Tekstin editointi katseella. Johanna Hakola

Tekstin editointi katseella Johanna Hakola Tampereen yliopisto Informaatiotieteiden yksikkö Vuorovaikutteinen teknologia Pro gradu -tutkielma Ohjaaja: Päivi Majaranta Joulukuu 2011

i Tampereen yliopisto Informaatiotieteiden yksikkö Vuorovaikutteinen teknologia Johanna Hakola Pro gradu -tutkielma, 55 sivua, 6 liitesivua Käsittelen tässä tutkielmassa tekstin muokkaamista katseenseurantaa käyttäen. Tein aiheesta kyselytutkimuksen katseenseurannan tutkijoille, ohjelmistokehittäjille sekä käyttäjille. Tarkoitukseni oli selvittää kyselytutkimuksella, miten käyttäjät tällä hetkellä muokkaavat ja haluaisivat muokata kirjoittamiaan tekstejä. Tutkielman alussa käsittelen katseenseurantaa ennen ja nykyisin ja kerron katseenseurannan ja katseella kirjoittamisen perusasioista. Käsittelen myös erilaisia katseella kirjoittamiseen tarkoitettuja ohjelmia erityisesti tekstin editoinnin näkökulmasta. Ennen kyselytutkimuksen tekemistä tein haastattelun, jossa tarkoitukseni oli selvittää, millaisia asioita vammaiset käyttäjät tietokoneilla tekevät ja mitä asioita kannattaisi huomioida heitä koskevan kyselytutkimuksen tekemisessä. Kerron kyseisestä haastattelusta ja sen jälkeen esittelen tekemäni kyselytutkimuksen ja päätelmät. Tein tutkimuksen lähettämällä kyselyn useille sähköpostilistoille ja yksityisille vastaanottajille. Tulosten perusteella vaikuttaa siltä, että vammaiset ja sairaat katseenseurannan käyttäjät haluavat jatkaa tietokoneensa käyttöä mahdollisimman samanlaisena kuin mahdollisesti aiemmin terveenä ollessaan. Tekstin muokattavuuden kannalta tärkein kehityskohde tutkimuksen mukaan tällä hetkellä on se, että Windows-ympäristön ja siinä toimivien ohjelmien, erityisesti MS Office - ohjelmien ja katseenseurantalaitteiden yhteensopivuutta parannetaan entisestään, koska siten käyttäjät saavat käyttöönsä muiden ohjelmien editointimahdollisuudet. Lisäksi monessa vastauksessa tärkeäksi kehityskohteeksi mainittiin katseenseurannan tarkkuuden parantaminen. Avainsanat ja -sanonnat: katseenseuranta, katseella kirjoittaminen, katsehiiri, hiiriemulaatio, tekstin muokkaus, tekstin editointi.

ii Sisällysluettelo 1. Johdanto... 1 2. Katseenseuranta ja katseenseurannan käyttäjät... 3 2.1 Katseenseuranta ennen ja nykyisin... 3 2.2 Katseen ja katseenseurannan peruskäsitteitä... 5 2.3 Kommunikoinnin apuvälineiden käyttäjät... 7 3. Katseenseurantaa hyödyntävät tekstinsyöttömenetelmät ja ohjelmistot... 10 3.1 Katsehiiri ja päähiiri... 11 3.2 Katse-eleet... 12 3.3 Hiiriemulaatio... 13 3.4 Yleistä tekstin editoinnista katseella... 15 3.5 Virtuaalinäppäimistöt... 16 3.6 Muita tekstin syöttöön tarkoitettuja ohjelmia... 19 3.7 Yleiset kommunikaatiota tukevat ohjelmat... 22 4. Kyselytutkimuksen suunnittelu, toteuttaminen ja vastaajat... 29 4.1 Taustatiedon keruu kyselytutkimusta varten... 29 4.2 Kysymykset... 30 4.3 Saatujen vastausten määrä... 33 4.4 Laitteet ja ohjelmistot... 33 4.5 Kohderyhmät... 34 4.6 Ohjelmistoyhteensopivuus... 36 5. Kyselytutkimuksen vastaukset... 37 5.1 Tekstin muokkausmahdollisuudet... 37 5.2 Toimintojen ja asetusten mukauttaminen... 40 5.3 Testaus ja tulevaisuuden kehityskohteet... 43 5.4 Vapaan sanan kohta... 44 6. Päätelmät... 46 7. Lähdeluettelo... 49 Liitteet... 56 Liite 1 Haastattelun tallennuslupalomake Liite 2 Kyselytutkimus Liite 3 Sähköpostilistat Liite 4 Kyselytutkimus MyTobii Communityn keskustelufoorumilla

1 1. Johdanto Tässä tutkielmassa kerron, millainen katseenseurantalaitteilla ja katseenseurantaan tarkoitetuilla ohjelmistoilla tapahtuva tekstin editoinnin nykytila on ja millaisia ongelmia ja jatkokehitystarpeita aihepiiristä löytyy. Katseenseurantalaitteita ja -ohjelmistoja, katseen käyttöä osoittamiseen ja valintaan, tekstin syöttöä ja katseella kirjoittamista on kehitetty ja tutkittu viime vuosina paljon, mutta Majarannan ja muiden [2009a] tekstin muokkaamista koskevaan artikkelin lisäksi tutkimuksia tekstin muokkaamisesta ei juuri ole. Tietoja katsekäyttöliittymien tekstinmuokkausominaisuuksista etsin myös ohjelmistojen käyttöohjeista ja ohjelmistovalmistajien internetsivuilta, lisäksi testasin itse muutamia vapaasti saatavilla olevia ohjelmia. Editointimahdollisuuksien ja -ominaisuuksien löytäminen käyttöohjeista ei kuitenkaan ole ongelmatonta, koska yksittäisiä toimintoja ei useinkaan ole kuvattu kovin tarkkaan. Katseenseurantalaitteet valitaan kommunikoinnin apuvälineiksi yleensä tilanteessa, jossa puhuminen ja raajojen ja pään tahdonalainen liikuttaminen ei vamman tai sairauden vuoksi onnistu tai on hankalaa. Tällöin kommunikointi ulkomaailman kanssa käy vaikeaksi ja tavanomaisemmat kommunikointivälineet ja -keinot, eli normaalien syöttölaitteiden (input device) ja puheohjauksen käyttö, eivät tule kyseeseen. Tila voi olla vuosikausia samanlaisena pysyvä, kuten vaikkapa selkäydinvamma, tai etenevä, kuten ALS-sairaus. Monissa puhekykyyn ja kehon ja raajojen motoriikkaan vaikuttavissa sairauksissa silmien liikuttamiseen vaikuttavat lihakset ja katse säilyvät pisimpään hallittavissa. Katseenseurantalaitteen käyttö kommunikaation apuvälineenä parantaa yleensä käyttäjiensä elämänlaatua merkittävästi ja vaikuttaa positiivisesti paitsi käyttäjän läheisten elämään, myös ulkopuolisten suhtautumiseen vammaiseen ihmiseen [Heikkinen, 2007]. Esimerkiksi ALS-potilaat kokevat kommunikointikyvyn katoamisen yhdeksi hankalimmista ja ikävimmistä sairauden mukana tulleista ongelmista [Joos et. al., 2007]. Katseenseurantalaiteiden ja -ohjelmien jatkuva kehitystyö on tärkeää, koska liikunta- ja puhekykynsä menettäneet ovat saattaneet terveinä ollessaan käyttää tietokonetta hyvinkin paljon sekä töissään että vapaa-ajallaan. Heillä on vakavasti sairastuttuaan edelleen tarve kommunikointiin muiden ihmisten kanssa sekä itsensä ilmaisuun ilman läheistensä, avustajiensa ja hoitohenkilökunnan jatkuvaa apua. Voi olla, että tarve esimerkiksi omien ajatusten muistiin kirjoittamiseen, päiväkirjoihin, omaelämänkertoihin, tiedon etsimiseen, internetin vertaistukeen ynnä muuhun jopa korostuu vakavan sairastumisen ja liikunta- ja puhekyvyn menettämisen myötä [Lyon, 2011]. Myös ympäristönhallinta, eli esimerkiksi puhelimen, television ja kodintekniikan

