可攜式設備的先進導航技術的製作方法
2023-06-13 00:45:41 1
專利名稱：可攜式設備的先進導航技術的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及二維空間的導航，具體而言，涉及在移動或非移動環境中通過多級放大的數據集的導航。
背景技術：
隨著建立在成熟計算平臺上的PDA和蜂窩電話的普及，對在小型可攜式設備上創造豐富的用戶體驗的興趣與日俱增。相對於這些設備留給用戶的相對不變的顯示器和導航瓶頸，這些設備的計算能力不斷增強。小型可攜式計算設備只提供給定的信息空間的有限視圖。有限的輸入形式使得小型設備難以支持大數據集的逐漸增加的和彈道式(ballistic)(通常由命令或按鍵發起的對目標的快速導航)的導航。由於這些設備通常用於用戶注意力分散的移動場合，所以需要精確控制的交互面臨挑戰。
發明內容
以下給出了本發明的概述，為了提供對本發明一些方面的基本理解。此概述並不是對本發明廣泛的綜述。它並不試圖識別本發明的關鍵/重要因素或勾劃本發明的範圍。它只是為了以簡化的形式給出本發明的一些概念，作為以下更詳細描述的序言。
本發明涉及便於在相對小型的可攜式設備(如可攜式電話等)上導航和/或瀏覽大信息空間的系統和/或方法。具體而言，本發明的系統和方法允許以多級放大的多解析度圖形內容的導航。結果，用戶可以在給定縮放等級的固定數目的視圖布局之間快速選擇。另外，本發明為用戶提供了相對於當前視圖快速瀏覽另一視圖的能力。這為用戶提供了相對於周圍區域改進的當前視圖的整體觀察(perspective)。另外，用戶能夠容易地獲得圖形內容的概觀並將該內容的不同空間區域的信息作比較。
根據本發明的一個方面，以最遠的縮小視圖開始的數據集的特定視圖可以被分成設定數目的子視圖片段(segment)。如果沒有最遠的縮小視圖，如用無限可縮放數據集，那麼當前視圖可以被分割。當用戶選擇對應於特定子視圖片段的硬體或軟體按鍵時，視圖被放大(如用動畫(animation))使得子視圖片段可以填滿顯示區域。接著，子視圖片段可以被分成相同數目的子視圖片段。通過預分配的按鍵進行進一步選擇可以再次放大視圖或在特定子視圖之間切換。為了縮小到前一等級，可以使用專用的縮小或「返回」按鍵。
根據本發明的另一方面，一個或多個子視圖片段可以重疊，以提供共有一些內容的視圖。而且，至少部分根據給定縮放等級的數據密度，動態地定義子視圖片段。或者/並且，應用程式作者可以「事先」定義子視圖片段，例如用於優化觀看非固定密度數據。當由個人用戶使用時，這些用戶可以根據其偏好通過選項定製一個或多個子視圖片段。
根據本發明的又一方面，用戶可以使用指示設備在可攜式設備上通過多級放大的數據集順利地進行導航。例如，可攜式設備可以具有觸控螢幕或其它類型的顯示屏或觸摸墊，它們能感應和/或接受指示設備。當在屏幕上顯示的數據集的至少一部分上快速移動指示設備時，可以看到數據集的較少細節和較多概觀。然而，當指示設備以較慢的速率移動時，可以看到數據集的較多的細節和較少的概觀。不同於提供生硬的放大和縮小視圖的傳統方法，本發明中較多和較少細節和/或較多或較少概觀之間轉換是流暢的平滑的。
並且，在屏幕上按指示設備能夠導致數據集的放大，而拖曳指示設備能夠產生與放大部分重疊的數據集的半透明概觀。總之，指示設備可用作較小部分數據集的上下內容(context)中大數據集上的絕對定位設備。
根據本發明的另一方面，在可攜式設備上瀏覽數據集時，用戶可以「瀏覽」數據集或文檔的其它部分。例如，想像用戶指示一個數據集區域用於詳細視察。一般，這可以通過以下動作發生在一個區域上點擊，從菜單或對話框中選擇區域的名稱，或按下事先分配給該特定區域的硬體鍵或功能鍵。當用戶想要快速瀏覽另一區域時，他能夠通過用上述技術再次選擇另一區域來指令應用臨時切換到另一區域的視圖。在一段時間延遲或者用戶釋放硬體或軟體鍵之後，視圖能快速並順利地(例如通過動畫)跳回前一視圖。
因此，緊接著，用戶能夠通過快速瀏覽數據集的不同部分建立關於如何將不同部分的數據集聯繫起來的構思模型。在感興趣的數據延伸出當前可視區域(顯示屏)時，以及在用戶想要快速比較數據集中不是同時詳細可視的部分的數據時，這是有用的。
為了實現上述和有關的目標，這裡結合以下描述和附圖討論了本發明的某些示例性方面。然而，這些方面只表示可使用本發明原理的各種方法中的一些，本發明試圖包括所有這些方面及它們的等價替換。當結合附圖來考慮，通過本發明的以下詳細描述，本發明的其它優點和新特徵將變得明顯。
圖1是根據本發明一個方面的先進導航系統的框圖。
圖2是根據本發明另一方面的先進導航系統的框圖，該系統用於觀看基於按鍵的以及不基於按鍵的可攜式設備上呈現的信息。
圖3示出根據本發明一個方面的示例性基於按鍵的先進導航系統，該系統與可攜式設備相連使用。
圖4示出根據本發明另一方面的在示例性可攜式設備上的示意性導航順序，它示出在用於進一步顯示上下內容的動畫期間視圖如何返回。
圖5示出根據本發明一個方面的在示例性可攜式設備上的示意性導航順序，它示出如何將給定視圖再分為對應於計算設備上硬體鍵的多個子視圖。
圖6示出根據本發明一個方面的在示例性可攜式設備上的示意性導航順序，它示出在用戶選擇縱橫比不同於當前視圖的子片段時，從當前視圖到被選子視圖的視圖轉換將如何導致視圖的拉伸和壓縮。可以優化子視圖的縱橫比以顯示視圖中的特定細節。
圖7示出根據本發明的一個方面，可攜式設備的顯示屏、被觀看的內容或數據集、以及適用於顯示屏的一部分數據集之間的關係。
圖8示出根據本發明一個方面的通過內容導航的示例性描述。
圖9示出根據本發明一個具體實施的通過內容導航的示例性描述。
圖10示出根據本發明一個方面的通過內容導航的示例性描述。
圖11示出根據本發明一個方面的通過內容導航的示例性描述。
圖12示出根據本發明一個方面的通過內容導航的示例性描述。
圖13示出根據本發明一個方面的通過內容導航的示例性描述。
圖14示出根據本發明一個方面分割內容的示例性形式。
圖15示出根據本發明一個方面在交通監視期間的示例性先進導航過程。
圖16示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖17示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖18示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖19示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖20示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖21示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖22示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖23示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖24示出根據本發明一個方面在可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖25示出根據本發明一個方面在使用透鏡部件的可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖26示出根據本發明一個方面在使用透鏡部件的可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖27示出根據本發明一個方面在使用透鏡部件的可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖28示出根據本發明一個方面在使用透鏡部件的可攜式設備上的示例性先進導航過程。
