Zusammenfassung Tastatur, Maus, Touchpad etc., PDF 855kB

Eingabegeräte
Aus Wikipedia zusammengestellt und
überarbeitet
Tastatur
Eine Tastatur (engl. Keyboard oder KBD) ist ein
Eingabegerät, das als Bedienelement eine Anzahl
von mit den Fingern zu drückender Tasten enthält.
Weitere mögliche Eingabegeräte und Varianten sind
weiter unten aufgeführt.
Die Computertastaturen gehören zu den ältesten
Peripheriegeräten überhaupt. Zur Vereinfachung
wird in weiterer Folge nur von "PC-Tastaturen"
(wie Personal Computer) gesprochen, unabhängig
von der Systemarchitektur des Rechners (also
davon, ob es sich um einen IBM-, Apple-, Atari-,
Amiga- etc. Computer handelt.)
Besonderheiten der
Computertastatur
Deutsche Tastatur auf einem Laptop
Cherry-Tastatur mit deutschem Layout
Eine PC-Tastatur hat, im Vergleich zu einer Schreibmaschinentastatur, mehr Tasten – zur Kontrolle
des Computers, oder die Tasten haben eine andere Beschriftung. Eine feststehende Anordnung gibt es
nicht – jede Systemarchitektur hat hier gewisse Eigenständigkeiten, insbesondere bei Laptops ergeben
sich durch das Platzproblem weitere Unterschiede.
Funktionsweise der PC-Tastatur
Grundsätzlich werden bei rund 100 Tasten keine 100 Kabel zu den einzelnen Tasten führen. Die
einzelnen Tasten sind also in einer elektrischen Matrix aus Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen
angeordnet. Wird eine Taste gedrückt, wird eine bestimmte Reihe mit einer bestimmten Spalte
elektrisch verbunden. Diese Verbindung wertet ein kleiner Microcontroller (früher z.B. bei XTTastaturen ein Mikroprozessor 8042) aus und schickt diese Information zum Rechner - bei der heute
vorherrschenden IBM-PC-Architektur als sogenannter Scancode.
Dieses Funktionsprinzip ist nahezu universell auf alle modernen Eingabegeräte mit mehreren Tasten
anwendbar. Bei einigen älteren Architekturen übernahm der Hauptprozessor selber die Scanfunktion,
z.B. beim Commodore PET, C64, Atari 800, etc.
Vom Tastendruck zum Scancode
Die Tastatur-Matrix besteht beispielsweise aus 13 Spalten und 8 Reihen (104 Tasten). Zunächst wird
der Ausgang für die 1. Spalte aktiviert (auf eine niedrige elektrische Spannung gezogen) und dann
überprüft, ob sich an einem oder mehreren der 8 Eingänge der Reihen diese niedrige Spannung
wiederfindet. Dann wird der Ausgang für die 1. Spalte wieder deaktiviert (hochohmig geschaltet) und
der für die 2. Spalte aktiviert, und so weiter. Nach der letzten Spalte wird gleich wieder bei der 1.
Spalte begonnen. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich und nennt sich "Scannen". Wenn eine
Taste gedrückt wird, wird bei einer bestimmten aktiven Spalte die Verbindung zur Reihe erkannt. Aus
der Koordinate innerhalb der Spalten- und Reihenmatrix ermittelt der Tastatur-Prozessor eine
Tastennummer; diese wird zum Rechner übertragen. Dabei spielt es keine Rolle, welches
Tastaturlayout verwendet wird; die Reihen und Spalten sind als elektrische Verbindungsleitungen zu
verstehen, unabhängig von der äußerlichen Anordnung der Tasten.
Detailliertere Informationen zu den verschiedenen Scancodes, die speziell von heutigen Windows-PCTastaturen verwendet werden, und zu den Tastatur-Steuercodes findet man unter Scancode bzw.
Tastaturlayout.
n-Key-Rollover
Allgemein, sei es ein Klaviermanual oder eine PC-Tastatur, kann es vorkommen, dass
1 23
mehr als eine Taste gleichzeitig gedrückt wird. Je nach Qualität der Tastatur kann man im
Auvw
schlimmsten Fall maximal 2 Tastendrücke gleichzeitig richtig erkennen (2-key rollover)
oder alle (n-key rollover).
