Отображение клавиатуры на экране

Для ввода символов в мобильном телефоне используются всего 8 из 12 клавиш стандартной телефонной клавиатуры. В общем случае можно использовать непосредственно для ввода все 12 клавиш, однако данное решение не будет удобным, вследствие того, что отдельные клавиши требуются и для иных целей, например, – изменения регистра и режима ввода, вставки символов пунктуации и т.п.

Кроме того, одна клавиша обычно отводится для наиболее часто встречающегося символа практически во всех языках мира - «пробела». В случае моделирования виртуальной клавиатуры на экране телефона помимо указанных есть и еще одна причина минимизации количества клавиш, используемых для ввода букв, – 9 и тем более 8 клавиш занимают на экране существенно меньше места, чем 12.

Таким образом, девятью или восьмью клавишами требуется вводить 26 (в случае английского языка) или 33 (в случае - русского) буквы алфавита. Если используются только 8 клавиш, то на каждую придётся по 3-4 английских буквы или по 4-5 русских. Если использовать 9 клавиш, то выигрыш не очень существенный – по 3 английских буквы (на одной только клавише будет две) или по 4 русских (и на одной клавише будет 5 букв).

При работе над “ARONETIS™” было принято решение использовать 8 клавиш, так как в этом случае имеется большее количество вариантов их размещения на экране с сохранением однозначной ассоциации изображения на экране с физической клавишей клавиатуры, нежели в случае 9-ти клавиш. Кроме того, если каждая клавиша на экране в один момент времени отображает только один символ, то какая-то отдельная клавиша должна быть задействована для смены (переключения) символов на изображениях клавиш.

В результате некоторого количества экспериментов, было принято решение размещать клавиши на экране по его периметру. Это позволяло занимать меньше площади экрана для данных клавиш и, соответственно, оставлять больше места на экране для отображения вводимого текста.

Помимо этого, данный вариант расположения изображений клавиш позволял в случае необходимости отображать больше изображений клавиш, чем восемь - места по периметру экрана остаётся достаточно, при этом область вывода текста не меняет своей формы и экранных координат.

Таким образом, для ввода символов были определены клавиши редуцированной клавиатуры, располагающиеся по кругу относительно клавиши «5». Для мобильного телефона - это клавиши «1»-«4» и «6»-«9».

Цифровая клавиатура компьютера по сравнению с клавиатурой мобильного телефона перевёрнута, поэтому соответствующие клавиши в данном случае будут «7»-«9», «4», «6» и «1»-«3». Клавиша «5», находящаяся в центре круга, соответственно, стала отвечать за смену групп символов на изображениях клавиш на экране.

Разбиение алфавита на группы

Как уже говорилось выше, принцип распределения символов по группам должен учитывать вероятности встречаемости символов в текстах каждого отдельно взятого языка (см. таблицу).

Очевидно, что для обеспечения эффективности ввода символы, которые чаще всего встречаются в текстах должны вводиться минимальным количеством нажатий на клавиши, то есть с помощью только одного нажатия.

Можно с определённой уверенностью утверждать, что в подавляющем большинстве языков мира (если не во всех) самым часто встречающимся в текстах символом будет «пробел». В мобильных телефонах, в связи с этим фактом, пробелу отводится отдельная клавиша из нижнего ряда редуцированной клавиатуры («*» - в “ Motorola”, «0» - в “ Nokia”, «#» - в “ SonyEricsson”).

В “ARONETIS™”, соответственно, пробел так же занимает отдельную клавишу из нижнего ряда клавиатуры – в зависимости от модели телефона, пользователь может назначить пробел на любую из «*», «0» и «#» клавиш. Полная информация по распределению «пробела» по клавишам телефонов разных производителей представлена в таблице.

Разделить символы алфавита определённого языка на группы можно несколькими способами. Простейший из них – это деление отсортированных по частоте встречаемости букв алфавита на группы по 8 символов (по количеству используемых для ввода клавиш). Однако он не будет являться самым эффективным.

Допустим символы из первой группы (наиболее часто встречающиеся) будут изначально присутствовать на экране, для ввода символов из второй группы требуется нажать клавишу «5» и после смены символов на изображениях клавиш на экране – клавишу, отвечающую за ввод требуемого символа второй группы.

