KR100422087B1

KR100422087B1 - 커서로사용자표적영역을포착할수있게하는방법및정보처리시스템

Info

Publication number: KR100422087B1
Application number: KR1019960707614A
Authority: KR
Inventors: 빅토르 케이슨. 다비드
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2004-06-24
Also published as: CN1096017C; CN1164899A; WO1996035161A2; DE69612450T2; JPH10503867A; DE69612450D1; TW288129B; EP0767937A2; JP3801206B2; EP0767937B1; WO1996035161A3; US5703620A

Abstract

정보 처리 시스템 내의 수동 입력 장치의 이동은 시스템의 디스플레이를 가로지르는 커서의 이동을 결정한다. 디스플레이는 가상 공간, 즉 멀티-미디어 환경에서 가시화 한다. 디스플레이 상의 임의 정적 또는 동적 영역들은 커서의 가능한 목적지로서의 표적 영역들을 표시하고 있다.

커서에 대한 포착 효과(catching effect)를 일으키기 위해, 시스템은 표적 영역에 들어갈 때보다는 떠나갈 때 더 많은 사용자의 이동량을 요구하며, 따라서 사용자의 표적 포착 성능을 향상시킨다.

Description

커서로 사용자 표적 영역을 포착할 수 있게 하는 방법 및 정보 처리 시스템

PC와 같은 정보 처리 시스템과 대화하는 일반적인 방법은 적절한 수동 입력 장치를 이용하는 디스플레이 스크린 상에서 커서 또는 다른 디스플레이 표시(indicium)를 이동시키는 것을 포함한다. 널리 공지된 수동 입력 장치들의 예들은 마우스(mouse), 조이스틱(joy stick)과 트랙 볼(track ball)이 있다. 일반적으로, 커서 안내(cursor guidance)는 항목들의 목록에서 특정 항목의 선택, 도면 작성, 또는 검색과 디스플레이 상에 보여지는 가상 공간에서의 모든 것을 가능케한다. 사용자는 커서를 표적 영역으로 위치시키거나 입력 장치를 조작함으로써 커서를 표적 영역으로 움직여야 하며, 그 후에 디스플레이 장치는 사용자에게 가상 피드백(virtual feedback)을 제공하게 된다.

사용자 인터페이스에서 표적 획득(target acquisition) 성능은 포착 과정(capture progress)의 피드백, 즉 사용자에게 표적 영역을 포착하는 커서에 의존한다. 커서 포착(cursor catching)은 "C"로 언급된 제어 수동 입력 장치 상의 단위 이동량에 응답하여, "D"로 언급된 디스플레이된 표적 영역 상의 커서 이동량에 의해 나타내어진다. 그 비율은 D/C 이득이라고 불린다. 즉, D/C 이득은 시스템 디스플레이의 출력과 제어 입력의 비율이다. 더 많은 배경 정보, 예를 들어 Human Factors의 1990년 12월호 통권 32(6)호 pp. 651-663에 게재된 L. Arnaut 와 J. Greenstein의 "Is Display/Control Gain a Useful Metric for Optimizing an Interface?"를 참조해 보자.

소정의 시작점에서 표적 영역의 중앙으로의 이동을 생각해 보면, D/C 이득은 4개의 요소들 즉, 디스플레이 진폭, 디스플레이 표적 폭, 제어 진폭, 제어 표적 폭으로 특징지어질 수 있다. 디스플레이 진폭은 커서를 액세스 할 수 있는 전체 디스플레이 영역을 나타내거나, 대안으로 커서에 의해 개시 지점으로부터 이동될 거리를 나타내는 양이다. 디스플레이 표적 폭은 표적 영역 내에 있는 커서 위치들의 범위를 나타낸다. 제어 진폭은 제어 입력의 이동 범위 또는 개시 지점에서, 표적 영역 내의 디스플레이 커서 지점까지 제어 장치가 이동된 거리를 표시한다. 제어 표적 폭은 표적 영역내의 커서 위치들에 대응하는 제어 입력 지점들의 범위를 나타낸다.

