Открыть список
Как стать автором
Обновить

Braille Phone. Продолжение

Интерфейсы
Мобильный телефон для людей с ограниченными возможностями (с) zhogar.
Мобильный телефон для людей с ограниченными возможностями (с) zhogar.

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.

В первую очередь попробуем понять на уровне физиологии, каким образом происходит передача информации при помощи тактильных ощущений, и каких размеров должен быть сам шрифт, чтобы на основе этого определится с размерами будущего экрана (сенсора, - это важно, т.к. необходима обратная связь с устройством), и определимся с шагом самих точек.

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).

Примечание 1 - Имеющиеся в распоряжении 63 знака шрифта Брайля не достаточны, чтобы передать все используемые формы передачи информации в черном шрифте Брайля (в отличие от точечного шрифта Брайля). Поэтому для отдельных областей науки были разработаны специальные системы точечного шрифта, которые делают возможным адекватную передачу представлений из музыки, математики, химии, техники и других областей также шрифтом Брайля.

Примечание 2 - Если шрифт Брайля из 6 точек увеличивается до шрифта из 8 точек, тогда под точкой 3 размещается точка 7 и под точкой 6 размещается точка 8, так что основное изображение имеет 4 строчки и количество возможных знаков увеличивается до 255.

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).

Из этого следует, что наша матрица по способу расположения пикселей фактически ничем не должна отличается от обычной всеми знакомой матрицы A x B, где А - ширина нашей рабочей зоны дисплея, а B - высота рабочей зоны дисплея.

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
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
Один из вариантов реализации устройства толчкового механизма точки

Это лишь один вариант возможной реализации такого механизма, где под аббревиатурами понимается следующие:

  • Головка точки на цилиндрическом основании - непосредственно чать конструкции которая взаимодействует с пользователем.

  • Пано, несущая конструкция для цилиндров - по сути своей вместе с кулачками и толчковыми механизмами представляет собой дисплей.

  • Возвратный механизм цилиндров в исходное состояние - по сути пружина, или другое амортизирующее устройство. Тут стоит обратить внимание, что под исходным состоянием понимается состояние точки (цилиндра), находящегося справа на рисунке.

  • Емкостной датчик смещения цилиндров - особо и добавить нечего, все сказано одной фразой. Стоит отметить, что именно этот датчик будет является индикатором состояния нажатия цилиндра.

  • Миниатюрные соленоидные катушки для выталкивания цилиндров - по сути отталкивание цилиндров, за счет одноименно намагниченности поля рабочей поверхности соленоида.

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!

Спасибо,

с уважением.

Теги:braillephonedevice
Хабы: Интерфейсы
Всего голосов 4: ↑4 и ↓0 +4
Просмотры1.3K

Похожие публикации

Python-разработчик с нуля
18 мая 202156 940 ₽Нетология
SQL и получение данных
18 мая 202120 230 ₽Нетология
Аналитик BI
18 мая 202160 000 ₽Нетология
Графический дизайн и коммуникации
18 мая 202171 940 ₽Нетология
Введение в цифровой дизайн
18 мая 202132 340 ₽Нетология

Лучшие публикации за сутки