Відображення клавіатури на екрані

Для уведення символів у мобільному телефоні використовуються всього 8 з 12 клавіш стандартної телефонної клавіатури. У загальному випадку можна використати безпосередньо для уведення всі 12 клавіш, однак дане рішення не буде зручним, внаслідок того, що окремі клавіші потрібні й для інших цілей, наприклад, зміни регістра й режиму уведення, вставки символів пунктуації й т.ін.

Крім того, одна клавіша звичайно приділяється для символу, який зустрічається найбільш часто практично у всіх мовах миру – "пробілу". У випадку моделювання віртуальної клавіатури на екрані телефону крім зазначених є ще одна причина мінімізації кількості клавіш, використовуваних для уведення букв, - 9 і тим більше 8 клавіш займають на екрані істотно менше місця, чим 12.

Таким чином, дев'ятьма або вісьма клавішами потрібно вводити 26 (у випадку англійської мови) або 33 (у випадку - російського) букви алфавіту. Якщо використовуються тільки 8 клавіш, то на кожну припадає по 3-4 англійські букви або по 4-5 російських. Якщо використати 9 клавіш, то виграш не дуже істотний – по 3 англійських букви (на одній лише клавіші буде дві) або по 4 російських (і на одній клавіші буде 5 букв).

При роботі над "ARONETІS™" було прийняте рішення використати 8 клавіш, тому що в цьому випадку є більша кількість варіантів їхнього розміщення на екрані зі збереженням однозначної асоціації зображення на екрані з фізичною клавішею клавіатури, ніж у випадку 9-ти клавіш. Крім того, якщо кожна клавіша на екрані в один момент часу відображає тільки один символ, то якась окрема клавіша повинна бути задіяна для зміни (перемикання) символів на зображеннях клавіш.

У результаті експериментів, було ухвалене рішення розміщати клавіші на екрані по його периметру. Це дозволяло займати менше площі екрана для даних клавіш та, відповідно, залишати більше місця на екрані для відображення тексту, який вводиться.

Крім цього, даний варіант розташування зображень клавіш дозволяв якщо буде потреба відображати більше зображень клавіш, чим вісім – місця по периметру екрана залишається досить, при цьому область розташування тексту не міняє своєї форми та екранних координат.

Таким чином, для введення символів були призначені клавіші скороченої клавіатури, що розташовуються навколо клавіші "5". Для мобільного телефону - це клавіші "1"-"4" й "6"-"9".

Цифрова клавіатура комп'ютера в порівнянні із клавіатурою мобільного телефону перевернена, тому відповідні клавіші в цьому випадку будуть "7"-"9", "4", "6" й "1"-"3". Клавіша "5", що перебуває в центрі кола, відповідно, стала відповідати за зміну груп символів на зображеннях клавіш на екрані.

Розподіл алфавіту на групи

Як вже зазначалося вище, принцип розподілу символів по групах повинен враховувати ймовірності зустрічальності символів у текстах кожної окремо взятої мови (див. таблицю).

Для забезпечення ефективності уведення символи, які в текстах зустрічаються найчастіше повинні вводитися мінімальною кількістю натискань на клавіші, тобто за допомогою тільки одного натискання.

Можна з достатньою впевненістю затверджувати, що в переважній більшості мов світу (якщо не в усіх) самим частим символом, буде "пробіл". У мобільних телефонах, у зв'язку із цим фактом, пробілу відводиться окрема клавіша з нижнього ряду скороченої клавіатури ("*" - в "Motorola", "0" - в "Nokіa", "#" - в "SonyErіcsson"). Повна інформація з розподілу "пробілу" по клавішах телефонів різних виробників представлена в таблицi.

В "ARONETІS™", відповідно, пробіл так само займає окрему клавішу з нижнього ряду клавіатури - залежно від моделі телефону, користувач може призначити пробіл на кожну з "*", "0" й "#" клавіш.

Розділити символи алфавіту певної мови на групи можна декількома способами. Найпростіший з них - це розподіл відсортованих за частотою зустрічальності букв алфавіту на групи по 8 символів (по кількості призначених для уведення клавіш). Однак він не буде найефективнішим.