위의 정의를 이용하면, 2개의 이득 레벨들을 상술할 수 있다. 제 1 이득 레벨은 디스플레이 진폭과 제어 진폭 사이의 비율에 해당한다. 이 비율은 표적간 이득 레벨(between-target gain level)라고 불린다. 그리고 표적 영역들간의 이동들의 양을 정한다. 제 2 이득 레벨은 디스플레이 표적 폭과 제어 표적 폭 사이의 비율에 해당한다. 이는 "표적 이득 레벨"이라고 불리며, 표적 영역 내의 이동들의 양을 정한다.

상기 인용된 Arnaut와 Greenstein은 포착 획득 성능과 이득 사이의 관계를 연구하기 위해 다양한 실험들을 했다. 그 결과는 이득만으로는 성능을 충분히 설명하지 못한다는 것을 나타낸다. 따라서 제어-디스플레이 관계를 최적화 시키는 일이 오로지 이득에만 초점이 맞춰져야하는지 의문이다.

이동 시간에 의해 측정됨에 따라, 표적 영역을 획득하는데 있어서 대안의 난이도 측정은, 피트의 법칙(Fitt's law)에 의해 제공된다. 이 법칙에 따르면, 이동 시간은 표적 거리가 일정하다고 가정하면 제어 표적 폭이 증가함에 따라 감소한다,

이동 시간 = a + b log (2c/t),

여기서, a, b는 실험에 의해 결정된 변수들이며, "c"는 제어 진폭, "t"는 제어 표적 폭이다. 표현 log(2c/t)는 보통 이동의 난이도 지수라고 불린다.

그러나, 피트의 법칙은 이동 작업에 대한 총 이동 시간을 예측하고, 여기서 제어와 디스플레이는 마우스 또는 트랙 볼로 제어된 시스템과 같이 분리보다는 완전히 통합되어져 있다. 좀 더 자세히 설명하자면, 피트의 법칙은 제어 진폭과 디스플레이 진폭이 동일한, 즉 표적간 이득이 사람의 손으로 물체를 잡는 경우와 같이, 일치하는 과정을 이용한다. 제어 표적 폭과 디스플레이 표적 폭이 물리적으로 분리된 형태인 조건하에서, 디스플레이 표적 폭과 관련하여, 보다 큰 제어 표적 폭은 표적 영역을 들어오고 나가는데 요구되는 시간의 증가로 인해 보다 긴 이동 시간들을 야기한다.

본 발명의 목적

상술한 종래의 접근법은 표적 획득 성능을 적절히 설명하지 못하며, 수동 입력 장치들에 대한 이동 시간의 관점에서 성능을 최적화 시키기 위한 기초를 제공하지도 못한다. 본 발명의 목적은 이동 시간들을 감소시키고, 종래의 커서 동작 시스템들보다 더욱 사용하기 편리한 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 가상 공간(virtual space)을 가시화 하기 위한 디스플레이(display) 장치와, 디스플레이에 결합되고 이동가능 부분을 가지며 이동가능 부분을 동작시키는 사용자에 응답하여 가상 공간을 통해 사용자가 커서를 움직일 수 있도록 한 수동 입력 장치를 포함하는 정보 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 사용자가 가상 공간을 가로질러 커서를 이동시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따르는 한 시스템의 기능도.

발명의 개요

이러한 목적을 위해, 본 발명은 서두에서 상술한 바와 같은 시스템을 제공하는 것으로, 이 시스템은 커서가 가상공간 내의 소정 영역으로 들어갈 때, 소정의 레벨 아래로 커서를 단위거리만큼 이동시키기 위해 요구되는 이동 부분의 이동량을 감소시키고, 커서가 그 영역을 떠날 때, 상기 레벨 위로 이동량을 증가시키도록 동작한다는 점을 특징으로 한다.

발명자는 이 방법으로 이동 노력(effort)을 동적으로 변화시킴로써 커서의 포착 효과를 가지며, 영역에 들어갈 때보다 떠날 때에 더 많은 사용자 이동이 요구된다는 것을 알았다. 달리 말해서, 표적 영역의 중앙을 떠날 때보다 접근할 때에 더 긴 제어 이동들이 요구된다. 이러한 형태의 표적 이득은 "동적 표적 이득(dynamic target gain)"이라고 불린다. 위에서 인용한 참고에서, 대안적으로이득이 각각의 실험에서 고정된 양(quantity)이라는 사실에 주목하자.

