!"#$%&'#()*+,+-.')/$01'

Transkript

1 !"#$%&'#()*+,+-.')/$01'

2

3 !eské vysoké u"ení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Diplomová práce Navigace zrakov! posti"en#ch osob v interiéru pomocí mobilního za$ízení s dotykov#m displejem Pavel Cvetler Vedoucí práce: Ing. Jan Vystr%il Studijní program: (MP4) Otev#ená informatika Obor: (1801T039) Po"íta"ová grafika a interakce kv$ten 2011

4

5 2+#34+-$%&' Rád bych pod$koval v%em, kte#í mi poskytli pot#ebné informace k dané problematice, zvlá%t$ pak d$kuji vedoucímu své diplomové práce panu Ing. Janu Vystr"ilovi za cenné rady, p#ipomínky a nám$ty, jimi& mi v'znamn$ pomohl ke zpracování zadaného tématu. v

6

7 2/+5*$61%&' Prohla%uji, &e jsem svou diplomovou práci vypracoval samostatn$ a pou&il jsem pouze podklady uvedené v p#ilo&eném seznamu. Nemám záva&n' d(vod proti u&ití tohoto %kolního díla ve smyslu 60 Zákona ". 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorsk'm a o zm$n$ n$kter'ch zákon( (autorsk' zákon). V Praze dne vii

8

9 789:/"0:' This thesis deals with design of using mobile phone with touch screen for visually impaired people and theirs navigation in the interior using a mobile phone, where QR codes is used for determining the position of the user. At the beginning of the work there are described designs of controlling of mobile phone and layout of user interface of the navigation application. Next part of the work deals with way of storing the scheme of buildings to the file and design of the application. Further there are described tests with users. At the end of the work there are described the possible improvements and expansion of the system. 789:/"4:' Tato práce se zab'vá návrhem ovládání mobilního telefonu s dotykovou obrazovkou pro zrakov$ posti&ené a jejich navigací v interiér(, kde jsou pou&ity QR kódy k ur"ování pozice u&ivatele. V úvodní "ásti práce jsou návrhy ovládání mobilního telefonu a u&ivatelského rozhraní naviga"ní aplikace. Dal%í "ást práce se zab'vá návrhem ulo&ení schématu budovy do souboru a samotn'm návrhem aplikace. Dále jsou popsány testy s u&ivateli. V záv$ru práce jsou nastín$ny mo&ná zlep%ení a roz%í#ení ovládání mobilního telefonu i samotné naviga"ní aplikace. ' ix

10

11 ;89"5' 1! Úvod... 1! 1.1! Historie projektu... 1! 2! Anal'za problém( a technologií... 3! 2.1! Dotykové displeje... 3! 2.2! Ovládání dotykového telefonu nevidom'mi... 5! 2.3! Navigace nevidom'ch v interiéru... 5! 2.4! Binární grafické kódy... 6! 2.5! Opera"ní systém mobilního telefonu... 8! 2.6! Architektura Android OS... 9! 2.7! Verze Android OS... 11! 3! Existující implementace usnad)ující pou&ití telefonu nevidom'm... 15! 3.1! Na úrovni aplikace... 15! 3.2! Na systémové úrovni... 16! 4! Návrh ovládání mobilního telefonu... 23! 4.1! Pouze pomocí dotykové plochy... 23! 4.2! Pou&itím externího za#ízení... 24! 4.3! Návrh ovládání po prvním testování... 25! 5! U&ivatelské rozhraní aplikace... 27! 5.1! Architektura aplikace... 27! 5.2! Funkce... 28! 5.3! Rozmíst$ní funkcí na klávesy... 31! 6! Návrh ulo&ení schématu budovy... 33! 6.1! Struktura schématu budovy... 33! 6.2! Ulo&ení struktury souboru schématu... 34! 7! Realizace... 37! 7.1! Pou&ité technologie... 37! 7.2! Na"ítání schématu budovy... 38! 7.3! Externí ovládání... 40! 7.4! P#idání podpory HID do Android OS... 44! 7.5! Implementace... 45! 8! Testování... 49! 8.1! Test pou&itelnosti externího ovládání... 49! 8.2! V'sledky testu pou&itelnosti externího ovládání... 51! xi

12 8.3! Testování aplikace a externího ovládání v reálném prost#edí... 52! 8.4! Ú"astníci testu aplikace a externího ovládání... 55! 8.5! V'sledky testování aplikace a externího ovládání... 59! 9! Záv$r... 61! 9.1! Dosa&ení stanoven'ch cíl(... 61! 9.2! Pokra"ování v'voje... 61! 10! Literatura a pou&ité materiály... 65! Dodatek A,! Seznam pou&it'ch zkratek... 67! Dodatek B,! Dotazníky z testování... 69! Dodatek C,! Fotografie z test(... 73! Dodatek D,! Instala"ní a u&ivatelská p#íru"ka... 75! Instalace... 75! U&ivatelská p#íru"ka klávesnice... 75! U&ivatelská p#íru"ka aplikace... 76! Dodatek E,! Obsah p#ilo&eného CD... 79!

13 <1=%",'+8/$=4>' Obrázek 2-1: Kapacitní dotykov' displej... 4! Obrázek 2-2: Grafické kódy... 7! Obrázek 2-3: Struktura QR kódu... 8! Obrázek 2-4: Architektura Android OS... 9! Obrázek 2-5: Distribuce verzí Android OS k ! Obrázek 3-1: Braillovo písmo... 16! Obrázek 3-2: Aplikace PST (vpravo) a ukázka pou&ití (vlevo)... 17! Obrázek 3-3: Ukázka gest (zkratek)... 19! Obrázek 3-4: Eyes-Free Home... 19! Obrázek 3-5: Psaní v Eyes-Free Home... 20! Obrázek 3-6: Mobile Accessibility... 21! Obrázek 4-1: Pou&ití malého po"tu ovládacích prvk( a jejich rozmíst$ní... 24! Obrázek 5-1: Zjednodu%ená architektura navrhovaného systému... 27! Obrázek 5-2: V'b$r mapy budovy... 28! Obrázek 5-3: V'b$r bodu trasy... 30! Obrázek 5-4: Numerická klávesnice... 31! Obrázek 7-1: Zjednodu%ená struktura aplikace... 45! Obrázek 8-1: Nastavení testu pou&itelnosti externího ovládání... 50! Obrázek 8-2: Nastavení testu aplikace... 52! Obrázek 8-3: Rozsah popisu 3. patro... 53! Obrázek 8-4: Rozsah popisu 4. patro (p(dní vestavba)... 53! Obrázek 10-2: Testování aplikace v praxi... 73! Obrázek 10-2: Testování aplikace v praxi - QR kód... 73! Obrázek 10-3: Testování aplikace v praxi - na"ítání QR kódu... 74! Obrázek 10-3: Úvodní obrazovka... 76! Obrázek 10-4: V'b$r bodu trasy... 76! xiii

14

15 <1=%",':"8?*14' Tabulka 2-1: Datové kapacity QR kódu... 7! Tabulka 2-2: Opravy chyb QR kódu... 8! Tabulka 2-3: Distribuce verzí Android OS k ! Tabulka 7-1: SW mapování funkcí HW klávesnice... 42! Tabulka 8-1: ú"astníci testování pou&itelnosti externího ovládání... 51! Tabulka 8-2: ú"astníci testování pou&itelnosti externího ovládání... 55! Tabulka 10-1: SW mapování funkcí HW klávesnice... 75! Tabulka 10-2: Mapování funkcí na tla"ítka... 77! xv

16

17 Zdrojov' kód 6-1: Informace o obsahu schématu... 34! Zdrojov' kód 6-2: Body v souboru s mapou... 35! Zdrojov' kód 6-3: Spojení v souboru s mapou... 35! Zdrojov' kód 7-1: P#ipojení HID za#ízení... 44! xvii

