尺寸受限用户界面中的半透明性的制作方法

专利名称：尺寸受限用户界面中的半透明性的制作方法
技术领域：
本发明涉及在屏幕上显示信息的方法，更具体地说，本发明涉及在屏幕上和在屏幕的非功能区上，呈现不断改变透明度的用户界面控制的方法。
背景技术：
每隔数月，便携式计算机系统变得更强大，更小和更轻。笔记本计算机已存在一段时间。这些计算机一般宽度约为8又1/2英寸，长度约为11英寸，厚度约为1又1/2～2英寸。它们包括液晶显示器(LCD)屏幕，键盘，软盘和/或硬盘，以及桌上型计算机上的各种其它端口和元件标准。通常它们的重量约为5～9磅(包括电池)。一般通过利用键盘完成数据输入和应用程序交互作用。一个问题是需要学习打字，以便有效地操作该系统，以及当必须打字时，需要把计算机放置在稳定的地方。但是，键盘输入通常非常准确，从而能够输入复杂的命令，而不存在许多错误。
一种更新的便携式计算机系统是板式(slate)或记事本计算机。在这种计算机中，使用铁笔直接在该设备中使用的LCD屏幕上书写。数字化仪捕捉铁笔的移动，计算机中的软件或者通过监视该系统以类似于触摸屏方式被使用时的位置，或者通过把移动转换成特定字符，所述特定字符随后形成命令或数据，把移动转换成命令。从而，不需要学习打字。通过把计算机用作记事本，该设备的操作不需要任何静止场所。但是，需要非常专用的软件，处理可能较慢，字符可能被曲解，可能出现各种其它问题。记事本计算机的一个优点在于该设备可以非常小。
另一种便携式设备是个人数字助理(‘PDA’)。这种设备(其面积通常为3英寸×5英寸)包含一个屏幕和一组控制按钮。PDA已成为需要一定的计算能力，但是携带空间有限，并且使用计算设备有限的人们的普及设备。另外，技术提高已使蜂窝电话机成为也能够适应用户的一定计算需要的设备。
便携式计算设备的迅速扩散和紧致的可视界面常常提出对适用于功能图像/图标和适用于屏幕内容的屏幕面积的限制。向用户提供尽可能最小的设备，同时使屏幕内容最大化的要求与长期以来已知的定义功能图像的最小可用尺寸的可用性规则根本不一致。实际上，允许用户利用触摸进行交互作用的屏幕增加了需要很大的交互式目标来处理作为输入方式的手指的相对不准确性的问题。另外，在经常晃动或者未被完全静止地持有的移动设备上，更需要较大的目标，以便交互作用。
已提出解决这种问题的许多方案，所有这些方案都存在缺陷。设备制造商已制造标准的可重复使用的“硬”按钮，所述“硬”按钮与应用程序能够访问的屏幕区域物理隔离。这些按钮消除了把屏幕空间用在按钮上的需要，但是迫使用户在心中记忆按钮的功能，因为这些按钮通常具有不同于它们的应用用途的默认系统用途。另一种解决方案涉及减小功能区域的大小和/或内容的大小，但是利用这种方法会迅速恶化可用性和易读性。最后，实现了上下文相关的点选和持选菜单，以便“隐藏”功能性，直到用户请求它为止。这种方法有用，但是妨碍可用动作的就绪显露在作用于某一菜单项之前，用户必须进行测试，以了解是否可作用于该菜单项。在Harpold，Terry等的“Using small screen space moreefficiently”(CHI′96 Proceedings，1996)中详细说明了这些缺陷中的许多缺陷。
常规的计算系统利用特别设计的屏幕显示，所述屏幕显示包含以允许用户有效获得包含在信息管理系统中的信息的格式呈现的单独显示图像，以及显示信息。于是，特别的屏幕画面可被看作既具有显示“工具”(也称为图形用户界面工具)，又具有显示“信息”。在这种结构中，屏幕具有规定的显示区。一般来说，显示工具存在于工具区内，显示信息存在于信息区内。显示工具被用于向用户给予组织、管理和访问信息的特殊能力，而显示“信息”构成所需的结果数据，或者用户希望与之交互作用或以其它方式操作的应用程序。