2 hallitseminen katseenseurantaa apuna käyttäen voi olla tärkeä apu arjessa selviämisestä. Käyttäjien kokemuksista voi lukea enemmän esimerkiksi Kati Lepistön [Lepistö ja Peltonen, 2006] ja Joe Martinin [Martin and Yockey, 2000; Martin and O'Neal, 2001] kirjoista ja Jukka Kontkasen blogista [Kontkanen, 2011]. Käyttäjien kertomuksissa, käyttäjäkokemuksissa ja tässä tutkielmassakin saattavat korostua ALS-potilaiden kokemukset ja tarpeet muita katseenseurantalaitteiden käyttäjäryhmiä enemmän. Syynä on se, että ALS-tauti on yleisin syy päätyä kyseisten laitteiden käyttäjäksi. He ovat myös ryhmä, joka saattaa hyötyä katseenseurannasta eniten [Donegan et. al., 2009]. Tosin on myös sanottu, että katseenseurantalaitteista hyötyisivät myös monet sellaiset ihmiset, joille mahdollisuutta ei ole vielä tarjottu [Jordansen, et. al., 2005]. Tässä tutkielmassa tarkoitus ei ole ollut erityisesti korostaa vain yhtä käyttäjäryhmää ja tutkielmassa esiin tulleet asiat ovat suurimmaksi osaksi sovellettavissa kaikkiin käyttäjiin. Tavallinen, käsin käytettävä hiiri on näppäimistön ohella suurimmalle osalle tietokoneenkäyttäjistä tutuin tapa hallita tietokonetta ja osoitinta (kursori) näytöllä. Tavallinen hiiri on kuitenkin vain yksi monista laitteista, joilla tietokoneen kursoria voi ohjata. Tässä tutkielmassa mainitaan usein termit hiiriemulaatio ja katsehiiri. Hiiriemulaatiolla tarkoitetaan sitä, että jokin muu tietokoneen ohjainlaite toimii tietokoneen hiirenä. Hiiriemulaatio käyttäytyy kuten tavallinen hiiri ja toteuttaa kaikki samat toiminnallisuudet. Katsehiiri on yksi tällainen tapa emuloida tavallisen hiiren toimintaa. Katsehiiri toimii siten, että käyttäjän katsetta seurataan katseenseurantalaitteella ja kursori siirtyy kohtaan, johon käyttäjä katsoo. Vaikka katseella ohjattavaa katsehiirtä voi monissa tilanteissa käyttää tavallisen hiiren tapaan, on katseella muihin hiiriin ja syötemenetelmiin verrattuna omat erityisominaisuutensa ja haasteensa. Yksi haasteista on se, että katse on aina päällä. Katseenseurannan ja ohjelmien suunnittelussa on ratkaistava, miten erotella toisistaan katseen ja silmien lepuuttaminen, tiedon etsiminen näytöltä, näytön silmäily ja katseen nimenomainen käyttö osoittimena ja valitsimena. Käyttäjälle miellyttävän katseenseurantajärjestelmän toteuttamisessa on selvitettävä ja eroteltava toisistaan, milloin käyttäjä haluaa vain katsella näytöllä olevia kohteita ja milloin hän haluaa tehdä valintoja ja toimintoja katseella. Luvussa 2 kerron katseenseurannan historiasta, nykypäivästä ja peruskäsitteistä sekä katseenseurannan käyttäjistä. Luvussa 3 käsittelen katsehiirtä, päähiirtä ja katse-eleitä sekä tekstin käsittelyyn tarkoitettuja ohjelmistoja lähinnä tekstin editoinnin näkökulmasta. Luvussa 4 esittelen tekemäni tekstin editointia koskevan kyselytutkimuksen ja luvussa 5 käsittelen kyselytutkimuksen tuloksia. Luku 6 sisältää tutkimusten pohjalta tehdyt päätelmät ja jatkokehitysideoita.

3 2. Katseenseuranta ja katseenseurannan käyttäjät Tässä luvussa kerron aluksi katseenseurannasta ennen ja nykyään. Sitten käsittelen katseen ja katseenseurannan peruskäsitteitä, kuten fiksaatiota, sakkadeja, viiveaikaa ja katseenseurantalaitteiden kalibrointia. Lopuksi kerron, millaisia erityistarpeita vammaisilla ja sairailla ihmisillä on kommunikoinnin apuvälineiden suhteen. Keskityn lähinnä sairauksiin, jotka vaikuttavat kykyyn kommunikoida ja käyttää erilaisia kommunikoinnin apuvälineitä, kuten tietokonetta ja sen ohjainlaitteita. Koska vammojen ja sairauksien tarkat kuvaukset eivät ole tämän tutkielman pääasiallinen aihe, kerron vammoista ja sairauksista vain perusasiat keskittyen tutkielman aiheen kannalta olennaisiin kommunikoinnin apuvälineiden tarpeisiin. 2.1 Katseenseuranta ennen ja nykyisin Ihmisen silmän liikkeitä on tutkittu 1800-luvulta lähtien. Ensimmäiset laitteet, joilla silmän liikkeitä ja katseen kohdistumista yritettiin selvittää, olivat mekaanisesti silmän pinnalle asetettavia kuppimaisia, piilolinssiä muistuttavia välineitä, joissa oli reikä näkemistä varten. Käyttäjän liikuttaessaan silmiä vaikkapa lukiessaan silmän liikkeet välittyivät mekaanisesti kevyeenkin kosketukseen reagoivalle, esimerkiksi savustetulle pinnalle, ja näin saatiin talteen katseen tekemät liikeradat. Tällaiset laitteet olivat luonnollisesti ikäviä ja tuskallisia käyttää ja tutkijat käyttivät mm. kokaiinia puudutusaineina lievittääkseen kipua [Jacob and Karn, 2003]. 1900-luvulla tekniikka oli kehittynyt niin paljon, että silmien liikkeitä voitiin tutkia huomattavasti miellyttävämmillä tavoilla filmikameroiden avulla. Toisen maailmansodan jälkeen tutkimuksen kohteeksi tulivat lentäjien silmien liikkeiden havainnointi ja katseen kohdistuminen lentokoneiden ohjaamoissa. Seurantalaitteina näissä tutkimuksissa käytettiin peilejä ja videokameroita [Lehtinen, 2005]. Ensimmäinen päähän ripustettava katseenseurantalaite kehitettiin 1960-luvulla. 1970-luvulla katseenseurantaa ja käytettävyystutkimusta alettiin yhdistää psykologiaan, havaitsemiseen ja käyttäytymistieteisiin. Tutkimustekniikka kehittyi myös paljon. Tutkimusta ei tässä vaiheessa tehty vielä varsinaisesti ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutuksen (Human-computer interaction, HCI) näkökulmasta vaan lähinnä USA:n ilmavoimien tarpeisiin. PC-tietokoneiden keksiminen ja reaaliaikainen katseenseuranta 1980-luvulla herätti kiinnostuksen katseenseurantaa hyödyntävien HCI-sovellusten tutkimiseen ja kehittämiseen. Tietokoneohjelmistojen valikoiden käyttö ja tietokoneella kirjoittaminen olivat ensimmäisiä tutkimuskohteita [Jacob and Karn, 2003]. ERICA (Eye-gaze response interface computer aid) on 1980-luvulla kehitetty katseella ohjattava tekstinkäsittelylaite. Sen ominaisuuksiin kuului muun muassa tekstin editointi- ja

