WO1998026346A1 - Computersteuerung - Google Patents

Computersteuerung

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WO1998026346A1
WO1998026346A1 PCT/DE1997/002970 DE9702970W WO9826346A1 WO 1998026346 A1 WO1998026346 A1 WO 1998026346A1 DE 9702970 W DE9702970 W DE 9702970W WO 9826346 A1 WO9826346 A1 WO 9826346A1
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Detlef Günther
Andreas Bohn
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Twosuns Media Development Gmbh
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Abstract

Diese Erfindung betrifft eine Steuerung für mindestens eine Funktion (10) eines Computers (1). Die Steuerung weist dabei Sensormittel (5) zur Erfassung der Position (8) mindestens eines Cursors (3) auf einer Anzeige des Computers (1) und Mittel zur Erfassung einer Verweilzeit des Cursors (3) an der Position (8) auf. Außerdem weist die Steuerung Mittel auf, die in Abhängigkeit (9) von der Position des Cursors (3) und der Verweilzeit des Cursors (3) in mindestens einem 1- oder 2-dimensionalen vorgegebenen Teilbereich (Sensorbereich (2)) der Anzeige des Computers (1) die mindestens eine Funktion (10) des Computers (1) beeinflussen. Damit wird ein Steuerung geschaffen, mit der Computer (1) über das Verhalten eines Cursors (3) auf sehr differenzierte und flexible Weise gesteuert und in Abhängigkeit vom Verhalten des Cursors (3) bestimmte Funktionen (10) des Computers (1) ausgeführt werden können.

Description

ComputerSteuerung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für einen Computer.

Steuerungen für multifunktionelle Systeme, wie z.B. Computer, sind in einfacher Form seit einiger Zeit bekannt.

Insbesondere sind Computer bekannt, bei denen ein Benutzer Funktionen des Computers durch einen Auslöser, z.B. einen mausgestützten Cursor auf einem Bildschirm oder einem Datenhandschuh zur Manipulation räumlicher Gegenstände, auslöst oder beeinflußt .

So wird bei den heute weit verbreiteten Multimedia-Systemen, die als Computerprogramme ausgeführt sind, die Auslösung einer Funktion (z.B. die Anzeige eines Bildes, das Aufrufen eines Programms oder das Abspielen eines Videos) durch die Anwahl eines bestimmten Punktes auf dem Bildschirm bewirkt. Unter Multimedia-Systemen werden Systeme verstanden, bei denen die Sinne einer Person durch verschiedene Medien, wie z.B. durch Texte, Bilder, Videos, Töne, Geräusche oder Musik, beeinflußt werden. Prinzipiell umfassen Multimedia-Systeme aber auch Berührungs- (taktile) oder Geruchs- (olfaktorische) Reize, die auf eine Person einwirken.

Aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 36, No . 11, November 1993, S. 57, ist ein Verfahren zur Aktivierung von User- Interface Funktionen eines Computers bekannt. Dabei wird die Verweilzeit eines Cursors in einem kleinen Teil der Anzeige des Computers erfaßt. Nach einer bestimmten Ver- weilzeit wird eine bestimmte Funktion, die diesem Teil der Anzeige zugeordnet ist, ausgeführt.

Nachteilig ist bei diesen Computern, daß die Bedienung des Computers nur durch die Position und ggf. die Verweilzeit- des Cursors erfolgt, was eine erhebliche Einschränkung der Funktionalität bedeutet. Es ist immer nur eine Funktion in einer bestimmten Art und Weise ausführbar, da die Auslösung der Funktion dadurch hervorgerufen wird, daß in einem fest vorgegebenen Bereich des Bildschirms ein Mausklick ausgeführt wird oder der Cursor in diesem fest vorgegebenen Bereich verweilt. Die potentielle Funktionalität des Computers wird durch diese undifferenzierte Verwendung des Cursors stark eingeschränkt .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für einen Computer und ein Verfahren zur Computersteuerung zu schaffen, mit denen die Funktionen des Computers in besonderes differenzierter Weise steuerbar sind und die Funktionalität des Computers erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Steuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.

Die erfindungsgemäße Steuerung eines Computers verfügt über Sensormittel, mit denen die Position mindestens eines Cursors auf einer Anzeige des Computers erfaßt wird. Liegt die Position des Cursors innerhalb eines bestimmten Teilbereiches der Anzeige, dem Sensorbereich, so wird die Verweilzeit und die Position des Cursors in dem Sensorbereich gemessen. Die Information über die Verweilzeit und die Position wird zur Beeinflussung mindestens einer Funktion des Computers verwendet . Außerhalb des Sensorbereiches wird die Verweilzeit des Cursors nicht gemessen. Unter einem Computer wird jede Vorrichtung zur Datenverarbeitung verstanden, die u.a. mit einem Bildschirm und einer Einrichtung zur Steuerung eines Cursors (z.B. Maus, Digitalisierer) ausgestattet ist. Die erfindungsgemäße Steuerung des Computers kann z.B. in Form eine Prozessors oder eines Programms ausgebildet sein. Allgemein können die nachfolgend beschriebenen funktionalen Einheiten wahlweise als Soft- oder Hardware realisiert werden.

