CN112198997A - 一种光标 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种扩展光标，用于多点触控屏幕上的不易触及的目标对象的选择，以及单目标对象与多目标对象选择方式不连续、多目标对象选择效率低下等问题。扩展光标包括光标头和光标手柄两部分，这两部分的长度都可以在使用过程中由用户通过单手操作自主地进行动态调整，以使用于目标选择的光标头可以延伸到任意尺寸屏幕的所有区域，从而完成对不易触及的目标对象的选择。光标头“擦过”目标对象的选择方式，使得在触控屏上的单目标对象和多目标对象选择方式统一，解决了转换这两种选择方式时所导致的选择操作不连续及多目标对象选择效率低的问题。

Description

一种光标
技术领域
本发明涉及图形用户界面，具体来说涉及图形用户界面中的不易触及目标对象的选择技术及高绩效的单目标和多目标选择技术。
背景技术
随着触控技术的发展，小到智能手机，大到智慧黑板等墙体大小的各种触控屏被广泛应用到我们学习、生活、工作的方方面面。直接触摸的交互方式为我们使用这类设备带来了便利。但是另一方面，直接触摸也给在触控屏上的交互带来一些共通的问题，如：(1)操作触控设备时的手遮挡屏幕内容的问题；(2)手指操作精度低的问题——即所谓的“胖手指”问题；(3)部分目标不易触及的问题(如在大型触控屏上有些目标会超出我们手臂能够触及的范围，或者是在有突起边缘的触控屏的边缘附近的对象也不易触及等)；(4)多目标对象选择的效率低下的问题，在触控屏上当前典型的多选方式是一个个去点击目标旁边的多选框，这样的操作方式既效率低下，同时也很容易引起手的疲劳；(5)而且目标的多选和默认的单选模式之间需要进行明确的模式切换，这样会导致操作不流畅，同时增加用户的操作步骤，降低交互绩效。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种光标，该光标由光标头和光标手柄两部分组成，见附图1，只有光标头具有对目标对象的选择功能，光标手柄的作用是延伸光标头到远处区域。光标的这两部分的长度都可以由用户自由调整，并且通过优化算法进行设置，可以保证在任意大小的触控屏上光标头可抵达其任意位置。
光标的两部分均为规则的几何形状，优选地设置为矩形，且都被设置为半透明。因为光标的两部分都被设置为半透明的，并且对目标的操作只在光标头所在区域进行，光标头和操作手在空间上有一定的区隔，所以本发明技术彻底解决了触控屏上广泛存在的操作手遮挡目标区域的问题。
光标头在进行目标选择时采用光标“擦过”目标对象的方式进行选择，所以该技术可以解决在触控屏上广泛存在的手操作精度低导致选择精细目标比较困难的问题。
优化设置“擦过”式目标对象选择方式使得操作方式和人们日常行为方式(如用刷子刷物件)很类似，这样的交互方式更加自然、直观，用户可以不经刻意学习即可掌握其操作技巧。而且这样的选择方式可以将单目标和多目标的选择操作完全融合在一起，单选和多选操作实现了完全的无缝融合，从而使得整个操作更加连续流畅，因为减少了单目标对象选择和多目标对象选择之间的模式切换，因而其交互绩效也更高。
本发明的光标，其两部分的长度、在屏幕上的位置、在屏幕上的倾斜角度、光标头的上下朝向及其状态等属性都可以在使用的过程中由用户进行灵活地调整。优选地，光标的两个部分的宽度始终保持一致，并由程序根据系统分辨率自适应进行优化设置。另外，光标手柄也可以通过优化设置的且与常见系统手势无冲突的自定义手势快速缩短(见表2)，从而使光标不仅可以方便地选择人手不可触及或者不易触及的远处区域中的目标，也可以方便地选择屏幕上在操作手边上的目标。
本发明的光标技术，还设置了光标的失效状态，在失效状态下，光标可以在整个屏幕上任意转移位置而不会选中任何对象，从而减少了光标在使用过程中造成非目标对象的误选的可能性。
