Scopo di questa lezione Temi
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R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 DISPOSITIVI PER L’IMMISSIONE DI TESTO Scopo di questa lezione Introdurre i principali dispositivi per la immissione di testo (text‐entry systems), secondo i tre paradigmi base: – digitazione (dalla macchina da scrivere) digitazione (dalla macchina da scrivere) – scrittura a mano libera (dalla penna) – dettatura (a voce) Temi 1. Tastiere e tastiere virtuali 2. Scrittura a mano libera 3. Sistemi di dettatura 4. Prestazioni a confronto 1 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Tastiere e tastiere virtuali Tastiere e tastiere virtuali Tastiere per postazioni fisse: • QWERTY, Dvorak e alfabetiche • Tastiere ergonomiche • Tastiere speciali • Tastiere T ti virtuali i t li Tastiere per mobile computing: • La tastiera a 12 tasti: lo standard di fatto • Tastiere virtuali La tastiera QWERTY • Prende il nome dai primi sei tasti alfabetici • E’ lo standard di fatto da decenni • Ne esistono varianti nazionali in 4 famiglie: –Q QWERTY (la più ( p numerosa, es.: Italia, USA, UK, Spagna,…) , , , , p g , ) – QWERTZ (es.: Germania) – AZERTY (es.: Francia) – QZERTY (Italia, macchine da scrivere) • La disposizione dei tasti alfabetici e numerici è costante all’interno di una famiglia, cambiano punteggiatura, caratteri accentati e speciali 2 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 La tastiera QWERTY italiana Nota: Nella tastiera QZERTY italiana, usata nelle macchine da scrivere: ‐ la Z è scambiata con la W ‐ la M si trova a destra della L La tastiera QWERTY (segue) Ad ogni tasto possono essere associati fino a quattro caratteri, che possono essere selezionati con l’aiuto di tasti “modificatori”: Shift+Tasto Tasto ç ò AltGr+Shift+Tasto (in Italia) @ AltGr+Tasto (in USA Alt destro + Tasto) La tastiera QWERTY: storia • Venne inventata da Christopher Sholes nel 1870 circa, per le macchine da scrivere dell’epoca, a martelletti • I tasti sono disposti in modo da evitare incastri fra i martelletti Da un brevetto del 1878 3 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Scrittura a tastiera cieca (“touch typing”) • Tecnica di digitazione che non fa uso della vista, inventata nel 1876 per le macchine da scrivere • Le tastiere hanno un rilievo in corrispondenza dei tasti F e J (o analoghi) per posizionare correttamente le mani La tastiera Dvorak • Inventata da Augusto Dvorak nel 1936, adotta una disposizione “razionale” dei tasti: – in funzione della frequenza delle lettere nelle parole inglesi – per minimizzare gli spostamenti delle mani e per alternarle il più possibile – per privilegiare le dita forti (il 70% delle lettere vengono scritte con glili indici i di i e ii medi) e la mano di) l d t (56% delle destra (56% d ll pressioni) i i) • Oggi viene usata in modo molto limitato Lettere abbastanza frequenti Lettere più frequenti Lettere meno frequenti 4 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Perché Dvorak ha fallito… • E’ molto, molto, molto difficile sostituire una tecnologia che ha conquistato una larga base di utenti con una nuova tecnologia…. • …. anche se quest anche se quest’ultima ultima è migliore è migliore Tastiere: problemi Le tastiere tradizionali impongono posture innaturali, che possono indurre vari disturbi Posizione naturale dei polsi Posizione indotta da una tastiera tradizionale Tastiere ergonomiche: alcuni esempi 5 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Tastiere ad accordi • Ad ogni dito corrisponde un singolo tasto • Ad ogni carattere corrisponde una combinazione di tasti (“accordo”), e non un tasto singolo • Velocità considerevole per utenti esperti, ma mercato di nicchia Esempio: Tastiere virtuali • soft keyboards (su display) • con uso del mouse • con touch‐screen • [con sistemi di eye [con sistemi di eye‐tracking] tracking] • tastiere a proiezione Esempio: soft keyboard con uso del mouse Da Windows 6 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Una tastiera virtuale ha possibilità di riconfigurazione Esempio: soft keyboard su touch screen 7 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Esempio: tastiera virtuale a proiezione Video • Virtual keyboard http://it.youtube.com/watch?v=bXViWxmSumI • Scrivere con gli occhi http://it.youtube.com/watch?v=fOt‐nm1ats0 Tastiere per mobile computing • Mobilità: – piccole dimensioni – uso di una sola mano per la digitazione • Piccole dimensioni: Pi l di i i – riduzione della dimensione dei tasti (“miniature Qwerty”), oppure – riduzione del numero dei tasti ‐> necessità di associare ad ogni tasto più caratteri (overloading) 8 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Piccole Qwerty: esempi NB: Non è possibile la scrittura a tastiera cieca (solo digitazione