δεξιότητες που είναι δεδομένες για τους ανθρώπους, όπως είναι οι χειρονομίες, οι εκφράσεις του προσώπου, η αναγνώριση φυσικής γλώσσας, κτλ. Η φυσική διάδραση ανθρώπου και υπολογιστή φαίνεται να είναι ο πιο λογικός τρόπος για να γεφυρώσουμε τις διαφορές που έχουν άνθρωποι και υπολογιστές. Στην πράξη, αν και τα συστήματα φυσικής διάδρασης έχουν ωριμάσει αρκετά, η αποτελεσματικότητά τους είναι αποδεκτή μόνο σε πολύ στενά πλαίσια της ανθρώπινης δραστηριότητας. Οι περιορισμοί που έχουν τα συστήματα φυσικής διάδρασης έχουν να κάνουν με την αδυναμία να δώσουν ανάδραση για την παρούσα κατάσταση, και κυρίως με την περιορισμένη εικόνα που έχει ο χρήστης για τις πιθανές δράσεις. Από τη μία πλευρά, ο χρήστης δε χρειάζεται να προσαρμοστεί στο μοντέλο λειτουργίας του συστήματος (αφού αυτό είναι τελείως φυσικό και βασίζεται απόλυτα στις ανθρώπινες δεξιότητες), από την άλλη πλευρά όμως, η φυσική διάδραση δεν επιτρέπει τη δημιουργία σύνθετων συστημάτων, αφού είναι δύσκολο να ξέρει ο χρήστης πού βρίσκεται και τι μπορεί να κάνει. Επιπλέον, η φυσική διάδραση σε πολλές περιπτώσεις είναι δύσκολο να κατασκευαστεί με τρόπο γενικό, που να καλύπτει όλους τους ανθρώπους, επειδή υπάρχει πολύ μεγάλη διακύμανση σε φυσικές δεξιότητες, όπως είναι οι χειρονομίες ή η ομιλία.

O σχεδιασμός του υπολογιστή και ειδικά των συσκευών εισόδου και εξόδου μπορεί να επιφέρει συγκεκριμένη ανάδραση από τους χρήστες. Το αν οι χρήστες θα αγοράσουν, θα μάθουν, θα χρησιμοποιήσουν ένα προϊόν ή αν θα συνεργαστούν με άλλους, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πόσο άνετα νιώθουν όταν βλέπουν και κρατάνε το αντίστοιχο σύστημα, καθώς και από το πόσο το εμπιστεύονται. Εάν ο υπολογιστής αργεί και είναι ενοχλητικός, τότε είναι πιθανό οι χρήστες να αποφύγουν τη διάδραση. Εάν όμως το σύστημα εισόδου και εξόδου είναι ευχάριστο και γρήγορο τότε η χρήση του γίνεται περισσότερο επιθυμητή και άνετη, οπότε οι χρήστες είναι πιθανό να το αγοράσουν και να το χρησιμοποιήσουν.

Figure 11: Το Makey Makey είναι ένα Arduino που έχει οργανωθεί και προγραμματιστεί έτσι ώστε να διευκολύνει τον πειραματισμό με νέες συσκευές εισόδου.
Figure 12: Το RaspberryPi δημιουργήθηκε για να δώσει οικονομική πρόσβαση στον προγραμματισμό του υπολογιστή σε όσο γίνεται περισσότερους χρήστες και με ιδιαίτερη έμφαση στα παιδιά. Για αυτόν τον σκοπό, δεν περιλαμβάνει συσκευές εισόδου και εξόδου, αλλά παρέχει την δυνατότητα σύνδεσης τόσο με τα παραδοσιακές συσκευές όπως η οθόνη και το πληκτρολόγιο, αλλά και νέες συσκευές που μπορούν να εφευρεθούν μελοντικά.

