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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine grafische Benutzerschnittstelle, ein
Verfahren zur Steuerung eines Computers mittels einer grafischen
Benutzerschnittstelle und einen Datenspeicher, in dem Befehle zur
Steuerung einer grafischen Benutzerschnittstelle abgespeichert sind.
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Grafische
Benutzerschnittstellen werden heutzutage in vielen verschiedenen
Anwendungen benutzt. Sie erlauben einem Computerbenutzer die Interaktion
mit dem Rechner über
grafische Elemente (Arbeitsplatz, Symbole, Papierkorb, Menü) unter Verwendung
eines Zeigegerätes.
Ein solches Zeigegerät
kann zum Beispiel eine Computermaus, ein Joystick, ein Trackball,
ein Touchscreen oder ein Touchpad sein. Die Graphischen Symbole
und der Zeiger des Zeigegerätes
werden für
den Nutzer sichtbar auf einem Bildschirm dargestellt. Unter einer
Benutzerschnittstelle ist demnach eine Vorrichtung zu verstehen,
die es einem Benutzer erlaubt, mit einem Rechner zu kommunizieren.
Ein Zeigegerät
wie eine Maus oder ein Flachbildschirm könne Bestandteil einer grafischen
Benutzerschnittstelle darstellen.
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Das
Zeigegerät
spielt bei der Interaktion eine ausschlaggebende Rolle. Durch das
Bewegen des physikalischen Zeigegerätes kann der Benutzer den virtuellen
Zeiger beliebig auf dem Bildschirm der Benutzerschnittstelle bewegen.
Zusätzlich
sind die Zeigegeräte
mit Tasten ausgestattet. Bei PCs hat es sich etabliert zwei Tasten
zu benutzen. Diese Tasten erlauben es dem Benutzer gewisse Funktionen
von Schaltflächen
innerhalb der Schnittstelle auszulösen.
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Bei
der Betätigung
einer Computermaus wird zum Beispiel zwischen Einfach-Links-Klick, Doppel-Links-Klick
und Einfach-Rechts-Klick unterschieden. Alle diese Bedienungen rufen
verschiedene Funktionen einer Schaltfläche hervor. So wird zum Beispiel
durch ein Einfach-Links-Klick eine Schaltfläche, welche zum Beispiel ein
Folder repräsentieren kann,
auf einem PC-Desktop ausgewählt.
Durch einen Einfach-Rechts-Klick
erscheint ein Pop-up Menü auf
dem Bildschirm, welches eine Reihe von zutreffenden Befehlen auszählt. Der
normalerweise meistbenutzte Befehl, in diesem Fall „öffnen", kann durch einen
Doppel-Links-Klick sofort ausgelöst
werden.
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Ein
Nachteil dieses Systems ist die begrenzte Anzahl von Eingabe Möglichkeiten.
Jede Schaltfläche
in der virtuellen Schnittstelle kann normalerweise eine ganze Reihe
von Funktionen ausführen.
In dem jetzigen System, kann nur eine von diesen Funktionen, und
zwar das Öffnen,
durch den Doppel-Links-Klick direkt angewählt werde. Die anderen Funktionen
sind, wie oben beschrieben, in den Pop-up Menü zu finden. Um also als Benutzer
eine dieser zweitrangigen Funktionen ausführen zu könne, muss das Ikon erst mit
einem Einfach-Rechts-Klick betätigt
werde, um das Pop-up Menü zubekommen.
Dann muss die gewünschte Funktion
aus dem Menü durch
Einfach-Links-Klick ausgewählt werde.
Dies ist eine langwierige Aktion die es zu verbessern gilt.
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Ein
weiteres grundsätzliches
Bedürfnis
ist es, die Bedienung der grafischen Elemente möglichst komfortabel für den Benutzer
zu gestalten. Der Benutzer soll möglichst intuitiv die unterschiedlichen Funktionen
der Benutzeroberfläche
erfassen können.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, die eine Benutzerschnittstelle bereitzustellen,
die ein Anwender möglichst
schnell und komfortabel bedienen kann.