附图说明
图1为光标组成及其操作示意图(在触控屏一体机上)。
图2为光标组成及其操作示意图(在与主机分离的触控屏上)。
图3为全状态版光标的状态转换图。
图4为预设版光标的状态转换图。
图5为全状态版光标的一种绘制方式的示意图，括号中的点表示在某时刻和括号前面的点重合。
图6为扩展光标的平移示意图。
图7为扩展光标的旋转示意图。
图8为扩展光标选择目标的不同方式示意图。
具体实施方式
本发明的光标技术运行的典型系统环境为触控屏一体机计算机系统(见图1)或者具有独立触控屏的计算机系统(见图2)，触控屏要求能够识别5个及5个以上的触控点。本发明的光标技术也可以被应用在基于摄像机的多点输入计算机系统中。
本发明的光标技术，其操作(包括创建、平移、旋转、目标选择、状态切换等)最多需要5个手指参与，绝大部分的操作由两个手指来完成。因而该技术支持单手操作模式，它对于桌面式常规大小的触控屏、墙体式大小的大型触控屏以及手持式平板电脑等较小巧的触控屏均适用。当一个手指开始触及屏幕时如果有n-1(1≤n≤5)已经接触在屏幕上，则该手指表示为Fn，其在屏幕上的触点相应地记为Fnb。
本发明的扩展光标有全状态版与预设版两个版本。全状态版的扩展光标具有4个状态(即解散、解锁、锁定与失效)，其状态转化图见图3。而预设版的扩展光标具有全状态版光标4个状态中除“解锁”之外的3个，其状态转换图见图4。各状态下对光标可以进行的操作如表1所示。
表1光标的状态和该状态下可以进行的操作对照表。
状态 可以进行的操作
解散 无
解锁 平移、旋转、调整光标头与光标手柄的长度
锁定 平移、旋转、目标选择
失效 平移、旋转
为了使用便利，定义了与系统常见手势无冲突的快捷操作手势，见表2。
表2快捷手势及其触发条件与触发的行为。
Figure BDA0002122365380000031
全状态版扩展光标的创建及调整。确定全状态版扩展光标创建的无歧义手势为先将一手的两个手指保持触摸屏幕，然后用其余3个手指在屏幕上轻叩(点击并抬离屏幕)，见表2。F1和F2在屏幕上的触摸点分别标记为A和B(见图5左)，抬起F2并向F1方向回撤再次触摸屏幕，触摸点标记为C(见图5中)。F2沿着
Figure BDA0002122365380000032
的方向在屏幕上向外划动，在F2相对于F1划动的过程中，F1和F2在屏幕上可以同时有平移，F2在屏幕上相对于F1也可以有旋转划动。动态触点F1b标记为A’；在线段F1bF2b上取点C’，使A’C’＝AC；在线段F1bF2b的延长线上取点B’，使A’B’＝AB；线段F1bF2b的延长线与屏幕边缘线的交点标记为E；扩展光标的中轴线下方端点标记为D(和C’重合)，上方端点标记为P(见图5右)。光标的长度由公式(1)
Figure BDA0002122365380000041
或者公式(2)
Figure BDA0002122365380000042
计算。在光标被创建和调整的整个过程中，公式(2)中线段AB和AC的长度始终为定值(由上述操作步骤设定)。为了保证F2相对于F1有最大的相对划动空间，F1和F2在第一次触摸屏幕时(即设定参考线段AB时)应尽量张开到最大幅度。默认情况下，光标被创建(或调整)的部分是光标手柄，但在创建(或调整)过程中可以随时通过F3的划动手势切换光标被创建(或调整)的部分(见表2)。光标的长度DP为光标头和光标手柄两部分之和。光标的长度调整只能在光标处于解锁状态下进行(见图3和表1、表2)，光标在开始被创建时默认状态为解锁，F3轻叩屏幕可以使光标的状态在锁定和解锁之间切换(见图3)。光标的两个组成部分的调整和创建所需要的操作完全一致。光标两部分的宽度一致，都由程序根据系统分辨率自适应进行优化设置为系统小图标宽度的2/3。全状态版扩展光标的状态调整见图3。
