На данный момент наиболее часто используются системы предиктивного ввода “T9™” и “iTap™”, либо последовательного ввода каждой буквы путём многократного нажатия соответствующей клавиши мобильного телефона - “МultiTap”. Однако недостатки упомянутых способов и привели к созданию более гибкого и удобного способа ввода “ARONETIS™”.

По сравнению с “МultiTap”, “ARONETIS™” обеспечивает существенный математически доказуемый выигрыш в уменьшении среднего числа нажатий клавиш для ввода одного символа текста.

Среднее число нажатий для ввода одной буквы при использовании “ARONETIS™” с учетом ВСЕХ нажатий (т.е. вводом букв и символов пунктуации, переключением регистров и языков ввода) лежит в пределах 1,6 –2,3 (нажатий/символ) для различных языков. Максимальная эффективность предлагаемого способа для восьми основных европейских языков указана в таблице.

Системы “ARONETIS™” и “T9™” сопоставимы по среднему количеству нажатий клавиш для ввода одного символа текста, если учитывать все нажатия – например для вставки символа пунктуации или изменения регистра символов. Но при этом, по сравнению с системами типа “T9™” преимущества “ARONETIS™” заключаются в следующем:

• возможен набор слов, не содержащихся в словарях (например, имена собственные, фамилии, адреса, аббревиатуры, технические термины, пароли и т.п.);
• возможен набор сообщения содержащего слова из разных языков, причём из произвольного количества языков одновременно;
• возможен ввод символов различного назначения (например, математических, или специальных символов транскрипции);
• обеспечивается легкость подключения дополнительных раскладок языков и переключения между ними в процессе работы;
• достигается независимость используемого языка от символов нанесённых на клавиши мобильного телефона;
• обеспечивается нечувствительность системы к орфографическим ошибкам пользователя;
• возможен набор нелатинского текста латинскими символами либо автоматическое конвертирование набранного кириллицей текста в «транслит».

• реализация “ARONETIS™” на системном уровне мобильного телефона требует на порядки меньших затрат памяти и вычислительных ресурсов по сравнению с системами типа “T9™”;
• представление всего спектра Unicode – символов;
• ввод сообщений на любом языке, имеющем алфавит до 50 символов;
• создание индивидуальных раскладок для ввода устойчивых к взлому паролей;
• возможность ввода текста на практически любом программируемом устройстве с дисплеем и редуцированной клавиатурой (от 6 клавиш и выше), например, в банкоматах, телевизорах (в купе с пультом ДУ) и т.п.  

ARONETIS™ - как это работает? Немного теории!

Изначально целью проекта являлась разработка способа ввода текста на различных языках независящего от символов нанесённых на клавиатуру мобильного устройства.

Требовалось обеспечить независимость приложения от предустановленных в мобильном телефоне языков интерфейса и эффективность ввода, сопоставимую с уровнем предиктивных способов набора (“Т9™”, “ iTap ™”), и выше, чем у способа последовательного перебора символов, ассоциированных с нажимаемой клавишей ( “Multitap”).

Результат проекта, однако, оказался лучше, чем изначально предполагалось. Описание процесса разработки и логики работы “ ARONETIS ™” приведены ниже.

Клавиши на экране

Как уже отмечалось, основная идея “ ARONETIS ” заключается в уходе от символов, нанесённых на клавиатуру, к символам, отображаемым на экране мобильного телефона. В ходе работы над проектом рассматривались разные варианты её реализации.

Простейший вариант может быть воплощён в виде изображения клавиатуры мобильного телефона на экране и отображении на каждой клавише только символов используемого языка, которые могут быть введены этой клавишей.

Положительный эффект от такого решения будет заключаться лишь в некотором укрупнении размеров символов, нанесённых на клавиатуру, за счет исключения символов не использующегося на данный момент языка, и появления возможности ввода текстов на языках, символы которых не нанесены на клавиатуру мобильного телефона.

Однако ощутимого выигрыша в удобстве ввода текста данное решение не даст, так как сам принцип ввода текста остаётся старым - “Multitap”. При этом изображение клавиатуры будет занимать практически весь экран и соответственно пользователь не сможет одновременно видеть более одной-двух строк вводимого текста на экране, то есть данное решение не будет являться удобным для пользователя.

Иным вариантом является отображение на каждой клавише виртуальной клавиатуры лишь по одному символу в некоторый момент времени, что позволяет уменьшить размеры рисунка клавиши при сохранении размеров символа, отображаемого на ней.

При этом места на экране мобильного телефона не занятого изображением клавиатуры остаётся значительно больше, нежели в первом варианте. Однако при этом возникает другой вопрос – каким образом отображать по одному символу на клавише, если символов в несколько раз больше, чем клавиш у мобильного телефона.

История появления литер в телефонии

Для того чтобы корректно решить поставленную выше задачу – каким образом отображать по одному символу на клавише, следует слегка углубиться в историю и уточнить откуда вообще взялись буквы латинского алфавита на клавишах телефонов, почему, например, на клавише с цифрой «1» никаких символов нет, а на клавишах «7» и «9» по четыре латинских буквы, в то время как на всех остальных по три.

