ペンコンピューティング

ペン コンピューティングとは、キーボードやマウスなどの入力デバイス上で、 ペンまたはスタイラスとタブレットを使用するコンピューター ユーザー インターフェイスを指します。

ペンコンピューティングは、タブレットコンピュータ、PDA、GPS受信機などのモバイルデバイスの使用を指す場合にも使用されます。この用語は、モバイル通信を可能にするあらゆる製品の使用を指すために使用されています。このようなデバイスの指標は、スタイラスまたはデジタルペンであり、キーボード、キーパッド、マウス、タッチパッドなどの従来のインターフェイスを使用するのではなく、グラフィックタブレットまたはタッチスクリーンを押すのに 一般的に使用されます。

歴史的に、ペンコンピューティング（ポインティングデバイスを使用したユーザーインターフェイスと手書き認識を主な対話型ユーザー入力手段として採用したコンピュータシステムとして定義）は、マウスとグラフィカルディスプレイの使用よりも少なくとも20年は前に存在し、1950年代から1960年代初頭のStylator ^[1]とRAND Tablet ^[2] システムに始まります。

ペンコンピューティングのユーザーインターフェースはいくつかの方法で実装できます。^[3]現在のシステムでは、一般的にこれらの技術を組み合わせて採用しています。

タブレットとスタイラスは、マウスの代わりに使用されるポインティング デバイスとして使用されます。マウスは相対的なポインティング デバイス (マウスを使用して画面上でカーソルを動かす) ですが、タブレットは絶対的なポインティング デバイス (カーソルを表示する場所にスタイラスを置きます) です。

実際にマウスの代わりにスタイラスとタブレットを使用する場合、考慮すべき人的要因がいくつかあります。たとえば、スタイラスでまったく同じ位置を 2 回ターゲットしたりタップしたりすることは非常に難しいため、システムがマウスからの「ダブルクリック」入力を期待している場合、スタイラスによる「ダブルタップ」操作は実行が難しくなります。

タッチスクリーンなどのタッチ感度の高いタブレット表面では、指をスタイラスとして使用できます。

タブレットとスタイラスを2 つのモードで使用することで、キーボードの代わりに使用したり、マウスとキーボードの両方の代わりに使用したりできます。

• ポインティングモード: 上記のようにスタイラスをポインティングデバイスとして使用します。
• オンライン手書き認識モード: スタイラスで書かれたストロークは、ソフトウェアによって「電子インク」として分析され、ストロークまたはマークの形状が手書き文字として認識されます。その後、文字はキーボードから入力したのと同じようにテキストとして入力されます。

異なるシステムでは、異なる手段でモード（ポインティングと手書き認識）を切り替えます。例：

• ポインティング モードと手書き認識モードでタブレットの別々の領域に書き込みます。
• スタイラスの側面にある特別なボタンを押してモードを変更します。
• テキストとして認識されないマークをポインティング入力として扱うなど、コンテキストに応じて異なります。
• 特別なジェスチャーマークを認識することによって。

「オンライン手書き認識」という用語は、入力にリアルタイムのデジタル化タブレットを使用して手書きを認識することと、紙からの静的な手書き記号の光学文字認識である「オフライン手書き認識」を区別するために使用されます。

スタイラスは、シミュレートされたオブジェクトに直接触れたり、押したり、ドラッグしたりするために使用されます。Wang Freestyle システム^[4]はその一例です。Freestyle は、手書きのメモを追加するための電子「インク」を追加しただけで、完全に直接操作によって動作しました。

これは、特定の特殊な形状を手書き入力としてではなく、特殊なコマンドの指標として認識する技術です。

たとえば、「豚のしっぽ」の形 (校正者のマークとしてよく使用される) は、「削除」操作を示します。実装によっては、マークが付けられたオブジェクトまたはテキストが削除される場合もあれば、スタイラスをポインティング デバイスとして使用して削除対象を選択することもできます。Apple のNewton OSでは、テキストの上をジグザグに引っかくことでテキストを削除できます。

最近のシステムでは、一度に複数の「スタイラス」（通常は指）を認識し、マルチタッチジェスチャを利用できるデジタイザーが使用されています。

PenPoint OSは、ジェスチャ認識と手書き入力をオペレーティングシステムのすべてのレベルで組み込んだ特別なオペレーティングシステムでした。ジェスチャ認識を採用していた以前のシステムは、CAD/CAMアプリケーション^{[5] [6]}やテキスト処理^{[7]などの特別なアプリケーション内でのみジェスチャ認識を採用していました。}

ペンコンピューティングには非常に深い歴史的ルーツがあります。

手書きに使われる電子機器であるテレオートグラフの最初の特許は1888年に取得されました。^[8] 手書きの動きを分析して手書き文字を認識するシステムの最初の特許は1915年に取得されました。^[9] 1954年頃、MITのWhirlwindコンピュータに取り組んでいたダグラス・T・ロスは、「コンピュータへの最初の手描きグラフィック入力プログラム」を執筆しました。^[10] 現代のデジタルコンピュータを操作するためにキーボードの代わりにタブレットと手書きテキスト認識を使用する最初の公開されたシステムは1956年にさかのぼります。^[11]