圖29是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖30是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖31是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖32是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖33是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖34是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖35是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖36是根據本發明一個方面的示例性先進導航過程的流程圖。
圖37示出根據本發明一個方面，小型可攜式設備按鍵發起的遞歸視圖導航的典型邏輯的示例性流程圖。
圖38示出用於實現本發明各個方面的示例性環境。
具體實施例方式
現在相對附圖描述本發明，其中類似的標號用於指示類似的元件。在以下的描述中，為了解釋，給出各種具體細節以提供對本發明全面的理解。然而，顯然可以不用這些具體細節來實踐本發明。在其它實例中，以框圖的形式示出公知的結構和設備以便於描述本發明。
本申請中所用的術語「部件」和「系統」是指與計算機相關的實體，即硬體，硬體和軟體的組合，軟體，或執行的軟體。例如，部件可以是但不限於處理器上運行的過程，處理器、對象、可執行碼、執行的線程、程序和計算機。為了說明，伺服器上運行的應用程式和伺服器可以是部件。一個或多個部件可以駐留在執行的過程和/或線程中，部件可以局限於一個計算機和/或分布於兩個或多個計算機。
這裡使用的術語「推理」一般是指從通過事件和/或數據捕獲的一組觀察推斷系統、環境、和/或用戶的狀態的過程。推理可用於識別具體上下內容或動作，或者能夠生成例如狀態的概率分布。推理可以是概率性的，也就是說，基於對數據或事件的考慮計算感興趣的狀態的概率分布。推理還可以指用於從一組事件和/或事件組成較高級別的事件的技術。這種推理導致從一組觀察到的事件和/或存儲的事件數據構成新的事件或動作，不管事件是否在時間上極近地關聯，以及事件和數據是來自一個還是幾個事件和數據源。
本發明適用於稱為智慧型電話的移動計算設備的新興分類以及其它類型的可攜式設備，包括蜂窩電話和PDA。例如，將聯繫智慧型電話討論本發明的幾個方面，然而可以理解本發明可以結合各種其它可攜式設備使用。
智慧型電話組合了蜂窩電話的便攜性和網絡連接性以及PDA的計算能力。智慧型電話的彩色顯示器能夠顯示動畫，並且通常具有在200×200像素範圍內的解析度。很多這種設備不具有觸控螢幕，甚至那些具有觸控螢幕的也通常用一隻手使用。大多數智慧型電話在數字鍵區上增加了四向方向鍵區(d-pad)或操縱杆。另外，還有幾個專用按鍵(返回、主頁和運行)和能夠由當前應用任意分配功能的兩個軟按鍵。
公共信息空間(如地圖、電子表格和網頁)中細節的尺寸和層次容易地覆蓋智慧型電話的小屏幕。當用戶足夠地放大直至看見相關的細節時，用戶使用智慧型電話的方向鍵區(d-pad)穿越長距離的導航就變得冗長。另外當用戶放大時，用戶難以保持對上下內容的感覺並維持信息空間的構思模型。本發明詳述了可適用於小型移動或可攜式設備中可縮放用戶界面(ZUI)的技術的組合。
傳統技術以前對小型設備的研究集中在三個主要領域用於將信息空間分割成可管理片斷的方法，用於在這些片斷之間移動的交互技術的設計，和顯示給定子片斷的上下內容的方法。目的是能夠容易地讀取每個片斷的內容，簡化用戶的導航選項，每個子部分示出相關的信息。
信息空間分割——如果可能，對內容的分析用於基於相關的內容或用戶想要同時訪問的內容來分割信息空間。如果不可能，可以整個空間方式分割內容，以確保任何子部分適合於顯示屏。WEST系統允許用戶在網頁片段之間按順序翻頁，但是，不允許選擇任意片斷。隨後的工作更好地利用觸控螢幕，允許用戶選擇任意的子片斷進行全屏觀看。
M連結系統將信息空間導航任務分成兩個模式。為用戶呈現結構的文本列表並連結到網頁。當用戶從列表中選擇項目時，模式被切換以顯示來自原網頁的相關內容。雖然可能適用於網頁，但是該方法對諸如地圖的內容不起作用，因為在地圖中內容和結構之間沒有區別。道路、陸標、城市和邊界都是地圖的內容和結構。按照覆蓋的行政邊界(街道、城市、鄉鎮、州等)通常存在結構和層次，但是僅僅提供地方的文本嵌套列表在用戶想要比較空間信息或作距離判斷時對用戶沒有幫助。
可縮放用戶界面——可縮放用戶界面(ZUI)試圖解決較大或無限信息空間的子視圖之間的導航問題。諸如Pad++的系統按空間和比例安排信息，並允許用戶使用搖動和縮放(pan and zoom，PZ)的組合來導航。通常將信息安排在無限可搖動空間中，並用細節的多個嵌套等級。當用戶改變縮放等級時，將顯示不同的信息量，並且在使用語義縮放的實施中，信息元素改變它們的顯示以智能地顯示它們最顯著的特徵。在使用ZUI時，用戶面對兩個主要問題。第一，用戶難以知道他們在信息空間的何處。第二，用戶能夠容易地導航到數據集中數據密度低到不存在導航提示的位置。與此相關，當縮小時甚至難以知道感興趣的信息在哪裡。為了處理這些「沙漠迷霧」的問題已經建議了各種提示。
信息空間上下內容——當用戶觀看信息空間的細節部分時有幾種策略用於為用戶提供上下內容。魚眼視圖(fisheye view)通過將包圍放大的細節部分的區域壓縮到外圍來提供導航的上下內容。這對臺式PC甚至PDA很有效。可是，智慧型電話的顯示尺寸很小，從而如果沒有過度地折衷中心放大區域的有用性，普通魚眼顯像的外圍區域不能承載任何有用的信息。另外，魚眼顯像固有的壓縮方面還可能阻止用戶理解地圖上或其它地理數據集中的地點之間的空間關係。
魚眼技術與網頁結合非常有效，因為可以接受壓縮白色空間或者甚至重新排序一些元素。然而，對於地圖，這種顯示只在有限的任務組中起作用。當用戶想要根據地理關係判斷路途時間時，「白色」或稀疏分布的區域與密集的區域一樣重要。在一些情況下，如地鐵地圖，壓縮白色空間是更有用的。改變地圖上地點之間的空間關係或次序將妨礙用戶理解。
與ZUI對比，概觀+細節系統通過分離的概觀窗口清楚地示出當前放大視圖的上下內容。使概觀視圖適用於ZUI是有利的，即使小型屏幕設備上的有效視覺設計更困難。與諸如滑鼠的精確輸入設備和大型高解析度顯示器結合，搖動和縮放的緊密結合很有效。可是，在使用智慧型電話時，尤其當用戶在不太引起注意的一小組地點之間重複導航時，要求用戶進行精確搖動是很麻煩的。
因此，之前的方法受制於其各自的方法學，尤其對於小型可攜式設備。
本發明本發明的一個方面允許用戶容易、快速並可預知地使用單手在任何可攜式設備(如智慧型電話)的詳細二維信息空間上導航。以下附圖至少部分與一般的地圖導航以及特定的接近實時道路交通監視應用的瀏覽有關。然而，可以理解可以觀看和/或使用其它應用和/或目標，這些都在本發明的範圍內。
現在相對於以下圖1-38描述本發明。參考圖1，給出先進導航系統100的總框圖，導航系統100被設計成導航包括內容(如數據集)的任何二維空間，如地圖、文檔、電子表格、照片、圖像等。導航系統100通過輸入部件110接收輸入(如來自用戶)。示例性的輸入部件包括鍵區、方向鍵區(d-pad)、觸摸墊、操縱杆和/或指示設備(如觸筆、筆或滑鼠)，以及任何其它類型的通信鏈路、信道或網絡連接。