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Die
Aufgabe wird durch eine grafische Benutzerschnittstelle gelöst, die
eine Schaltfläche
zum Auslösen
einer Funktion und ein Zeigegerät
mit einem Zeiger zum Auswählen
der Schaltfläche
aufweist. Die Funktion der Schaltfläche wird dadurch ausgelöst, dass
sich der Zeiger für
eine vorbestimmte Verweildauer auf der Schaltfläche befindet. Es bedarf also
keiner zusätzlichen
Aktion, um die Funktion auszulösen.
Letztlich wird die Zeigerbewegung beobachtet und ein Verweilen des
Zeigers auf der Schaltfläche
wird als Absicht interpretiert die entsprechende Schaltfläche auszulösen. Dabei
muss der Zeiger nicht notwendigerweise vollständig zur Ruhe kommen; es reicht
aus, wenn sich der Zeiger während
der Verweildauer auf der Schaltfläche befindet. Die Erfindung
beruht auf der Erkenntnis, dass anhand der Bewegung des Zeigers
in der Regel erkannt werden kann, ob ein Nutzer eine bestimmte Schaltfläche ansteuern
will. Anstatt also das Auslösen
eines Mausklicks abzuwarten, wird die Funktion der Schaltfläche automatisch
ausgelöst,
wenn der Zeiger für eine
vorbestimmte Zeitspanne auf der Schaltfläche verweilt.
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Die
erfindungsgemäße Benutzerschnittstelle ist
besonders vorteilhaft, wenn die Funktion der Schaltfläche die
Darstellung eines Kontextmenüs
ist. Bei grafischen Benutzeroberflächen ist ein Kontextmenü ein Interaktionsobjekt,
das dem Benutzer zu einem bestimmten Kontext verschiedene Aktionen
zur Auswahl anbietet. Ein Kontextmenü enthält nur Menüpunkte, die zum jeweiligen
Zeitpunkt für
das ausgewählte
Objekt sinnvoll sind. Dadurch bleiben Kontextmenüs übersichtlich. Dem Nutzer der
erfindungsgemäßen Benutzerschnittstelle
können
die Kontextmenüs
automatisch angezeigt werden, wenn der Nutzer mit dem Zeiger für eine vorbestimmte
Zeitspanne auf der Schaltfläche
verweilt. Der Nutzer muss nicht zwischen rechtem und linkem Mauszeiger unterscheiden,
um sich das Kontextmenü anzeigen zu
lassen und die Funktionen des Kontextmenüs auszuwählen. Die Bedienung der Schnittstelle
erfolgt somit schneller und intuitiver. Ferner ist es möglich, den
Zeigertasten der Maus weitere Funktionen zuzuordnen. Es wird letztlich
anhand der Bewegung des Zeigers erkannt, ob der Benutzer beabsichtigt
eine Schaltfläche
zu betätigen.
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Vorzugsweise
liegt die Zeitspanne, die der Zeiger auf der Schaltfläche sein
muss, um die Funktion der Schaltfläche auszulösen, zwischen 50 und 1000 Millisekunden.
Diese Werte wurden experimentell ermittelt. Es hat sich gezeigt,
dass die Verweildauer eines Zeigers auf einer Schaltfläche bei
den allermeisten Benutzern in dem vorgenannten Zeitrahmen liegt.
Allerdings kann sich die Zeitspanne zwischen erfahrenen und weniger
versierten Benutzern relativ stark unterscheiden. Deshalb ist es
vorgesehen, dass die Zeitspanne, die der Zeiger auf der Schaltfläche sein
muss, um die Funktion der Schaltfläche auszulösen, vom Benutzer festgelegt
werden kann. Somit kann der Benutzer die Auslösefunktion seinen persönlichen
Gewohnheiten anpassen, um eine optimale Menüführung bereitstellen zu können.