Τα Lilypad και MakeyMakey είναι μικρο-επεξεργαστές (Arduino) που αποδεικνύουν την ευελιξία της πλατφόρμας και ανταποκρίνονται στην ανάγκη να προγραμματίσουμε τη διάδραση γρήγορα, οικονομικά και πέρα από τις συσκευές εισόδου και εξόδου του επιτραπέζιου υπολογιστή.13 Οι σχεδιαστές του MakeyMakey παρατήρησαν ότι μεγάλο μέρος της χρήσης του κλασικού Arduino περιλάμβανε τη δοκιμή νέων συσκευών εισόδου. Οι επίδοξοι σχεδιαστές έπρεπε να φτιάξουν ένα εξωτερικό κύκλωμα που να διευκολύνει την αγωγιμότητα ανάμεσα στη νέα συσκευή εισόδου και στο Arduino. Ενώ το Arduino λειτουργεί ως γέφυρα ανάμεσα στην είσοδο του χρήστη και στον επιτραπέζιο υπολογιστή, ο υπολογιστής επεξεργάζεται την εντολή που λαμβάνει από το Arduino. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μάλιστα, οι εντολές από το Arduino έχουν αντιστοιχία με κουμπιά από το πληκτρολόγιο, επειδή αυτή η επιλογή διευκολύνει πολύ την ανάπτυξη του προγράμματος διάδρασης στον επιτραπέζιο υπολογιστή με οποιοδήποτε λογισμικό, από έναν φυλλομετρητή μέχρι ένα εξειδικευμένο λογισμικό. Για αυτόν τον λόγο, το MakeyMakey είναι ένα Arduino που λαμβάνει σήμα εισόδου από αγώγιμα υλικά και τα μεταφράζει σε πατήματα του πληκτρολογίου 14.

Μαζί με το Arduino, το RaspeberryPi είναι μια ακόμη συσκευή που βασίζεται στον ανοικτό κώδικα για να προσφέρει έναν μικρό σε μέγεθος και οικονομικό υπολογιστή. Οι ομοιότητες ανάμεσα στο Arduino και στο RaspberryPi δεν σταματούν στον ανοικτό κώδικα και στην οικονομία, αλλά συνεχίζονται και στα κίνητρα, αφού και στις δύο περιπτώσεις η εκπαίδευση έπαιξε κυρίαρχο ρόλο, τουλάχιστον στον αρχικό σχεδιασμό. Η διαφορά στην περίπτωση του RaspberryPi είναι ότι σχεδιάστηκε για την εκπαίδευση στον προγραμματισμό των υπολογιστών με έμφαση στα παιδιά. Η έμπνευση για το RaspberryPi είναι οι πρώτοι οικιακοί υπολογιστές της δεκαετίας του 1970-80. Ήταν πολύ απλές συσκευές που μπορούσαν να συνδεθούν στην τηλεόραση και αμέσως μετά κάποιος μπορούσε να αρχίσει να δημιουργεί (ή έστω να έχει μια διάδραση) σε επίπεδο που να βοηθάει στην κατανόηση της λειτουργίας του υπολογιστή. Σε αντίθεση με την εικόνα που δίνει ο παγκόσμιος ιστός και τα κοινωνικά δίκτυα (τα κυρίαρχα μέσα με τα οποία μεγάλωσε η νέα γενιά του 1990-2000), το RaspberryPi βασίζεται στο λειτουργικό σύστημα Linux και πρεσβεύει μια πιο κοντινή σχέση με τον υπολογιστή 15.

Αν και σε πρώτη ανάγνωση τα RaspberryPi και Arduino μπορεί να φαίνονται ανταγωνιστικά, αφού από την πλευρά της φόρμας και τους κόστους βρίσκονται στην ίδια κατηγορία, στην πράξη η λειτουργικότητά τους είναι συμπληρωματική, κυρίως επειδή καλύπτουν πολύ διαφορετικές ανάγκες. Το RaspberryPi είναι ένας πολύ ισχυρός πολυμεσικός υπολογιστής, κατάλληλος για πολλές από τις εργασίες που κάνουν οι προσωπικοί επιτραπέζιοι και φορητοί υπολογιστές. Στο πλαίσιο της κατασκευής συσκευών εισόδου και εξόδου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πρωτοτύπων που απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ κατά την επεξεργασία αλλά και την είσοδο-έξοδο προς τον χρήστη, αφού εκτός από έναν δυνατό κεντρικό επεξεργαστή, προσφέρει και μεγάλο εύρος ζώνης στα κανάλια εισόδου και εξόδου. Αντιθέτως, το Arduino ξεχωρίζει για τη χαμηλή υπολογιστική ισχύ και το στενό εύρος ζώνης, που όμως έρχονται με μικρότερο κόστος ενεργειακής λειτουργίας, γεγονός που το κάνει κατάλληλο για την κατασκευή πρωτοτύπων για συσκευές που πρέπει να έχουν χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, όπως είναι οι φορετοί και οι διάχυτοι υπολογιστές. Στην πορεία, οι κατασκευαστές των RaspberryPi και Arduino έχουν δημιουργήσει επιμέρους εκδόσεις των βασικών συστημάτων διευρύνοντας τις δυνατότητές τους, είτε προς το οικονομία, είτε προς την ισχύ, ενώ υπάρχουν και πολλά άλλα παρόμοια συστήματα από ανταγωνιστές.

