Dispositivo señalador

Un ratón de computadora

Touchpad y un puntero en un cuaderno de IBM

Punto de referencia

Un ratón 3D mayor

Dispositivo de señalización 3D

Un dispositivo señalador es un dispositivo de interfaz humana que permite al usuario ingresar datos espaciales (es decir, continuos y multidimensionales) en una computadora. Los sistemas CAD y las interfaces gráficas de usuario (GUI) permiten al usuario controlar y proporcionar datos a la computadora mediante gestos físicos al mover un mouse de mano o un dispositivo similar por la superficie del escritorio físico y activar los interruptores del mouse. Los movimientos del dispositivo señalador se repiten en la pantalla mediante movimientos del puntero (o cursor) y otros cambios visuales. Los gestos comunes son apuntar y hacer clic y arrastrar y soltar.

Si bien el dispositivo señalador más común es, con mucho, el mouse, se han desarrollado muchos más dispositivos. Sin embargo, el término mouse se usa comúnmente como una metáfora para los dispositivos que mueven el cursor de una computadora.

La ley de Fitts se puede usar para predecir la velocidad con la que los usuarios pueden usar un dispositivo señalador.

Clasificación

Para clasificar varios dispositivos señaladores, se puede considerar un cierto número de características. Por ejemplo, el movimiento, control, posicionamiento o resistencia del dispositivo. Los siguientes puntos deben proporcionar una visión general de las diferentes clasificaciones.

• directa vs. entrada indirecta

En el caso de un dispositivo señalador de entrada directa, el puntero en pantalla se encuentra en la misma posición física que el dispositivo señalador (por ejemplo, el dedo en una pantalla táctil, el lápiz óptico en una tableta). Un dispositivo señalador de entrada indirecta no está en la misma posición física que el puntero, pero traduce su movimiento a la pantalla (por ejemplo, el mouse de la computadora, el joystick, el lápiz óptico en una tableta gráfica).

• absoluto vs. movimiento relativo

Un dispositivo de entrada de movimiento absoluto (por ejemplo, un lápiz, un dedo en la pantalla táctil) proporciona una asignación coherente entre un punto en el espacio de entrada (ubicación/estado del dispositivo de entrada) y un punto en el espacio de salida (posición del puntero en la pantalla). Un dispositivo de entrada de movimiento relativo (p. ej., mouse, joystick) asigna el desplazamiento en el espacio de entrada al desplazamiento en el estado de salida. Por lo tanto, controla la posición relativa del cursor con respecto a su posición inicial.

• isotonic vs. elastic vs. isometric

Un dispositivo señalador isotónico es móvil y mide su desplazamiento (ratón, bolígrafo, brazo humano), mientras que un dispositivo isométrico es fijo y mide la fuerza que actúa sobre él (punto de seguimiento, pantalla táctil sensible a la fuerza). Un dispositivo elástico aumenta su fuerza de resistencia con el desplazamiento (joystick).

• control de posición vs. control de velocidad

Un dispositivo de entrada de control de posición (por ejemplo, un mouse, un dedo en la pantalla táctil) cambia directamente la posición absoluta o relativa del puntero en pantalla. Un dispositivo de entrada de control de velocidad (p. ej., trackpoint, joystick) cambia la velocidad y la dirección del movimiento del puntero en pantalla.

• traducción vs. rotación

Otra clasificación es la diferenciación entre si el dispositivo se traslada físicamente o se gira.

• grados de libertad

Distintos dispositivos señaladores tienen diferentes grados de libertad (DOF). Un mouse de computadora tiene dos grados de libertad, a saber, su movimiento en los ejes x e y. Sin embargo, el Wiimote tiene 6 grados de libertad: ejes x, y y z para movimiento y rotación.

• posibles estados

Como se menciona más adelante en este artículo, los dispositivos señaladores tienen diferentes estados posibles. Ejemplos de estos estados son fuera de rango, rastreando o arrastrando.

