ダブルマウスシステム

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研究メンバー

中村 聡史(博士後期課程1年)
塚本 昌彦(助教授)
西尾 章治郎(教授)

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研究一覧

ダブルマウスシステム
両手により計算機操作を効率化
範囲選択,ドラッグアンドドロップ,ウインドウ切替,移動操作等
左マウスを拡大鏡にみたてたシステムも実現している
以下の「ダブルマウスを簡単に説明すると・・・」で詳しく説明しています.

ダブルマウス文字入力
2つのトラックボールを用いて歩きながら高速文字入力
ウェアラブル向け文字入力システム
1分間に100文字以上の日本語入力が可能

Protractor
両手操作によりCADなどの基本となる繁雑な操作を効率化
図形の作成,移動,複製,回転,拡大縮小などの操作を両手で協調して行う.


研究概要

近年,計算機の性能向上によりアプリケーションは高機能化し,さまざまな作 業を計算機上で行えるようになってきている.一般に,これらのアプリケーショ ンでは,計算機への入力機器としてマウスが利用されている.しかし,マウス によって入力できるデータは,2次元座標とボタンの状態変化だけであるため, 従来の片手によるマウス入力では,高機能なアプリケーションにおける複雑な 操作や,複数の作業を同時に行うことなどの高度な入力操作を十分にサポート できない.一方,複雑な計算機操作を行ううえで,両手に別々の入力機器を持 つことが有効であると知られている.本研究では,その入力手段としてマウス を用い,ウインドウシステム上での両手操作をサポートする汎用的なインタフェー ス機構の設計および実装を行っている.また,いくつかの実験を行うことによ り,システムの有効性を示している.


ダブルマウスを簡単に説明すると・・・

現実世界において,人は,両手で作業をする.
例えば,右利きの人について注目してみると,

左手で本を支え,右手でページをめくり,本を読む
左手でノートをおさえ,右手にペンを持ち,文章を書く
左手にパレットを持ち,右手に筆を持って,絵を描く
左手にグローブをはめ,ボールを取り,右手でボールを投げる
左手で伴奏を,右手でメロディを弾く
などなど

両手で作業を行うことにより,人は作業を効率良く行っている.
上に示したようなことを片手でやろうと思ったら大変である.
# 片手で野球というと,隻腕投手,ジム・アボットが思い出されるが・・・

試しにやってみると良いと思う.
片手でのみでやろうと思うと,本当に面倒な作業が多いのである.


さて,計算機(コンピュータ)の中の世界に目を向けてみると,
片手のみで操作を行うという場面が多いことに気付く.

文字入力のため,キーボードを利用する場合であれば話は別だが,
それ以外の場面,つまりマウスを使って操作する場合,
そのほとんどが片手による操作である.
# ショートカットキーを押すために左手も使っているということについては
# 今回は話が面倒になるので置いておく.


この「片手でしか操作できない」というのは,システムの制約に起因している.
広く普及している MS Windows は,シングルマウスで設計されている.
その他のOSについても同様の事が言える.

一応,Windows であれば,2つ以上のマウスをコンピュータに繋ぐことはできる.
例えば,USBポートを利用すれば,128個のマウスをコンピュータに繋ぐことができるはずである.

しかし,繋がれた多くのマウスを利用しても,
スクリーン内で動かせるカーソルはただ1つだけであり
全くといって良いほど意味がない(試したことのある人はまぁいないかな)
また,その入力を区別することはできないため
ただ単に,変に腕とかに当たって動いたりする邪魔なものとなってしまう.

# 今まで,最高で,10個のマウスを同時にコンピュータに繋いだことはあるが
# ほんとに邪魔以外の何ものでもなかった.


この片手でしか操作できない,コンピュータの世界において
両手で操作できるようにしたらどんなに操作が簡単になるだろう?
なんてところから,この研究はきています.

簡単に実現方法について説明しますと,
まず,コンピュータに2つのマウス(シリアルマウスとPS/2マウス)を接続します.
PS/2マウス(USBマウスでも可)をメインのマウスとして利用するため右に配置
シリアルマウスは左手で操作するサブのマウスとして利用するため左に配置します.
各マウスをコンピュータに接続し,PS/2マウスは普通のマウスとして認識させます.
シリアルポートに接続されたシリアルマウスについては,
ダブルマウスのプログラムにより常時シリアルポートをチェックすることで
マウスの入力(上下,左右への移動や,ボタンのオンオフなど)を取得します.

右のマウスカーソルとしては通常通りのマウスカーソルを利用し,
左のマウスカーソルはカーソル形状を持つウインドウという形で実現し,
ウインドウの移動により左マウスカーソルの移動をエミュレートしています.
マウスクリック等の動作は,マウスイベントを発火させることにより無理矢理動作させています.
# ちょっと難しくなってしまったな・・・

ま,そんなこんなで,左右の手で2つのマウスを利用し,
2つのカーソルを操作する環境が実現されているわけです.