Σύνθετα στυλ διάδρασης

Στο ερευνητικό σύστημα NLS (oN-Line System) του Stanford Research Institute (SRI), για πρώτη φορά, τα συστήματα εισόδου και εξόδου του χρήστη είχαν ενδιάμεσα επίπεδα αφαιρετικότητας, τα οποία επέτρεπαν τον έλεγχο διαφορετικών τύπων πληροφορίας (π.χ., κειμένου και γραφικών) καθώς και διαφορετικές συνθέσεις και οργανώσεις της πληροφορίας, από μια συσκευή εισόδου όπως το ποντίκι.

Η δημοφιλής επιφάνεια εργασίας είναι ένα σύνθετο στυλ διάδρασης με τον χρήστη, που στηρίζεται στον απευθείας χειρισμό (π.χ, εικονίδια που αντιπροσωπεύουν φακέλους και εργασίες) αλλά περιέχει και μενού (π.χ., για τις επιμέρους λειτουργίες πάνω σε ένα αρχείο ή φάκελο), φόρμες (π.χ., για τις επιμέρους ρυθμίσεις μιας εφαρμογής ή του λειτουργικού συστήματος), καθώς και γραμμή εντολών (π.χ., για την αναζήτηση αρχείων ή για άνοιγμα εφαρμογών). Επίσης, από την πλευρά των συσκευών εισόδου, η επιφάνεια εργασίας μπορεί να λειτουργήσει με διαφορετικούς τρόπους (π.χ., ποντίκι, πληκτρολόγιο, φωνή, γραφή, πένα, κτλ.) και ανάλογα με τις ανάγκες και προτιμήσεις του χρήστη. Η ανάγκη συνδυασμού των διαφορετικών στυλ διάδρασης δείχνει ότι δεν υπάρχει κάποιο που να υπερτερεί έναντι των άλλων, αλλά όλα παίζουν έναν διαφορετικό ρόλο ανάλογα με τις ανάγκες και τους σκοπούς του χρήστη.

Figure 13: Σε ένα παραθυρικό περιβάλλον εργασίας τα μενού μπορούν να βρίσκονται στην κορυφή των παραθύρων την εφαρμογής, το οποίο προσφέρει μια συνοχή ειδικά όταν έχουμε πολλά ανοικτά, ορατά, και επικαλυπτόμενα παράθυρα, αλλά ταυτόχρονα κάνει κάπως δυσκολότερη την επιλογή των μενού με τον δείκτη του ποντικιού. Αυτή η σχεδίαση είναι η πιο δημοφιλής καθώς χρησιμοποιείται από τα Microsoft Windows και από πολλές εκδοχές στα παραθυρικά περιβάλλοντα του Linux, ενώ ήταν και η πρώτη που δοκιμάστηκε εργαστηριακά από τους σχεδιαστές του Apple Liza.
Figure 14: Σε ένα παραθυρικό περιβάλλον εργασίας τα μενού μπορούν να βρίσκονται στην κορυφή της οθόνης, με αυτήν την επιλογή να είναι αντικειμενικά περισσότερο εργονομική προς τον χρήστη, χωρίς όμως να έχει κερδίσει την αντίστοιχη αποδοχή στην αγορά, αν και ήταν η πρώτη σχεδίαση που έγινε διαθέσιμη εμπορικά με τον Apple Macintosh.