B x yz
Zur Erklärung wird als Beispiel eine 6 Tasten-Tastatur mit 2 Reihen(A,B) und 3
Spalten(1,2,3) herangezogen. Sei nun bereits u = A1 und y = B2 gedrückt und dann v = A2, so ist es
für den Tastaturcontroller nicht mehr möglich zu erkennen ob ein v oder ein y gedrückt wurde. Wird
Reihe A aktiv, erkennt der Controller korrekt Spalte 1 und 2 entsprechend u und v. Wird jedoch
ReiheB aktiv, erkennt der Controller korrekt Spalte 2 für y und fälschlicherweise Reihe 1 für x, weil
über y, v und u (von Spalte B nach Reihe 2, nach Spalte A, zu Reihe 1) eine Verbindung mit Reihe 1
existiert. Im Gegensatz dazu ist ein w = A3 oder z = B3 kein Problem und wird sicher erkannt.
Eine mögliche Gegenmaßnahme ist, die Tastenmatrix so anzuordnen, dass es sehr unwahrscheinlich
ist, solche Kombinationen zu erzeugen (2-key rollover). Hierbei wird ausgenutzt, dass z.B. auf einem
PC nur sehr selten mehrere Buchstabentasten gleichzeitig gedrückt werden müssen, während etwa die
Kombination Buchstabe + Hochstelltaste häufig ist. Eine weitaus bessere Gegenmaßnahme ist, jeder
Taste zusätzlich eine Diode zu spendieren, sodass der Strom nur von Reihe zur Spalte fließen kann
und nicht umgekehrt(n-key rollover).
Übertragung zum PC
Dieser Abschnitt bezieht sich nur auf die IBM-PC-Architektur und ihre Nachfolger, wozu auch
heutige Windows-PCs gehören.
Sowohl beim Druck auf eine Taste als auch beim Lösen einer Taste schickt der Tastatur-Controller
Zeichen zum PC, wodurch ein Interrupt im PC ausgelöst wird. Die Interrupt-Behandlungsroutine
wertet den Scancode der jeweiligen Taste von der Tastatur aus und ermittelt, welche der ModifierTasten (Umschalttaste, Strg, Alt, AltGr, Feststelltaste, Num, Rollen) zusätzlich aktiv sind. Das
Betriebssystem bzw. aktive Anwendungsprogramm verknüpft den Scancode mit einem Zeichen
(Keycode) wie Zahlen und Buchstaben etc. oder einer Aktion (z.B. Programm beenden). Das heißt,
die Tastatur liefert nur Tastennummern und keine ASCII-Zeichen zurück, diese Verknüpfung findet
erst in der Software des PC-Betriebssystems statt.
Zu Beginn der XT-Tastatur wurden lediglich
serielle Informationen von der Tastatur zum PC
geschickt. Spätestens mit der Einführung der ATTastatur wurde diese Schnittstelle bidirektional,
um bestimmte Zustände wie z.B. Numlock, CapsLock und Scroll-Lock über LEDs darstellen zu
können. Weitere Informationen wie
Steckerbelegung, Übertragungsprotokoll
zwischen Tastatur und PC findet man in
Wikipedia unter PS/2-Schnittstelle.
Ergonomische Tastatur von Microsoft
Ergonomische Tastaturen
Seit den 1990er Jahren gibt es Ansätze, gewisse ergonomische Probleme, die sich bei „normalen“
Tastaturen ergeben können (z.B. RSI-Syndrom) zu reduzieren.
Es wurden deshalb ergonomische Tastaturen geschaffen, die durch eine natürlich Stellung der Hände
ein ermüdungsfreies und gesundes Arbeiten ermöglichen soll.
Die Tastatur ist quasi zweigeteilt und v-förmig gebogen. Desweiteren sind die beiden Teile wie ein
Schwalbenflügel in sich erhöht und die Tastatur kann -optional- nach hinten abfallen, wogegen
„normale“ Tastaturen nach oben ansteigend sind. Die Handballen liegen auf einem Polster auf.
Die frühere Bezeichnung Marquardt-Tastatur hat sich nicht durchgesetzt.
