Кіріспе
Бағдарламалық компонент
Виртуалды пернетақта – физикалық пернелердің қажеті болмайтын символдарды енгізуге мүмкіндік беретін бағдарламалық компонент. Виртуалды пернетақтамен әрекеттесу көбінесе сенсорлық экран арқылы жүзеге асырылады, бірақ виртуалды немесе толықтырылған шындық ортасында басқа тәсілдермен де болуы мүмкін.
Мобильді құрылғылар
Виртуалды пернетақталар физикалық пернетақтасы жоқ, немесе оған орын жетпейтін құрылғыларда, мысалы, қалталық компьютерлерде, жеке цифрлық көмекшілерде (PDA), планшеттік компьютерлерде немесе сенсорлық экраны бар ұялы телефондарда экрандық енгізу әдісі ретінде кеңінен қолданылады. Мәтін көбінесе виртуалды пернетақтаға түрту арқылы немесе саусақпен сызу арқылы енгізіледі. Виртуалды пернетақталар компьютерлік пернетақтадағыдан азырақ түймелері бар жүйелерді эмуляциялау бағдарламаларының мүмкіндіктері ретінде де пайдаланылады.
PDA
Мәтінді PDA-ға енгізудің төрт негізгі тәсілі: стилустың көмегімен басқарылатын виртуалды пернетақталар, сыртқы USB пернетақталар, қолмен жазылатын пернетақталар және әріптерді тану. Көптеген алғашқы PDA-лар негізгі назарды виртуалды пернетақталарға бөлмеген. Microsoft-тың мобильді операциялық жүйесіне қатысты ұстанымы – толыққанды функционалды пернетақтаны модельдеу болды, нәтижесінде пернетақта орналасуы шамадан тыс жүктелді. Алғашқы PDA-лардың басты мәселесі – көп тиісті технологияны қолдау болды, соның салдарынан пайдаланушы үшін қолдану қиындықтары туды.
Бірінші iPhone
Apple компаниясы 2007 жылы алғашқы iPhone-ды таныстырғанда, физикалық пернетақтаның болмауы кемшілік деп есептелді. Бірақ Apple жаңа құрылғысына көп тиісті технологияны (multi-touch) енгізіп, осы арқылы жеке көмекші құрылғыларының (PDA) қолданудағы қиындықтарын жеңіп шықты.
Қолданылу және пайдалану
Android және iOS ең көп таралған мобильді операциялық жүйелері әзірлеушілерге арналған жекелеген виртуалды пернетақталарды жасау мүмкіндігін ұсынады.
Android құрылғысы
Android SDK "InputMethodService" қызметін ұсынады. Бұл қызмет енгізу әдісінің стандартты іске асырылуын қамтамасыз етеді, соңғы іске асырулар одан мұрагерлік алып, өзгерте алады, бұл Android әзірлеушілер қауымдастығына өздерінің пернетақта макеттерін жасауға мүмкіндік береді. InputMethodService пернетақта көрінісімен бірге келеді. InputMethodService түйінбасу және қол қозғалыстары арқылы енгізуді өзгертуге мүмкіндік берсе, Keyboard класы пернетақтаның XML сипаттамасын жүктейді және түйінбасулардың атрибуттарын сақтайды. Осының нәтижесінде Android құрылғысына әртүрлі пернетақта нұсқаларын орнатуға болады, ал пернетақта – бұл тек қосымша, олардың арасында ең көп жүктелгендері Gboard және SwiftKey болып табылады; Android параметрлері мәзірі арқылы оны оңай қосуға болады.
iOS жүйесі
Apple сонымен қатар қауымдастыққа арнайы пернетақталарды жасау мүмкіндігін береді, бірақ сөздікке немесе пернетақтаның жалпы параметрлеріне қол жеткізуге рұқсат бермейді. Бұдан әрі, егер пайдаланушы мәтіндік өріске мәтін енгізсе, iOS жүйелік және арнайы пернетақталар арасында автоматты түрде ауысады. UIInputViewController – арнайы пернетақта қолданбасының кеңейтімі үшін негізгі контроллер. Бұл контроллер арнайы пернетақтаның іске асырылуына арналған әртүрлі әдістерді ұсынады, мысалы, арнайы пернетақта үшін пайдаланушы интерфейсі, қосымша сөздік алу немесе арнайы пернетақтаның негізгі тілін өзгерту.