導航部件120接收輸入部件的輸入並部分基於輸入導航或移動至少一部分內容。例如，輸入可以涉及一些指令或指導，包括觀看內容的某些部分的期望方式。映射部件130與導航部件120可操作地耦合或連接，映射部件130能夠根據傳送到它的導航信息將內容定向到適當視圖或布局；產生的視圖可呈現在顯示部件140的可視區域內。系統100便於在小型可攜式設備上瀏覽，它允許用戶在更詳細地(如放大)觀看內容的一小部分的同時或接近同時「觀看」延伸出可視顯示區域的內容的周圍區域。以下詳細描述導航移動的特定類型和由此產生的視圖。
參考圖2，示出另一先進導航系統200的框圖，該系統便於可攜式設備中二維內容空間的導航。在導航(或瀏覽)可以開始之前，可攜式設備可以上載或訪問諸如數據集的內容。內容包括但不限於任何類型的文檔，如圖片、日曆、圖像、電子表格、報告、地圖、書、文本、網頁等，及其相關的程序或應用。能夠將可視內容(如母視圖)分割成任何數目的片斷、子部分、或子視圖的分割部件210可以接收數據集。可以理解數據集的可視部分可以是更大數量的數據集的一部分，它的剩餘部分超出設備顯示屏的可視區域。
例如，想像數據集包括自由女神像的照片。由此，在顯示屏的可視空間上以全視圖顯示照片(如整幅照片處在顯示器的可視空間)，或者也可能在可視空間上立刻只顯示照片的一部分。根據一個方法，分割部件210能夠將可視數據集均勻地分割成兩個或更多的子部分。然後用戶可以「選擇」這些子部分中的每一個，以更詳細地觀看內容的特定子部分。可以將被選子部分動態地分成更多的子部分，用於甚至更詳細的觀看。數據集的每個「更詳細」的視圖代表原始視圖的子視圖或者興趣的焦點。因此，根據內容和/或用戶可以提供多個觀看等級。分割可以通過手工或者一些其它合適的系統事先編輯，可以動態發生，和/或能夠部分基於下層的內容優化。可以將該信息傳送到將待觀看的內容定向的映射部件220。
在另一方法中，可以將片段分成兩個或更多重疊和/或不重疊的子部分。無論使用何種分割方法，內容的子部分能夠對應於一個或多個輸入部件230。輸入部件230從用戶接收與觀看和/或通過內容和/或內容的子部分移動有關的輸入。輸入部件230可以是觸摸墊、鍵區、指示設備、觸筆、操縱杆或方向鍵區中的任何一個。
可以將用戶輸入傳送到導航部件240，該部件根據輸入進行處理和/或執行。例如，想像輸入部件包括9個按鍵，如鍵區上的數字鍵，以及剩下的最下一行的3個按鍵(如「0」、#和*)。數字鍵(1-9)可用於選擇內容的子部分，而剩下的3個鍵可用於與通過內容導航有關的其它類型的動作，如「返回」、「全屏」和/或「縮放」。根據該實例，可以將自由女神像的全屏視圖(概觀)分成9個子部分，直接應用於9個數字鍵。
因此，當用戶按下「1」鍵時，選擇或加亮對應的「1」子部分用於替代的觀看。尤其，導航部件240能夠在子部分之間移動或轉換242，能夠按任何期望的方向移位當前視圖以顯示周圍或相鄰的內容244，能夠瀏覽另一視圖246，能夠放大或縮小特定視圖248，能夠在通過內容導航時提供至少兩個不同視圖的半透明重疊250，能夠放大內容的一部分252，和/或能夠穿過內容搖動254。並且，這些動作可以通過動畫來執行，從而獲得不同視圖間平滑、流暢的轉換。
一旦將導航模式傳送到導航部件240和/或由導航部件240處理，映射部件220可以至少部分基於分割信息(來自分割部件210)配置和/或操作內容的期望部分，用於在顯示器260上顯示。輸入部件230接收到的另一用戶輸入可以將內容的一部分的當前視圖進一步放大。
圖3-36示範了與以上圖1和2所討論的通過多種內容導航或瀏覽結合的導航系統的各種方面。回想智慧型電話上通常沒有直接指示設備(如觸筆或滑鼠)，因此用戶無法直接指定地圖上的確切位置。ZUI通常將視圖規格分成兩個交互搖動和縮放。這可以在智慧型電話上完成，例如使用方向鍵區和專用的放大和縮小鍵。然而，問題在於這種細粒的(fine-grained)交互要求用戶方高度的關注，在移動的情況下關注是不足的。另外，本發明的其它方面增加了基於方向鍵區的導航的細粒的交互，並本質上將搖動和縮放的交互組合為一個認知的組或操作。
參考圖3-6，示出根據本發明一個方面的導航系統的示例性圖像，該導航系統用於在諸如智慧型電話的示例性可攜式設備300上導航地圖。在圖3中，地圖的特定縮放等級的原始或給定視圖310被均勻地分成設定數目的子部分或子視圖320。對於智慧型電話，子部分的通常的數目為9，因為該數目映射到鍵區上按鍵的數字(如1-9)。如圖所示，疊加一組具有數字提示的方框以指示如何將當前視圖分成子視圖。然後用戶可以通過按下對應於屏幕上該部分的數字鍵(330-按「6」鍵，如「6」上的較暗陰影所示)選擇放大這些子部分中的一個。在放大動作之後，再次按下相同的數字鍵能使視圖縮小回母視圖，如屏幕視圖340所示。
在當前放大時，按不同數字鍵將導致視圖溫和地移位到同一縮放等級的適當兄弟部分。例如，在圖4中，地圖的一系列屏幕視圖示出通過從部分4搖動到部分4的兄弟視圖部分6的平滑和/或動畫的轉換。具體而言，屏幕視圖410示出部分或子部分4的放大視圖。然而，當從子部分6搖動到子部分6時，屏幕視圖縮小(420)然後在到達自部分6時逐漸放大(430)。當子部分6為全屏視圖並幾乎不包括其它子部分(放大的子部分6佔據顯示空間)時，子部分6根據屏幕視圖440放大(如放大到與原始興趣焦點「子部分4」類似的程度)。通過使用簡化版的搖動和縮放算法，所有這些視圖轉換(如放大、縮小、同級轉換)以平滑的動畫實現。
在與智慧型電話相關的之前實例中，方向鍵區對於精確的視圖改變仍然是有用的，但是本發明允許用戶在信息空間的大面積上非常快速地移動。這裡描述的子視圖選擇方法本質上在方向鍵區的短的精確移動上增加了較大的彈道式(ballistic)移動(通常由指令或按鍵發起的對目標的快速導航)。
在母視圖及其子視圖之間進行放大或縮小的該導航技術在只有兩個有用的縮放等級時非常有效。為了將該技術延伸到任意個縮放等級，我們使用戶通過按智慧型電話鍵區上的專用「切換子(toggle children)」按鍵(如「#」鍵)來顯示並獲得當前放大視圖的子部分。當用戶按下該鍵時會發生以下事件顯示表示如何分割當前視圖的9個方框，將當前視圖重新定義為這些新獲得的子視圖的母視圖。之後按數字鍵將可預知地放大到適當的子視圖。圖5相當清楚地示出該內容。在屏幕視圖510中，顯示器或觀看框被拉近到子部分「6」。當按下「#」鍵(520)時，當前視圖(如子部分6)被分成多個子部分，以觀看獲得的部分(530)。因此，現在子部分6的當前視圖被重新定義為母視圖，並且可獲得新的子視圖。
如果用戶被拉近後想要從當前視圖縮小返回，那麼用戶可以按對應於當前視圖的數字鍵或按專用「縮小」鍵(在我們的實施中為「*」鍵)。按縮小鍵使得視圖縮小，這導致顯示新的當前視圖的子視圖方框。雖然描述是複雜的，但是這在實際使用中很快變得簡單。
因為本發明的一些方面是ZUI的改編，所以幫助用戶跟蹤其在信息空間中的位置可能有問題。為解決該問題，數字可以半透明地重疊在每個部分上，以幫助用戶將特定鍵與適當部分關聯。因為任何時候只顯示少數幾個的子部分提示，預先關注的區別的結果建議用戶可以一次瀏覽處理所有可視子部分。
當放大時，當前部分的號碼變得更透明，使得它不會遮蔽太多內容。另外，非常小的示意的概觀地圖可以略圖的形式疊加在顯示屏的右上角。概觀中一較小的矩形(詳細視圖指示符)還可以指示當前視圖在其母視圖的上下內容中的相對尺寸和位置。可以使用除了矩形之外的形狀。形狀和縱橫比通常對應於設備的顯示器的形狀和縱橫比。(注意，將來蜂窩電話(和SPOT手錶)可能不具有矩形屏幕。)此外，小的填滿的矩形(或適當的形狀)可以指示當前觀看的部分相對於其母部分的位置。圍繞母部分的整個邊緣施加一個細微的但顯著的灰度。因此，在放大時，具有灰度漸變邊緣的子部分增強了當前觀看的子部分相對於其母部分的位置。
