Современные прототипы трёхмерных интерфейсов

Сегодняшние тенденции указывают на то, что в ближайшем будущем человеко-машинное взаимодействие будет подразумевать использование естественных для людей форм коммуникации. Не так давно для управления компьютером надо было вписать в командной строке строчки кода на машинном языке. Сейчас же опыт общения словами и жестами, опыт управления реальными объектами в реальном мире постепенно становится неотъемлемой частью взаимодействия человека и компьютера и, соответственно, отражается в современных интерфейсах.

Современное место графики в компьютерах настоящего поколения уже не занимает лидирующие позиции - реалистичные трёхмерные изображения и их применение при реализации компьютерных интерфейсов стали обыденным явлением. На данный момент существует множество прототипов, которые знаменуют собой эволюцию традиционного пользовательского интерфейса.

В первую очередь следует отметить разработку студента Джина Ли – трёхмерный компьютерный интерфейс SpaceTop, который может в корне изменить способ взаимодействия с персональной техникой. Дисплей «ломает» двумерный барьер, в рамках которого находятся все ПК, планшеты и смартфоны, и позволяет оперировать «внутри» собственного компьютера, в том числе перемещать документы и браузерные окна, используя жесты рук.

Установленная на прозрачном LED-мониторе система Ли (рис. 1) сочетает в себе управление жестами и 3D-графику для имитации коробчатой среды. Монитор также оснащён двумя камерами – одна следит за движениями пользователя, другая – за перемещениями зрачка и соответственно подстраивает угол интерфейса под взгляд оператора. Пользователи теперь могут манипулировать значками и приложениями, захватывая их за дисплеем или использовать клавиатуру для традиционного перемещения элементов [3].

Рисунок 1. Прозрачный дисплей с компьютерным 3D-интерфейсом SpaceTop

CEO компаний Tesla и SpaceX Элона Маска (Elon Musk) нашел способ создания 3D-компьютерного интерфейса для системы проекционного 3D-моделлинга на основе жестов (рис. 2). Так как работы по реализации эффектного трёхмерного голографического проектора не завершены, то он решил использовать для подобной системы обычный компьютерный монитор.

Рисунок 2. Бесконтактное моделирование на 3D-интерфейсе SpaceX

В основе системы лежит технология motion-capture (захват движений) от Leap Motion, комплекс из двух дисплейных технологий типа Oculus Rift - шлема виртуальной реальности и 3D-проектора, а также модифицированная версия ПО Siemens NX. Это позволило сотрудникам компании SpaceX просматривать, воплощать и редактировать всевозможные 3D-объекты на экране, вообще не прикасаясь к компьютерной мышке.

Элон Маск говорит, что подобные технологии при должном внимании и развитии смогут совершить революцию в компьютерном моделировании, потому как конструкторы и инженеры смогут практически без каких-либо усилий воплотить буквально на интуитивном уровне голографический концепт только что придуманной детали, отредактировать его, а уже затем без таких же проблем напечатать уже готовую деталь [2].

Дальше всех продвинулась компания Microsoft – ещё пять лет назад она получила патент на трёхмерный пользовательский интерфейс «Method and apparatus for providing a three-dimensional task gallery computer interface», что в переводе означает «Метод и инструменты представления трёхмерной галереи задач пользовательского интерфейса» [1]. В кратком описании новый интерфейс операционных систем Microsoft представляет собой вид на «виртуальный офис» (рис. 3).

Рисунок 3. Прототип трёхмерной галереи задач компании Microsoft

Система, отслеживая направление и продолжительность движения указывающего устройства, позволяет пользователю перемещаться по комнате, создавая «задачи» (совокупность окон), которые могут группироваться в своих отдельных «комнатах» (rooms). Программист может создавать «интерьер» комнаты по своему желанию, комбинируя «объекты комнаты» и текстуры на них так, как считает нужным, и определяя реакцию на действия пользователя. Вот здесь будет совсем неудивительно, если для новейшей системы необходимыми атрибутами окажутся не только клавиатура и мышь (если в них еще будет смысл), а и довольно успешно продающийся манипулятор Kinect.

Продолжая исследования в этой сфере, 24 сентября 2015 года Microsoft получили патент на проект «3D User Interface for application entities», который описывает интерфейс, основанный на трёхмерных геометрических фигурах (рис. 4). На каждой грани фигур размещены интерактивные элементы, которыми могут быть приложения или вложенные приложения. В документации показана только кубическая структура интерфейса, но патент относится к любым объемным трехмерным формам, которые в дополнение к отображению элементов могут быть прозрачными или полупрозрачными [4].

Рисунок 4. Прототип компьютерного 3D-интерфейса компании Microsoft

На потребительском рынке такая технология чаще всего является маркетинговым трюком для привлечения клиентов. А на рынке промышленных применений графический 3D-интерфейс – это удобный и гибкий инструмент для взаимодействия пользователя с различными сложными информационными системами, ориентированными на определенную область, например, поддержки жизненного цикла промышленного объекта. Характерной особенностью таких интерфейсов является то, что их реализация – это компетентное повторное использование данных проекта по созданию такого объекта.

Привычные нам в обыденной жизни действия всё сильнее внедряются в интерфейсы, которые нас окружают. Одной из тенденций, проявляющих себя на фоне сращивания коммуникации и медиапотребления с искусственным интеллектом и социально-сетевыми возможностями, является растворение компьютеров в окружающей среде человека, которая становится «интеллектуальной» и адаптивной. Именно грамотное планирование интерфейса на этапе его проектирования поможет объединить эти среды лучшим образом, чтобы пользователь чувствовал себя так же комфортно при использовании трёхмерных систем, как и при привычном использовании двухмерных интерфейсов.

Список литературы:

1. Патенты Google [Электронный ресурс]: Патент US 7921376 B2. URL: http://www.google.com/patents/US7921376?hl=ru (дата обращения: 28.03.2016);
2. Hi-News.ru – новости высоких технологий [Электронный ресурс]: Управление 3D моделью ракеты с помощью рук и печать деталей на 3D принтере. URL: http://hi-news.ru/technology/elon-mask-sderzhal-obeshhanie-i-pokazal-kompyuter-zheleznogo-cheloveka.html (дата обращения: 28.03.2016);
3. The Verge [Электронный ресурс]: SpaceTop 3D interface lets you reach inside your computer screen. URL: http://www.theverge.com/2013/2/26/4031220/jinha-lee-spacetop-3d-desktop-lets-you-reach-inside-computers (дата обращения: 28.03.2016);
4. Window Tips [Электронный ресурс]: Microsoft патентует 3D-интерфейс. URL: http://windowstips.ru/notes/18825 (дата обращения: 28.03.2016).