18

19 Úvod (1) C D-+#' P#i v'b$ru tématu diplomové práce jsem preferoval vyu&ití jejích záv$r( v praxi. Oslovilo m$, &e moje práce a její v'sledky mohou pomoci lidem, kte#í se ocitli v nelehké &ivotní situaci v d(sledku ztráty jednoho z nejd(le&it$j%ích lidsk'ch smysl( zraku. Lidé, kte#í p#ijdou o zrak v pr(b$hu svého &ivota, se s touto situací mnohdy t$&ko vyrovnávají a jen obtí&n$ si zvykají na nové &ivotní podmínky. Trvá jim "asto i n$kolik let, ne& se novému zp(sobu &ivota p#izp(sobí. V procesu adaptace jim m(&e v'znamn$ pomoci práv$ technika. Orientace v neznám'ch prostorách, p#evá&n$ pak v budovách, je i pro zdravého "lov$ka mnohdy velmi obtí&ná. Vstoupí-li "lov$k do budovy, s jejím& prost#edím dosud není seznámen, "eká na n$j spletitá sí* chodeb, schodi%* a v'tah(, ve které se musí vyznat, aby úsp$%n$ nalezl sv(j cíl. Zdrav'm lidem k tomu pomáhají orienta"ní plány budov, které jsou mnohdy slo&ité a nep#ehledné. Zrakov$ posti&ení v%ak nemají ani tuto mo&nost. P#i pohybu v neznámém prostoru jsou proto zpravidla odkázáni na pomoc druh'ch, co& není ka&dému p#íjemné. A práv$ bezv'chodnost této situace se pro m$ stala odrazov'm m(stkem k hledání #e%ení v'%e uvedeného problému. Moje diplomová práce je na téma navigace zrakov$ posti&en'ch osob v interiéru pomocí mobilního za#ízení s dotykov'm displejem. Navazuje tím na moji bakalá#skou práci [12], její& st$&ejním cílem bylo #e%ení navigace nevidom'ch v interiéru pomocí mobilního telefonu s opera"ním systémem Symbian. Proto&e trendem dne%ní doby je pou&ití dotykového displeje k ovládání mobilního telefonu, dostávají se mobilní telefony s b$&nou klávesnicí do pozadí a je mo&né, &e se jednoho dne p#estanou vyráb$t úpln$. Pou&ívání mobilního telefonu je pro zrakov$ posti&eného "lov$ka slo&ité. Musí se toti& spolehnout na svoje zb'vající smyly, p#evá&n$ sluch a hmat. Pokud je ale v'vojem trhu nucen pou&ívat mobilní telefon s dotykovou obrazovkou, je jeho dal%í smysl, tentokráte hmat, zna"n$ omezen. Zám$rem mojí diplomové práce je usnadn$ní pou&ívání mobilního telefonu s dotykov'm displejem zrakov$ posti&en'm osobám a pomocí zmín$ného za#ízení uleh"it jejich pohyb v neznám'ch prostorách. CEC F(9:+/(1')/+@14:?' Projekt zab'vající se navigací zrakov$ posti&en'm s vyu&itím informa"ních technologií b$&í na kated#e po"íta"(!vut FEL ji& #adu let. V posledních letech se v'zkum zam$#uje na navigaci zrakov$ posti&en'ch pomocí mobilního telefonu. První prací, která vyu&ívala mobilní telefon jako prost#edek k usnadn$ní pohybu zrakov$ posti&en'm v neznámém prostoru, je diplomová práce Jana Vystr"ila [13] U&ivatelské rozhraní pro navigaci 1

20 Úvod (1) nevidom'ch osob v interiéru pomocí mobilního telefonu. Autor ve své práci popisuje naviga"ní systém, kter' um$l u&ivateli p#e"íst p#edem p#ipravenou trasu. Pro implementaci prototypu zvolil prost#edí Java ME. Zjistil, &e Java ME má jistá omezení, a proto doporu"uje vytvá#et aplikaci p#ímo pro cílov' OS. Na tuto práci navazovala moje bakalá#ská práce [12] Mobilní navigace nevidom'ch osob v interiérech. Tato práce vychází ze základních princip( obou uveden'ch prací, vyu&ívá jejich doporu"ení a sna&í se odstranit jejich nedostatky. Vedle indoor (vnit#ní) navigace, také na kated#e po"íta"(, b$&í projekt zab'vající se outdoor (venkovní) navigací zrakov$ posti&en'ch osob. Budoucím cílem obou projekt( je spojení do jedné aplikace, která bude schopná bezpe"n$ dovést u&ivatele k budov$ a usnadnit mu pohyb uvnit# budovy tak, aby se jednodu%e a bezpe"n$ dostal do cíle bez cizí pomoci. Tento fakt je zohledn$n nap#íklad p#i návrhu datové struktury pro popis budovy. 2

21 Anal#za problém& a technologií (2) G 7%"*A="')/+8*.,>'"':105%+*+H(&' Jedním z problém(, kter'm se v této práci budu zab'vat, je pou&ití mobilního telefonu s dotykov'm displejem nevidom'mi. Pro n$koho, kdo vidí, je to veliké uleh"ení práce se za#ízením, proto&e interakce probíhá dle o"ekávání, tzn. co vidím a chci, to zmá"knu. Jak ji& bylo #e"eno v úvodu, pou&ívání mobilního za#ízení s dotykov'm displejem je pro zrakov$ posti&ené velmi t$&ké. Pomoci by jim m$la aplikace navr&ená v pr(b$hu této práce. Dal%ím problémem pro zrakov$ posti&ené je pohyb v neznám'ch prostorách. Pomoci, nap#íklad p#i nav%tívení úpln$ nové budovy, by jim m$la aplikace, která je také p#edm$tem této práce. Cílem mé práce je nalezení mo&ného #e%ení pro interakci zrakov$ posti&en'ch osob s mobilní za#ízením ovládan'm dotykov'm displejem. Dále pak vytvo#ení offline naviga"ní aplikace pro za#ízení s dotykov'm displejem, její otestování a nalezení p#ípadn'ch nedostatk( jak aplikace samotné, tak i zp(sobu pou&ití za#ízení zrakov$ posti&en'mi lidmi. GEC I+:J4+-.'#(9)*1@1' Dotykov' displej je velmi zajímav' zp(sob ovládání mobilního telefonu. Nemusíte slo&it$ listovat polo&kami v menu pomocí tla"ítek, ale jednodu%e stisknete to, co práv$ vidíte a pot#ebujete. Lidé se zrakovou vadou, a* u& vrozenou "i nabitou b$hem &ivota, tuto mo&nost nemají. Pokud cht$jí n$co poznat, musejí místo zraku pou&ít hmat. Je pro n$ tedy velmi d(le&ité, jak'm zp(sobem mobilní telefon reaguje na dotyk a jaká je citlivost snímání dotyku. Existuje celá #ada dotykov'ch displej(. V%echny se ale nakonec dají rozd$lit do dvou základních skupin podle technologie, kterou pou&ívají pro snímání dotyku. Podrobn$j%í popis technologií snímání dotyku je popsán v následujících kapitolách. GECEC K")"0(:%&'#+:J4+-A'#(9)*1@' Poloha dotyku na obrazovce se ur"uje ze zm$n kapacity. Jedná se o sklo, které kryje zobrazovací "ást displeje, pota&ené transparentním vodi"em, nap#. Indium Tin Oxidem (ITO). P#i kontaktu n$jakého vodivého materiálu s touto plochou dochází k naru%ení elektrostatického pole obrazovky, které je m$#itelné jako zm$na kapacitního odporu. Kapacitní dotykov' displej má perfektní odezvu na dotyk. Sta"í jenom jemné zavad$ní prstem o obrazovku a dotyk je okam&it$ zaznamenán. Je jisté, &e k ovládání musí b't pou&it nap#íklad prst (díky vodivosti lidského t$la) není ov%em mo&né ovládat displej pomocí standardního stylusu (dotykového pera). Existují ov%em speciáln$ upravené 3

22 Anal#za problém& a technologií (2) stylusy, které mají místo pevného, tvrdého hrotu m$kk' vodiv' materiál. Jsou v$t%inou vyrobeny z kovu, a tak je dosa&eno propojení mezi m$kk'm vodiv'm materiálem na %pi"ce a lidsk'm t$l$m. Obrázek 2-1: Kapacitní dotykov# displej GECEG L1=(9:(-%&'#+:J4+-A'#(9)*1@' Jak ji& název této technologie sám napovídá, snímání dotyku je realizováno pomocí zm$ny odporu. Tento odpor se m$#í mezi dv$ma desti"kami, které jsou odd$lené úzkou vrstvou vzduchu. Ob$ jsou pr(hledné a pokryté tenkou vrstvou kovu, tak aby vedly elektrick' proud. Jedna je pevná a tvo#í tak zárove) ochranu displeje pod ní. Druhá vrstva je pru&ná. P#i dotyku se pru&ná vrstva prohne a kovové vrstvy na obou desti"kách se spojí. P#esnou polohu na dotykové obrazovce pak ur"í #adi" z rozdíln'ch odpor( v r(zn'ch sm$rech. Z p#edchozího popisu principu funkce rezistivního displeje je z#ejmé, &e i dotyková obrazovka m(&e jist'm zp(sobem poskytovat haptickou odezvu. Prostor mezi desti"kami je toti& vypln$n plynem, tak&e je nutné pru&nou vrstvu zmá"knout. Je tedy mo&né lehce p#ejí&d$t prstem po displeji, ani& by byl za#ízením zaznamenán dotyk. Toho by se mohlo vyu&ít nap#íklad p#i v'rob$ dotykové obrazovky pro osoby se zrakov'm posti&ením. Pru&ná vrstva by mohla b't pokryta hmatateln'mi symboly, které by nap#. nevidom' mohl nahmatat. Otázkou ov%em je, jestli v p#ípad$ v'roby mobilního telefonu pro zrakov$ posti&ené není lep%í z(stat u ov$#en'ch hardwarov'ch klávesnic. 4

