Un dispositivo señalador es un dispositivo de interfaz humana que permite al usuario introducir datos espaciales (es decir, continuos y multidimensionales) en una computadora . Las interfaces gráficas de usuario (GUI) y los sistemas CAD permiten al usuario controlar y proporcionar datos a la computadora mediante gestos físicos al mover un ratón de mano o un dispositivo similar por la superficie del escritorio físico y activar los interruptores del ratón. Los movimientos del dispositivo señalador se reflejan en la pantalla mediante los movimientos del puntero (o cursor ) y otros cambios visuales. Los gestos comunes son apuntar y hacer clic y arrastrar y soltar .
Si bien el dispositivo señalador más común es, con diferencia, el ratón, se han desarrollado muchos más dispositivos. Sin embargo, el término ratón se utiliza habitualmente como metáfora de los dispositivos que mueven el cursor de una computadora.
La ley de Fitts se puede utilizar para predecir la velocidad con la que los usuarios pueden utilizar un dispositivo señalador.
Para clasificar varios dispositivos señaladores se pueden tener en cuenta una serie de características, como por ejemplo el movimiento, el control, el posicionamiento o la resistencia del dispositivo. Los puntos siguientes deberían ofrecer una visión general de las diferentes clasificaciones. [1]
En el caso de un dispositivo señalador de entrada directa, el puntero en pantalla se encuentra en la misma posición física que el dispositivo señalador (por ejemplo, el dedo en una pantalla táctil, el lápiz en una tableta). Un dispositivo señalador de entrada indirecta no se encuentra en la misma posición física que el puntero, sino que traduce su movimiento en la pantalla (por ejemplo, el ratón de la computadora, el joystick, el lápiz en una tableta gráfica).
Un dispositivo de entrada de movimiento absoluto (por ejemplo, un lápiz, un dedo en una pantalla táctil) proporciona una correspondencia consistente entre un punto en el espacio de entrada (ubicación/estado del dispositivo de entrada) y un punto en el espacio de salida (posición del puntero en la pantalla). Un dispositivo de entrada de movimiento relativo (por ejemplo, un ratón, un joystick) asigna el desplazamiento en el espacio de entrada al desplazamiento en el estado de salida. Por lo tanto, controla la posición relativa del cursor en comparación con su posición inicial.
Un dispositivo señalador isotónico es móvil y mide su desplazamiento (ratón, lápiz, brazo humano), mientras que un dispositivo isométrico es fijo y mide la fuerza que actúa sobre él (trackpoint, pantalla táctil con sensor de fuerza). Un dispositivo elástico aumenta su resistencia a la fuerza con el desplazamiento (joystick).
Un dispositivo de entrada de control de posición (por ejemplo, un ratón, un dedo en una pantalla táctil) cambia directamente la posición absoluta o relativa del puntero en pantalla. Un dispositivo de entrada de control de velocidad (por ejemplo, un trackpoint, un joystick) cambia la velocidad y la dirección del movimiento del puntero en pantalla.
Otra clasificación es la diferenciación entre si el dispositivo está físicamente trasladado o girado.
Los distintos dispositivos señaladores tienen distintos grados de libertad (DOF). Un ratón de ordenador tiene dos grados de libertad, es decir, su movimiento en los ejes x e y. Sin embargo, el Wiimote tiene 6 grados de libertad: ejes x, y y z para el movimiento y para la rotación.
Como se menciona más adelante en este artículo, los dispositivos señaladores tienen diferentes estados posibles. Algunos ejemplos de estos estados son: fuera de rango, seguimiento o arrastre .
Ejemplos
La siguiente tabla muestra una clasificación de dispositivos señaladores por su número de dimensiones (columnas) y qué propiedad se detecta (filas) introducida por Bill Buxton . Las subfilas distinguen entre intermediarios mecánicos (es decir, lápiz) (M) y sensibles al tacto (T). Tiene sus raíces en el sistema motor/sensorial humano . Los dispositivos de entrada manual continua están categorizados. Las subcolumnas distinguen los dispositivos que utilizan un control motor comparable para su funcionamiento. La tabla se basa en el gráfico original del trabajo de Bill Buxton sobre "Taxonomías de entrada". [2]
Este modelo describe los diferentes estados que puede adoptar un dispositivo señalador. Los tres estados comunes descritos por Buxton son fuera de rango, seguimiento y arrastre . No todos los dispositivos señaladores pueden cambiar a todos los estados. [3]
La ley de Fitts (a menudo citada como la ley de Fitts) es un modelo predictivo del movimiento humano que se utiliza principalmente en la interacción entre personas y ordenadores y en la ergonomía. Esta ley científica predice que el tiempo necesario para moverse rápidamente hacia un área objetivo es una función de la relación entre la distancia al objetivo y el ancho del objetivo. [4] La ley de Fitts se utiliza para modelar el acto de señalar, ya sea tocando físicamente un objeto con una mano o un dedo, o virtualmente, apuntando a un objeto en un monitor de ordenador utilizando un dispositivo señalador. En otras palabras, esto significa, por ejemplo, que se necesita más tiempo para hacer clic en un botón pequeño que está lejos del cursor, que para hacer clic en un botón grande cerca del cursor. Por lo tanto, generalmente es posible predecir la velocidad que se necesita para un movimiento selectivo hacia un objetivo determinado.