Το σύνθετο στυλ διάδρασης της επιφάνειας εργασίας (WIMP: Windows, Icons, Menus, Pointer) εκτός από τα παράθυρα και τα εικονίδια περιέχει και μενού που μπορεί να επιλέξει ο χρήστης και να εξερευνήσει με τη βοήθεια του δείκτη του ποντικιού ή με ανάλογη συσκευή εισόδου. Τα μενού αλλάζουν περιεχόμενο ανάλογα με την εφαρμογή χρήστη που είναι στο προσκήνιο, αλλά η σημαντικότερη διαφορά ανάμεσα στα διαθέσιμα λειτουργικά συστήματα αφορά στη θέση τους, που μπορεί να είναι είτε πάνω στο παράθυρο της εφαρμογής (π.χ., Microsoft Windows) είτε στην κορυφή της οθόνης (π.χ., Apple Mac OS). Τα παραθυρικά συστήματα πάνω από το λειτουργικό σύστημα Linux ακολουθούν έναν από τους δύο τρόπους, με αποτέλεσμα να δημιουργείται μια ασυνέπεια μεταξύ τους, ακόμη και σε αυτό το βασικό στυλ διάδρασης (μενού). Αν και τα περισσότερα στοιχεία της διάδρασης με τον χρήστη εμπεριέχουν και στοιχεία συνήθειας και προτίμησης, τα μενού στην κορυφή της οθόνης είναι πιο εργονομικά, αφού ο δείκτης δεν μπορεί να κινηθεί πέρα από αυτήν 16 17.

Η πολυτροπική διάδραση (multimodal interaction) είναι η πιο ανθρωποκεντρική προσπάθεια για τη διάδραση, αφού προσπαθεί να χρησιμοποιήσει παράλληλα και συνθετικά όλα τα διαθέσιμα κανάλια επικοινωνίας ανάμεσα στον άνθρωπο και τον υπολογιστή. Αρχικά εφαρμόστηκε για να δώσει καθολική πρόσβαση στους υπολογιστές σε χρήστες που είχαν διαφορετικές ικανότητες. Για παράδειγμα, ένας χρήστης που δε βλέπει μπορεί να χρησιμοποιήσει μια συσκευή εισόδου, όπως ένα ποντίκι που παρέχει και ανάδραση με δόνηση, έτσι ώστε να μπορεί να κάνει επιλογές σε μενού. Στην πορεία, διαπιστώθηκε ότι οι διαφορετικές ικανότητες των χρηστών δεν περιορίζονται μόνο σε επιμέρους ομάδες ανθρώπων, αλλά μπορούν να γενικευτούν σε πολλά πλαίσια χρήσης. Για παράδειγμα, ένας χρήστης καθώς οδηγεί αυτοκίνητο, μπορεί να θεωρηθεί ότι δε βλέπει την οθόνη διάδρασης του αυτοκινήτου. Επιπλέον, η πολυτροπική διάδραση δημιούργησε ένα νέο επαυξημένο επίπεδο αναφοράς σχετικά με την αντίληψη που έχουμε για τις ανθρώπινες αισθήσεις, τις οποίες μπορούμε πλέον να χειριστούμε ως απλές διεπαφές για την πληροφορία, ανεξάρτητα από τη φύση της πληροφορίας. Για παράδειγμα, η αίσθηση της δόνησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διεπαφή για να μεταφέρει σε έναν χρήστη την πληροφορία της γεωγραφικής κατεύθυνσης. Με αυτόν τον τρόπο οι υπάρχουσες αισθήσεις του ανθρώπου μπορούν να επαυξηθούν με νέες αισθήσεις, των οποίων τη διάδραση με το περιβάλλον μπορούμε να προγραμματίσουμε και να εκπαιδεύσουμε τους χρήστες στο να τη χρησιμοποιούν.