23 GEG ;-*$#$%&'#+:J4+-.5+':1*1M+%?'%1-(#+,A,(' Anal#za problém& a technologií (2) Pro samotné ovládání mobilního telefonu je v první #ad$ d(le&ité, jak' je pou&it zp(sob snímání dotyku. Z p#edchozí kapitoly vypl'vá, &e u rezistivní dotykové plochy je snímání mén$ citlivé a ze samotného principu ur"ování polohy doteku je patrné, &e je mo&né lehce se dot'kat displeje, ani& by byl dotek zaznamenán, co& m(&e pomoci p#i orientaci nevidomého po displeji. Pro mobilní telefony s opera"ními systémy existuje celá #ada usnadn$ní (Kapitola 3), které mají za úkol pomoci zrakov$ posti&en'm lidem s ovládáním telefonu a jeho funkcí. Mezi n$ nap#íklad pat#í funkce na zvukovou syntézu textu, vibrace "i zvuk p#i stisku n$jakého elementu na displeji a hlasov' vstup, kter' m(&e b't pou&it nap#. pro vyhledávání na internetu nebo mezi daty ulo&en'mi v mobilním telefonu (kontakty, aplikace, hudba apod.). Existují také aplikace, které mají zrakov$ posti&en'm u&ivatel(m usnadnit pou&ití menu telefonu nebo v'b$r aplikací. Ty potom ve v$t%in$ p#ípad( nahrazují standardní rozhraní opera"ního systému sv'm vlastním. Vybrané aplikace s obdobn'm chováním jsou popsány v Kapitole 3. Dal%ím problémem, kterému musí zrakov$ posti&en' "lov$k "elit p#i pou&ívání mobilního telefonu s dotykov'm displejem, je psaní textu. Jak ji& bylo zmín$no d#íve, n$které opera"ní systémy sice obsahují funkci hlasového vstupu, ale ne v%echny aplikace jsou schopny ji pou&ít, a navíc ji není mo&né pou&ívat kdekoliv, nap#. v hlu"ném prost#edí je mnoho ru%iv'ch element(, které tuto funkci d$lají nepou&itelnou. P#i pou&ití softwarové klávesnice na displeji je to pak absence haptick'ch symbol(. Nejenom &e nejsou zv'razn$ny referen"ní klávesy, ale není mo&né ani nahmatat klávesy jako takové, proto&e jsou pouze zobrazeny na displeji. GEN O"-(H"01'%1-(#+,A05'-'(%:1/(./?' Samostatn' pohyb je pro zrakov$ posti&ené osoby velmi obtí&n', a proto velmi "asto vyu&ívají vidícího pr(vodce, kter'm jim pomáhá p#i nau"ení trasy. Pr(vodce n$kolikrát projde trasu se zrakov$ posti&en'm "lov$k a popisuje mu prost#edí a také r(zné p#eká&ky, na které by si m$l dát pozor. Pokud se nevidom' "lov$k trasu nau"í, je schopn' ji v$t%inou absolvovat sám bez pomoci. Nev'hodou takového p#ístupu je mo&nost zm$ny n$jakého úseku trasy. Nevidom' poté m(&e narazit na p#eká&ku, která v daném míst$ p#i jeho u"ení nebyla. P#edchozího faktu je ale mo&né vyu&ít k navigování nevidom'ch v interiéru pomocí mobilního za#ízení. Takové za#ízení poté nahradí vidícího pr(vodce a p#i "astém aktualizování popis( trasy tak m(&e p#edejít situaci, kdy jde zrakov$ posti&en' po známé trase na které se n$co zm$nilo a o zm$n$ nemá tu%ení. 5

24 Anal#za problém& a technologií (2) Navigaci, která vyu&ívá u&ivatelovy schopnosti orientace p#i dostate"ném popisu okolí, je mo&né naz'vat pasivní navigací, proto&e nepou&ívá aktivní synchronizaci aktuální polohy u&ivatele a jeho p#edpokládané polohy u&ivatele v systému. Spoléhá tedy pouze na orienta"ní schopnost u&ivatele. Pro správné fungování pasivní navigace (navigace pomocí pr(vodce) je velmi d(le&ité správn$ vybrat po"áte"ní a koncov' bod trasy pro její správné vypo"ítání. GENEC PA83/'8+#?':/"9J' V'b$r správného bodu trasy z mno&iny n$kolika tisíc bod( celé budovy je pro zrakov$ posti&ené velik'm problémem. Pouh' v'b$r ze seznamu hodnot nep#ichází v úvahu kv(li velikosti dat. Osob$ se zdrav'm zrakem je mo&né nabízet (na%eptávat) nejvhodn$j%í body p#i zadávání textu, ale lidé se zrakov'm posti&ením tuto funkci pou&ít nemohou. Navíc m(&e dojít k p#eslechnutí správného názvu bodu nebo následn$ k p#episu p#i zadávání. Tudí& nelze "ist$ pou&ít prosté zadávání názvu bodu pomocí textu. Velikost mno&iny bod( by bylo mo&né sní&it pomocí zavedení kategorií bod(, v&dy ale m(&e nastat situace kdy bude seznam bod( v budov$ tak velik', &e ani kategorizace nepom(&e. GEQ R(%$/%&'H/"M(04.'4B#J' Pro alespo) "áste"nou synchronizaci pozice u&ivatele s jeho p#edpokládanou pozicí v systému bude naviga"ní aplikace vyu&ívat binární grafické kódy. Jejich na"tením pomocí vestav$ného fotoaparátu mobilního telefonu a následném dekódováním obsahu bude mo&né synchronizovat p#edpokládanou pozici u&ivatele s jeho aktuální pozicí, princip pasivní navigace v%ak z(stane zachován. Existuje celá #ada binárních grafick'ch kód( [2] [4]. Na obrázku 2-2 jsou t#i velmi známé a roz%í#ené kódy. BeeTagg [5] se v poslední dob$ za"al hodn$ pou&ívat i v!eské republice. Jeho nev'hodou ov%em je, &e v sob$ nenese informaci, ale pouze její identifika"ní znak, podle kterého je poté informace vyhledána v internetové databázi. Dal%ím binárním kódem je datová matice (data matrix). Nejv$t%í v'hodou tohoto kódu je fakt, &e kód je %í#en jako public domain tzn., &e jeho majetková autorská práva nejsou chrán$na. Alternativou datové matice je QR kód [3], kter' je nejroz%í#en$j%ím 2D "árov'm kódem ve sv$t$. Tento kód jsem vybral pro jeho v'bornou "itelnost a vysp$l' mechanizmus pro kontrolu chyb. QR kód nese informaci p#ímo v sob$, tudí& ji lze po jeho na"tení ihned dekódovat a pou&ít. 6

25 Anal#za problém& a technologií (2) Obrázek 2-2: Grafické kódy GEQEC SL'4B#' QR kód je maticov' kód (nebo dvourozm$rn' "árov' kód) vytvo#en' Japonskou spole"ností Denso-Wave v roce Název QR je odvozen z anglického Quick Response (rychlá reakce), práv$ kv(li tomu, &e obsah QR kódu je mo&né velmi rychle dekódovat. Navíc lze tímto zp(sobem zakódovat mnohem více informací, ne& do klasického "árového kódu (Tabulka 2-1). Typ kódovaní chyb dat Pouze %ísla Alfanumerické znaky Binární (8 bit&) Kanji / Kana Maximální po%et znak& 7089 znak( 4296 znak( 2953 bajt( 1817 znak( Tabulka 2-1: Datové kapacity QR kódu Dal%í v'hodou QR kód( je mo&nost zakódovat informaci pro opravu chyb (Tabulka 2-2). Tato informace se samoz#ejm$ projeví na velikosti kódu nebo na hustot$ jednotliv'ch segment( kódu. 7