Somit ist gegenüber den bekannten Steuerungen für Computer nicht nur die Position des Cursors, sondern auch die Verweilzeit des Cursors an einer Stelle des Bildschirms für die Funktion des Computers von Bedeutung. Durch diesen zusätzlichen Parameter (nämlich Position und Verweilzeit im Sensorbereich) läßt sich die Funktionalität (z.B. Steuerung audio-visueller Signale) des Computers erhöhen und es werden neue Steuerungsmöglichkeiten geschaffen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung erfaßt die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung mindestens eines Cursors und verwendet diese Information zur Beeinflussung mindestens einer Funktion des Computers . Durch diese zusätzlichen kinematischen Parameter des Auslösers wird die Funktionalität des Computers gesteigert. So kann eine erfindungsgemäße Steuerung für einen Computer z.B. auf eine schnelle oder langsame Bewegung eines Cursors unterschiedlich reagieren.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Bahnkurve erfaßt, die von mindestens einem Cursor auf dem Bildschirm des Computers beschrieben wird. In Abhängigkeit von dieser Information wird mindestens eine Funktion des Computers beeinflußt. So sind z.B. die Bahnkurven des Cursors auf der Anzeige des Computers charakteristisch für bestimmte Situationen bei der Bedienung des Computers oder für bestimmte Nutzer. Diese Informationen sind für eine verbesserte Anpassung des Computers an einen Nutzer verwendbar.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Steuerung Mittel auf, mit denen das kinematische (dynamische) Verhalten des Cursors quantifiziert wird. Unter dem kinematischen Verhalten des Cursors wird hier allgemein das Raum-Zeit-Verhalten des Cursors auf dem Computerbildschirm verstanden, was insbesondere die Verweilzeit, die Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Cursors umfaßt. Unter Quantifizierung wird verstanden, daß das kinematische Verhalten des Cursors durch Parameter oder Funktionen erfaßt wird, die z.B. die Verweilzeit oder die Form der Bahnkurve beschreiben. Diese Parameter und Funktionen bilden die Eingangswerte für funktionale Zusammenhänge, die das kinematische Verhalten des Cursors direkt mit einer Funktion des Computers verknüpfen. Diese funktionalen Zusammenhänge sind in einer Datenbank fest speicherbar oder können im Laufe der Zeit verändert werden. Durch die Quantifizierung des kinematischen Verhaltens des Cursors können die Funktionen des Computers sehr differenziert beeinflußt werden.

Mit besonderem Vorteil wird die Quantisierung in Kombination mit einem Zufallsgenerator eingesetzt, so daß sich insbesondere bei Computern mit Multimedia-Anwendungen oder Spielen immer wieder neuartige Effekte erzielen lassen.

Vorteilhafterweise verfügt die erfindungsgemäße Steuerung über Mittel, die Position, Gestalt und/oder die Funktion mindestens eines Sensorbereiches im Computer in vorbestimmbarer oder zufallsgesteuerter Weise zu verändern. Damit lassen sich die Sensorbereiche verändernden Situationen anpassen, was die Flexibilität der Steuerung und des Computers erhöht . In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung dient eine Datenbank zur Speicherung des kinematischen Verhaltens mindestens eines Cursors. Auch ist es vorteilhaft, die räumlichen, zeitlichen und/oder funktioneilen Veränderungen mindestens eines Sensorbereiches in einer Datenbank zu erfassen und zu speichern. Dadurch können z.B. bestimmte Bewegungen oder Bewegungsmuster des Cursors gespeichert werden und in besonders vorteilhafter Weise für eine Beeinflussung von Funktionen des Computers und/oder mindestens eines Sensorbereiches verwendet werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung erfolgt ein kontinuierlicher Übergang (Fading) zwischen mindestens zwei verschiedenen Funktionen des Computers. Dadurch lassen sich insbesondere zwischen visuellen und/oder akustischen Funktionen eine Vielzahl von ästhetischen oder nützlichen Effekten erzielen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung weist eine Datenbank auf, in der Objekte zur Beeinflussung mindestens einer Funktion des Computers gespeichert sind. Mindestens eines dieser Objekte weist dabei ein Attribut auf, das eine Eigenschaft des Objektes beschreibt. Dieses Attribut kann z.B. die Art des Objektes (z.B. Text) oder auch den Inhalt des Objektes (z.B. Gedicht) beschreiben. Durch die Verwendung von Attributen kann die Steuerung auf einfache Weise Beziehungen zwischen verschiedenen Objekten herstellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung weist mindestens ein in der Datenbank gespeichertes Objekt und/oder ein Attribut des Objektes einen Modifier auf. Dieser Modifier ist eine Maßzahl anhand derer die Steuerung verschiedene Objekte oder Attribute miteinander vergleichen kann. Ein Modifier kann vorbe- stimmbar in einer Datenbank gespeichert sein oder im Laufe der Zeit durch die Steuerung verändert werden.

Mit Vorteil verfügt die erfindungsgemäße Steuerung über Mittel mit denen mindestens eine Funktion des Computers durch das kinematische Verhalten des Cursors in Verbindung mit Attributen und/oder Modifiern mindestens eines Objektes steuerbar ist. Damit ist es möglich, daß das kinematische Verhalten des Cursors und die Eigenschaften der Objekte die Funktion des Computers beeinflussen, wodurch eine sehr flexible Steuerung des Computers möglich ist.

Ebenfalls mit Vorteil weist die erfindungsgemäße Steuerung Mittel auf, mit denen Objekte, insbesondere Medien, automatisch nach ihrem Typ sortiert in der Datenbank gespeichert werden können. Damit läßt sich die Erfassung von Objekten (z.B. Texte oder Bilder), die als Funktionen eines Computers verwendet werden sollen, erheblich beschleunigen. So kann die Steuerung z.B. automatisch bestimmte Attribute an die Objekte vergeben.

Mindestens eines der Objekte weist vorteilhafterweise Informationen über einen Sensorbereich, ein Bild, einen Text, ein Geräusch, ein Musikstück, Steuerungsdaten für externe Geräte, Daten für eine dreidimensionale Darstellung, einen Modifier, ein Attribut oder ein Gruppe von Objekten auf . Durch die allgemeine Behandlung unterschiedlichster Informationen als Objekt, lassen sich diese Informationen in einheitlicher Weise zur Beeinflussung des Computers verwenden .

