專利名稱：交互式系統(tǒng)以及交互方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交互式系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于向所述交互系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置，所述輸入受到用戶對輸入裝置的操作的影響。
此外，本發(fā)明涉及一種交互方法，所述方法包括向輸入裝置輸入數(shù)據(jù)，所述輸入受到用戶對輸入裝置的操作的影響。
如上所述的交互式系統(tǒng)以及方法的實(shí)施例通常可以從這樣一種音頻系統(tǒng)中公知，在所述音頻系統(tǒng)中可以控制音量。經(jīng)常借助于滑動(dòng)件或觸摸式按鍵來提供這些音量控制器。當(dāng)使用滑動(dòng)件時(shí)，滑動(dòng)件的位置確定音量。在提供了觸摸式按鍵的情況中，按壓所述觸摸式按鍵將令音量增大或減小。如果所述音頻系統(tǒng)提供對聲音音調(diào)的訪問，那么還提供音調(diào)控制器。這些音調(diào)控制器也經(jīng)常借助于包括可以被相應(yīng)操作的滑動(dòng)件或觸摸式按鍵的用戶接口來提供。
如上所述的交互式系統(tǒng)以及方法的其他實(shí)施例還通常從這樣一種個(gè)人計(jì)算機(jī)中公知，其中所述個(gè)人計(jì)算機(jī)與揚(yáng)聲器系統(tǒng)相連。然后，由軟件提供音量以及音調(diào)控制，其中所述軟件通過軟件生成的用戶界面控制附件由個(gè)人計(jì)算機(jī)運(yùn)行。此用戶界面控制附件還提供了滑動(dòng)件或按鈕附件，這些部件可以經(jīng)由像鍵盤、鼠標(biāo)或游戲桿之類的輸入裝置來操作。就控制音量或音調(diào)而論，滑動(dòng)件以及按鈕的交互模式與先前描述的音頻系統(tǒng)的交互模式相同。此外，當(dāng)所述個(gè)人計(jì)算機(jī)具有觸摸屏?xí)r，可以使用像鋼筆或手指之類的其他輸入裝置來對軟件生成的用戶界面控制附件進(jìn)行操作。
然而，對于每個(gè)上述實(shí)施例來說，具有聲信號的交互模式通常與所使用的指示裝置無關(guān)。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種交互式系統(tǒng)，該系統(tǒng)依賴于用戶對所述交換系統(tǒng)的操作而提供了具有聲信號的更加直觀的交互模式。為實(shí)現(xiàn)此目的，依照前文的交互式系統(tǒng)的特征在于，所述交互式系統(tǒng)還包括測量裝置，被考慮用來測量用戶操作的參數(shù)；以及轉(zhuǎn)換裝置，被考慮用來依據(jù)用戶操作的測量參數(shù)、將所測量的參數(shù)轉(zhuǎn)換為聲信號。
通過測量用戶操作的參數(shù)，不同的用戶操作提供了不同的交互感受。所述用戶操作可以例如利用鋼筆、鉛筆、刷子、橡皮乃至手指來執(zhí)行。當(dāng)使用這些在實(shí)際生活中所謂的指示“裝置”的每一個(gè)時(shí)，它們都產(chǎn)生不同的聲音。例如，鋼筆將產(chǎn)生與鉛筆、刷子或者橡皮相比位于不同的音量級的噪聲。此外，每個(gè)指示裝置都可以依照其交互模式操作橡皮可以擦除部分已經(jīng)繪制的對象，鋼筆可以創(chuàng)建線條，并且利用鉛筆或者刷子創(chuàng)建的線條比鋼筆創(chuàng)建的線條要模糊。此外，聲反饋的用戶感受不取決于用戶操縱的數(shù)據(jù)種類，而是取決于用戶對所述輸入裝置執(zhí)行的操作方法。例如，這意味著依賴所選定的指示裝置以及指示裝置如何操作、利用具有不同聲反饋的模擬鋼筆或者蠟筆可以繪制相同的圖畫。
通過減少了用戶定位、操縱以及意識到專用用戶界面以便控制音頻的需要，而實(shí)現(xiàn)了依照本發(fā)明的交互式系統(tǒng)的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，與所述系統(tǒng)的交互例如可以用于在控制音頻的同時(shí)進(jìn)行繪圖。此外，用戶很少知道這樣的實(shí)事，即經(jīng)由交互實(shí)時(shí)地控制音頻，其中所述交互產(chǎn)生了所選擇的交互的感受，象利用手指或者鉛筆更加真實(shí)地繪圖那樣。
依照本發(fā)明的交互式系統(tǒng)的實(shí)施例在權(quán)利要求2中描述了。通過使壓力來控制所述聲反饋，用戶利用輸入裝置進(jìn)行的其操作的感受變得進(jìn)一步直觀。例如，對輸入裝置施加更多壓力將增加多媒體裝置的音量級。這可以與當(dāng)書寫時(shí)在一張紙上按壓鋼筆相比施加越多的壓力，鋼筆接觸該張紙的噪聲越高。