Автоматты түзету және орфографияны тексеру
Android платформасы қолданбаның өзінде орфографиялық тексеруді жүзеге асыру және пайдалану мүмкіндігін ұсынатын орфографиялық тексеру жүйесін ұсынады. Бұл жүйе – Android платформасы ұсынатын мәтіндік қызмет API-лерінің бірі. Берілген мәтін негізінде сессия нысаны орфографиялық тексеруші жасаған орфографиялық ұсыныстарды қайтарады. iOS қате жазылған сөздерді тексеру үшін қолданылатын, әдетте Apple-дың автоматты түзетуі деп аталатын UITextChecker класын пайдаланады. UITextChecker орфографиялық тексерулері белгілі бір тілге арналған сөздіктерді пайдаланады. Ол нақты бір құжатты тексеру кезінде нақты сөздерді елемеуге үйретілуі мүмкін, сондай-ақ жаңа сөздерді үйренуі мүмкін, осылайша сөздікке жаңа сөздер қосылады. Пайдаланушылар автоматты түзетуде қалыпты сөздер ретінде қаралатын рұқсат етілген терминдердің жеке сөздігін қоса алады және «атаулар» немесе «мәтіндік қысқартпалар» деп аталатын мүмкіндікті пайдалана алады, онда белгілі бір мәтіндік тізбекті енгізу оны мақсатты мәтіндік тізбемен алмастырады немесе мақсатты мәтіндік тізбек ұсыныс ретінде пайда болады. Алғашқысы олардың басқа терминдермен алмастырылмайтынын, бірақ басқа терминдерге түзетілуі мүмкін екенін білдіреді. Қажетсіз ұсыныстарды жою мүмкіншілігі де бар.
Сөз ұсыныстары
2000 жылдардың басындағы түрлі ғылыми мақалалар смартфондар ойдағыдай істемей тұрған кезде-ақ, пайдаланушы теріп жатқан нәрсеге сүйене отырып сөздерді болжау, теру жылдамдығын арттыруға көмектесетінін көрсетті. Осы пернетақта мүмкіндігінің дамуының бастапқы кезеңдерінде болжау көбінесе статикалық сөздіктерге негізделген. Google 2013 жылы Android 4.4 нұсқасында осы болжау әдісін іске қосты. Бұл дамуға негізінен SwiftKey және Swype сияқты үшінші тарапты пернетақта провайдерлері ықпал етті. 2014 жылы Apple iOS 8 жүйесін ұсынды, онда QuickType деп аталатын жаңа алдын ала теру мүмкіндігі бар, ол пайдаланушы теріп жатқанда пернетақтаның үстінде сөздерді болжайды.
Жест түрлендіру
iOS және Android әзірлеушілерге жүйелік пернетақтасын өз қолданбаларындағы пернетақталармен алмастыруға мүмкіндік береді. Бұл, үшінші тараптың пернетақталарында пайда болғаннан кейін Android-тің ресми пернетақтасына енген сиырту арқылы теру сияқты жаңа мүмкіндіктерге жол ашты. Google жүргізген зерттеулер сиырту арқылы теру жылдамдығын 22%-ға арттыратынын және қателік деңгейін дерлік 0%-ға дейін төмендететінін көрсетті. Google бұл әдістің смарт-сағаттарда да тиімді екенін атап өтті. Олардың ғылыми зерттеулері И. Скотт Маккензидің жұмыстары мен Фиттс заңы бойынша саусақпен тигізуді модельдеу туралы жарияланымдарға негізделген.
Таңдау реакциясы
Тиімді тактильдік кері байланыс перне сәтті басылғанын сезім арқылы растайды, яғни пайдаланушы перне басылғанда "щық" дыбысын естіп, оны сезінеді. Гистерезис қолданылып, физикалық перненің сезімін одан да жақсырақ имитациялауға болады. Осы жағдайда, виртуалды пернеге басқанда естіліп, сезілетін бастапқы "щық" дыбысы болады, бірақ перне басылғаннан кейін саусақтың қысымы төмендегенде, физикалық перне бастапқы күйіне қайтып келгендей тағы бір "щық" дыбысы мен сезім пайда болады. Бұл әрекет Алекс Онишчак пен Скотт Маккензидің 2004 жылғы "Мобильді құрылғылардағы пернетақталар үшін екі енгізу әдісін салыстыру" мақаласында сипатталған, ол виртуалды пернетақтада гистерезиспен тактильдік кері байланысты алғаш рет енгізген.
