дисплей брайля нужен для чего
Braille Phone. Продолжение
В продолжение моего недавнего поста: Совершенно новый тип дисплея для смартфонов. Изображение можно почувствовать руками. И почему я этому рад, хотелось бы углубится в технические подробности возможных вариантов создания подобных дисплеев, ну и мобильных телефонов как результат.
Справедливо будет заметить то, что телефоны со шрифтом Брайля, как таковые, появились много раньше, чем собственно первый выше упомянутый пост, ну или же моя идея. А вот о реализации непосредственно динамического шрифта, дисплея в мобильном устройстве, с последующей производной всех функциональных возможностей, до этого похоже не задумывались, или же не уделяли этому должного внимания.
Т.е. речь пойдет непосредственно о реализации такого дисплея, немного затронем написание операционной системы, реализацию особого интерфейса и его поведения на действия пользователя, а также: реализацию программных продуктов, таких как: набор с помощью такого устройства текстовой информации, в первую очередь путем манипуляции с клавиатурой (которая может быть реализована по тем же принципам что и в большинстве мобильных устройств, с тем лишь отличием что такая клавиатура вызывается автоматически в виде набора символов шрифта Брайля), немного коснемся мобильной навигации для слепых и способов ее реализации.
По этому поводу удалось найти несколько стандартов. Это стандарты: ISO 17049:2013 Нанесение шрифта Брайля на вывески, оборудование и бытовые приборы, ISO 17351:2013 Шрифт Брайля на упаковке для лекарственных средств и Российский стандарт ГОСТ Р 56832-2015 Шрифт Брайля. Требования и размеры, на котором собственно и остановимся.
Справка
Определимся с основными понятиями предметной области. В этом нам конечно же поможет Wikipedia)
Шрифт Брайля (фр. Braille) — рельефно-точечный тактильный шрифт, предназначенный для письма и чтения незрячими и плохо видящим людям. Разработан в 1824 году французом Луи Брайлем (фр. Louis Braille), сыном сапожника. Луи в возрасте трёх лет поранился в мастерской отца шорным ножом; из-за начавшегося воспаления глаза мальчик потерял зрение. В возрасте 15 лет Луи создал свой рельефно-точечный шрифт как альтернативу рельефно-линейному шрифту Валентина Гаюи, вдохновившись простотой «ночного шрифта» капитана артиллерии Шарля Барбье. В то время «ночной шрифт» использовался военными для записи донесений, которые можно было прочесть в темноте. Шрифт Брайля был первой системой записи с двоичным кодированием.
В 1960 году 50 % слепых детей школьного возраста в США могли читать с помощью шрифта Брайля.
Дисплей (англ. display «показывать» от лат. displicare «рассеивать, разбрасывать») — электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Дисплеем в большинстве случаев можно назвать часть законченного устройства, используемую для отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом.
В нашем случае под дисплеем будем понимать устройство предназначенное для передачи информации рельефным способом, и восприятие этой информации тактильным способом.
Физиология
Вышеупомянутый ГОСТ говорит нам следующее (цитата):
Тактильные нервы на кончиках пальцев находятся на расстоянии примерно 1,2 мм друг от друга, ближе расположенные точки нельзя будет отличить друг от друга. Особенно это касается промежутка между двух точек. Меньшие размеры, чем определено в 3.2.3, нельзя свободно читать и поэтому они не допускаются. Также из-за ограниченности тактильной поверхности на кончике пальцев, большие размеры, чем в 3.2.2 не допускаются в учебных материалах для недавно ослепших людей.
Также стоит обратить внимание, что большинство цитат будут приводится непосредственно из этого стандарта.
Изображение шрифта Брайля
В дальнейшем возьмем это за основу, как базис для вида, конструкции и реализации нашего дисплея.
В системе шрифта Брайля знаки (буквы, цифры, знаки препинания и служебные знаки) образуются 6 рельефными точками. Из 6 точек можно сконструировать 63 знака. На рисунке 2 представлены 63 знака системы шрифта Брайля.