依照本發(fā)明的交互式系統(tǒng)的實(shí)施例在權(quán)利要求3中描述了。通過讓所述位置控制聲反饋，添加了額外尺度的用戶感受。例如，當(dāng)鋼筆以更高的速度移動(dòng)時(shí)，其比以較低速度移動(dòng)的鋼筆產(chǎn)生更大的噪音。此外，遠(yuǎn)離所述用戶的指示裝置一般說來在降低音量級時(shí)比移向用戶的指示裝置在增大音量級時(shí)產(chǎn)生更低的噪聲，其中所述移向用戶的指示裝置總的來說在增大的音量級時(shí)產(chǎn)生更高的噪聲。
依照本發(fā)明的交互式系統(tǒng)的實(shí)施例在權(quán)利要求4中描述。通過讓所述方向來影響聲反饋，能夠更進(jìn)一步的提高用戶的實(shí)時(shí)感受，其中所述方向例如是蠟筆相對于正被繪制的表面的方向。然后，例如，當(dāng)保持蠟筆垂直于所述表面的同時(shí)利用所述蠟筆進(jìn)行書寫，這樣可以產(chǎn)生不同于當(dāng)保持蠟筆平行于該表面時(shí)利用該蠟筆進(jìn)行書寫的噪聲。
依照本發(fā)明的交互式系統(tǒng)的進(jìn)一步的實(shí)施例在權(quán)利要求5到8中描述了。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種交互方法，該方法提供了依賴所使用的指示裝置、具有音頻控制的更加直觀的交互模式。為實(shí)現(xiàn)此目的，所述交互方法的特征在于，所述方法包括測量用戶操作的參數(shù)；以及依據(jù)用戶操作的測量參數(shù)，將所測量的參數(shù)轉(zhuǎn)換為聲信號。
本發(fā)明將借助于依照以下附圖示出的實(shí)施例來描述。


圖1舉例說明了依照本發(fā)明的交互式系統(tǒng)的總體部件的概觀。
圖2以圖解的方式舉例說明了依照本發(fā)明的具有攝影機(jī)系統(tǒng)的交互式系統(tǒng)的實(shí)施例的總體部件。
在這些圖中，相應(yīng)的參考標(biāo)記對應(yīng)于圖中的相應(yīng)部件。
圖1以圖解的方式舉例說明了依照本發(fā)明的交互式系統(tǒng)的總體部件的概觀。這里，100是觸摸屏，諸如包括壓力傳感器(未示出)的LCD觸摸屏。將像鋼筆之類的對象在屏幕上的位置和對屏幕的壓力發(fā)送到個(gè)人計(jì)算機(jī)110。所述個(gè)人計(jì)算機(jī)110包括軟件，該軟件可以翻譯位置以及壓力參數(shù)并且將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為聽覺反饋。然后，將所述聽覺反饋發(fā)送到揚(yáng)聲器102，104，106以及108?？梢允褂酶嗟膿P(yáng)聲器，以便創(chuàng)建環(huán)繞效果。
利用此交互式系統(tǒng)130，尤其可以富集諸如教導(dǎo)、提供(presenting)以及播放之類的敘述性活動(dòng)，這是因?yàn)樗鼊?chuàng)建實(shí)時(shí)的聲音反饋的感受，這類似實(shí)體目標(biāo)對表面的交互。例如，當(dāng)用戶想要利用鋼筆記述論文時(shí)，屏幕100模擬該張紙，而作為鋼筆形狀的專用指示裝置112模擬所述鋼筆。然后，當(dāng)所述用戶對屏幕100的表面開始“寫”時(shí)，將此交互的位置、速度和壓力發(fā)送到個(gè)人計(jì)算機(jī)110。這里，所述位置參數(shù)用于確定聲音在由揚(yáng)聲器環(huán)繞的平面中的位置，如此使得所述用戶感受到聲音是來自于指示裝置112的位置。例如，如果所述交互從左側(cè)114移動(dòng)到右側(cè)116，那么左側(cè)揚(yáng)聲器106的音量將減小。如果所述交互從前端118移動(dòng)到后端120，那么底部揚(yáng)聲器108的音量減小。揚(yáng)聲器音量的增大和減小的其他移動(dòng)映射也是可能的，如此使得所述用戶感受到他向自己還是遠(yuǎn)離自己來移動(dòng)所述指示裝置。
所述速度參數(shù)用于控制反饋聲音的總音量。如果所述速度是零，則將音量設(shè)定為零。如果速度被提高，那么增加音量級。
所述壓力參數(shù)用于控制所述聲音的音調(diào)。如果施加更大的壓力，那么音調(diào)就會(huì)上升。
使用速度和壓力參數(shù)兩者來控制音量，或者控制諸如其節(jié)拍的聲音的其他參數(shù)，都是可能的。此外，所述參數(shù)可用于并行地控制指示裝置與所述屏幕的交互。例如，當(dāng)使用指示裝置來模擬鉛筆時(shí)，還要將所述壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換為被繪制的線條的厚度。當(dāng)施加更大的壓力時(shí)，通過個(gè)人計(jì)算機(jī)110將其轉(zhuǎn)換為屏幕上粗線的實(shí)時(shí)表示，而當(dāng)施加較少壓力時(shí)，表示出細(xì)線。由此，所述用戶能夠直觀地創(chuàng)建細(xì)線和粗線，這就類似于與真實(shí)的鉛筆進(jìn)行的交互。