ダブルマウス環境を利用している様子を図1に示していますので参考にして下さい,
ダブルマウスシステムを利用している様子
図1.ダブルマウスシステムを利用している様子


このシステムを利用すると,

・ ボタン等,ある対象を操作する際の移動距離を短くすることができる.
・ ファイルの選択など,範囲選択における2点の指定を2つのマウスで瞬時に行える.(図2)
・ 2つのマウスカーソルを同時に動かせるため,選択範囲の修正が容易になる.
・ ファイルの移動等,ドラッグアンドドロップ操作の始点,終点の指定が瞬時に行える.(図3)

範囲選択の容易化
図2
ドラッグ・アンド・ドロップの効率化
図3
などなど多くのメリットがあります.

ただ,それぞれ単なるマウスとして利用するだけでは,十分なメリットを得ることができず
下手すると,逆に効率が悪くなってしまいます.
これは,特に,細かい操作を左マウスで行おうと思ったときに顕著にあらわれます.
例えば,左右両手でマインスイーパをやったとしても,結果は悪くなるだけです.
# もぐら叩きはよくなるんだけどな

この結果は,左手(非利き手)で細かい作業をするのは困難であるということが原因なため
しょうがありません(たまに,両手ともに使いこなす人がいますが・・・)

そこで,ダブルマウスシステムでは,左右で役割を分担できるよう設計しています.
左マウスの機能を切り換え,ウインドウ操作に特化させ,
操作の最小単位をウインドウとすることにより,
ウインドウの移動,削除,前後の切り換えを効率化することができます.

例えば,従来のシステムでのウインドウの移動には,
ウインドウ上部の,タイトルバーを選択し,移動するという細い操作が必要でした.
この操作において,ウインドウ操作に適応したダブルマウスシステムを利用することで
ウインドウのどの部分ででもウインドウを掴み,移動することが可能となります.

従来のシステムでは,ウインドウの前後の切り換えは
マウスにより前に表示されているウインドウを別の場所へ移動し,
目的のウインドウをクリックして望むウインドウを手前に表示するという手間がありました.
# Shift+Tab という方法もありますが・・・

この,ウインドウの前後の切り換え作業に,左マウスのホイールを利用します.
ホイールは,ウインドウ内に表示されている内容の上下,左右の移動に利用しています
右マウスは,従来通りの操作に割当て,
左マウスのホイールは,ジョグダイヤルにみたて,
手前に表示するウインドウを切り換えるデバイスとします.

この割当てにより,複数の作業を並列して行うような作業が,格段に効率化されます.


その他,左マウスを拡大鏡にみたてることで,
左マウスで拡大位置を指定,右マウスで拡大内容を操作するといったように役割分担を行うことで
作業を効率化することができます.(図4)


拡大鏡として利用
図4.拡大鏡として左マウスを利用


こうした操作を実現するためのシステムと,
ダブルマウスをアプリケーションで利用するためのAPIを作成しており
自分の研究で様々に利用しています.

両手によるコンピュータの操作は,ユーザの負担を軽減し,
コンピュータ利用環境をよりよいものとすると考え,さらに研究を進めています.


研究業績一覧

論文
  • 中村聡史, 塚本昌彦, 西尾章治郎: 2つのマウスを用いたウインドウ操作機構の設計と実装, ヒューマンインタフェース学会論文誌, Vol.2, No.4, pp.309--321, (Dec. 2000).


国内会議会議録(査読あり)
  • 中村 聡史,塚本 昌彦,西尾 章治郎: Protractor: 機能の可視化に注目した両手操作可能な図形描画システム, インタラクティブシステムとソフトウェアVII: 日本ソフトウェア科学会 WISS2000, 近代科学社, pp.1--6, (Dec. 2000).


国内会議会議録(査読なし)
  • 中村聡史, 塚本昌彦, 西尾章治郎: 2つのマウスを用いたウィンドウ操作機構の設計と実装, 情報処理学会研究報告 (99-HI-83), Vol.99, No.35, pp.1--6, (May 1999).
  • 中村聡史, 塚本昌彦, 西尾章治郎: ウインドウ環境のためのダブルマウスの実現について, Proc. of the Human Interface Symposium '99, pp.555--560, (Oct 1999).
  • 中村聡史,塚本昌彦,西尾章治郎: ウェアラブルコンピューティングのためのダブルマウスを用いた文字入力方式 情報処理学会研究報告(ヒューマンインタフェース研究会99-HI-86・モーバ イルコンピューティング研究会99-MBL-11), Vol.99, No.97, pp.63--68, (Nov. 1999).
  • 中野 昭宏, 小川 剛史, 中村 聡史, 塚本 昌彦, 西尾 章治郎: 携帯型コンピュータを用いたコミュニケーション支援システムの設計と実装, 情報処理学会研究報告(グループウェア研究会98-GW-28), Vol.98, No.42, pp.53--58, (May 1998).
  • 小川剛史, 中村聡史, 坂根 裕, 塚本昌彦, 西尾章治郎: 静止画を用いた三次元空間のブラウジング手法について, 情報処理学会研究報告(データベースシステム研究会 98-DBS-116(2)), Vol.98, No.58, pp.217--224, (July 1998).


研究関連リンク

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Digital ACM
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