Η πρόοδος των γραφικών συστημάτων αλληλεπίδρασης έχει γίνει εμφανής κατά την τελευταία δεκαετία στο χώρο των λειτουργικών συστημάτων των προσωπικών ηλεκτρονικών υπολογιστών. Ωστόσο, ένα σημαντικό ποσοστό του πληθυσμού αντιμετωπίζει σημαντικές δυσκολίες πρόσβασης στα συστήματα αυτά. Η παρούσα εργασία αφορά χρήστες ηλεκτρονικών υπολογιστών οι οποίοι, για οποιονδήποτε λόγο, δεν μπορούν να χρησιμοποιούν τις συνήθεις συσκευές εισόδου των γραφικών συστημάτων, δηλαδή το πληκτρολόγιο και συσκευές κατάδειξης, όπως το ποντίκι. Στις περιπτώσεις αυτές, μέχρι σήμερα, γίνονται εξωγενείς παρεμβάσεις μέσω επιπλέον υλικού ή/και λογισμικού, προκειμένου οι χρήστες να αποκτούν πρόσβαση στα υπολογιστικά συστήματα. Οι παραπάνω επεκτάσεις παρέχουν τη δυνατότητα διαλόγου με το σύστημα και τις εφαρμογές μέσω ειδικών συσκευών εισόδου, όπως είναι οι πάσης φύσεως δυαδικοί διακόπτες, χρησιμοποιώντας τεχνικές σάρωσης. Οι τεχνικές σάρωσης στηρίζονται στη διαδοχική προβολή επιλογών αλληλεπίδρασης, από τις οποίες ο χρήστης μπορεί να επιλέξει μια σε κάθε βήμα του διαλόγου, χρησιμοποιώντας ένα δυαδικό διακόπτη επιλογής Υπάρχει δηλαδή, ένας δείκτης ο οποίος ``σαρώνει`` τις επιλογές με μια προκαθορισμένη σειρά. Ο χρήστης μπορεί κάθε χρονική στιγμή να ενεργοποιήσει την επιλογή στην οποία βρίσκεται ο δείκτης. Η κίνηση του δείκτη μπορεί να ελέγχεται από το χρήστη - μέσω ενός δεύτερου δυαδικού διακόπτη - ή να γίνεται αυτόματα από το σύστημα ανά τακτά χρονικά διαστήματα. Πέρα από συστήματα οι τεχνικές σάρωσης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ευρέως σε κάθε σύστημα αλληλεπίδρασης όπου οι συσκευές εισόδου είναι τόσο απλές που δεν μπορούν να υποστηρίξουν άμεση επιλογή. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια νέα προσέγγιση του ζητήματος της αλληλεπίδρασης χρηστών με κινητικές δυσκολίες με εφαρμογές σε γραφικά περιβάλλοντα αλληλεπίδρασης. Η δυνατότητα αλληλεπίδρασης με χρήση τεχνικών σάρωσης επιτυγχάνεται μέσω εσωτερικών επεκτάσεων στα συνήθη αντικείμενα αλληλεπίδρασης του περιβάλλοντος Microsoft Windows, του πλέον διαδεδομένου γραφικού περιβάλλοντος αλληλεπίδρασης σήμερα. Σχεδιάστηκαν νέες μέθοδοι διαλόγου για καθένα από τα αντικείμενα του περιβάλλοντος, που βασίζονται σε τεχνικές σάρωσης. Αυτές οι μέθοδοι μπορούν να παρέχουν πρόσβαση σε εφαρμογές μέσα σε ένα γραφικό περιβάλλον αλληλεπίδρασης, μέσω ενός ή δύο δυαδικών διακοπτών, ανάλογα με τις δυνατότητες και τις προτιμήσεις του χρήστη. Το πλεονέκτημα της νέας αυτής προσέγγισης είναι ότι η αλληλεπίδραση είναι έτσι πιο άμεση και πιο ευέλικτη, μια που ο διάλογος έχει σχεδιαστεί για κάθε αντικείμενο ξεχωριστά. Με τον τρόπο αυτό αντιμετωπίζονται αρκετά από τα προβλήματα των προηγούμενων προσεγγίσεων. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι λύνονται τα προβλήματα της ανάγκης εστίασης της προσοχής του χρήστη σε περισσότερα από ένα σημεία, όπως και της κατάληψης μεγάλου μέρους της οθόνης από εικονικό πληκτρολόγιο ενώ δε γίνεται εισαγωγή κειμένου. Οι παραπάνω μέθοδοι διαλόγου ενσωματώθηκαν σε ένα σύνολο προγραμματιστικών κλάσεων αντικειμένων αλληλεπίδρασης. Στην ουσία έγινε επέκταση κάθε μιας από τις προγραμματιστικές κλάσεις αντικειμένων αλληλεπίδρασης της συλλογής θεμελιωδών κλάσεων MFC (Microsoft Foundation Classes). Στα πλαίσια της επέκτασης ενσωματώθηκαν στις κλάσεις των αντικειμένων αλληλεπίδρασης μια σειρά παραμέτρων, οι οποίες ελέγχουν το είδος και τη μορφή του διαλόγου σάρωσης, και είναι κοινές για όλα τα αντικείμενα. Οι προγραμματιστές διεπιφανειών χρήσης μπορούν να χρησιμοποιούν τις νέες εκτεταμένες προγραμματιστικές κλάσεις με τον ίδιο τρόπο που χρησιμοποιούσαν τις βασικές κλάσεις. Με μικρό επιπλέον προγραμματιστικό κόπο μπορούν να επιλέγουν μέσα από τις παραμέτρους των αντικειμένων την επιθυμητή μέθοδο διαλόγου και να την ενεργοποιούν, είτε πρόκειται για την κλασική αλληλεπίδραση μέσω των συνήθων συσκευών εισόδου είτε για μέθοδο διαλόγου που στηρίζεται σε σάρωση. Με τον τρόπο αυτό, προκύπτουν εφαρμογές οι οποίες μπορούν να προσπελαστούν ταυτόχρονα με ή χωρίς διάλογο σάρωσης. Αυτό αποτελεί ένα βήμα στην κατεύθυνση της σχεδίασης και υλοποίησης ``Διεπιφανειών Χρήσης για Όλους τους Χρήστες``. Ο διάλογος σάρωσης υποστηρίζεται πλέον ενδογενώς από την εφαρμογή, χωρίς να απαιτούνται εξωτερικές παρεμβάσεις και η σχεδίαση και υλοποίησή της γίνεται μια φορά για όλες τις μεθόδους διαλόγου που τελικά θα χρησιμοποιηθούν. Το σύνολο των κλάσεων που υλοποιήθηκαν χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη μιας εφαρμογής πλοήγησης στον Παγκόσμιο Ιστό, του ``AVANTI Browser`` στα πλαίσια του έργου ACTS AVANTI AC042 ("Adaptive and Adaptable Interactions to Multimedia Telecommunications Applications"), μερικώς χρηματοδοτούμενου από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Μέσω αυτής έγινε αξιολόγηση των διαφόρων μεθόδων του διαλόγου σάρωσης. Σκοπός ήταν η κατάταξη των νέων μεθόδων διαλόγου σε μια κλίμακα ως προς την αποδοτικότητά τους κατά τη χρήση, καθώς και ο εντοπισμός ισχυρών ή ασθενών σημείων των παραπάνω μεθόδων. Η αξιολόγηση έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα. Στην παρούσα αναφορά γίνεται επισκόπηση της υπάρχουσας κατάστασης και των στόχων της εργασίας σε σχέση με ένα ευρύτερο πλαίσιο ερευνών και αναπτυξιακών δραστηριοτήτων. Ακολουθεί ανάλυση των νέων μεθόδων διαλόγου των αντικειμένων αλληλεπίδρασης, και περιγραφή της υλοποίησης και του τρόπου χρήσης των νέων προγραμματιστικών κλάσεων. Τέλος αναφέρονται οι ενέργειες και τα αποτελέσματα της αξιολόγησης των μεθόδων διαλόγου καθώς και συμπεράσματα και προτάσεις για μελλοντικές εργασίες στον τομέα αυτό.