但是，在许多计算设备内，显示屏幕相当小。尤其是与便携式计算机系统，充当信息管理系统的便携式电子设备，和便携式和/或手持式消费电子设备相关的那些显示屏幕。例如，个人数字助理(PDA)可以很小，例如手掌大小，并且相应地具有小的显示屏幕。许多消费电子设备，例如可携式摄像机和电话机也具有尺寸减小的显示屏幕，该显示屏幕被用于与设备交互作用。在这些情况下，通过利用触摸屏技术，显示屏幕兼作信息输入装置之用。在这些情况下，重要的是使显示屏幕的用于查看信息的可用区域最大化，因为物理尺寸相当小，所以屏幕较小，并且在许多设备中，显示屏幕还起信息输入机构的作用(例如在触摸屏的情况下)。
几个专利试图解决与把控制图标包含在有限的屏幕空间中相关的各个方面。美国专利No.5388202描述一种产生具有图像框部件的窗口边框的方法。但是，美国专利No.5388202描述产生总是围绕并且与信息内容分离显示的窗框或者边框。窗框或者边框不是透明的，于是不允许穿过窗框或者边框显示信息。该专利没有说明增大显示屏幕的可视区域的机构，因为它需要把显示屏幕区域用于窗框的图形图像，所述窗框的图形图像与显示的用户信息分开。
美国专利No.5651107描述通过允许经位于包含数据的窗口之上的窗口查看其它窗口的数据，透明性或α交融的使用。
美国专利No.6057840论述了使用滚动条来增大显示屏幕上可查看区域用户信息。
计算机系统目前用在涉及响应一些用户交互作用(例如，借助键盘和/或光标指示装置)，访问信息和显示信息的各种应用中。诸如用在计算机系统中或者适合于供计算机系统之用的那些信息管理系统对可用于在显示屏幕上显示信息的物理资源提出越来越高的要求。在许多应用中，总是希望在显示屏幕上显示更多的信息，使得用户可使向他或她提供的信息的数量达到最大。于是，需要通过计算机显示屏幕，向用户呈现信息的更好、更高效的机构和方法。

发明内容
本发明的一个目的是向手持式计算设备提供一种不需要专用屏幕空间的控制菜单。
本发明的第二个目的是提供在屏幕上透明显示控制图像的方法和系统。
本发明的第三个目的是提供一种确定屏幕上控制图像的排列，使得没有一个控制图像重叠的方法。
本发明的第四个目的是提供一种以不断变化的透明度在屏幕上显示控制图像的方法。
本发明的第五个目的是提供一种以使用户激活控制图像所需的动作降至最小的方式，把控制图像放置在屏幕上的方法。
本发明的第六个目的是提供一种包含功能区和非区域内容区的分层屏幕。
本发明的第七个目的是提供一种通过在非功能屏幕空间上显示半透明控制图像，扩展屏幕的功能区的方法。
本发明提供一种通过利用与屏幕上的非功能内容区重叠(overlap)的半透明功能区，增大计算设备的屏幕空间的方法。这种方法为屏幕上的较大功能目标创造条件-从而减轻与微小按钮和其它图像相关的可用性问题-同时还使屏幕上的底层内容清楚可见。这种方法优于硬按钮解决方案，因为用户的注意力能够保持集中在屏幕上，并且它允许停用信息亭模式设备结构中的硬按钮。半透明性也优于与上下文相关的弹出式菜单，因为它使功能性对用户来说很明显，避免了“揭开”交互作用区的额外工作。最后，半透明性为较大的功能目标创造条件，显著减少了屏幕上的错误交互作用。
在本发明的方法中，第一步是确定将出现在屏幕上的控制图像的尺寸。这些控制图像与计算设备将执行的应用程序相关。所述控制图像确定将以为了容易地利用触摸屏激活控制图标，用户所需的面积量的估计值为基础。下一步是确定设备的屏幕尺寸。该尺寸确定步骤使过程能够了解适合于图像的覆盖的空间的数量。根据屏幕尺寸和控制图标尺寸，内部计算可理想地放置在屏幕上，使得保持恰当图标间隔的图标的最大数目。最后一步是在屏幕上透明显示高达最大数目的控制图像。透明图像会类似于表面上的水印。用户将能够发现这些图像，但是这些图像的出现不会有损于屏幕上的内容。