不同的指示裝置需要不同的反饋，因此所述系統(tǒng)包括指示裝置識別能力。這是通過為每個(gè)指示裝置設(shè)置RF標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)的。所述RF標(biāo)志由RF標(biāo)志讀出器122來讀取。不使用RF標(biāo)志，每個(gè)指示裝置可以裝備有發(fā)射機(jī)應(yīng)答器，所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器可以由發(fā)射機(jī)應(yīng)答器讀取器來讀取。所述RF標(biāo)志讀出器與所述個(gè)人計(jì)算機(jī)110相連。如果使用發(fā)射機(jī)應(yīng)答器，那么所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器也與所述個(gè)人計(jì)算機(jī)110相連。每個(gè)指示裝置具有其自身的唯一標(biāo)識號，并且所述個(gè)人計(jì)算機(jī)110包括數(shù)據(jù)庫112，其中保持從唯一標(biāo)識號到相應(yīng)指示裝置的參數(shù)設(shè)置的聲音參數(shù)的映射。還能夠使用更簡單的映射，像文件結(jié)構(gòu)之類的，其中每個(gè)唯一標(biāo)識號是包括其指示裝置的更多特征的文件夾，所述特征像維數(shù)、色彩等等。
然而，當(dāng)用戶使用其手指來“繪制”時(shí)，所述屏幕100將仍然接收位置、速度以及壓力參數(shù)，并且將它們發(fā)送到個(gè)人計(jì)算機(jī)110，但是所述個(gè)人計(jì)算機(jī)不接收唯一標(biāo)識號。當(dāng)存在這樣的情況時(shí)，選擇默認(rèn)聲音，所述默認(rèn)聲音模擬手指接觸紙張的聲音。還可以使用其他默認(rèn)聲音來向用戶表示所使用的默認(rèn)聲音。
圖2以圖解的方式舉例說明了依照本發(fā)明的具有攝影機(jī)系統(tǒng)的交互式系統(tǒng)230的實(shí)施例的總體部件。這里，202是包括有兩個(gè)紅外線照像機(jī)212、214的攝影機(jī)系統(tǒng)，所述紅外線照像機(jī)可以讀取鋼筆形狀的指示裝置216的定位與定向。此鋼筆形狀的指示裝置216包括三個(gè)發(fā)光二極管(LED)204、206以及208，將它們?nèi)绱烁街阡摴P形狀的指示裝置216上，其中鋼筆的坐標(biāo)以及方向可以通過所述攝影機(jī)系統(tǒng)的紅外線照像機(jī)來讀取。能夠?qū)е掳l(fā)送指示裝置的方位以及方向的技術(shù)都可以使用。像鋼筆形狀的指示裝置的兩個(gè)照像機(jī)陣列與個(gè)人計(jì)算機(jī)110相連。此連接是有線的，但是還可以提供無線的連接，其中為所有的裝置都配備相應(yīng)的軟件以便接收和發(fā)送適當(dāng)?shù)男盘枴４送?，所述鋼筆形狀的指示裝置包括壓力傳感器210。依照此實(shí)施例，不需要觸敏以及壓敏的顯示板，而是使用普通的顯示器218。在該情況下，所述攝影機(jī)系統(tǒng)讀取鋼筆形狀的指示裝置的定位與定向，并且將此定位與定向發(fā)送到個(gè)人計(jì)算機(jī)110。如先前所述那樣，當(dāng)使用所述方向來改變所繪制的線條的厚度時(shí)，將所述位置轉(zhuǎn)換為聲反饋。例如，當(dāng)垂直于所述顯示器218使用蠟筆時(shí)，實(shí)時(shí)地在顯示器上顯現(xiàn)出細(xì)線。但是當(dāng)平行于所述顯示器218使用蠟筆時(shí)，顯現(xiàn)出接近蠟筆寬度的線條，并且進(jìn)一步地增強(qiáng)了用戶的感受。
當(dāng)用戶想要對現(xiàn)存的繪圖添加消息或者繪制時(shí)，能夠以傳統(tǒng)的方式將現(xiàn)存的繪圖下載到個(gè)人計(jì)算機(jī)110經(jīng)由軟盤、CD、互聯(lián)網(wǎng)等等。將此現(xiàn)存的繪圖顯現(xiàn)在顯示器上，并且將所述指示裝置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為繪圖內(nèi)的坐標(biāo)，以便允許用戶對現(xiàn)存的繪圖進(jìn)行添加，或者從現(xiàn)存的繪圖上擦除。