Mit Vorteil ist bei einer erfindungsgemäßen Steuerung für einen Computer mindestens ein Sensorbereich für einen Cursor unsichtbar der Anzeige des Computers hinterlegt. Dadurch erscheint die Anzeige für den Benutzer in der gewohnten Form. In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung ist der Cursor auf der Anzeige des Computers durch Augenbewegungen eines Benutzers des Computers steuerbar. Die Erfassung der Augenbewegungen kann dabei z.B. durch eine Videoüberwachung der Pupillen oder einer Ableitung von Aktionspotentialen von Gesichtsmuskeln erfolgen. Die Bedienung des Cursors über Augenbewegungen ist insbesondere für Personen sinnvoll, die bei der Arbeit am Computer ihre Hände nicht einsetzen können.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung mindestens einer Funktion eines Computers, wird zuerst die Position mindestens eines Cursors auf einer Anzeige des Computers durch Sensormittel erfaßt . Über den mindestens einen Cursor sind Funktionen des Computers, wie z.B. audio-visuel- le Signale, aktivierbar. Die von den Sensormitteln erfaßten Informationen werden anschließend an die Steuerung übertragen. Die Steuerung stellt dann fest, ob sich der mindestens eine Cursor in einem 1- oder 2-dimensionalen Teilbereich (Sensorbereich) der Anzeige des Computers befindet. Falls die Position innerhalb des Sensorbereiches liegt, ermittelt die Steuerung in der Folge die Verweilzeit und die Position des mindestens einen Cursors innerhalb des Sensorbereiches. In Abhängigkeit von der Verweilzeit und der Position des mindestens einen Cursors im Sensorbereich beeinflußt die Steuerung schließlich die mindestens eine Funktion des Computers.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 - eine schematische Darstellung einer Anzeige eines Computers, wobei Funktionen des Computers durch einen Cursor und Sensorbereiche für den Cursor beeinflußbar sind; Fig. 2 - eine schematische Darstellung eines Sensorbereiches auf einer Anzeige eines Computers;

Fig. 3 - eine schematische Darstellung eines funktionalen Zusammenhanges zwischen der Position eines Cursors auf der Anzeige des Computers und einer Funktion des Computers (Interaktionsgraph) ;

Fig. 4 - eine schematische Darstellung eines funktionalen Zusammenhanges zwischen dem zeitlichen Verhalten eines Cursors und einer Funktion des Computers;

Fig. 5 - eine Darstellung der Auswahl von Multimedia-Objekten über einen Interaktionsgraphen;

Fig. 6 - eine schematische Darstellung des zeitlichen Ablaufes einer Positionierung eines Cursors;

In Fig. 1 ist als ein Beispiel eine schematische Ansicht einer Anzeige eines Computers 1 dargestellt, der mit einer erfindungsgemäßen Steuerung ausgestattet ist .

Ein Cursor 3 dient dabei als Cursor von Funktionen 10 des Computers 1. Funktionen 10 sind beispielsweise die Lautstärke eines Soundclips oder das Zurverfügungstellen von Programm-Menüs. Der Cursor 3 wird mit Hilfe einer Maus oder eines anderen Handhabungsgerätes über die Anzeige des Computers 1 bewegt .

Die erfindungsgemäße Steuerung des Computers 1 definiert an einigen Stellen der Anzeige bestimmte Teilbereiche, in denen registriert wird, wenn eine Position 8 des Cursors 3 im Inneren dieses Teilbereiches liegt. Diese Teilbereiche werden im folgenden Sensorbereiche 2 genannt . Die Steuerung erfaßt und speichert neben der Position 8 des Cursors 3 auch die Verweilzeit des Cursors 3 in einem Sensorbereich 2.

Die Form eines Sensorbereiches 2 ist dabei nicht starr, sondern kann auf den Anzeigen des Computers 1 in Position, Gestalt und/oder Funktion den Erfordernissen beliebig angepaßt werden. Auch ist es möglich, daß die gesamte Anzeige des Computers 1 mit Sensorbereichen 2 bedeckt ist, so daß an jeder Stelle des Bildschirms die Verweilzeit des Cursors 3 gemessen wird, wobei je nach Sensorbereich 2 unterschiedliche Funktionen 10 des Computers 1 ausgelöst werden.

Auch eine Überlappung von Sensorbereichen 2 ist möglich, wobei die Steuerung des Computers 1 dann festlegt, in welcher Weise die Verweilzeiten verarbeitet werden (z.B. Gewich- tung, Addition der Verweilzeiten) .

Bei normalem Ablauf der erfindungsgemäßen Steuerung sind die Sensorbereiche 2 auf der Anzeige unsichtbar, d.h. sie sind z.B. der üblichen Anzeige einer Multimedia-Anwendung o- der eines Textverarbeitungssystems unterlegt. Die Sensorbereiche 2 können aber bei einer Programmerstellung oder dem Debuggen eines Programms sichtbar gemacht werden, um die Funktion 10 zu überprüfen.

Die Arbeitsweise der Sensorbereiche 2 wird im folgenden anhand von Multimedia-Programmen beschrieben.

Ein erfindungsgemäßes Multimedia-Lexikon zeigt z.B. auf einem Bildschirm Texte, Bilder und Videos an, wobei an bestimmten Stellen des Bildschirms Sensorbereiche 2 hinterlegt sind.

Ein Nutzer des Multimedia-Lexikons führt den Cursor 3 in den Bereich der Anzeige, der ihn gerade besonders interes- siert. Wird der Cursor 3 dabei in einen Sensorbereich 2 geführt, so erfaßt die Steuerung die Position 8 des Cursors 3 und seine Verweilzeit in diesem Sensorbereich 2. Dazu verfügt die Steuerung über Timerfunktionen.