Ejemplos

• un ratón de computadora es un indirectas, relativo, isotonic, control de posición, traducción al español dispositivo de entrada con dos grados de libertad (x, posición y) y dos estados (arrastrando, arrastrando).
• una pantalla táctil es una directa, absoluto, isométrica, control de posición dispositivo de entrada con dos o más grados de libertad (x, posición y presión opcional) y dos estados (sin rango, arrastramiento).
• un joystick es un indirectas, relativo, elástico, control de velocidad, traducción al español dispositivo de entrada con dos grados de libertad (x, ángulo y) y dos estados (arrastrados, arrastrando).
• un Wiimote es un indirectas, relativo, elástico, control de velocidad, traducción al español dispositivo de entrada con seis grados de libertad (x, y, z orientation and x, y, z position) and two or three states (tracking, dragging for orientation and position; out-of-range for position).

Taxonomía de Buxton

La siguiente tabla muestra una clasificación de los dispositivos señaladores por su número de dimensiones (columnas) y qué propiedad se detecta (filas) presentada por Bill Buxton. Las subfilas distinguen entre intermediario mecánico (es decir, lápiz óptico) (M) y sensible al tacto (T). Tiene sus raíces en el sistema motor/sensorial humano. Los dispositivos de entrada manual continua se clasifican. Las subcolumnas distinguen los dispositivos que utilizan un control de motor comparable para su funcionamiento. La tabla se basa en el gráfico original del trabajo de Bill Buxton sobre "Taxonomías de entrada".

Modelo de tres estados de Buxton

Este modelo describe diferentes estados que puede asumir un dispositivo señalador. Los tres estados comunes descritos por Buxton son fuera de rango, seguimiento y arrastre. No todos los dispositivos señaladores pueden cambiar a todos los estados.

Ajustes' Ley

La ley de Fitts (a menudo citada como la ley de Fitts) es un modelo predictivo del movimiento humano que se utiliza principalmente en la interacción persona-computadora y la ergonomía. Esta ley científica predice que el tiempo requerido para moverse rápidamente a un área objetivo es una función de la relación entre la distancia al objetivo y el ancho del objetivo. La ley de Fitt se usa para modelar el acto de señalar, ya sea tocando físicamente un objeto con la mano o el dedo, o virtualmente, señalando un objeto en el monitor de una computadora usando un dispositivo señalador. En otras palabras, esto significa, por ejemplo, que el usuario necesita más tiempo para hacer clic en un botón pequeño que está lejos del cursor que para hacer clic en un botón grande cerca del cursor. Por lo tanto, generalmente es posible predecir la velocidad que se necesita para un movimiento selectivo hacia un objetivo determinado.

Formulación matemática

La métrica común para calcular el tiempo promedio para completar el movimiento es la siguiente:

MT=a+b⋅ ⋅ ID=a+b⋅ ⋅ log2⁡ ⁡ ()2DW){displaystyle {text{MT}=a+bcdot {text{ID}=a+bcdot log _{2}{Bigg (}{frac {2D}{Bigg)}}}} {Bigg}} {fnMicroc {fnK}}}} {fnK}}}}} {b}}}}} {fnMit}}} {f}f}}}}}}}}}}} {f}}}}}}}}}f}}}}}} {f}f}f}}}}}}}}}} {bf}}}}}}f}}}}}}}}} {bf}}f} {bbb}}}}}}}}}}}}}}} {bbbbbb}}}}}}}}}}}}}bbbbbbbbbb}}}}}}}}

donde:

• MT es el tiempo promedio para completar el movimiento.
• a y b son constantes que dependen de la elección del dispositivo de entrada y se determinan empíricamente por el análisis de regresión.
• ID es el índice de dificultad.
• Des la distancia desde el punto de partida al centro del objetivo.
• W es el ancho del objetivo medido a lo largo del eje del movimiento.W también se puede considerar como la tolerancia de error permitida en la posición final, ya que el punto final del movimiento debe caer dentro de ±W.2del centro del objetivo.

Esto da como resultado la interpretación de que, como se mencionó anteriormente, los objetivos grandes y cercanos se pueden alcanzar más rápido que los objetivos pequeños y distantes.

Aplicación de ajustes' Ley en diseño de interfaz de usuario

Como se mencionó anteriormente, el tamaño y la distancia de un objeto influyen en su selección. Además, esto afecta la experiencia del usuario. Por lo tanto, es importante que Fitts' La ley se considera al diseñar interfaces de usuario. A continuación se mencionan algunos principios básicos.

• Elementos interactivos

Por ejemplo, los botones de mando deben tener diferentes tamaños que los elementos no interactivos. Los objetos interactivos más grandes son más fáciles de seleccionar con cualquier dispositivo puntero.

