Jeffrey Cross
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Andrea Bianchi的磁性配件

有形的界面设计师和发明家Andrea Bianchi以及他的同事Ian Oakley(马德拉大学/卡内基梅隆欧洲大学)提出了一种与移动设备交互的新方法。使用大多数现代智能手机内置的磁力计,Bianchi和Oakley创造了一系列有形的用户界面演示,超越了电容式触摸显示器所能达到的范围。

我们在周末准备在即将举行的ACM TEI 2013巴塞罗那会议上发表演讲时,我们采访了Andrea,向他询问有关他的技术的一些问题。

MAKE:这与电容式触摸令牌有何不同?

Bianchi:首先,电容式令牌需要占据屏幕的(通常是相对较大的)部分,而磁性令牌可以位于屏幕周围的任何位置。在视频中,许多令牌位于屏幕上以简化校准过程:由于令牌的位置是事先知道的(在此处有“将令牌置于此处”标记),因此检测位置是微不足道的。 /磁铁的方向。但是,视频中显示的所有技术都可以在屏幕上同样有效(例如,假设我们将所有标记放在屏幕的左侧或右侧)。

此外,电容性令牌不能被动地感测,需要人体接触或有源电子部件来模拟手指触摸(这里是示例)。但是,磁性令牌不需要用户继续接触它们,它们也不是有源元件(不是电池,只是磁铁......)

MAKE:假设您无需触摸设备即可使用此技术,可以使用的实际距离是多少?

比安奇:这取决于磁铁的强度和其他磁场的干扰。假设周围没有其他强磁铁,通常该设备将感应到地球磁场(0.25至0.65高斯)。我们使用的3个磁铁相比非常强(小:厚度2毫米,直径0.5厘米,400高斯;中等:厚度2毫米,直径1厘米,1000高斯;大:厚度2毫米,直径2厘米,1500高斯)所以我们有检测它们没问题,你可以想象我们可以使用更丰富的可识别磁体。为了避免噪音并保持检测可靠,我会说从经验上我们发现距设备边界10厘米的距离大约是你想要的,但这可能会有所改善。

MAKE:你用过的最小的磁铁是什么?最大的怎么样?物理尺寸重要吗?

比安奇:磁场有两个属性:强度和方向。强度是磁场的强度,它随磁铁和磁铁的不同而变化。方向反映了磁铁具有北极和南极的事实。翻转磁铁使磁极反转,导致磁场发生实质性变化。强度和方向都可以用高斯计或磁力计和罗盘传感器测量。因此,磁铁的物理尺寸(见上一个问题)很重要。磁场的强度受磁铁尺寸的影响。我们的软件只是感知磁场上可测量的变化,并尝试使用它们来构建探索设计空间的新颖交互。我们可以使用三个以上的磁铁,但我们只采用了一种简单的方法进行演示。

制作:你可以同时使用多少磁铁?

比安奇:我们的技术利用磁场强度的检测(例如,检测位置,尺寸,线性运动)或方向(例如,翻转,旋转运动)或两者(例如,方向)。由于软件仅读取磁场强度和方向的累积值,因此不能知道例如“小强度”是由于小磁铁还是远离的强磁铁。一般情况下,如果您测量不同(正交)属性可以使用多个磁铁(例如,一个磁铁将用于强度,一个用于方向)或者如果它们一起使用以实现组合效果(例如,将两个磁铁卡在一起)做一个更强大的领域,所以我们可以确定这个动作)。我附上一张表格,向您展示如何将这些技术结合在一起。因此,例如,“翻转和定位”或“翻转和识别”利用了正交特性,因此我们可以同时使用2个磁铁。 “位置和识别”利用磁场强度,因此一次只能使用一个令牌。该问题可以通过引入更复杂的校准或对运动的约束(例如,仅少数目标)或使用可以以不同的可识别频率脉冲的主动供电的磁体(例如,螺线管)来解决。

MAKE:这会破坏我的设备吗?

比安奇:保持(强)磁铁远离电子设备通常是好的。但在实践中,我没有发现在使用磁性附件期间或之后我的设备(手机和平板电脑)有任何损坏或故障。

MAKE:您是否正在使用特定平台进行开发,如果是,为什么?

Bianchi:我们在三星Galaxy Tab上使用Android只是因为开发Android原型非常简单。所有这些工作基本上都是在几天内完成的。

MAKE:如何在我的应用程序中开始使用它?

Bianchi:我们尚未发布应用程序,但我们正在考虑开发一个开源工具箱,以帮助其他开发人员使用磁铁。然而,这项工作仍然非常年轻,需要进行一些迭代。这项工作的扩展将研究更好的方法来校准磁铁,卡在一起的标记(创建可识别的更强的磁铁),探索有源磁性标记的潜力(例如,在不同频率脉冲的电磁铁),以创建更大的唯一可识别标记组并组合磁性用电容传感进行传感。

MAKE:你在实践中最喜欢这种技术的一些例子吗?

Bianchi:当我设计这些令牌时,我正在考虑将它们用于DJ。因此,这是滑块(推子)和轮子(音量和增益控制器)甚至菜单选择的灵感。主要思想是我们可以使用与普通设备设备的有形互动来进行某些活动(例如,DJ),这些活动似乎与物理小部件相比,而不是“超越玻璃”的图形界面。我也可以想象磁性配件如何用于制作玩具。

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