Die Steuerung interpretiert die Verweilzeit des Cursors 3 in einem Sensorbereich 2 als Interesse des Betrachters und quantifiziert dieses Interesse als sogenannten Energiewert. Auf diese Weise läßt sich die Wahrnehmung eines Nutzers durch eine Maßzahl beschreiben. Der Energiewert wird in einer Datenbank gespeichert und dient damit als Gedächtnis für das Interesse eines Betrachters. Dabei sorgt die Steuerung dafür, daß der Energiewert nach einiger Zeit verändert wird, so daß ein Vergessen oder ein nachlassendes Interesse simuliert wird. Die Steuerung führt einen "Energiehaushalt", mit dem stets feststellbar ist, in welchen Sensorbereichen 2 welche Energie verbraucht wurde.

Insgesamt wird der Zustand eines Cursors 3 zu jeder Zeit durch die momentane Position, die momentane Geschwindigkeit und die Verweilzeit an seiner momentanen Position 8 erfaßt. In einer zweidimensionalen Anzeige eines Computers 1 läßt sich der Zustand demnach durch fünf Werte beschreiben.

In Abhängigkeit von Position 8 und Verweilzeit des Cursors 3 bestimmt die Steuerung das weitere Verhalten des Computers 1 (siehe auch Fig. 2 bis 4) . Nach einer gewissen Zeit (dem Erreichen eines Schwellenwertes für die Energie) werden z.B. Querverweise auf verwandte Themengebiete angezeigt oder ein in den Kontext passendes Musikstück abgespielt. Dabei ist es möglich, daß sich die neu angezeigten Bilderoder eingespielten Musikstücke jeweils überlagern und somit ein kontinuierlicher Übergang zwischen den Szenen geschaffen wird (Fading) . Die Steuerung kann aber das Verhalten des Computers 1 nicht nur in deterministischer Abhängigkeit vom kinematischen Verhalten des Cursors 3 steuern. Vielmehr lassen sich multimediale Inhalte auch über einen Zufallsgenerator anwählen und präsentieren. Bei einem elektronischen Lexikon wird dadurch z.B. die Möglichkeit des "Blätterns" gegeben. Durch eine Kombination des deterministischen und des zuallsgesteuerten Anwählens von Inhalten können bestimmte Assoziationen des Benutzers berücksichtigt werden.

In Verbindung mit der Zufallssteuerung lassen sich z.B. bei einem künstlerischen Multimediaprogramm Bilder und Atmosphären schaffen, die nicht wiederholbar sind und die die Kreativität eines Benutzers herausfordern. Insbesondere lassen sich zufallsgesteuerte Bilder und Texte in Spielen nutzen, die dadurch immer wieder neue Aspekte entfalten.

Auch ist es bei Mehrpersonenspielen möglich, mehrere Cursor 3 auf einer Anzeige des Computers 1 darzustellen. Dabei können Sensorbereiche 2 unterschiedlichen Spielern zugeordnet werden, was die Spielmöglichkeiten sehr stark erweitert .

Ein Sensorbereich 2 kann z.B. auch ein Menüpunkt eines Betriebssystems des Computers 1 sein. Bleibt der Cursor 3 längere Zeit auf diesem sensitiven Menüpunkt stehen, so wird das von der Steuerung als verstärktes Interesse gedeutet und ein Hilfstext zu diesem Menüpunkt angezeigt. Über die Position des Cursors 3 im Sensorbereich 2 können dann zusätzliche Funktionen angesprochen werden.

Die erfindungsgemäße Steuerung des Computers 1 kann das kinematische oder dynamische Verhalten des Cursors 3 noch in anderer Weise erfassen und nutzen. So registriert die Steuerung des Computers 1 nicht nur die Position 8 des Cursors 3, sondern sie mißt auch die Geschwindigkeit, die Beschleu- nigung und die Bahnkurve des Cursors 3 auf der Anzeige des Computers 1. Des weiteren werden auch die Regionen erfaßt, die ein Cursor 3 durch das Aufziehen eines Fenster einrahmt .

Durch die Erfassung der Bahnkurve des Cursors 3 erkennt die Steuerung, in welcher Reihenfolge sich der Cursor 3 in bestimmten Sensorbereichen 2 aufgehalten hat. Dabei löst die Steuerung je nach der durchlaufenen Reihenfolge unterschiedliche Funktionen des Computers 1 aus.

Auch kann die Steuerung des Computers 1 an bestimmten Punkten der Bahnkurve numerische Differentiationen ausführen, durch die die Geschwindigkeiten und die Beschleunigungen an den Punkten der Bahnkurve errechnet werden. Somit wird das kinematische Verhalten des Cursors 3 vollständig erfaßt. Diese Messungen des kinematischen Verhaltens des Cursors werden auch als Energiewerte quantifiziert.

Wird z.B. ein Cursor 3 besonders schnell über einen Text geführt, so wertet die Steuerung dies als eine geringe Abgabe von Energie, d.h. das Interesse des Nutzers wird als gering bewertet und nur ein Text angezeigt. Bewegt sich ein Cursor 3 hingegen langsam über einen Text, so wird mehr Energie verbraucht. Das Interesse wird höher bewertet, was zu einem anderen Verhalten des Computers 1 führt, z.B. dem Abspielen eines Videos.