Hersteller solcher Tastaturen sind aktuell Logitech, Microsoft und Kinesis.
Historisches
Am Anfang war die Vielfalt
Bereits die Z3 von Konrad Zuse verfügte über Tasten. Zunächst wurden Fernschreiber mit
mechanischen Schreibmaschinentastaturen eingesetzt. Später wurden rein elektronische Tasten
verwendet. Das Layout der Tasten wurde von der Schreibmaschine übernommen. Dazu kamen
verschiedene Zusatztasten. Jahrzehntelang galt, dass fast jedes Computermodell über seine spezifische
Tastatur verfügte. Dies führte vor allem in der Zeit um 1980, zur Blütezeit der 8-Bit-Heimcomputer,
zu einer riesigen Vielfalt. Neben der Belegung mit Buchstaben, Ziffern und Sonderzeichen verfügten
manche Computer über Grafikzeichen, einige sogar über Programmiersprachen-Befehle (z. B. in
BASIC) auf der Tastatur. Beispiele hierfür bilden die Tastaturen des Commodore C64 oder des
Sinclair ZX81. Oft war eine Taste mit dem Firmenzeichen des Herstellers vorhanden.
Je mehr sich jedoch der IBM PC und dessen Nachfolger am Markt durchsetzten, verdrängete zunächst
die sog. XT-Tastatur, dann AT-Tastatur und später die MF2-Tastatur die anderen Tastaturtypen.
Neben der PC-Tastatur hat sich heute einzig noch die Apple-Tastatur behaupten können.
Standardisierung: IBM-PC-Tastatur und Apple-Tastatur
PC-Tastatur
Durch die weite Verbreitung des IBM-PCs wurde auch dessen Tastatur zur meistbenützten Tastatur.
Obwohl die Tastaturen für IBM-PCs einem einheitlichen Standard folgen, haben sich in 20 Jahren PCGeschichte durch Updates und lokale Anpassungen (Umlaute etc.) viele verschiedene Tastaturtypen
entwickelt:
• 83-Tasten-PC/XT-Tastatur
• 84-Tasten-AT-Tastatur (zusätzliche S-Abf/SysRq-Taste, neues Protokoll; diese und die
folgenden sind untereinander, aber nicht mit der PC/XT-Tastatur austauschbar)
• 101 Tasten-MF2-Tastatur (zusätzlicher mittlerer Tastenblock mit eigenständigen Cursortasten)
• 102 Tasten (zusätzliche Taste links von der Eingabetaste)
• 105 Tasten: Zwei Windows-Tasten und eine Kontextmenü-Taste werden von Microsoft mit
Erscheinen von Microsoft Windows 95 eingeführt. Die vorgenannten Tasten sind links bzw.
rechts neben der Leertaste plaziert (Links zwischen Strg/Ctrl-Taste und Alt-Taste. Rechts
zwischen Alt-Gr-Taste und Strg/Ctrl-Taste.).
• 108 Tasten: Zusätzliche Tasten Sleep, Wake Up und Power
• Noch höhere Tastenzahlen ergeben sich durch diverse spezielle Sondertasten mancher
moderner Tastaturen, etwa zum Starten eines Webbrowsers oder eines E-Mail-Programms,
aber nun auch schon zum steuern von vielen Multimedia-Anwendungen.
Apple-Tastatur
Die Apple-Tastaturen unterscheiden sich von den PC-Tastaturen nur minimal. Die erweiterte AppleTastatur hat 16 Funktionstasten und eine Hilfe-Taste. Dazu kommen noch Tasten für die Steuerung der
Lautstärke (leiser, lauter und stumm) sowie eine Taste für das Auswerfen von optschen Datenträgern.
Weiter ist der Ziffernblock anders angeordnet und weist eine Sondertaste auf, die programmspezifisch
verwendet werden kann. Neben der Leertaste finden sich beiderseits je eine Ctrl-, eine Alt- bzw.
Wahl-Taste und eine Apfel- bzw. Command-Taste, mit deren Hilfe wie auch mit den Shift-Tasten
nicht nur die Tastatur sondern auch die Maustasten in vielfältiger Weise mehrfach belegt (bis zu 16fach) verwendet werden. Dafür fehlen die Print-Screen, Scroll-Lock, die Pause-Taste, die Insert-Taste,
die Alt Gr-Taste wie auch die Windows-Taste.
