筆式用戶界面

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1、筆式用戶界面戴國(guó)忠田豐普適計(jì)算使得計(jì)算技術(shù)的使用方式發(fā)生了徹底地改變，它的終極目標(biāo)是使人獲得真正的效率。同時(shí)，普適計(jì)算使得計(jì)算變得“不可見”。通過采用普適計(jì)算技術(shù)，可以做到根據(jù)用戶此時(shí)此地的需要，提供不同類型的服務(wù)形式，使人們可以通過方便自然的交互活動(dòng)獲取需要的信息和服務(wù)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)的社會(huì)角色仍是輔助人與人之間進(jìn)行的信息交流，信息交流的主要形式仍是文字。紙筆方式因其豐富的表達(dá)能力以及便攜的特性，使它成為文字交流中最普遍的方式。從人類的發(fā)展和人的成長(zhǎng)過程來看，人與人之間的交流方式經(jīng)歷了從情感發(fā)展到語言、再到紙筆文字、然后到目前的電子信息交流方式等幾個(gè)階段。而人與計(jì)算設(shè)備之間的交流方式，恰

2、好與上述方式的發(fā)展進(jìn)程相反。因受自身技術(shù)的制約，人與計(jì)算設(shè)備之間逐步從電子信息交流方式、發(fā)展到紙筆方式、再到語言交流方式、最終可能到情感交流方式。而從目前和未來若干年來看，紙筆交互方式無疑是普適計(jì)算的一個(gè)主要形態(tài)。筆式用戶界面的研究現(xiàn)狀從社會(huì)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的角度來看，筆式交互基于紙筆交互的思想，模擬了人們?nèi)粘５募埞P工作環(huán)境。這種交互方式非常自然，可以幫助人們?cè)谌粘９ぷ髦休p松地進(jìn)行各種文檔的處理、思想的捕捉、觀點(diǎn)的交流、事件的記錄、思維活動(dòng)的輔助等等。從技術(shù)的角度而言，筆式交互方式具有便攜、可移動(dòng)的特點(diǎn)，可以方便人們?cè)诓煌臅r(shí)間和地點(diǎn)，來靈活地進(jìn)行交流。同時(shí)相應(yīng)硬件設(shè)備和軟件技術(shù)的發(fā)展，

3、以及認(rèn)知心理學(xué)、人機(jī)功效學(xué)等相關(guān)學(xué)科的相互促進(jìn)，也使得筆式交互的研究成為熱點(diǎn)。總而言之，筆式交互方式的研究幫助人們?cè)诒３肿匀还ぷ鞣绞降耐瑫r(shí)，可以充分利用強(qiáng)大的計(jì)算資源。在這種方式下，人們?cè)谕?jì)算資源的交流過程中無需增加很多認(rèn)知和交互負(fù)擔(dān)，只需要保持原有的工作方式即可。筆式交互固有的非精確性和強(qiáng)的信息表達(dá)能力，使得它有利于表達(dá)思想的快速原型和進(jìn)行自然的交流。作為筆式用戶界面研究的一個(gè)重要標(biāo)志，1991年，施樂PaloAlto研究中心（XeroxPARC）研制了一個(gè)白板大小的、可以用專用筆進(jìn)行直接交互的筆交互設(shè)備（LiveBoard），它可以用于會(huì)議室和教室，并開發(fā)了基于該交互設(shè)備的軟件，

4、提出了許多現(xiàn)1代筆式用戶界面研究的基本思想和概念。與此同時(shí)該公司的馬克·威瑟（MarkWeiser）提出了“普適計(jì)算”的思想，筆式用戶界面是該計(jì)算環(huán)境的一個(gè)主要的人機(jī)界面形態(tài)，從而將研究工作推向了高潮。美國(guó)麻省理工（MIT）的多模式界面AGENTS項(xiàng)目包含了研究智能筆技術(shù)的內(nèi)容，該項(xiàng)目將智能筆技術(shù)和其它的多模式輸入技術(shù)如語音識(shí)別和表情識(shí)別等結(jié)合起來，以提高用戶界面的交互效率和自然性?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)（CMU）人機(jī)交互學(xué)院將筆交互的支持嵌入了工具箱系統(tǒng)GARNET，同時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了通過勾畫設(shè)計(jì)圖形用戶界面原型的工具SILK。加州大學(xué)伯克利分校（UCBerkeley）GUIR實(shí)驗(yàn)室開展了大量的

5、筆式用戶界面研究，其中以基于筆的設(shè)計(jì)工具為主，如網(wǎng)站的設(shè)計(jì)DENIM，同時(shí)也設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了支持筆交互界面開發(fā)的工具系統(tǒng)SATIN。在歐洲，MIAMI是歐盟信息技術(shù)研究計(jì)劃（ESPRIT）的一個(gè)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，其研究領(lǐng)域包括語音識(shí)別、筆式輸入和手寫體等。這項(xiàng)研究對(duì)來自不同通道的信息進(jìn)行綜合處理的問題，它將對(duì)未來的信息技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)生全面的影響。在日本，許多大大小小的公司，如Wacom、東芝、日立、NEC、索尼等，紛紛投資研究開發(fā)筆式輸入技術(shù)?！肮P式輸入技術(shù)研究會(huì)”由日本東京電機(jī)大學(xué)發(fā)起，于1993年7月成立。會(huì)員們來自幾所大學(xué)及十幾所公司的專門從事筆輸入的專家，他們定期專門探討筆輸入技術(shù)，對(duì)產(chǎn)學(xué)研

6、的結(jié)合起了重要的作用。東京電機(jī)大學(xué)人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室近年來一直注重PDA用戶界面設(shè)計(jì)的研究，受到國(guó)際同行們的關(guān)注。筆式用戶界面的研究?jī)?nèi)容目前筆式用戶界面相關(guān)的研究大都集中在利用模式識(shí)別的方法，將筆作為文字輸入的手段，或者將筆作為鼠標(biāo)的一種替代品。筆的應(yīng)用還停留在鼠標(biāo)的層次上，界面形態(tài)還停留在1傳統(tǒng)的WIMP形式上。因此這些研究成果無法從根本上解決目前使用計(jì)算機(jī)的難題。要解決這一難題，必須將筆式輸入上升到界面軟件的高度，在理論，方法和應(yīng)用三個(gè)層次進(jìn)行研究，形成筆式界面軟件開發(fā)的理論基礎(chǔ)、開發(fā)方法和支撐環(huán)境，并針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行筆式界面軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)。只有這樣，才能將自然、和諧與高效的筆

7、式交流方式深入到人們的日常生活中，對(duì)中國(guó)人而言還要實(shí)現(xiàn)人機(jī)環(huán)境中漢字文明的回歸和飛躍。我們的總體目標(biāo)是在筆式界面軟件領(lǐng)域，從理論、方法和應(yīng)用三個(gè)層次進(jìn)行深入的研究，建立一套筆式界面軟件的軟件開發(fā)方法，構(gòu)造軟件框架、軟件平臺(tái)和軟件設(shè)計(jì)工具，研究筆1Windows,Icons,Menus,PointingDevic窗口、圖標(biāo)、菜單、點(diǎn)擊設(shè)備2式界面軟件中的核心算法，構(gòu)造筆式個(gè)人信息管理系統(tǒng)；并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)個(gè)人辦公領(lǐng)域，研究和開發(fā)適于領(lǐng)導(dǎo)、普通大