Da unterschiedliche Personen auch unterschiedliche Gewohnheiten bei der Benutzung von Computern 1 aufweisen, hängt das kinematische Verhalten des Cursors 3 entscheidend von der Person des Nutzers des Computers ab. Zur Personalisierung des Computers 1 wird das kinematische Verhalten eines Benutzers in einer Datenbank gespeichert. Die Steuerung kann damit Funktionen 10 des Computers 1 an einen bestimm- ten Benutzer anpassen (z.B. durch ein Expertensystem oder ein neuronales Netz) . Auch ist es möglich, daß es anhand des kinematischen Verhaltens des Cursors 3 erkennt, daß ein bestimmtes Verhalten eines Benutzers nicht effizient ist, und es paßt eine Funktion 10 des Computers 1 entsprechend an oder weist den Benutzer auf die Ineffizienz hin. Dies kann insbesondere bei Lernsoftware zu einer erheblichen Verbesserung des Lernfortschritts führen.

Es ist ebenfalls möglich, daß der Cursor 3 des Computers 1 durch die erfindungsgemäße Steuerung über Augenbewegungen eines Benutzers gesteuert wird. Die Augenbewegungen können z.B. über eine Videoüberwachung der Pupillen erfaßt werden. Durch die Steuerung des kinematischen Verhaltens des Cursors 3 durch die Augenbewegungen und die Sensorbereiche 2 können insbesondere Personen, die ihre Hände nicht vollständig benutzen können (z.B. Körperbehinderte), Computer in effizienter und flexibler Weise bedienen.

Anhand der Fig. 2 bis 4 werden die Funktionen des Sensorbereiches 2 näher beschrieben.

In Fig. 2 ist ein kreisförmiger Sensorbereich 2 auf der Anzeige eines Computers 1 mit einem Radius 7 dargestellt. Befindet sich ein Cursor 3, wie in Fig. 2 dargestellt, innerhalb des Sensorbereiches 2, so wird das kinematische Verhalten des Cursors 3 und seine Verweilzeit im Sensorbereich 2 von der erfindungsgemäßen Steuerung des Computers 1 erfaßt .

Dabei wird in diesem Fall die Position 8 des Cursors 3 in einem Polarkoordinatensystem, mit dem Mittelpunkt als Referenzpunkt 6 des Sensorbereiches 2 dargestellt. Die Festlegung der Position 8 des Cursors 3 ergibt sich aus dem Abstand des Cursors 3 vom Referenzpunkt 6 und einem hier nicht dargestellten Winkel zu einer Bezugslinie. In anders geformten Sensorbereichen 2 dient z.B. eine Ecke des Sensorbereiches 2 oder der Schwerpunkt des Sensorbereiches 2 als Referenzpunkt 6. In einer alternativen Ausgestaltung wird die Position 8 des Cursors 3 in einem absoluten Koordinatensystem der Anzeige des Computers 1 dargestellt, d.h. die Koordinaten werden von der Ecke der Bildschirmanzeige aus gezählt.

Die erfindungsgemäße Steuerung wertet zusätzlich noch die Winkelkoordinate und die Verweilzeit an verschiedenen Stellen des Sensorbereiches 2 aus und bestimmt daraus mindestens eine Funktion 10 des Computers 1.

Der Zusammenhang zwischen dem kinematischen Verhalten des Cursors 3 und einer Funktion 10 des Computers 1 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Fig. 4 zeigt einen funktionalen Zusammenhang 9 zwischen einer Position 8 des Cursors 3 und einer Funktion 10 eines Computers 1. Der funktionale Zusammenhang 9 ist Teil der erfindungsgemäßen Steuerung.

Dabei wird auf den kreisförmigen Sensorbereich 2 der Fig. 2 Bezug genommen. Zur Vereinfachung ist nur der Einfluß des radialen Abstandes der Position 8 vom Referenzpunkt 6 auf die Funktion 10 (z.B. die Lautstärke eines Musikstückes) dargestellt .

Außerhalb des Sensorbereiches 2 (d.h. Abstand des Cursors 3 vom Referenzpunkt 6 ist größer als Radius 7) werden keine Funktionen 10 des Computers 1 ausgelöst . Nach dem Eintreten des Cursors 3 in den Sensorbereich 2 erhöht sich die Lautstärke 10 des Musikstückes. Erreicht der Cursor 3 den Referenzpunkt 6, so ist die Lautstärke 10 maximal. Wird der Cursor 3 an irgendeiner Stelle des Sensorbereichs 2 plaziert, so wird die Position 8 im Sensorbereich erfaßt und der funktionale Zusammenhang 9 an dieser Stelle ausgewertet.

Die funktionalen Zusammenhänge 9 zwischen einer Funktion 10 des Computers 1 und der Position 8 eines Cursors 3 können sowohl linear als auch nichtlinear sein.

In anderen Ausführungsformen besteht in analoger Weise ein funktionaler Zusammenhang 9 zwischen der Geschwindigkeit, der Beschleunigung oder der Verweilzeit des Cursors 3 in einem Sensorbereich 2. Die Steuerung des Computers 1 gewich- tet dann die verschiedenen Informationen über das kinematische Verhalten des Cursors 3 und ordnet dann eine bestimmte Funktion 10 zu. In weiteren Ausführungsformen wird zusätzlich noch ein Zufallsgenerator zur Ermittlung der Funktion 10 verwendet.

Da der funktionale Zusammenhang 9 die Interaktion des kinematischen Verhaltens eines Cursors 3 mit einer Funktion 10 eines Computers beschreibt, werden diese Zusammenhänge auch Interaktionsgraphen genannt.

Folgende Eingangsgrößen werden typischerweise von der Steuerung verwendet: Tastendrücke, Mausbewegungen, Trackballbewegungen, Datenhandschuh-Aktionen, Sensorinformationen, Kamerainformationen. Die Eingangsgrößen werden von der Steuerung über Interaktionsgraphen mit den Funktionen 10 des Computers 1 verknüpft. Die Ausgangsgrößen (d.h. Funktionen 10) sind dabei typischerweise: Visuelle 2D- und SD-Darstellungen, Videoinformationen, Diaprojektionen, Sound, tak- tile Informationen über aktive Sensorik in Datenhandschuhen.