Weitere Eingabegeräte
Eingabegeräte nach gleichem Funktionsprinzip
•
•
•
Computertastatur oder PC-Tastatur
o Großfeldtastatur / Kleinfeldtastatur
o Kompakttastatur
o Funktastatur
o Braille Tastatur mit 6 Tasten
o Flachbett-Tastatur. Die Tasten sind "flach eingebettet". Sie wird häufig in Notebooks
eingesetzt.
Industrie- und Spezialtastaturen
Schreibmaschinentastatur
Werden Tastaturen für einen bestimmten Zweck optimiert, so sind sie unter Umständen für andere
Zwecke schlechter geeignet. So sind Tastaturen an Überweisungs- und Geldautomaten, die vielen
unterschiedliche Menschen verwenden oder der Witterung ausgesetzt sind, aus Metall und weisen
einen geringen Tastenspielraum auf. Dies ermöglicht Langlebigkeit und nahezu unzerstörbare
Eigenschaften, aber kein flüssiges Schreiben.
Eingabegeräte nach anderen Funktionsprinzipien
Auch wenn die Tastatur bis heute das dominierende Eingabegerät ist, haben sich im Lauf der
Jahrzehnte doch eine Reihe von Alternativen etabliert.
Eine Alternative bildet der sogenannte Touchscreen. Dabei handelt es sich um einen Bildschirm, auf
dem berührungsempfindliche Felder liegen, die zur Eingabe verwendet werden können. Durch die
Kombination von Tastatur und Bildschirm in einem Gerät läßt sich vor allem Platz sparen. Auf Grund
des fehlenden Druckpunktes bzw. der fehlenden fühlbaren Tipp-Bestätigung (wichtig für
Schnellschreiber) haben sich Touchscreens bis heute im Privatbereich als Eingabegerät jedoch nicht
durchgesetzt.
Weitere Alternativen bilden sogenannte Zeigegeräte. Dabei handelt es sich um Geräte, mit denen ein
Zeigersymbol über den Bildschirm bewegt werden kann. Beispiele für Zeigergeräte sind:
• Maus
• Joystick
• Trackball
• Lichtgriffel / Grafiktablett
Weitere Alternativen sind:
• Lasertastatur. Ein Tastenfeld wird mit einem Laserstrahl auf den Tisch oder eine helle Fläche
projiziert. Die Abtastung wird optisch ausgewertet.
• Bildschirmtastatur. Die Tastatur wird auf dem Bildschirm dargestellt und zum Beispiel mit der
Maus oder mit einem Stift (bei einem Sensorbildschirm bzw. Touchscreen) betätigt.
Maus
Die Maus ist eines der wichtigsten Eingabegeräte bei
modernen Computern und hat die Entwicklung einer
grafischen Benutzungsoberfläche (auch GUI - Graphical
User Interface) erst ermöglicht. Ein kleines, ergonomisch
geformtes, kastenartiges Gebilde aus Kunststoff (seltener
Metall oder Holz) wird dabei von Hand auf dem Tisch oder
auf einer speziellen Unterlage geführt, wobei sich auf dem
Bildschirm entsprechend der Bewegung der Maus ein
sogenannter Mauszeiger bewegt. Durch Betätigung der
Tasten oder zusätzlicher Elemente der Maus kann der
Nutzer verschiedene Interaktionen durchführen. Die
Einführung der Computermaus kann als ein entscheidender
Durchbruch in der Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit
von Computern angesehen werden.
Optische 3-Tastenmaus von Microsoft
Geschichte
Die erste Computermaus wurde 1963/1964 von Douglas C. Engelbart
und William English am Stanford Research Institute (SRI) entwickelt
und im Dezember 1968 auf der Herbsttagung der American Federation
of Information Processing Societies (AFIPS) der Öffentlichkeit
präsentiert. Das Gerät, welches damals noch nicht Maus, sondern „XY-Positions-Anzeiger für ein Bildschirmsystem“ genannt wurde, fand
wenig Beachtung, da es noch keine grafischen Benutzeroberflächen
gab und die Leute, die mit Computern zu tun hatten, hauptsächlich an
Texteingabe interessiert und daran gewöhnt waren. Der
durchschlagende Erfolg der Erfindung stellte sich erst ein, nachdem
das Patent abgelaufen war.
