Více

Dálkové ovládání pro interaktivní televizi

Digitalizace pozemního televizního vysílání přináší možnost zařadit do vysílaného datového toku kromě obrazu a zvuku i doplňková data. To lze využít pro přenos interaktivních aplikací, které rozšiřují funkce přijímače. Interaktivní aplikace mohou být také přímo vestavěné v digitálním přijímači a z datového toku pouze získávat potřebné informace (takto bývá často řešen elektronický programový průvodce). Podle způsobu, jakým interaktivní aplikace získávají potřebná data, je lze dělit mobilní na úplně interaktivní a lokálně interaktivní.

O úplnou interaktivitu se jedná, pokud je pro přenos dat využíván zpětný kanál (modem, rozhraní Ethernet, …). O lokální interaktivitě hovoříme, pokud aplikace získává informace z opakovaně vysílaného datového kabelu v transportním streamu (TS). Pro diváka často není důležité, zda používá lokálně nebo úplně interaktivní aplikaci, ale jak se aplikace chová, jaké má uživatelské rozhraní a jak snadno se celý přijímač používá.

Nepoužitelná televize

Podle zkušeností z Velké Británie jsou systémy interaktivní digitální televize vnímány jako obtížně použitelné [1]. Jsou dokonce považovány za stejně složité na ovládání jako osobní počítače. Nicméně interaktivní televizní přijímač není tak univerzální a neposkytuje takové množství funkcí jako osobní počítač. Proč jsou tedy obě zařízení vnímána jako podobně komplikovaná na ovládání? Hlavní zjištěné problémy použitelnosti jsou [2]:

  • příliš velký počet tlačítek dálkového ovladače,
  • potřeba stisknout komplexní sekvenci tlačítek pro některé funkce,
  • jednoduché funkce dostupné pouze z hluboko vnořených menu,
  • příliš komplikovaná struktura menu.
Graf 1

Tyto závěry nejsou překvapivé. Čím více funkcí zařízení poskytuje, tím komplexnější musí být i jeho ovládání. Nezbývá než přidávat tlačítka a nové položky menu. Pokud pro ovládání nové funkce nepřidáme další tlačítko na ovladači, je nutné přidat alespoň nové menu, které funkci zpřístupní. Existuje východisko z této situace?

Revoluce

Jednou z možností by bylo vytvořit kompletně nový – revoluční – způsob ovládání televizního přijímače. Nabízí se např. hlasové ovládání interaktivního televizního přijímače. Nicméně není jasné, zda by takový způsob ovládání skutečně přinesl požadované zjednodušení ovládání. Nezodpovězenou otázkou také zůstává, zda by taková koncepce byla v nejbližší době realizovatelná a vhodná pro výrobu ve velkých objemech (digitalizace vysílání i navzdory občasným, spíše administrativním překážkám postupuje a v některých částech Evropy dokonce již proběhla). Vzhledem k tomu, že hlasové ovládání se dosud neosvědčilo ani pro ovládání osobních počítačů, které se vyvíjejí pružněji než spotřební elektronika, patří hlasové ovládání televize přijímače pravděpodobně do oblasti science fiction.

Evoluce

Realističtější je mírná úprava nebo vylepšení stávajícího způsobu ovládání. Jakým způsobem by bylo možno ovládání televize upravit? Dominující je ovládání televize dálkovým ovladačem. Ten byl poprvé představen v roce 1950 (pod názvem Lazy bones – Líné kosti). K přijímači byl připojen pomocí kabelu a nabízel pouze základní funkce jako další/předchozí kanál a zapnutí/ztlumení zvuku. Od té doby se dálkové ovládání vyvíjelo a postupně přibývaly další vlastnosti. Další typ dálkového ovladače se již obešel bez kabelu, ale příjem povelů pomocí několika fotobuněk se neosvědčil. Úspěšnější bylo ovládání pomocí ultrazvuku. Uvnitř ovladače se nacházely čtyři různě dlouhé hliníkové tyčinky, které při úderu vydávaly tón odpovídající zadanému povelu. Ovladač se tedy obešel bez baterií.