26 Anal#za problém& a technologií (2) Úrove' Úrove' L Úrove' M Úrove' Q Úrove' H Obnoven po chybách 7% kódov'ch slov m(&e b't obnoveno 15% kódov'ch slov m(&e b't obnoveno 25% kódov'ch slov m(&e b't obnoveno 30% kódov'ch slov m(&e b't obnoveno Tabulka 2-2: Opravy chyb QR kódu P#esto&e byly QR kódy p(vodn$ navr&eny pro sledování díl( v automobilové v'rob$, nyní jsou QR kódy pou&ívány v mnohem %ir%ím kontextu, nap#. aplikace zam$#ené na mobilní u&ivatele (mobilní zna"kování). QR kódy se pou&ívají nap#. pro ukládání URL adres nebo vizitek. U&ivatel poté pouze pou&ije "te"ku QR kódu v mobilním telefonu s fotoaparátem, ta zkontroluje znaky QR kódu (Obrázek 2-3: Struktura QR kódu) a následn$ jej dekóduje. Obdobnou funkci by m$la mít také mnou navrhovaná aplikace k ur"ení pozice u&ivatele. Obrázek 2-3: Struktura QR kódu GET ;)1/"U%&'9J9:.,',+8(*%&5+':1*1M+%?' Volba vhodného opera"ního systému pro implementaci prototypu je klí"ová. Opera"ní systém Android [1] byl zvolen hned z n$kolika d(vod(. Prvním z nich je jeho velmi rychl' rozvoj (Kapitola 2.7). Dal%ím d(vodem je %iroká otev#enost OS, veliká programátorská základna a díky tomu i kvalitní podpora v'voje. Zatím v%echna oficiáln$ vydaná za#ízení s tímto opera"ním systémem mají dotykovou obrazovku, a* u& kapacitní nebo rezistivní (Kapitola 2.1). Nespornou v'hodou je také po#izovací cena mobilního telefonu a také ceny aplikací pro syntézu hlasu nebo usnadn$ní ovládání. 8

27 Anal#za problém& a technologií (2) Opera"ní systém Android byl vyvinut spole"ností Google jako dal%í z mnoha opera"ních systém( pro mobilní telefony. Jeho cílová skupina u&ivatel( se nachází n$kde mezi Windows Mobile od spole"nosti Microsoft a ios od spole"nosti Apple. Základem tohoto opera"ního systému je OS Linux. Velikou v'hodou tohoto opera"ní systému je fakt, &e se jedná o open source platformu. Díky tomu existuje veliká základna t#etích programátor( a v'vojá#(. To je jedním z d(vod( rychlého rozvoje platformy. GEV 7/05(:14:?/"'7%#/+(#';<' Na obrázku 2-4 je architektura opera"ního systému Android. Jednotlivé sou"ásti této architektury jsou popsány v následujících kapitolách. Modrá barva zna"í kód psan' v programovacím jazyku JAVA a zelená zna"í C a C++. Obrázek 2-4: Architektura Android OS GEVEC W$#/+' Jádrem celého opera"ního systému je Linux 2.6. Je pou&it pro abstrakci hardware. Hlavním d(vodem pro pou&ití Linuxu je kvalitní model pro zacházení s ovlada"i a spousta ji& hotov'ch ovlada"( pro b$&n' hardware. Dále pak poskytuje správu pam$ti, proces(, #adu bezpe"nostních modul(, sí*ové moduly apod. 9

28 Anal#za problém& a technologií (2) GEVEG K%(5+-%J' Ve%keré knihovny opera"ního systému Android jsou psány v C a C++. Z toho vychází obrovská síla platformy jako takové. Surface manager Surface manager je zodpov$dn' za vykreslování r(zn'ch objekt( na obrazovku. Vykresluje nap#. okna, která pat#í r(zn'm aplikacím, b$&ících v r(zn'ch procesech v r(zném "ase a zaji%*uje aby byly jednotlivé pixely vykresleny tam, kam pat#í. Open GL ES a SGL Tyto dv$ knihovny tvo#í jádro grafick'ch knihoven v OS Android. Open GL ES je 3D knihovna obsahující softwarovou implementaci umo&)ují hardwarovou akceleraci, pokud je v za#ízení dostupn' grafick' "ip. SGL slou&í pro vykreslování 2D grafiky, co& pou&ívá v$t%ina aplikací. Zajímavostí grafiky v OS Android je mo&nost pou&ití 2D a 3D grafiky v jedné aplikaci zárove). Media Framework Obsahuje ve%keré kodeky, které jsou pou&itelné na této platform$. Je zde celá #ada video kodek(, nap#. H.263, H.264 AVC, MPEG-4 SP, VP8 a dal%í. Jsou zde také v%echny audio kodeky, nap#. AAC, MP3, MIDI, Ogg Vorbis a dal%í. Dal(í knihovny FeeType je pou&ita pro vykreslování font(. V OS Android je také knihovna SQLite pou&ívaná k ukládání velkého objemu dat. Knihovna WebKit je OpenSource jádro pro vestav$n' prohlí&e". Stejné jádro pou&ívá nap#íklad Safari od spole"nosti Apple. GEVEN L?%:(,1' Hlavní sou"ástí runtime je virtuální stroj Dalvik. Android runtime byl p#izp(soben pro pou&ití na mobilních za#ízeních, kde je dostupné pouze omezené mno&ství baterie, pam$ti, v'po"etního v'konu procesoru apod. Na virtuálním stroji Dalvik b$&í DEX soubory, co& je byte kód, kter' vzniká p#i kompilování soubor(.jar a.class. Tyto soubory se p#evádí do byte kódu proto, aby byl jejich chod plynulej%í na mal'ch procesorech v mobilních za#ízeních. Jejich vyu&ívání pam$ti je velmi efektivní a sdílení dat mezi procesy je snadné díky dob#e vytvo#ené datové struktu#e. Díky tomu je mo&né spustit více virtuálních stroj( Dalvik na jednom za#ízení ve stejnou dobu a v ka&dém z nich mít spu%t$no n$kolik proces(. Core Libraries jsou napsané v jazyku JAVA. Obsahují t#ídy pro kolekce, vstupní a v'stupní rozhraní a r(zné dal%í nástroje, které mohou b't pou&ity p#i v'voji aplikací. 10

29 Anal#za problém& a technologií (2) GEVEQ X/",1Y+/4')/+'")*(4"01' Cel' Framework je napsan' v programovacím jazyku JAVA. Tvo#í sadu nástroj(, kterou pou&ívají v%echny aplikace v mobilním telefonu. Bez ohledu na to, zdali se jedná o aplikace p#ímo v OS, nebo aplikace dodané Google nebo aplikace od t#etích stran, v%echny pou&ívají stejnou sadu nástroj( a API. Správce aktivit Jedná se o správu &ivotního cyklu jednotliv'ch aplikací. Obsahuje nap#íklad takzvan' zp$tn' zásobník, kter' vyu&ívají aplikace p#i pr(chodu zp$t z r(zn'ch proces( a vláken. Správce balí%k& Udr&uje informace o aplikacích nainstalovan'ch na daném za#ízení. V p#ípad$ sta&ení nové aplikace p#es Android Market nebo p#i ru"ní instalaci z jiného zdroje správce balí"k( kontroluje a udr&uje informace o v%ech nainstalovan'ch aplikacích a o slu&bách, ke kter'm vy&adují p#ístup. Sdílení obsahu Toto je v'hradní vlastností OS Android. Tento Framework dovoluje aplikacím sdílet data s ostatními. Android tohoto vyu&ívá p#i správ$ kontextu tzn., &e v jednom kontextu jsou dostupná v%echna data s ním související, nap#. ve%keré kontakty a adresy tak mohou b't dostupné kterékoliv aplikaci, která je chce pou&ít. To se samoz#ejm$ ned$je samovoln$, proto&e aplikace musí mít povolení od Správce balí"k( k vyu&ití t$chto informací. Dal(í nástroje Správce oken slou&í ke spravování po#adí oken a aplikací. Ur"uje, které okno má b't úpln$ nejv'%e apod. Správce telefonií je pou&it ve v%ech aplikacích vyu&ívající GSM. Toto API je vyu&ito nap#íklad pokud tvo#íme novou aplikaci pro volání. Správce zdroj( slou&í ke správ$ lokalizovan'ch text(, obrázk( nebo nap#íklad layout( vyu&it'ch v aplikacích. Zobrazovací systém obsahuje ve%keré základní prvky UI, nap#. tla"ítka, textová pole, seznamy apod. Jeho dal%í úlohou je také správa událostí (klik na tla"ítko atd.) a vykreslování layout(. GEZ P1/=1'7%#/+(#';<' Android je nejrychleji rostoucí platformou v dne%ní dob$. Dnes ji& existuje t#etí generace opera"ního systému Android (Tabulka 2-3), ten je v%ak p#izp(soben p#evá&n$ pro pou&ití na tabletech. Jedním z d(vod( velmi rychlého rozvoje této platformy je obrovská základna t#etích v'vojá#(. Spousta nov'ch funkcí, které obsahuje dne%ní systém, byla nejd#íve vyvinuta n$k'm zven"í. Bude-li nás zajímat, na co se m(&eme t$%it v dal%ích verzích toho opera"ního systému, je vhodné prozkoumat neoficiáln$ vydané verze. V$t%ina takto vyvinut'ch nov'ch funkcí je postupn$ p#epracována a integrována do nov'ch verzí systému. 11