因為我們的技術支持任意個縮放等級，所以當重疊的概觀提示的尺寸按整個數據集的關係與當前視圖的面積線性相關時，重疊的概觀提示很快變得太小以致於看不見。因此，我們概觀的當前版本及其內含的詳細視圖指示符示出當前子視圖部分和其母視圖之間的關係。對概觀提示的設計選擇非常有限，因為當前智慧型電話上的概觀只有大約20×30像素。
當用任何其它覆蓋的用戶界面提示時，其設計必須提供足夠對比度以區別於背景地圖，但是不能過重以過度地遮蔽下層地圖。當在我們目標硬體平臺的極有限的解析度下實施時，浪費甚至弄亂(由於自然的光柵化)了精細的圖形設計設備，如灰度漸變的陰影。與此不同，我們簡化地用對比的邊界包圍每個提示(如子部分號碼)並根據當前的交互改變它的透明度等級。
如之前所述，可以將顯示屏分割成相等或不等的重疊或不重疊的片段或子部分。就是說，給定屏幕信息的分割不需要固定為3×3的格子。子片斷(這裡也稱為部分、片段、或子部分)可以是縱橫比不同於其母視圖或兄弟視圖的矩形。可以優化視圖部分的形狀和尺寸，使得當它成為當前視圖時，將更多的屏幕空間提供給更重要的特徵。因此，當從一種形狀的母部分放大到另一形狀的子部分時，下層地圖可以沿其兩個坐標軸拉伸和壓縮，如圖6所示。例如，可以將當前視圖600分成至少部分基於多個參數(如內容和/或作者偏好)優化的部分。當從部分5導航到部分2(如從視圖610到視圖620到視圖630)時，地圖收縮並拉伸，使得被選子視圖的圖像填滿幀或屏幕。可以理解，能夠手工編輯這些優化的子視圖。然而，現有的內容分析技術可用於動態地定義優化的子視圖。
本發明的瀏覽特徵粗略地受到眼睛凝視和身體方向之間關係的啟發。在實際世界中，我們身體的方向指示我們最高度和最穩定的關注中心。當用戶想要獲得關於移動的上下內容的信息時，它快速凝視周圍然後返回凝視其身體的方向。同樣，在本發明的至少一個方面，可以為用戶提供用於建立當前視圖的上下內容信息的快速裝置。
當前靜態視圖類似於在實際世界中當眼睛凝視與身體方向對準時看見的視圖。為了使「身體」朝向另一視圖，用戶按與期望的新視圖關聯的數字鍵。為了暫時「瀏覽」另一方向(在附近的視圖)，用戶按下並按住適當的數字鍵。當釋放該鍵時，視圖動畫地返回前一視圖。該彈簧式瀏覽可延伸到與當前視圖子視圖一起作用。如果用戶當前選擇縮小以顯示當前視圖的子片斷的片段提示，按下並按住數字鍵將臨時地把視圖放大到對應的子視圖。釋放該鍵將返回母視圖。該彈簧式視圖移位允許用戶快速瀏覽數據集的其它部分，而不會丟失對其首選的興趣中心的跟蹤。此外，瀏覽還允許用戶快速比較接近區域中的信息。
圖7-10示出的一系列視圖提供了瀏覽特徵的示例性說明，相對於為小型可攜式設備(如蜂窩或行動電話)創造的基於地圖的應用使用該瀏覽特徵。從圖7開始，提供了設備顯示屏700和實例數據集710；然而，實例數據集710中只有部分720(如部分A 730，B 740或C 750)同時適用於顯示屏700。
用戶可能希望放大到地圖的某些部分，使得可以在小的顯示屏上讀出細節，如路名。圖8描述了當用戶按下並按住分配給特定視圖的鍵時發生的事件的示例性順序800。為了放大到特定區域，用戶可以選擇設備上的一個硬體鍵，該硬體鍵事先映射到地圖上的特定位置和縮放等級。視圖810示出數據集710(圖7)的默認放大部分。
如果用戶僅僅輕擊鍵區上的另一按鍵(820)，以預定的(或當前)縮放等級將視圖移位到另一預定興趣點(參見例如圖9的順序900)。與此不同，如果用戶按下並按住硬體鍵超過(預定)閾值的一段時間(如2秒)，視圖只是臨時移位到另一區域(830)。這允許用戶快速瀏覽數據集的另一部分，而不會失去其最感興趣的視圖。因此，當用戶釋放按鍵(840)時(例如在2秒之後)，視圖返回到原先或前一布局或視圖(850)。
變化包括顛倒基於時間的映射。例如，輕擊硬體或軟體鍵可以表示臨時切換視圖，而按下並按住硬體或軟體鍵可以表示以穩定的方式移位視圖。此外，本發明包括不同視圖間的平滑動畫(線性或對數的)。
在圖10中，示出當用戶在視圖已經移位後輕擊按鍵時發生的事件的示例性順序1000。如圖所示，屏幕(1)1010指示視圖已經從原始興趣焦點移位。接著，用戶輕擊(如快速按下並釋放)對應於預定視圖的硬體鍵1020。響應於用戶的輸入(如輕擊按鍵)，視圖移位或返回原始興趣焦點，如屏幕1030所示。因此，在任何時間在視圖的任何等級，用戶可輕擊按鍵1020來返回默認或原始或預定視圖。
當上述鍵區導航功能性與方向鍵區或操縱杆結合時，產生兩種導航技術的組合。也就是說，用戶可以放大並在空間上遞增地移動，這引起在一格信息周圍的動態地移動。因此，無論用戶以哪一格為中心，用戶都能快速地瀏覽附近的其它區域。
喜好飛行模擬器產品的用戶通常具有與操縱杆上的硬體「帽子(hat)」開關聯繫的瀏覽特徵。當用戶朝特定方向移動彈簧式帽子開關時，視圖臨時移位到另一典型視圖，如在飛機之後或到飛機的左側。幾個賽車遊戲也支持該特徵。然而，與傳統的產品不同，本發明允許硬體鍵的同組軟體的瞬時的(彈簧式瀏覽)和穩定的視圖移位視圖。這兩種模式通過用戶按住硬體或軟體鍵的時間長度主題用戶界面中被區別。
轉移到圖11-14，示出根據本發明當通過信息空間導航時可發生的事件的各種序列和/或順序。從圖11開始，示出數據集的縮到最小的視圖的簡單分割方案1100。方案1100包括設備顯示屏1110以及實例數據集1120。屏幕1130顯示了已經收縮以適於小顯示屏1110的數據集1120。
數據集1120的特定視圖，從縮到最小的視圖1130開始，被分成設定數目(如9)的子視圖片段，如屏幕1140以及圖12(如1210)所示。圖12示出以給定縮放等級在視圖子片斷之間導航的一般交互。從視圖1210的原始分割開始，用戶能夠輕擊可攜式設備鍵區1220的「6」鍵。結果，視圖放大以只顯示對應於「6」鍵的視圖子片段1230。用戶輕擊映射到「縮小」功能的「*」鍵(1240)。因此，視圖縮小回原始視圖1210。
從原始視圖1210開始，用戶可以輕擊鍵區1240上的「8」，視圖放大到只顯示片段「8」1250。之後，用戶輕擊鍵區1240上的「4」，視圖維持當前縮放等級但移位以顯示片段「4」1260。
在圖13中，描述了在縮放等級之間切換的一般交互方案1300。如圖所示，當用戶選擇對應於特定子視圖片段的硬體或軟體鍵時，視圖放大(用動畫)使得子視圖片段現在填滿顯示區域。然後將子視圖片段分成同樣數目的子視圖片段，如圖所示。經預分配按鍵進行進一步選擇，使得視圖放大或在特定子視圖間切換。為了縮小到上一等級，使用專用縮小或「返回」鍵。
轉向圖14，示範了不同類型的分割。例如顯示屏和/或其內容可以被分成相等面積、不重疊的分割(1410)；相等面積、重疊的分割，從而當放大時相鄰的區域重疊(1420)；相等面積，被定位成符合數據集的最高密度區域(1430)；不等面積，被定位並改變大小以更接近地符合數據集的最高密度區域(1440)；和/或不等面積和適於下層數據和使用的任意縱橫比區域(1450)。
分割的變化可包括重疊以提供公用某些內容的視圖的子視圖片段；根據給定縮放等級的數據密度動態定義的子視圖；和/或由應用程式作者事先定義以優化觀看非固定密度數據的子視圖。此外，布局關係可對應於空間關係。例如，想像用戶想要用這裡描述的方式導航網頁。網頁具有某些結構，如廣告格，文本格等。執行計算以確定網頁部分與按鍵之間的空間映射。例如，廣告部分或廣告格可以不是空間映射以觀看的一部分。
雖然圖中未示出，但是可以在屏幕和/或內容上加上或重疊觸摸傳感器，從而當用戶選擇可用時，片段或子片斷標記(如號碼)淡入或淡出屏幕。此外，示例性鍵區或觸摸傳感器屏上的一個或多個按鍵可編程為在全屏概觀和前一視圖之間切換(toggle)，從而為用戶提供內容的附加整體觀察。