Ačkoliv dnes neexistuje žádný „standardní" dálkový ovladač, na téměř všech ovladačích lze najít společné prvky v podobě čtyř barevných tlačítek, čísel 0 až 9 a čtyř kurzorových šipek s přidruženým tlačítkem „OK" (standard pro interaktivní televizi Multimedia Home Platform dokonce tento výčet tlačítek definuje jako povinný, viz [3], příloha G.5, str. 519). Takovýto ovladač je hodnocen jako jednoduchý k používání (viz [1], str. 3 – 4) a upravená koncepce ovládání interaktivní televize by z něj tedy měla vycházet. Vývoj elektroniky umožňuje více než pouhé přeskupování tlačítek, změnu jejich velikosti nebo úpravu tvaru ovladače.

Akcelerometr v TV ovladači

Akcelerometr 1

Prostředí interaktivní televize je založeno – podobně jako osobní počítač – na grafickém uživatelském rozhraní. Na rozdíl od počítače ovšem není obvyklé připojovat k televiznímu přijímači klávesnici a myš. Chybí tedy zejména ukazovací zařízení pro ovládání grafického uživatelského rozhraní. Protože během ovládání přijímače uživatel obvykle drží ovladač v ruce, nabízí se možnost, aby ukazovací zařízení nahradil samotný ovladač. Pomocí akcelerometru vestavěného do ovladače lze sledovat jeho pohyb, respektive pohyb ruky, která ovladač drží. Toto řešení je možné díky dnes dostupným tzv. MEMS (Micro Electrical Mechanical System) akcelerometrům. Navíc je – např. v porovnání se systémem kamer a vyhodnocováním pohybu pomocí zpracování obrazu – technicky jednodušší, a tedy i vhodné pro masovou výrobu.

Určit zrychlení (akceleraci) lze podle jeho účinku na známou hmotnost. Nepohybující se objekt pružně spojený s jiným objektem má tendenci setrvávat na místě, i když se druhý objekt začne pohybovat, tedy když zrychluje nebo zpomaluje. Toho lze využít při měření zrychlení. Pružně uchycený nosník pohybuje deskou kapacitoru, která je uložena mezi dvěma pevnými deskami. Tak se vlastně problém měření zrychlení mění na měření kapacity. Nosník s deskou se posouvá vpravo nebo vlevo podle působícího zrychlení. Tím se sníží kapacita jednoho a zvýší kapacita druhého kapacitoru. Díky velmi dobrým mechanickým vlastnostem křemíku je možné takový systém realizovat technologií MEMS přímo na substrátu integrovaného obvodu spolu s měřícími obvody.

Akcelerometr 2

Elementárních buněk – tedy vlastně proměnných deskových kapacitorů – lze v jednom integrovaném obvodu vytvořit stovky. Takže kromě jednoosých a dvouosých jsou vyráběny i akcelerometry tříosé. Měřené hodnoty lze jednoduše zpracovat a vyhodnotit, a proto není problém vypočítat odpovídající natočení (ani pro méně výkonné jednočipové mikroprocesory). Na průběhu je kromě postupného natáčení patrný i změřený třes ruky. Vestavěním akcelerometru nejsou nijak omezeny ostatní funkce ovladače ani není potřeba měnit jeho vzhled nebo tvar. Vzniká jakýsi zdvojený ovladač, který zachovává časem prověřené vlastnosti klasického ovladače, ale umožňuje i ovládání pokročilého grafického rozhraní na principu klikni (podobně jako se používá myš na PC).