바람직하게는, 시스템은 커서가 그 영역을 출입하기 위한 특정 거리를 이동하게 하기 위한 이동가능 부분의 총 이동량이, 커서가 표적간 이득 레벨에서 특정한 거리를 이동하게 하기 위한 이동가능 부분의 총 이동량과 실질적으로 같아지도록 동작한다. 결과적으로, 동적 표적 이득은 부가적인 이동 노력을 요구하지 않고 사용자의 이동을 포착한다. 예를 들어, 표적 영역의 중앙으로 향하는 이동들에 대한 이득은 표적간 이득 레벨의 2배이며, 중앙에서 멀어지는 이동에 대한 이득은 표적간 이득의 절반이 된다.

바람직하게는, 이동가능 부분의 이동량의 증감은 점진적이며, 어떤 급작스런 커서 이동을 방지하기 위해 표적 영역내의 특정 위치, 즉 표적 영역의 중앙으로부터의 거리에 달려 있다.

변화하는 이동 노력을 제어하는 특징은 소프트웨어(어플리케이션 소프트웨어)에서 구현되며, 예를 들어 시스템의 디스플레이를 제어하는 소프트웨어 부분에 간단히 내장될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 수동 입력 장치의 이동 가능 부분의 이동과 디스플레이를 가로지르는 커서의 이동을 기능적으로 관련시키는 전달 함수를 명시한다고 가정하자. 사용자 이동의 제어 하에서, 커서가 가상 공간에서 표적 영역으로 들어오거나 나가게되는 때, 전달 함수의 수정에 영향을 미치도록 지시(indication)를 야기한다. 그 수정은 예를 들어 전달 함수의 적절한 스케일링 인자에 의해 일어난다.

본 발명은 사용자-상호 작용성을 최적화 시키기 위한 멀티미디어 어플리케이션에 특히 적합하지만 오로지 그것에만 응용되는 것은 아니다.

본 발명은 기존의 정보 처리 시스템에서 간단히 구현될 수 있으므로, 본 발명은 또한 디스플레이에 결합된 수동 입력 장치의 이동가능 부분의 제어 하에서, 디스플레이 상에 가시화된 가상공간 내의 커서로 표적 영역을 사용자가 포착할 수 있는 방법과도 관련된다. 본 발명에 따라, 그 방법은 커서가 가상공간 내의 표적 영역으로 들어갈 때 소정의 레벨 이하에서 커서를 단위거리만큼 이동시키는데 필요한 이동가능 부분의 이동량을 감소시키고, 커서가 그 영역을 떠날 때 상기 레벨 이상으로 이동량을 증가시키는 것을 특징으로 한다. 바람직하게도, 증가와 감소는 급작스런 커서의 이동을 방지 위해 점진적으로 행해진다.

본 발명은 아래의 도면을 참조하여 예로서 보다 상세하게 상술된다.

도 1은 본 발명의 정보 처리 시스템(100)의 기능도이다. 시스템(100)은 가상공간을 가시화 하기 위한 디스플레이(102)와 수동 입력 장치(104)를 포함한다. 장치(104)는 어플리케이션 소프트웨어(106)를 통해 디스플레이(102)에 기능적으로 결합되어 있으며, 이동가능 부분(108)을 동작시키는 사용자(110)에 응답하여 사용자(110)가 가상공간을 통해 커서(112)를 안내 할 수 있도록 하는 이동 가능 부분(108)을 갖는다. 도시된 예에서, 수동 입력 장치(104)는 회전 가능한 볼(ball)이 이동가능 부분(108)의 역할을 하는 트랙 볼 장치를 포함한다. 본 발명에 따라, 시스템은 커서(112)가 가상공간에서 표적 영역들(114, 116 또는 118) 중 어느 한 영역에 들어갈 때, 소정의 레벨 이하에서 커서(112)가 디스플레이(102) 상의 단위거리만큼 이동하는데 필요한 이동가능 부분(108)의 이동량을 감소시키며, 커서(112)가 표적 영역들(114-118)중 적절한 하나의 영역을 떠날 때, 상기 레벨 이상으로 이동량을 증가시키도록 동작한다.