На рисунке 2 осязаемые/ощутимые точки знака шрифта Брайля передаются плотными черными точками. Чтобы разъяснить позицию точек внутри основной формы, не установленные точки, напротив, представлены маленькими точками, занимающими место для других (вспомогательными точками).
Требования и размеры
Пожалуй это основной раздел, т.к. на основе этой информации и будет строится все конструктивные особенности дисплея.
Из-за того, что осязание в отличие от глаза имеет только очень слабую разрешающую способность, знаки шрифта Брайля должны быть очень большими по сравнению с черным (обычным) шрифтом, чтобы обеспечить точное распознавание и свободное чтение.
Крупный шрифт
Крупный шрифт используется, в основном, в книгопечатании, а также для этикеток/табличек и т.д. Следующие размеры являются стандартными:
— расстояние между точками а в горизонтальном направлении от центра одной точки до центра другой точки составляет 2,7 мм;
— расстояние между точками b в вертикальном направлении от центра одной точки до центра другой точки составляет 2,7 мм;
— ширина знака с от центра 1 точки до центра 1 точки следующего знака составляет 6,6 мм;
— расстояние d от центра 1 точки последнего знака слова до центра 1 точки первого знака следующего слова равняется двойному значению с, то есть 13,2 мм;
— высота строки е расстояние от центра 1 точки до центра 1 точки следующей строки 10,8 мм. При использовании 8 точек шрифта Брайля, высота строки увеличивается на 2,7 до 13,5 мм;
— диаметр точки равняется примерно 1,5 мм (базовый диаметр штампующего штифта) или соответственно 1,8 мм диаметра в матрице.
Средний шрифт
Средний шрифт является самой маленькой допустимой формой для создания шрифта Брайля. Следующие размеры являются стандартными:
— расстояние между точками а в горизонтальном направлении от центра одной точки до центра другой точки составляет 2,5 мм;
— расстояние между точками b в вертикальном направлении от центра одной точки до центра другой точки составляет 2,5 мм;
— ширина знака с от центра 1 точки до центра 1 точки следующего знака составляет 6,0 мм. Некоторые модули дисплея Брайля имеют по техническим причинам ширину до 6,5 мм, что ведет к ширине знака до 6,5 мм;
— расстояние d от центра 1 точки последнего знака слова до центра 1 точки первого знака следующего слова равняется двойному значению с, то есть 12,0 мм, однако у дисплеев Брайля двойное значение ширины модуля, то есть до 13 мм;
— высота строки е от центра 1 точки до центра 1 точки знака в следующей строке равняется 10,0 мм. При использовании шрифта из 8 точек высота строки увеличивается на 2,5 до 12,5 мм;
— диаметр точки равняется примерно 1,3 мм (базовый диаметр штампующего штифта), соответственно диаметр в матрице 1,6 мм. У цилиндрических штифтов дисплеев Брайля диаметром точки является базовый диаметр штифта 1,3 мм.
Мелкий шрифт
Мелкий шрифт, используемый отчасти в Азии, не следует применять в Центральной Европе потому, что тактильные нервы на кончиках пальцев у европейцев расположены дальше друг от друга, чем у азиатов и поэтому, европейцы не могут свободно читать мелкий шрифт.
Изображение и высота точек шрифта Брайля
Некоторые точки шрифта Брайля должны быть, если смотреть сверху, полукруглыми и стоять на коническом или цилиндрическом основании. Головка точки не должна иметь форму плоской вершины, усеченного конуса или просто вершины конуса. Точки должны иметь гладкую поверхность и не должны иметь острые края. Следующие размеры являются стандартными:
— высота точки составляет от 0,6 до 0,7 мм, но не менее 0,5 мм, измеряется от поверхности бумаги, для гарантии хорошей и свободной читаемости;
— расстояние между двумя соседними напечатанными точками на основе (поверхность бумаги) должно быть не менее 0,9 мм.
Сводим все в кучу
Исходя из выше описанного, попробуем реализовать черновой эскиз проекта.
Очевидно, что устройство должно передавать некую информацию пользователю, и по мимо этого воспринимать информацию от самого пользователя, сенсорным или иным способом.