已經在兩個不同的平臺上使用並測試了本發明的幾個方面。作為原型，使用臺式PC上的Macromedia Flash MX。從外圍Genovation Programmable 35 KeyControlPad設備捕獲按鍵，以更接近於智慧型電話的按鍵布局。Flash原型的解析度與我們的目標智慧型電話平臺的解析度匹配。Flash原型使用華盛頓州普吉特灣(Puget Sound)區域的高解析度地圖，它示出所有到街道等級的細節。優化交互定時和視覺提示以允許用戶快速找到並放大地圖上的已知位置。
在開發Flash原型的同時，將部分導航系統和技術結合到智慧型電話的道路交通監視應用。交通監視自然適於這裡討論的導航技術。在交通使用情景中，用戶需要能夠快速比較鄰近或附近區域的數據，並快速將他們的注意力在其當前位置的詳細視圖和示出整體狀況的概觀之間移動。在傳統地圖導航應用(例如Flash原型)中，設計的問題是如何在屏幕上顯示比所能適用的更多的項目。對於交通監視和/或相關的應用，更重要的是用戶能夠在一小組位置之間快速導航。
已經使用微軟智慧型電話2002 SDK研發了交通監視應用，然而該應用還能結合其它可攜式設備使用。顯示了簡化的普吉特灣區域地圖，部分主要道路各段被著色編碼以顯示當前的交通狀況(圖15)。該應用通過GPRS或CDMA PCS網絡以http連接到華盛頓州運輸部(WSDOT)的交通伺服器。連接也能夠通過有線網際網路連接實現，例如可攜式設備在工作站或桌面對接時。應用下載比較小的文件，例如通常約200到300位元組，並將其展開以定位到著色的道路部分。
如圖15的顯示屏1510，1520和1530所示，覆蓋在顯示屏頂部的一行文字示出最近更新的相對期限(「15分鐘前」，「4分鐘前」，「1小時前」等)。圖15所示的簡化的交通地圖採用以下顏色編碼方案(借用自WSDOT網站)綠色表示暢通，黃色表示負荷較重，紅色表示非常重，黑色表示阻塞。白色的單元沒有當前與之關聯的傳感器。假設用戶資料庫通常具有對這些地圖的網絡版的廣泛經驗，所以這種顏色方案解釋很快。在一種版本中，左軟鍵專用於刷新數據，右軟鍵提出具有附加選項的菜單，如自動下載和選擇地圖。然而，其它操作也能夠與左和/或右軟鍵關聯。在一個獨立的線程中運行動畫，使得用戶即使在當前導航動畫結束之前也可以選擇觀看另一視圖。
在具體的交通監視應用中，只提供兩個縮放等級。動作鍵(如通常為智慧型電話上方向鍵區的中心)用於在兩個縮放等級之間切換，而按下數字鍵區上不同的鍵將在九個子部分之間移動。對所有視圖移位動畫進行內插，使得通過動畫從源點(當前視圖範圍)和目的地(下一視圖範圍)途中的情況可被同時看到(如以上圖4)。
本發明的各個方面均便於交通監視，因為本發明對於空間區域(而不是空間的點)的關注考慮到較粗略的紋理交互。在只有有限用戶關注(通常對於智慧型電話，或大體上對於小型可攜式設備、使用)的情況下，從一組有限的視圖選項中進行選擇的粗略的動作非常有效。
雖然圖15中沒有描述，但是可以理解通過信息的導航可以包括指示道路然後獲得沿整個預定道路移動的順序的概念(或在交通圖或地圖的情況下定路線)。也就是說，在文件更新時為每個執行考慮流暢的動畫；然後根據默認值為用戶顯示當前出發點；然後在跳至路線起始點中央之前，顯示內容縮小到示出全部，然後沿路線(如工作單位和家之間的路線)而行，然後再次縮放返回，並返回到默認視圖。
另外，用戶可以具有輸入他們自己個人路線的能力。在通常使用中，例如屏幕顯示能在用戶個人路線上的路點(waypoint)之間自動或手動排序。對於手動路點選擇，用戶可使用「下一」和「前一」按鍵或將特定路點分配到特定數字鍵。這些路點本身也可以是手工編輯的視圖部分，因此對縮放因子和地圖位置兩者編碼。
為了支持一較寬陣列的基於地圖的應用，可以使用預取地圖數據的智能方法。例如，在一種方法中，在任何給定時間用戶可能只可用少數幾個導航視圖選項。因此，設備例如只需要預取八個鄰近視圖的簡化版。同樣，在本發明的至少一個方面中對於每個用戶交互的視圖的變化可以大於用方向鍵區交互的變化。因此，理論上，在從事與利用視圖區域的適當細化(adaptive refinement)的用戶輸入間可能有更多時間。在另一方法中，根據本發明的一個方面放大或縮小具有固定圖像的地圖。例如，假設交通地圖源(如WSDOT)為用戶提供幾幅預定地圖。本發明的該方面允許用戶在這些地圖間選擇。然而，可以理解可以採用對地圖和/或其重疊的交通數據進行語義縮放的方法，使得不必依賴這種仔細手工編輯的地圖。
基於地圖的應用(如交通監視)中的導航的其它有趣變化包括在綠色上自動快速行進，而在非綠色上自動減速；以及在顏色正在變化時自動減速，因此當每英寸顏色變化最大時行進最慢。自動縮放到縮放轉換也可以基於區域的複雜性(或考慮整個道路上的最大複雜性以選擇對移動的恆定縮放)。
此外，對於自動移動的動畫的方法可以歸納為對於任何應用，當解析度要求且當複雜性增加時，在道路、田地和房地產的區域上較密集的放大和/或較慢地移動。
轉到圖16-24，示出使用小型可攜式設備上的指示設備的導航順序，其中每個圖呈現順序中的一個狀態。首先看圖16，示出可攜式設備1600的圖像，該設備在其屏幕上顯示了一部分地圖1610。通常，當指示設備的速度加快時，屏幕上出現下層內容的較少細節(如較多概觀)。然而，以較慢的速度，將顯示下層內容的較多細節。內容的視圖之間轉換是平滑的流暢的，而不是生硬的放大或縮小變化。
另外，當用觸筆按在屏幕上時，屏幕的該部分放大，如圖16和17所示。例如，在圖16中，觸筆1620按在圖16中地圖的區域1630上，圖17示出產生的區域1630的放大視圖。然而，注意，仍然能看見內容的半透明的概觀1710重疊在放大區域1630上，這一點很重要。當觸筆1620較慢地在屏幕上拖曳時(如當放大到地圖的不同區域時)，可以出現半透明概觀的重疊，從而產生概觀的疊影效果。然而，一旦完全放大到區域1630，重疊會消失，如圖18中的顯示屏1800所示。
此外，當觀看內容的一個放大等級(如觸筆按在下層內容的特定位置上)時，諸如「縮小」，「圖釘(pushpin)」(用於標記一個位置)和/或「信息(info)」的選項可以出現供用戶選擇。然而，當用戶繼續沿內容拖曳觸筆時，選項可能逐漸消失，如圖19中的顯示屏1900所示。圖19-22示出的屏幕實質上是觸筆以變化的速度在地圖上移動的屏幕截圖。具體而言，圖20示出較多的概觀和地圖這部分較少的細節，因此可以推斷出觸筆在區域內相對較快地移動。
相反，圖21示出的觸筆顯示正在放大以顯示較多的細節2110，同時還顯示了該區域和周圍區域的概觀的半透明重疊2120。因此，可以推斷觸筆以比圖20所示的速度更慢的速度移動。此外，重疊為用戶提供整體觀察，並在例如將用戶關於其當前位置定向中是有用的。
在圖22和23中，示出以放大視圖2300(圖23)結束的類似的放大2200和重疊2210(圖22)。從圖23中，用戶選擇縮小2310，並且在圖24中示出產生的縮小視圖2400。當然，也可以用該方式對地圖之外的其它信息進行導航，如文檔、日曆、電子表格、圖片、圖像、交通圖、圖表等。
移動到圖25-28，示出根據本發明的一個方面可用於通過二維信息空間導航的另一工具。具體而言，這些圖示範了使用速度傳感透鏡來更詳細地或以放大狀態觀看部分顯示信息，而無需改變顯示屏或顯示信息的其它部分。放大等級和/或內容的細節至少部分依賴於在內容和/或屏幕上移動透鏡的速度。
例如，圖25示出同一照片的三個不同的視圖(2500，2510和2520)。在第一視圖2500中，在顯示屏上顯示整張照片。在第二視圖2510中，透鏡(2530)放大塔的上部，以示出塔的該部分的更多細節。在第三視圖2520中，通過透鏡(2540)也可以看見塔的另一部分的更多細節。在兩個「放大」視圖(2510，2520)中，只有圖片的特定區域被放大出更多的細節，用於更精確的觀看；而照片的其餘區域保持不受透鏡和/或其放大效果的影響。因此，可以有效地放大內容的特定或期望區域，而基本上或實質上不影響內容的其餘區域。這對需要保留內容的完整視圖而仍然想看到內容某些方面的更多細節的用戶是有利的。