Данные вопросы весьма полно освещёны в известном «Ководстве» Артемия Лебедева, из которого можно узнать много интересного и по иным темам. Пересказывать всю статью про историю телефонных номеров не красиво, однако основные мысли повторить и процитировать полезно.

Так как телефония как средство связи была изобретена Александром Грэмом Беллом в США, то в данном вопросе американцы изначально были «законодателями мод» и всем остальным странам приходилось лишь адаптировать американские нововведения под свои требования.

В телефонии американцы начали использовать буквы алфавита исключительно для лучшего запоминания многозначных телефонных номеров. При этом, «…по техническим соображениям в Америке на единицу не начинался ни один номер. По историческим соображениям ноль всегда использовался для вызова телефонистки. Таким образом, любой американский номер мог начинаться на любую цифру, кроме 1 и 0 …

…На первых дисковых аппаратах были только цифры. В 20-е годы прошлого века рядом с цифрами появились буквы. В США на телефонном диске рядом с каждой цифрой (кроме единицы и нуля) находилось по три буквы алфавита. Буквы Q и Z не использовались из-за схожести с 0 и 2… (интересно, почему американцы не путали букву O c цифрой 0? - прим. Д. Самаля).

… Все без исключения современные мобильные телефоны содержат полный латинский алфавит (а некоторые модели — русский). Тут возникает проблема с двумя способами использования букв. Первая модель — американская. Если вы едете по дороге и видите на большом грузовике надпись How am I driving? Call 1-800-EAT-SHIT, это значит, что вам предлагают позвонить по телефону 1-800-328-7448.

Но когда вы набираете SMS-сообщение, буквы работают в другом режиме — недостаточно один раз нажать на кнопку, на которой изображена буква, нужно нажать несколько раз.

Система набора по буквам хорошо знакома в США, так как запомнить слово проще, чем набор цифр, хотя набирать потом жутко неудобно. Европейцы, знакомые с SMS, вообще не могут понять, как работает американская система… » .

Так как процессы использования символов для кодирования номера и для набора текстовых сообщений существенно отличаются между собой, то система распределения символов по клавишам, принятая для кодирования, не эффективна для набора.

Из приведенной выше информации уже очевидно, что способ набора “Multitap” может быть несколько улучшен путём простого перераспределения символов латинского алфавита по всем цифровым клавишам, а не только по «2»-«9».

Однако выигрыш в среднем числе нажатий клавиш при вводе символа будет не достаточно существенным, чтобы из-за него менять исторически сложившееся расположение латинских символов на клавишах и вносить, таким образом, сумятицу и неразбериху на несколько десятков лет в процесс использования телефонных аппаратов в первую очередь американскими и иными домохозяйками.

Частота встречаемости символов

Вопрос улучшения системы ввода символов с помощью редуцированной клавиатуры, т.е. имеющей всего 12 клавиш, был поднят до наступления эры мобильной телефонии. Еще в 80-х годах проводились исследования по эффективному распределению символов по клавишам телефона для передачи сообщений по телефоным каналам связи, тогда еще аналоговым. Их результаты обобщены в статье Дж. Арнотта и М. Джаведа ( J. L. Arnott and Muhammad Y. Javed. Probabilistic character disambiguation for reduced keyboards using small text samples. AAC Augmentative and Alternative Communication, 8(1), 1992, pp.215–223 ).

В описанных в статье экспериментах раскладки символов латинского алфавита анализировались с точки зрения как оптимизации числа нажатий клавиш, так и повышения помехоустойчивости при разборе сообщения.

Исследования выявили, что при наборе текстов раскладка символов по алфавиту нерациональна и для каждого языка оптимальной будет своя собственная раскладка, составленная с учётом частот встречаемости символов в словах языка. То есть буквы на клавишах следует поменять местами так, чтобы наиболее часто встречающиеся вводились меньшим числом нажатий, чем наиболее редкие.

Однако, так как одни и те же буквы, например – латинские, в различных языках используются с разными частотами, то для каждого из языков наносить символы на клавиши следует по разному. Таким образом, оптимальная раскладка символов для, например, немецкого языка, будет отличаться от оптимальной раскладки французского или итальянского, несмотря на определённую схожесть алфавитов.

Раскладка символов по английскому алфавиту, которая де-факто является стандартом для всех современных телефонов, была признана одной из самых неэффективных для ввода текста.

Помимо исторической значимости, её единственный плюс, который в результате и перевесил все минусы, заключался в её универсальности для всех языков использующих латиницу. То есть для английского, французского, немецкого и иже с ними языков она одинакова неудобна. Однако перерисовывать символы на клавишах телефонного аппарата, в зависимости от места продажи телефона, не требовалось, что в результате и оказалось весомее остальных неудобств.

Возвращаясь к вопросу, каким образом организовать отображение по одному символу на каждой клавише виртуальной клавиатуры, становится очевидным, что частоты встречаемости символов следует учитывать обязательно. А это, в свою очередь, автоматически подразумевает конструирование индивидуальных раскладок символов для каждого отдельного языка.

Частоты встречаемости символов для основных европейских языков приведены в таблице, а принципы конструирования раскладок для языков приведены во второй части данного документа.

Часть 2. Теория и практика “ARONETIS™”