Беря во внимание тот факт, что мы создаем не просто устройство для передачи текстовой информации, а хотим создать «полноценное» устройство для отображения «картинок», иными словами рельефа изображения (это можно представить как будто бы пиксели обычной OLED или другой матрицы, возвышаются над общей поверхностью в зависимости от значения глубины своего цвета, ну или от яркости монохромного изображения).
В качестве шага между нашими точками примем средний шрифт, со значениями: A=2,5мм., и B=2,5мм, а в качестве диаметра нашей точки примем цилиндрический параметр шрифта для дисплеев Брайля, некоторой высоты, где объявим параметр H, и дадим ему значение 0,6мм. Опустим такие упомянутые в описании среднего шрифта параметры как: ширина знака, ширина слова и высота строки.
Хотя с другой стороны мелкий шрифт был бы более оптимальным решением для такого устройства, т.к. позволил бы вместить больше информации на единицу площади.
Изобразим то, что мы описали в виде небольшого чернового чертежа, представленного на рисунке ниже:
Матрицы Braille Phone, вид сверху
Где шаг между точками, как по ширине, так и по высоте, составляет 2,5мм. Диаметр точки составляет 1,3мм. А размер самой панели (высота х ширина) 100х150мм., соответственно. Матрица изображена в планшетной ориентации.
Исходя из соображений описанных в разделе Изображение и высота точек шрифта Брайля, а именно: точки шрифта Брайля должны быть, если смотреть сверху, полукруглыми и стоять на коническом или цилиндрическом основании. Головка точки не должна иметь форму плоской вершины, усеченного конуса или просто вершины конуса. Точки должны иметь гладкую поверхность и не должны иметь острые края. высота точки составляет от 0,6 до 0,7 мм, но не менее 0,5 мм, измеряется от поверхности бумаги, для гарантии хорошей и свободной читаемости. Примем H=0,6.
Попробуем представить точку как функциональное устройство, для передачи тактильных сигналов, ее устройство в составе датчика обратной связи с пользователем. Далее на рисунке:
Один из вариантов реализации устройства толчкового механизма точки
Это лишь один вариант возможной реализации такого механизма, где под аббревиатурами понимается следующие:
Ну вот собственно и все, что я хотел выразить по этому поводу)
Прошу пост рассматривать как пищу для размышления, не более того. Тем более все что мною описано выше, не является истинной в последней инстанции. Да притом пока я дописывал этот пост, мне на ум пришло еще с тройку реализаций дисплея, но описывать их суть уже нет времени, может быть как нибудь в другой раз.
С нетерпением жду Ваших комментариев)
Что же, всем спасибо у кого хватило сил это дочитать. Всего хорошего!
Создан экран, который позволяет слепым читать шрифт Брайля без прикосновения
Чтобы помочь слепым распознавать информацию, более 150 лет назад был создан шрифт Брайля, который до сих пор широко используется по всему миру. Он состоит из шести выпуклых точек на плоской поверхности с разным расположением, что позволяет отображать в основном цифры для слепых людей. Некоторые интерактивные дисплеи Брайля позволяют отображать разный текст, однако они очень дорогие, и их использование считается небезопасным, поскольку любой наблюдатель может подсмотреть информацию на экране. Зачитывание написанного текста с помощью голоса тоже считается неэффективным, так как это неконфиденциально. Поэтому ученые постоянно находятся в разработке новых способов, которые помогут слепым взаимодействовать с написанным текстом.
Сейчас шрифт Брайля печатают прямо на кнопках
Что такое шрифт Брайля
Одно из таких решений удалось создать инженерам из Германии, которые смогли приспособить ультразвуковой дисплей для отображения цифр шрифта Брайля. Экран создает в воздухе несколько зон из ультразвуковых волн, и человеку достаточно близко поднести к нему ладонь, чтобы с помощью кожи различить эти волны. По задумке ученых, такой дисплей впоследствии можно будет установить, например, над клавиатурой банкомата. Сейчас слепые люди пользуются банкоматами с помощью шрифта Брайля, который наносят на кнопки ввода пин-кода, а также с использованием голосовых подсказок от самого устройства. Однако это не совсем безопасно: любой может подойти вплотную к такому человеку и увидеть, какие цифры он набирает.
