Vo vývoji je niekoľko technológií, ktoré môžu vylepšiť dotykovú technológiu alebo ju dokonca úplne nahradiť, ale tá, ktorá preukázala najväčší potenciál, je bezdotykové ovládanie pomocou gest. Ľudia žijú v trojrozmernom svete a niekedy môže byť naša interakcia s dvojrozmernou obrazovkou telefónu dokonca aj s hmatovou spätnou väzbou, ktorú ponúka väčšina súčasných telefónov, nedostatočná. Bezdotykové ovládanie gestami dodáva snímanie osi Z vo voľnom priestore okolo senzora. Táto technológia využíva senzory na zachytenie rôznych pohybov. Pred odoslaním inštrukcie do systémového radiča na spracovanie porovná výsledky s ostatnými v softvérovej knižnici na interpretáciu akcie.

Na trhu už existujú príklady bezdotykového ovládania gestami, ktoré sa u používateľov osvedčili. Periférne zariadenia, ako sú napríklad konzoly Microsoft Kinect a Nintendo Wii, umožňujú používateľom ovládať akcie na televíznej obrazovke. Spoločnosť Samsung sa nedávno vydala na túto cestu so spotrebnou elektronikou tým, že umožnila používateľom ovládať svoje televízory pomocou gest z celej miestnosti. Bezdotykové rozpoznávanie gest si našlo cestu aj do automobilového odvetvia. Spoločnosť BMW v modeli 7 z roku 2016 zaradila túto technológiu do rôznych jednoduchých funkcií ovládania.

Dva najobľúbenejšie senzory používané v bezdotykových aplikáciách ovládania pomocou gest sú kamery a senzory elektrického poľa (e-field). Kamerové senzory sa zvyčajne nachádzajú v zložitých aplikáciách vyššej kategórie, ako je Microsoft Kinect. Senzory e-field sú jednoduchšie a lacnejšie, vďaka čomu je táto technológia ideálna pre oveľa širšiu škálu aplikácií. Senzory pracujú tak, že detegujú malé zmeny v ultranízkoenergetickom elektromagnetickom poli medzi dvoma anténami. Keď nejaký objekt, napríklad ľudská ruka, interaguje s poľom, zmeria sa skreslenie poľa a porovná sa s príkladmi v softvérovej knižnici.

Senzory e-field sa môžu umiestniť aj za nevodivé materiály a normálne fungujú. Nevyžaduje sa fyzický kontakt, ktorý umožňuje použitie technológie v oblastiach, ktoré sú pre dotykovú technológiu ťažké alebo v ktorých sa od operátora vyžaduje, aby používal rukavice. Vyvinutých už bolo veľa aplikácií bezdotykového ovládania, ktoré sa používajú za fyzickou bariérou, čo znamená, že jednotka môže byť úplne uzavretá, čo poskytuje ďalšiu ochranu pred prachovými časticami alebo vlhkosťou.

Zamyslenie sa nad návrhmi bezdotykových ovládacích aplikácií

Nová technológia, samozrejme, prináša nové výzvy týkajúce sa samotného návrhu riešenia. Dotykové obrazovky predstavujú fyzické médium, kde je ľahšie rozlúštiť skutočné úmysly používateľa. Samotná obrazovka môže tiež ponúkať výzvy a spätnú väzbu, čo proces uľahčuje. Bezdotykové snímanie tento luxus neponúka, takže vývojári sa musia na začiatku návrhu pevne rozhodnúť, aby tieto skutočnosti kompenzovali. Pri týchto rozhodnutiach musí byť prvoradý dôraz na to, aby sa používatelia cítili príjemne a dobre. Súčasťou týchto rozhodnutí je napríklad aj to, ako zistiť polohu senzora, ak je za prekážkou, aké gestá by sa mali použiť a kedy a ako oznámiť úspešné načítanie gesta. Na vyriešenie týchto problémov väčšina návrhárov využíva obrazovku, ktorá dokáže sprostredkovať informácie a poskytnúť používateľovi spätnú väzbu.

Pri vývoji softvéru pre systémy bezdotykového ovládania pomocou gest môže byť užitočný koncepčný model. Ten umožňuje vývojárovi vytvoriť model konkrétneho systému a všetky požadované možnosti. Po definovaní možností bude zrejmé, aké gestá treba implementovať a aké informácie bude používateľ potrebovať na každej novej obrazovke. Z týchto informácií by malo byť možné vytvoriť čisté rozhranie, ktoré bude pre používateľa ľahko zrozumiteľné a prirodzené.

Niektoré techniky, ktoré sa používajú na ovládanie dotykom, sú užitočné aj pre bezdotykové aplikácie. Pri vývoji obrazovky sú dôležité významy v kontexte aplikácie. Dva rôzne programy často používajú rovnaké gestá pre rôzne funkcie. Kontextová povaha gesta by sa mala odzrkadľovať na obrazovke, aby sa obsluha uľahčila a stala sa prirodzenejšia.

