专利名称：用于间接触摸设备的基于压力的交互的制作方法
用于间接触摸设备的基于压力的交互
背景技术：
用于计算系统的导航和控制的手动输入设备对于系统的性能和用户的总的体验有明显的影响。存在若干种用于个人计算机的导航和控制的手动输入设备，这些设备中最常见的包括单一指示器、间接交互设备(例如，鼠标和触控板)以及直接交互设备(例如，触摸屏以及笔和图形输入板设备)。大多数输入设备除了它们的位置信息之外还具有按钮。例如，双态机械按钮对于鼠标是普遍的。笔数字化转换器(digitizer)还典型地在顶端和/或铁笔笔管中具有压敏设备，其分别地传递顶端和笔管压力值。用于笔数字化转换器的大多数软件驱动器在处理与顶端相关的数据过程中实现鼠标模拟的形式。同时，按钮和其它机构通常被处理作为输入设备的独立输入
发明内容
该发明内容被提供，从而以在以下详细描述中进一步描述的简化方式来介绍概念的选择。该发明内容不旨在识别所要求权利主题的关键特征或者必要特征，也不旨在用来限定所要求权利主题的范围。间接交互输入设备(例如，触摸传感器)可以提供多个输入点。例如，触敏传感器可以提供在用户触摸传感器的坐标空间中指示两个或者多个位置的数据。这种传感器可以是矩形，但是可以具有其它形状。传感器可以看起来与触控板相似，但是，代替跟踪单点运动，其检测由用户所触摸的多点。这些多点再映射至显示器上的多个位置。除了在二维中从显示器到设备坐标映射点之外，此处称为Z-信息或者深度的附加维度还可以在限定用于设备的用户交互模型方面被考虑。如果在Z-向(即，在垂直于接触平面的轴上)的位移的任何测量值(例如，应用到接触的压力)可以从输入设备得到，这种信息就可以被使用。压力数据可以用来限定交互状态，而这些状态之间的转变由各种阈值来确定。这些设备可以提供原始的或者标准化的数据，并且可以提供状态信息或者限定指定状态转变的其阈值的数据。该信息可以被提供作为由设备所提供的触点的属性。设备驱动器、主机操作系统的输入处理器、或者应用可以标准化各种类似设备两端的数据。应用可以出于它们自己的目的而使用来自设备的原始压力数据，或者根据系统-或者设备-所限定的阈值和状态依靠设备自身或主机操作系统软件来解释压力数据。因此，在一方面，描述触摸设备上触点的信息可以接收进存储器中。Z-向信息也从输入设备接收。与触点相关的性能由设备、主机操作系统或者应用根据Z-向信息来修改，并且状态转变和其它交互可能被影响。在一个实施例中，多个阈值被应用到Z-向信息，以限定输入设备的多个状态。对于应用到输入设备的每个接触，状态可以被独立限定。可替代地，对于输入设备上的所有接触，状态可以被限定。多个接触的压力信号可以以若干方式被结合到单个激励中。例如，呈现最高压力的接触可以用来激励状态转变。对于所有接触的平均压力(例如，平均值)可以用来激励状态转变。呈现最高压力的接触可以用来推进交互状态(入口)以及具有最小压力的接触可以用来使交互状态倒退(出口)。多个状态可以包括，例如，空闲状态、停留状态和占用状态的序列。占用入口和占用出口阈值可以是相同或者不同的值。停留入口和停留出口阈值可以是相同或者不同的值。停留和占用的入口和出口阈值可以是零，这意味着停留状态可以被省略，并且空闲和占用之间的转变可以通过简单地应用或者移除接触来触发。多个状态可以包括占用锁定状态，其在压力超过特定阈值时通过来自任何一个其它状态的转变而进入。在进入占用锁定状态后，占用锁定状态通过从在阈值以下开始并再次在阈值以上的压力改变而退出。用来限定状态的阈值可以存储在设备中，或者可以由主机操作系统或使用来自设备的数据的应用来限定和管理。设备状态可以是在设备上所形成的接触列表的接触属性。应用或者主机操作系统可以禁止进入一个或者多个状态。Z-向信息可以在设备两端被标准化。Z-向信息的改变速率可以被确定，并且来自输入设备的数据可以根据Z-向信息的改变速率来处理。应用可以具有相关的设定，以决定参加和决定退出Z-信息数据的使用。例如，应 用可以仅仅接收状态信息，并且不接收原始或者标准化的压力数据。应用可以接收原始Z-向数据。应用可以接收标准化的Z-向数据。应用可以接收Z-向信息并且不是状态信息。Z-向信息可以代表压力数据。在以下描述中，参考附图，其形成此处的一部分，并且在其中经由图示示出了该技术的特定示例实现。要理解的是，其它实施例可以被利用并且可以进行结构改变，而不脱离所公开内容的范围。
图I是使用间接触摸设备的系统的框图。图2是图示使用Z-信息的示例实现的状态图。图3是图示使用Z-信息的另一个示例实现的状态图。图4是在其中可以实现这种系统的示例计算设备的框图。
