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)– scrittura a mano libera (dalla penna)– dettatura (a voce)

Temi1. Tastiere e tastiere virtuali

2. Scrittura a mano libera

3. Sistemi di dettatura

4. Prestazioni a confronto

Tastiere e tastiere virtuali

Tastiere e tastiere virtualiTastiere per postazioni fisse:• QWERTY, Dvorak e alfabetiche• Tastiere ergonomiche• Tastiere speciali• Tastiere virtuali

Tastiere per mobile computing:• La tastiera a 12 tasti: lo standard di fatto• Tastiere virtuali

La tastiera QWERTY

• E’ lo standard di fatto da decenni• Ne esistono varianti nazionali in 4 famiglie:

– QWERTY (la più numerosa, es.: Italia, USA, UK, Spagna,…)– 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

• Prende il nome dai primi sei tasti alfabetici

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”:

Tasto

Shift+Tasto

AltGr+Tasto(in USA Alt destro + Tasto)

AltGr+Shift+Tasto(in Italia)

òç

@

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

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 gli indici e i medi) e la mano destra (56% delle pressioni)

• Oggi viene usata in modo molto limitato

Lettere più frequenti

Lettere abbastanza frequenti

Lettere meno frequenti

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’ultima è migliore

Tastiere: problemi

Le tastiere tradizionali impongono posture innaturali, che possono indurre vari disturbi

Posizione naturaledei polsi

Posizione indotta da una tastiera tradizionale

Tastiere ergonomiche: alcuni esempi

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-tracking]

• tastiere a proiezione

Esempio: soft keyboard con uso del mouse

Da Windows

Una tastiera virtuale ha possibilità di riconfigurazione

Esempio: soft keyboard su touch screen

Esempio: tastiera virtuale a proiezione

Video

• Virtual keyboardhttp://it.youtube.com/watch?v=bXViWxmSumI

• Scrivere con gli occhihttp://it.youtube.com/watch?v=fOt-nm1ats0

Tastiere per mobile computing

• Mobilità:– piccole dimensioni– uso di una sola mano per la digitazione

• Piccole dimensioni:– riduzione della dimensione dei tasti (“miniature

Qwerty”), oppure– riduzione del numero dei tasti -> necessità di

associare ad ogni tasto più caratteri (overloading)

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

Metodi per l’immissione di testo:• multitap – ogni tasto è premuto più volte (lento)• predittivi (più veloce, il più noto: T9)

Dal telefono fisso (a tastiera) al cellulare:

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

EsempioBACI

Multitap:22 2 222 444(problema della segmentazione)

T9:2224(ma anche: BACH e ABBI)

Tastiere virtuali per device mobili

Stylus(richiede due mani)

dito

Virtual keyboard per Apple i-phone: video

http://it.youtube.com/watch?v=HrEEzS4mRCIhttp://it.youtube.com/watch?v=dU33DfFAV9w

Tastiere portatili: esempio

Scrittura a mano libera

Pen computing

superficiesensibile

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

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• 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

Esempio: Windows Journal

Esempio: editing

Esempio: riconoscimento

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)

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

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

x 4 orientamenti x 2 direzioni= 40 possibili variazioni

5 segni base:

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

Un Palm

Il testo deve essere scritto qui (a sx lettere a dx cifre)

Punctuation shift:per entrare nel “modo punteggiatura”

PunctuationShift .

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

Riconoscimento del parlato

difficile

vocabolario

connected speech

speakerindependence

facile

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

Sempre caro mi fu quest'eremo colle, ermoe questa siepe, che da tanta partedell'ultimo orizzonte riguardo esclude. il guardoMa sedendo e mirando, in terminati interminatispazi di là da quella, e sovrumanisilenzi, e profondissima quieteDio nel pensiero mi fingo; ove per poco ioil corno si sta un'ora. E come il vento cor non si spauraodo stormire fra queste piante, io quelloinfinito silenzio a questa voceun po' comparando: e mi sovviene l'eterno, voe le molte stagioni, e la presentevisiva, è il suon di lei. Così tra questa e vivaimmensità s'annega il pensiero mio:e il naufragar m'è dolce in questo mare con .

(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 e mouse)

• Tranne che per persone particolarmente addestrate, la tastiera si rivela ancora più efficiente della dettatura

Prestazioni a confronto

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)

velocità

accuratezza

Prestazioni a confronto

• Difficile dare misure “assolute”: le variabil sono molte (tecnologia, abilità, condizioni sperimentali)

• Tipicamente, in modo qualitativo:

0 10 20 30 40 50 60WPM

Touch typingDue+ dita

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)

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)

• 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 (anche in italiano) sono in genere aggiornate e affidabili