Die Weiterentwicklung der Maus erfolgte in den 1970er Jahren am
Palo Alto Research Center (PARC) der Firma Xerox. Dort wurde die
Maus 1973 zum ersten Mal beim Xerox Alto eingesetzt. Ebenfalls
hierbei wurde auch erstmals eine grafische Benutzungsoberfläche
vorgestellt.
IBM PS/2 Mouse 1987
Zum ersten Mal kommerziell verwendet wurde die Maus im Rechner
Xerox Star im Jahre 1981, doch dem System war kein wirtschaftlicher
Erfolg gegeben. Der Computerhersteller Apple lizenzierte diese Technik und entwickelte 1983 den
Rechner Lisa, der allerdings ebenfalls keinen Markterfolg hatte. Erst das Nachfolgemodell, der
Macintosh, war und ist sehr erfolgreich.
Bauformen
Lange Zeit waren optomechanische Mäuse üblich. Neuere Mäuse ersetzen die Kugelmechanik durch
einen optischen Sensor. Man nennt sie Optische Maus. Als Nachfolger der optischen Maus hat die
Firma Logitech die erste Lasermaus vorgestellt.
Die früher üblichen Zwei-Tasten-Mäuse wurden von Drei-Tasten-Mäusen bzw. Zwei-Tasten-Mäusen
mit Rollrad (Wheel-Maus) abgelöst. Die Xerox-Modelle
waren allerdings von Anfang an mit Drei-Tasten-Maus
ausgestattet.
Das mitunter lästige Kabel, welches die Bewegungsfreiheit
einschränkt, führte zur Entwicklung drahtloser Mäuse. Diese
haben eine eigene Stromversorgung und übertragen die
Bewegungsdaten über Infrarot oder Funk (beispielsweise
Bluetooth) an eine Empfangsstation, die wie eine
gewöhnliche Maus an den Computer angeschlossen ist. Ein
Moderne Maus von Logitech 2003
Nachteil ist dabei der regelmäßige Verbrauch von Batterien,
deren zusätzliches Gewicht und die im Vergleich zu kabelgebundenen Mäusen langsamere
Reaktionszeit.
Technik
Funktionsprinzip
Der Anwender bewegt die Maus auf dem Schreibtisch und bewegt damit
entsprechende Markierung (Mauszeiger/Cursor) auf dem Bildschirm, um
Anweisungen an den Rechner zu übermitteln. Zumeist wird diese
grafische Markierung als kleiner Pfeil dargestellt.
Die Maus ist mit Tasten ausgestattet, welche auf Tastendruck
(„Mausklick“) eine registrierbare Aktivität und die dabei aktuellen Bildschirmkoordinaten übermittelt
(Event, Ereignis). Diese Interaktion kann dadurch von einem Computerprogramm verarbeitet und
ausgewertet werden. Beispielsweise kann ein Anwender auf ein Dateisymbol zeigen und es mit einem
Tastendruck aktivieren und auswählen. Das Programm registriert dieses und hebt dieses Dateisymbol
grafisch hervor. In einem Textverarbeitungsprogramm kann ein Anwender den Mauszeiger in dem
Text bewegen und mit einem Tastendruck eine Schreibmarke (Cursor) platzieren. Wenn dieser zu
tippen beginnt, wird der Text auch an diese Stelle eingefügt. Die gegenüber einer durch Befehlszeilen
gesteuerten Benutzerführung erweiterten, interaktiven Möglichkeiten haben unter anderem die
Entwicklung von objektorientierter Programmierung vorangetrieben.
Sensorik
Lange Zeit waren optomechanische Mäuse üblich, bei denen die
Mausbewegungen über eine Rollkugel, zwei Lochscheiben und zugehörige
Lichtschranken in elektrische Signale umgewandelt werden. Die ersten Mäuse
funktionierten jedoch rein mechanisch.