具体实施例方式以下部分提供在其中可以使用间接触摸输入设备的示例操作环境。参考图1，计算机系统100包括与计算机平台(其详细信息在以下被描述)连接的间接触摸设备102。计算机平台具有操作系统，该操作系统管理一个或者多个应用108和计算机平台的资源之间的交互，例如，包括间接触摸设备的它的外围设备。在操作系统内部，触摸数据120从间接触摸设备102接收。触摸数据120可以包括关于在X和I维度中的触点的信息和Z-信息。接触信息由接触跟踪模块140根据设定144来处理，以向应用108提供接触信息142。通常，接触信息142可以包括对于每帧时间的接触列表，其中，数据由间接触摸设备102来提供。每个点可以由操作系统和/或应用108以与任何单个点类似的方式(例如，用于选择显示项)或者以与来自直接触摸输入设备的多个点类似的方式(例如，收缩或者放大显示项)来处理。一旦映射至显示器，多个点的可能使用范围对于本发明是不限制的。从间接触摸设备接收的其它数据是在Z-向(B卩，垂直于接触平面的轴上)位移的测量值，例如，应用到触点的压力。具有这种数据的输入设备的示例包括，但不限于，具有传感器按钮的电容式触摸传感器、具有接触区域识别力的电容式触摸传感器、机械压力传感器、例如来自微软(Microsoft)公司的KINECT系统的图像传感器、测量与表面的距离的光笔、光学地测量物体与传感器表面的距离的传感器(例如，来自微软公司的SURFACE系统)、三维运动感知系统和基于挤压的输入设备。该Z-向信息由Z-信息跟踪模块130根据设定134来处理，以提供z_信息和状态数据132，其可以由应用108来使用。在Z-信息跟踪模块的一个实现中，Z-向位移的不同阈值被用来影响与输入设备的交互的状态改变。在一个示例中，输入设备具有三个状态空闲、停留和占用。状态可以在每次接触或者对于整个输入设备根据从输入设备可得到的数据来限定。
正如图2中所示出的，输入设备的状态图指示其最初在空闲状态。在空闲状态200, Z-向信息不断地被处理，以和第一、入口阈值对比来评估它。当信号大于第一阈值，设备转变到停留状态202，如204处所指示的。在停留状态中，如果信号大于或者等于第二、占用入口阈值，设备转变到占用状态206，如208处所指示的。在停留状态中，如果信号小于或者等于第三、获取出口阈值，设备转变回空闲状态200，如210处所指示的。在占用状态中，如果信号小于或者等于第四、非零占用出口阈值，设备转变回停留状态202，如212处所指示的。如果占用出口阈值是零，那么一旦在占用状态中，设备仍然在该状态，直到接触完全从传感器移除，如213处所指示的。从空闲状态到停留状态的转变意味着接触会话的开始，而向空闲状态的转变意味着接触会话的结束。驱动停留和占用状态之间转变的占用入口和占用出口阈值可以是相同或者不同的值。例如，假定增加的z值指示占用，占用出口阈值(用于转变回停留状态河以小于占用入口阈值。类似地，驱动空闲和停留状态之间转变的入口和出口阈值也可以是相同或者不同的值。例如，假定增加的z值指示占用，那么，出口阈值(用于转变回空闲状态)可以比入口阈值更小。然而，入口阈值典型地是正好在零之上的值，因为空闲状态代表与设备没有任何接触或者仅仅偶然接触。因而，出口阈值代表接触会话的终止，并且典型地是零。停留和占用的入口和出口阈值可以是零，这意味着可以省略停留状态，并且在207处由虚线弧所示出的空闲和占用状态之间的转变可以通过简单地应用或者移除接触来触发。在图3中所示出的另一个实现中(其中，如图2中所找到的相同的附图标记意味着相同的元件)，占用状态可以被锁定(实际上，另一个状态300)。该锁定状态300可以在压力超过大于第一到第四阈值的第五、锁定入口阈值时通过从任何其它状态开始的转变302、304、306来进入。在进入锁定状态之后，状态可以退出，例如，通过从低于在第五阈值以上的值开始的另一个压力改变。从锁定状态到占用状态的转变308出现。用来限定用户使用设备体验的阈值(图I中的设定134)可以存储在设备中并且在设备被安装时提供给计算机系统，或者可以由设备驱动器、主机操作系统、或者应用来管理。原始压力数据被发送到的设备驱动器、主机操作系统的输入处理器、或者应用可以管理和跟踪设备状态和设备状态之间的转变，从而实现Z-信息跟踪模块(图I中的130)。设备状态可以是提供给其它应用的接触(图I中的142)列表中的接触属性。这种设备驱动器或者主机操作系统的输入处理器可以被配置成接收来自限制可用转变的应用的输入。例如，并且应用可以指示设备驱动器或者操作系统输入处理器在应用内部向某些状态的转变可能被阻止，例如，锁定状态。设备状态的阈值可以由应用来限定，允许顾客的用户体验由应用来限定。
