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DISPOSITIVI PER L’IMMISSIONE DI TESTO
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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)
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Temi1. Tastiere e tastiere virtuali
2. Scrittura a mano libera
3. Sistemi di dettatura
4. Prestazioni a confronto
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Tastiere e tastiere virtuali
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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
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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
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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
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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
@
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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
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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
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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
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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
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Tastiere: problemi
Le tastiere tradizionali impongono posture innaturali, che possono indurre vari disturbi
Posizione naturaledei polsi
Posizione indotta da una tastiera tradizionale
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Tastiere ergonomiche: alcuni esempi
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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:
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Tastiere virtuali
• soft keyboards (su display)• con uso del mouse• con touch-screen• [con sistemi di eye-tracking]
• tastiere a proiezione
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Esempio: soft keyboard con uso del mouse
Da Windows
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Una tastiera virtuale ha possibilità di riconfigurazione
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Esempio: soft keyboard su touch screen
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Esempio: tastiera virtuale a proiezione
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Video
• Virtual keyboardhttp://it.youtube.com/watch?v=bXViWxmSumI
• Scrivere con gli occhihttp://it.youtube.com/watch?v=fOt-nm1ats0
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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)
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Piccole Qwerty: esempi
NB: Non è possibile la scrittura a tastiera cieca(solo digitazione con una o due dita)
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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:
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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
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EsempioBACI
Multitap:22 2 222 444(problema della segmentazione)
T9:2224(ma anche: BACH e ABBI)
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Tastiere virtuali per device mobili
Stylus(richiede due mani)
dito
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Virtual keyboard per Apple i-phone: video
http://it.youtube.com/watch?v=HrEEzS4mRCIhttp://it.youtube.com/watch?v=dU33DfFAV9w
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Tastiere portatili: esempio
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Scrittura a mano libera
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Pen computing
superficiesensibile
stilo
software di riconoscimento
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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
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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
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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
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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)
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Il Tablet PC (dal 2002…)
Basato sulla piattaforma software di Microsoft
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Esempio: Windows Journal
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Esempio: editing
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Esempio: riconoscimento
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Esempio: input alle applicazioni - da tastiera reale - da tastiera virtuale - da handwriting
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Un uso importante dell’handwriting è nelle annotazioni
(PowerPoint + annotazioni)
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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)
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Interactive whiteboard (II)• Per supportare lavoro di gruppo serve del software apposito• Es. (ancora dal Parc!): Tivoli (1993), MeetingBoard (1995):
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MeetingBoard: editing a mano libera
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MeetingBoard: editing a mano libera
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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
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Unistrokes
x 4 orientamenti x 2 direzioni= 40 possibili variazioni
5 segni base:
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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
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Un Palm
Il testo deve essere scritto qui (a sx lettere a dx cifre)
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Punctuation shift:per entrare nel “modo punteggiatura”
PunctuationShift .
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Symbol shift:per entrare nel “modo simbolo”
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Graffiti 2• Evoluzione di Graffiti
• Alcuni caratteri vengono realizzati con due tratti
Vedi simulatore in http://www.palmone.com/us/products/input/graffiti2.html
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Sistemi di dettatura
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Riconoscimento del parlato
difficile
vocabolario
connected speech
speakerindependence
facile
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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, ...
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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
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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)
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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
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Prestazioni a confronto
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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
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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)
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Curva di apprendimento• Segue la legge esponenziale della pratica• Esempio (per due tipi diversi di soft keyboards):
(da MacKenzie & Zhang, 1999)
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Un confronto di prestazioni fra vari metodi di text-entry
Soukoreff, R. W. & MacKenzie, I. S. (1995)
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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)
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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