Dispositivos apuntadores

  • Santiago Vilanova Ángeles

    Formado como diseñador gráfico, alterna el desarrollo de proyectos artísticos basados en la programación de software, el diseño interactivo y la investigación sonora con su actividad como grafista e ilustrador. Miembro del colectivo Telenoika, ha participado como creativo en numerosos proyectos relacionados con el mapping audiovisual; la aplicación de tecnologías interactivas en el teatro con la compañía Playmodes; el reciclaje creativo de deshechos tecnológicos, como miembro de los Luthiers Drapaires; la robótica, la música experimental y la docencia en estos campos. Sus trabajos se han expuesto en salas de teatro, exposiciones y festivales como Sónar (2006 y 2009), Palau Euskalduna de Bilbao, Kunst Akademie de Berlín, Mapping Festival de Ginebra, Primavera Sound, CCCB, CaixaFòrum, Palau de la Música, Laboral, MIAC, Festival VAD o Mercat de les Flors, entre otros. Actualmente es profesor en distintas universidades catalanas en materias relacionadas con el diseño interactivo y la creatividad audiovisual. Parte de su trabajo se puede consultar en las siguientes direcciones: https://www.playmodes.com, https://www.telenoika.net/drapaires, https://vimeo.com/ox.

PID_00287688
Segunda edición: febrero 2022
© de esta edición, Fundació Universitat Oberta de Catalunya (FUOC)
Av. Tibidabo, 39-43, 08035 Barcelona
Autoría: Santiago Vilanova Ángeles
Producción: FUOC
Todos los derechos reservados
Ninguna parte de esta publicación, incluido el diseño general y la cubierta, puede ser copiada, reproducida, almacenada o transmitida de ninguna forma, ni por ningún medio, sea este eléctrico, mecánico, óptico, grabación, fotocopia, o cualquier otro, sin la previa autorización escrita del titular de los derechos.

Introducción

En determinadas situaciones, necesitamos diseñar un tipo de interacción que nos aporte información sobre una posición concreta en un plano bidimensional. Por regla general, cuando hablamos de la interacción de los usuarios con una GUI (interfaz gráfica de usuario, en inglés graphical user interface), requerimos este tipo de información de posicionamiento del cursor en la pantalla. El mismo caso es aplicable a numerosos videojuegos o sistemas de navegación que también trabajan a partir de los datos de coordenadas bidimensionales.
Además, la mayoría de dispositivos de posicionamiento XY también incorporan algún tipo de intercambiador digital, como los botones derecho e izquierdo de un ratón de PC o los de función de los mandos de juego (gamepads).

Objetivos

  1. Profundizar en el uso de dispositivos apuntadores como integrantes de un diseño de interacción.

  2. Analizar las características de los diferentes dispositivos apuntadores existentes.

  3. Analizar algunos de los algoritmos posibles de gestión de los datos de posicionamiento.

  4. Definir estrategias de cara a un diseño interactivo usable y eficiente.

1.Conceptos teóricos

Cuando hablamos de un dispositivo apuntador, nos referimos a un periférico que tiene la función de generar datos de posicionamiento bidimensional o tridimensional.
En este módulo nos centraremos en los dispositivos de posicionamiento bidimensional.
Más allá de las características técnicas que permiten el funcionamiento de estos periféricos, vale la pena remarcar que para afrontar un diseño de interacciones basado en la posición XY de un dispositivo apuntador, es muy útil tener en todo momento una buena referencia sobre matemáticas orientadas a la geometría plana: cálculo vectorial, trigonometría, geometría...
Con esta idea en mente, hemos recopilado una serie de fórmulas y algoritmos útiles para el procesamiento de datos de posicionamiento en el espacio que podéis consultar en uno de los materiales anexos a este documento.
De hecho, como veréis más adelante, se trata de un recurso transversal que os será útil en otros módulos de este material docente.

2.Las herramientas

2.1.Ratón

El ratón o mouse es un dispositivo apuntador que se usa para facilitar la interacción con un entorno gráfico en un computador.
Por lo general, está fabricado con plástico y se utiliza con una de las manos. Detecta el movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie plana en la que se desplaza y se refleja habitualmente como un puntero o flecha en el monitor. Los tipos o modelos según su mecanismo pueden ser mecánicos, ópticos, láser, bola de seguimiento o multitáctil, y se conectan mediante cable o de manera inalámbrica. El trackball o bola de seguimiento podríamos considerarlo un caso particular de ratón en el que el usuario hace girar la bola con el pulgar, los dedos, o la palma de la mano para mover el cursor. Los radares móviles antiaéreos y los sónares de submarinos tienden a seguir utilizando bolas de seguimiento, que pueden fabricarse de forma más duradera, y son mejores para un uso rápido en caso de emergencia.