동적 표적 이득은, 예를 들어 다음과 같이 얻어진다. 어플리케이션 소프트웨어(106)는 커서(112)의 위치가 표적 영역들(114-118)중 어느 영역 안에 있는지 또는 밖에 있는지를 지속적으로 결정하는 위치 비교기(120)를 포함한다. 소프트웨어(106)는 또한 커서(112)가 표적 영역들(114-118)중 관련된 하나의 영역 내에 있을 경우에, 커서(112)의 이동이 표적 영역들(114-118)중 어느 영역의 중앙으로부터 멀리 떨어지는지 또는 그 방향으로 향하는지를 결정하기 위한 이동 비교기(122)를 포함한다. 소프트웨어(106)는 또한 이동가능 부분(108)의 이동을 디스플레이(102)상의 대응하는 커서(112) 이동으로 변환시키는 동작을 하는 전달함수를 포함한다. 전달 함수(124)는 입력이 증가할 때 증가된 출력을 제공한다. 커서(112)의 위치가 표적 영역들(114-118)의 어느 영역 범위 안에 있다면, 전달 함수(124)는 비교기(120, 122)들을 통해 수정이 되어, 디스플레이(102)상에서 커서(112)를 단위거리만큼 이동시키는데 필요한 이동가능 부분(108)의 이동량을 감소시킨다. 이는 사용자 이동이 보다 큰 커서 이동을 가져오지 않도록 전달 함수(124)의 입력 또는 출력을 스케일링-업(scaling-up) 함으로써 달성될 수 있다. 만약 커서(112)의 위치가 표적 영역들(114-118)중 어느 영역 내에 있고, 그 영역의 중앙에서 멀어진다면,비교기들(120, 122)은 디스플레이(102) 상에서 커서(112)를 단위거리만큼 이동시키는데 필요한 이동 부분(118)의 이동량을 증가시키기 위해 전달 함수(124)를 수정한다. 이는 사용자 이동이 더 적은 커서 이동을 가져오도록 전달 함수(124)의 입력 또는 출력을 스케일링-다운(scaling-down) 시킴으로써 달성될 수 있다.

커서를 단위거리만큼 이동시키는데 필요한 사용자 이동량의 증가 또는 감소는 급작스런 커서 이동들을 방지하기 위해 점진적으로 진행된다. 이는 커서(112)가 표적 영역들(114-118)의 범위 내에 있을 때, 표적 영역들(114-118) 중 어느 표적의 중앙으로부터 커서(112)의 거리에 의존하는 전달 함수를 스케일링-업 또는 다운시킴으로써 행해진다. "점진적(gradual)"이라는 용어는 사용자(110)에 의해 인지된 것과 같이 커서(112)의 이동을 이용하는 것으로서 이해된다. 이 변화는 전달 함수(124)와 그 함수의 스케일링-업 및 다운 버전(VERSION)들이 시스템 메모리(도시안됨)내의 검색표(look-up table)들에 저장될 때, 시스템의 CPU(도시안됨)의 소비 전력 또는 메모리 용량을 절감하기 위해, 2 이상의 다른 스케일링 인자(scaling factor)들을 사용하는 점진적으로 될 수 있다.

표적 영역들(114-118)은 정지해 있을 필요가 없다. 즉, 사용자의 손재주(adroitness)를 요하는 컴퓨터 게임에서, 영역들(114-118)은 그 표적들 위로 커서(112)를 위치시킴으로써 포착될 이동 표적들을 나타낼 수 있다. 게다가, 도시된 예에서, 수동 입력 장치(104)가 회전 가능한 볼이 이동가능 부분(108)의 역할을 수행하는 트랙 볼 장치를 포함한다. 마이스(mice) 또는 조이스틱과 같은 다른 형태의 입력 장치들은 본 발명에 의해 구현된 커서 포착 지원이 거의 독립된 방식이고,본 발명에서도 사용될 수 있음이 명백하다. 본 발명에 따르는 커서 포착(cursor catching)은 유럽 특허출원 제0 489 469호에 개시된 것과 같은 특수한 수동 입력 장치를 통해 사용자에게 촉각 피드백(tactile feedback)과 조합될 수 있다.