Арнайы пернетақта түрлері
Пернетақталар түрлі цифрлық салаларда қажет. Тек смартфондар ғана емес, сондай-ақ виртуалды әлемдерді құратын құрылғылар, мысалы, виртуалды шындық немесе толықтырылған шындық көзілдіріктері де мәтін енгізу мүмкіндігін ұсынуы тиіс.
Оптикалық виртуалды пернетақта
1992 жылы IBM инженерлері оптикалық виртуалды пернетақтаны ойлап тауып, патенттеді. Ол адам қолы мен саусақтарының қозғалысын оптикалық түрде анықтап, талдайды және оларды боялған пернелері бар бет сияқты физикалық құрылғысы жоқ енгізу құрылғысындағы операциялар ретінде түсіндіреді. Осылайша, ол тышқан немесе пернетақта сияқты қолмен басқарылатын енгізу құрылғыларының шексіз түрлерін имитациялауға мүмкіндік береді. Барлық механикалық енгізу бөлімдерін қазіргі қолданбаға және пайдаланушының физиологиясына сәйкес оңтайландырылған, қолмен деректерді енгізудің жылдамдығын, қарапайымдығын және нақтылығын сақтайтын мұндай виртуалды құрылғылармен алмастыруға болады. Бұл технологияның бір мысалы – Samsung Electronics компаниясы жасаған ұялы телефондарға арналған "Selfie Type" пернетақта технологиясы. Ол пайдаланушының саусақтарын қадағалау үшін алдыңғы камераны (селфи камерасын) пайдалануды көздеді, бұл пайдаланушыға телефон алдындағы үстелде немесе басқа беттегі "көрінбейтін пернетақтада" теруге мүмкіндік береді. Ол 2020 жылғы Тұтынушы Электроникасы Көрмесінде таныстырылды және сол жылы іске қосылуы күтілді, бірақ іске қосылмады.
Қосымша шындықты құрайтын пернетақталар
Өңделген шындық ортасындағы виртуалды пернетақтаның негізгі идеясы – пайдаланушыға мәтін енгізу мүмкіндігін ұсыну. Көп қолданылатын тәсіл – жалпақ пернетақтаны өңделген шындыққа бейнелеу, мысалы, Unity TouchScreenKeyboard арқылы. Microsoft HoloLens пайдаланушыға бас қозғалысын қолданып пернетақтадағы әріптерді таңдауға мүмкіндік береді. 2003 жылы Кореяның KJIST U VR зертханасы басқа бір тәсілді зерттеді. Олардың ұсынысы – саусақ қозғалысын қадағалауға арналған киілетін құрылғыларды пайдалану, арқылы физикалық пернетақтаны виртуалды пернетақтамен алмастыру. Сондай-ақ, кілт басылғанда пайдаланушыға аудиовизуалды кері байланыс беруге тырысты. Негізгі мақсат – пайдаланушыға мәтін енгізудің табиғи жолын ұсыну, ол оның бұрынғы тәжірибесіне негізделген. Magic Leap 1 өңделген шындық арқылы виртуалды пернетақтаны іске асырады.
Виртуалды шындық пернетақталары
Қиындық, толықтырылған шындықтағыдай, пайдаланушыға мәтінді толығымен виртуалды ортаға енгізу мүмкіндігін беру болып табылады. Басты мәселе – нарықтағы толықтырылған шындық жүйелерінің көпшілігі пайдаланушының қолдарын қадағаламайды. Сондықтан қолда бар көптеген жүйелер әріптерді көрсету мүмкіндігін ұсынады. 2016 жылдың қыркүйегінде Google өздерінің Daydream виртуалды шындық гарнитурасы үшін виртуалды пернетақта қосымшасын жариялады. Мәтінді енгізу үшін пайдаланушы Daydream контроллерімен нақты әріптерді таңдай алады. 2017 жылдың ақпан айында Logitech өзінің пернетақталарын виртуалды ортаға енгізудің тәжірибелік жолын ұсынды. Vive Tracker және Logitech G ойындық пернетақтасының көмегімен, ешқандай қолғап кимей-ақ, әрбір саусақтың қозғалысын дәл қадағалауға болады. Мұндай 50 жиынталқы эксклюзивті әзірлеушілерге жіберілді, бұл оларға Logitech-тің BRIDGE әзірлеушілер жиынтығымен бірге жаңа технологияны сынап көруге және тәжірибе жасауға мүмкіндік берді.