笔式用户界面

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1、笔式用户界面戴国忠田丰普适计算使得计算技术的使用方式发生了彻底地改变，它的终极目标是使人获得真正的效率。同时，普适计算使得计算变得“不可见”。通过采用普适计算技术，可以做到根据用户此时此地的需要，提供不同类型的服务形式，使人们可以通过方便自然的交互活动获取需要的信息和服务。当前计算机的社会角色仍是辅助人与人之间进行的信息交流，信息交流的主要形式仍是文字。纸笔方式因其丰富的表达能力以及便携的特性，使它成为文字交流中最普遍的方式。从人类的发展和人的成长过程来看，人与人之间的交流方式经历了从情感发展到语言、再到纸笔文字、然后到目前的电子信息交流方式等几个阶段。而人与计算设备之间的交流方式，恰

2、好与上述方式的发展进程相反。因受自身技术的制约，人与计算设备之间逐步从电子信息交流方式、发展到纸笔方式、再到语言交流方式、最终可能到情感交流方式。而从目前和未来若干年来看，纸笔交互方式无疑是普适计算的一个主要形态。笔式用户界面的研究现状从社会科学和认知科学的角度来看，笔式交互基于纸笔交互的思想，模拟了人们日常的纸笔工作环境。这种交互方式非常自然，可以帮助人们在日常工作中轻松地进行各种文档的处理、思想的捕捉、观点的交流、事件的记录、思维活动的辅助等等。从技术的角度而言，笔式交互方式具有便携、可移动的特点，可以方便人们在不同的时间和地点，来灵活地进行交流。同时相应硬件设备和软件技术的发展，

3、以及认知心理学、人机功效学等相关学科的相互促进，也使得笔式交互的研究成为热点。总而言之，笔式交互方式的研究帮助人们在保持自然工作方式的同时，可以充分利用强大的计算资源。在这种方式下，人们在同计算资源的交流过程中无需增加很多认知和交互负担，只需要保持原有的工作方式即可。笔式交互固有的非精确性和强的信息表达能力，使得它有利于表达思想的快速原型和进行自然的交流。作为笔式用户界面研究的一个重要标志，1991年，施乐PaloAlto研究中心（XeroxPARC）研制了一个白板大小的、可以用专用笔进行直接交互的笔交互设备（LiveBoard），它可以用于会议室和教室，并开发了基于该交互设备的软件，

4、提出了许多现1代笔式用户界面研究的基本思想和概念。与此同时该公司的马克·威瑟（MarkWeiser）提出了“普适计算”的思想，笔式用户界面是该计算环境的一个主要的人机界面形态，从而将研究工作推向了高潮。美国麻省理工（MIT）的多模式界面AGENTS项目包含了研究智能笔技术的内容，该项目将智能笔技术和其它的多模式输入技术如语音识别和表情识别等结合起来，以提高用户界面的交互效率和自然性。卡内基梅隆大学（CMU）人机交互学院将笔交互的支持嵌入了工具箱系统GARNET，同时设计实现了通过勾画设计图形用户界面原型的工具SILK。加州大学伯克利分校（UCBerkeley）GUIR实验室开展了大量的

5、笔式用户界面研究，其中以基于笔的设计工具为主，如网站的设计DENIM，同时也设计实现了支持笔交互界面开发的工具系统SATIN。在欧洲，MIAMI是欧盟信息技术研究计划（ESPRIT）的一个基础研究项目，其研究领域包括语音识别、笔式输入和手写体等。这项研究对来自不同通道的信息进行综合处理的问题，它将对未来的信息技术产品产生全面的影响。在日本，许多大大小小的公司，如Wacom、东芝、日立、NEC、索尼等，纷纷投资研究开发笔式输入技术。“笔式输入技术研究会”由日本东京电机大学发起，于1993年7月成立。会员们来自几所大学及十几所公司的专门从事笔输入的专家，他们定期专门探讨笔输入技术，对产学研

6、的结合起了重要的作用。东京电机大学人机交互实验室近年来一直注重PDA用户界面设计的研究，受到国际同行们的关注。笔式用户界面的研究内容目前笔式用户界面相关的研究大都集中在利用模式识别的方法，将笔作为文字输入的手段，或者将笔作为鼠标的一种替代品。笔的应用还停留在鼠标的层次上，界面形态还停留在1传统的WIMP形式上。因此这些研究成果无法从根本上解决目前使用计算机的难题。要解决这一难题，必须将笔式输入上升到界面软件的高度，在理论，方法和应用三个层次进行研究，形成笔式界面软件开发的理论基础、开发方法和支撑环境，并针对不同的应用领域进行笔式界面软件的设计和开发。只有这样，才能将自然、和谐与高效的笔

7、式交流方式深入到人们的日常生活中，对中国人而言还要实现人机环境中汉字文明的回归和飞跃。我们的总体目标是在笔式界面软件领域，从理论、方法和应用三个层次进行深入的研究，建立一套笔式界面软件的软件开发方法，构造软件框架、软件平台和软件设计工具，研究笔1Windows,Icons,Menus,PointingDevic窗口、图标、菜单、点击设备2式界面软件中的核心算法，构造笔式个人信息管理系统；并在此基础上，针对个人办公领域，研究和开发适于领导、普通大