基于編程的快速移動光標(biāo)方法研究

張迪， 李文露， 張萍

(西安歐亞學(xué)院,信息工程學(xué)院， 陜西，西安 710065)

0 引言

快速移動光標(biāo)在軟件編程以及文檔編輯、校對中被廣泛應(yīng)用，Linux操作系統(tǒng)中定義了快速移動光標(biāo)的方法，諸如在單詞之間跳轉(zhuǎn)，跳到本行的行首，跳到頁尾等；Word中通過上下左右鍵移動光標(biāo)，Home鍵可移動到本行的開頭，End鍵可將光標(biāo)移動到本行的末尾等。上述方法類似之處是通過不同的快捷鍵實(shí)現(xiàn)光標(biāo)移動，所以用戶在使用時要記憶諸多的快捷鍵，或者通過鼠標(biāo)和上下左右鍵的配合來實(shí)現(xiàn)移動光標(biāo)。在軟件編程或者文本編輯時，鼠標(biāo)和鍵盤之間切換本身也耗費(fèi)時間?，F(xiàn)有技術(shù)在快速移動光標(biāo)問題上以快捷鍵為主，可以快速移動到行首或者行末，借助上下左右鍵或者其他快捷鍵進(jìn)行移動。但它存在兩個缺點(diǎn)：一是快捷鍵較多，以Linux操作系統(tǒng)為例，關(guān)于移動光標(biāo)的快捷鍵多達(dá)10個左右，用戶需要熟練記憶，才能高效應(yīng)用；二是通過快捷鍵能夠快速移動到目標(biāo)位置周圍，但光標(biāo)從目標(biāo)位置周圍到目標(biāo)位置還需通過上下左右鍵一次一次移動，導(dǎo)致光標(biāo)移動多次，文檔編輯效率降低。Eli Brenner等[1]發(fā)現(xiàn)人們對如何移動電腦鼠標(biāo)將光標(biāo)放置在屏幕上所需的位置有很好的直覺，因?yàn)槭趾褪髽?biāo)在不同的位置，他們通常向不同的方向和不同的距離移動，于是通過改變這個表面在空間和手中鼠標(biāo)的方向，使得無論是在空間上還是相對于前臂的位置上，當(dāng)手和光標(biāo)運(yùn)動之間的映射接近我們習(xí)慣的時候，參與者的表現(xiàn)最好。H Hindarto等[2]研究解釋了腦電圖(EEG)信號波用于上下移動光標(biāo)的應(yīng)用，在波形的每個子波段，腦電圖會產(chǎn)生平均值和標(biāo)準(zhǔn)差作為腦電圖的特征，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播作為判斷光標(biāo)是向上移動還是向下移動的基礎(chǔ)。 因此，本文結(jié)合文獻(xiàn)研究，為克服上述現(xiàn)有方法中存在的問題，提供了一種快速移動光標(biāo)的方法，解決光標(biāo)移動范圍為當(dāng)前位置附近的區(qū)域范圍中快速移動光標(biāo)的問題。

1 研究思路

Gennaro Senatore等[3-4]提出以教育的形式設(shè)計(jì)交互方式。Makoto Fujimura等[5-7]提出通過運(yùn)動模糊的光標(biāo)進(jìn)行偽觸覺的研究。因此本文以人腦直覺確定移動的目標(biāo)位置的條件下，研究實(shí)現(xiàn)如何將多步鍵盤按鍵敲擊變?yōu)橐绘I到達(dá)目標(biāo)位置來設(shè)計(jì)交互方式。本文提出以編程為場景，解決光標(biāo)在目標(biāo)位置周圍時，不使用上下左右鍵時，通過基于人腦特征的直覺判斷操作鍵盤的物理位置，使得光標(biāo)移動到目標(biāo)位置，減少點(diǎn)擊鍵盤的次數(shù)，進(jìn)而提升移動光標(biāo)的速率，達(dá)到一種類似觸摸屏移動操作的效果。

以具體技術(shù)思路為首，先根據(jù)光標(biāo)當(dāng)前的位置確定其周圍一塊區(qū)域并高亮顯示，如圖1所示，確定以當(dāng)前光標(biāo)坐標(biāo)(a,b)為中心的區(qū)域。同時以肉眼快速判斷位置，以鍵盤作為輸入確定目標(biāo)位置的思路下，將鍵盤按鍵的位置和圖1中的區(qū)域位置對應(yīng)起來，這就要求對于鍵盤按鍵，我們需要將鍵盤中的某一個按鍵作為中心，簡稱中心按鍵。將中心按鍵和光標(biāo)當(dāng)前位置的坐標(biāo)對應(yīng)起來，這樣按照高亮區(qū)域的坐標(biāo)，將中心按鍵向外輻射區(qū)域中包括的按鍵都囊括進(jìn)來，當(dāng)用戶肉眼判別目標(biāo)光標(biāo)位置在鍵盤物理位置的某一按鍵處時，點(diǎn)擊該按鍵，程序?qū)㈡I盤輸入按鍵相對于中心按鍵的坐標(biāo)記錄下來，將光標(biāo)移動到該坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)類似于觸摸屏的快速移動效果。如圖2所示，白色框線內(nèi)為實(shí)際選取的按鍵區(qū)域，區(qū)域內(nèi)按鍵可以調(diào)整光標(biāo)的位置。

圖1 高亮顯示區(qū)域坐標(biāo)

圖2 映射鍵盤區(qū)域

2 基于中心點(diǎn)的區(qū)域確定

本文技術(shù)方案是一種快速移動光標(biāo)的方法，包括如下步驟。

(1)調(diào)用編輯器接口獲取當(dāng)前光標(biāo)所在的列號a和行號b，將(a,b)作為高亮區(qū)域的中心點(diǎn)，鍵盤上始終以鍵盤中部某字母為中心，(a,b)對應(yīng)鍵盤中部該字母。