接著，在圖26中，將速度傳感透鏡的類似應用應用於日曆應用。相同的日曆以兩種不同的視圖顯示2600和2610。視圖2600顯示日曆的完整視圖。然而，視圖2610示出放大某些特定內容2630的透鏡2620。在圖27中，還描述了具有視圖2700和2710的類似日曆。在第一視圖2700中，示出透鏡2720小於另一視圖2710中的透鏡2730。因此，從兩個視圖中可以看出通過透鏡顯示較少的內容。透鏡的尺寸部分取決於透鏡在內容上移動的速度。例如，透鏡較快的移動可導致較小的透鏡，而較慢的移動可導致較大的透鏡。
最後，圖28示範了使用速度傳感透鏡與地圖導航結合。顯示了同一地圖的三個不同的視圖(2800，2810和2820)，每個視圖呈現透鏡的不同放大等級。例如，與視圖2810和2820中分別放大的區域2840和2850相比，在視圖2800中使用了較小的透鏡。此外，由透鏡放大的視圖2820中的內容看上去比比視圖2810中的區域2840更詳細。同樣，這可能是由於透鏡移動的速度以及用戶可預置或編程的多個其它參數。
現在將通過一系列操作描述根據本發明的各種方法學，應該理解本發明不受操作次序的限制，因為根據本發明一些操作可以不同的次序發生和/或與其它操作同時發生，如這裡所示和所描述的。例如，本領域的技術人員將理解方法學或者可以表示為一系列相關的狀態或事件，如在狀態圖中。此外，為了執行根據本發明的方法學，並不需要所有示出的操作。
參考圖29，示出示例性過程2900的流程圖，該過程便於在可攜式設備上通過二維內容導航。過程2900包括在2910接收諸如來自用戶的輸入。可通過鍵盤、鍵區、觸摸墊、接觸傳感器和/或指示設備給出輸入。此外，輸入可以涉及用戶想要觀看什麼內容或內容的哪個部分。例如，用戶可能想要選擇特定區域以更詳細地觀看(如，放大)；觀看較少的細節或較多的內容概觀；瀏覽附近區域而保持當前視圖，等等。因此，在2920，可以定向(orient)到至少部分基於用戶輸入選擇的視圖。在2930，可以映射被定向的視圖以適於顯示屏；然後在2940在顯示屏上顯示。
圖30提供了示例性方法學3000流程圖，該方法學便於在可攜式設備上相對於「分割」的內容導航。開始，可以提供數據集的概觀(如數據集的縮小或完整視圖)，在3010分割可視數據集。具體而言，可以使用基於作者、用戶、複雜性和/或內容的參數或偏好的任何數目分割屏幕上視圖中的數據集。分割可以為任何類型的布局，但是為了便於理解，將數據集分成9個片段，這9個片段對應於可攜式設備(如蜂窩電話)的鍵區的上三行。當數據集的其它部分進入視圖，也可以將它們動態地分割。
在3020，接收第一輸入，它導致發生對片段M的定向(如M對應於9個片段中的任何一個)。在3030片段M的視圖可以填滿屏幕的可視空間，在3040為用戶顯示。在3050，可以接收第二輸入。例如，第二輸入可以是使當前(放大)視圖返回完整視圖(概觀)或前一視圖或原始興趣焦點的命令。因此，在3060，再次顯示適當的視圖(如完整概觀，前一視圖或原始興趣焦點)。
現在參考圖31，示出根據本發明一個方面的另一示例性先進導航過程3100的流程圖。過程3100包括在3110在顯示屏上提供數據集概觀，其中數據集已經被分割成一些片段或子部分。可以通過在各個片段上重疊片段標記使用戶識別這些片段。片段標記可對應於輸入部件，如鍵區上的數字鍵。然而，當輸入部件是諸如觸筆的指示設備時，不管片段是否標有標記，指示設備都可用於接觸顯示屏的特定片段或區域。
在3120，接收第一輸入，例如它可以被譯為「放大片段M」。在3130，過程3100將片段M定向成基本上填滿顯示屏。通過這樣做，在3140，內容的視圖搖動並放大以顯示片段M。在3150，接收第二輸入，例如它可以被譯為「返回前一視圖」。在3160，視圖搖動並縮小以顯示前一視圖(如數據集的完整概觀)。依賴於與按鍵關聯的功能性或操作，可以將其它按鍵編程為「顯示」完整概觀或原始興趣焦點。
參考圖32，示出又一示例性過程3200的流程圖，該過程便於在小型可攜式設備上通過內容導航。開始，在3210，在顯示屏上顯示內容的一部分的放大視圖。在3220，按下並按住對應於預定視圖移位的按鍵一段時間(如2秒)。該按鍵可位於鍵區、鍵盤、觸摸墊，或作為顯示屏上的觸摸傳感器鍵出現。結果，在3230，內容的一部分的視圖臨時移位。在3240，在一段時間(如2秒)之後釋放按鍵，在3250，視圖返回到前一布局。
現在參考圖33，描述了示例性導航過程3300的流程圖，它示範了當輕擊(快速按下並釋放)按鍵時可提供不同結果。具體而言，在3310，在顯示屏上顯示內容的一部分的放大視圖。在3320，輕擊對應於預定視圖移位(如向上、向下、向右或向左；向上一個片段、向下一個片段、向右一個片段或向左一個片段)的按鍵。結果，在3330，視圖移位到新的布局(視圖)。這與以上圖32描述的過程3200不同。具體而言，過程3200便於「瀏覽」特徵，該特徵允許用戶有效地瀏覽當前視圖附近或鄰近的內容，而保持其當前視圖以為用戶提供關於當前視圖的另外的上下內容或整體觀察。
在圖34所示的示例性導航過程3400中描述了過程3300的變化。在過程3400中，在3410，在顯示屏上顯示經分割的內容的概觀。在3420，輕擊例如鍵區上的第一鍵，其中第一鍵對應於內容的第一片段。結果，在3430，過程3400以第一縮放等級放大第一片段。在3440，輕擊第二鍵，其中第二鍵對應於內容第二片段。在3450，以當前或第一縮放等級，視圖移位到第二片段。因此，可以相同或多個縮放等級觀看內容，這得到更流暢的瀏覽體驗。
移動到圖35，示出根據本發明的示例性導航方法論3500的流程圖。具體而言，開始，在3510，在顯示屏上顯示經分割的內容的概觀。在3520，輕擊對應於第一片段的鍵，從而在3530，以第一縮放等級觀看第一被選片段(通過填滿顯示屏的畫面)。在3540，輕擊對應於「放大」功能的鍵，使得第一片段放大到第二縮放等級。因此，在顯示屏上更詳細地顯示第一片段。在第一片段的第二縮放等級，可以將設備屏幕上顯示的內容進一步分割成任何數目的子部分或片段。在3550，輕擊對應於第二片段(如以第二縮放等級顯示的片段中的任何一個)的第二鍵，在3560，顯示被選的片段以基本上填滿屏幕的畫面。在3570，可以輕擊映射到「縮小」功能的鍵，從而在3580，將視圖縮小一個等級。因此，以第一縮放等級顯示第二片段。
雖然沒有明確陳述，但是以上圖28-35討論的過程可以重複任何次數，以便於用戶通過小型可攜式設備(如PDA、蜂窩電話等)上觀看的內容平滑和相對容易的導航。此外，以上過程中指出的接收到的任何輸入適於通過任何輸入部件來獲得，例如，除了鍵區上的鍵還有指示設備和觸控螢幕。然而，當使用指示設備通過內容導航時，附加的和/或替代的特徵可結合指示設備使用以改進內容的導航。
圖36示範了示例性過程3600的流程圖，該過程包括使用指示設備作為輸入部件。開始，在3610，可以在顯示屏上顯示任何類型的內容的完整視圖(概觀)或任何縮放等級。在3620，指示設備可用於通過在3620中接觸顯示屏的表面來通過內容導航。例如，當以較慢的速度在屏幕上的內容上拖曳指示設備時，內容被逐漸但平滑地放大。當內容放大時，內容的半透明概觀可淡入，作為放大內容上的重疊。當用戶放大內容的某些部分時，這為用戶提供上下內容和/或整體觀察。當放大操作基本上完成時和/或當用戶從屏幕提起指示設備時，半透明概觀可淡出並消失，留下內容的放大視圖。
此外，當在屏幕的一個區域按下並按住指示設備時，對應的下層內容可被放大。另外，當指示設備在屏幕上較快移動時，出現較少的內容細節；而當在屏幕上較慢移動時，出現較多的內容細節。指示設備可利用下拉式菜單以及其它屏幕上的按鍵，以執行內容的操作或導航，如縮小視圖，在指示設備的位置放置圖釘，和/或獲得更多關於指示設備位置處的放大內容或興趣焦點的信息。