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Die
grafische Benutzerschnittstelle ist bevorzugt derart ausgebildet
ist, dass der Zeiger auf der Schaltfläche ruhen muss, damit die Funktion
der Schaltfläche
dadurch ausgelöst
werden kann. Diese Implementierung der Erfindung beruht auf der
Erkenntnis, dass der Anwender den Zeiger auf der Schaltfläche anhält, bevor
er die entsprechende Funktion auslöst. Herkömmlicherweise, muss der Anwender
eine Taste dafür
drücken.
Erfindungsgemäß reicht
es, den Zeiger auf der Schaltfläche
anzuhalten, um die entsprechende Funktion auszulösen. Die Menüführung durch
den Anwender kann somit beschleunigt werden. Zusätzlich können den Tasten, beispielsweise
einer Maus, weitere Funktionen zugewiesen werden.
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Vorzugsweise
muss lediglich eine Geschwindigkeit des Zeigers unter eine vorbestimmte
Mindestgeschwindigkeit fallen, damit der Zeiger die Funktion der
Schaltfläche
auslöst.
Der Zeiger muss also nicht vollständig ruhen, damit die entsprechende
Funktion ausgelöst
wird. Es reicht aus, wenn der Zeiger derart gebremst wird, dass
die Geschwindigkeit der Zeigers unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit
fällt.
Damit kann die Navigation durch die Schaltflächen durch den Anwender weiter
beschleunigt werden. Vor allem erfahrene Anwender tendieren dazu,
die Auswahl der Schaltflächen
vorzunehmen, ohne den Zeiger vollständig anzuhalten. Bevorzugt,
kann der Benutzer die Mindestgeschwindigkeit des Zeigers nach seinen Bedürfnissen
festlegen. Das Unterschreiten dieser Mindestgeschwindigkeit entspricht
also einer Ruheposition des Zeigers. Des Weiteren sind geringfügige Bewegungen
(unterhalb der Mindestgeschwindigkeit) nie ausgeschlossen, da bei
menschlicher Bedienung eine absolute Ruheposition, beispielsweise
der Hand oder anderer zur Bedienung zu verwendbarer Körperteile
wie auch Augenbewegungen, nicht möglich ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Mindestgeschwindigkeit
für einen
vorbestimmten Zeitraum von dem Zeiger unterschritten werden muss,
damit der Zeiger die Funktion der Schaltfläche auslöst. Damit soll sichergestellt
werden, dass die Schaltfläche
nicht dadurch ausgelöst
wird, dass der Benutzer den Mauszeiger auf der Schaltfläche in die
entgegengesetzte Richtung umlenkt. Durch das Umlenken kommt der Mauszeiger
kurzzeitig zur Ruhe, wodurch fälschlicherweise
die Funktion der Schaltfläche
ausgelöst werden
könnte.
Der Benutzer hat aber keine Intention, die Schaltfläche auszulösen, sonder
will nur den Zeiger zu einer anderen Schaltfläche bewegen. Beim Umlenken
kommt der Zeiger allerdings nur für eine sehr kurze Zeitspanne
zur Ruhe, weshalb der Mindestzeitraum für das Unterschreiten der Mindestgeschwindigkeit
verhindert, dass die Funktion der Schaltfläche fälschlicherweise ausgelöst wird.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf unterschiedlichste Weise implementiert
werden. Die Benutzerschnittstelle kann als Bestandteil eines Computerprogramms,
beispielsweise eines Betriebssystems, implementiert werden, welches
auf Datenträgern
zum Verkauf angeboten wird. Sobald das Programm auf einem Rechner
installiert ist, wird die Benutzerschnittstelle des Rechners derart
programmtechnisch eingerichtet, dass der Rechner erfindungsgemäß bedient
werden kann. Daher stellt ein Datenspeicher eine Ausführungsform
der Erfindung dar, auf dem Befehle zur Steuerung einer grafischen
Benutzerschnittstelle abgespeichert sind, die es ermöglichen,
einen Computer erfindungsgemäß anzusteuern.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die vorliegende Erfindung zu implementieren, stellt das Internet
dar. Danach kann der Benutzer auf Internetseiten navigieren. Der
Inhalt der Internetseiten wird auf den Rechner des Benutzers übertragen.