(2)確定高亮區(qū)域，在鍵盤上確定高亮區(qū)域的各個坐標(biāo)如下：

b行向上數(shù)兩行確定為b-2，b行向下數(shù)一行確定為b+1；

a列所處的第b行向左數(shù)6，坐標(biāo)為(a-6,b)，a列所處的第b行向右數(shù)5，坐標(biāo)為(a+5,b);

a列所處的第b-1行向左數(shù)6，坐標(biāo)為(a-6,b-1)，a列所處的第b-1行向右數(shù)7，坐標(biāo)為(a+7,b-1)；

a列所處的b-2行向左數(shù)7，坐標(biāo)為(a-7,b-2)，a列所處的第b-2行向數(shù)6，坐標(biāo)為(a+6,b-2)；

a列所處的第b+1行向左數(shù)5，坐標(biāo)為(a-5,b+1)，a列所處的第b+1行向右數(shù)6，坐標(biāo)為(a+6,b+1)；

根據(jù)以上確定的8個坐標(biāo)，調(diào)用編輯器接口將這8個坐標(biāo)范圍內(nèi)的區(qū)域設(shè)置為粉色高亮顯示；

(3)屏幕光標(biāo)位置跳轉(zhuǎn)，鍵盤中部該字母坐標(biāo)(a,b)。

接收鍵盤輸入，計(jì)算鍵盤上被點(diǎn)擊的按鍵距離中心按鍵的坐標(biāo)，將屏幕編輯器上高亮區(qū)域中坐標(biāo)與被點(diǎn)擊按鍵的坐標(biāo)相等的位置用白色高亮顯示。

(4)重復(fù)步驟(1)實(shí)現(xiàn)鍵盤按鍵位置與編輯器高亮部分的對應(yīng)跳轉(zhuǎn)，達(dá)到快速移動光標(biāo)的目的。

參見圖1～圖4，該方法將鍵盤上一設(shè)定區(qū)域的多個按鍵的位置和電腦屏幕編輯器中設(shè)定的高亮區(qū)域字符的位置一一對應(yīng)，圖3為快速光標(biāo)移動技術(shù)的應(yīng)用流程圖，圖4為1-3字符m所右位置的光標(biāo)為起始點(diǎn)，向圖5所示的橫杠字符移動，只需要點(diǎn)按鍵盤上的M按鍵即可。

圖3 快速光標(biāo)移動流程

圖4 以字母‘m’為中心的高亮區(qū)域顯示

本文提供的快速移動光標(biāo)的方法，當(dāng)光標(biāo)在目標(biāo)位置周圍時，不通過上下左右鍵，而是一種類似觸摸屏的移動操作。通過操作鍵盤的物理位置，使得光標(biāo)移動到目標(biāo)位置，減少點(diǎn)擊鍵盤的次數(shù)，進(jìn)而提升移動光標(biāo)的速率，每次移動只用一次快捷鍵，用于在各類編輯器中標(biāo)注/選中光標(biāo)周圍的一片區(qū)域，以光標(biāo)為中心點(diǎn)標(biāo)注出類似鍵盤排版的區(qū)域，鍵盤上按鍵的物理位置與編輯器中標(biāo)注區(qū)域的位置一一對應(yīng)，通過點(diǎn)擊鍵盤上的某個鍵移動到編輯器標(biāo)注區(qū)域的對應(yīng)位置即可快速移動到目標(biāo)位置。該方法減少光標(biāo)移動次數(shù)，同時通過肉眼對物理位置的判斷在鍵盤上敲下屏幕上對應(yīng)位置的按鍵，而不用關(guān)心按鍵上的字母。此時，鍵盤相當(dāng)于光標(biāo)周圍區(qū)域的拷貝，類似觸摸屏一樣，只需在想移動的位置一點(diǎn)即可快速移動，這種移動光標(biāo)的方式具有很大的實(shí)用價值，對于非觸摸屏的臺式電腦、筆記本電腦都適用，在文本編輯時可體會到與觸摸屏移動一般迅捷的效果。

圖6 映射關(guān)系

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為測試本方法的效率，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，我們選取了軟件工程專業(yè)大三學(xué)年的兩個班級65名學(xué)生，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)18名軟件開發(fā)工程師進(jìn)行測試。每人采用傳統(tǒng)上下鍵和鍵鼠切換方式記錄特定幾行代碼的移動時間后，再采用本文提出的方法仍對這幾行代碼進(jìn)行移動，并記錄時間，具體測試參數(shù)設(shè)置見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

對比兩種移動光標(biāo)所耗的時間，結(jié)果如圖7所示，縱軸表示時間，以秒為單位，橫軸表示回收到的學(xué)生數(shù)據(jù)。

圖7 光標(biāo)移動時間損耗對比

4 總結(jié)

本方法能夠在各類編輯器中通過快速將光標(biāo)移動到目標(biāo)位置，適用場景是軟件編程、文字編輯、校對等，能夠提升移動速率，尤其是在沒有鼠標(biāo)的情況下，比如在只能鍵盤輸入時，用遠(yuǎn)程工具連接Linux機(jī)器的情況下，本方法在電腦編輯器中可快速移動到目標(biāo)位置，不需要記憶過多快捷鍵，并且不需要使用鼠標(biāo)，程序員或者其他用戶只應(yīng)用鍵盤，避免切換鼠標(biāo)和鍵盤帶來的時間損耗，具有非常大的實(shí)用價值。