本发明使用能够适应分层图像和不断变化的透明度的技术界面。交互式目标/图像自动显露在它们之下的内容。本发明的关键设计特征在于决不允许两个功能区重叠。重叠情况会导致用户对哪一层有效感到困惑。相反，在所有实例中，界面被设计成前台功能。


图1图解说明常规的记事本计算设备。
图2图解说明常规的个人数字助理(PDA)设备。
图3图解说明记事本计算设备的常规显示屏幕，所述显示屏幕包含代表在计算机上执行的应用程序的功能的多个图标。
图4图解说明记事本计算设备的常规显示屏幕，其中代表在计算机上执行的应用程序的功能的图标被透明地显示在计算机屏幕上。
图5是本发明在个人数字助理设备(PDA)上的实现的实际图解。
图6是本发明的实现中的一般步骤的流程图。
图7是本发明的具体实现中的步骤的流程图。
具体实施例方式
本发明说明透明地在屏幕上显示控制菜单的方法。这种方法使计算设备的用户能够通过触摸透明地显示在屏幕上的菜单图标，激活与菜单项对应的功能。在屏幕上显示这些菜单项的能力为设备上更大的屏幕区域创造条件，并将减少对设备上用于控制按钮的专用空间的需要。
本发明的方法的主要应用是手持式计算设备。这些设备的尺寸小于常规的计算机或者便携式膝上型计算机。另外，采用触摸屏控制过程的设备也是本发明的主要应用。
图1图解说明常规的记事本计算设备。这些设备包括外壳10和屏幕11。处理和存储功能在内部，图1中未示出。给设备的命令通过触摸屏幕激活过程输入。图2表示了个人数字助理(PDA)接口，它能够通过计算机网络实现用户的预订中心之间的通信。该PDA具有内部处理和存储能力。如图所示，它还具有屏幕15和输入控制装置16。
图3图解说明记事本计算设备的常规显示屏幕，所述显示屏幕包含代表在计算机上执行的应用程序的功能的多个图标。如图所示，屏幕有两个部分。内容部分20是向用户显示活动的消息的内容的部分。控制部分21包含具有与各种控制功能对应的图标的控制菜单。这种两部分屏幕结构是大多数计算设备上的典型屏幕结构。图3还图解说明了这种结构的主要问题。控制部分21占据约1/4的屏幕空间。对于较小的计算设备来说，有限屏幕空间的使用限制了可向查看者显示的内容信息的数量。此外，对于更小的手持式触摸激活设备来说；较小的控制图标使得用户更难以在无意中触及相邻的、但是不需要的控制图标的情况下选择正确的图标。
图4图解说明记事本计算设备的常规显示屏幕，其中根据本发明，代表在计算机上执行的应用程序的功能的图标被透明显示在计算机屏幕上。如图所示，控制图标22的尺寸大于图3中所示的相同图标。另外，这些图标还被透明显示，使得可在这些图标下面显示内容信息。用户能够几乎不受内容信息上面的控制图标的覆盖图的干扰，查看内容信息。这种屏幕结构放大了用于内容信息的屏幕量，同时向用户提供减少无意触及其它控制图标的错误风险的控制图标。
图5是本发明在个人数字助理设备(PDA)上的实现的实际图解。如图所示，该设备包含呈地图/平面布置图形式的内容信息。在图5中，该视图是博物馆的平面布置图的布局。该设备使用户能够浏览该博物馆。该设备还具有两个控制图标24和25。控制图标24代表使用户能够到达平面布置图的前一视图的后退功能。前进图标25将使用户浏览到平面布置图中的下一点。如图中所示，控制图标24和25被透明地放置在内容视图上，而不会遮住屏幕上的内容。