如以上所討論的，已經給出了在小型可攜式設備上對二維信息空間進行方便快速導航的系統和技術。具體而言，可以將信息空間分成嵌套的子部分，例如，每個子部分可以通過數字鍵區訪問。不像普通的ZUI，用戶不需要進行精確的視圖操作。另外，本發明在諸如交通監視的場合特別有用，在該場合中用戶需要容易地比較地圖上的接近區域。各種視覺提示，例如示意性的概觀，數字反饋，和母視圖的灰度漸變的邊緣，也能用於加強當前視圖的位置。儘管先前沒有討論過，本發明也能夠包括定製視圖分割和特徵選擇的能力。
已經描述了本發明許多有關基於地圖的應用，可是應該認識到其它的應用和/或內容能用相似的方法來觀看和導航。然而，地圖示出許多與其它信息空間相同的特性它們是連續的，具有感興趣數據的雜散分布，具有多個細節等級，以及通常具有高度不同的視覺呈現。因此，該系統和方法的適應性可延伸到其它類型的信息空間，如網頁、電子表格、和圖像瀏覽。如上所述，當用戶在不止兩個縮放等級之間導航時，概觀提示(如，加在每個部分上、幫助用戶將特定鍵與適當部分關聯的半透明數字)的使用是有限的。因此，可以使用用於指示當前視圖的等級和位置的較佳比例的提示。
在本發明的各個方面還可以使用人工智慧方案，以便於預測和/或學習用戶行為。在最簡單的情況下，當用戶只在兩個縮放等級之間導航時，特定的數字鍵只映射到地圖上的特定視圖部分。在這種情況下，較多的使用增強了數字鍵和位置之間的關係。類似地，用基於標準方向鍵區的搖動，按左鍵總是向右移動視圖。這使得方向鍵區的使用是可預知的並且可重複的。然而，在多級縮放過程中，給定的數字鍵根據當前狀態用不同的方法來移位視圖。因此，不可能將任何用戶動作編碼到程序存儲器中。因此，用戶必須從當前視圖布局詢問各種提示，以理解特定鍵將如何改變當前視圖。不管視圖是母視圖還是子視圖為焦點，縮放等級和當前部分(如果已放大)可影響特定鍵接著將要執行什麼操作。
最後，本發明還可以使用恢復技術，以幫助用戶從意外地按錯鍵恢復。例如，提供一個或多個提示，使得用戶可非常容易地確定視圖是否已按期望的方法移位。如果視圖是錯誤的，可提供快速直觀裝置以按預定方法移位視圖。
轉到圖37，示出了如上所述的小型可攜式設備按鍵發起的遞歸視圖導航的示例性邏輯圖。如圖所示，使用鍵區的數字和非數字鍵有助於通過內容的導航(通過搖動入(panning in)和/或搖動出(panning out)，放大到一個部分(如9個部分中的一個)，將內容的該視圖再次分成另外9個部分，並在該9個部分之一上放大，以及從放大視圖縮小。此外，當按下並按住特定鍵一段時間，而不是簡單輕擊時，可用內容的其它視圖或它們的至少一部分。此外，用戶可創造和/或維持內容的較大部分的構思模型或顯像，而不是簡單地在給定時間視圖內的內容。
為了提供本發明各個方面的附加上下內容，圖38和以下討論試圖提供合適操作環境3810的簡要概括的描述，在該環境中可實施本發明的各個方面。雖然在一個或多個計算機或其它設備執行的計算機可執行指令(如程序模塊)的一般上下文中描述了本發明，但是本領域的技術人員可以認識到本發明還可以結合其它程序模塊和/或作為硬體和軟體的組合來實施。
然而，程序模塊一般包括例程、程序、對象、組件、數據結構等，它們執行特定任務或實現特定數據類型。操作環境3810隻是合適操作環境的一個實例，它對本發明的應用範圍或功能性沒有任何限制。適用於本發明的其它已知計算系統、環境和/或配置包括但不限於個人計算機、手持或膝上型設備、多處理器系統、基於微處理器的系統、可編程消費者電子設備、網絡PC、小型計算機、大型計算機、包括上述系統或設備的分布式計算環境，等等。
參考圖38，實施本發明各個方面的示例性環境3810包括計算機3812。計算機3812包括處理單元3814、系統存儲器3816和系統總線3818。系統總線3818將包括但不限於系統存儲器3816的系統組件耦合到處理單元3814。處理單元3814可以是任何各種可獲得的處理器。雙微處理器和其它多處理器結構也可用作處理單元3814。
系統總線3818可以是幾種總線結構中的任何一種，包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線或外部總線、和/或使用任何可獲得的總線結構的局部總線，包括但不限於11位總線、工業標準結構(ISA)、微通道結構(MCA)、增強型ISA(EISA)、智能驅動電子設備(IDE)、VESA局部總線(VLB)、外圍部件互連(PCI)、通用串行總線(USB)、加速圖像埠(AGP)、個人計算機存儲卡國際協會總線(PCMCIA)和小型計算機系統接口(SCSI)。
系統存儲器3816包括易失性存儲器3820和非易失性存儲器3822。基本輸入/輸出系統(BIOS)存儲在非易失性存儲器3822中，它包括例如在啟動期間在計算機3812的元件之間傳送信息的基本例程。作為示例而非限制，非易失性存儲器3822可包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM(PROM)、電可編程ROM(EPROM)，電可擦除ROM(EEPROM)或快閃記憶體。易失性存儲器3820包括隨機存取存儲器(RAM)，作為外部高速緩存存儲器。作為示例而非限制，RAM可以具有很多形式，如同步RAM(SRAM)、動態RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙倍數據速率SDRAM(DDR SDRAM)、增強型SDRAM(ESDRAM)、同步連結DRAM(SLDRAM)和直接Rambus RAM(DRRAM)。
計算機3812還包括可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機存儲媒體。例如，圖38示出碟片存儲3824。碟片存儲包括但不限於諸如磁碟驅動、軟盤驅動、磁帶驅動、Jaz驅動、Zip驅動、LS-100驅動、快閃記憶體卡或記憶棒的設備。另外，碟片存儲3824可包括與其它存儲媒體分離或組合的存儲媒體，包括但不限於光碟驅動，如壓縮碟片ROM設備(CD-ROM)、CD可記錄驅動(CD-R驅動)、CD可再寫驅動(CD-RW驅動)或數字通用盤ROM驅動(DVD-ROM)。為了便於將碟片存儲設備3824連接到系統總線3818，通常使用可移動或不可移動接口，如接口3826。
可以理解，圖38描述了用作用戶和合適操作環境3810中描述的基本計算機資源之間的中間媒介的軟體。這種軟體包括作業系統3828。可存儲在碟片存儲3824中的作業系統3828用於控制和分配計算機系統3812的資源。系統應用程式3830通過存儲在系統存儲器3816或碟片存儲3824中的程序模塊3832和程序數據3834利用了作業系統3828對資源的管理。可以理解，本發明可用各種作業系統或作業系統的組合來實施。
用戶通過輸入設備3836將命令或信息輸入到計算機3812。輸入設備3836包括但不限於指示設備，如滑鼠、軌跡球、觸筆、觸摸墊、鍵盤、話筒、操縱杆、遊戲墊、碟形衛星天線、掃描儀、電視調諧卡、數位相機、數碼攝像機、網絡相機等。這些和其它輸入設備通過系統總線3818經接口埠3838連接到處理單元3814。接口埠3838包括例如串行埠、並行埠、遊戲埠、和通用串行總線(USB)。輸出設備3840使用某些與輸入設備3836相同類型的埠。因此，例如USB埠可用於提供對計算機3812的輸入，並從計算機3812向輸出設備3840輸出信息。提供輸出適配器3842，以說明存在需要特殊適配器的一些輸出設備3840，如監視器、揚聲器、和印表機。作為示例而非限制，輸出適配器3842包括顯卡和音效卡，用於提供輸出設備3840和系統總線3818之間的連接手段。注意到其它設備和/或設備的系統提供輸入和輸出能力，如遠程計算機3844。