1980年代には、多くの学術研究システムに加えて、商用製品を提供する企業もいくつかありました。Pencept 、Communications Intelligence Corporation、Linusは、競争の激しいこの分野で最もよく知られた企業でした。その後、GO CorporationはタブレットPC製品用のPenPoint OSオペレーティングシステムを発表しました。GOの特許の1つは、2008年にMicrosoftのタブレットPCオペレーティングシステムに関する特許侵害訴訟の対象となりました。 ^[12]

次のタイムライン リストには、この歴史のハイライトの一部が示されています。

• 1950年以前
  • 1888年：手書き文字をキャプチャするための電気スタイラス装置に関する米国特許がエリシャ・グレイに付与された。 ^{[8] [13]}
  • 1915年：スタイラスペンによる手書き認識ユーザーインターフェースに関する米国特許。^{[9] [14]}
  • 1942年：手書き入力用タッチスクリーンに関する米国特許。^{[15] [16]}
  • 1945年:ヴァネヴァー・ブッシュが「 As We May Think」と題するエッセイの中で、手書き入力を含むデータアーカイブ装置であるMemexを提案した。^[17]
• 1950年代
  • トム・ダイモンドは、コンピュータ入力と手書き認識のためのペンを備えたStyalator電子タブレットを実演している。^[11]
• 1960年代初頭
  • RANDタブレットが発明された。^{[18] [19]}

• 1960年代後半
  • Xerox PARC のAlan Kayは、ペン入力を使用するDynabookと呼ばれるノートブックのアイデアを提案しました。しかし、物理的なデバイスは作成されませんでした。
• 1971
  • SLACで開発されたタッチスクリーンインターフェース。^[20]

• 1979
  • 初期の商用デジタルサンプリングワークステーションであるフェアライトCMI
• 1982
  • マサチューセッツ州ウォルサムのペンセプトは、キーボードとマウスの代わりにタブレットと手書き認識機能を搭載した汎用コンピュータ端末を販売している。^[21]
  • Cadre Systemは、手書き認識と小型電子タブレットとペンを使用したInforite POS端末を販売しています。^[22]
• 1985年:
  • Pencept ^{[23] [24]} とCIC ^[25]はどちらも、キーボードとマウスの代わりにタブレットと手書き認識機能を搭載したPCコンピュータを消費者市場向けに提供しています。オペレーティングシステムはMS-DOSです。

• 1989
  • 最初の市販のタブレット型ポータブルコンピュータは、9月に発売されたGRiD SystemsのGRiDPad 1900 ^[26]でした。このコンピュータは、MS-DOS上で動作するペン入力と手書き認識機能を備えたグラフィックシステムであるGRiDPen（後にPenRightとして発売）を搭載していました。
  • ワング研究所がフリースタイルを発表。フリースタイルはMS-DOSアプリケーションからスクリーンキャプチャを行い、ユーザーが音声や手書きの注釈を追加できるアプリケーションだった。これは、タブレットPCなどのシステム用の後のメモ作成アプリケーションの洗練された先駆けだった。オペレーティングシステムはMS-DOSだった。^[27]
• 1991
  • Momentaペントップが発売された。^{[28] [29]}
  • GO社は、手書きのジェスチャ形状を介してオペレーティングシステムデスクトップを制御することを特徴とした、 PenPoint OSと呼ばれる専用のオペレーティングシステムを発表しました。 ^{[30] [31]}ジェスチャには、さまざまな方向への「フリック」ジェスチャ、チェックマーク、取り消し線、ピグテール、円形などが含まれていました。
  • Future Computing の Portia Isaacsen 氏は、 PenPoint OSを実行するペン コンピュータの年間市場規模は 5 億ドル程度になると見積もっています。
  • NCRは、MS-DOS、Penpoint、またはPen Windowsを実行するモデル3125ペンコンピュータをリリースしました。^[32]
  • Apple Newton の開発が開始されました。最終的にはPDAになりましたが、当初のコンセプト (より大きな画面と優れたスケッチ機能を求めるもの) はタブレット PC に似ていました。
  • Atari 社の Sam Tramiel は、ドイツのハノーバーで開催されたCeBIT '91で「ST-Pad」(コードネーム「STylus」)を発表しました。このコンピュータは結局生産されませんでした。
• 1992
  • GO社はペンポイントを出荷し、IBMは4月にIBM 2521/700Tペンコンピュータ（「ThinkPad」と名付けられた最初のIBMモデル）を発表しました。^[33]
  • Microsoft は、 PenPoint OS への対応として、Windows for Pen Computing をリリースしました。
• 1993
  • IBMは、IBM初の市販ポータブルタブレットコンピュータ製品であるThinkPadをIBM ThinkPad 750Pおよび360Pとして発売した^[34]
  • Apple Computer は、スタイラスによる手書き認識機能を備えた Newton PDA (Apple MessagePad とも呼ばれる) を発表しました。
  • アムストラッドは同様のペンベースのデバイスである「ペンパッド」またはPDA600をリリースしたが、商業的には成功しなかった。^[35]
  • AT&T は、 PenPoint と無線通信を組み合わせたEO パーソナル コミュニケーターを発表しました。
  • BellSouth は、タッチスクリーンとディスプレイを使用したアナログ携帯電話であるIBM Simon Personal Communicator をリリースしました。手書き認識機能は搭載されていませんでしたが、アナログ携帯電話ネットワーク上でメッセージを書いてファックスとして送信することができ、PDA と電子メールの機能も搭載されていました。
• 1999
  • Aqcess Technologies社が開発したペン型コンピュータ「QBE」がComdex Best of Showを受賞。^[36]
• 2000
  • Aqcess Technologies 社が開発したペン型コンピュータ「QBE Vivo」がComdex Best of Show で同率受賞。
• 2001
  • マイクロソフトのビル・ゲイツが、 ComdexでタブレットPC（マイクロソフトが考案したハードウェア仕様に準拠し、 Windows XP Tablet PC Editionのライセンスコピーを実行するペン対応コンピュータとマイクロソフトが定義）の最初の公開プロトタイプを披露しました^[37]。
  • ワコムはプロのアーティスト向けにCintiqペンベースタブレットプラットフォームを発表しました。^[38]
• 2003
  • FingerWorks ^{[39]は、後にApple} iPhone ^[40]で使用されるタッチ技術とタッチジェスチャを開発しました。