图6是本发明的实现中的一般步骤的流程图。可通过诸如“Macromedia Flash”之类透明技术实现本发明。就本发明的方法来说，存在将对每个计算设备执行的一些初始步骤。如图所示，这些步骤中的第一步骤30确定将透明地放置在屏幕上的控制图标的尺寸。控制图标的尺寸以用户易于访问/触及屏幕上的图标，而不会无意中触及并激活相邻控制图标所需的面积为基础。下一步骤31将确定计算设备的屏幕的尺寸。这两组尺寸的确定将使本发明的方法能够在步骤32中确定能够合理地显示在屏幕上的控制图标的最大数目。该最大数目将用于在该特定计算设备上执行的任意应用程序。这些步骤30、31和32是当把本发明的方法安装在计算设备时可实现的一次步骤。一旦该信息被确定，对于任意应用程序的控制图标来说它都是相同的。
图7是本发明的具体实现中的步骤的流程图。当用户访问特定的应用程序时发生该方法的这一方面。应用程序可以是包含控制图标的任意应用程序。这些程序中的一些可以是类似于Microsoft Word，PowerPoint或Excel的编辑应用程序。在该过程中，步骤33确定应用程序的控制图标的数目是否大于在步骤32中确定的可显示图标的最大数目。如果在步骤33中确定图标的数目小于可在该设备上显示的图标的最大数目，那么方法转移到步骤34，在步骤34，透明地把所有图标显示在屏幕上。如果步骤33中的确定结果是控制图标的数目大于该设备允许的最大数目，那么方法转移到步骤35，在步骤35，对控制图标区分优先次序，以便包含在屏幕上。优先化的一个根据可以是控制图标的使用频率。更频繁使用的图标理应具有高于那些不经常使用的图标的优先级。
在完成优先化步骤35时，步骤35将开始把控制图标包含在屏幕显示上的过程。在显示图标之后，步骤37将指定适合于插入该显示中的下一图标。步骤37还可包括保持已被插入该显示的图标的数目的准确计数的计数活动。步骤38将检查已插入该显示的图标的计数，并确定在本应用程序中，插入图标的数目是否已适于该显示的图标的最大数目。如果等于所述最大数目，那么该方法结束。如果插入图标的数目还不等于最大数目，那么方法返回步骤36，显示下一控制图标。
重要的是注意虽然在全功能数据处理系统的语境中说明了本发明，但是本领域的技术人员会认识到本发明的过程能够以计算机可读介质中的指令的形式，以及各种其它形式分发，与用于实现所述分发的介质的具体类型无关。计算机可读介质的例子包括诸如EPROM、ROM、磁带、纸张、软盘、硬盘驱动器、RAM和CD-ROM之类介质，以及诸如数字和模拟通信链路之类的传输型介质。
在已这样描述本发明的情况下，在下面的权利要求中陈述了我们要求的新的、并且希望受到专用证书保护的技术方案。
权利要求
1.一种利用屏幕上的半透明功能控制区，增大计算设备的屏幕空间的方法，包括下述步骤确定在屏幕上显示的控制图像的尺寸；确定计算设备的屏幕的整个显示区；和以半透明状态在计算设备的屏幕上显示控制图像，使得屏幕内容仍然可见，并且没有任何图像共用屏幕上的任意相同空间。
2.按照权利要求1所述的方法，还包括在所述显示步骤之前的、确定可在屏幕的整个区域中显示的控制图像的最大数目，使得在屏幕上没有任何图像具有任何重叠的步骤。
3.按照权利要求2所述的方法，还包括在所述最大控制图像确定步骤之后的下述步骤响应用户请求，取回应用程序；根据取回的程序，确定供显示的控制图像的数目；和当控制图像的数目小于能够在屏幕上显示的图像的最大数目时，显示该程序的控制图像。
4.按照权利要求2所述的方法，还包括在所述最大控制图像确定步骤之后的下述步骤响应用户请求，取回应用程序；根据取回的程序，确定供显示的控制图像的数目；当确定结果是供显示的控制图像的数目大于该屏幕的控制图像的最大数目时，对该程序的控制图像分级；和按照与控制图像的等级一致的顺序显示控制图像。