4 tulostustoimintoja sekä äänisyntetisaattori, joten laite pystyi puhumaan käyttäjän tuottaman tekstin. Katseenseuranta toimi samalla periaatteella kuin nykyisissäkin laitteissa: silmään kohdistettiin valo, jonka heijastusta kuvattiin kameralla ja heijastuspisteen ja silmän pupillin perusteella laskettiin kohta, johon käyttäjä katsoo. Katseenseurannan tarkkuus riitti tunnistamaan näytöllä yhdeksään kohtaan (lookpoint) tapahtuvan katsomisen. Kirjoittaminen, editointi ynnä muut toiminnot tapahtuivat valikkojen avulla. Ericassa käytettiin jo tuolloin ennustavaa tekstinsyöttöä, mikä nopeutti kirjainten ja sanojen valitsemista [Frey et. al., 1990]. Katseella kirjoittamiseen ei aina tarvita teknisiä laitteita, vaan alkuun voi päästä hyvinkin yksinkertaisilla apuvälineillä. Ensimmäiset katseenseurantaan tarkoitetut apuvälineet olivat kommunikaatiotauluja, joiden avulla käyttäjä voi kirjoittaa viestejä avustajalleen. Tauluissa on kirjaimia, numeroita, kuvia, merkkejä ja mahdollisesti myös lyhyitä fraaseja, esimerkiksi kyllä ja ei -vastaukset. Käyttäjä voi luoda sanoja ja lauseita katsomalla taulun kirjaimia järjestyksessä yksitellen samalla, kun viestin vastaanottaja seuraa, mihin käyttäjä katsoo [Frey et. al., 1990]. Kommunikaatiotaulut ovat edelleen käytössä, koska tekninen katseenseurantajärjestelmä ei sovellu kaikkiin tilanteisiin, esimerkiksi peseytymiseen. Nykyaikainen kommunikaatiotaulu on käytössä kuvassa 2.1 Nykyisin katseenseurantaan käytetään videokuvaan ja valokuvaukseen perustuvia tekniikoita. Yksinkertaisimmillaan riittää, että videokameralla seurataan pelkästään käyttäjän silmien pupillia eli mustuaista ja sen suuntaa ja liikettä. Tällöin käyttäjän täytyisi kuitenkin pitää päänsä liikkumatta samassa paikassa tuen avulla, mikä ei ole kovin miellyttävää ja käytännöllistä käyttäjän kannalta. Paremman katseenseurantatarkkuuden ja pään liikkeiden aiheuttaman häiriön vuoksi käytetäänkin apuna infrapunavaloa. Käyttäjän toiseen tai molempiin silmiin suunnataan infrapunavalo, jonka heijastus havaitaan silmän pinnalla sarveiskalvolla näkyvänä valopisteenä. Tämä piste pysyy suunnilleen samassa paikassa riippumatta katseen suunnasta ja heijastuspisteen avulla pystytään kompensoimaan pään liikkeitä niin, että katseenseurannan tarkkuus säilyy hyvänä, vaikka käyttäjä liikuttaa päätään käytön aikana. Varsinainen katseenseuranta tapahtuu siis pupillin avulla ja infrapunavalon heijastusta käytetään apuna käyttömukavuuden parantamisessa. Näitä kahta, eli pupillia ja heijastusta, kuvataan kameralla ja videokameralla, tiedot lähetetään tietokoneelle analysoitavaksi ja tietokone laskee niiden sijaintien perusteella käyttäjän katseen koordinaatit näytöllä.

5 Kuva 2.1. Kommunikaatiotaulu (kuva: www.cogain.org). 2.2 Katseen ja katseenseurannan peruskäsitteitä Katse ei etene tasaisesti, vaan esimerkiksi lukiessaan ihminen ei katso jokaista kirjainta ja sanaa yhtä tarkasti vaan katse ikäänkuin hypähtelee sanasta toiseen (kuva 2.2). Näitä hypähdyksen kaltaisia siirtymiä kutsutaan sakkadeiksi (saccades) ja ne ovat kestoltaan 30-120 millisekuntia [Majaranta, 2009]. Kerran aloitetun sakkadin suuntaa ei voi muuttaa pysäyttämättä katsetta välillä, eli sakkadi päättyy aina katseen pysähtymiseen. Sakkadien välillä olevia lyhyitä pysähdyksiä kutsutaan fiksaatioiksi (fixation). Fiksaatioiden kesto on yleensä 200-600 millisekuntia [Majaranta, 2009]. Visuaalinen informaatio saadaan katseen pysähdyksen aikana, eli esimerkiksi luettaessa tieto paperilla tai ruudulla olevista sanoista saadaan fiksaation aikana [Jacob, 1995]. Katseessa ei ole luonnollista valintakeinoa, joten sellaisia on luotu keinotekoisesti. Yksi yleisesti käytetty valintatapa on viiveaika (dwell time). Se on aika, jonka katse on kohdistettuna samaan kohteeseen näytöllä, esimerkiksi virtuaalinäppäimistön kirjaimeen tai alasvetovalikkoon tarkoituksena tehdä jotain, esim. valita kirjain tai avata valikko [Aoki et. al., 2009]. Viiveajan pituus on yleensä noin 500-1200 millisekuntia mutta sopiva aika on hyvin käyttäjäkohtainen riippuen käyttäjän kokemuksesta, terveydentilasta, jaksamisesta jne.

6 Kuva 2.2. Katseen kulku luettaessa tekstiä: fiksaatiot ja niitä yhdistävät sakkadit (kuva: http://en.wikipedia.org/wiki/eye_tracking). Liian nopea viiveaika aiheuttaa helposti virhevalintoja ja katseenseurantaohjelmiston tulkitessa käyttäjän tahattoman tai tahallisen katseen pysähtymisen aikomukseksi valita jotain (ongelmasta enemmän kappaleessa 3.1). Liian hidas viiveaika taas voi väsyttää käyttäjän silmiä, kun katsetta on pidettävä samassa kohteessa pitkään. Lisäksi kirjoittamisesta tulee melko hidasta, kun käyttäjän on jokaisen kirjaimen tai valinnan kohdalla odotettava viiveajan kuluminen [Majaranta et. al., 2009b]. Pitkä viiveaika voi lisätä virheitä ja tehdä katseella kirjoittamisesta ja valitsemisesta hidasta, mikäli käyttäjä liikuttaa katsettaan tai päätään tahallisesti tai tahattomasti ennen kuin viiveaika on ehtinyt kulua. Tällöin haluttu kohde ei tule valituksi tai valituksi voi tulla väärä kohde, jolloin valinta täytyy tehdä uudestaan ja sitä ennen vielä korjata mahdollinen virhevalinta. Jotta katseen seuranta tapahtuisi mahdollisimman tarkasti, täytyy katseenseurantalaitteen asetukset muokata eli kalibroida kullekin käyttäjälle sopivaksi. Käyttäjän silmän liikkeiden mittaamiseen ja siten katseen suunnan analysointiin vaikuttavat muun muassa käyttäjän etäisyys kamerasta, pupillin koko ja pään liikkeet. Kalibrointi tehdään siten, että näytöllä näytetään yksitellen esimerkiksi 5-12 pistettä eri puolilla näyttöä ja käyttäjää pyydetään katsomaan näitä pisteitä. Samalla katseenseurantalaitteen kamera ottaa silmistä kuvat, joissa näkyy pupillin sijainti ja infrapunavalon heijastus. Kuvien perusteella tietokone laskee näytön koordinaatit, minne käyttäjä milloinkin katsoo [Majaranta and Räihä, 2007].

7 Yleensä riittää, että kalibrointi suoritetaan aina ennen katseenseurantalaitteen käyttötilannetta. Nykyaikaiset katseenseurantalaitteet sietävät pään liikkeitä varsin hyvin jopa niin hyvin, että käyttäjä voi keskeyttää katseenseurantalaitteiden käytön ja jatkaa seuraavalla kerralla ilman kalibrointia. Kovin suuret tahattomat tai tahalliset pään liikkeet voivat kuitenkin olla ongelma, joten katseenseuranta ei ehkä ole paras valinta ihmisille, joilla on voimakkaita pään alueen pakkoliikkeitä tällaisia käyttäjiä voivat olla esimerkiksi MS-potilaat. Pakkoliikkeiden vähentämiseksi pään tukeminen voi olla hyvä ratkaisu. Toisinaan katseen paikantamisen tarkkuus heikkenee (drifting) käytön aikana liikaa tai katseenseurantalaite hukkaa kokonaan seurantakohteenaan olleen pupillin ja infrapunavalon heijastuksen. Silmälasien heijastuksetkin voivat aiheuttaa ongelmia siten, että katseenseurantalaite alkaa seurata silmälasien heijastusta eikä pupillia ja silmän pinnalla näkyvää heijastusta. Tällöin katseenseuranta ei tietenkään toimi oikein, koska katseenseurantalaite ei seuraa käyttäjän silmän liikkeitä lainkaan tai seuraa niitä niin epätarkasti tai hitaasti, että osoittaminen käy mahdottomaksi. Näissä tilanteissa täytyy kalibrointi yleensä tehdä uudelleen [Hyrskykari, 2006]. 2.3 Kommunikoinnin apuvälineiden käyttäjät Kommunikoinnin apuvälineitä tarvitsevat ihmiset jotka eivät vamman tai sairauden vuoksi pysty kommunikoimaan normaalisti. Yleinen apuväline on tietokone jonka avulla esim. tekstiä voi muuttaa puheeksi ja päinvastoin. Ne, jotka eivät myöskään pysty käyttämään tietokoneita ilman apuvälineitä, tarvitsevat tarpeisiinsa sovitettuja syöttölaitteita ja ohjelmistoja. Erilaisia vammoja ja sairauksia käsitellään lyhyesti luvussa 4 esiteltävässä kyselytutkimuksessa sekä kohderyhminä että kysymyksessä, jossa tiedustelin laitteiden ja ohjelmistojen muokattavuutta erilaisille käyttäjille ja käyttäjien muuttuviin tarpeisiin. Lisäksi muutamissa kyselytutkimuksen vastauksissa viitattiin käyttäjien mahdollisuuksiin käyttää muun muassa kytkimiä (switch) ja askellusta. Erilaisten hallintalaitteiden käyttöön taas vaikuttaa suuresti käyttäjän motoriset kyvyt, sairauden eteneminen ja terveydentilan vaihtelu siksi olen tässä itse jaotellut vammat ja sairaudet lähinnä liikuntakyvyn mukaan. Liikkumaan kykenevät Tähän ryhmään kuuluvat ihmiset, jotka pystyvät liikkumaan tai liikuttamaan jotain ruumiinosaansa, vaikkapa sormia tai päätä, tai puhumaan. Tällaisia voivat olla esimerkiksi CP-vammaiset ja MStautia sairastavat, joilla voi olla vaikeuksia motoriikan ja liikkeiden hallinnassa. Heille apuvälinevaihtoehtoja ovat katseenseurantalaitteiden lisäksi muun muassa erilaiset näppäimistöt, kytkimet, päähiiret ja puheohjauksella toimivat laitteet. Doneganin ja muiden [2005] mukaan:

8 esimerkiksi CP-vammaisilla mahdolliset pakkoliikkeet saattavat tuottaa haasteita katseenseurantaan, mutta, kuten he toteavat, tilanteet ovat yksilöllisiä ja mahdollisuus käyttää katseenseurantaa tai muita kommunikoinnin apuvälineitä on harkittava jokaisen käyttäjän kohdalla erikseen. Liikkumaan kykenemättömät Toinen ryhmä ovat käyttäjät, jotka pystyvät hallitsemaan vain silmiensä liikkeitä ja katseen kohdistamista. Tällaisia ovat erilaiset locked-in -tyyppiset tilat. Heille katseenseurantalaitteet ja katsehiiri on varteenotettava ja jopa ainoa vaihtoehto. Esimerkiksi ALS-potilaiden sairaus etenee yleensä muutamien vuosien kuluessa vähitellen lihasten heikentyessä ja puheen tuoton vaikeutuessa kohti täyttä liikunta- ja puhekyvyttömyyttä [Donegan et. al., 2009]. Apuvälineiden valinnassa on huomioitava, millaiset edellytykset potilaalla on opetella uusien laitteiden, ohjelmien ja kommunikaatiotapojen käyttöä sairauden kanssa toimeen tulemisen ohella. Vaihteleva terveydentila Joissain sairauksissa henkilön tila heikkenee asteittain tai aaltomaisesti lihaksien hallinnan suhteen huonompien ja parempien kausien vaihdellessa. Tällainen voi olla vaikkapa MS-taudin loppuvaihe. Tällöin tavallisen näppäimistön ja hiiren jälkeen käytössä tai ohella voi olla yksinkertaistettuja, vähemmän painikkeita sisältäviä näppäimistöjä ja hiiriä ja puhekäyttöohjauksella toimivia laitteita. Järjestelmien tulisi olla helposti muutettavissa käyttäjän tarpeiden mukaan. Tällaisia ovat esimerkiksi erilaiset muunneltavat kommunikointiohjelmat (kehikot, grid-ohjelmat), joista kerron enemmän luvussa 3. Väsymisen vuoksi käyttäjä saattaa haluta vaihdella käytettävyydeltään paremman mutta lihasten käyttöä vaativan ja käytettävyydeltään hieman heikomman mutta fyysisiltä käyttötavoiltaan vähemmän kuormittavan kommunikointitavan välillä saman päivän aikanakin. Vaikka kommunikointivälineitä täytyisikin muuttaa terveydentilan muuttumisen myötä, ideaalitilanteessa järjestelmät ja etenkin ohjelmat pysyvät kuitenkin mahdollisimman samanlaisina sairauden eri vaiheissa. Tätä tukisi esimerkiksi mahdollisuus vaihdella tavallisen hiiren, päähiiren ja katsehiiren välillä käyttöliittymän ja komentojen pysyessä silti samana. Vaikka osa potilaista saattaakin olla aktiivisia tietokoneen käyttäjiä, kaikilla potilailla ei aina ole paljoa kokemusta tietokoneiden käytöstä ja lisäksi vakavan sairauden kanssa toimeen tuleminen vie voimia. Jatkuva uuden opettelu voi käydä liian raskaaksi.

9 Ei ole olemassa yhtä ja kaikille sopivaa parasta katseenseurantalaitetta, -järjestelmää tai ohjelmistoa, vaan Doneganin [2010] mukaan kyse on ennemminkin siitä, että löydetään kullekin käyttäjälle sopivin katseenseurantajärjestelmä ja ohjelmistot. Kattavan listan huomioon otettavista asioista ja kysymyksistä katseenseurantalaitteita valittaessa on koonnut esimerkiksi Scott [2010b]. Hän erittelee kysymyksiä ja asioita, joita ottaa huomioon valitessa laitteistoa ja ohjelmistoa ja arvioidessa kalibrointia, järjestelmän mukauttamista, palautetta (output methods, esim. puhesyntetisaattori) ja käyttöliittymän sopivuutta käyttäjälleen. Jordansen ja muut [2005] ovat tutkineet katseenseurantalaitteista mahdollisesti hyötyvien ihmisten käyttäjämääriä selvittämällä erilaisten sairauksien esiintyvyyttä Euroopassa ja USA:ssa. Sairauksien määrien selvittäminen ei tosin ollut ihan yksinkertaista johtuen muun muassa erilaisista tavoista tehdä diagnooseja. Jordansen ja muut saivat kuitenkin tehtyä muun muassa seuraavanlaisia arvioita EU:n alueelta: ALS- ja MND (motor neuron disease) tautien esiintyvyys on 6 ihmistä per 100 000, mikä tekee 27 000 potilasta EU:n alueella. MS-taudin kohdalla luvut ovat 30 / 100 000 eli 135 000 ihmistä EU:n alueella. CP-vammaisia on 200 / 100 000 eli 900 000 ihmistä EU:n alueella. Jordansen ja muut arvioivat, että EU:n alueella on yli 2,5 miljoonaa ihmistä, joilla on jokin katseenseurannan kohderyhmiksi ajatelluista vammoista tai sairauksista. Suomessa ALS:a sairastavia ihmisiä on noin 400, MS-tautipotilaita 6000, CP-vammaisia 6500 ja aivovammapotilaita 100 000. Tilastoista voi päätellä, että mahdollisia käyttäjiä katseenseurantalaitteille ja -ohjelmistoille on runsaasti sekä Suomessa että ulkomailla. Mainitsin tässä vain muutamia käyttäjäryhmiä - tarkemmin tilastoista ja sairauksien määristä ja esiintyvyyksistä katso Jordansen ja muut [2005] taulukko 1 (Table 1) ja taulukko 2 (Table 2) ja katseenseurannan sopivuudesta eri käyttäjille Donegan ja muut [2005].