con una o due dita) Lo standard di fatto: tastiera a 12 tasti Dal telefono fisso (a tastiera) al cellulare: Metodi per l’immissione di testo: • multitap – ogni tasto è premuto più volte (lento) • predittivi (più veloce, il più noto: T9) 9 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 T9 (“Text on 9 keys”) • Sistema per l'inserimento facilitato delle parole tramite una tastiera numerica (a 9 tasti) • Utilizzando un vocabolario integrato, è in grado di prevedere quale parola l'utente sta scrivendo e propone di completarla, risparmiando la pressione dei tasti corrispondenti alle lettere mancanti • L’algoritmo è in grado di apprendere • Le prestazioni possono essere lievemente migliori di quelle raggiunte da piccole tastiere qwerty, ma possono anche essere inferiori a multitap (dipende dalle parole usate) • E' sviluppato dalla Tegic, ed è stato adottato inizialmente dalla Nokia (dal 1999) • le lingue attualmente supportate sono circa 40 Esempio BACI Multitap: 22 2 222 444 (problema della segmentazione) T9: 2224 (ma anche: BACH e ABBI) Tastiere virtuali per device mobili dito Stylus (richiede due mani) 10 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Virtual keyboard per Apple i‐phone: video http://it.youtube.com/watch?v=HrEEzS4mRCI http://it.youtube.com/watch?v=dU33DfFAV9w Tastiere portatili: esempio Scrittura a mano libera 11 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Pen computing superficie sensibile stilo software di riconoscimento Riconoscimento della scrittura (handwriting recognition) • Problema molto complesso; le differenze individuali sono molto grandi • Non ci si può aspettare un riconoscimento al 100%, e in ogni caso gli utenti dovranno cercare di scrivere con chiarezza • Tassi di riconoscimento del 97% sono accettabili Riconoscimento della scrittura: scelte possibili (I) • Riconoscimento on‐line / off‐line – off‐line: analisi effettuata quando il testo è stato scritto; – on‐line: analisi effettuata in tempo reale durante la scrittura • Riconoscimento di corsivo / stampatello – lo stampatello è molto più facile da riconoscere – lo stampatello è stato standardizzato (ANSI OCR handprinting standard, 1974) • Input “boxed” / “free‐form” / – incasellare i singoli caratteri per semplificarne la individuazione, oppure no • Riconoscimento di lettere / parole – in corsivo è più facile riconoscere intere parole (con l’aiuto di un dizionario) che non le singole lettere – necessità di avere dizionari personalizzabili 12 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Riconoscimento della scrittura: scelte possibili (II) • Addestramento del riconoscitore – ogni utente ha il suo stile personale; il riconoscitore può continuare ad imparare durante l’uso; – per questo deve ricevere dei feedback • Utilizzo di informazioni di contesto – il riconoscimento del contesto può facilitare il riconoscimento di caratteri in una parola e di parole in una frase • • • • Permettere di mescolare testo e grafica Permettere di mescolare testo e grafica Set di caratteri ASCII / Unicode Rappresentazione bitmapped / vettoriale Permettere correzioni amodali ‐ correzioni ˝a penna˝ durante la scrittura Il progenitore: Apple Message Pad (˝Newton˝) • Progetto iniziato nel 1990 da John Sculley. Obiettivo ׃ridefinire il personal computing • Scenario paradigmatico ׃un architetto prepara uno schizzo, visitando un cantiere (mobilitá) • Sul mercato dal 1993 al 1998 (vari modelli successivi) • schermo inizialmente abbastanza grande (non tascabile), orizzontale o verticale, tastiera opzionale • riconosceva maiuscolo e corsivo, sulla base di un dizionario estensibile, con addestramento; schizzi, forme, modeless error correction • troppo in anticipo sui tempi, la tecnologia di riconoscimento era immatura e costava troppo: fu un flop Newton MessagePad (1993) Il Tablet PC (dal 2002…) Basato sulla piattaforma software di Microsoft 13 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Esempio: Windows Journal Esempio: editing Esempio: riconoscimento 14 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Esempio: input alle applicazioni ‐ da tastiera reale ‐ da tastiera virtuale ‐ da handwriting Un uso importante dell’handwriting è nelle annotazioni (PowerPoint + annotazioni) Interactive whiteboard • “Lavagne” elettroniche condivise, di grandi dimensioni, connesse a un computer, per supportare lavoro di gruppo (brainstorming, classroom) • Superficie sensibile + penna + videoproiezione (varie tecnologie) 15 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Interactive whiteboard (II) • Per supportare lavoro di gruppo serve del software apposito • Es. (ancora dal Parc!): Tivoli (1993), MeetingBoard (1995): MeetingBoard: editing a mano libera MeetingBoard: editing a mano libera 16 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Handwriting: