HCI #001 <<Download HERE>>
Author:: Diana Xu
這邊文章講的都是HUI的一些基礎。
大部分的介面都受限於實體物件或是我們的能力，這阻擋了我們自然的能力。這邊提到一個例子，像是小朋友使用積木,沙子,雪來還建造複雜的外型，但是成人的電腦可能可以用cad來建造模型，但是還是沒有出現一個可以讓人們有空間感的介面出現。在實體空間與物件的互動是人類的內在能力。許多經典的電腦互動，都提供非常有限的刺激，自由度。
一般認為，實體操作在學習中是很重要的，tangible objects可以提供不同的機會(了解世界)，所以為小朋友設計TUI介面，可以學習到實際狀況及與科學相關的知識。
Tangible User Interfaces可以用於提升現有的學習任務，也可以用來代替GUI直接操作。
Druin et al. (1999)指出小朋友需要的技術包括：控制，社會經驗及表達工作，這些工作應該支持他們的好奇心,控制慾望及喜好，當設計TUI時，就需要考慮這些因素，將這些因素包含在設計中。
Ubiquitous computing是電腦的第三個浪潮，第一個浪潮是mainframes,而我們現在是在個人電腦世代，人機互動發生在桌面。下一個浪潮就是Ubiquitous computing，也可稱做普及運算(在實體環境中，在普適計算的模式下，人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進行信息的獲取與處理。)，由於此科技讓電腦消失了，所以也稱為 the disappearing computer ，Ubiquitous computing是一個整合人因,電腦科學,工程與社會科學的科技。(所以我想之後的科技不再像現在只在乎速度或是尺寸等，還需要以人為出發點)
**"普及運算"<<Here>>
根據Moore's Law（摩爾定律）(*註一)，未來電腦系統中最貴重的資產可能不會再是 CPU、記憶體、磁碟容量、或網路頻寬等等資源，取而代之的是人類的〝注意力(attention)〞。讓注意力集中，免於因繁複的電腦系統操作、效率等等問題而使得人類寶貴的注意力分散，造成不必要的危險或風險之發生；同時，有了注意力，才有機會發揮更大的創造力與想像力，激發出無窮的潛力，締造出更燦爛、絢麗與便利的美好明天。
▌A introduction to TUI
Fitzmaurice是第一個將TUI與其他介面區別出來的，他稱做為graspable，他稱這個介面-透過實體的物體去控制虛擬的功能，實體的物體就像是一個專門的操控器 (Fitzmaurice 1996)"a physical handle to a virtual function where the physical handle serves as a dedicated functional manipulator"
Ullmer and Ishii定義TUIs裝置是一個從實體的物件到數位資訊,運用實體的文物當成表現,控制電腦資料(Ullmer and Ishii 2000).
**Tangibles一詞專指可觸摸的實體介面，並在實體世界中呈現數位資訊
TUI將實體轉成數位的資訊，並進行運算，促進bits的操作，TUI設計師在尋找一個讓真實與虛擬無縫連接,TUI介面可以讓bits通過：在實體環境中延升實體的表面(牆,桌面,天花板,窗戶),可以抓取的物體(積木,模型),環境媒體(光線,聲音,氣流,水流,動態雕朔)。TUI可以讓多個使用者在環境中共同操作，並且提供使用者對一個複雜的結構也能夠很直覺的了解如何操作。所以TUI的潛在使用者可能是不常坐在電腦桌前，或是雙手很靈巧的人。
▌Tangible interfaces for assisting learning
從以前到現在，小朋友學東西都是使用實體的東西在學習，所以TUI的出現，對他們而言是很自然的。在University of Limerick museum projects中，"日常的科技"例如紙,書還有顯示器來擴增數位。如圖一，當使用者打開書露出marker，他們可以看到圖片覆蓋在書本上面，像這樣的展覽創造了獨特的美術館參觀經驗，也讓孩學感覺到Magical,有趣及難忘的經驗。
I/Obrush是一個畫畫的工具，小朋友可以移動筆刷置任何實體表面，並且選擇顏色與質感當為顏料，然後在畫到畫布上 (Ryokai et al. 2004)。I/Obrush是一個很一般的實體物件，但裡面有一個小的攝影機及光線與Touch感應器，筆刷可以選擇顏色,質感及動作。(如圖二)這個TUI可以稱為"Edutainment"-寓教於樂型產品，一個像是遊戲的教育環境，讓小朋友覺得很有趣，在小朋友的學習經驗中，有去是個非常重要的因素，他們可以從玩樂中學習。
利用TUI教導詰問法(Stringer and Toye 2004)是使用一個大的GUI的應用，並且利用TUI去教導小朋友重要的詰問技巧，如圖三所示，左邊是TUI，右邊是GUI的螢幕截圖，五個大色塊是對應到GUI介面的五個論點，其他小方塊是支持論點的不同的句子,參予者一起合作，決定哪些句子該放在哪些區塊，這個TUI是透過RFIDreader還有tag來執行，並且這個研究是根據國家課程委員會的課程。
Tango系統 (Ogata and Akamatsu 2004) 是一個普及運算的環境，用來輔助學習語言(如圖四)，使用者手拿著有RFID read功能的PDA，然後徘迴在房間內，在房間中有許多已經有標籤的物體，當使用者接近物體並且停下來，將會有資訊會顯示在螢幕中，使用者就可以學習到字並了解問題然後解決任務。這個類似的系統，也用於美術館學習(尋寶遊戲)。
一個有趣的現象，許多研究所都使用Cube來當成TUI的設計，因為3D cube可以透過實體物件串連相似的功能，並且也可以減少實體物件的數量。"Cubicle"是一個長方法的介面(Laerhoven et al. 2003)，是一個多面體多感測器並且無限的TUI裝置，使用者可以觸摸或抓取來感知，所以也是一個觸覺的介面。ActiveCube (Kitamura et al. 2001) 是一個3D空間結構的輸入，可以及時,互動。sony也有發展一個Cube的互動系統 – BLOCK JAM。
▌Tangible technologies
與普及運動一樣,tangible的技術需要行動運算及無線技術，其中無線包含藍芽,無線LAN,RFID tags&readers,RF networking,紅外線信號,聲波,另外感應器,聲音與視覺的追蹤也是tangible的技術常會應用到的，可看下圖整理列表。
▌Tangible technologies can benefit children s learning
1.TUI不需要太多時間學習去使用介面:TUI是一個自然界面，所以不需要太多的認知去學習，因此小朋友可以花較多的心思在任務上，而不是在學習電腦或是軟體。
2.TUI提供了(兩種方式)互動及控制電腦環境:TUI提供不同的互動，他可以讓使用者利用實體物體解決問題因此TUI可以加強小朋友控制運算環境。他們可以感受並且"擁有"環境，這將會讓它們積極參予並不容易失去興趣。
3.TUI支持嘗試與錯誤機制:TUI不斷的提供吸引，並且使用快速的增加及可逆的動作，可以馬上從物體上看到。
4.TUI提供多人使用:TUI的好處是，在使用TUI時，不再侷限於一個使用者，小朋友可以坐著並且與他們同學很自然的面對面，這也提供了小朋友社會經驗，研究者也顯示出小朋友在合作時能夠擁有較多的生產力，也因此一群小孩可能將會較有效率並且創造更多的經驗。
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