計算機3812可在使用邏輯連接到一個或多個計算機(如遠程計算機3844)的聯網環境中操作。遠程計算機3844可以是個人計算機、伺服器、路由器、網絡PC、工作站、基於微處理器的電器設備、對等設備或其它公共網絡節點等，它通常包括相對於計算機3812描述的許多或所有元件。為了簡明，只示出遠程計算機3844具有存儲器存儲設備3846。遠程計算機3844通過網絡接口3848邏輯連接到計算機3812，然後經通信連接3850而物理連接。網絡接口3848圍繞通信網絡，如區域網(LAN)和廣域網(WAN)。LAN技術包括光纖分布式數據接口(FDDI)、銅分布式數據接口(CDDI)、乙太網/IEEE 1102.3、令牌環/IEEE 1102.5等。WAN技術包括但不限於點對點鏈路、諸如綜合業務數字網(ISDN)及其變化的電路切換網絡、分組切換網、和數字用戶線路(DSL)。
通信連接3850是指用於將網絡接口3848連接到總線3818的硬體/軟體。雖然為了顯示清楚，示出通信連接3850位於計算機3812內部，但是它也可以在計算機3812的外部。連接網絡接口3848所必須的硬體/軟體包括(只是為了示例的目的)內部和外部技術，如包括常規電話級數據機的數據機，電纜數據機和DSL數據機，ISDN適配器和乙太網卡。
以上描述的包括本發明的實例。當然，為了描述本發明不可能描述每個可想到的部件或方法學的組合，但是本領域的技術人員可認識到本發明的許多進一步的組合和改變是可能的。因此，本發明試圖包含落入所附權利要求的精神和範圍內的所有這種變更、改變和變化。另外，對於詳細描述和權利要求中術語「包括(includes)」使用的程度，該術語試圖表示包含，與術語「包括(comprising)」類似，在使用時，術語「包括(comprising)」應該被理解為權利要求中的過渡詞。
權利要求
1.一種可攜式設備的先進導航系統，其特徵在於，包括輸入部件，接收用戶輸入，輸入部件包括指示設備；導航部件，便於部分基於輸入部件相對於內容的速度和位置中的至少一個，通過可攜式設備屏幕上顯示的內容導航；和映射部件，部分基於從所述導航部件接收到的數據，將當前視圖平滑地轉換到新的或前一視圖並將所述內容和/或其視圖定向在可攜式設備屏幕中。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，當前視圖包括內容的概觀、內容的放大視圖、和內容的縮小視圖中的任何一種。
3.如權利要求2所述的系統，其特徵在於，映射部件將所述內容的半透明概觀重疊在所述內容的至少一部分放大的視圖上，以在將內容的當前概觀視圖轉換到內容的放大視圖時維持或提供內容的上下內容和/或整體觀察。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，指示設備包括觸筆、筆、操縱杆和滑鼠。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，在較快移動指示設備時，映射部件顯示所述內容的較粗略的視圖。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，在較慢移動指示設備時，映射部件顯示所述內容的較詳細的視圖。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括透鏡部件，它結合在設備屏幕中，部分地由輸入部件在所述內容上操縱。
8.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，透鏡部件提供透鏡部件下方的內容的放大視圖，而基本上不影響設備屏幕上顯示的其它周圍內容的視圖。
9.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，可攜式設備是PDA。
10.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，內容包括基於文檔的內容、基於圖像的內容、基於地圖的內容和日曆。
11.一種便於可攜式設備上的內容的先進導航的方法，其特徵在於，包括以下步驟在可攜式設備屏幕上顯示的內容上拖曳指示設備；和至少部分基於指示設備的速度和位置，定向所述內容。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，當指示設備的速度加快時，較粗略地定向所述內容。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，當指示設備的速度減慢時，較詳細地定向所述內容。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，還包括在所述內容的一些部分上拖曳指示設備時，在所述內容的一些部分的較詳細視圖上重疊所述內容的半透明概觀。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，顯示的所述內容的半透明概觀至少部分取決於指示設備相對於所述內容的位置。
16.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述內容的半透明概觀是所述內容的較粗略的視圖。
17.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，較詳細地定向指示設備下方的所述內容，而不影響離指示設備一段距離的其它內容。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，指示設備對應於透鏡。
19.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，還包括將可攜式設備屏幕上顯示的所述內容分割成至少兩個子片斷，以便於觀看。
20.一種便於可攜式設備上的內容的先進導航的系統，其特徵在於，包括在可攜式設備屏幕上顯示的內容上拖曳指示設備的裝置；和至少部分基於指示設備的速度和位置，定向所述內容的裝置。
21.如權利要求20所述的系統，其特徵在於，當指示設備的速度加快時，定向裝置較粗略地定向所述內容。
22.如權利要求20所述的系統，其特徵在於，當指示設備的速度減慢時，定向裝置較詳細地定向所述內容。
23.如權利要求20所述的系統，其特徵在於，還包括用於至少部分基於指示設備的速度，在所述內容的一些部分的較詳細視圖上顯示重疊的所述內容的半透明概觀的裝置。
24.如權利要求23所述的系統，其特徵在於，所述內容的概觀是所述內容的較粗略的視圖。
25.一種適於在兩個或多個便於為在線用戶提供建議的計算機過程之間傳送的數據分組，其特徵在於，數據分組包括與以下操作關聯的信息在可攜式設備屏幕上顯示的內容上拖曳指示設備；至少部分基於指示設備的速度和位置，定向所述內容；和在所述內容的一些部分上拖曳指示設備時，在所述內容的一些部分的較詳細視圖上重疊所述內容的半透明概觀。
26.一種計算機可讀媒介，其中存儲權利要求1的計算機可執行部件。
全文摘要
本發明提供了便於通過在可攜式設備上可視的任何類型的內容平滑並溫和導航的獨特系統和方法，可攜式設備諸如是蜂窩電話、PDA和/或它們的任何其它混合。另外，在保存相對於大量內容的整體觀察和上下內容時，可以執行這種導航。指示設備也可用於通過內容導航—內容的細節或量取決於指示設備的速度。此外，內容的半透明概觀可以與視圖的放大部分重疊，以提供對放大部分的整體觀察。半透明概觀中示出的內容可取決於指示設備相對於內容的位置。
文檔編號G09B29/00GK1664772SQ200510053178
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月2日 優先權日2004年3月2日
發明者D·C·羅賓斯, E·B·庫特爾, E·J·霍維茲, R·K·薩林 申請人:微軟公司