• Edges and corners

Debido al hecho de que el cursor se fija en los bordes y esquinas de una interfaz gráfica de usuario, esos puntos se pueden acceder más rápido que otros puntos en la pantalla.

• Menús emergentes

Deben apoyar la selección inmediata de elementos interactivos para reducir el "tiempo de viaje" del usuario.

• Opciones para seleccionar

Dentro de menús como menús desplegables o navegación de alto nivel, la distancia aumenta cuanto más el usuario baja por la lista. Sin embargo en los menús de tarta, la distancia a los diferentes botones es siempre la misma. Además, las áreas de destino en los menús de tarta son más grandes.

• Barras de tareas

Para operar una barra de tareas, el usuario necesita un nivel más alto de precisión, por lo tanto más tiempo. Generalmente obstaculizan el movimiento a través de la interfaz.

Ganancia de visualización de control

La ganancia de visualización de control (o ganancia de CD) describe la proporción entre los movimientos en el espacio de control y los movimientos en el espacio de visualización. Por ejemplo, un mouse de hardware se mueve a otra velocidad o distancia que el cursor en la pantalla. Incluso si estos movimientos tienen lugar en dos espacios diferentes, las unidades de medida deben ser las mismas para que sean significativas (por ejemplo, metros en lugar de píxeles). La ganancia de CD se refiere al factor de escala de estos dos movimientos:

CDgain=VDisplaSí./VControl{displaystyle CDgain=V_{Display}/V_{Control}

La configuración de ganancia de CD se puede ajustar en la mayoría de los casos. Sin embargo, se debe encontrar un compromiso: con ganancias altas es más fácil acercarse a un objetivo distante, con ganancias bajas esto lleva más tiempo. Las ganancias altas dificultan la selección de objetivos, mientras que las ganancias bajas facilitan este proceso. Los sistemas Microsoft, macOS y X window han implementado mecanismos que adaptan la ganancia del CD a las necesidades del usuario. p.ej. la ganancia de CD aumenta cuando aumenta la velocidad de movimiento del usuario (históricamente denominado "aceleración del mouse").

Dispositivos de señalización comunes

Dispositivos señaladores de seguimiento de movimiento

Ratón

Un mouse es un pequeño dispositivo portátil que se empuja sobre una superficie horizontal.

Un mouse mueve el puntero gráfico deslizándolo por una superficie lisa. El ratón de bola convencional utiliza una bola para crear esta acción: la bola está en contacto con dos pequeños ejes que se colocan en ángulo recto entre sí. A medida que la bola se mueve, estos ejes giran y la rotación se mide mediante sensores dentro del mouse. La información de distancia y dirección de los sensores se transmite luego a la computadora, y la computadora mueve el puntero gráfico en la pantalla siguiendo los movimientos del mouse. Otro ratón común es el ratón óptico. Este dispositivo es muy similar al ratón convencional pero utiliza luz visible o infrarroja en lugar de una bola giratoria para detectar los cambios de posición. Además, está el mini-ratón, que es un pequeño ratón del tamaño de un huevo para usar con computadoras portátiles; Por lo general, lo suficientemente pequeño para usar en un área libre del cuerpo de la computadora portátil, generalmente es óptico, incluye un cable retráctil y usa un puerto USB para ahorrar batería.

Bola de seguimiento

Un trackball es un dispositivo señalador que consiste en una bola alojada en un zócalo que contiene sensores para detectar la rotación de la bola alrededor de dos ejes, similar a un mouse al revés: mientras el usuario hace rodar la bola con el pulgar, los dedos o Palm el puntero en la pantalla también se moverá. Las bolas de seguimiento se usan comúnmente en estaciones de trabajo CAD para facilitar su uso, donde puede que no haya espacio en el escritorio para usar un mouse. Algunos pueden sujetarse al costado del teclado y tienen botones con la misma funcionalidad que los botones del mouse. También hay trackballs inalámbricos que ofrecen una gama más amplia de posiciones ergonómicas para el usuario.

Palanca de mando

Los joysticks isotónicos son palancas de mando en las que el usuario puede cambiar libremente la posición de la palanca, con una fuerza más o menos constante.

