笔式计算

笔式计算法或手写运算(Pen computing)是指使用笔(或手写笔)和平板电脑的任何计算机用户界面,而不是使用诸如键盘,操纵杆或鼠标之类的设备。多年来,几乎所有的便携式设备都配备了手写笔。即使是平板电脑也与触控笔紧密相连,以至于计算机本来应该引入的波形被称为“笔式计算”。

人类喜欢通过听,说,读,写,甚至手势进行交流。而我们习惯于以高性能处理这些信号,而技术上还没有达到。所以我们自然而然地想用同样的方式与电脑进行互动。但是现在与计算机对话,我们必须使用正式的语言,在键盘和鼠标的帮助下操作系统。因此,一方面我们不但要学习至少一种计算机语言,而且要阅读大量的手册,另一方面,这种约束必然会影响人机交互的效率。

笔计算也被用来指移动设备的使用,例如无线平板电脑,PDA和GPS接收机。这个词已经被用来指任何允许移动通信的产品的使用。这种设备的指示是通常用于按压图形输入板或触摸屏的手写笔或数字笔,而不是使用诸如键盘,小键盘,鼠标或触摸板的更传统的接口。

历史上,笔式计算(定义为采用使用指向设备的用户界面加上手写识别作为用于交互式用户输入的主要手段的计算机系统)在至少二十年之前使用鼠标和图形显示之前,从模拟器开始以及20世纪50年代和60年代初的RAND平板系统。

在2007年,苹果iPhone的推出改变了这一切。突然之间,有一个炙手可热的新设备,你可以完全用你无用的手指来操作。基于手写笔的界面(如Windows Mobile)在创纪录的时间已经绝迹。手指是移动的新老鼠。真正的手写笔信徒被困在电容性的伪手指,让他们在屏幕上四处抹去。电容式触控笔无论多么精心设计,都受限于电容式触控屏的低分辨率和低压敏感性。

在过去几年里,触控笔产品出现了重大的复兴 – 带回了“笔计算”所带来的前景。使用主动式触控笔与基于被动式触控笔的版本相比,实现了几大优势。首先,应用程序很容易区分笔和触摸。这意味着您可以在用笔书写时放下手或不小心触摸屏幕,而不是弄乱墨水。其次,您可以获得非常高的分辨率,从而实现精确的笔记和绘图。第三,即使只是悬停在显示器上,也可以检测到触控笔,从而允许一些很酷的附加功能。最后,您还可以获得压力敏感性,从而可以对不同的绘图和绘画工具进行更精确的建模。

手势界面是用于配备有特殊或输入设备(不同于键盘)或触摸屏的设备的图形用户界面的输入系统的子集,并允许模拟具有手势的键盘命令(或键盘快捷键)。开发这种接口的主要动机是改善管理的人体工程学,放弃计算机程序的通常应用菜单。

这样的界面可以通过具有读取一个触点(鼠标或图形输入板 – 参见“鼠标手势”)的坐标的坐标输入设备来实现,并且可以读取多于一点(所谓的多点触摸) – 触摸屏和面板。后者在许多现代智能手机与触摸屏(例如iPhone)和笔记本电脑(都带有触摸板和触摸屏)以及其他移动设备的接口中被广泛使用。

对于屏幕尺寸较大的设备(例如平板电脑),笔画手势是控制界面和笔输入的标准功能。对于手持设备(PDA,移动电话等)而言,与传统的图形用户界面不同,由于物理屏幕尺寸较小,所以笔划的定位精度要低于访问图形界面的传统元素 – 按下“按钮“或者选择一个菜单项。

技巧:
笔计算的用户界面可以用几种方式实现。实际系统通常采用这些技术的组合。

指点/定位器输入:
平板电脑和手写笔被用作指点设备,例如替换鼠标。鼠标是一个相对定位设备(一个使用鼠标在屏幕上“推动光标”),一个平板电脑是一个绝对定位设备(一个放置光标出现的地方)。

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实际上用手写笔和平板电脑代替鼠标时,需要考虑许多人为因素。例如,用手写笔瞄准或敲击两次相同的确切位置要困难得多,所以如果系统期望从鼠标的“双击”输入,则使用手写笔进行的“双击”操作更难执行。

手指可以用作触敏平板表面上的触控笔,例如触摸屏。

手写识别:
平板电脑和手写笔可用于更换键盘,或鼠标和键盘,通过使用平板电脑和触控笔有两种模式:

指向模式:手写笔用作上述指针设备。
在线手写识别模式:使用手写笔的笔触通过软件分析为“电子墨水”,该软件将手写笔迹或笔迹的形状识别为手写字符。然后字符被输入为文本,就像键盘一样。
不同的系统通过不同的方式在模式(指向与手写识别)之间切换,例如,

通过在平板电脑的单独区域写入指向模式和手写识别模式。
通过按下触控笔侧面的特殊按钮来改变模式。
通过上下文,例如将未被识别为文本的任何标记视为指向输入。
通过识别一个特殊的手势标记。
与“离线手写识别”相比,术语“在线手写识别”用于使用实时数字化图形输入板区分手写的识别,而“离线手写识别”是来自纸张的静态手写符号的光学字符识别。

直接操作:
手写笔用于直接触摸,按压和拖动模拟对象。王自由式系统就是一个例子。自由式完全是通过直接操作来完成的,添加了电子“墨水”来添加手写笔记。

手势识别:
这是识别某些特殊形状而不是手写输入的技术,而是作为特殊命令的指示器。

例如,“猪尾”形状(经常用作校对员的标记)将表示“删除”操作。根据实施情况,被删除的内容可能是制作标记的对象或文本,或者手写笔可以用作指示设备来选择应该删除的内容。使用苹果公司的牛顿操作系统,文字可以通过在其上以锯齿形图案进行擦除来删除。

最近的系统已经使用了能够一次识别多个“手写笔”(通常是手指)的数字化仪,并且使用多点触摸手势。

PenPoint操作系统是一个特殊的操作系统,在操作系统的各个层面都集成了手势识别和手写输入。现有的采用手势识别的系统只能在特殊的应用程序中实现,例如CAD / CAM应用程序或文本处理。

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