10 3. Katseenseurantaa hyödyntävät tekstinsyöttömenetelmät ja ohjelmistot Erilaisia tapoja syöttää tekstiä tietokoneelle on useita. Käyttäjille tutuimmat tavat ovat normaalilla näppäimistöllä kirjoittaminen ja tavallisen hiiren käyttö. Myös puheohjaus, päällä käytettävä päähiiri, erilaiset yksinkertaistetut hiiret ja kytkimet ovat käytössä olevia menetelmiä. Katseen käyttö tekstinsyöttömenetelmänä on vain yksi monista tavoista, mutta sillä on aivan omat erityispiirteensä ja haittapuolensa muihin syötemenetelmiin verrattuna. Näitä erityispiirteitä käsittelen tässä luvussa. Kerron myös erilaisista tekstinsyöttöön tarkoitetuista ohjelmista ja niiden ominaisuuksista. Tarkoitukseni on antaa yleiskäsitys siitä, millaisia katseella käytettävät tekstinsyöttöohjelmat ovat ja millaista tekstin editointi niillä on. Kaikki ohjelmat eivät ole puhtaasti vain kirjoittamiseen tarkoitettuja, vaan esimerkiksi kappaleessa 3.7 esiteltävät kehysohjelmat sopivat moneen muuhunkin kuten ympäristönhallintaan. Esittelen tässä luvussa vain pienen osan kaikista saatavilla olevista ohjelmista. Olen valinnut mukaan ohjelmia, jotka on mainittu kyselytutkimuksen vastauksissa tai muuten myöhemmin tässä tutkielmassa, tai joissa on käytetty mielestäni mielenkiintoista tapaa kirjoittaa tai käsitellä tekstiä. Katseenseurantalaitetteiden kanssa voi käyttää joko valmistajien omia virtuaalinäppäimistöjä, katsekirjoitusohjelmia ym. katseella käytettäväksi tarkoitettua kirjoitusohjelmia, kuten Tobiin ja LC Technologiesin ohjelmia. Toinen vaihtoehto on käyttää yleisiä apuvälineohjelmistoja. Ne ovat käytettävissä millä tahansa hallintalaitteilla ja niitä voivat käyttää muitakin apuvälineitä ja muunkinlaista kommunikoinnin tukea tarvitsevat ihmiset kuin vain katseenseurannan käyttäjät. Tällaisia ohjelmia ovat muun muassa kehikko-ohjelmat (grid). Olen etsinyt tietoja ohjelmista pääosin tutkimalla ja lukemalla ohjelmistovalmistajien internetsivuilla saatavilla olevia oppaita ja kuvauksia. Testasin myös itse muutamia vapaasti saatavilla olevia ohjelmia. Kuvaukset ohjelmista eivät ole kaikenkattavia edes tekstin muokkaamisen kannalta, koska editointimahdollisuuksien ja -ominaisuuksien löytäminen ohjeista ja internetsivuilta ei ollut ongelmatonta. Ominaisuudet on yleensä kerrottu melko ylimalkaisesti, esimerkiksi ohjelma sisältää tekstinkäsittelyohjelman, ennustavan tekstinsyötön, puhesyntetisaattorin, jne. eikä tarkkoja kuvauksia esimerkiksi siitä, miten tekstiä kirjoitetaan ja muokataan, ole olemassa. Kuvat havainnollistavat ohjelmien toimintaa ja käyttöliittymiä paremmin kuin pelkät sanalliset kuvaukset, joten olen lisännyt tekstin joukkoon useita kuvia. Lisää kuvia löytyy kunkin ohjelmiston ja ohjelmistovalmistajan internet-sivuilta. Kappaleessa 3.1 kerron katsehiiren ja päähiiren käytöstä, eduista ja erityisesti katseenseurannassa ja katsehiiren kanssa kohdattavista ongelmista. Sen jälkeen käsittelen lyhyesti

11 katse-eleitä kappaleessa 3.2. Kappaleessa 3.3 kerron hiiriemulaatiosta ja sen kanssa käytettävistä apuohjelmista. Kappaleessa 3.4 kerron yleisiä asioita tekstin editoinnista katseella. Kappaleessa 3.5 esittelen erilaisia virtuaalinäppäimistöjä, kappaleessa 3.6 muita tekstinsyöttöön tarkoitettuja ohjelmia, ja kappaleessa 3.7 laajemmin kommunikaatiota tukevia ohjelmia, kuten gridejä. 3.1 Katsehiiri ja päähiiri Katse on ihmiselle luonnollinen kommunikointitapa. Ihmisillä on tapana katsoa sitä kohdetta, johon ovat kiinnittäneet huomionsa ja jonka kanssa halutaan toimia [Bates and Istance, 2002a]. Katsomme puhuessamme toisiamme ja kova ääni saa meidät kääntämään katseemme äänen suuntaan. Katse on helppoa, luonnollista ja nopeaa kohdistaa haluttuun kohtaan. Katsomiseen ei juurikaan tarvitse käyttää lihasvoimaa, joten se ei aiheuta samanlaista lihasten väsymistä kuin käsin käytettävät tai vartaloon ripustettavat ohjainlaitteet voivat aiheuttaa [Bates and Istance, 2002b]. Katsehiiren toimintatapaa ja katseen erityislaatuisuutta muihin menetelmiin verrattuna voi kuvata vaikkapa vertaamalla katsehiirtä ja päähiirtä. Päähiiren toimintaperiaate on muuten samantapainen kuin katsehiiren, mutta päähiirellä osoitinta liikutetaan liikuttamalla päätä. Katsehiiri reagoi jokaiseen silmän liikkeeseen samoin kuin tavallinen hiiri reagoi hiiren liikutteluun pöydällä. Päähiiri reagoi vain pään liikkeisiin, ei katseeseen, joten käyttäjä voi katsella näyttöä täysin vapaasti. Sen vuoksi, että katsetta ei voi laittaa pois päältä, siihen liittyy Midaksen kosketukseksi (Midas touch) nimetty ongelma [Jacob, 1991]. Katsehiiri reagoi katseen liikuttamiseen silloinkin, kun käyttäjä ei haluaisi. Toisin kuin päähiiressä ja muilla hiirillä, katsehiirellä ei voi vapaasti katsella näyttöä samalla, kun hiiri lepää liikkumattomana. Silmien liikuttaminen liikuttaa heti katsehiirtäkin ja silmien pysäyttäminen pysäyttää katsehiiren. Vapaa asioiden tutkiminen ja katseen lepuuttaminen ei katsehiirellä onnistu ilman jonkinlaista katseen seurannan pysäyttävää toimintoa. Katseen käyttäminen samanaikaisesti syötemenetelmänä ja näytöltä saatavan palautteen vastaanottajana voi aiheuttaa ongelmia tilanteissa, joissa palaute tulee eri kohtaan näyttöä kuin mihin syöte on annettu. Koska katsehiirtä käytettäessä hiirtä ei voi jättää syötekohtaan siksi aikaa, kun katsoo palautteen, ongelmaa voi miettiä vaikka siltä kannalta, miltä tuntuisi liikuttaa tavallisella pöytähiirellä osoitinta aina sinne, minne katsekin näytöllä siirtyy. Tarve siirtää katsetta syötekohdasta palautekohtaan kuitenkin vähenee kokemuksen ja oppimisen myötä. Siitä mainitsen esimerkkinä Batesin [2002] raportoiman tutkimuksen, jossa oli seurattu katseella kirjoittamista ja oppimista. Kokeneemmat katseella kirjoittajat joutuivat siirtämään katsettaan virtuaalinäppäimistöstä kirjoitettuun tekstiin vähemmän kuin aloittelijat.