После ввода данного символа, чтобы обеспечить одно нажатие для ввода символа из первой группы, программа должна автоматически переключиться на символы первой (основной) группы. Если будет требоваться ввод символа из третьей группы, то придётся нажимать два раза на «5» и потом на нужный символ, после чего опять произойдёт автоматическое переключение на группу наиболее часто встречающихся символов.

Таким образом, если предположить что групп будет минимум четыре (для английского языка) или пять (для русского), то к символам последних групп будет не очень удобно «продираться», тем более, что ожидать от пользователя чётко помнить в какой группе по счёту находится нужный ему символ – глупо.

Пользователь вынужден будет просматривать все группы по очереди в поисках нужного ему символа и, не смотря на то, что он будет «доходить» до последних групп намного реже, чем до 2-й или 3-й группы, комфортной такую работу не назовёшь. Помимо этого, если ввести в раскладки дополнительные символы (например, пунктуации), то групп может стать ещё больше, со всеми вытекающими из этого факта негативными моментами.

В результате подобных рассуждений родилась схема разделения символов на группы, используемая в “ARONETIS™”.

Все буквы алфавита и даже некоторые символы пунктуации разделялись на три группы. К символам первой группы (наиболее часто присутствующим на экране) были отнесены 8 символов с максимальной частотой встречаемости в реальных текстах. Во вторую – 8 букв с меньшими частотами, а в третью - отнесены все оставшиеся символы алфавита, плюс наиболее востребованные символы пунктуации.

При этом, символы первой группы (или круга) всегда вводятся одним нажатием – после ввода любого символа из другой группы производится автоматическое переключение к символам первой группы. Ввод буквы из второго круга потребует двух нажатий – одного нажатия на «5» для переключения группы и нажатия на клавишу, соответствующую нужному символу.

Третья группа из-за своей многочисленности (она может включать в себя до 24 символов) требует четырёх нажатий для ввода любого из своих символов – при нажатии дважды на «5» все символы данного круга высвечиваются на экране по его периметру, они визуально сгруппированы по тройкам.

Каждая подгруппа соответствует своей клавише, и после нажатия на неё на экране остаются только символы данной подгруппы, которые и вводятся одним нажатием, соответствующей клавиши. Данный способ организации ввода редко встречающихся символов оказался наиболее удобным из всех рассматривавшихся. С его помощью можно осуществлять ввод на языках, чей алфавит составляет до 40 символов. Если добавить ещё две клавиши (например «*» и «#»), то без коренной ломки данного принципа количество символов в раскладке можно расширить до 50 символов.

Распределение букв в каждой группе

Третьей идеей, на которой базируется “ARONETIS”, является размещение символа алфавита на экране мобильного устройства в соответствии с его положением на клавиатуре стандартного персонального компьютера (ПК). Это означает, что если, например, символ «Ч» на стандартной клавиатуре ПК располагается в левом нижнем углу относительно центра клавиатуры, то и на экране мобильного телефона его местоположение должно быть в левом нижнем углу.

Это условие значительно облегчает ввод текста с помощью “ARONETIS” для пользователей активно работающих на ПК. При поиске нужного символа на экране такой пользователь сперва всегда интуитивно ищет символ в том месте, где он привык его видеть (в частности на компьютерной клавиатуре).

К сожалению, данный принцип не возможно применить для всех символов алфавита одновременно из-за несоответствия конструкций QWERTY-клавиатуры и матрицы ввода, используемой “ARONETIS”. Поэтому приходится мириться с несколькими исключениями для раскладок отдельных языков.

Подробнее о раскладках

Сравнение систем

Как уже упоминалось, “ARONETIS” выигрывает по эффективности ввода у систем типа “MultiTap”. Преимущества “ARONETIS” очевидны – для ввода обычного текста на русском языке, содержащего 100 символов, пользователю ARONETIS понадобится нажать приблизительно 157 клавиш, а пользователю “MultiTap” – 208. Разница составит 51 нажатие или 24,5% всех нажатий если вводить с помощью “MultiTap”. Для английского языка эффективность “ARONETIS” будет ещё выше – 65 сэкономленных нажатий или 30%, соответственно.