Ο συνδυασμός των συστημάτων εισόδου και εξόδου έχει επιτρέψει τη δημιουργία μιας σειράς από επιτυχημένα στυλ διάδρασης, τα οποία εμφανίζονται είτε ανεξάρτητα είτε σε σύνθετες μορφές. Το πιο παλιό στυλ διάδρασης είναι η γραμμή εντολών, σύμφωνα με το οποίο ο χρήστης πληκτρολογεί τις εντολές. Η φόρμα είναι ένα εξίσου παλιό στυλ διάδρασης, αφού μπορεί να εμφανιστεί ακόμη και σε τερματικά κειμένου, ενώ το ίδιο ισχύει και για το μενού εντολών. Ο απευθείας χειρισμός βασίζεται είτε στην αφή, είτε σε μια συσκευή εισόδου όπως η πένα και το ποντίκι, καθώς και σε εικονίδια που αναπαριστούν αντικείμενα και δράσεις. Η φυσική γλώσσα βασίζεται στην απευθείας αναγνώριση της ανθρώπινης γλώσσας από τον υπολογιστή και έχει πολλές μορφές, όπως την αναγνώριση κειμένου από το πληκτρολόγιο, και την αναγνώριση γραφής και ομιλίας. Η επαυξημένη πραγματικότητα επιτρέπει την διάδραση με ψηφιακά αντικείμενα τα οποία φαίνονται να εμφανίζονται πάνω στον πραγματικό κόσμο, όπως αυτός φαίνεται μέσα από μια κάμερα. Τέλος, η εικονική πραγματικότητα είναι ένα στυλ διάδρασης που προσομοιώνει τη διάδραση του ανθρώπου με τον πραγματικό κόσμο και απαιτεί την χρήση συσκευών εμβύθησης.

Ένα παράδειγμα σύνθετης διάδρασης, η οποία κάνει ένα βήμα μπροστά και εμπλουτίζει την επιφάνεια εργασίας με περισσότερες κινήσεις από το ανθρώπινο ρεπερτόριο, είναι αυτό του υπολογιστή ταμπλέτας με είσοδο από πένα. Το σύστημα αυτό παρουσιάζει ένα πλεονέκτημα τουλάχιστον στις διεργασίες επεξεργασίας κειμένου, καθώς ο χρήστης δε χρειάζεται να πάρει το χέρι του από το πληκτρολόγιο και να μετακινήσει το ποντίκι για να επιλέξει μια επιπλέον λειτουργία. Αντί αυτής της εναλλαγής των δύο διαφορετικών συσκευών εισόδου, η διάδραση με την ταμπλέτα και την πένα επιτρέπει τη χρήση φυσικής γλώσσας για τη συγγραφή με την πένα, ενώ η πένα μπορεί να λειτουργήσει και ως δείκτης, ώστε να γίνει η επιλογή κάποιας επιπλέον λειτουργίας.

Σε έναν επιτραπέζιο υπολογιστή με πληκτρολόγιο, ποντίκι και οθόνη δύο διαστάσεων συνήθως έχουμε τα παράθυρα και την επιφάνεια εργασίας ως βασική αναλογία/μεταφορά της διάδρασης με τον χρήστη. Στην κατηγορία αυτή εμπίπτουν πολλά συστήματα τα οποία μπορεί να έχουν επιμέρους διαφορές τόσο στην εμφάνιση όσο και στη λειτουργία τους. Για παράδειγμα, η πιο απλή επιφάνεια εργασίας στο λειτουργικό σύστημα UNIX (που βασίζεται στο παραθυρικό σύστημα X-Windows) χρησιμοποιεί τα παράθυρα για να οργανώσει εφαρμογές, οι οποίες έχουν διεπαφή με κείμενο και όχι με εικονίδια. Φυσικά, υπάρχουν παραθυρικά συστήματα στο UNIX τα οποία είναι εξίσου πλούσια με αυτά που συναντάμε στα εμπορικά συστήματα (π.χ., MAC OS X, Microsoft Windows), όμως ένα μεγάλο μέρος του πλαισίου χρήσης του UNIX αφορά λειτουργίες διαχείρισης συστήματος στα χαμηλότερα επίπεδα (π.χ., χρήστες, βάση δεδομένων, δίκτυα, κτλ.), λειτουργίες που έχουν μεγάλο όφελος από την ύπαρξη ενός πλήρους παραθυρικού περιβάλλοντος. Το συμπέρασμα από αυτό το παράδειγμα είναι ότι τα παράθυρα είναι απλώς ένα από τα αρχέτυπα διάδρασης που συνιστούν την επιφάνεια εργασίας στους επιτραπέζιους υπολογιστές, και με τον κατάλληλο συνδυασμό των επιμέρους αρχετύπων διάδρασης, η επιφάνεια εργασίας μπορεί να εξυπηρετήσει διαφορετικούς χρήστες και τις ανάγκες τους.