30 Anal#za problém& a technologií (2) Platforma API level Distribuce Android ,7 % Android ,5 % Android ,2 % Android ,9 % Android ,8 % Android ,7 % Android ,2 % Tabulka 2-3: Distribuce verzí Android OS k První verze opera"ního systému Android, která byla nasazena na konkrétní za#ízení, byla vydána v b#eznu roku Byla vytvo#ena pro první mobilní telefon s Androidem, kter' dostal název Android dev phone (HTC G1). Tato verze obsahovala pouze základní funkce, nap#íklad nebylo mo&né pou&ívat bluetooth na cokoliv jiného ne& p#ipojení handsfree a volání, to bylo do jisté míry také zap#í"in$no star'm API, které neobsahovalo p#íli% nástroj(. "#$%&'$!,),! "#$%&'$!,)-! "#$%&'$!,)-)-! "#$%&'$!-).! "#$%&'$!()*! "#$%&'$!()+! "#$%&'$!,)(! Obrázek 2-5: Distribuce verzí Android OS k Posledními verzemi tohoto opera"ního systému pro mobilní telefony je v (Gingerbread) z února leto%ního roku. Ve stejnou dobu, jako vy%la verze pro mobilní telefony, uvedl Android na trh novou verzi systému speciáln$ vyvinutou pro tablety, v 3.0 (Honeycomb). Tyto opera"ní systémy se od p(vodní verze li%í %irokou 12

31 Anal#za problém& a technologií (2) paletou funkcí. V'znamn$ se také zlep%ila rychlost systému díky novému virtuálnímu stroji Dalvik a jeho funkci JIT (z anglického Just-In-Time) kompileru. Dále pak p#ibyla funkce wifi-hotspot pro snadné sdílení internetového p#ipojení z mobilního za#ízení p#es wifi. Zajímavou je ur"it$ nov$ p#idaná podpora pro Adobe Flash. Ohromného pokroku také platforma dosáhla v oblasti správy opera"ní pam$ti a v'dr&e baterie, která je u mobilního za#ízení velmi d(le&itá. GEZEC 7%#/+(#'W[\' Opera"ní systém Android od verze 2.2 (Froyo) obsahuje mimo jiné funkce, také JIT neboli dynamick' p#eklad programu. Jedná se o metodu, která napomáhá zv'%ení v'konu po"íta"ov'ch program(. Jednodu%e #e"eno jde o p#eklad kódu, nap#. v programovacím jazyku JAVA, do byte kódu, kter' m(&e b't dne%ními procesory velmi rychle zpracováván. 13

32

33 Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) N ]^(9:?@&0&'(,)*1,1%:"01'?9%"#_?@&0&')+?`(:&':1*1M+%?'%1-(#+,A,' Existuje n$kolik zp(sob(, jak umo&nit nevidom'm pou&ívat mobilní telefon. Dokonce se postupn$ objevují i implementace, které jim umo&ní pou&ívat za#ízení s dotykov'm displejem. V následujících kapitolách jsou n$které z nich popsány. NEC O"'a/+-%('")*(4"01' Jedná se o aplikace, které umo&ní posti&en'm osobám pou&ívat n$které funkce mobilního telefonu. NECEC <J%:.="'b1U(' Aby v(bec byli zrakov$ posti&ení schopni pou&ívat jak'koliv mobilní telefon, pot#ebují v první #ad$ aplikaci, která jim doká&e, alespo) "áste"n$, nahradit zrak. Jednou z hlavních aplikací takového typu jsou syntetizátory #e"i. Jedná se o aplikace, které jsou schopny p#evést prost' text na #e". Existuje celá #ada aplikací, které toto dovedou. Jednou z implementací aplikace pro syntézu #e"i je nap#íklad Mobile Speak, kter' je ur"en' pro opera"ní systém Symbian. V&dy je mo&né nalézt alespo) jednu implementaci takové aplikace pro ka&dou platformu. Nev'hodou v%ak je nutnost opera"ního systému v mobilním za#ízení, u kterého chceme syntézu #e"i pou&ívat. To znamená, &e na oby"ejn'ch mobilních telefonech ji pou&ívat nelze. NECEG R/"(**+-+')&9,+'/1)/1=1%:+-$%+'-(8/"01,(' Na univerzit$ Tampere t'm v$dc( vyu&il mobilní za#ízení s dotykov'm displejem a jeho vibrace k reprezentaci Braillova písma [17] [18]. Fin%tí v$dci vyvinuli software, kter' je schopn' p#evád$t znaky Braillova písma na vibrace. Jeden symbol Braillova písma (viz. Obrázek 3-1: Braillovo písmo) je reprezentován dv$ma sloupci bod( po t#ech #ádcích. Jejich software postupn$ vyjad#uje jednotlivé body symbolu Braillova písma pomocí vibrací. Po p#ejetí znaku prstem je symbol p#eveden do sledu vibrací po sloupcích následovn$: Jako první se vezme bod v levém horním rohu, následuje dal%í bod pod ním a tak dále a& jako poslední je bod v pravém dolním rohu. Pokud se na dané pozici nachází pln' bod, je reprezentován silnou vibrací. V p#ípad$ prázdného bodu je jedna silná vibrace nahrazena sérií, t$sn$ po sob$ jdoucích vibrací. Metoda postupného p#ejí&d$ní prstem po symbolech a jejich "tení se v%ak ú"astník(m testu zdála slo&itá. 15

34 Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) Obrázek 3-1: Braillovo písmo Z tohoto d(vodu p#i%el finsk' t'm s alternativním zp(sobem. P#i pou&ití tohoto re&imu se sta"í dotknout displeje a mobilní telefon za"ne text automaticky p#evád$t do sledu vibrací. Jednotlivé vibrace jsou od sebe v rámci symbolu vzdáleny 360 milisekund. Podle test( pr' chvíli trvá návyk na takovouto reprezentaci Braillova písma. Jakmile se s ní v%ak testovaní blí&e seznámili, za"ali se zlep%ovat a "íst rychleji. NECEN \14*"' Tekla [15] je projekt, zab'vající se interakcí posti&en'ch osob a mobilních za#ízení. Ve v$t%in$ p#ípad( se jedná o aplikace umo&)ující "áste"né pou&ívání mobilních za#ízení posti&en'm osobám (p#evá&n$ t$lesn$). Mezi v'sledky tohoto projektu je nap#íklad zajímavé ovládání ipodu od spole"nosti Apple pomocí elektronického kole"kového k#esla, nebo také ovládání mobilního telefonu pomocí p$tism$rného joystiku. NEG O"'9J9:.,+-.'a/+-%(' Tyto aplikace umo&ní u&ivateli ovládat cel' mobilní telefon. Je mo&né je rozd$lit do dvou odli%n'ch skupin. První skupinou jsou aplikace, které nahrazují systémové menu vlastním, 16