12 Joillekin käyttäjille tuottaa ongelmia katseen pitäminen paikallaan tarpeeksi kauan [Hansen et. al., 2004]. Katseella valitsemiseksi pitäisi katsetta pitää paikallaan tietty, järjestelmään ohjelmoitu aika, yleensä 500 1200 ms, ja jos katsetta tämän ajan kuluessa siirtää, valinta keskeytyy. Aikaa voi säätää käyttäjien tarpeiden mukaan, mutta kovin lyhyt aika taas aiheuttaa tahattomia valintoja ja mainitun Midaksen kosketus -ongelman. Yhdeksi ratkaisuksi on esitetty valinta-ajan säätäminen erilaiseksi eri kohteissa: esimerkiksi virtuaalinäppäimistöllä kirjainvalinnalle lyhyempi aika ja kokonaisia sanoja sisältäville valinnoille pidempi aika [Lankford, 2000; Hansen et. al., 2004]. Batesin ja Istancen [2002b] mukaan katseenseurannan käytön haittapuolia ovat muun muassa epätarkkuus osoitettaessa kohdetta näytöllä ja epätarkkuus valittaessa kohdetta. Bates ja Istance selittävät osoittamiseen liittyvien ongelmien johtuvan usein siitä, että käyttäjät liikuttavat päätään tahtomattaan, jolloin alussa tehtävä laitteiston kalibrointi, eli katseenseurantalaitteen asetusten sovittaminen käyttäjän silmän liikkeisiin sopivaksi, heikkenee. Tilanteen voi korjata kalibroimalla laitteen uudelleen, mutta se ensinnäkin keskeyttää aina käyttäjän toiminnan hetkeksi ja toisekseen käyttäjälle on jo siinä vaiheessa aiheutunut haittaa osoituksen hidastumisena, epätarkkuutena ja siten käytön muuttumisena väsyttäväksi ja turhauttavaksi. Epätarkkuutta valintaan aiheuttaa myös se, että katsetta ei voi kohdistaa näytölle pikselin tarkkuudella, vaan silmän tarkan näkemisen alueen (fovea) koosta johtuen alue, jolle katse on kohdistettuna, on 0,5-1 astetta [Majaranta and Räihä, 2002; Kammerer et. al., 2008]. Katsehiiren epätarkkuuteen liittyviä ongelmia voidaan vähentää käyttämällä tarpeeksi suuria kuvakkeita ja valikkoja ja jättämällä käyttöliittymä riittävän väljäksi. Tämä tosin asettaa vaatimuksia itse päätelaitteelle ja näytön resoluutiolle. Toisaalta, käytännön kokeet ovat osoittaneet, että katseella valitseminen on nopeampaa kuin tavallisella, käsin käytettävällä hiirellä, koska kun kohde on löydetty, on se myös saman tien valittavissa (katse ja kursori ovat samassa paikassa, toisin kuin tavallisella hiirellä). 3.2 Katse-eleet Katseenseurannan ja katseella kirjoittamisen ongelmiin, eli muun muassa Midaksen kosketus - ongelmaan, epätarkkuuteen ja siihen, että katse toimii pääasiallisesti tiedon vastaanottajana eikä syötteenä, on suunniteltu ratkaisuksi katse-eleitä [Drewes and Schmidt, 2007]. Katse-eleet ovat katseella tehtäviä liikesarjoja. Esimerkiksi EdgeWrite -järjestelmässä jokaiselle kirjaimelle on oma eleensä (kuva 3.1). Eleet on valittu muistuttamaan kirjaimen muotoa: esimerkiksi i-kirjain on yksinkertainen ylhäältä alas liike, o-kirjain taas neliön muodossa kulmasta kulmaan tehty ympyrä ja n-kirjain muodostetaan tekemällä katseella isoa N-kirjainta muistuttava alhaalta ylös -

13 oikealle alas alhaalta ylös liikesarja. Katse-eleet sopivat katseella kirjoittamista ja virtuaalinäppäimistöjä paremmin myös pienille näyttölaitteille [Wobbrock, 2006; Wobbrock et. al., 2007]. Katse-eleiden haittapuolina on se, että eleet pitää opetella hyvin, että niiden käyttö on sujuvaa. Eleet voivat myös olla hankalia erottaa toisistaan ja niillä kommunikointi on aikaavievää. Kuva 3.1. Katse-eleitä EdgeWrite-järjestelmässä (kuva: Wobbrock [2006]). 3.3 Hiiriemulaatio Hiiriemulaation avulla on mahdollista käyttää normaaleja, tavallisille käyttäjille tarkoitettuja ohjelmia, esimerkiksi Microsoft Officen ohjelmia. Tällöin saatavilla on kaikki samat editointikomennot kuin normaalistikin ohjelmia käytettäessä, mutta hiiriemulaation käyttö katseella voi olla katseen epätarkkuuden vuoksi hankalaa. Yleensä normaaleissa tietokoneohjelmissa valikot ja painikkeet on suunniteltu käytettäväksi tavallisilla hallintalaitteilla, kuten normaalilla hiirellä ja valikot ja painikkeet ovat pienempiä kuin nimenomaan katseella käytettäväksi tarkoitetuissa ohjelmissa. Pienten kohteiden katsominen ei sinänsä ole vaikeaa, mutta kappaleessa 3.1 mainittujen seikkojen vuoksi pienten kohteiden osoittaminen ja valinta ei katseella ja katsehiirellä onnistu niin tarkasti kuin esimerkiksi tavallisella hiirellä. Lisäksi hiiriemulaation ja katsehiiren käytössä kohteiden valitseminen viiveajalla vie aikaa ja ongelmia tuottaa jo mainittu Midaksen kosketus - ongelma. Hiiriemulaatiossa viiveaikavalinta tarkoittaa normaalitilassa yleensä hiiren vasemmalla näppäimellä klikkaamista. Tuplaklikkausta vasemmalla painikkeella ja hiiren oikean näppäimen klikkausta varten tarvitaan yleensä apuohjelmia. Tällainen on esimerkiksi Eyetech Digitalin Quick

14 Glance -ohjelman Eye Tool -apuohjelma (kuva 3.2). Tuplaklikkaus tehdään katsomalla vasemmassa yläkulmassa olevaa << -painiketta. Sen alapuolella on hiiren oikean painikkeen klikkauksen toteuttava > -painike. Apuohjelmasta löytyy muitakin käyttäjän toimintaa helpottavia toimintoja. Ylärivissä toisena vasemmalta olevalla <_ -painikkeella voi liikuttaa ja muuttaa ikkunoiden kokoa. Ylärivissä keskellä olevalla <_< -painikkeella voi valita useampia kohteita ja toisessa rivissä toisena vasemmalta olevalla >_> -painikkeella voi luoda esimerkiksi kopioita kansioista tai pikakuvakkeita. Molemmat painikkeet toimivat siten, että käyttäjä klikkaa ensin komentopainiketta, sen jälkeen kohtaa, josta haluaa aloitaa valinnan ja sitten kohtaa, johon valinta lopetetaan. Toimintaperiaate on siis sama kuin hiiren käsinvalinnassakin, eli piirretään suorakaide, joka koskettaa valittavia kohteita. Suurennuslasin kuva keskellä valikkoa on painike, jolla voi suurentaa pieniä kohteita isommiksi (zoomata). Zoomaus tapahtuu siten, että käyttäjä klikkaa suurennuslasin kuvaketta, jolloin kursori muuttuu suorakaiteen muotoiseksi. Suorakaide-kursori klikataan suurennettavaan kohtaan, joka avautuu zoomatussa ikkunassa. Ikkunassa voi nyt suorittaa haluamansa toiminnon, esimerkiksi valinnan, ja zoomausikkuna katoaa heti valinnan suorittamisen jälkeen. Zoomauksen voi yhdistää muihin toimintoihin siten, että ensin valitaan haluttu toiminto ja sitten zoomaus [Quick Glance Software Users Manual, 2007]. Kuva 3.2. Eyetech Digitalin Quick Glance -ohjelman Eye Tool apuohjelma (kuva: Quick Glance Software Users Manual [2007]). Quick Glancen apuohjelma on periaatteessa koko ajan näkyvillä mutta sen voi pienentää tehtäväpalkkiin apuohjelmassa olevalla _ -painikkeella (kolmas painike alhaalta oikealta) ja sen paikkaa voi muuttaa vaaka- ja pystysuunnassa (kaksi nuolipainiketta alhaalla oikealla). Apuohjelman voi toteuttaa myös siten, että se ei ole jatkuvasti esillä näytöllä tai tehtäväpalkissa. Esimerkiksi Tobii on toteuttanut painikeapuohjelmansa siten, että sen saa aktivoitua katsomalla näytön vasenta reunaa. Tobiin painikeapuohjelmassa (kuva 3.3) on valinnat hiiren vasemman ja

15 oikean painikkeiden klikkaukselle, vasemman painikkeen tuplaklikkaukselle, vetämiselle ja pudottamiselle (drag and drop), ylös ja alas vierittämiselle (scroll up and down) sekä suurennuslasille (magnify). Toimintojen valinta on toteutettu siten, että käyttäjän valitsemaa toimintoa toistetaan niin kauan, kunnes käyttäjä valitsee toiminnon lopettavan no mouse click - painikkeen [User Manual: MyTobii]. Kuva 3.3. Tobiin painikeapuohjelma (kuva: User Manual: MyTobii) 3.4 Yleistä tekstin editoinnista katseella Kuten muissakin kirjoitusohjelmissa, katseella käytettäviksi tarkoitetuissa ohjelmissa on yleensä askelpalautin (backspace) tai peruutuskomento (undo) nopeita korjauksia, yksittäisten kirjaimien poistamista ja viimeisimmän toiminnon peruuttamista varten. Muut editointikomennot, jos niitä ylipäänsä on saatavilla, on yleensä sijoitettu valikoihin. Usein katseellakirjoitusohjelmissa vastakkain ovat tila ja käytettävyys. Vaikka edellä mainitut suurennuslasitoiminnot tulevat apuun, katseella kirjoittaminen on miellyttävämpää, jos painikkeet ovat riittävän suuria. Tällöin painikkeisiin osuminen on helpompaa, virhepainalluksia ei tule niin helposti ja kalibroinnin lievä epätarkkuus ei hankaloita katseella osoittamista ja valitsemista. Toisaalta isot painikkeet vievät tilaa näytöltä. Kokonaisen katsekirjoitusnäppäimistön esittäminen tietokoneen ruudulla täyttäisi koko näytön, tai ainakin ison osan näytöstä, eikä esimerkiksi muokkauskomennoille jäisi kovin paljoa