La métrica común para calcular el tiempo promedio para completar el movimiento es la siguiente:
dónde:
Esto da como resultado la interpretación de que, como se mencionó anteriormente, los objetivos grandes y cercanos se pueden alcanzar más rápido que los objetivos pequeños y distantes.
Como se mencionó anteriormente, el tamaño y la distancia de un objeto influyen en su selección. Además, esto afecta la experiencia del usuario. Por lo tanto, es importante tener en cuenta la Ley de Fitts al diseñar interfaces de usuario. A continuación se mencionan algunos principios básicos. [5]
La ganancia de control-visualización (o ganancia CD) describe la proporción entre los movimientos en el espacio de control y los movimientos en el espacio de visualización. Por ejemplo, un ratón de hardware se mueve a una velocidad o distancia diferente a la del cursor en la pantalla. Incluso si estos movimientos tienen lugar en dos espacios diferentes, las unidades de medida deben ser las mismas para que tengan sentido (por ejemplo, metros en lugar de píxeles). La ganancia CD se refiere al factor de escala de estos dos movimientos:
La configuración de la ganancia de CD se puede ajustar en la mayoría de los casos. Sin embargo, se debe encontrar un compromiso: con ganancias altas es más fácil acercarse a un objetivo distante, con ganancias bajas esto lleva más tiempo. Las ganancias altas dificultan la selección de objetivos, mientras que las ganancias bajas facilitan este proceso. [6] Los sistemas Microsoft , macOS y X window han implementado mecanismos que adaptan la ganancia de CD a las necesidades del usuario. Por ejemplo, la ganancia de CD aumenta cuando aumenta la velocidad de movimiento del usuario [7] (históricamente conocida como "aceleración del mouse").
Un ratón es un pequeño dispositivo portátil que se empuja sobre una superficie horizontal.
Un ratón mueve el puntero gráfico deslizándolo sobre una superficie lisa. El ratón convencional de bola rodante utiliza una bola para crear esta acción: la bola está en contacto con dos pequeños ejes que están dispuestos en ángulos rectos entre sí. A medida que la bola se mueve, estos ejes giran y la rotación se mide mediante sensores dentro del ratón. La información de distancia y dirección de los sensores se transmite luego a la computadora, y la computadora mueve el puntero gráfico en la pantalla siguiendo los movimientos del ratón. Otro ratón común es el ratón óptico. Este dispositivo es muy similar al ratón convencional, pero utiliza luz visible o infrarroja en lugar de una bola rodante para detectar los cambios de posición. [8] Además, existe el mini-ratón, que es un pequeño ratón del tamaño de un huevo para usar con computadoras portátiles ; generalmente lo suficientemente pequeño para usar en un área libre del cuerpo de la computadora portátil, generalmente es óptico , incluye un cable retráctil y usa un puerto USB para ahorrar batería.
Un trackball es un dispositivo señalador que consiste en una bola alojada en un receptáculo que contiene sensores para detectar la rotación de la bola sobre dos ejes, similar a un ratón al revés: a medida que el usuario hace girar la bola con el pulgar, los dedos o la palma, el puntero en la pantalla también se moverá. Los trackballs se utilizan comúnmente en estaciones de trabajo CAD para facilitar su uso, donde puede no haber espacio en el escritorio para usar un ratón. Algunos se pueden sujetar al costado del teclado y tienen botones con la misma funcionalidad que los botones del ratón. [9] También hay trackballs inalámbricos que ofrecen una gama más amplia de posiciones ergonómicas para el usuario.
Los joysticks isotónicos son joysticks con mango en los que el usuario puede cambiar libremente la posición del joystick, con una fuerza más o menos constante.
Los joysticks isométricos son aquellos en los que el usuario controla el joystick variando la cantidad de fuerza con la que empuja, y la posición del joystick permanece más o menos constante. Los joysticks isométricos suelen considerarse más difíciles de usar debido a la falta de respuesta táctil que proporciona un joystick en movimiento real.
Un puntero es una pequeña protuberancia sensible a la presión que se utiliza como un joystick. Por lo general, se encuentra en las computadoras portátiles, incrustado entre las teclas G , H y B. Funciona detectando la fuerza aplicada por el usuario. Los botones del "ratón" correspondientes se colocan comúnmente justo debajo de la barra espaciadora . También se encuentra en ratones y algunos teclados de escritorio.