Je koncepce ovládání interaktivní televize pohybem dálkového ovladače (resp. pohybem ruky, která ovladač drží) realistická? Základní problém je, že pomocí nepodepřené ruky pohybující se v prostoru není možné docílit podobnou přesnost jako při práci s myší, kdy se ruka obvykle opírá o stůl. Navíc pohybovat rukou v prostoru, jako když Harry Potter čaruje, není pohodlné a ruka se po určité době unaví. Z dat měřených akcelerometrem je kromě pohybu také možné – díky měřenému gravitačnímu zrychlení – vypočítat i natočení ovladače kolem os X (nakloň dopředu/dozadu) a Y (nakloň vlevo/vpravo). Ovládání založené na natáčení ovladače je použitelné jak pro ruku pohybující se volně v prostoru, tak i pro ruku podepřenou o podložku (stůl, opěrka křesla, jiná část těla, …). Obstál by takový způsob ovládání?

Otočení ovladače

Porovnání s myší

Protože současným standardem pro ovládání grafického uživatelského rozhraní je počítačová myš, je zajímavé porovnat parametry ovládání založeného na natáčení ovladače (pohybového ovladače) s ovládáním pomocí myši. Jako doplňující reference slouží ovládání pomocí čtyř kurzorových kláves, které jsou dnes na dálkovém ovládání televizí běžně používány.

Graf 2

Pro porovnání ukazovacích zařízení se dobře osvědčilo měření času potřebného ke splnění definovaného úkolu [4]. Úkolem bylo přesunout grafický kurzor z výchozí pozice do stanoveného cíle o určité velikosti. Poloha cíle zůstávala pro všechny pokusy shodná, ale měnila se výchozí poloha kurzoru a tím i potřebný směr jeho pohybu. Kvůli eliminaci různé rychlosti reakce testovaných osob byl čas měřen až od první události generované ovladačem (dokud se nepohne myš, čas se neměří). Experimentu se zúčastnilo 12 osob (6 žen, 6 mužů). Testování každého typu ovládání jedním účastníkem zahrnovalo 48 pokusů.

Z průměrného času vypočítaného ze všech pokusů vyplynulo, že nejefektivnější je ovládání pomocí myši (všichni účastníci měli už alespoň nějakou zkušenost s počítačovou myší; podepřená ruka dosáhne vyšší přesnosti). Průměrný čas dosažený pomocí pohybového ovladače (pohyb) je téměř čtyřikrát horší než průměrný čas dosažený pomocí myši (myš). Nicméně stále výrazně kratší než čas dosažený pomocí tlačítek na klávesnici.

Co dál?

Provedený experiment ukazuje, že je možné zkonstruovat dálkový ovladač, který bude vypadat shodně a bude obdobně jednoduchý na používání jako běžný ovladač analogové televize, ale zároveň umožní ovládání funkcí interaktivní televize, zejména pak pokročilého grafického uživatelského rozhraní. Ovládání interaktivní televize tedy může zůstat ke svým uživatelům stejně přátelské, jako bylo klasické dálkové ovládání, a televize se i nadále může obejít bez připojené klávesnice a myši…

Prameny

[1] Freeman, J. and Lessiter, J. (prosinec 2001). ITC-UsE Ease of Use and Knowledge of Digital and Interactive Television: Results

[2] Freeman, J., Lessiter, J., Williams, A., Harrison, D. (leden 2003). Easy TV 2002 Research Re­port

[3] ETSI TS 102 812 V1.2.2 (srpen 2006): Multimedia Home Platform (MHP) Specification 1.1.1, http://www.et­si.org

[4] MacKenzie S., Soukoreff W. (2004). Towards a standard for pointing device evaluation, perspectives on 27 years of Fitts law in HCI, International Journal of Human-Computer Studies, 61, 751–789

[5] Štefl, D. (září 2006). Use of Hand Motion for Control of Digital Television Receiver

Článek vyšel v únorovém čísle měsíčníku Sdělovací technika. Převzato s laskavým svolením vydavatele.

Anketa

Využijete interaktivní služby, které přináší digitální vysílání?

12 názorů Vstoupit do diskuse
poslední názor přidán 25. 2. 2007 9:21

Sledujte DigiZone.cz

Facebook Google+