16 tilaa [Majaranta et. al., 2009a]. Pieninäyttöiset laitteet ovat myös ihan oman lukunsa käyttöliittymäsuunnittelussa. Ohjelmat, joissa kaikkia kirjaimia ja komentoja ei näytetä kerrallaan vaan valitaan valikoista, säästävät tilaa, mutta valikoiden käyttäminen on hidasta. Mitä enemmän valinnanmahdollisuuksia merkkien, komentojen ja toiminnallisuuksien suhteen on, sitä enemmän tarvitaan valikoita. Kirjoittamisen nopeuttamiseksi ja helpottamiseksi on kehitelty erilaisia ratkaisuja. Suuremmat painikkeet ovat yksi ratkaisu, mutta silloin painikkeet vievät enemmän tilaa näytöltä ja osa valinnoista ja toiminnoista joudutaan laittamaan valikoihin. Kirjoitusohjelma myös vie tilaa muilta samaan aikaan käytössä olevilta ohjelmilta. Monissa kirjoitusohjelmissa on käytettävissä ennakoiva tekstinsyöttö ja useimmin käytettävien sanojen ja fraasien ennakointi ja valinta suoraan näytöltä. Myös valikoita ja tapoja kirjoittaa on kehitetty, tästä mainittakoon esimerkkinä piirakkavalikko (pie menu) ja Dasher [Ward and Mackay, 2000], joista kummastakin kerron lisää myöhemmin tässä luvussa. 3.5 Virtuaalinäppäimistöt Virtuaalinäppäimistöt (on-screen keyboard) ovat tietokoneen näytöllä olevia ohjelmallisesti toimivia näppäimistöjä. Niitä käytetään tavallisen näppäimistön tilalla silloin, kun näppäimistön painikkeiden painaminen on hankalaa tai mahdotonta. Virtuaalinäppäimistöjä voi käyttää monilla erilaisilla osoitin- ja hallintalaitteilla katsehiiri on yksi käyttötapa. Microsoft Windowsin virtuaalinäppäimistö Microsoft Windows -käyttöjärjestelmän helppokäyttötoiminnoissa mukana tulee virtuaalinäppäimistö. Näppäimistö on melko yksinkertainen eikä siinä sellaisenaan ole esimerkiksi ennustavaa tekstinsyöttöä. Näppäimistön avatessakin esille tulee Microsoftin ilmoitus On-screennäppäimistö tarjoaa vain perusominaisuudet tietokoneen käytön helpottamiseksi liikuntarajoitteisille käyttäjille. Useimmat liikuntarajoitteiset käyttäjät tarvitsevat monipuolisemman apuohjelman päivittäiseen käyttöön. Perustoiminnallisuudet, kuten askelpalautin ja mahdollisuus valita tekstiä muokattavaksi, kuitenkin löytyvät. Control- (ctrl), shiftja alt-painikkeiden avulla näppäimistöllä voi käyttää samoja muotoilukomentoja kuin normaalillakin näppäimistöllä. Kyseiset painikkeet jäävät pohjaan, kunnes seuraava painallus on tehty. Muutoin valinnan saa poistettua (resetoitua) esc-painikkeella. Näppäinyhdistelmä ctrl-shift-nuoli vasemmalle valitsee tekstin sana kerrallaan, kuten olen tehnyt kuvassa 3.5. Kuvassa on meneillään komento ctrl-i, joka kursivoi valitun tekstin. Valittu teksti, eli tässä sana virtuaalinäppäimistöllä on tummalla pohjalla ja kursivoinnin tekevän i-

17 kirjaimen valinnan merkkinä on kirjaimen kohdalla meneillään alhaalta ylöspäin etenevä sälekaihdinanimaatio. Mikäli valitsimen siirtää animaation aikana pois näppäimen päältä, valinta keskeytyy. Valinta-aika on säädettävissä asetuksista. Sama animaatio esitetään myös kirjoittaessa kirjaimia valitessa. Microsoftin virtuaalinäppäimistön painikkeet ovat normaaliasetuksilla melko pienet katsehiirellä ja katseenseurantalaitteilla käytettäviksi ja ainakaan itselläni käytössä olevassa Windows XP Professional -käyttöjärjestelmässä näppäimistön kokoa ei voinut muuttaa. Kuva 3.5. Tekstin kirjoittamista ja valitsemista Microsoft Windowsin mukana tulevalla virtuaalinäppäimistöllä MS Word -ohjelmassa (kuva: ruutukaappaus). Tobiin näppäimistö Tobiin kirjoitusohjelmassa (kuva 3.6 vasen) painikkeet ovat melko suuria, mikä tekee kirjoittamisesta helpompaa mutta vie tilaa. Kirjoitettu teksti ilmestyy kirjainpainikkeiden

18 yläpuolelle näytön yläreunaan ja tekstin pikaista korjaamista varten alhaalla oikealla on askelpalautin (backspace) -painike. ABC-painike vaihtaa pienet kirjaimet isoiksi. Kuvassa 3.6 oikealla on näkyvillä tekstin sisällä liikkumista helpottavat navigointinuolet. Nuolien avulla käyttäjä voi siirtää kursoria vasemmalle, oikealle, ylös ja alas kirjain ja rivi kerrallaan. Näppäimistössä oikealla alhaalla olevasta Nav-painikkeesta avautuu kuvassa 3.7 vasemmalla esitettävä näyttö, jossa on painikkeet tekstissä ylös ja alas ja sivu kerrallaan liikkumiseen. Tools-painikkeesta pääsee editointivalikkoon (kuva 3.7 oikea), jossa tekstiä voi valita, leikata, kopioida ja liittää. Toimintoihin kuuluvat myös peruutus- ja uudelleen-toiminnot (undo ja redo) [User Manual: MyTobii]. Kuva 3.6. Vasemmalla Tobiin kirjoitusohjelma käytössä (kuva: www.cogain.org). Oikealla navigointinuolet Tobiin kirjoitusohjelmassa (kuva: User Manual: MyTobii). Kuva 3.7. Vasemmassa kuvassa Tobiin kirjoitusohjelman navigointipainikkeet. Oikealla on Tobiin editointityökaluja (kuvat: User Manual: MyTobii).

19 Ennustava tekstinsyöttö on virtuaalinäppäimistöissä toteutettu usein sanalistoilla. Sanoja ja yksittäisiä kirjaimia ennakoivan algoritmin esittelevät esimerkiksi MacKenzie ja Xuang [2008]. Kuvassa 3.8 vasemmalla on esimerkki sanojen ennustamisesta: ohjelma ehdottaa todennäköisimpiä sanoja ja käyttäjä valitsee niistä haluamansa. MacKenzien ja Xuangin mukaan sanaennustus vähentää yhden merkin kirjoittamista varten tarvittavien painallusten määrää (KSPC, key strokes per character) mutta lisää käyttäjältä oikeiden valintojen tekemiseen kuluvaa aikaa. Kuvassa 3.8 oikealla on meneillään kirjainennustus: ohjelma ehdottaa käyttäjälle muutamaa todennäköisintä kirjainta korostamalla niitä eri värillä. Mikäli ennustus osuu oikeaan, käyttäjän on nopeampaa valita oikea kirjain, mutta muutoin oikean kirjaimen valitsemiseen saattaa kulua aikaa enemmän kuin mitä ilman ennustavaa kirjainten ehdottamista olisi kulunut [MacKenzie ja Xuang, 2008]. Kuva 3.8. Vasemmalla on esimerkki sanojen ennakoinnista. Oikealla on esimerkki yksittäisten kirjainten ennakoinnista (kuva: MacKenzie and Xuang [2008]). 3.6 Muita tekstin syöttöön tarkoitettuja ohjelmia Stargazer Stargazer [Hansen, et. al., 2008] on kirjoitusohjelma, jossa käyttäjä zoomaa kirjaimiin kolmiulotteisessa käyttöliittymässä [The StarGazer experimental typing system]. Kirjaimet on aseteltu käyttöliittymään aakkosjärjestykseen ympyrän muotoon ja kirjaimen tullessa kohdistetuksi (mutta ei vielä valituksi), se muuttaa väriään. Stargazer käyttää ennustavaa tekstinsyöttöä, joten ohjelma voi ehdottaa käyttäjälle sanoja. Jos käyttäjä haluaa kirjoittaa jonkun ohjelman ehdottamista sanoista, kohdistuksen voi siirtää kirjaimen sijasta sanaan. Sanat ilmestyvät aina kunkin kirjaimen viereen, joten kohdistus niihin on helppoa eikä katsetta tarvitse siirtää pitkää matkaa. Kirjaimen tai sanan valinnan voi tehdä joko viiveajalla tai painikkeilla. Kuvassa 3.9 kohdistettuna on kirjain n ja