35 Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) které se zrakov$ posti&en'm u&ivatel(m lépe ovládá Do druhé skupiny je mo&né za#adit aplikace, které umo&ní u&ivateli vyu&ívat p(vodní systémové menu tím, &e mu jej reprezentují nap#íklad pomocí hlasu a nebo pozm$ní zp(sob chování a ovládání tak, aby vyhovovali nárok(m zrakov$ posti&eného u&ivatele. NEGEC 7)*(4"01'2<\' Jedná se o aplikaci pro mobilní telefony s Windows Mobile od Patrika Pospí%ila [19]. Aplikace slou&í k usnadn$ní pou&ívání telefonu tím, &e nahrazuje p(vodní domovskou obrazovku. Ve v'chozím re&imu je na displeji mobilního telefonu zobrazena standardní telefonní klávesnice plus jedno funk"ní tla"ítko a klávesa zp$t (Obrázek 3-2). Autor pro pou&ití aplikace doporu"uje nalepit fólii na displej mobilního telefonu tak, aby se sní&ila jeho citlivost. Dále se pak jednotlivé klávesy mají ozna"it n$jak'mi hmatn'mi prvky tak, aby je zrakov$ posti&en' "lov$k snadno nalezl a mohl pou&ít. Obrázek 3-2: Aplikace PST (vpravo) a ukázka pou"ití (vlevo) Aplikace také spoléhá na p#ítomnost n$kolika hardwarov'ch kláves, které jsou pou&ity k ovládání telefonu. Nev'hodou v%ak je, &e v dne%ní dob$ se prodává ji& celá #ada mobilních telefon( s opera"ním systémem Windows mobile, které tyto klávesy nemají. Dal%í obrovskou nev'hodou je také cena, a to a* u& cena samotné aplikace, nebo cena mobilního telefonu s ji& upravenou dotykovou plochou a p#edinstalovanou aplikací. NEGEG P+(01';-1/'-'(;<' V mobilních za#ízeních od firmy Apple, jako jsou nap#íklad ipad, iphone nebo ipod, je dostupná funkce nazvaná Voice Over [9]. Tato funkce má umo&nit pou&ívání za#ízení "lov$ku s vadou zraku. 17

36 Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) Funguje tak, &e je mo&né jezdit prstem po displeji a hlasov' syntetizátor vyslovuje to, co se práv$ nachází pod prstem. Pro aktivaci (nebo klik) nástroje, aplikace telefonního "ísla "i písmena na klávesnici sta"í zastavit nad po&adovanou polo&kou a dvakrát poklepat na dotykovou plochu displeje. Pro krok zp$t, nap#íklad v menu, je zde dostupné gesto, pohyb t#emi prsty zprava doleva. Práce s tímto softwarem je pom$rn$ jednoduchá. Rozhraní ve%ker'ch ovládacích prvk( z(stává nezm$n$no, pouze je p#ed nimi "tecí a potvrzovací rozhraní aplikace Voice Over. NEGEN 7%#/+(#'"'cd9%"#%3%&e' V opera"ním systému Android nalezneme celou #adu nástroj( pro usnadn$ní práce zrakov$ posti&en'm osobám s mobilním telefonem. Ve%keré tyto nástroje jsou zcela zdarma. Nap#íklad nástroj talkback, kter' slou&í pro syntézu #e"i. Automaticky také p#ed"ítá text na obrazovce, nadpisy aplikací a dal%í d(le&ité texty. Na jin'ch platformách je taková aplikace podobné funkce zpoplatn$na. Talkback obsahuje v základu spoustu jazyk(, bohu&el "esk' jazyk zatím není k dispozici. Je mo&né za mal' obnos zakoupit "esk' jazyk pro dal%í aplikaci na syntézu #e"i, Svox classic. Samotná aplikace je také zdarma. Dal%í nástroje, jako jsou soundback a kickback, slou&í p#evá&n$ k haptické odezv$ stisku ovládacích prvk( na displeji mobilního telefonu. NEGEQ ]J19fX/11'F+,1'gh"/-(%'<51**i' Jedná se o aplikaci [20] pro opera"ní systém Android, která umo&)uje pou&ívat mobilní telefon bez nutnosti sledovat displej. Tato aplikace pou&ívá zkratky pro nej"ast$ji pou&ívané funkce a informace. Zkratky jsou realizovány pomocí gesta. Ka&dá zkratka p#edstavuje pohyb po imaginární klávesnici z klávesy p$t na klávesu jedna a& dev$t, z nich& je "íslo p$t vynecháno. 18

37 Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) 7 1 Obrázek 3-3: Ukázka gest (zkratek) Aplikace má rozhraní navr&ené tak, &e je celá obrazovka "erná a jsou na ní velik'm bíl'm písmem psány informace (Obrázek 3-4). Tyto informace jsou zárove) syntetizovány tak, aby aplikaci mohl pou&ívat i úpln$ nevidom' "lov$k. Obrázek 3-4: Eyes-Free Home V'b$r z aplikací, které nejsou dostupné pod rychl'mi volbami, probíhá obdobn'm zp(sobem jako rychlé aplikace. Tahem prstu od st#edu a postupn'm kruhov'm pohybem je vybráno první písmeno po&adované aplikace. Poté je mo&né aplikaci ze zbylého v'b$ru spustit obdobn$ jako rychlou zkratku, s tím rozdílem, &e jsou názvy aplikací p#ed"ítány, jako u v'b$ru prvního písmena aplikace. 19

38 Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) Psaní v Eyes-Free Shellu probíhá ve dvou fázích, které probíhají pomocí podobn'ch gest jako v'b$r aplikace. V první fázi u&ivatel stiskne a podr&í displej v libovolném míst$. Vy"ká na krátkou vibraci, po které pohybem prstu v jednom ze "ty# sm$r( vybere po&adovanou skupinu symbol( (Obrázek 3-5). Sm$ry jsou vertikální, horizontální a dva diagonální. Ve vybrané skupin$ ji& pouze pohybem v r(zn'ch sm$rech vybírá mezi symboly. Jakmile vzdálí prst od dotykové plochy, je poslední symbol vybrán a zapsán. Obrázek 3-5: Psaní v Eyes-Free Home Ovládání této aplikace je velmi slo&ité a vy&aduje pom$rn$ mnoho "asu na zvyknutí a natrénování v'b$ru aplikace ke spu%t$ní. Dal%í nev'hodou je absence funkce pro nastavení této aplikace jako v'chozí domovské aplikace. To znamená, &e je nutné ji p#ed pou&itím v&dy spustit, pokud nez(stane zapnutá nebo je telefon práv$ restartován apod. Pro nevidomého "lov$ka tedy skoro nemo&né tuto aplikaci bez dal%í pomoci pou&ívat. 20

39 NEGET h+8(*1'700199(8(*(:j' Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) Mobile Accessibility [22] od spole"nosti Code Fatory je dal%í aplikací pro Android, která má usnadnit pou&ívání mobilního telefonu s tímto opera"ním systémem zrakov$ posti&en'm osobám. Její ovládání je podobné implementaci Voice Over. Aplikace Mobile Accessibility je dostupná pro v$t%inu platforem na dne%ním trhu. Krom$ opera"ního systému Android existují také dv$ verze pro Symbian, jedna pro mobilní telefon s dotykovou obrazovkou a druhá pro telefon s klasickou klávesnicí. Dále pak existuje verze pro BlackBerry, a také pro dotykové i klasické mobilní telefony s opera"ním systémem Windows Mobile. Oproti Marvin Shellu (Kapitola 3-7) má tato aplikace hned n$kolik v'hod. První z nich je integrovaná vlastní TTS aplikace. Dal%í v'hodou je integrovaná qwerty klávesnice. Neposlední v'hodou je mo&nost nastavení této aplikace jako domovské obrazovky, díky tomu je mo&né ji nastavit tak, aby se aplikace spustila nap#íklad po restartování telefonu nebo po jejím ukon"ení systémem p#i nedostatku opera"ní pam$ti. P#i jejím nainstalování tedy u&ivatel získá kompletní sadu nástroj(, které mu umo&ní pou&ívat v%echny funkce mobilního telefonu. Obrázek 3-6: Mobile Accessibility Ovládání aplikace Mobile Accessibility je jednoduché díky menu s ikonami, které je zobrazeno na úvodní obrazovce. V'b$r polo&ek z menu je mo&né realizovat dv$ma 21