如果设备的状态被限定用于输入设备上的所有接触，与多个接触相关的Z-信息可以以若干方式被结合成单个激励。例如，呈现最高压力的接触可以用来激励状态转变。对于所有接触的平均压力(例如，平均值)可以用来激励状态转变。呈现最高压力的接触可以用来推进交互状态(入口)，并且具有最小压力的接触可以用来使交互状态倒退(出口)。如果性能通过可以接收来自多个不同类型设备的输入的软件层来限定，用于状态改变的阈值可以与标准化设备数据相关地被设定。设备数据标准化通常涉及来自设备的输入范围到标准化范围的非线性映射，并且可以使用查找表来实现。在一种实现中，基于主机的软件(例如，设备驱动器或者可用作对其它应用的服务的用户级别处理)接收来自设备的数据并且使其标准化。标准化压力数据可以是提供给其它应用的接触列表中的接触属性。应用还可以被激活，以决定参加或者决定退出Z-信息数据(例如，压力数据)的使用。在一个实现中，如果应用决定参加，它仅仅接收状态信息以及既不是原始也不是标准化的压力数据。在另一个实现中，应用接收原始压力数据。在另一个实现中，应用接收标准化压力数据。在另一个实现中，仅仅接收压力数据并且不接收状态信息。其它的性能也可以基于在Z-向随时间推移的位移来限定，例如，不同的压力。分段的线性变换计算可以被应用到代表Z-向位移或者速度的输入，以将其映射到输出响应。输出响应可以是多种控制中的任何一个，例如，音量、往复移动或者缩放速度，或者其它应用限定的性能。这种映射可以根据基于一个输入点差异的输入点组来执行，例如，具有最小量差异的输入点。或者，这种映射可以对于每个输入点单独地执行。作为多指操作替代的、在单个接触下经由压力的加速操作的一个潜在应用是在操作交通工具时安全运行手持计算机。另一个应用是能够同时执行多个压力调制的操作。示例是使用一个手上的两个手指，以同时调制视频游戏中炮火和向前运动的速率。作为另一个示例，接触压力的高速率增加可以加速虚拟3D空间中的视频往复移动、音量增加、放大、或者向前导航。现在已经描述了示例实现，在其中这种系统被设计以操作的计算环境现在将被描述。以下描述旨在提供一种在其中可以实现该系统的合适计算环境的简要、总体的描述。系统可以被实现具有大量通常的目的或者特定目的的计算硬件配置。可能合适的公知计算设备的示例包括，但不限于个人计算机、服务器计算机、手持或者膝上设备(例如，媒体播放器、笔记本计算机、蜂窝电话、个人数字助理、录音机)、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、游戏机、可编程消费电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上系统或者设备中任何一个的分布式计算环境，等等。图4图示了合适的计算系统环境的示例。计算系统环境是合适计算环境中的仅仅一个示例并且不旨在暗示对这种计算环境的使用或者功能的范围的任何限制。计算环境将不被解释为具有与在示例操作环境中所图示的部件的任何一个或者结合相关的任何相关性或者要求。参考图4，示例计算环境包括计算机，例如，计算机400。在其大部分基本配置中，计算机400典型地包括至少一个处理单元402和存储器404。计算设备可以包括多个处理单元和/或例如图形处理单元420的附加的联合处理单元。根据计算设备的确切配置和类型，存储器404可以是易失的(例如，RAM)、非易失的(例如，ROM、闪存，等等)或者两个的某些结合。该大部分基本配置在图4中由虚线406来图示。附加地，计算机400还可以具有附加的特征/功能。例如，计算机400还可以包括附加的存储(可移除的和/或不可移除的)，其包括但不限于磁盘或者光盘或者磁带。这种附加的存储在图4中由可移除的存储408和不可移除的存储410来图示。计算机存储介质包括以任何方法或者技术来实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质，用于存储例如，计算机程序指令、数据结构、程序模块或者其它数据的信息。存储器404、可移除的存储408和不可移除的存储410是计算机存储介质的所有示例。计算机存储介质包括，但不限于，RAM、R0M、EEPR0M、闪存或者其它存储器技术、CD-ROM、数字多用途光盘(DVD)或者其它光学存储、磁性盒式录像带、磁带、磁盘存储或者其它磁性存储设备，或者可以用来存储理想信息和可以由计算机400来存取的任何其它介质。任何这种计算机存储介质可以是计算机400的一部分。计算机400还可以包含(多个)通信连接412，其允许设备与其它设备通信。(多个)通信连接(412)是通信介质的示例。