Ανάμεσα στους πολλούς τρόπους για να ταξινομήσουμε τις συσκευές εισόδου ξεχωρίζουμε τη διάκριση στις κατηγορίες της άμεσης και της έμμεσης διάδρασης. Το ποντίκι είναι ο βασικός εκπρόσωπος της έμμεσης διάδρασης, αφού για να μετακινήσουμε τον δείκτη σε μια συσκευή εξόδου (π.χ., οθόνη) μετακινούμε μια διαφορετική συσκευή, όπως είναι το ποντίκι. Από την άλλη πλευρά, η οθόνη αφής ανήκει στις συσκευές εισόδου άμεσης διάδρασης, αφού για να επιλέξουμε έναν στόχο ή για να μετακινήσουμε ένα αντικείμενο το κάνουμε απευθείας με τα χέρια μας πάνω στην οθόνη, χωρίς να μεσολαβεί κάποια ενδιάμεση μετάφραση. Από την άποψη της διάκρισης σε άμεσες και έμμεσες συσκευές, ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει και η συσκευή εισόδου της πένας, η οποία μπορεί να ανήκει και στις δύο κατηγορίες 18 19

Figure 15: Η άμεση διάδραση με συσκευές αφής έχει το μειονέκτημα ότι το χέρι ή τα δάκτυλα μπορεί να καλύπτουν τον στόχο (ή το αντικείμενο) που θέλουμε να επιλέξουμε ή και να μετακινήσουμε, φαινόμενο γνωστό ως occlusion (έμφραξη), εκτός αν αυτό είναι αρκετά μεγάλο ή χρησιμοποιηθούν τεχνικές που αναιρούν το occlusion.
Figure 16: Η άμεση διάδραση πάνω σε μια οθόνη αφής δεν επιτρέπει τον έλεγχο του ρυθμού μετακίνησης, αλλά αυτό μπορεί να γίνει εφικτό τουλάχιστον για την περίπτωση της γραμμικής μετακίνησης, αν ο ρυθμός αντιπροσωπεύεται από μια άλλη ορθογωνική κίνηση του δακτύλου, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση της αναζήτησης στον οριζόντιο χρόνο οπτικοακουστικού περιεχομένου, όπου ο ρυθμός αλλάζει με την κατακόρυφη θέση του δακτύλου.

Αν και σε πρώτη ανάγνωση οι συσκευές άμεσης διάδρασης φαίνεται να έχουν πολλά πλεονεκτήματα, τουλάχιστον αναφορικά με την ευκολία εκμάθησής τους, υπάρχουν πολλές περιπτώσεις όπου μια συσκευή έμμεσης διάδρασης υπερτερεί. Για παράδειγμα, η επιλογή μικρών στόχων ή ακόμη δυσκολότερα ο χειρισμός τους με άμεση διάδραση (π.χ., πάνω σε μια οθόνη αφής) δεν είναι εύκολος, εκτός αν υπάρχει ειδική υποστήριξη από το αντίστοιχο λογισμικό. Για το τελευταίο, χαρακτηριστική περίπτωση είναι η μικρομετρική αναζήτηση πάνω στον χρόνο για ένα βίντεο ή για ένα μουσικό τραγούδι. Εκτός από το ποντίκι, οι ερευνητές δοκίμασαν και άλλες συσκευές εισόδου όπως την πένα, η οποία επιτρέπει τόσο άμεση όσο και έμμεση διάδραση.

Η επιφάνεια εργασίας σε συνδυασμό με τις συσκευές εισόδου ποντίκι και πληκτρολόγιο αντιπροσωπεύει ένα στυλ διάδρασης με τον χρήστη δημοφιλές στους επιτραπέζιους υπολογιστές γραφείου, καθώς είναι μια κοντινή μεταφορά του πλαισίου εργασίας του χρήστη. Όταν οι υπολογιστές βρίσκουν εφαρμογή εκτός του πλαισίου του γραφείου είναι επόμενο να χρειαζόμαστε διαφορετικά μοντέλα διάδρασης, τα οποία ναι μεν θα ανταποκρίνονται στις βασικές ιδιότητες του ανθρώπου (που δεν είναι πολύ διαφορετικές ανεξάρτητα από το πλαίσιο χρήσης), αλλά θα ταιριάζουν και στο αντίστοιχο πλαίσιο και στις ανάγκες που αυτό δημιουργεί, οι οποίες μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές σε σχέση με εκείνες της χρήσης εντός του γραφείου.