Die Internetseiten stellen dem Benutzer eine grafische Benutzeroberfläche zur
Verfügung,
die erfindungsgemäß angesteuert
werden kann. Die Steuerung erfolgt beispielsweise dadurch, dass
die Befehlseingaben an die entsprechende Internetseite übertragen
werden, auf der die Befehle ausgeführt werden. Die Benutzerschnittstelle
wird also erst durch die Datenübertragung
von Computern in einem Netzwerk implementiert. Letztlich sind es
die elektrischen oder elektromagnetischen Signale, die zwischen
den Computern in einem Netzwerk ausgetauscht werden, wodurch die vorliegende
Erfindung implementierbar wird. Ein Elektrisches oder elektromagnetisches
Signal zur Datenübertragung
zwischen Computern stellt demnach eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar, wenn das elektrische oder elektromagnetische Signal
Befehle zur erfindungsgemäßen Steuerung
einer Benutzerschnittstelle enthält.
Unter einem Signal ist eine zeitlich variierende physikalische Größe zu verstehen,
die eine kodierte Nachricht enthält. Als
variierende physikalische Größe kann
beispielsweise die Spannung oder die Stromstärke eines elektrischen Signals
gewählt
werden. Ferner können
Frequenz, Amplitude und/oder Phase eines elektromagnetischen Signals
zur Kodierung variiert werden. In einem Kommunikationssystem kodiert
der Sender eine Nachricht in einem Signal. Das Signal wird von einem
Empfänger
empfangen, der die kodierte Nachricht dekodiert.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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1 zeigt
ein Netzwerk, in dem die erfindungsgemäße Benutzerschnittstelle gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung implementiert ist.
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2 zeigt
einen Computer mit einer grafischen Benutzerschnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
beispielhaft die grafische Darstellung von Schaltflächen und
Zeiger der erfindungsgemäßen grafischen
Benutzerschnittstelle.
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4 zeigt
eine Schaltfläche
der grafischen Benutzerschnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt
beispielhaft die gemessene Geschwindigkeit des auf der Benutzerschnittstelle
befindlichen Zeigers.
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Das
in 1 dargestellte Netzwerk 20 könnte beispielsweise
ein lokales drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk wie ein LAN
(Local Area Network) oder WLAN (Wireless Local Area Network) darstellen.
Bevorzugt handelt es sich aber bei dem dargestellten Netzwerk 20 um
das Internet. Das Internet ist ein elektronischer Verbund von Rechnernetzwerken,
mit dem Ziel, Verbindungen zwischen einzelnen Computer herzustellen
und so Daten auszutauschen. Im Prinzip kann dabei jeder Rechner
weltweit mit jedem anderen Rechner verbunden werden. Der Datenaustausch
zwischen den einzelnen Internet-Rechnern (Servern) erfolgt über die
technisch normierten Internetprotokolle. Die Internetprotokollfamilie
ist eine Familie von rund 500 Netzwerkprotokollen, die die Basis
für die
Netzkommunikation im Internet bilden. Die Datenübertragung zwischen angeschlossenen
Rechnern im Internet wird durch die standardisierten Protokolle
TCP (Transmission control protocoll) und das IP (Internet protocoll)
gewährleistet.
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Zur
Implementierung der grafischen Benutzerschnittstelle des vorliegenden
Ausführungsbeispiels,
kann eine entsprechende Anwendung auf einem Server 10 bereitgestellt
werden, der mit einem an das Netzwerk angeschlossenen Client 30 kommuniziert.
Ein Server ist ein Computer, der mit einem anderen Computer, dem
Client, kommuniziert, um ihm Zugang zu Diensten zu verschaffen.
