Historia powstawania pewnej myszki: Microsoft Touch

Jak zmienia się koncepcja produktu na drodze od badań do realizacji? W przypadku dotykowej myszy Microsoft potrzebna była kolekcja prototypów, współpraca między transatlantyckimi zespołami i mnóstwo testów z udziałem użytkowników. Motywacji do pracy dodało to, że badania, które zapoczątkowały projekt, zdobyły nagrodę Best-Paper Award podczas 22. sympozjum na temat oprogramowania i technologii interfejsu użytkownika zorganizowanego przez Association for Computing Machinery.

Mouse 2.0. Multi-Touch Meets the Mouse to wspólna inicjatywa Microsoft Research Redmond, Microsoft Research Cambridge i Microsoft Applied Sciences Group, która zaproponowała pięć prototypów badawczych. Każdy z nich eksplorował inną strategię wykrywania dotyku, co ma odzwierciedlenie w kształcie myszy oraz jej możliwościach interakcji. W badaniach uwzględniono opinie użytkowników, a także praktyczne porównania różnych technik obsługi komputerów stacjonarnych za pomocą multidotyku. Wśród prototypów znalazły się trzy rozwiązania wykorzystujące kamery, jedno z wieloma czujnikami optycznymi i jedno używające czujników pojemnościowych na zakrzywionej powierzchni.

Członkowie zespołu badawczego Mouse 2.0 wyrazili nadzieję, że zdołają udoskonalić prototypy, zarówno pod względem ergonomii, jak i możliwości wykrywania, oraz szczegółowo zbadać techniki interakcji specyficzne dla tej nowej klasy urządzeń wejściowych. Niebawem zyskali okazję do udoskonalenia prototypów. Dział Microsoft Hardware postanowił wesprzeć projekt i utworzono zespół, którego zadaniem było wprowadzenie wielodotykowej myszy na rynek.

Hrvoje Benko, naukowiec zatrudniony w grupie Adaptive Systems and Interaction działu Microsoft Research Redmond, brał udział zarówno w badaniach nad Mouse 2.0. jak i przy tworzeniu produktu Microsoft Touch Mouse. Wspomina jedną z kluczowych decyzji projektowych: spośród pięciu prototypów trzeba było wybrać ten, który stanie się punktem wyjściowym nowego urządzenia.

„Ostatecznie wybraliśmy prototyp, który używał pojemnościowego wykrywania dotyku do śledzenia pozycji wielu palców na powierzchni myszy - mówi Benko. - Metoda ta oferowała największą regularność wykrywania oraz elastyczność pod względem montażu i integracji czujnika, co ma duże znaczenie w przypadku niewielkich urządzeń. Ponadto, w przeciwieństwie do śledzenia używającego kamer, nie występują tu problemy z zewnętrznym oświetleniem, co ogranicza kłopoty z kalibracją. Czujnik ten zapewnia znacznie wyższy stopień kontroli”.

Choć wybór prototypu uprościł niektóre kwestie techniczne, nadal trzeba było przezwyciężyć wiele wyzwań, aby doprowadzić mysz do postaci gotowej do użytku przez konsumentów. Ostateczny projekt wymagał wyrzeźbienia i przetestowania setek modeli. Zespół zbadał też interakcje użytkowników i ocenił gesty, które miały sens, opracowując cały zestaw gestów skupionych na efektywniejszym zarządzaniu oknami. Jednocześnie trzeba było zbudować kluczowe technologie, w tym oprogramowanie i sprzęt do wykrywania pojemnościowego, i zoptymalizować je pod kątem specyficznej formy i funkcjonalności urządzenia.

„Oprogramowanie do rozpoznawania gestów to mózg stojący za wszystkimi tymi interakcjami —. mówi John Miller, architekt oprogramowania w zespole Cambridge Innovation Development w Microsoft Research Cambridge. — Obsługa gestów wykorzystuje technologię multitouch i jest zaprojektowana tak, aby zwiększyć komfort pracy w Windows 7. Zoptymalizowano ją więc pod kątem zarządzania oknami: dokowania, przesuwania, minimalizowania i maksymalizowania, przechodzenia dalej i wstecz między stronami internetowymi, przełączania się między zadaniami itd.”

Benko i Miller zgadzają się, że jednym z najtrudniejszych problemów był wymóg, aby użytkownicy mogli obsługiwać urządzenie za pomocą klasycznych interakcji „wskaż i kliknij”, a jednocześnie dzięki nowoopracowanego zbiorowi gestów wielodotykowych. Sam kształt myszy był powodem dodatkowych komplikacji: zachęca on użytkownika do oparcia dłoni i podwiniętych palców na całej powierzchni wrażliwej na dotyk, co oznacza stały kontakt.