(EL)
Over the past decade, Graphical User Interfaces (GUIs) have evolved and largely replaced text-based interfaces in the operating systems of personal computers. However, a sizable part of the user population experiences significant difficulties in accessing GUIs. This thesis addresses the problems faced by motor-impaired users in accessing the traditional input devices that are used to control GUIs, such as the keyboard and pointing devices (e.g. mouse). Existing approaches to facilitate accessibility involve hardware and/or software adaptations that deploy specialized input devices, such as binary state switches and involve scanning techniques. Scanning techniques are based on the principle of selecting interaction options and objects that are being highlighted sequentially. The user selects an option at each dialogue step by effecting a selection switch. An indicator ``scans`` the possible options in a predefined order. The user can activate the highlighted option at a predefined time interval. The movement of the indicator can be controlled by the user - through a second binary switch - or may be automatically activated after a predefined time delay. Apart from their use in systems that support people with motor impairment, scanning techniques can be used in any interaction system where devices need to be very simple and can not direct selection. This thesis presents a new approach to offering access to graphical applications to people with motor disabilities. Following this approach, access is provided through a number of internal functional expansions that are proposed for the common interaction objects of the most widespread Graphical User Interface system (Microsoft Windows). New dialogue methods have been designed for each of the common interaction objects. The methods are based on scanning techniques and can be employed through the use of one or two binary switches, according to the user's capabilities and preferences. The main advantage of this approach is that interaction can thus become more flexible and straightforward, since the dialogue is specifically designed for each interaction object. In that way, many of the problems that existing approaches suffer from can be eliminated. Such problems are the need for the user to focus his/her attention to more than one points simultaneously and the presence of a virtual (on-screen) keyboard that uses of a large portion of the screen space (real estate) while no text input is being performed. The above dialogue methods have been embedded into a set of programming classes that correspond to interaction objects. These are derived from the interaction objects' base classes provided by the scanning dialogue method is selected and controlled. Those parameter variables are common for each interaction object. User interface developers can use the new augmented classes similarly to the way they used the base classes and then be activated, while the corresponding object parameters. The scanning dialogue can then be activated, while the application can still be accessible through the classic devices. Therefore applications that use the new base classes for their interaction objects can be accessed both by the classic input devices and by switches. This follows the principle of ``designing for all users``. The scanning dialogue is now internally supported by the application without the need of external adaptations. The design and development of the application is only carried out once, and alternative dialogue methods are already embedded. The new classes have been employed in the development of a web browsing application, the "AVANTI Browser", which was one of the outcomes of the ACTS AC042 AVANTI project (Adaptive and adaptable Interactions to Multimedia Telecommunications Applications), partially funded by the European Commission. This application was used for the evaluation of the new methods of the embedded scanning dialogue, the objective being to identify efficiency of the dialogue methods, as well as the strong and weak points of the approach. The evaluation produced satisfactory results. This report reviews the current state of the art, providing the motivation of the work and the rationale of the proposed approach. An analysis of the new dialogue methods for interaction objects in graphical User Interfaces follows and the development and use of the new programming classes are described. The evaluation process and its results are described and conclusions along with recommendations for future work are provided.
(EN)