通信介质典型地携带计算机程序指令、数据结构、程序模块或者在调制数据信号(例如，载波或者其它传送机制)中的其它数据，并且包括任何信 息传递介质。术语“调制数据信号”意味着具有其特征组中的一个或者多个或者以这种方式来改变以便在信号中编码信息的信号，由此改变信号接收设备的配置或者状态。例如，并且非限定地，通信介质包括例如有线网络或者直接有线连接的有线介质，以及例如声音的、RF、红外线的和其它无线介质的无线介质。计算机400可以具有各种(多个)输入设备414，例如，键盘、鼠标、笔、照相机、触摸输入设备、等等。还可以包括例如显示器、扬声器、打印机等等的(多个)输出设备416。所有这些设备在现有技术中是公知的，并且不必在此处被详细讨论。系统可以在软件的通常环境中来实现，其包括由计算机来处理的计算机可执行指令和/或计算机解释指令，例如，程序模块。通常，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构、等等，当其由处理单元来处理时，指示处理单元执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。该系统可以在分布式计算环境中来实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备来执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储介质中。在所附权利要求的前序中的术语“制造的物件”、“处理”、“机器”和“物体的组分”旨在限制所认为的要求保护的主题落入通过使用在35 U.S. C § 101中的这些术语来限定的可专利的主题的范围之内。本文所描述的前述交替的实施例中的任何一个或者全部可以用在希望形成附加的混合实施例的任何结合中。应当理解的是，在所附权利要求中所限定的主题不必限定到以上所描述的特定实现。以上所述的特定实现仅仅作为示例来公开。
权利要求
1.一种计算机实现的处理，包括 接收描述间接触摸设备上的触点(142)的存储器信息至存储器中； 接收来自间接触摸设备的Z-向信息(132)至存储器中； 在存储器中根据Z-向信息生成与触点相关的状态信息(132)。
2.如权利要求I的计算机实现的处理，包括 将多个阈值应用到Z-向信息，以限定输入设备的多个状态。
3.如权利要求2的计算机实现的处理，其中，多个状态包括空闲状态、停留状态和占用状态。
4.如权利要求3的计算机实现的处理，其中，占用入口和占用出口阈值是不同的。
5.如权利要求3的计算机实现的处理，其中，停留入口和停留出口阈值是不同的。
6.如权利要求3的计算机实现的处理，其中，多个状态包括占用锁定状态，其在压力超过阈值时通过从任何其它状态开始的转变而进入，其中，在进入占用锁定状态后，占用锁定状态通过从在阈值以下开始并再次在阈值以上的压力改变而退出。
7.如权利要求3的计算机实现的处理，其中，对于多个接触中的每一个，多个状态和对应的状态转变经由其相关联的压力信号来独立激励。
8.如权利要求3的计算机实现的处理，其中，多个状态和对应的状态转变通过结合多个接触的压力信号来单独激励。
9.如权利要求I的计算机实现的处理，其中，应用接收标准化的压力数据。
10.如权利要求I的计算机实现的处理，还包括确定Z-向信息的改变速率并根据Z-向信息的改变速率处理来自输入设备的数据。
11.一种计算机可读介质，其上存储计算机可执行指令，当由计算系统的一个或多个处理器来执行所述计算机可执行指令时，使得所述计算系统执行如权利要求1-10之一所述的处理。
全文摘要
本发明涉及用于间接触摸设备的基于压力的交互。在间接交互输入设备中，z-向信息可以在限定用于设备的用户交互模型方面被考虑。如果在z-向的位移的任何测量值可以从输入设备得到，这种信息就可以被使用。压力数据可以用来限定交互状态，而这些状态之间的转变由各种阈值来确定。设备可以提供原始的或者标准化的数据，并且可以提供状态信息或者限定指定状态转变的其阈值的数据。该信息可以被提供作为由设备所提供的触点的属性。数据可以在各种相似设备两端被标准化。应用可以出于它们自己的目的而使用来自设备的原始压力数据，或者根据阈值和状态依靠设备自身或主机操作系统软件来解释压力数据。
文档编号G06F3/041GK102902414SQ20121041185
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者S.洪吉, 金子雅彦, S.威廉斯, V.鲍尔, P.米尔萨普, J-K.马基维奇 申请人:微软公司