5.按照权利要求4所述的方法，其中所述显示步骤还包括下述步骤在屏幕上显示控制图像；递增控制图像显示数目计数；比较显示计数和该屏幕的控制图像的最大数目；和当显示计数小于该屏幕的控制图像的最大数目时，在屏幕上显示下一控制图像。
6.按照权利要求4所述的方法，其中所述显示步骤还包括下述步骤在屏幕上显示控制图像；递增控制图像显示数目计数；比较显示计数和该屏幕的控制图像的最大数目；和当显示计数等于该屏幕的控制图像的最大数目时，终止该方法。
7.按照权利要求4所述的方法，其中通过按照控制图像的使用频率，区分控制图像的优先次序，实现分级过程。
8.一种计算机可读介质中的用于利用屏幕上的半透明功能控制区增大计算设备的屏幕空间的计算机程序产品，包括确定在屏幕上显示的控制图像的尺寸的指令；确定计算设备的屏幕的整个显示区的指令；和以半透明状态在计算设备的屏幕上显示控制图像，使得屏幕内容仍然可见，并且没有任何图像共用屏幕上的任意相同空间的指令。
9.按照权利要求8所述的计算机程序产品，还包括在所述显示指令之前的，确定可在屏幕的整个区域中显示的控制图像的最大数目，使得在屏幕上，没有任何图像具有任何重叠的指令。
10.按照权利要求9所述的计算机程序产品，还包括在所述最大控制图像指令之后的下述指令响应用户请求，取回应用程序的指令；根据取回的程序，确定供显示的控制图像的数目的指令；和当控制图像的数目小于能够在屏幕上显示的图像的最大数目时，显示该程序的控制图像的指令。
11.按照权利要求9所述的计算机程序产品，还包括在所述最大控制图像确定指令之后的下述指令响应用户请求，取回应用程序的指令；根据取回的程序，确定供显示的控制图像的数目的指令；当确定结果是供显示的控制图像的数目大于该屏幕的控制图像的最大数目时，对该程序的控制图像分级的指令；和按照与控制图像的等级一致的顺序显示控制图像的指令。
12.按照权利要求11所述的计算机程序产品，其中所述显示指令还包括在屏幕上显示控制图像的指令；递增控制图像显示数目计数的指令；比较显示计数和该屏幕的控制图像的最大数目的指令；和当显示计数小于该屏幕的控制图像的最大数目时，在屏幕上显示下一控制图像的指令。
13.按照权利要求11所述的计算机程序产品，其中所述显示指令还包括在屏幕上显示控制图像的指令；递增控制图像显示数目计数的指令；比较显示计数和该屏幕的控制图像的最大数目的指令；和当显示计数等于该屏幕的控制图像的最大数目时，终止该方法的指令。
14.一种利用屏幕上的半透明功能控制区的计算设备，包括包含在计算设备内的处理单元；向计算设备的用户显示信息的屏幕，所述屏幕包括内容层和控制层，所述控制层还包括屏幕上的非重叠半透明功能控制区；和实现与半透明控制区对应的控制功能的控制软件。
15.按照权利要求14所述的计算设备，其中所述控制层在所述屏幕上与所述内容层重叠。
16.按照权利要求14所述的计算设备，其中控制区和所述控制软件包括计算设备的用户界面。
17.按照权利要求16所述的计算设备，其中所述屏幕是触摸控制屏。
18.按照权利要求14所述的计算设备，还包括未布置在设备屏幕上的控制按钮。
全文摘要
本发明提供一种通过利用与屏幕上的非功能内容区重叠的半透明功能区，增大计算设备的屏幕空间的方法。这种方法为屏幕上的较大功能目标创造条件－从而减轻与微小按钮和其它图像相关的可用性问题－同时还使屏幕上的底层内容清楚可见。本发明的主要设计特征在于决不允许两个功能区重叠。重叠情况会导致用户对哪一层有效感到困惑。相反，在所有实例中，界面都被设计成前台功能。
文档编号G09G5/377GK1641557SQ2005100039
公开日2005年7月20日 申请日期2005年1月11日 优先权日2004年1月12日
发明者约翰·A·布兰查德三世, 詹尼弗·马丁 申请人:国际商业机器公司