Припустимо, що символи з першої групи (ті, що зустрічаються найчастіше) будуть спочатку присутні на екрані. Для уведення символів із другої групи потрібно нажати клавішу "5" і після зміни символів на зображеннях клавіш на екрані - клавішу, відповідальну за уведення необхідного символу другої групи.

Після уведення даного символу, щоб забезпечити одне натискання для уведення символу з першої групи, програма повинна автоматично перемкнутися на символи першої (основної) групи. Якщо буде вимагатися уведення символу із третьої групи, то доведеться натискати два рази на "5" і потім на потрібний символ, після чого знову відбудеться автоматичне перемикання на першу групу символів.

Таким чином, якщо припустити що груп буде мінімум чотири (для англійської мови) або п'ять (для російської мови), то до символів останніх груп буде не дуже зручно "діставатися", тим більше, що вимагати від користувача чітко пам'ятати в якій групі за номером перебуває потрібний йому символ нерозумно.

Користувач змушений буде переглядати всі групи по черзі в пошуках потрібного йому символу й, незважаючи на те, що він буде "діставатися" до останніх груп набагато рідше, ніж до 2-ї або 3-ї групи, комфортною таку роботу не назвеш. Крім цього, якщо додати в розкладки додаткові символи (наприклад, пунктуації), то груп може стати ще більше, з усіма негативними моментами, що випливають із цього факту.

У результаті подібних міркувань з’явилась схема поділу символів на групи, яка використана в "ARONETІS™".

Всі букви алфавіту й навіть деякі символи пунктуації було розділено на три групи. До символів першої групи (найбільше часто присутньої на екрані) були віднесені 8 символів з максимальною частотою зустрічальності в реальних текстах. У другу - 8 букв із меншими частотами, а в третю - віднесені всі символи, що залишилися, алфавіту, плюс найбільш затребувані символи пунктуації.

При цьому, символи першої групи (або кола) завжди вводяться одним натисканням - після уведення будь-якого символу з іншої групи виробляється автоматичне перемикання до символів першої групи. Уведення букви із другого кола зажадає двох натискань - одного натискання на "5" для перемикання групи й натискання на клавішу, що відповідає потрібному символу.

Третя група через свою численність (вона може містити в собі до 24 символів) вимагає чотирьох натискань для уведення кожного зі своїх символів - при натисканні двічі на "5" всі символи даного кола відображаються на екрані по його периметрі, вони візуально згруповані по трійках.

Кожна підгрупа відповідає своїй клавіші, і після натискання на неї на екрані залишаються тільки символи даної підгрупи, які й уводяться одним натисканням, що відповідає клавіші. Даний спосіб організації уведення символів, що рідко зустрічаються, виявився найбільш зручним із всіх що розглядалися. З його допомогою можна здійснювати уведення на мовах, чий алфавіт становить до 40 символів. Якщо додати ще дві клавіші (наприклад "*" й "#"), то без корінної зміни даного принципу кількість символів у розкладці можна розширити до 50 символів.

Розподіл букв у кожній групі

Третьою ідеєю, на якій базується "ARONETІS", є розміщення символу алфавіту на екрані мобільного пристрою відповідно до його положення на клавіатурі стандартного персонального комп'ютера (ПК). Це означає, що якщо, наприклад, символ "Ч" на стандартній клавіатурі ПК розташовується в лівому нижньому куті щодо центра клавіатури, то й на екрані мобільного телефону його місце розташування повинно бути в лівому нижньому куті.

Ця умова значно полегшує уведення тексту за допомогою "ARONETІS" для користувачів активно працюючих на ПК. При пошуку потрібного символу на екрані такий користувач спершу інтуїтивно шукає символ у тім місці, де він звик його бачити (зокрема на комп'ютерній клавіатурі).

На жаль, даний принцип не можливо застосувати для всіх символів алфавіту одночасно через невідповідність конструкцій QWERTY-клавіатури й матриці уведення, використовуваної "ARONETІS". Тому доводиться миритися з декількома виключеннями для розкладок окремих мов.