Идея создать рельефно-точечную азбуку пришла Луи Брайлю после того, как он, играя в мастерской отца, случайно поранил глаз, что через два года привело к окончательной потере зрения. Он не только создал шрифт Брайля, но и также работал преподавателем-репетитором, научился играть на пианино и органе.
Как слепые распознают цифры
В качестве альтернативы инженеры предлагают использовать разработанный ими ультразвуковой дисплей, который можно установить на любых общедоступных устройствах для слепых. Экран с помощью звуковых волн моделирует сигнал в диапазоне, различимым рукой, в результате человек ощущает заметное давление и вибрацию в определенной точке пространства.
Как рука распознает символы с экрана
Если символ, отображенный «на ладони», соответствует цифре, которую хочет ввести слепой, он перемещает руку ниже и одним касанием подтверждает ввод.
Работу дисплея протестировали с одним из банкоматов
Конечно, для полноценной работы такого устройства на том же банкомате потребуется поддержка нового типа отображения и ввода информации для слепых, но сама идея разработки подобного дисплея уже вызывает интерес у многих ученых. Его единственный недостаток пока что — точность срабатывания; слепые люди распознают символы, «спроецированные» на их ладонь, в среднем в 85% случаев. Это, конечно, тоже немало, но сейчас такой человек может воспользоваться обычной клавиатурой банкомата со шрифтом Брайля и точно ввести нужные ему цифры. Кроме того, это будет заметно быстрее, но менее конфиденциально.
Такой экран было бы целесообразно использовать не только в банкоматах и лифтах, как это хотят реализовать инженеры, а просто в повседневной жизни слепых людей. Вместо шрифта Брайля на поверхностях они смогут считывать информацию с помощью ультразвуковых волн на своей ладони. Слепые люди не могут использовать зрение для построения своей модели мира, они полагаются на другие чувства. Поэтому у них обострено, в частности, осязание, которое позволяет им пользоваться шрифтом Брайля.
Символы, которые использовались в исследовании
Ученые опросили 11 слепых людей и предложили им попробовать новое устройство, и по удобству использования оно набрало почти 80 баллов из 100. Инженеры уже создали несколько рабочих прототипов нового дисплея для слепых, которые планируют применить в некоторых банкоматах и лифтах.
Интересно, что врожденная слепота каким-то образом защищает человека от шизофрении. При этом если вы потеряли зрение в более поздний период жизни и в роду есть родственники с шизофренией, то шансы заболеть значительно возрастают.
Миллионы людей по всему миру страдают от заболеваний, которые приводят к постепенному вырождению светочувствительных клеток в их глазах, что в итоге влечёт за собой полную слепоту. 5 лет назад исследователи из Университета Бёрна и Геттингского университета разработали способ, благодаря которому можно развернуть этот процесс вспять, однако с того времени дальше испытаний на мышах дело не продвинулось.
Глава 10. Использование дисплеев Брайля
В этой главе приведена информация об использовании обновляемых дисплеев Брайля, подключенных напрямую или через Bluetooth, с функцией VoiceOver. Кроме того, в этой главе приведен обширный список типов дисплеев Брайля, поддерживаемых VoiceOver.
Об обновляемых дисплеях Брайля
Если к Вашему компьютеру подключен дисплей Брайля (или, в случае подключения по Bluetooth, дисплей работает в паре с компьютером), VoiceOver автоматически обнаруживает его и отправляет информацию о том, что отображается на экране. К компьютеру можно подключить несколько дисплеев Брайля, и каждый дисплей будет отображать одно и то же содержимое, что может быть полезным, например, в условиях классной комнаты.
По умолчанию VoiceOver отображает полную версию системы Брайля. Можно установить настройки для использования сокращенной версии системы Брайля; в этом случае VoiceOver динамически изменяет вид дисплея под курсором с сокращенной системы Брайля на полную для облегчения чтения и редактирования, а при перемещении курсора снова меняет вид системы на сокращенную.