Pri navrhovaní bezdotykových ovládacích systémov je dôležité aj okolité prostredie, v ktorom sa bude výsledné riešenie nachádzať. Pri obsluhe nového zariadenia ľudia hľadajú vizuálne narážky. Tieto narážky, nazývané provízie, pomáhajú používateľovi orientovať sa a môžu im pomôcť zoznámiť sa so systémom. Ukazujú všetky možné akcie, vďaka ktorým je tento proces logický a známy.

Keď robíme prirodzené gestá, očakávame nejakú reakciu a často sme zmätení, ak sa tak nestane. Návrhári mobilných telefónov to vedia a často používajú hmatovú spätnú väzbu, aby používatelia vedeli, že vstup je platný a akceptovaný. Spätná väzba je ešte dôležitejšia pre bezdotykové ovládače gest, pretože nedochádza k fyzickému kontaktu. Zabraňuje to napríklad chybám, ktoré môžu vyplynúť z viacerých opakovaných gest, ku ktorým môže dôjsť, ak si používateľ nie je istý, či bol vstup prijatý.

Praktické príklady

Microchip je jednou zo spoločností, ktorá poskytuje kompletný ekosystém pre vývojárov, ktorí chcú vytvárať aplikácie na bezdotykové ovládanie gestami. Výrobky z tejto oblasti spadajú pod firemné označenie GestIC a sú postavené na rade procesorov na ovládanie gestami MGC3X30 a GUI softvéri Aurea.

Čip na ovládanie gestami MGC3X30 vykonáva funkcie rozpoznávania gest, čím odľahčuje hlavný systémový čip. Prvky s nízkym príkonom ponúkajú dosah detekcie až 20 cm a obsahujú všetky stavebné bloky potrebné na vývoj systému snímania vstupov s jedným čipom. S cieľom poskytnúť návrhárom jednoduchý spôsob vyhodnotenia technológie vyvinul Microchip tiež rôzne vývojové dosky. Farnell má aktuálne v skladovej ponuke jednozónový vývojový kit Hilsar a dvojzónovú dosku Sabre Wing.

Pre vývojárov je k dispozícii niekoľko hardvérových možností. Jedným príkladom je ADI ADUX1020-EVAL-SDP, doska na vyhodnocovanie gesta a priblíženia. Táto súprava poskytuje používateľom jednoduché prostriedky na prepojenie so senzorom (ADUX1020), zhromažďovanie údajov z neho a vyhodnocovanie schopnosti rozpoznávania gest. K tomu treba inštalovať hodnotiaci nástroj, ktorý možno stiahnuť z ADI. Ide o grafické používateľské rozhranie (GUI), ktoré poskytuje nízku a vysokú úroveň konfigurovateľnosti, analýzu údajov v reálnom čase a prenosový protokol UDP (user datagraph protocol), čo umožňuje jednoduché prepojenie vyhodnocovacej dosky s PC. Ďalším hardvérovým komponentom dostupným od spoločnosti Farnell pre vývojárov je Flick HAT pre Raspberry Pi. Doplnková doska využíva technológiu Microchip GestIC, ktorá umožňuje vývojárom, ktorí majú Raspberry Pi alebo kompatibilnú dosku, ľahký prístup k výkonnému systému ovládania pomocou gest. Flick HAT sa dá pripojiť priamo k variantom Raspberry Pi, Pi A+, B+, 2B a 3B. Umožňuje vývojárom ovládať zariadenia pomocou známych gest, ktoré môžu byť do 10 cm od dosky senzora. K dispozícii je veľa príkladov softvérových programov, ktoré si môžete stiahnuť z github.

K dispozícii sú rôzne verzie Flick HAT pre ďalšie vývojové dosky, napríklad Flick Large je kompatibilný s Raspberry Pi, Arduino, BeagleBone a Genuino a akýmkoľvek iným zariadením s podporou I2C. Raspberry Pi Zero je podporovaný Flick Zero.

Zhrnutie

Bezdotykové ovládanie gestami je vzrušujúca technológia, ktorá môže doplniť existujúcu dotykovú technológiu alebo ju úplne nahradiť. Táto technológia otvára možnosti pre nové aplikácie a nové spôsoby prirodzenej interakcie so strojmi. Aj keď existujú určité rozdiely vo vývoji aplikácií založených na dotykoch, existuje aj veľa podobností, predovšetkým psychologických techník, ktoré pomáhajú ľuďom ľahko sa zoznámiť s technológiou a uľahčujú a zjednodušujú ich používanie. Bezdotyková technológia ovládania je ľahko dostupná či už prostredníctvom kompletného prispôsobiteľného ekosystému, alebo doplnkov pre obľúbené vývojové dosky.

Courtney Kennedy
marketingový manažér pre technologické riešenia
Farnell
www.premierfarnell.com