도 1의 시스템(100)은 각각의 수동 입력 장치(104)와 디스플레이(102)를 포함하는 기하학적으로 분포된 스테이션들을 갖는 보다 큰 멀티-사용자 시스템의 일부분일 수 있다. 소프트웨어(106)는 부분적으로 또는 전체적으로 중앙 서버(도시안됨)에서 수행되어진다. 전화망과 같은 통신망은 서버에 다양한 수동 입력 장치들과 디스플레이들을 결합시킨다. 몇몇 사용자들은 표적 영역들(114-118)을 제어하며, 여기서 다른 사용자들은 하나 이상의 커서들을 제어할 수 있다. 각 사용자는 가상공간 또는 각각의 주문에 의해 만들어진 부분으로 가시적 액세스를 한다.

Claims

가상 공간을 가시화하기 위한 디스플레이와,

상기 디스플레이에 결합되며, 이동가능 부분을 동작시키는 사용자에 응답하여 사용자가 상기 가상 공간을 통해 커서를 안내(guide)할 수 있게 하는 상기 이동가능 부분을 갖는 수동 입력 장치를 포함하는 정보 처리 시스템에 있어서,

상기 시스템은 상기 커서가 상기 가상 공간 내의 표적 영역으로 들어갈 때 소정의 레벨 아래로 상기 커서를 단위 거리만큼 이동시키는데 필요한 상기 이동가능 부분의 이동량을 감소시키고, 상기 커서가 상기 영역을 떠날 때 상기 레벨 위로 상기 이동가능한 부분의 이동량을 증가시키도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 정보 처리 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 커서가 상기 영역을 출입하기 위한 특정 거리를 이동하게 하기 위한 상기 이동가능 부분의 총 이동량이, 상기 커서가 표적간 이득 레벨(between-target gain level)에서 상기 특정한 거리를 이동하게 하기 위한 상기 이동가능 부분의 총 이동량과 실질적으로 같아지게 되도록 동작하는, 정보 처리 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 현저하게 갑작스런 커서 이동을 방지하기 위해 상기 영역 내의 특정 장소와 관련된 상기 커서의 위치에 의존하여 적어도 점진적으로 증가 또는 감소시키도록 동작하는, 정보 처리 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 이동가능 부분의 이동을 상기 커서의 이동으로 변환시키기 위한 전달 함수를 포함하는 소프트웨어 어플리케이션을 실행하고, 상기 커서의 위치와 상기 커서의 이동 방향에 의존하여 상기 전달 함수를 수정하도록 동작하는, 정보 처리 시스템.
디스플레이에 결합된 수동 입력 장치의 이동가능 부분의 제어하에서 상기 디스플레이 상에 가시화된 가상 공간 내에서 사용자가 커서로 표적 영역을 포착할 수 있게 하는 방법에 있어서,

상기 커서가 상기 가상공간 내의 표적 영역으로 들어갈 때, 소정 레벨 아래로 상기 커서를 단위거리만큼 이동시키는데 필요한 상기 이동가능 부분의 이동량을 감소시키는 단계와,

상기 커서가 상기 영역을 떠날 때, 상기 레벨 위로 상기 양을 증가시키는 단계를 특징으로 하는, 표적 영역 포착 방법.
제 5항에 있어서, 상기 커서가 상기 영역을 출입하기 위한 특정 거리를 이동하게 하기 위한 상기 이동가능 부분의 총 이동량이, 상기 커서가 표적간 이득 레벨에서 상기 특정 거리를 이동하게 하기 위한 상기 이동가능 부분의 총 이동량과 실질적으로 같아지게 되는, 표적 영역 포착 방법.
제 5항에 있어서, 적어도 상기 증가 또는 감소는 현저하게 급작스런 커서 이동을 방지하기 위해 점진적으로 되는, 표적 영역 포착 방법.