Докладніше про розкладки

Порівняння систем

Як вже згадувалося, "ARONETІ S " виграє по ефективності уведення в систем типу "MultіTap". Переваги "ARONETІ S " очевидні - для уведення звичайного тексту російською мовою , що містить 100 символів, користувачеві ARONETІ S знадобиться нажати приблизно 157 клавіш, а користувачеві "MultіTap" - 208. Різниця складе 51 натискання або 24,5 відсотки всіх натискань якщо вводити за допомогою "MultіTap". Для англійської мови ефективність "ARONETІ S " буде ще вище - 65 заощаджених натискань або 30 відсотків, відповідно.

Слід зазначити, що фактичний виграш від використання "ARONETІ S " буде вище - тут не враховувалися символи пунктуації, уведення яких при використанні "MultіTap" вимагає як мінімум 5-6 натискань, залежно від телефону.

Оцінити ефективність "ARONETІS™" відносно предиктивних способів набору ("Т9™", "іTap™") не так просто. З теоретичної точки зору названі системи вирішують інше завдання, чим "ARONETІS™": системи типу "Т9™" усувають неоднозначність уведення скороченої клавіатури на рівні слів, а пропонована система "ARONETІS™" - усуває неоднозначність на рівні символів.

Крім того, слід зазначити, що реалізація даних способів сильно залежить від моделі телефону (обсягу його пам'яті та, відповідно, словникового запасу). Крім того, потрібно знати частоти зустрічальності окремих слів і кількість натискань для уведення кожного з них.

Справа в тому, що навіть якщо всі слова мови будуть утримуватися в словнику системи "Т9™" або "іTap ™" середня кількість натискань для уведення символу буде однаково більше 1, тому що на одну комбінацію натискань клавіш буде доводитися по кілька слів. У випадку якщо букв у слові не більше 3-5, то кількість варіантів може скласти більшу кількість, чим букв у даному слові. У таких випадках, реальні витрати на уведення слова складуть більше двох натискань на символ.

Якщо деяке слово не міститься в словнику (а таких слів досить багато – власні імена, абревіатури, технічні терміни й т.ін.), то його доведеться вводити за допомогою системи "MultіTap". У подібних випадках ефективність уведення буде ще нижчою, ніж просто при використанні системи "MultіTap" - додаткові зусилля підуть на визначення того факту, що необхідного слова немає в словнику. Дискомфорт у певних користувачів може викликати й пряма залежність систем предиктивного уведення від правильності орфографії слова.

У вище згаданій статті „Імовірнісне усунення неоднозначності символів на основі невеликих текстів для пристроїв з усіченою клавіатурою” авторами Дж. Арнотом і М. Джаведом робиться висновок про перспективність усунення неоднозначності саме на рівні символів, у порівнянні з усуненням неоднозначності на рівні слів. До речі, системи предиктивного уведення на момент написання статті були вже відомі. Цю же статтю цитують автори системи "Т9™" в описах до своїх патентів, які захищають систему й намагаються спростувати висновок на практиці.

Справедливість тези, яку висловили Дж. Арнот і М. Джавед підтверджує принципова можливість набору тексту за допомогою "ARONETІS™" так називаним "сліпим методом" (за умови несуттєвої доробки додатка). Жодна зі згаданих систем не дозволить навіть теоретично організувати уведення символів за допомогою скороченої клавіатури "сліпим методом", тобто не дивлячись ні на клавіші, ні на екран. За допомогою "ARONETІS™" це можливо.

Порівняння технологій уведення тексту було перевірено експериментально.

Для порівняння була обрана фраза, що традиційно використовується в змаганнях на швидкість набору SMS:

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

За результатами порівняння "ARONETІS™" упорався із цією фразою за 260 натискань, "Т9™"- за 264 натискання, а "MultіTap"- за 340 натискань.

Докладніше про результати порівняння

Висновок

"ARONETІS™" може використовуватися у всіх додатках, де потрібно уведення тексту - наприклад, редагування записної книжки, уведення запитів у програми-перекладачі, уведення паролів і т.ін.

У випадку підтримки "ARONETІS™" виробниками мобільних телефонів, для розроблювачів програм його використання буде абсолютно прозоро й не буде потребувати збільшення обсягу або зміни інших параметрів програми.

Застосування "ARONETІS™" особливо доцільно для забезпечення уведення стійких паролів. У майбутніх версіях програм, що підтримують "ARONETІS™", користувач зможе створювати власні варіанти розкладок символів, що забезпечують легке уведення будь-яких комбінацій Unіcode символів.