40 Existující implementace usnad'ující pou"ití telefonu nevidom#m (3) zp(soby. První z nich je standardní v'b$r pomocí kliknutí na danou polo&ku. Vzhledem k tomu, &e po"et a rozmíst$ní polo&ek je stejné bez ohledu na dal%í aplikace "i telefon, na kterém je aplikace spu%t$na. Druh' zp(sob v'b$ru je realizován pomocí prostého procházení polo&ek menu. U&ivatel pomocí gesta posouvá kurzor z jedné polo&ky menu na druhou. P#ejetí prstem po displeji seshora dol( znamená dal%í polo&ku, p#ejetí prstem po displeji v opa"ném sm$ru posune kurzor na p#edchozí polo&ku. Název vybrané polo&ky je v&dy syntetizován pomocí vestav$ného TTS, tak&e u&ivatel ví, na které polo&ce menu se kurzor nachází. Potvrzení vybrané polo&ky menu probíhá dvojklikem prstu na displej. Jak bylo zmín$no na za"átku této kapitoly, aplikace obsahuje vlastní ozvu"enou softwarovou klávesnici. Integrovaná klávesnice má layout na %í#ku displeje. Díky tomu jsou klávesy pom$rn$ veliké a psaní na této klávesnici je pohodlné. U nevidomého u&ivatele probíhá vkládání textu tak, &e p#ejí&dí prstem po displeji, p#i"em& mu integrované TTS syntetizuje, kterou klávesu má aktuáln$ pod prstem. Po zvednutí prstu z displeje se symbol automaticky vlo&í nap#íklad do textového pole. Tato aplikace je mnohem lépe p#izp(sobena pro pou&ití zrakov$ posti&en'mi u&ivateli. Díky ní mohou b't pou&ívány v%echny funkce mobilního telefonu s dotykov'm displejem zrakov$ posti&en'mi. 22

41 Návrh ovládání mobilního telefonu (4) Q O$-/5'+-*$#$%&',+8(*%&5+':1*1M+%?' P(vodním zám$rem práce bylo navr&ení ovládání pouze pro naviga"ní aplikaci. Po prvním testování z tohoto zám$ru v%ak bylo upu%t$no a místo toho bylo vytvo#eno ovládání celého telefonu, co& spl)uje po&adavky u&ivatel( prvního testování. QEC 2+?=1')+,+0&'#+:J4+-.')*+05J' V'hodou ovládání pouze pomocí dotykové plochy mobilního telefonu, bez pou&ití dal%ích pom(cek, je z#ejmá. U&ivatel s sebou nemusí nosit dal%í za#ízení, navíc mobilní telefon má v$t%inou u sebe. QECEC I+)*%3%&'#(9)*1@1'+'5,":":1*%.')/-4J' Prvním mo&n'm #e%ením pro docílení samostatného ovládání pouze pomocí telefonu je doplnit displej mobilního telefonu o prvky, které m(&e u&ivatel rozli%it pomocí hmatu, a tak snadno ur"it, kter' ovládací prvek zrovna pou&ívá. Toto #e%ení nap#íklad vyu&ívá aplikace PST (viz. 3.3 Aplikace PST). P#i pou&ití za#ízení s rezistivním dotykov'm displejem je vhodné pou&ít vystouplé prvky jako v uvedeném p#íkladu. U kapacitního displeje tento zp(sob vyu&ití mo&n' není, z d(vodu techniky snímání dotyku. Je tedy nutné pou&ít silnou fólii, p#es kterou ji& kapacitní displej dotyk nezaznamená, a v ní otvory. Tyto otvory je mo&né jednak v %iroké fólii snadno nahmatat, ale zárove) zde bude také fungovat snímání dotyku. Vzhledem k vysoké citlivosti snímání kapacitního dotykového displeje m(&e b't hledání takto ozna"en'ch ovládacích prvk( pom$rn$ slo&ité. V$t%ina mobilních telefon( s opera"ním systémem Android má kapacitní dotykov' displej, kter' není nejvhodn$j%í pro pou&ití tohoto #e%ení. QECEG <%&`1%&')+U:?'+-*$#"0&05')/-4>' Druh'm mo&n'm #e%ením problému s ovládáním bez dal%ích za#ízení je sní&ení po"tu ovládacích prvk(. Ovládacích prvk( musí b't pou&ito tak málo, aby bylo mo&né ur"it jejich polohu pouze z popisu, bez nutnosti pou&ití p#ídavn'ch hmatateln'ch prvk( (Obrázek 4-1). 23

42 Návrh ovládání mobilního telefonu (4) Textové popisky nap#íklad pro screen reader Obrázek 4-1: Pou"ití malého po%tu ovládacích prvk& a jejich rozmíst!ní Toto #e%ení spoléhá na u&ivatel(v cit pro orientaci prstu po displeji za#ízení. Tuto variantu je mo&né je%t$ roz%í#it o pou&ití kláves hlasitosti, proto&e tyto dv$ klávesy mají v%echny mobilní telefony s opera"ním systémem Android. Jejich nespornou v'hodou je samoz#ejm$ jejich hmatatelnost, tudí& mohou b't snadno nalezeny. P#i navigaci by mohli b't pou&ity práv$ tyto klávesy pro pohyb po trase. Na tyto klávesy je navíc mo&né namapovat více funkcí a to bu+ v závislosti na stavu, ve kterém se aplikace nachází, nebo také podle délky stisku klávesy. Nev'hodou malého po"tu ovládacích prvk( je obtí&né zadávání textu. Jedním z mo&n'ch #e%ení je pomocí dvou ovládacích prvk( listovat seznamem písmem, dal%ím tla"ítkem potvrdit v'b$r znaku a posledním tla"ítkem odstranit symbol. Takové zadávání textu je ov%em velmi zdlouhavé. Dal%í nev'hodou tohoto #e%ení je potom nemo&nost pou&ívat v$t%í po"et funkcí pomocí jednoho stisku. Je v&dy nutné vybrat po&adovanou funkci ze seznamu a potvrdit. Tento p#ístup je také velmi "asov$ náro"n' a ve stresov'ch situacích, jako m(&e b't ztráta orientace na neznámém míst$, nevhodn'. QEG 2+?`(:&,'1^:1/%&5+'="b&=1%&' Pou&ití externího za#ízení ke vzdálenému ovládání mobilního telefonu je velmi v'hodné, proto&e je zrakov$ posti&en' u&ivatel schopn' snadno rozeznat jednotlivé ovládací prvky bez toho, ani& by hrozilo jejich necht$né pou&ití, jako je tomu u p#edchozích #e%ení. 24

43 Návrh ovládání mobilního telefonu (4) Nev'hodou tohoto #e%ení je v%ak fakt, &e u&ivatel musí nosit u sebe dv$ za#ízení, p#i"em& pouze mobilní telefon bez ovládacího za#ízení tak#ka nevyu&ije. QEGEC j161%&'91/-1/f4*(1%:',e%ení ovládání mobilního telefonu tímto zp(sobem lze, jak ji& název napovídá, rozd$lit na dv$ samostatné "ásti. V naviga"ní aplikace je serverová "ást ovladání, která kontroluje bluetooth a "eká na p#ipojení klienta. Klientem je v tomto p#ípad$ externí za#ízení s hardwarovou klávesnicí, které po navázání spojení se serverem odesílá kódy kláves, které jsou stisknuty. Nev'hodou tohoto p#ístupu je nestandardizované spojení. To má za následek vymezení n$kolika nebo dokonce pouze jednoho za#ízení, kter'm lze aplikaci ovládat. QEGEG <:"%#"/#(=+-"%.'b161%&' Kv(li nev'hodám pou&ití server-klient ovládání by bylo vhodné pro komunikaci mezi ovládáním a mobilním telefon standardizovan' protokol. Jedním z mo&n'ch protokol( je bluetooth profil HID (human interface device). Pou&itím standardizovaného protokolu pro spojení umo&)uje pou&ití mnohem %ir%ího spektra ovládacích za#ízení. Navíc toto #e%ení není závislé na konkrétním ovládacím za#ízení s konkrétním a velice specifick'm softwarov'm vybavením. QEN O$-/5'+-*$#$%&')+')/-%&,':19:+-$%&' Z prvního testování (Kapitola 8.1) je patrné, &e osobám se zrakov'm posti&ením nevadí pou&ívat externí za#ízení k ovládání mobilního telefonu s dotykov'm displejem. Nejvíce u tohoto #e%ení oce)ují snadnou rozeznatelnost ovládacích prvk( hardwarové klávesnice. Z tohoto d(vodu by bylo vhodné navrhnout takové #e%ení, které umo&ní u&ivatel(m s vadou zraku ovládat v%echny funkce mobilního telefonu a ne pouze jednu aplikaci (Naviterier). Pro komunikaci mezi ovládáním a mobilním telefonem byl zvolen bluetooth profil HID, kter' je standardním protokolem pro komunikaci mezi ovládan'm za#ízením a ovlada"em. Aby bylo mo&né pou&ívat ve%keré funkce mobilního telefonu bez omezení pouze s pou&itím dálkového ovládání, ovlada" musí mít bu+ mnoho tla"ítek (ovládání telefonu, psaní písmen a "ísel) nebo musí mít n$kolik re&im(, ve kter'ch se m$ní v'znam jednotliv'ch kláves. Byl vybrán druh' návrh s n$kolika re&imy klávesnice. Hlavním d(vodem této volby byla mo&nost pou&ití men%ího mno&ství tla"ítek, a tak i men%ího ovládacího za#ízení. Ideálním ovládacím za#ízením je nap#íklad bezdrátová numerická klávesnice a to hned z n$kolika d(vod(. 25