所述壓力傳感器向個(gè)人計(jì)算機(jī)110發(fā)送壓力參數(shù)，所述個(gè)人計(jì)算機(jī)110將此參數(shù)轉(zhuǎn)換為聲音，如先前所述的那樣。
所述實(shí)施例的組合也是可能的，其中例如所述顯示板是觸敏顯示板，并且所述指示裝置包括壓力傳感器。
像橡皮、尖頭鐵筆的鋼筆、刷子等等的更多指示裝置可以被添加到所述系統(tǒng)，并且可以從所述系統(tǒng)中移除。為此目的，所述個(gè)人計(jì)算機(jī)110包括管理軟件，所述管理軟件可以經(jīng)由所述屏幕操作。它還能夠改變識別所使用的指示裝置種類的聲音，并且能夠改變屏幕所模擬的表面。例如可以將所述表面變換為巖石、玻璃或者白板紙。此外，可以改變通過所述位置、速度以及壓力參數(shù)操作的裝置。例如可以將它們用于控制環(huán)繞光線，如其色彩以及強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種交互式系統(tǒng)(130，230)，包括用于向交互式系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置(100，202，216)，所述輸入受到用戶對輸入裝置(100，202，216)的操作的影響，其特征在于，所述交互式系統(tǒng)(130，230)還包括測量裝置(210，212，214)，被考慮用來測量用戶操作的參數(shù)；以及轉(zhuǎn)換裝置(110)，被考慮用來依據(jù)用戶操作的測量參數(shù)來將所測量的參數(shù)轉(zhuǎn)換為聲信號。
2.如權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)(130，230)，其中用戶操作的測量參數(shù)是所述輸入正在作用的壓力，以及取決于此壓力的聲信號。
3.如權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)(130，230)，其中用戶操作的測量參數(shù)是所述輸入正在作用的位置，以及取決于此位置的聲信號。
4.如權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)(130，230)，其中用戶操作的測量參數(shù)是所述輸入正在作用的方向，以及取決于此方向的聲信號。
5.如權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)(130，230)，其中所述輸入裝置是觸敏顯示板(100)。
6.如權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)(130，230)，其中所述輸入裝置是壓敏顯示板(100)。
7.如權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)(130，230)，其中所述輸入裝置是攝影機(jī)系統(tǒng)(202)，所述攝影機(jī)系統(tǒng)包括紅外線照像機(jī)(212，214)。
8.如權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)(130，230)，其中所述聲反饋是音調(diào)、音量以及節(jié)拍中的至少一個(gè)。
9.一種交互方法，所述方法包括向輸入裝置輸入數(shù)據(jù)，所述輸入受到用戶對輸入裝置操作的影響，其特征在于，所述方法還包括測量用戶操作的參數(shù)；以及依據(jù)用戶操作的測量參數(shù)，將所測量的參數(shù)轉(zhuǎn)換為聲信號。
全文摘要
描述了這樣一種交互式系統(tǒng)(130)，該系統(tǒng)為與具有觸敏以及壓敏顯示板的屏幕(100)的交互產(chǎn)生了實(shí)時(shí)的聲音反饋。在屏幕上，手指或者象鋼筆形狀的對象(112)的工具可以用來在屏幕(100)的顯示板上繪圖。可以使用多個(gè)具有不同聲音反饋的不同工具。在利用手指或者工具在觸摸屏上實(shí)際進(jìn)行繪制期間，使用多個(gè)音頻控制參數(shù)來實(shí)時(shí)地控制聲音反饋。每個(gè)工具(112)具有其自身的代表性交互聲音，如此對其進(jìn)行設(shè)計(jì)以便適合觸摸屏上的對象的物理、虛擬以及交互的結(jié)果。
文檔編號G06F3/042GK1639676SQ02818633
公開日2005年7月13日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月24日
發(fā)明者P·P·瑟斯菲爾德, O·V·希梅爾, L·J·F·格爾特斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司