„Przez to wszystko stało się dużo, dużo trudniejsze - wspomina Benko. - Zamiast ułatwić ignorowanie dłoni i inne kwestie, stworzyło to kilka dodatkowych problemów. Ale ostatecznie naszym celem było stworzenie komfortowej, doskonale wyglądającej i przyjemnej w użytku myszy, która obsługiwałaby gesty, więc warto było się napracować”.

Inaczej niż w urządzeniach z ekranem dotykowym, w których jeden lub dwa wyraźne dotyki ułatwiają interpretację poleceń użytkownika, mała powierzchnia czujnika i sposób użytkowania myszy stwarzają zupełnie inne problemy.

„Jeśli masz telefon wrażliwy na dotyk, obsługujesz go dotknięciami, a kiedy skończysz, odrywasz palce od ekranu —. wyjaśnia Miller. — W przypadku myszy sprawa wygląda zupełnie inaczej. Mamy urządzenie, które nie tylko musi obsługiwać gesty, ale również radzić sobie w momentach, kiedy użytkownik po prostu je trzyma”.

Kluczowym wyzwaniem technicznym stało się opracowanie zbioru gestów, który umożliwiałby jasne odróżnianie różnych typów kontaktu z powierzchnią dotykową. „Palce dotykające myszy mogą znajdować się bardzo blisko siebie. Z perspektywy czujnika mogą wyglądać jak jeden, a nie wiele palców. Jeśli jednak rozpoznawanie gestów ma być niezawodne, potrzebny jest sposób rozróżniania między jednym, dwoma albo trzema palcami. Musieliśmy opracować technologię, która usprawniałaby przetwarzanie sygnału i niezawodnie śledziła kontakt”. –. dodaje Miller.

„I jeszcze jeden przykład - kontynuuje. - Każdy używa myszy w nieco inny sposób. Niektórzy układają palce płasko, a osoby z bardzo małymi dłońmi trzymają mysz inaczej niż ci, którzy mają duże dłonie. Zatem kontakt z myszą nie zawsze jest jednakowy, a różni użytkownicy wykonują gesty nieco inaczej.

W rezultacie powstaje znacznie więcej „szumu”, niż w przypadku telefonu z ekranem dotykowym albo tabletu. Musieliśmy uporać się ze znacznie większą ilością danych”. W celu złagodzenia tych problemów, zespół postawił sobie za cel, aby gesty były zarówno intuicyjne, jak i jednoznaczne –. takie, które trudno byłoby wykonać przez przypadek. Ułatwiło to prace nad oprogramowaniem rozpoznającym dotyk. Projektanci stworzyli też narzędzie, które rejestrowało dane z czujnika, kiedy testerzy wykonywali takie czynności, jak wskazywanie i klikanie, wykonywanie wielodotykowych gestów oraz łapanie i puszczanie myszy.

„Udało nam się opracować przykładowe dane dla prawidłowych gestów i niezamierzonych ruchów —. mówi Benko — co pomogło nam wymyślić strategie odróżniania poruszeń celowych i przypadkowych. Dzięki temu mogliśmy stworzyć mechanizm, który rozpoznaje niektóre ruchy, a ignoruje pozostałe”.

Projekt Microsoft Touch Mouse jest niezwykły w porównaniu z innymi przedsięwzięciami tego typu, ponieważ nie chodzi w nim tylko o sprzęt. Jest to produkt, który łączy wiele dyscyplin w ściśle zintegrowaną całość. To zadanie byłoby niemożliwe bez współpracy między wieloma oddziałami Microsoft Research i zespołami odpowiedzialnymi za projektowanie sprzętu. Decyzje dotyczące kształtu ostatecznego produktu uwzględniały wyniki testów i analiz produktu, przeprowadzanych i ocenianych przez wszystkich uczestników.

„W pierwotnych badaniach pojawiło się wiele koncepcji, ale niektóre z nich pominęliśmy —. mówi Benko. — Nie oznacza to, że pomysły były złe, po prostu bardzo ostrożnie podejmowaliśmy wybory. Właśnie tak przebiega tworzenia produktu: ocenia się wady i zalety każdej opcji. Zarówno zespoły badawcze, jak i sprzętowe, skupiły się na kluczowych wrażeniach, aby zagwarantować, że wszystko co zaprojektujemy, okaże się rzeczywiście ważne i nie będzie rozpraszać użytkownika. Naszym celem było dostarczenie zachwycającego rozwiązania”.

Choć projekt wielodotykowej myszy był oficjalnie realizowany przez zespół sprzętowy, dział Microsoft Research pozostał jego nieodzowną częścią.

„Pierwotny projekt Mouse 2.0 był tylko punktem wyjścia - mówi Miller. - Prace badawcze się na nim nie skończyły, kontynuowaliśmy je równolegle do tworzenia produktu. Potrzeba było wielu dodatkowych badań, zanim zmieniliśmy koncepcję wielodotykowej myszy w urządzenie, które konsumenci mogą kupić w sklepie”.