Следует отметить, что фактический выигрыш от использования “ARONETIS” будет выше – здесь не учитывались символы пунктуации, ввод которых при использовании “MultiTap” требует как минимум 5-6 нажатий, в зависимости от телефона.

Оценить эффективность “ARONETIS™” относительно предиктивных способов набора (“Т9™”, “ iTap™”) не так просто. С теоретической точки зрения названные системы решают иную задачу, чем “ARONETIS”: системы типа “Т9™” устраняют неоднозначность ввода редуцированной клавиатуры на уровне слов, а предлагаемая система “ARONETIS” - устраняет неоднозначность на уровне символов.

Кроме того, следует отметить, что реализация данных способов сильно зависит от модели телефона (объёма его памяти и соответственно словарного запаса). Во-вторых требуется знать частоты встречаемости отдельных слов и количество нажатий для ввода каждого из них.

Дело в том, что даже если все слова языка будут содержаться в словаре системы “Т9™” или “iTap ™” среднее количество нажатий для ввода символа будет всё равно больше 1, так как на одну комбинацию нажатий клавиш будет приходиться по несколько слов. В случае если букв во вводимом слове не более 3-5, то количество вариантов может составить большее количество, чем букв в водимом слове. В таких случаях, реальные затраты на ввод слова составят более двух нажатий на символ.

Помимо этого, если некоторое слово не содержится в словаре (а таких слов весьма много – имена собственные, аббревиатуры, технические термины и т.п.), то его придётся вводить с помощью системы “MultiTap”. В подобных случаях эффективность ввода будет ещё ниже, чем просто при использовании системы “MultiTap” – дополнительные усилия уйдут на определение того факта, что требуемое слово не содержится в словаре. Дискомфорт у определённых пользователей может вызывать и прямая зависимость систем предиктивного ввода от правильности орфографии вводимого слова.

В упомянутой статье, авторами Дж. Арнотом и М. Джаведом делается вывод о перспективности устранения неоднозначности ввода именно на уровне символов, по сравнению с устранением неоднозначности на уровне слов. Кстати системы предиктивного ввода на момент написания статьи были уже известны. Эту же статью цитируют авторы системы “Т9™” в описаниях к своим патентам, защищающим систему и пытаются опровергнуть вывод на практике.

Однако справедливость тезиса высказанного Дж. Арнотом и М. Джаведом подтверждает принципиальная возможность набора текста с помощью “ARONETIS™" так называемым "слепым методом" (при условии несущественной доработки приложения).

Ни одна из упомянутых систем не позволит даже теоретически организовать ввод символов с помощью редуцированной клавиатурой «слепым методом», т.е. не глядя ни на клавиши, ни на экран. С помощью “ARONETIS™" это возможно.

Сравнение технологий ввода текста было проверено экспериментально.

Для сравнения была выбрана фраза, традиционно использующаяся в соревнованиях на скорость набора SMS:

"Острозубые пираньи рода Серрасальмус и Пигоцентрус являются наиболее опасными пресноводными рыбами в мире. Но в действительности они редко нападают на человека".

По результатам сравнения “ARONETIS™" справился с этой фразой за 260 нажатий, “Т9™”- за 264 нажатия, а “MultiTap”- за 340 нажатий.

Подробнее о результатах сравнения

Заключение

“ARONETIS” может использоваться во всех приложениях, где требуется ввод текста – например, редактирование записной книжки, ввод запросов в программы-переводчики, ввод паролей и т.д.

Естественно, в случае поддержки “ARONETIS” производителями мобильных телефонов, для разработчиков приложений его использование будет абсолютно прозрачно и не потребует увеличения объема или изменения других параметров приложения.

Применение “ARONETIS” особенно целесообразно для организации ввода устойчивых паролей. В будущих версиях приложений, поддерживающих “ARONETIS”, пользователь сможет создавать собственные варианты раскладок символов, обеспечивающих лёгкий ввод любых комбинаций Unicode символов.