Los joysticks isométricos son donde el usuario controla la palanca variando la cantidad de fuerza con la que empuja, y la posición de la palanca permanece más o menos constante. Los joysticks isométricos a menudo se citan como más difíciles de usar debido a la falta de respuesta táctil proporcionada por un joystick en movimiento real.

Palillo señalador

Un dispositivo de puntero es una pequeña protuberancia sensible a la presión que se usa como un joystick. Por lo general, se encuentra en computadoras portátiles integradas entre las teclas G, H y B. Funciona al detectar la fuerza aplicada por el usuario. El correspondiente "ratón" los botones se colocan comúnmente justo debajo de la barra espaciadora. También se encuentra en ratones y algunos teclados de escritorio.

Mando a distancia de Wii

El Wii Remote, también conocido coloquialmente como Wiimote, es el controlador principal de la consola Wii de Nintendo. Una característica principal del Wii Remote es su capacidad de detección de movimiento, que permite al usuario interactuar y manipular elementos en la pantalla a través del reconocimiento de gestos y señalar mediante el uso de tecnología de sensor óptico y acelerómetro.

Seguimiento de dedos

Un dispositivo de seguimiento de dedos rastrea los dedos en el espacio 3D o cerca de la superficie sin contacto con una pantalla. Los dedos se triangulan mediante tecnologías como cámara estéreo, tiempo de vuelo y láser. Buenos ejemplos de dispositivos de seguimiento de dedos son LM3LABS' Ubiq'ventana y AirStrike

Dispositivos de señalización de seguimiento de posición

Tableta gráfica

Una tableta gráfica con un bolígrafo

Una tableta gráfica o tableta digitalizadora es una tableta especial similar a un panel táctil, pero que se controla con un bolígrafo o lápiz óptico que se sostiene y usa como un bolígrafo o lápiz normal. El pulgar generalmente controla el clic a través de un botón bidireccional en la parte superior del lápiz o tocando la superficie de la tableta.

Un cursor (también llamado disco) es similar a un mouse, excepto que tiene una ventana con una cruz para ubicarlo con precisión y puede tener hasta 16 botones. Un bolígrafo (también llamado stylus) se parece a un simple bolígrafo, pero usa un cabezal electrónico en lugar de tinta. La tableta contiene componentes electrónicos que le permiten detectar el movimiento del cursor o del lápiz y traducir los movimientos en señales digitales que envía a la computadora." Esto es diferente de un mouse porque cada punto en la tableta representa un punto en la pantalla.

Lápiz

Un smartphone operado con un estilo

Un lápiz óptico es un pequeño instrumento con forma de bolígrafo que se usa para ingresar comandos en la pantalla de una computadora, un dispositivo móvil o una tableta gráfica.

El lápiz óptico es el principal dispositivo de entrada para los asistentes digitales personales, los teléfonos inteligentes y algunos sistemas de juegos portátiles, como el Nintendo DS, que requieren una entrada precisa, aunque los dispositivos con entrada multitáctil con los dedos con pantallas táctiles capacitivas se han vuelto más populares que los lápices ópticos. dispositivos impulsados en el mercado de teléfonos inteligentes.

Panel táctil

Trackpad en un Apple MacBook Pro

Un panel táctil o trackpad es una superficie plana que puede detectar el contacto de los dedos. Es un dispositivo señalador estacionario, comúnmente utilizado en computadoras portátiles. Al menos un botón físico normalmente viene con el panel táctil, pero el usuario también puede generar un clic del mouse tocando el panel. Las funciones avanzadas incluyen sensibilidad a la presión y gestos especiales, como desplazarse moviendo el dedo a lo largo de un borde.

Utiliza una rejilla de electrodos de dos capas para medir el movimiento de los dedos: una capa tiene tiras de electrodos verticales que manejan el movimiento vertical y la otra capa tiene tiras de electrodos horizontales para manejar los movimientos horizontales.

Pantalla táctil

Un teclado virtual en un iPad

Una pantalla táctil es un dispositivo integrado en la pantalla del monitor de TV o en las pantallas del monitor LCD del sistema de las computadoras portátiles. Los usuarios interactúan con el dispositivo presionando físicamente los elementos que se muestran en la pantalla, ya sea con los dedos o con alguna herramienta de ayuda.