Αν και η τεχνολογία των υπολογιστών έχει κάνει πολύ μεγάλη ποσοτική πρόοδο αναφορικά με την ταχύτητα και το μέγεθος των δεδομένων που μπορούν να επεξεργαστούν, την ίδια στιγμή, η πρόοδος αυτή δεν έχει μεγάλο αντίκρισμα στην ποιότητα της διάδρασης ανθρώπου και υπολογιστή. Η ποιότητα της διάδρασης εξαρτάται, τόσο από τον υπολογιστή, όσο και από τον άνθρωπο. Μπορούμε να σκεφτούμε και να δημιουργήσουμε πολλές διαφορετικές συσκευές εισόδου και εξόδου για την επικοινωνία με τον άνθρωπο, όμως αν αυτές δεν είναι συμβατές με τις ανάγκες του, ή αν δεν γίνουν αποδεκτές, τότε δεν έχουμε πετύχει κάποια πρόοδο. Επομένως, η πρόκληση που παραμένει ανοικτή είναι να κατασκευάσουμε εκείνες τις συσκευές εισόδου και εξόδου που είναι κατάλληλες για τις ανάγκες του ανθρώπου και των δραστηριοτήτων του.

Το συμπέρασμα από τη σύγκριση της καθιερωμένης διάδρασης με την επιφάνεια εργασίας και των δυνατοτήτων του ανθρώπου μας δίνει νέους ορίζοντες για το πεδίο ορισμού του φαινομένου της διάδρασης. Το διευρυμένο πεδίο ορισμού της διάδρασης μπορεί να προσδιοριστεί με βάση τις δυνατότητες του ανθρώπου που δεν έχουν ακόμη ρόλο σε συνδυασμό με ένα νέο πλαίσιο χρήσης, πέρα από το γραφείο και τον επιτραπέζιο υπολογιστή.

Βιβλιογραφία

  1. Igoe, Tom. Making Things Talk: Practical Methods for Connecting Physical Objects. " O’Reilly Media, Inc.", 2007.
  2. McEwen, Adrian, and Hakim Cassimally. Designing the Internet of Things. John Wiley & Sons, 2013.
  3. Shneiderman, Ben, and Pattie Maes. “Direct Manipulation vs. Interface Agents.” Interactions, vol. 4, no. 6, ACM, 1997, pp. 42–61.
  4. O’Sullivan, Dan, and Tom Igoe. Physical Computing: Sensing and Controlling the Physical World with Computers. Course Technology Press, 2004.
  5. Hiltzik, Michael. Dealers of Lightning: Xerox PARC and the Dawning of the Computer Age. 1999.
  6. Garrett, Jesse James. Elements of User Experience, the: User-Centered Design for the Web and Beyond. Pearson Education, 2010.
  7. Norman, Don. The Design of Everyday Things: Revised and Expanded Edition. Basic books, 2013.
  8. Norman, Donald A. Emotional Design: Why We Love (or Hate) Everyday Things. Basic Civitas Books, 2004.

  1. @mcewen2013designing ↩

  2. fig:sage-radar ↩

  3. fig:spacewar-players ↩

  4. fig:tty-model33 ↩

  5. fig:joss ↩

  6. fig:chorded-input ↩

  7. fig:vpl-data-glove ↩

  8. fig:trackball ↩

  9. fig:telefunken-ball-mouse ↩

  10. fig:tv-typewriter ↩

  11. fig:teletext ↩

  12. @o2004physical ↩

  13. @igoe2007making ↩

  14. fig:makey_makey_front ↩

  15. fig:minecraft-pi ↩

  16. fig:menus-on-windows ↩

  17. fig:menus-on-top ↩

  18. fig:hand-occlusion ↩

  19. fig:media-scrub ↩