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IHM: Fondements des Interfaces Graphiques
Olivier Chapuis
chapuis@lri.frP´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesArchitecture g
´en´erale des interfaces graphiquesApplicationsOutils de construction d"interfaces
Biblioth
`eque graphiqueSyst `eme de fenˆetrageP´eriph´eriques d"entr´ee/sortieSyst
`eme d"exploitationIHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis2/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesPlan 1P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortie2Syst `eme de fenˆetrage3Librairies graphiques IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis3/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesPlan 1P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortie2Syst `eme de fenˆetrage3Librairies graphiques IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis4/43 P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesP ´eriph´eriques de sortieEcrans "bitmap" Cathodique,LCD, Plasma, OLED.Taille exprim
´e en la dimenssion de la diagonal en pouce(1 pouce =2.54 cm, 30 pouces76cm)et le ratio largeur sur hauteur(e.g., 16/9).
R ´esolution exprim´e en pixel (e.g., 2560x1600).La taille plus cette r ´esolution donne une densit´e exprim´e en g´en´eral en "dpi": dot[pixel] per[par] inch[pouce] (typiquement 100 dpi40 pixels par cm, c.`a.d. 1 pixel0.25 mm). R ´esolution en couleurs ("profondeur" RGB[A]): 8 bits(256 couleurs),16 bits(65536 couleurs)ou 24[32] bits(16 millions de couleurs [+256
niveaux de "transluscence"]) R ´esolution temporelle exprim´e en Hz qui est le nombre de trame [frame] par seconde que l"´ecran peut afficher(typiquement 60 Hz).
Exemple de bande passante:
60 img/s * 2560x1600 pixels * 3 octets/pixel700 Mo/sIHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis5/43P
´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesP ´eriph´eriques de sortievideos/output/volumetric_coll.avi videos/output/volumetric.flv videos/output/2004-VolumetricDisplay.mov IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis6/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesP´eriph´eriques d"entr´eeclaviers, bo
ˆıtes`a boutons
potentiom `etres (rotatifs, lin´eaires) souris, tablettes, joystick, trackball ecrans tactiles, crayons optiques reconnaissance de la parole capteurs de position et de direction vision par ordinateur surfaces interactives dispositifs hybrides entr´ee/sortie
Retour d"effortvideos/force/phantom.flv
IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis7/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesEntr´ee de texte: Le clavierUn probl
`eme: Optimisation de la position des touchesDisposition Dvorak: 10
`a 15% de gain de vitesse, r´eduction de la fatigue
Clavier Logiciel: optimisation)pointage
Clavier avec des touches qui poss
`edent des´ecrans (oled) ou projection sur le
clavier.videos//output/keyboard-dpy.mov IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis8/43 P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesEntr ´ee de texte: alternative au clavier classiqueClavier `a accords (chord keyboards): - Peu de touches (4 ou 5) - Utilisation de plusieurs touches simultan´ement
- Saisie rapide avec une seule main T´el´ephone portable:
- tape multiple - tape plus ou moins long - Syst `eme T9: un seul "tape" par lettre le syst `eme d´ecouvre le motIHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis9/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesP ´eriph´eriques 3D, retour tactile et retour de forceP´eriph´eriques 3D ... bof, bof ...Retour tactile: vibrations et surface plus ou moins dur.Peu d"exemples
d"applications, vibrations lors que l"on passe sur certaines cibles, peut-on reproduire des vraies textures ? IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis10/43P´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesType de Contr
ˆole et de P´eriph´eriqueOrdre 0: d
´eplacement du p´eriph´erique d"entr´ee correspond`a un d ´eplacement d"un objetExemple: Couple souris - curseurOrdre 1: le p
´eriph´erique d"entr´ee contrˆole la vitesse d"un objet Exemples: couple (i) joystick - curseur; (ii) souris - dessin d"un vecteur vitesse P ´eriph´erique isotonique: Contrˆole de position - Ordre 0, d´ebrayage pour les longues distances.Exemples: souris, touchpad, tablette P ´eriph´erique´elastique: Poss`ede un´etat stable avec retour "´elastique"a cet´etat - Ordre 1.Exemples: joystick (inclinaison$vitesse)IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis11/43P
´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesUne p ´eriph´erique isotonique et´elastiqueRubberEdge (Casiez et al. 2007): r´eduction du d´ebrayage en
combinant un contr ˆole positionnel et´elastiqueCentre du touchpad: positionBords du touchpad: un syst
`eme´elastique pour contrˆoler la vitesse de d´eplacement