预设版扩展光标的创建及调整。预设版扩展光标创建的无歧义手势为先用一个手的5个手指依次触摸屏幕，然后抬起后触摸屏幕的3个手指(见表2)。全状态版扩展光标在被解散(销毁)之前，系统会保存光标两部分的长度。预设版扩展光标将在
Figure BDA0002122365380000043
方向上按照光标两部分的长度被绘制(其宽度和全状态版光标的宽度相同)。预设版光标没有解锁状态，即光标的长度不可以被调整。如果要调整光标的长度，需要用无歧义手势将光标由预设版转化为全状态版(见表2)。预设版光标的状态转换见图4。
扩展光标的平移。在屏幕上以平移的方式划动手指F1和F2，扩展光标随着两手指的移动而重新绘制，从而实现扩展光标在屏幕上的平移，见图6。
扩展光标的旋转。F2围绕F1或者F1围绕F2进行旋转(旋转中心点分别为F1b和F2b)，扩展光标跟随F2或F1的旋转而同步进行旋转，见图7。扩展光标在屏幕上的旋转和平移可以同步进行。
选择目标。光标处于锁定状态时，平移或者旋转光标使之“擦过”一个目标对象即可将之选中。根据光标“擦过”对象的方式不同，有不同的方法判断目标是否被选中见图8。当光标头用它的两条长边之一“擦过”对象时，对象的中心点到与对象相交的光标头长边的垂直距离不大于某个优选阈值k1(光标宽度加上目标对象在与光标长边垂直方向上的维度之和的1/2)时，该目标对象被选中，见图8右。当光标头以不同的方式“撞向”目标对象时，见图8左边3个示意子图，如果光标头“擦过”目标对象的面积与目标对象的面积之比小于某个优选阈值
Figure BDA0002122365380000051
时，目标对象被选中。当光标处于失效状态时(见图3、图4、表1、表2)，光标可以在屏幕上任意移动，被其“擦过”的对象都不会被选中。
灵活的伸展方向。扩展光标的伸展方向由
Figure BDA0002122365380000052
确定。而触点F1b和F2b对应的手指F1和F2由手指触摸屏幕的先后顺序确定，故而可以通过改变两个手指接触屏幕的先后顺序而改变扩展光标向屏幕上方或者下方延伸的方向。另外，扩展光标的操控由单手手指在屏幕上的平移、旋转、轻叩等简单动作即可完成，因而操作手不管是否是惯用手都可以轻松完成所需动作。结合操作手的左右手切换，伸展光标可以在操作手无反关节动作的情况下轻易伸展到任意大小屏幕上的任意区域。

Claims (10)

1.一种光标，其特征在于，包括光标头(1)和光标手柄(2)两部分，这两部分的长度可以由用户在使用过程中动态地进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种光标，其特征在于，用户可由三个手指参与的操作使光标头(1)可以在任意大小的多点触控屏上伸展到其任意位置。
3.根据权利要求1所述的一种光标，其特征在于，光标头(1)和光标手柄(2)为半透明。
4.根据权力要求1或2所述的一种光标，其特征在于，只有光标头(1)用于选择目标。
5.根据权力要求4所述的一种光标，其特征在于，光标头以“擦过”式的方法选择目标。
6.根据权利要求5所述的目标选择选择方法，其特征在于，可以同时用于单目标对象和多目标对象的选择。
7.根据权力要求1或2所述的一种光标，其特征在于，用户可以通过单手操作的手势将光标手柄(2)的长度快速地缩短到操作手指的外缘处。
8.根据权力要求1或2所述的一种光标，其特征在于，光标头(1)和光标手柄(2)两部分的长度可以被记录。
9.根据权力要求8所述的光标两部分长度，其特征在于，光标可以根据记录的两部分的长度被快速地创建。
10.根据权力要求5所述的目标选择方法，其特征在于，可以通过单手手势使光标处于失效状态而不能选中任何对象。
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