Дисплей Брайля обычно содержит больше информации, чем содержимое курсора VoiceOver. Он описывает содержимое всей строки, на которой установлен курсор VoiceOver, включая элементы слева и справа от курсора. Например, когда курсор VoiceOver установлен на элементе окна, дисплей Брайля отображает и другие элементы строки, такие как значки, флажки и всплывающие меню, а также текст, который находится слева и справа от курсора VoiceOver. Этот набор элементов — курсор VoiceOver и элементы слева и справа от него по горизонтали — составляют «строку» Брайля.
Когда Вы управляете элементом, на который наведен курсор VoiceOver для получения более подробной информации о нем, описание на дисплее Брайля также изменяется, предоставляя Вам больше подробностей. Например, если Вы переместили курсор VoiceOver на панель инструментов, VoiceOver описывает только эту панель инструментов на дисплее Брайля, т.к. панели инструментов расположены по всей ширине окна. Когда Вы управляете панелью инструментов, дисплей Брайля описывает каждый элемент на панели инструментов слева направо.
VoiceOver поднимает точки 7 и 8, чтобы указать положение курсора VoiceOver и помочь определить его местонахождение в строке Брайля. (Эту функцию можно отключить в утилите VoiceOver). Аналогичным образом, когда Вы редактируете или выбираете текст, выбранный текст будет представлен точками 7 и 8. VoiceOver также указывает положение курсора выбора текста, называемого «I-beam», выделяя цветом точку 8 ячейки Брайля, которая предшествует курсору выделения текста, и точку 7 ячейки Брайля, которая следует за курсором выделения текста.
VoiceOver предоставляет дополнительную информацию о том, что находится на экране, используя три ячейки статуса. Каждая ячейка статуса содержит определенный тип информации. Можно задать настройки для количества ячеек статуса, которые Вы хотите использовать, и их расположения на дисплее Брайля. Например, Вы можете выбрать использование ячейки, которая показывает статус текста, и установить ее расположение в левой части дисплея.
VoiceOver определяет тип дисплея Брайля, подключенного к компьютеру, и задает настройки по умолчанию, подходящие для Вашего дисплея. Используйте утилиту VoiceOver для назначения команд VoiceOver для клавиш на дисплее Брайля. Дисплей Брайля можно использовать как вместе с воспроизведением речи VoiceOver, так и с отключенным воспроизведением речи. Если Ваш дисплей Брайля имеет клавиатуру, работающую по методу Перкинса, с помощью нее можно вводить текст.
Создание пары с Bluetooth-дисплеем Брайля
Перед началом использования поддерживаемого Bluetooth-дисплея Брайля с VoiceOver необходимо создать пару для дисплея Брайля. Одновременно можно подключить только один Bluetooth-дисплей Брайля. Создание пары выполняется только один раз; пара сохраняется, пока Вы не отмените соединение. После создания пары с дисплеем Брайля VoiceOver обнаруживает дисплей, когда он включен и находится в зоне действия связи; если этот дисплей Брайля является основным, его можно использовать.
Может появиться запрос на ввод секретного кода соединения (например, 0000 или 1234, два распространенных стандартных кода). Код обычно указан в сопроводительной документации к дисплею Брайля.
Если выбранный из списка Bluetooth-дисплей Брайля не работает с VoiceOver, вероятно, его драйвер не совместим с драйвером VoiceOver. Попробуйте создать пару с другим Bluetooth-дисплеем Брайля.
Если Bluetooth-дисплей Брайля не отображается в списке, убедитесь, что в дисплее включена возможность обнаружения. Подробную информацию см. в сопроводительной документации к дисплею Брайля.
О панорамировании на дисплее Брайля
Иногда строка знаков Брайля слишком широкая и не умещается на дисплее Брайля. Строку можно «панорамировать», нажимая кнопки «влево» или «вправо» на дисплее для перемещения строки. При панорамировании влево или вправо движение осуществляется в соответствии с числом ячеек (включая и ячейки состояния), которые содержит дисплей.