2.2.Touchpad/trackpad o panel táctil y trackpoint

Estos paneles cumplen para los ordenadores portátiles la misma función que los ratones en los ordenadores de sobremesa. A través del panel táctil se controla un cursor o se facilita la navegación a través de un menú o de cualquier interfaz gráfica. La mayoría de los paneles táctiles se sitúan generalmente en la parte inferior de los teclados de los ordenadores portátiles. Son generalmente de forma rectangular y acompañados de uno, dos o más botones que son análogos a los botones de un ratón.
El trackpoint es un dispositivo adicional de control del cursor que tienen algunos portátiles entre las letras G, H y B. Se complementa con la ayuda de los botones físicos del trackpad, que se sitúan en la parte superior para permitir darle a los clics izquierdo y derecho o a la rueda sin apenas mover los dedos del teclado.

2.3.Palanca de mando

Una palanca de mando o joystick (del inglés joy, 'alegría', y stick, 'palo') es un dispositivo de control de dos o tres ejes que se usa desde en una computadora o una videoconsola hasta en un transbordador espacial o en los aviones de caza, pasando por las grúas.
Solemos distinguir entre palancas digitales (que leen cuatro interruptores on/off más sus combinaciones y los botones de acción) y analógicas (que usan potenciómetros para leer continuamente el estado de cada eje); estas últimas son más precisas.

2.4.Mando de juego

Un mando de juego o gamepad es un dispositivo de entrada que se emplea para interactuar con un videojuego y que permite moverse e interactuar con los elementos del juego para hacer las diversas acciones necesarias.
Un mando de juego se caracteriza porque es un tablero con una o varias palancas o cruces, que pueden ser analógicas o digitales, diseñadas para usarse con el dedo pulgar, y una serie de botones, generalmente colocados en el lado derecho, cada uno de los cuales tiene una función específica.

2.5.Lápiz óptico

El lápiz óptico es un periférico de entrada para ordenadores, con forma de varilla y fotosensible, cuya funcionalidad es la de apuntar a los objetos de una pantalla con una mayor exactitud que utilizando los dedos.

2.6.Pantalla táctil

Una pantalla táctil es una pantalla que permite la entrada de datos en el dispositivo mediante un toque directo sobre su superficie.
Además, gracias a que la pantalla actúa como periférico de salida, muestra los resultados introducidos previamente. Así pues, la pantalla táctil puede actuar como periférico de entrada y como periférico de salida de datos.
Han llegado a ser muy comunes en terminales de venta al público, en cajeros automáticos y en asistentes digitales personales o PDA.

2.7.Pantallas multitáctiles

En los últimos años, se han generalizado en el mercado dispositivos que incorporan funcionalidades multitáctiles. Esta tecnología se ha ido imponiendo gracias a su inmediatez y a un diseño interactivo intuitivo y sencillo.
Desde el punto de vista analítico, un sistema de interacción multitáctil consiste en un sistema de posicionamiento de múltiples cursores dinámicos (los dedos).
Cuando colocamos los dedos sobre una de estas superficies (que habitualmente se integran con la propia pantalla del dispositivo), un sistema de captación detecta su posición en la pantalla o display. Este sistema de captación se puede basar en técnicas de visión artificial o en sistemas de sensores capacitivos.
Mediante el uso de diversos algoritmos matemáticos, se han diseñado interacciones basadas en la distancia entre dos dedos (para cambiar la medida de un objeto o el nivel de zoom de la pantalla), el ángulo que forman respecto al eje x (para rotar objetos), el número de dedos situados sobre la pantalla, la velocidad del movimiento, el tiempo de pulsación, etc.

2.8.GUI

La interfaz gráfica de usuario, conocida también como GUI (del inglés graphical user interface), es un programa informático que actúa como interfaz de usuario utilizando un conjunto de imágenes y objetos gráficos para representar la información y las acciones disponibles en la interfaz.
Su principal uso consiste en proporcionar un entorno visual sencillo que permite la comunicación con el sistema operativo de una máquina u ordenador.
Surge como evolución de las interfaces de consola de mandos que se empleaban para hacer trabajar a los primeros sistemas operativos y es una pieza fundamental en un entorno gráfico.
En el contexto del proceso de interacción persona-ordenador, la interfaz gráfica de usuario es el artefacto tecnológico de un sistema interactivo que posibilita, mediante el uso y la representación del lenguaje visual, una interacción amigable con un sistema informático.
Fuente: Captura de pantalla propia en equipo basado en Windows10.
Fuente: Captura de pantalla propia en equipo basado en Windows10.
Antes de la utilización masiva de GUI en los dispositivos electrónicos se trabajaba principalmente mediante la interfaz de línea de comandos, CLI (command line interface). Esta interfaz todavía se sigue utilizando para algunos tipos de tareas. El siguiente paso en la evolución de las interfaces ha dado paso a la interfaz natural de usuario (en inglés, natural user interface, NUI). En este caso se interactúa con el sistema, aplicación, etc., sin utilizar sistemas de mando o dispositivos de entrada (como en las interfaces gráficas de usuarios serían el ratón, el teclado alfanumérico, el lápiz óptico, el panel táctil, el joystick...), y en su lugar, se hace uso de movimientos gestuales del cuerpo o de alguna de sus partes tales como las manos, lo que sirve de mando de control.

