指向设备

定点设备是允许用户将空间（即连续和多维）数据输入计算机的人机接口设备。CAD系统和图形用户界面(GUI)允许用户通过在物理桌面的表面上移动手持鼠标或类似设备并激活鼠标上的开关来使用物理手势控制并向计算机提供数据。指示设备的移动通过指针（或光标）的移动和其他视觉变化在屏幕上回显。常见的手势是指向并单击并拖放。

虽然迄今为止最常见的指点设备是鼠标，但已经开发了更多设备。但是，鼠标一词通常用作移动光标的设备的隐喻。

菲茨定律可用于预测用户使用指点设备的速度。

为了对几个指点设备进行分类，可以考虑一定数量的特征。例如，设备的运动、控制、定位或阻力。以下几点应提供不同分类的概述。

在直接输入定点设备的情况下，屏幕上的指针与定点设备处于相同的物理位置（例如，触摸屏上的手指、平板电脑上的触控笔）。间接输入定点设备与指针不在同一物理位置，而是将其移动转换到屏幕上（例如，计算机鼠标、操纵杆、图形输入板上的触控笔）。

绝对移动输入设备（例如，触控笔、触摸屏上的手指）在输入空间中的点（输入设备的位置/状态）和输出空间中的点（屏幕上指针的位置）之间提供一致的映射.相对运动输入设备（例如，鼠标、操纵杆）将输入空间中的位移映射到输出状态中的位移。因此，它控制光标与其初始位置相比的相对位置。

等渗定位设备是可移动的并测量其位移（鼠标、笔、人的手臂），而等距定位设备是固定的并测量作用在其上的力（跟踪点、力感应触摸屏）。弹性装置通过位移（操纵杆）增加其抗力。

位置控制输入设备（例如，鼠标、触摸屏上的手指）直接改变屏幕指针的xxx或相对位置。速率控制输入设备（例如，跟踪点、操纵杆）改变速度和方向屏幕指针的移动。

另一种分类是区分设备是物理平移还是旋转。

不同的指点设备具有不同的自由度(DOF)。计算机鼠标有两个自由度，即它在x轴和y轴上的移动。然而，Wiimote有6个自由度：x轴、y轴和z轴用于移动和旋转。

如本文后面所述，指点设备具有不同的可能状态。这些状态的示例是超出范围、跟踪或拖动。

下表显示了按尺寸（列）数和BillBuxton介绍的可感知属性（行）对定点设备的分类。子行区分机械中介（即触笔）（M）和触敏（T）。它植根于人类的运动/感觉系统。连续手动输入设备被分类。子栏区分使用类似电机控制进行操作的设备。该表基于BillBuxton的输入分类法的原始图形。

该模型描述了指点设备可以呈现的不同状态。Buxton描述的三种常见状态是超出范围、跟踪和拖动。并非每个指点设备都可以切换到所有状态。

菲茨定律（通常称为菲茨定律）是一种人体运动的预测模型，主要用于人机交互和人体工程学。该科学定律预测，快速移动到目标区域所需的时间是与目标的距离与目标宽度之间的比率的函数。菲茨定律用于模拟指向的行为，或者通过用手或手指物理触摸对象，或者虚拟地通过使用指点设备指向计算机显示器上的对象。换句话说，这意味着例如，用户点击离光标较远的小按钮比点击光标附近的大按钮需要更多的时间。因此，通常可以预测选择性地移动到特定目标所需的速度。

如上所述，对象的大小和距离会影响其选择。此外，这会影响用户体验。因此，在设计用户界面时考虑菲茨定律很重要。下面提到一些基本原则。

例如，命令按钮应该具有与非交互式元素不同的大小。使用任何指点设备都更容易选择更大的交互式对象。由于光标固定在图形用户界面的边缘和角落，这些点可以比显示器上的其他点更快地访问。它们应该支持即时选择交互元素以减少用户的旅行时间。在下拉菜单或xxx导航等菜单中，用户在列表中越往下走，距离就会越大。然而，在饼状菜单中，到不同按钮的距离总是相同的。此外，饼状菜单中的目标区域更大。操作任务栏，用户需要更高的精度，因此需要更多的时间。通常，它们会阻碍通过界面的移动。

控制显示增益（或CD增益）描述了控制空间中的移动与显示空间中的移动之间的比例。例如，硬件鼠标以与屏幕上的光标不同的速度或距离移动。即使这些运动发生在两个不同的空间中，测量单位也必须相同才能有意义（例如，米而不是像素）。在大多数情况下可以调整CD增益设置。然而，必须找到一个折衷方案：高增益更容易接近远处的目标，低增益则需要更长的时间。高增益阻碍了目标的选择，而低增益促进了这一过程。Microsoft、macOS和X窗口系统已经实现了使CD增益适应用户需求的机制。例如，当用户的移动速度增加（历史上称为鼠标加速度）时，CD增益也会增加。