Als Dienst kann jede Anwendung angesehen werden. Erfindungsgemäß wird dem
Client 30 eine Anwendung bereitgestellt, die eine grafische
Benutzerstelle programmtechnisch zur Verfügung stellt. Der Client 30 kann
auf Wunsch den Dienst bei dem Server anfordern, der ihn bereitstellt.
Die Bereitstellung des Dienstes kann aber auch zwischen mehreren
Rechnern im Netzwerk verteilt werden, so dass der Dienst auf einem verteilten
System, also auf mehreren Rechnern/Prozessoren, abläuft. Die
verteilten Rechner kommunizieren miteinander und stellen die Rechenleistung zur
Verfügung,
um den Dienst zu implementieren.
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Beispielsweise
kann der Client ein Electronic Program Guide (EPG) als Dienst bereitstellen.
Als EPG (zu Deutsch elektronische Programmzeitschrift) bezeichnet
man die digitale Variante einer gedruckten Zeitschrift für Fernsehprogramme
und Radioprogramme. Mit Hilfe des EPGs kann man sich das laufende
und kommende Fernseh- oder Radioprogramm anzeigen lassen. Die Programmübersicht
beinhaltet mindestens den Titel, die Uhrzeit und die Dauer jeder
Sendung. Zusätzlich
können
zu den einzelnen Sendungen kurze Beschreibungen des Inhalts – bei einigen
EPG Formaten auch mit Bildern – angezeigt
werden. Aufgrund der Integration mit dem Empfangsgerät lässt sich
aus dem EPG heraus das Programm umschalten oder die Aufnahme einer
ausgewählten
Sendung programmieren. Das EPG ist nur beispielhaft erwähnt und
es können
erfindungsgemäß auch vollkommen
andere Dienste implementiert werden.
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In 2 ist
der Client aus 1 schematisch dargestellt. Es
handelt sich um einen Mikrocomputer 40, beispielsweise
ein PC, an den ein Bildschirm 70, eine Tastatur 60 und
eine Maus 50 angeschlossen sind. Als Client könne aber
auch Laptops (tragbare Mikrocomputer), PDAs (Personal Digital Assistant)
oder moderne Mobiltelephone und mobile Datengeräte dienen, die jeweils eine
grafische Benutzerschnittstelle aufweisen. Als Benutzerschnittstelle
könnte
insbesondere ein Touchscreen bzw. Sensorbildschrim eingesetzt werden.
Anstelle der Maus kann ein Touchpad bzw. Tastfeld oder ein Trackball
eingesetzt werden.
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3 zeigt
eine Vergrößerte Ansicht
des Bildschirms 70 aus 2. Auf dem
Bildschirm ist ein Zeiger 80 dargestellt. Es kann sich
um den Zeiger eines beliebigen Zeigegerätes handeln wie beispielsweise
den Zeiger einer elektronische Maus oder eines Tastfeldes. Der Zeiger
wird über
eine von mehreren auf dem Bildschirm angezeigten Schaltflächen bewegt,
um eine entsprechende Funktion auszuwählen.
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Die
Auswahl der Schaltfläche
erfolgt gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
jedoch nicht dadurch, dass eine Taste gedrückt werden muss, während sich
der Zeiger auf der Schaltfläche
befindet. Die Funktion der Schaltfläche wird nur dann ausgelöst, wenn
zumindest zwei Bedingungen erfüllt sind:
Der Zeiger befindet sich auf der Schaltfläche und die Geschwindigkeit
des Zeigers ist geringer als eine Mindestgeschwindigkeit.
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Vorzugsweise
wird die Geschwindigkeit des Zeigers kontinuierlich erfasst. Zur
Erfassung der Zeigergeschwindigkeit wird bevorzugt folgendermaßen vorgegangen.
- 1. Die Position des Zeigers wird in aufeinanderfolgenden
Zeitintervallen erfasst. Das kleinste denkbare Zeitintervall ist
das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einzelbildern,
die auf dem Bildschirm angezeigt werden.
- 2. Der Abstand zwischen den Zeigerpositionen wird ermittelt.