• 2005
  • LeapFrog EnterprisesがFlyペントップを発売。^[41]
• 2006
  • Windows Vista が一般向けにリリースされました。Vista には、Windows XP の特別な Tablet PC エディションの機能が含まれていました。
• 2008
  • 2008年4月、連邦裁判所のより大規模な訴訟の一環として、Windows/タブレットPCオペレーティングシステムとハードウェアのジェスチャー機能が、GO Corp.のペンコンピュータオペレーティングシステムのユーザーインターフェイスに関する特許を侵害していることが判明しました。^[12] Microsoftによるこの技術の買収は、別の訴訟の対象となっています。^{[42] [43]}
  • HPは2番目のマルチタッチ対応タブレット、HP TouchSmart tx2zをリリースしました。^[44]

• 2011
  • サムスンが、スタイラスを搭載したハイブリッドスマートフォン/タブレット(「ファブレット」) Samsung Galaxy Noteをリリースしました。
• 2012
  • Microsoft は、オプションのSurface ペンを備えたMicrosoft Surface Pro ハイブリッド タブレット/ラップトップをリリースしました。
• 2013
  • Lenovo は、Wacomスタイラスを搭載したThinkPad Helixハイブリッド タブレット/ラップトップを発表しました。
• 2015
  • Apple は、圧力感度と角度検出機能を備えたiPad Pro用のApple Pencil をリリースしました。
• 2021
  • Samsung は、 Samsung Galaxy Note シリーズで採用されている S ペンのサポートを備えた最初の Samsung Galaxy S スマートフォンである Samsung Galaxy S21 Ultraをリリースするとともに、S ペンをサポートするスマートフォン、タブレット、PC と互換性のある独立した高級スタイラスである S Pen Pro もリリースしました。
  • 2021年8月、SamsungはSamsung Galaxy Noteシリーズ全体の生産終了に伴い、Sペンをサポートする最初のGalaxy Z Fold折りたたみ式携帯電話であるSamsung Galaxy Z Fold 3をリリースしました。これと同時に、Z Foldと互換性のない他のスタイラスペンやSペンProを使用するのではなく、画面の損傷を避けるためにGalaxy Z Fold 3以降に排他的に互換性のある独立したスタイラスとしてSペンフォールドエディションがリリースされました。

• スタイラス（コンピューティング）
• ジェスチャー認識
• 筆跡の動きの分析
• 手書き認識
• インタラクティブホワイトボード
• レーザーポインター（例：ハイライト）
  • グラフィティライティング
• ライトペン
• スケッチ認識
• タブレットコンピュータ

• 『ペン コンピューティングの知られざる歴史』には、タッチおよびジェスチャ テクノロジを含む、1917 年から 1992 年頃までのペン コンピューティングの歴史が収められています。
• 手書き認識とペンコンピューティングに関する参考文献の注釈付き書誌
• ペンコンピューティング リソースへのリンクが多数あります。
• タブレット PC の画期的な技術であるデジタル インクが、ペンのパワーをデスクトップにもたらす
• ペンベースのコンピューティングの歴史に関するメモ (Youtube)