鼠标是推在水平表面上的小型手持设备。

鼠标通过在光滑表面上滑动来移动图形指针。传统的滚珠鼠标使用一个球来产生这个动作：球与两个相互成直角的小轴接触。随着球的移动，这些轴旋转，并且旋转由鼠标内的传感器测量。然后将来自传感器的距离和方向信息传输到计算机，计算机通过跟随鼠标的移动来移动屏幕上的图形指针。另一种常见的鼠标是光学鼠标。该设备与传统鼠标非常相似，但使用可见光或红外光代替滚球来检测位置变化。此外还有迷你鼠标，它是一个鸡蛋大小的小鼠标，可与笔记本电脑；通常足够小，可以在笔记本电脑机身的空闲区域使用，它通常是光学的，包括一根可伸缩的线并使用USB端口来延长电池寿命。

轨迹球是一种指点设备，由容纳在插座中的球组成，该插座包含传感器以检测球绕两个轴的旋转，类似于倒置鼠标：当用户用拇指、手指或手掌滚动球时，指针屏幕上也会移动。跟踪球通常用于CAD工作站，以方便使用，在这些工作站可能没有可使用鼠标的桌面空间。有些能够夹在键盘的侧面，并具有与鼠标按钮功能相同的按钮。还有无线轨迹球，可为用户提供更广泛的符合人体工程学的位置。

等渗操纵杆是手柄杆，用户可以在其中以或多或少的恒定力自由改变操纵杆的位置。

等距操纵杆是用户通过改变他们推动的力量来控制操纵杆的地方，操纵杆的位置或多或少保持不变。由于缺乏由实际移动的操纵杆提供的触觉反馈，等距操纵杆通常被认为更难使用。

指点杆是一种压力敏感的小块，用作操纵杆。它通常在嵌入在G、H和B键之间的笔记本电脑上找到。它通过感应用户施加的力来操作。相应的鼠标按钮通常位于空格键的正下方。它也出现在鼠标和一些桌面键盘上。

Wii遥控器，也通俗地称为Wiimote，是任天堂Wii游戏机的主控制器。WiiRemote的一个主要特点是其运动感应功能，它允许用户通过使用加速度计和光学传感器技术通过手势识别和指向来与屏幕上的项目进行交互和操作。

手指跟踪设备在不接触屏幕的情况下跟踪3D空间中或靠近表面的手指。手指通过立体相机、飞行时间和激光等技术进行三角测量。

图形输入板或数字输入板是一种类似于触摸板的特殊输入板，但通过笔或触控笔进行控制，其握持和使用方式与普通钢笔或铅笔相同。拇指通常通过笔顶部的双向按钮或通过点击数位板表面来控制点击。

光标（也称为圆盘）类似于鼠标，不同之处在于它有一个带有十字线的窗口，用于精确定位，并且它可以有多达16个按钮。笔（也称为手写笔）看起来像简单的圆珠笔，但使用的是电子头而不是墨水。数位板包含的电子设备使其能够检测光标或笔的移动并将移动转换为发送到计算机的数字信号。这与鼠标不同，因为数位板上的每个点都代表屏幕上的一个点。

手写笔是一种小型笔形仪器，用于向计算机屏幕、移动设备或图形输入板输入命令。

手写笔是个人数字助理、智能手机和一些手持游戏系统（如NintendoDS）的主要输入设备，这些系统需要准确的输入，尽管具有电容式触摸屏的多点触控手指输入的设备已经比手写笔驱动的设备更受欢迎。智能手机市场。

触摸板或触控板是可以检测手指接触的平面。它是一种固定式指点设备，通常用于笔记本电脑。触摸板通常至少有一个物理按钮，但用户也可以通过点击触摸板来产生鼠标点击。高级功能包括压力感应和特殊手势，例如通过沿边缘移动手指进行滚动。

它使用两层电极网格来测量手指运动：一层具有处理垂直运动的垂直电极条，另一层具有处理水平运动的水平电极条。

触摸屏是嵌入电视xxx器屏幕或笔记本电脑系统LCDxxx器屏幕的设备。用户通过用手指或一些帮助工具物理按压屏幕上显示的项目来与设备进行交互。

有几种技术可用于检测触摸。电阻式和电容式触摸屏在玻璃中嵌入了导电材料，并通过测量电流的变化来检测触摸的位置。红外控制器将红外光束网格投射到xxx器屏幕周围的框架中，并检测物体在哪里拦截光束。

现代触摸屏可以与手写笔指点设备结合使用，而由红外线驱动的触摸屏不需要物理触摸，只需识别手和手指在距真实屏幕的最小范围内的运动。

随着Palm,Inc.硬件制造商销售的掌上电脑、一些高端笔记本电脑、HTC或AppleInc.iPhone等移动智能手机的推出以及标准触摸屏设备驱动程序的推出，触摸屏变得越来越流行。Symbian、PalmOS、MacOSX和MicrosoftWindows操作系统。

与3D操纵杆相比，操纵杆本身不会移动或仅移动很少，并且安装在设备机箱中。为了移动指针，用户必须对棒施加力。典型代表可以在笔记本键盘的G键和H键之间找到。通过对TrackPoint施加压力，光标在显示屏上移动。