El mando de Wii, también conocido coloquialmente como Wiimote, es el mando principal de la consola Wii de Nintendo . Una característica principal del mando de Wii es su capacidad de detección de movimiento, que permite al usuario interactuar con elementos de la pantalla y manipularlos mediante el reconocimiento de gestos y el uso de tecnología de acelerómetro y sensor óptico.
Un dispositivo de seguimiento de dedos rastrea los dedos en el espacio 3D o cerca de la superficie sin contacto con una pantalla. Los dedos se triangulan mediante tecnologías como la cámara estereoscópica, el tiempo de vuelo y el láser. Buenos ejemplos de dispositivos de seguimiento de dedos son LM3LABS ' Ubiq'window y AirStrike
Una tableta gráfica o tableta digitalizadora es una tableta especial similar a un panel táctil, pero que se controla con un lápiz o un bolígrafo que se sostiene y se usa como un bolígrafo o un lápiz normal. El pulgar suele controlar el clic mediante un botón bidireccional en la parte superior del bolígrafo o tocando la superficie de la tableta.
Un cursor (también llamado puck) es similar a un ratón, excepto que tiene una ventana con una cruz para una ubicación precisa, y puede tener hasta 16 botones. Un bolígrafo (también llamado stylus) parece un bolígrafo simple pero utiliza un cabezal electrónico en lugar de tinta. La tableta contiene componentes electrónicos que le permiten detectar el movimiento del cursor o del bolígrafo y traducir los movimientos en señales digitales que envía a la computadora. [10] Esto es diferente de un ratón porque cada punto de la tableta representa un punto en la pantalla.
Un lápiz óptico es un pequeño instrumento con forma de bolígrafo que se utiliza para ingresar comandos en una pantalla de computadora , un dispositivo móvil o una tableta gráfica.
El lápiz es el principal dispositivo de entrada de los asistentes digitales personales , los teléfonos inteligentes y algunos sistemas de juegos portátiles como el Nintendo DS que requieren una entrada precisa, aunque los dispositivos con entrada multitáctil con pantallas táctiles capacitivas se han vuelto más populares que los dispositivos controlados por lápiz en el mercado de los teléfonos inteligentes.
Un panel táctil o trackpad es una superficie plana que puede detectar el contacto de los dedos. Es un dispositivo señalador fijo, que se utiliza habitualmente en ordenadores portátiles. Normalmente, el panel táctil incluye al menos un botón físico, pero el usuario también puede generar un clic con el ratón tocando el panel. Las funciones avanzadas incluyen sensibilidad a la presión y gestos especiales, como desplazarse moviendo el dedo por un borde.
Se utiliza una rejilla de dos capas de electrodos para medir el movimiento de los dedos: una capa tiene tiras de electrodos verticales que controlan el movimiento vertical y la otra capa tiene tiras de electrodos horizontales para controlar los movimientos horizontales. [11]
Una pantalla táctil es un dispositivo integrado en la pantalla del monitor de televisión o en las pantallas LCD de los monitores de sistemas de ordenadores portátiles. Los usuarios interactúan con el dispositivo presionando físicamente los elementos que se muestran en la pantalla, ya sea con los dedos o con alguna herramienta auxiliar.
Se pueden utilizar varias tecnologías para detectar el tacto. Las pantallas táctiles resistivas y capacitivas tienen materiales conductores incrustados en el vidrio y detectan la posición del toque midiendo los cambios en la corriente eléctrica. Los controladores infrarrojos proyectan una red de rayos infrarrojos insertados en el marco que rodea la pantalla del monitor y detectan dónde un objeto intercepta los rayos.
Las pantallas táctiles modernas se pueden utilizar junto con dispositivos señaladores con lápiz óptico, mientras que las que funcionan con infrarrojos no requieren contacto físico, sino que solo reconocen el movimiento de la mano y los dedos dentro de una distancia mínima de la pantalla real.
Las pantallas táctiles se hicieron populares con la introducción de computadoras de bolsillo como las vendidas por el fabricante de hardware Palm, Inc. , algunas clases de computadoras portátiles de alta gama, teléfonos inteligentes móviles como HTC o el iPhone de Apple , y la disponibilidad de controladores de dispositivos de pantalla táctil estándar en los sistemas operativos Symbian , Palm OS , Mac OS X y Microsoft Windows .
A diferencia de un joystick 3D, el joystick en sí no se mueve o se mueve muy poco y está montado en el chasis del dispositivo. Para mover el puntero, el usuario debe aplicar fuerza sobre el joystick. Los representantes típicos se pueden encontrar en los teclados de los portátiles entre las teclas "G" y "H". Al hacer presión sobre el TrackPoint , el cursor se mueve en la pantalla. [12]
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