Fig. 4 zeigt einen weiteren funktionalen Zusammenhang 9' zwischen einer Position 8 des Cursors 3 und einer Funktion IG

10'. In diesem Fall besteht die Funktion 10' in der Opazität eines Bildes in einer Multimedia-Anwendung.

Anders als in Fig. 3, wird hier nicht der räumliche Abstand zwischen einem Referenzpunkt 6 und der Position 8 des Cursors 3, sondern der zeitliche Abstand von einem Startzeitpunkt 11 als Referenzpunkt 6 verwendet.

Durch eine bestimmte Aktion (z.B. Tastendruck, Überschreiten einer bestimmten Verweilzeit des Cursors 3 in einem Sensorbereich 2) wird der Startzeitpunkt 11 definiert. Ab diesem Zeitpunkt wird die Opazität eines Bildes durch den funktionalen Zusammenhang 9' bestimmt, d.h. die Opazität steigt an und verringert sich nach einer Weile wieder. Wird der Cursor 3 zu irgendeinem Zeitpunkt 13 aus dem Sensorbereich 2 herausgenommen, bleibt bis auf weiteres die zu diesem Zeitpunkt 13 zugeordnete Opazität 10' des Bildes bestehen.

Sowohl die räumliche (siehe Fig. 3) als auch die zeitliche Auswertung von Interaktionsgraphen (siehe Fig. 4) können kombiniert eingesetzt werden. Dabei können mehrere Funktionen 10 abhängig oder auch unabhängig voneinander beeinflußt werden.

In Fig. 5 ist anhand eines Beispiels dargestellt, wie eine erfindungsgemäße Steuerung des Computers 1 über Interaktionsgraphen 9'', 9' ' ' Funktionen 10'', 10''' eines Multimedia-Systems beeinflußt.

Wesentlich für die Funktion der erfindungsgemäßen Steuerung ist eine Datenbank, in der alle vom der Steuerung gemessenen und von der Steuerung ausgegebenen Signale gespeichert werden. Insbesondere enthält die Datenbank Objekte 14, wie z.B. Bilder, Texte, Musik, Geräusche, Videos, Programme, Steuerbefehle für externe Geräte, die dem Benutzer des Com- puters 1 zugänglich gemacht werden. Programmtechnisch werden auch Informationen über Sensorbereiche 2 als Objekte 14 behandelt .

In der Datenbank sind Medien als Objekte 14 verschiedener Art gespeichert. Dabei werden die Objekte 14 programmtechnisch in einem Container 15 zusammengefaßt, wobei die im Container 15 gespeicherten Objekte 14 inhaltlich zusammengehören (d.h. Bilder, Texte, Musik zu einem Thema) . Auch ein Container 15 ist programmtechnisch gesehen wiederum ein Objekt 14. Ein Objekt 14 kann dabei Mitglied von unterschiedlichen Containern 15 sein.

Die Auswahl eines Objektes 14 oder einer bestimmten Anzahl von Objekten 14 erfolgt in Abhängigkeit der Position 8'', 8''' des Cursors 3 über die Interaktionsgraphen 9'', 9'''. Aus den Positionen 8'', 8''' und/oder einem anderen kinematischen Parameter des Cursors 3 wird über die an den jeweiligen Stellen und/oder zur jeweiligen Zeit gültigen Interaktionsgraphen 9'', 9''' eine Maßzahl bestimmt. Anhand dieser Maßzahl legt die erfindungsgemäße Steuerung fest, welches Objekt 14 oder welche Gruppe von Objekten 14 aus dem passenden Container 15 angezeigt oder abgespielt wird.

Jedes Objekt 14 weist dabei Attribute 16 auf, die Eigenschaften des Objektes 14 beschreiben. Anhand dieser Attribute 16 bestimmt die Steuerung u.a., welche Objekte 14 angezeigt werden.

In der Datenbank ist beispielsweise das Bild eines griechischen Tempels gespeichert, das die Attribute 16 "Gebäude", "Griechenland", "Religion" und "Antike" aufweist. Je nach dem Kontext, der auf der Anzeige des Computers 1 dargestellt ist, zeigt die Steuerung das Bild des Tempels an. Hat die Steuerung z.B. ermittelt, daß ein Nutzer Informationen über Griechenland anfordert, so bestimmt es in Abhängig- keit des kinematischen Verhaltens des Cursors 3 in Sensorbereichen 2, ob z.B. neben Reiseinformationen über Griechenland auch das Bild des Tempels angezeigt wird. Informiert sich ein Nutzer am Computer 1 über die Antike, so kann wiederum in Abhängigkeit des kinematischen Verhaltens des Cursors 3 das Bild des Tempels angezeigt werden. Die Attribute 16 stellen somit Querverbindungen zwischen verschiedenen in einer Datenbank gespeicherten Objekten 14 her. Da programmtechnisch alle Informationen als Objekte 14 in der Datenbank gespeichert sind, lassen sich vielfältige Wechselwirkungen zwischen den Informationen und dem kinematischen Verhalten des Cursors 3 herstellen.

Anders als in bekannten Systemen, wie z.B. WWW-Seiten, gibt die erfindungsgemäße Steuerung keine starre Informationshierarchie vor, wo z.B. unter dem Oberbegriff Griechenland nur die Unterbegriffe "Reiseinformationen" und "Bilder" abgerufen werden können. Vielmehr wird das Informationsangebot auf der Anzeige durch die Steuerung dynamisch in Abhängigkeit des kinematischen Verhaltens des Cursors 3 festgelegt . Allein durch das Verweilen des Cursors 3 an einer bestimmten Stelle in einem Sensorbereich 2, dem Fokus (siehe Fig. 6) , können nach und nach unterschiedliche Informationen angezeigt oder abgespielt werden; die Steuerung interpretiert das Verweilen im Sensorbereich 2 als verstärktes Interesse und steuert anhand der jeweiligen Energiewerte die Anzeige des Computers 1.