videos/pointing/rubber-edge.mov IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis12/43 P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesP ´eriph´eriques d"entr´ee: Control-Display GainR ´esolution: nombre d"impulsion que peut envoyer le periph´erique d"entr ´ee pour une distance donn´e. Souvent expriment en dpi = dot[impulsion] per[par] inch[pouce].1 pouce = 2.54 cm Exemple pour une souris: entre 300dpi (lent), 600dpi (typique) et 2400dpi (max?), soit, respectivement une impulsion tous les 0.083, 0.042 et 0.01 mm Controle-Display Gain[Gain contrˆole-´ecran]: CDGain=Distance parcourue`a l"´ecran par le pointeurDistance parcourue par le p´eriph´erique d"entr´ee
Exemples. Ecran 100 dpi, souris 600 dpi et une impulsion souris$un pixel: CDGain=6. Tablette de meme taille que l"´ecran avec contrˆole direct tablette- ´ecran:CDGain=1.IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis13/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesP ´eriph´eriques d"entr´ee: Acc´el´erationProbl `eme: Si leCDGainest trop grand il est difficile d"ˆetre pr´ecis, mais si il est trop petit on est oblig´e de d´ebrayer la souris pour
parcourir de "grande" distance. Acc ´el´eration: modification dynamique duCDGainen fonction de la vitesse de la souris. Plus on va vite, plus leCDGaindevient grand.SourisPointerCDGainConstantSourisPointer
X Window:
Deux valeurs pour
leCDGainSourisPointerMac OS X et Windows:
Changement progressif
duCDGainIHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis14/43P´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesPointage: Loi de Fitts
DWTM=a+b:IDo`u
ID=log2(DW
+1)MT: Temps de MouvementID: Indice de Difficult´e (de la tˆache)
a;b: constantes empiriques (qui d´ependent des utilisateurs, du p´eripherique ...etc.)IDTM
IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis15/43P´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesLoi de Fitts et IHM
Design d"interface (clavier logiciel, interface adapt´e`a diff´erent type
d"utilisateurs, ...)Technique de Pointage: reduireDou agrandirW
Comparer les performances entre p
´eripheriques d"entr´ee(souris,
touchpad, tablette ...)IDTM IDTM La pente de la droite comme un indice de performance IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis16/43 P´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesTechniques de Pointage
"Battre la Loi de Fitts" en r´eduisantDou agrandissantWDW
Pr´ediction de la position de la cible pour r´eduirDAgrandir la taille des cibles lorsque le curseur se trouve dessus (Mac
OS X Doc)
http://profs.logti.etsmtl.ca/mmcguffin/research/expandingTargets/AgrandirWdans l"espace moteur[Blanch et al.] demos/semantic-pointing/Bubble cursor[Grossman & Balakr ishnan]videos/pointing/bubble-cursor.movDynaSpot[Chapuis & al.] videos/pointing/CHI09-dynaspot.movW
EW (a) (c)(b)Activation Area
Cursor Center
Captured Target
Uncaptured TargetIHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis17/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesPlan 1P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortie2Syst `eme de fenˆetrage3Librairies graphiques IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis18/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesSyst `eme de fenˆetrageSyst `eme de fenˆetrage.Bas niveau du rendu (lien avec le mat´eriel), partage des ressources (sorties vid´eos, entr´ees clavier-souris) grˆace au
concept de fenˆetre
Fen ˆetre.Une surface (rectangulaire) d"affichage utilis´ee par une application pour r ´ealiser les entr´ees/sorties. Les fenˆetres permettent de partager la sortie vid´eo entre les applications.
Gestionnaire de fen
ˆetres.Haut niveau, placement et ordre en Z des fen ˆetres (superposition des fenˆetres), d´ecorations des fenˆetres, interactions avec l"utilisateur (deplacement, redimensionnement, maximisation et iconification des fenˆetres)
Utilitaires de Gestion de fen
ˆetres.Barre de Tˆache, Gestionnaire de
bureaux virtuels, notifications ...etc. Interface Utilisateur Graphique.L"int´erieur des fenˆetres, le niveau applicatif visible o `u se d´eroule l"interaction Environnement de Bureau.Ensemble "coh´erent" pr´esent´e`a l"utilisateur (gestionnaire de fen ˆetres + utilitaires de gestion de fenˆetres + ensemble d"applications) IHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis19/43P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesMod `eles de fenˆetragePavageArbreRecouvrement
4 ´ecrans virtuelsIHM: Fondements des Interfaces GraphiquesO. Chapuis20/43 P ´eriph´eriques d"entr´ee et de sortieSyst `eme de fenˆetrageLibr airiesg raphiquesMod `eles de fenˆetrage: DessinDessin sur l" ´ecran: R´eaffichage des parties cach´ees via unev`enement du syst`eme de fenˆetrage`a l"application.Mais, de plus en plus, on fait diff´erement: on
dessine "out of screen" fen