При перемещении курсора VoiceOver с помощью клавиш VoiceOver дисплей Брайля при необходимости автоматически выполняет панорамирование для следования за курсором и даже выполняет переход на предыдущую или следующую строку.
Использование клавиш маршрутизации на дисплеях Брайля
На многих дисплеях Брайля над ячейками Брайля расположены клавиши маршрутизации, которые можно использовать для перемещения курсора. Обычно клавиша маршрутизации, расположенная над определенным объектом в строке знаков Брайля, нажимается для перемещения курсора VoiceOver или выбора этого объекта.
При нажатии клавиши маршрутизации над элементом управления курсор VoiceOver перемещается к этому элементу управления, если курсор VoiceOver еще не указывает на этот элемент. Если курсор VoiceOver уже находится на этом элементе управления, при нажатии клавиши маршрутизации выполняется действие, по умолчанию установленное для этого элемента управления. Например, для нажатия кнопки можно нажать клавишу маршрутизации для перемещения курсора VoiceOver к этой кнопке, а затем повторно нажать клавишу маршрутизации для нажатия этой кнопки. Использование клавиатуры компьютера не требуется. Точно так же, при чтении текста или перемещении по тексту нажатие клавиши маршрутизации перемещает курсор VoiceOver к данной позиции в тексте.
Можно также нажать клавишу маршрутизации над ячейкой состояния для отображения расширенного описания каждой точки в ячейке Брайля. Для закрытия описания нажмите любую другую клавишу маршрутизации.
Использование ячеек статуса на дисплее Брайля
Содержимое строки, в которой находится курсор VoiceOver, появляется в ячейках дисплея Брайля. VoiceOver использует ячейки статуса для предоставления дополнительной информации о строке, такой как атрибуты текста.
Если Ваш дисплей Брайля имеет отдельные ячейки статуса, VoiceOver использует эти ячейки для отображения дополнительной информации на основе настроек, заданных в утилите VoiceOver. В противном случае VoiceOver использует от одной до трех первых ячеек, расположенных слева или справа на дисплее, в зависимости от Ваших настроек. VoiceOver резервирует еще одну ячейку, которую он оставляет пустой, в качестве разделителя между ячейками статуса и другими ячейками.
Если настройки ячеек статуса не заданы, статус не будет отображаться, и все значимые ячейки будут использоваться для показа содержимого текущей строки.
Просмотр уведомлений на дисплее Брайля
VoiceOver отправляет уведомления о событиях, которые визуально не представлены на экране дисплея Брайля. Например, если фоновая программа требует внимания или на экране появляется новое окно, VoiceOver отправляет уведомление об этом на дисплей Брайля.
VoiceOver хранит до 30 объявлений в своем журнале, располагая самое недавнее уведомление в начале списка. Если Вы установили настройку для использования ячейки статуса, которая показывает общий статус дисплея, Вы можете просмотреть уведомления.
Когда Вы закончите просмотр уведомлений, нажмите любую клавишу маршрутизации над уведомлением, чтобы обновить текущую строку.
Назначение команд VoiceOver для клавиш дисплея Брайля
VoiceOver может определить, имеет ли Ваш дисплей Брайля клавиши ввода, и назначить обычные команды VoiceOver для этих клавиш. Таким образом он помогает Вам работать более эффективно, меньше используя клавиатуру компьютера. Например, VoiceOver может назначить команду «Вниз» для клавиши D3; когда Вы нажмете эту клавишу на своем дисплее Брайля, курсор VoiceOver на экране переместится вниз на одну строку. Можно изменить настройки по умолчанию и добавить собственные настройки.
После нажатия сочетания клавиш Command-B VoiceOver сохранит назначение спустя примерно пять секунд. Вы услышите звуковой эффект в виде отсчета секунд.
Поддерживаемые дисплеи Брайля
Mac OS X поддерживает множество различных USB- и Bluetooth-дисплеев Брайля.
Примечание. В таблице отмечена технология подключения дисплеев: только Bluetooth или USB и Bluetooth. Если отметки нет, указанный дисплей подключается только по USB.