Des weiteren weist jedes Objekt 14 einen Modifier 17 auf, der dem Objekt 14 eine Maßzahl (z.B. im Bereich 1 bis 100) zuordnet. Anhand des Modifiers 17 kann z.B. festgelegt werden, mit welcher Transparenz ein Bild angezeigt wird. Bei einem Modifier 17 mit dem Wert 100 stellt die Steuerung das Bild mit voller Opazität dar, der Hintergrund der Anzeige wird vollständig verdeckt. Bei einem Wert von 10 ist das Bild nur durchscheinend auf dem Bildschirm erkennbar, so daß hinter dem Bild liegende Elemente durch das Bild durchscheinen. Mit einem Modifier 17 kann z.B. auch die Lautstärke eines Geräusches, die Häufigkeit der Anzeige von Bildern oder dem Abspielen von Musik, die Auswahl eines Bildes aus einem Container oder die Empfindlichkeit der Energieabgabe bzw. der Energieaufnahme beeinflußt werden.

Sowohl die Attribute 16 als auch die Modifier 17 lassen sich in vorbestimmbarer Weise durch die Steuerung ändern. Gleichfalls ist es möglich, daß Attribute 16 oder Modifier 17 durch das kinematische Verhalten des Cursors 3 verändert werden und somit direkt durch das Verhalten des Nutzers beeinflußt werden.

Als Beispiel sei hier ein Audiosystem angeführt, daß in Abhängigkeit der Bewegung eines Cursors 3 das Abspielen von Musikstücken steuert. Interagiert der Cursor 3 zeitlich hintereinander mit verschiedenen Sensorbereichen 2, wird ein Sensorbereich 2 beim Wiederaufsuchen nicht unbedingt die gleichen Musikstücke wie beim ersten Mal abspielen. Es besteht vielmehr die Möglichkeit, thematisch verwandte Musikstücke vorzuspielen. Unter Umständen hat die zwischenzeitlich erfolgte Interaktion des Cursors 3 mit der Steuerung signalisiert, daß sich das Interesse eines Benutzers geändert hat . Nach Auswertung der Informationen über die Energie, die Attribute 16 und die Modifier 17 wird daher der Containerinhalt neu zusammengestellt und die dann enthaltenen Musikstücke abgespielt .

Auf diese Weise ist es möglich, daß ein Nutzer des Computers 1 durch die Bewegungen des Cursors 3 auch die Anzeige steuert, aber gleichzeitig die Steuerung den Nutzer anhand des kinematischen Verhaltens des Cursors 3 durch ein Programm führt. Die Navigation des Nutzers erfolgt somit im ständigen Wechselspiel zwischen Nutzer und der erfindungsgemäßen Steuerung des Computers 1, wobei das kinematische Verhalten des Cursors 3 das Bindeglied darstellt. Die erfindungsgemäße Steuerung steuert die Zusammenarbeit der Datenbank und die Auswertung des kinematischen Verhaltens des Cursors 3 so, daß immer neue Informationen angezeigt werden. Auf diese Weise entsteht ein Knowledge Browser mit völlig neuen Eigenschaften, nämlich dem Erzeugen und Betrachten von Datenräumen sowie der Möglichkeit der Interaktion mit einem Cursor.

In Fig. 6 ist in sche atischer Weise die Beeinflussung einer Funktion 10 eines Computers 1 durch die Verweildauer eines hier nicht dargestellten Cursors an der Position 8 dargestellt .

Dabei stellt Fig. 6 den zeitlichen Ablauf, symbolisiert durch eine Zeitachse 18, dar, wenn der Cursor 3 auf der Position 8 verweilt. Zuerst reagiert die Steuerung des Computers 1 nicht auf die Anwesenheit des Cursors 3 in einem hier nicht dargestellten Sensorbereich 2. Es werden also keine Funktionen des Computers 1 ausgeführt .

Nach Überschreiten einer bestimmten Zeit werden bestimmte Objekte 14 angezeigt, wobei die Steuerung diese anhand ihrer Attribute 16 und Modifier 17 bestimmt. Die angezeigten Objekte 14 stehen in einer engen Verwandschaft zu dem Objekt 14 an der Position 8. Nach einer gewissen Zeit, die die Steuerung als verstärktes Interesse interpretiert, werden Objekte 14 angezeigt, deren Inhalte in einem weiteren Zusammenhang mit dem Objekt 14 an der Position 8 stehen. Der Grad der Entferntheit wird über die Attribute 16 und Modifier 17 bestimmt.

Liegt beispielsweise die Position 8 in einem Sensorbereich 2, der dem Bild einer Kirche zugeordnet ist, so werden nach einer bestimmten Zeit verschiedene Ansichten der Kirche gezeigt, d.h. Informationen, die unmittelbar mit dem angewähl- ten Objekt 14 zusammenhängen. Mit zunehmender Zeit werden Bilder von Kirchen angezeigt, die der gleichen Stilrichtung zuzuordnen sind. Noch später wird dann Kirchenmusik aus der entsprechenden Epoche abgespielt. Auf diese Weise wird der Benutzer von der erfindungsgemäßen Steuerung durch eine Multimedia-Anwendung geführt, wobei die erfindungsgemäße Steuerung dem Benutzer jederzeit die Möglichkeit bietet, das Informationsangebot durch Bewegungen des Cursors 3 (d.h. durch Verweilzeit und Position innerhalb des Sensorbereiches) zu beeinflussen.