un approccio molto più semplice... Unistrokes (Goldberg & Richardson, PARC, 1993) • Ogni simbolo è rappresentato da un singolo tratto di penna – Il software lo discrimina facilmente – L’utente lo impara facilmente • Disaccoppiamento di scrittura e lettura (le posizioni sullo schermo sono differenti) Questo è il testo riconosciut_ qui si scrive un carattere alla volta Unistrokes 5 segni base: x 4 orientamenti x 2 direzioni = 40 possibili variazioni Palm Pilot (1996) • Il ˝Personal Digital Assistant˝ (PDA) • utilizza ˝Graffiti˝, una evoluzione di Unistrokes realizzata da Palm Computing • comprende molti segni di interpunzione e caratteri speciali • il primo “palmare” di grande successo commerciale 17 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Un Palm Il testo deve essere scritto qui (a sx lettere a dx cifre) Punctuation Shift . Punctuation shift: per entrare nel per entrare nel “modo punteggiatura” 18 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Symbol shift: per entrare nel “modo simbolo” Graffiti 2 • Evoluzione di Graffiti • Alcuni caratteri vengono realizzati con due tratti Vedi simulatore in http://www.palmone.com/us/products/input/graffiti2.html Sistemi di dettatura 19 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Riconoscimento del parlato speaker independence difficile facile vocabolario connected speech Sistemi di dettatura Oggi esistono sistemi commerciali in grado di riconoscere con “ragionevole precisione” parlato connesso, indipendente dal parlante (previo addestramento), con ampio vocabolario (in molte lingue) Es.: Dragon Systems Naturally Speaking, IBM ViaVoice, Lernout&Hauspie Speech Products, ... Sistemi di dettatura: aspetti ‐ Tutte le lingue principali (con possibilità di definizione di dizionari utente) ‐ Breve fase di addestramento iniziale, e possibilità di addestramento continuo ‐ Vasto set di comandi vocali (amodalità) ‐ Alto tasso di errore (errori non predicibili) ‐ Correzioni con comandi vocali richiedono tempo 20 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Sempre caro mi fu quest'eremo colle, e questa siepe, che da tanta parte dell'ultimo orizzonte riguardo esclude. Ma sedendo e mirando, in terminati spazi di là da quella, e sovrumani silenzi, e profondissima quiete Dio nel pensiero mi fingo; ove per poco il corno si sta un'ora. E come il vento odo stormire fra queste piante, io quello infinito silenzio a questa voce un po' comparando: e mi sovviene l'eterno, e le molte stagioni, e la presente visiva, è il suon di lei. Così tra questa immensità s'annega il pensiero mio: e il naufragar m'è dolce in questo mare con ermo il guardo interminati io cor non si spaura vo e viva . (Dragon Naturally Speaking, versione 2001) Sistemi di dettatura: conclusioni • Per non “perdere il controllo” è necessario attendere che la frase dettata compaia sullo schermo, e procedere subito ad eventuali correzioni • L’interazione diviene spesso “naturalmente” multi‐modale ( (voce + tastiera i e mouse)) • Tranne che per persone particolarmente addestrate, la tastiera si rivela ancora più efficiente della dettatura Prestazioni a confronto 21 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Metriche • Velocità: wpm (words‐per‐minute) (1 parola si considera di 5 caratteri) • Accuratezza: % di caratteri sbagliati • Devono essere misurate entrambe (più velocità, meno accuratezza, e viceversa) accuratezza velocità Prestazioni a confronto • Difficile dare misure “assolute”: le variabil sono molte (tecnologia, abilità, condizioni sperimentali) • Tipicamente, in modo qualitativo: Due+ dita Touch typing WPM 0 10 20 30 40 50 60 Handwriting Dettatura a voce (con correzioni multimodali, utente esperto) Curva di apprendimento • Segue la legge esponenziale della pratica • Esempio (per due tipi diversi di soft keyboards): (da MacKenzie & Zhang, 1999) 22 R.Polillo, Interazione uomo macchina – Parte terza, 4 Un confronto di prestazioni fra vari metodi di text‐entry Soukoreff, R. W. & MacKenzie, I. S. (1995) Graffiti o Virtual Keyboard? • I PDA normalmente forniscono entrambe le moda‐ lità(es.Palm) lità(es.Palm) • Alcuni esperimenti con Graffiti 2 mostrano che: ‐ l’input con Graffiti è più lento di quello con virtual keyboard (es.: 9.2 wpmm vs 13.6 wpm) ‐ gli errori con Graffiti sono più frequenti (es.: 19.3% vs 4.1%) ‐ ma l’uso di Graffiti è preferito dagli utenti, perché più naturale ‐ l’uso di software per il completamento automatico delle parole non aumenta sostanzialmente la velocità nè diminuisce il tasso di errore (8.22 wpm e 18,8% rispettivamente) (CHI 2004) Dove studiare Libro di testo: ‐ Cap.2, pagg.53‐62 Su questi argomenti, le voci di Wikipedia Su questi argomenti le voci di Wikipedia (anche in (anche in italiano) sono in genere aggiornate e affidabili 23