Se pueden utilizar varias tecnologías para detectar el tacto. Las pantallas táctiles resistivas y capacitivas tienen materiales conductores incrustados en el vidrio y detectan la posición del toque midiendo los cambios en la corriente eléctrica. Los controladores infrarrojos proyectan una cuadrícula de rayos infrarrojos insertados en el marco que rodea la pantalla del monitor y detectan dónde un objeto intercepta los rayos.

Las pantallas táctiles modernas se pueden usar junto con dispositivos de puntero con lápiz óptico, mientras que las que funcionan con infrarrojos no requieren contacto físico, sino que solo reconocen el movimiento de la mano y los dedos a una distancia mínima de la pantalla real.

Las pantallas táctiles se hicieron populares con la introducción de computadoras portátiles como las vendidas por el fabricante de hardware Palm, Inc., algunas clases de computadoras portátiles de gama alta, teléfonos inteligentes móviles como HTC o Apple iPhone, y la disponibilidad de controladores de dispositivos de pantalla táctil estándar en los sistemas operativos Symbian, Palm OS, Mac OS X y Microsoft Windows.

Dispositivos de seguimiento de presión

Joystick Isométrico

A diferencia de un joystick 3D, el joystick en sí no se mueve o se mueve muy poco y está montado en el chasis del dispositivo. Para mover el puntero, el usuario tiene que aplicar fuerza al palo. Los representantes típicos se pueden encontrar en los teclados de los portátiles entre la "G" y "H" llaves. Al ejercer presión sobre el TrackPoint, el cursor se mueve en la pantalla.

Otros dispositivos

6D Axsotic 3D Mouse.

• Un lápiz ligero es un dispositivo similar a una pantalla táctil, pero utiliza un lápiz sensible a la luz en lugar del dedo, que permite una entrada de pantalla más precisa. Como la punta de la pluma de luz hace contacto con la pantalla, envía una señal de vuelta al ordenador que contiene las coordenadas de los píxeles en ese punto. Se puede utilizar para dibujar en la pantalla del ordenador o hacer selecciones de menú, y no requiere una pantalla táctil especial porque puede funcionar con cualquier pantalla CRT.
• Armas ligeras
• Ratón de palma – mantenido en la palma y operado con sólo dos botones; los movimientos a través de la pantalla corresponden a un toque de pluma, y la presión aumenta la velocidad de movimiento
• Footmouse – a veces llamado topo – una variante del ratón para aquellos que no desean o no pueden usar las manos o la cabeza; en cambio, proporciona clics de pie
• Puck, similar a un ratón, pero, diseñado para posicionamiento absoluto en lugar de relativo. Por lo general tiene un plástico transparente con miradores para posicionamiento y trazado precisos. Los calcetines se utilizan más comúnmente para localizar en el trabajo CAD/CAM/CAE.
• Dispositivos de seguimiento de ojos: un ratón controlado por los movimientos retinal del usuario, permitiendo la manipulación del cursor sin tacto
• Finger-mouse – Un ratón extremadamente pequeño controlado por dos dedos solamente; el usuario puede mantenerlo en cualquier posición
• Ratón giroscópico – un giroscopio siente el movimiento del ratón mientras se mueve a través del aire. Los usuarios pueden operar un ratón giroscópico cuando no tienen espacio para un ratón regular o deben dar comandos mientras están de pie. Este dispositivo de entrada no necesita limpieza y puede tener muchos botones adicionales, de hecho, algunos portátiles duplicando a medida que los televisores vienen con ratones giroscópicos que se asemejan, y doble como, remotos con pantallas LCD construidos en.
• Rueda de dirección – se puede considerar como un dispositivo de señalización 1D – ver también la sección del volante del artículo del controlador del juego
• Paddle – otro dispositivo de señalización 1D
• Jog dial – otro dispositivo de señalización 1D
• Yoke (aviones)
• Algunos dispositivos de entrada de alta intensidad de la libertad
• 3Dconnexion – controlador de seis grados
• Dispositivos de puntos discretos
• almohadilla direccional – un teclado muy simple
• Almohadilla de baile – solía apuntar en lugares brutos en el espacio con pies
• Ratón de jabón: un dispositivo de señalización manual basado en la posición basado en la tecnología de ratón óptico inalámbrico existente
• La pluma láser – se puede utilizar en presentaciones como un dispositivo puntero