Da Bildschirme üblicherweise
aus Pixeln bzw. Bildpunkten aufgebaut sind, können die Bildpunkte als Maß für den Abstand
gewählt werden.
D. h. die Anzahl der Bildpunkte zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zeigerpositionen wird ermittelt. Dieser Abstand ist ein Maß für die Geschwindigkeit,
mit dem der Zeiger bewegt wird.
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In 4 ist
eine vergrößerte Darstellung
einer Schaltfläche 90 gezeigt.
Die Schaltfläche 90 umfasst
eine Vielzahl von Pixeln 100. Pixel 120 stellt
die Zeigerposition dar. Die Zeigerposition stellt den Mittelpunkt
eines Kreises dar, dessen Radius ca. 3 Pixel groß ist. Bezugszeichen 110 stellt
diejenigen Pixel dar, die von dem Kreis ungefähr eingeschlossen wird. Es
wird demnach eine Fläche
um die Zeigerposition definiert, die durch die gekennzeichneten
Pixel 110 eingeschlossen wird. Diese Fläche stellt angenähert einen
Kreis dar. Wenn die darauffolgend erfasste Zeigerposition innerhalb
der dargestellten Fläche 110 liegt,
dann wird erfasst, dass die Geschwindigkeit des Zeigers unterhalb
der Mindestgeschwindigkeit liegt. Liegt die darauffolgend erfasste
Zeigerposition außerhalb
der dargestellten Fläche 110,
so wird die Geschwindigkeit des Zeigers als oberhalb der Mindestgeschwindigkeit
erkannt. Die Geschwindigkeit des Zeigers wird somit kontinuierlich
erfasst. Als Maß für die Geschwindigkeit
wird der Abstand zweier zeitlich aufeinanderfolgender Zeigerpositionen
gewählt.
Der Abstand wird vorzugsweise in Pixeln gemessen.
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In 5 ist
beispielhaft die Geschwindigkeit v eines Zeigers dargestellt, der
sich auf einer Schaltfläche
befindet. Bezugszeichen vmin stellt die Mindestgeschwindigkeit des
Zeigers dar. Nur, wenn diese Mindestgeschwindigkeit unterschritten
wird, kann die der Schaltfläche
entsprechende Funktion ausgelöst
werden. Zum Zeitpunkt t1 unterschreitet die Geschwindigkeit v zum
ersten mal die Mindestgeschwindigkeit. Vorzugsweise ist es ein zusätzliches Erfordernis,
dass die Mindestgeschwindigkeit für einen vorbestimmten Zeitraum Δt unterschritten
werden muss, während
der Zeiger auf der Schaltfläche liegt.
Nur wenn dieses Zusatzerfordernis erfüllt ist, wird die Funktion
der Schaltfläche ausgelöst. In 5 ist
der Zeitpunk t1 + Δt
denjenigen Zeitpunkt dar, an dem die Funktion ausgelöst wird.
Beispielsweise könnte
aufgrund der Funktion, ein Kontextmenü auf dem Bildschirm dargestellt
werden. Zum späteren
Zeitpunkt t2 überschreitet
der Zeiger die Mindestgeschwindigkeit vmin wieder. Dies hat zur
Folge, dass das Kontextmenü wieder
ausgeblendet wird. Die Funktion wird nicht mehr abgerufen, weil
der Zeiger nicht mehr die Mindestgeschwindigkeit unterschreitet.
Das Ausschalten der Funktion tritt bevorzugt auch automatisch ein,
wenn der Zeiger die Schaltfläche
verlässt.
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- 10
- Server
- 20
- Netzwerk
- 30
- Client
- 40
- Rechner
- 50
- Maus
- 60
- Tastatur
- 70
- Bildschirm
- 80
- Mauszeiger
- 90
- Schaltfläche
- 100
- Bildschirmpunkt
(Pixel)
- 110
- eingeschlossene
Bildschirmfläche
- 120
- Position
des Mauszeigers