3.Diseñando interacciones

3.1.Interacción con GUI

1) Posición del cursor
Cuando extraemos los datos de posición del ratón en pantalla, obtenemos sus coordenadas en la matriz de píxeles de la pantalla gráfica (graphic display). Estas dos coordenadas x e y obtendrán valores dentro del rango determinado por la resolución de nuestra pantalla. Si nuestro ordenador está configurado para hacer una pantalla de 1.024 × 768 píxeles, los valores de las coordenadas de posición del cursor estarán dentro del rango 0-1.024 para la coordenada x y dentro del rango 0-768 para la coordenada y. Hay que tener en cuenta que generalmente la posición (0,0) se encuentra en la esquina superior izquierda de la pantalla y que, por lo tanto, el valor de x se incrementa a medida que desplazamos el cursor hacia la derecha y que el valor de y se incrementa a medida que lo desplazamos hacia abajo.
A partir de estos datos de posición del cursor, se pueden generar una gran cantidad de interacciones basadas en cálculos relativos a la posición o a su evolución en el tiempo:
  • distancia a un elemento gráfico o contacto con este,

  • ángulo respecto a un eje y

  • velocidad del movimiento.

Observación
Tened siempre en cuenta que los datos que nos ofrece el ratón son relativos respecto a su ubicación física. Es decir, la posición física del ratón sobre la mesa no representa exactamente la posición del cursor en la pantalla. Tanto es así que, cuando usamos el ratón, en cualquier momento podemos levantarlo y llevarlo a una parte de la mesa que nos proporcione más comodidad para seguir orientando el cursor.
2) Posición + clic
Aparte de la posición xy, la mayoría de dispositivos apuntadores nos ofrecen otra entrada de información basada en la pulsación de conmutadores o switchs digitales. Estos conmutadores son una fuente inestimable de recursos a la hora de diseñar interacciones para uno de estos dispositivos, de manera que se pueden generar una gran cantidad de interacciones basadas en los clics:
  • clic simple,

  • doble clic,

  • triple clic, cuádruple clic, etc.,

  • tiempo entre clics (velocidad de pulsación),

  • alternancia entre clic derecho y clic izquierdo y

  • simultaneidad de clics.

Es muy frecuente el uso combinado de los datos de posición y el clic.
3) Arrastrar y soltar (drag and drop)
Un caso remarcable de uso combinado de posicionamiento y clic es la función de arrastrar y soltar. Este algoritmo se basa en una secuencia determinada de acciones:
  • Presionar y mantener presionado el botón del ratón u otro dispositivo apuntador para coger el objeto.

  • Arrastrar el objeto/cursor/dispositivo apuntador a la ubicación deseada.

  • Soltar el objeto soltando el botón.

4) Combinaciones con el teclado
Otro sistema muy frecuente de interacción basado en los ratones es su combinación con las teclas del teclado.
Es habitual el uso combinado de las teclas Mayús, Alt o Ctrl con el clic del ratón o el procedimiento de arrastrar y soltar para acceder a funciones concretas de diversos softwares.
Estas posibilidades de combinación entre ambos dispositivos, teclado y ratón, ofrecen grandes ventajas de usabilidad en el software más complejo, con acceso rápido a funciones que, de otro modo, serían menos accesibles.

3.2.Interacción con otros dispositivos

Hasta ahora, hemos hecho un repaso de los diferentes métodos de diseño interactivo relacionados con las interfaces gráficas. Sin embargo, el uso de los dispositivos de posicionamiento no se limita solo a los entornos gráficos, puesto que es útil en una gran cantidad de aplicaciones industriales, de automoción e incluso aeronáuticas.
Es habitual poner en relación el sistema de dirección de un vehículo motorizado o de una aeronave con un procedimiento interactivo basado en sistemas de posicionamiento como el mando de juego.