Интерфейс прямого управления - Direct manipulation interface
В информатике , прямое манипулирование является взаимодействие человека с компьютером стиль , который включает в себя непрерывное представление объектов , представляющих интерес и быстрым, обратимым, и дополнительных действий и обратной связи. В отличие от других стилей взаимодействия, например командного языка , прямое манипулирование направлено на то, чтобы позволить пользователю манипулировать представленными ему объектами , используя действия, которые, по крайней мере, приблизительно соответствуют манипулированию физическими объектами . Примером прямого управления является изменение размера графической формы , такой как прямоугольник, путем перетаскивания ее углов или краев с помощью мыши .
Наличие реальных метафор для объектов и действий может облегчить пользователю изучение и использование интерфейса (некоторые могут сказать, что интерфейс более естественный или интуитивно понятный), а быстрая инкрементальная обратная связь позволяет пользователю делать меньше ошибок и выполнять задачи за меньшее время, потому что они могут видеть результаты действия до его завершения, таким образом оценивая результат и компенсируя ошибки.
Термин был введен Беном Шнейдерманом в 1982 году в контексте офисных приложений и метафоры рабочего стола . Специалисты из академических кругов и ученые-информатики, занимающиеся исследованиями будущих пользовательских интерфейсов, часто уделяют столько же или даже больше внимания тактильному контролю и обратной связи или звуковому контролю и обратной связи, чем визуальной обратной связи, предоставляемой большинством графических интерфейсов . В результате этот термин получил более широкое распространение в этих средах.
В отличие от интерфейсов WIMP / GUI
Прямое манипулирование тесно связано с интерфейсами, которые используют окна, значки, меню и указывающее устройство ( WIMP GUI), поскольку они почти всегда включают прямое манипулирование, по крайней мере, в некоторой степени. Однако не следует путать прямое управление с этими другими терминами, поскольку оно не подразумевает использования окон или даже графического вывода. Например, концепции прямого манипулирования могут применяться к интерфейсам для слепых или слабовидящих пользователей, используя комбинацию тактильных и звуковых устройств и программного обеспечения.
Часто наблюдаются компромиссы в той степени, в которой интерфейс реализует прямую манипуляцию. Например, большинство версий оконных интерфейсов позволяют пользователям перемещать окно, перетаскивая его мышью. В ранних системах перерисовка окна при перетаскивании была невозможна из-за вычислительных ограничений. Вместо этого при перетаскивании рисовался прямоугольный контур окна. Все содержимое окна перерисовывалось, когда пользователь отпускал кнопку мыши.
В компьютерной графике
Из-за сложности визуализации и манипулирования различными аспектами компьютерной графики, включая создание и редактирование геометрии, анимацию, расположение объектов и камер, размещение света и другие эффекты, прямое манипулирование является важной частью компьютерной 3D-графики. Существуют стандартные виджеты прямого управления, а также множество уникальных виджетов, которые разрабатываются либо как лучшее решение старой проблемы, либо как решение новой и / или уникальной проблемы. Виджеты пытаются позволить пользователю изменять объект в любом возможном направлении, а также предоставляют простые инструкции или ограничения, позволяющие пользователю легко изменять объект в наиболее распространенных направлениях, при этом пытаясь быть настолько же интуитивно понятным, что и функция виджет по возможности. Три наиболее распространенных виджета преобразования в основном стандартизированы:
- перевод виджет, который обычно состоит из трех стрелок , выровненных с ортогональным осям , центрированных на объекте для перевода. Перетаскивание центра виджета переводит объект прямо под указателем мыши в плоскость, параллельную плоскости камеры, а перетаскивание любой из трех стрелок перемещает объект вдоль соответствующей оси. Оси могут быть выровнены с осями мирового пространства, осями объектного пространства или каким-либо другим пространством.
- вращения виджет, который обычно состоит из трех кругов , выровненных с тремя ортогональными осями, и одной окружности выровненных с плоскостью камеры. Перетаскивание любого из кругов вращает объект вокруг соответствующей оси, в то время как перетаскивание в другое место будет свободно вращать объект (виртуальное вращение трекбола).
- масштаб виджет, который обычно состоит из трех коротких линий , выровненных с ортогональными осями заканчивающихся коробок и один ящика в центре виджета. Перетаскивание любого из трех блоков, выровненных по осям, приводит к неравномерному масштабированию только по этой оси, а перетаскивание центрального блока приводит к равномерному масштабированию по всем трем осям одновременно.
В зависимости от конкретного стандартного использования объекта могут использоваться различные виды виджетов. Например, свет в компьютерной графике, как и любой другой объект, также определяется преобразованием (перемещением и вращением), но иногда он позиционируется и направляется просто в соответствии с положениями его конечных точек. Это связано с тем, что может быть более интуитивно понятным определить местоположение источника света, а затем определить цель света, а не вращать его вокруг осей координат, чтобы указать его в известном положении.
Другие виджеты могут быть уникальными для конкретного инструмента, например элементы управления краями для изменения конуса прожектора, точки и ручки для определения положения и касательного вектора для контрольной точки сплайна, круги переменного размера для определения ширины фильтра размытия или кисти размера, мишеней ИК для рук и ног или цветовых кругов и образцов для быстрого выбора цвета. Сложные виджеты могут даже включать некоторые элементы из научной визуализации для эффективного представления соответствующих данных (например, векторные поля для эффектов частиц или изображения в ложных цветах для отображения карт вершин).
Прямые манипуляции, а также дизайн пользовательского интерфейса в целом для задач трехмерной компьютерной графики по-прежнему являются активной областью изобретений и инноваций. Процесс создания компьютерных изображений не считается интуитивно понятным или простым по сравнению со сложностью того, что пользователь хочет сделать, особенно для сложных и менее распространенных задач. Например, обычно используется пользовательский интерфейс для обработки текста. Его легко освоить для новых пользователей, и его достаточно для большинства задач обработки текста, поэтому это в основном решенный и стандартизированный пользовательский интерфейс. Однако пользовательские интерфейсы для трехмерной компьютерной графики обычно либо сложны для изучения и использования, либо недостаточно мощны для сложных задач и / или трудны для изучения и использования, поэтому непосредственное управление и пользовательские интерфейсы будут сильно различаться от приложения к приложению.
Смотрите также
использованная литература
- Frohlich, Дэвид М (1993). «История и будущее прямого манипулирования». Поведение и информационные технологии . 12 (6): 315–329. DOI : 10.1080 / 01449299308924396 .
- Шнейдерман, Бен. Проектирование пользовательского интерфейса: стратегии эффективного взаимодействия человека с компьютером. (1987)
- Хатчинс, Эдвин Л. Джеймс Д. Холлан и Дональд Норман. Интерфейсы прямого управления . (1985)
- Шнейдерман, Бен. «Прямое манипулирование: шаг за пределы языков программирования», IEEE Computer 16 (8) (август 1983 г.), 57-69.