44 Návrh ovládání mobilního telefonu (4) Prvním z nich je po"et kláves. P#i porovnání s b$&n'm mobilním telefonem s hardwarovou klávesnicí má obdobn' po"et kláves. Navíc je mo&né pou&ít ov$#en' zp(sob zadávání textu, ka&dá klávesa obsahuje mno&inu symbol(, ze které vybírá u&ivatel ten pot#ebn' pomocí opakovaného stisku té&e klávesy. Dal%ím d(vodem jsou také rozm$ry. Bezdrátové numerické klávesnice se vyráb$jí ve více velikostech, ale daná velikost nikdy není p#íli% veliká, aby u&ivatel nemohl nostit takové ovládací za#ízení pohodln$ s sebou. V neposlední #ad$ je to také mo&nost volby ovládacího za#ízení. Díky vyu&ití standardního komunika"ního protokolu není toto #e%ení závislé na konkrétním za#ízením, kde by hrozilo, &e s ukon"ením jeho v'roby skon"í také pou&itelnost tohoto #e%ení. Podrobn$j%í popis externího ovládání je dostupn' v Kapitole 7.3 Externí ovládání. 26

45 U"ivatelské rozhraní aplikace (5) T d`(-":1*94.'/+=5/"%&'")*(4"01' U&ivatelské rozhraní musí b't jednoduché, aby mohli zrakov$ posti&ení aplikaci snadno ovládat. Pomoci by jim v tom m$la bezdrátová klávesnice s nastaviteln'mi re&imy ovládání. V%echny "asto pou&ívané funkce tak budou mít dostupné stiskem jedné klávesy. Popisy tla"ítek bude mo&né nechat p#e"íst pomocí syntetizátoru Svox [7] Text-To-Speech (TTS), kter' je v opera"ním systému Android. TEC 7/05(:14:?/"'")*(4"01' Naviga"ní systém obsahuje "ty#i "ásti (Obrázek 5-1). První z nich je ji& zmi)ovan' syntetizátor Svox TTS. Jedná se o externí aplikaci, která p#evádí text na zvuk. Sta"í tedy, aby byla zapnuta a aby byl ve%ker' v'stup z aplikace sm$rovan' na obrazovku telefonu v textové podob$. Dále je také mo&né inicializovat si instanci TTS pro aplikaci a posílat do TTS p#ímo text, kter' má b't syntetizován. Pro na"ítání QR kód( je pou&ita externí voln$ %i#itelná aplikace Barcode scanner [8], která doká&e na"íst QR kód a vrátit jeho obsah v textové podob$. Svox TTS Zvuková syntéza textu Ovládací p#íkazy Klávesnice Naviterier Naviterier Po&adavek na na"tení QR kódu Na"ten' QR kód jako text Barcode scanner Obrázek 5-1: Zjednodu(ená architektura navrhovaného systému 27

46 U"ivatelské rozhraní aplikace (5) Dal%í sou"ástí je slu&ba Klávesnice Naviterier b$&ící na pozadí systému. Její úlohou je odchytávání událostí stisku klávesnice a jejich p#ípadná úprava. Její v'znam je p#i pou&ití externí bezdrátové klávesnice velik'. Poslední ze sou"ástí naviga"ního systému je samotná naviga"ní aplikace Naviterier. Tato aplikace se stará o samotn' proces navigování od samotného v'b$ru a na"tení popisu budovy p#es zadání v'chozího a cílového bodu, a& po navigování u&ivatele po krocích. Podrobné informace o naviga"ní aplikaci Naviterier a ovládací slu&b$ Naviterier klávesnice b$&ící na pozadí systému je popsán v Kapitole 7: Realizace. TEG X?%401' Funkce popsané v následujících kapitolách pochází p#edev%ím z doporu"ení v diplomové práci Jana Vystr"ila a mojí bakalá#ské práci. Jejich v'znam byl ji& d#íve zkoumán a v$t%ina z nich se ukázala jako velmi pot#ebná. Po spu%t$ní aplikace se automatick' spustí funkce pro v'b$r schéma budovy, ve které chce b't u&ivatel navigován (Obrázek 5-2). Po vybrání schématu je u&ivatel automaticky p#esm$rován na v'b$r po"áte"ního a koncového bodu trasy. Obrázek 5-2: V#b!r mapy budovy TEGEC K/+4'=)3:' Tato funkce p#esune ukazatel stávající polohy u&ivatele na p#edchozí krok trasy a tento krok poté vypí%e na obrazovku a ode%le do TTS k hlasové syntéze. 28

47 U"ivatelské rozhraní aplikace (5) TEGEG 74:?$*%&'4/+4' Aktuální krok je funkce, která umo&ní u&ivateli opakovan' poslech aktuálního úseku trasy. Je zde z d(vodu, &e by návod pro dan' úsek trasy mohl b't slo&it' a u&ivatel by jej nepochopil hned na první poslechnutí, nebo pro p#ípad pou&ití aplikace v hlu"ném prost#edí, kde by mohl "ást popisu úseku p#eslechnout. TEGEN I"*6&'4/+4' Tato funkce p#esune ukazatel stávající polohy u&ivatele na dal%í krok trasy a znovu tento krok vypí%e na obrazovku a ode%le do TTS k hlasové syntéze. TEGEQ!,3%(:'a/+-1_')+)(9?' Mo&nost zm$ny úrovn$ popisu vypl'vá z doporu"en'ch zm$n v mojí bakalá#ské práci. Ka&d' u&ivatel toti& pot#ebuje mén$ "i více informací o okolí, aby byl schopn' pohodlného samostatného pohybu v neznámém prostoru. Tato funkce tedy p#epíná mezi dv$ma úrovn$mi popisu, tak&e si u&ivatel m(&e zvolit podrobn' popis okolí a pr(chodu trasy p#i první náv%t$v$ a p#i dal%ích náv%t$vách m(&e vyu&ívat pouze stru"n$j%í verzi. TEGET ;-3b1%&')+=(01' Po zvolení této funkce se na obrazovku telefonu vypí%e umíst$ní QR kódu. Toto umíst$ní odpovídá pozici QR kódu, kter' ozna"uje aktuální pozici u&ivatele v systému. Po op$tovném stisku klávesy 5 se spustí externí aplikace Barcode scanner (Obrázek 5-1), která spustí fotoaparát p#ístroje a u&ivatel bude moci na"íst QR kód k ov$#ení jeho polohy. Pokud na"ten' QR kód odpovídá kódu p#edpokládané pozice u&ivatele, u&ivatel m(&e pokra"ovat dál v trase a je o tomto stavu informován. Dal%í mo&nou situací je, &e u&ivatel na"te kód, kter' neodpovídá jeho pozici. V takovém p#ípad$ je u&ivatel informován o tom, &e se%el z trasy a kde se momentáln$ nachází. Aplikace poté sama p#epo"ítá z nové pozice trasu k cíli, po které je u&ivatel okam&it$ navigován správn'm sm$rem. TEGEV ;#94+U(:'%"'kl' Tato funkce umo&ní u&ivateli najít nejbli&%í toalety. Po zvolení funkce odsko"it na WC je nalezena nejbli&%í toaleta a je k ní vytvo#ena trasa. Cílová pozice v%ak z(stává nezm$n$na, tak&e jakmile u&ivatel dorazí k toaletám, je z toho místa vypo"ítána nová trasa sm$rem k cíli. Je toti& zbyte"né, aby se u&ivatel vracel na p(vodní místo, kde tuto funkci pou&il, kdy& je mo&né, &e toalety byli stejn'm sm$rem jako jeho cílov' bod. Je také mo&né, &e se nejbli&%í toalety nachází mimo p(vodní trasu, ale existuje od nich jiná, lep%í trasa do cílového bodu. P#ítomnost této funkce je velmi d(le&itá, proto&e je p#edpokládáno, &e se u&ivatel pou&ívající tuto naviga"ní aplikaci pohybuje v neznám'ch prostorách. V p#ípad$, &e má 29