Die Richtung der Zeitachse 18 und die Ausrichtung eines sogenannten Fokaltrichters gibt damit die "Richtung des Interesses", also den Fokus des Benutzers des Computers 1 an. Das zunehmende Interesse wird in Fig. 6 daher durch einen sich aufweitenden Fokaltrichter 19 dargestellt; es werden immer mehr Objekte 14 erfaßt. Eine Verschiebung der Position 8 in einen anderen Sensorbereich 2 entspricht daher einer geänderten Ausrichtung des Fokaltrichters 19.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der erfindungsgemäßen Computersteuerung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims

Ansprüche
1. Steuerung für mindestens eine Funktion (10) eines Computers (1) , mit
Sensormitteln (5) zur Erfassung der Position (8) mindestens eines Cursors (3) auf einer Anzeige des Computers (1) ,
Mitteln zur Erfassung einer Verweilzeit des Cursors (3) an der Position (8) und
Mitteln, die in Abhängigkeit (9) von der Position des Cursors (3) und der Verweilzeit des Cursors (3) in mindestens einem 1- oder 2-dimensionalen vorgegebenen Teilbereich (Sensorbereich (2) ) der Anzeige des Computers (1) die mindestens eine Funktion (10) des Computers (1) beeinflussen.
2. Steuerung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch
Mittel zur Erfassung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Cursors (3), wobei diese kinematische Information zur Beeinflussung mindestens einer Funktion (10) des Computers (1) verwendbar ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , gekennzeichnet durch Mittel zur Erfassung einer vom Cursor (3) auf dem Bildschirm des Computers (1) beschriebenen Bahnkurve, wobei diese Information zur Beeinflussung mindestens einer Funktion (10) des Computers (1) verwendbar ist. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Quantifizierung des kinematischen Verhaltens des Cursors (3) , wobei in Abhängigkeit von der Quantifizierung über einen vorgebbaren oder veränderbaren funktionalen Zusammenhang (9) mindestens eine Funktion (10) des Computers (1) gezielt beeinflußbar ist.
Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Quantifizierung des kinematischen Verhaltens des Cursors (3) , wobei in Abhängigkeit von der Quantifizierung und über einen Zufallsgenerator mindestens eine Funktion (10) des Computers (1) gezielt beeinflußbar ist.
6. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur vorbestimmbaren Veränderung der Position, Gestalt und/oder Funktion mindestens eines Sensorbereiches (2) .
7. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur zufallsgesteuerten Veränderung der Position, Gestalt und/oder Funktion mindestens eines Sensorbereiches (2) .
Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Datenbank zur Speicherung des kinematischen Verhaltens mindestens eines Cursors (3) .
Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Datenbank, in der zeitliche, räumliche und/oder funktioneile Veränderungen mindestens eines Sensorbereiches (2) speicherbar sind.
10. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Verwendung der in den Datenbanken gespeicherten Daten zur Beeinflussung von mindestens einer Funktion (10) des Computers (1) und/oder von mindestens einem Sensorbereich (2) .
11. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Schaffung eines Fadings von visuellen und/oder akustischen Funktionen des Computers (1) .
12. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein in der Datenbank gespeichertes Objekt (14) zur Beeinflussung mindestens einer Funktion (10) des Computers (1) ein Attribut (16) aufweist, das eine Eigenschaft des Objektes (14) beschreibt.
13. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der in der Datenbank gespeicherten Objekte (14) und/oder mindestens eines der Attribute (16) des Objektes (14) zur Beeinflussung mindestens einer Funktion (10) des Computers (1) einen Modifier (17) aufweist, der dem Objekt (14) und/oder dem Attribut (16) eine vorbestimmbare oder veränderbare Maßzahl zuordnet, mit der ein qualitativer Vergleich zwischen Objekten (14) möglich ist.
14. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel, mit denen mindestens eine Funktion (10) des Computers (1) durch das kinematische Verhalten des Cursors (3) in Verbindung mit Attributen (16) und/oder Modifiern (17) steuerbar ist .
15. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel, mit denen Objekte (14) automatisch nach ihrem Typ sortiert in der Datenbank speicherbar sind.
16. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (14) eine Information über einen Sensorbereich (2) , ein Bild, einen Text, ein Geräusch, ein Musikstück, Steuerungsdaten für externe Geräte, Daten für eine dreidimensionale Darstellung, einen Modifier (17) , ein Attribut (16) oder eine Gruppe von Objekten (14) ist.
17. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensorbereich (2) der Anzeige des Computers (1) unsichtbar hinterlegt ist.
18. Steuerung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Cursor (3) auf der Anzeige des Computers (1) durch Augenbewegungen eines Benutzers des Computer (1) steuerbar ist.
19. Verfahren zur Steuerung mindestens einer Funktion (10) eines Computers, dadurch gekennzeichnet, daß
a) Sensormittel (5) die Position (8) mindestens eines Cursors (3) auf einer Anzeige des Computers (1) erfassen,
b) die von den Sensormitteln (5) erfaßten Informationen an Steuermittel übertragen werden,
c) die Steuermittel dann feststellen, ob die Position (8) des Cursors (3) in einem 1- oder 2-dimensiona- len vorgebbaren Teilbereich (Sensorbereich (2)) des Computers (1) liegt,
d) falls die Position (8) innerhalb des Sensorbereiches (2) liegt, die Steuerung die Verweilzeit des Cursors (3) in dem Sensorbereich (2) ermittelt, und
e) die Steuerung in Abhängigkeit von der Position des Cursors (3) im Sensorbereich (2) und der Verweilzeit des Cursors (3) im Sensorbereich (2) mindestens eine Funktion (1) des Computers beeinflußt.
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