20 ohjelma ehdottaa käyttäjälle sanaa johannesburg. Kohdistettuna olevan kirjaimen tai sanan viereen tulee myös ohittamiskomento (skip), jonka valitsemalla voi poistaa kohdistuksen. Kuva 3.9. Kirjoittamista Stargazerilla (kuva: ruutukaappaus). Stargazerissa on kumoa- (undo) ja askelpalautin (backspace) -komennot. Kuvassa 3.9 undokomento on kirjaimista koostuvan ympyrän vasemmalla puolella ylhäällä ja backspace (BS) on oikealla. Undo-komennolla voi poistaa joko viimeisimpänä valituksi tulleen kirjaimen tai sanan. Backspace poistaa viimeisimmän kirjaimen. Komentojen valinta tehdään kuten kirjainten ja ennustavan tekstinsyötön ehdottamien sanojen valinta: kohdistus siirretään komennon päälle ja valinta tapahtuu viiveajalla, näppäimen tai kytkimen painalluksella tai muulla valitulla valintatavalla. Kokeilin Stargazer-ohjelman ilmaiseksi saatavilla olevaa versiota itse käyttäen osoitukseen tavallista hiirtä. Valinta oli pakko tehdä fyysisesti hiirtä napsauttamalla, koska viiveaikavalinta ei onnistunut tavallista hiirtä käyttämällä. Dasher Dasher on ohjelma, jolla voi kirjoittaa käyttämättä perinteisen mallista näppäimistöä. Dasherin toiminta perustuu liikkeeseen: kirjaimet liikkuvat näytöllä oikealta vasemmalle ja käyttäjä valitsee haluamansa kirjaimen. Käyttäjän ei tarvitse liikuttaa kirjaimia, vaan ainoastaan kursoria

21 pystysuunnassa sen kirjaimen kohdalle, minkä haluaa tulevan valituksi. Järjestelmä käyttää ennakoivaa tekstinsyöttöä, ja todennäköisimmät kirjaimet saavat näytöllä enemmän tilaa ympärilleen, jolloin ne on helpompi valita kuin pienemmässä tilassa olevat epätodennäköisemmät kirjaimet. Dasheria voi käyttää monilla erilaisilla ohjainlaitteilla: tavallisella hiirellä, kosketusnäytöllä, joystickilla tai vaikkapa pää- tai katsehiirellä [Ward and MacKay, 2002; Dasher Project, 2011]. Kuvassa 3.10 oikealla käyttäjä on juuri valinnut r-kirjaimen ja aikoo valita seuraavaksi kirjaimen e tarkoituksenaan kirjoittaa lause Hello, how are you?. Vihreällä taustalla olevan e-kirjaimen perässä valkoisella taustalla tuleva neliö on välilyönti. Käyttäjä voi lisätä kirjoitusnopeutta liikuttamalla kursoria enemmän oikealle ja hidastaa liikuttamalla kursoria vasemmalle. Halutessaan käyttäjä voi pysäyttää kirjoittamisen kokonaan. Virheellinen kirjainvalinta voidaan perua siirtämällä kursoria vasemmalle, jolloin kirjainten liikesuunta muuttuu vasemmalta oikealle kulkevaksi ja jo valitut kirjaimet peruuntuvat. Edellä olleessa kuvassa käyttäjä voisi perua r-kirjaimen valinnan siirtämällä kursoria vasemmalle niin, että r-kirjain päätyy pystysuoran viivan oikealle puolelle ja käyttäjä voisi jatkaa peruutusta niin, että myös a-kirjain siirtyy viivan oikealle puolelle, sen jälkeen välilyönti jne. Kuva 3.10. Vasemmalla on peye-ohjelman piirakkavalikko (kuva: Huckauf and Urbina [2008]). Oikealla Dasher: käyttäjä kirjoittamassa sanaa are (kuva: www.cogain.org). Piirakkavalikko Piirakkavalikoita (pie menu) on kehitetty mm. ratkaisemaan kappaleessa 3.4 esitettyjä tila- ja navigointiongelmia. Esimerkiksi olen ottanut peye-ohjelman [Huckauf and Urbina, 2007; Huckauf

22 and Urbina, 2008] valikon (kuva 3.10 vasen). Valikon keskellä olevalla isolla ja sektoroidulla ympyrällä valitaan kirjaimet: jokainen sektori sisältää joukon kirjaimia ja sektorin valitsemalla käyttäjä pääsee valitsemaan sektorin sisältämiä kirjaimia. Kuvassa on valittuna sektori, joka sisältää kirjaimet A, X, Y, C ja S. Valikon muut toiminnot ovat ympärillä olevissa pienemmissä ympyröissä. Kirjoitettu teksti tulee näkyviin alhaalla olevaan suorakulmioon. Nopeita korjauksia voi tehdä delete-painikkeella. Lisää piirakkavalikoista voi lukea lähteinä mainituista Huckaufin ja Urbinan artikkeleista sekä esimerkiksi artikkelista Pies with EYEs: the limits of hierarchical pie menus in gaze control [Huckauf et. al., 2010]. 3.7 Yleiset kommunikaatiota tukevat ohjelmat Yleiset kommunikaatiota tukevat ohjelmat ovat ohjelmia, joita voi käyttää millä tahansa hallintalaitteilla, kuten tavallisella hiirellä, joystickilla, kosketusnäytöillä, päähiirellä tai katsehiirellä. Niitä ei siis ole tehty pelkästään katseenseurantalaitteilla käytettäväksi, vaan katseenseuranta on vain yksi keino käyttää näitä ohjelmia. Ohjelmat voivat olla laajoja ympäristönhallintaohjelmia, kuten vaikkapa kyselytutkimuksen vastauksissakin mainitut ohjelmat Compact Rolltalk ja The Grid2. Kommunikoinnin ja tietokoneen hallinnan lisäksi ympäristönhallintaohjelmilla voi ohjata kodin muita laitteita, kuten vaikkapa televisiota, käyttää puhelinta tai jopa ohjata asunnon valaistusta ja lämmitystä. Kerron tässä kappaleessa myös ohjelmista, jotka laajentavat käyttäjän tietokoneenkäyttömahdollisuuksia ja jotka voidaan yhdistää muihin ohjelmiin, esimerkiksi virtuaalinäppäimistöihin. Gazetalk Gazetalk [Hansen, et. al, 2001] on tanskalaisen GazeGroup-tutkimusryhmän kehittämä tekstinsyöttöohjelma, jonka avulla käyttäjä voi muun muassa kirjoittaa tekstejä, lähettää sähköpostia ja käyttää www-selainta. Gazetalk hyödyntää ennustavaa tekstinsyöttöä ja se muuttaa kirjoitetun tekstin puhesyntetisaattorin tuottamaksi puheeksi. Dasherin voi yhdistää käytettäväksi Gazetalkin kanssa (kuva 3.11 oikea), ja Dasherissa kirjoitetun tekstin voi tuoda Gazetalkin tekstinkäsittelyohjelmaan muokattavaksi [Gazetalk, 2010]. Gazetalk on suunniteltu sopivan käytettäväksi alhaisilla resoluutioilla ja pienillä näytöillä. Gazetalkin asetukset ovat käyttäjän itsensä muokattavissa ja tallennettavissa. Gazetalkin kaikki toiminnot ovat valikkojen takana (kuva 3.11 vasen).