Die Rollbewegung der Kugel wird über zwei Walzen an zwei gelochte Segmentscheiben übermittelt,
aus deren Drehrichtung und Geschwindigkeit über kleine Lichtschranken in der Elektronik der Maus
die Koordinatenrichtung errechnet wird. In der allerersten Generation der Computermäuse wurden
statt der Lichtschrankentechnik noch Schleifkontakte zur Koordinatenermittlung verwendet, welche
jedoch starkem Verschleiß unterlagen.
Neuere Mausgenerationen ersetzen die Kugelmechanik durch einen optischen Sensor, welcher die
Oberfläche, auf der die Maus bewegt wird, mit einem optischen Sensor abtastet. Man nennt sie daher
auch Optische Maus. Die Kamera bzw. der Sensor macht permanent Bilder der Oberfläche, während
ein Mikroprozessor die Bilder miteinander vergleicht (siehe Faltung, Schnelle FourierTransformation) und daran erkennt, in welche Richtung die Maus bewegt wird. Da abgesehen von den
Tasten keine mechanisch bewegten Teile mehr vorhanden
sind, versprechen solche Mäuse sehr langlebig und robust zu
sein. Ausfallerscheinungen durch verschmutzte Kugeln gibt
es nicht mehr. Außerdem funktionieren diese Mäuse auf fast
allen Unterlagen. Nur Flächen, die eine sehr geringe oder
keine Struktur aufweisen, z. B. Spiegel, Glas und auch viele
lackierte Flächen, sind prinzipbedingt ungeeignet. Die hohe
Präzision optischer Mäuse macht sich besonders in
grafischen Anwendungen und in Spielen positiv bemerkbar.
Da offenbar optische Mäuse einige Schwierigkeiten bei der
Ermittlung der Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit auf
Unterseite einer optischen Funk-Maus
unstrukturierten Oberflächen aufweisen, hat der Hersteller
Logitech als Nachfolger mit dem Modell „Logitech MX1000
Laser“ 2004 die erste Lasermaus vorgestellt. Im Gegensatz zur optischen Maus (kamera-basierend)
wird hier ein Laser zur Abtastung der Oberfläche eingesetzt. Lasermäuse kommen daher zwar auch
auf glatten Oberflächen zurecht, aber ebenfalls nicht auf Glasplatten. Die Laserdiode verbraucht
weniger Energie als der Sensor einer optischen Maus, wodurch längere Betriebszeiten bei kabellosen
Mäusen möglich sein sollen.
Schnittstellen
Da die Maus recht spät Einzug in die privat und geschäftlich genutzten Computersysteme auf dem
Schreibtisch gehalten hat (in größerem Umfang etwa in den späten 1980er Jahren für IBM-PCkompatible Rechner), musste eine der bereits vorhandenen Schnittstellen für den Anschluss dieses
Gerätes verwendet werden. Anfangs wurden Mäuse für IBM-kompatiblen Computer am seriellen Port
über einen 9/25-poligen Sub-D-Stecker angeschlossen. Dieser war ursprünglich für die
Datenfernübertragung per Modem entwickelt worden. Da die Maus aber ein einfaches und in der
Datenübertragung langsames Gerät ist, das nur für Koordinateninformation und Status der Tasten
Daten übermittelt und außerdem seinen Strom über die Schnittstelle erhalten konnte, war diese
Schnittstelle eine recht langlebige Notlösung.
Bei den Apple-Macintosh-Rechnern wurde bereits bei ihrer Einführung ein eigener (proprietärer)
Anschluss für die Maus bereitgestellt, da eine Bedienung ohne diese nicht möglich war. Zunächst war
dies ein 9-poliger Sub-D-Stecker (Ur-Macintosh, Macintosh 512 und Macintosh Plus). Beim
Macintosh II wurde 1987 dieser durch den wesentlich universelleren ADB (Apple Desktop Bus)
ersetzt. Der ADB diente auch für die Tastatur und stromsparende Kleingeräte. Er fand bis zum Power
Macintosh G3 1998 seine Verwendung.
Bei IBM-kompatiblen Rechnern setzte sich mit dem breiten Aufkommen der mausgesteuerten
Betriebssysteme mit dem PS/2-Anschluss eine explizite Schnittstelle nur für die Maus durch.
Die Übertragungsprotokolle und die Pinbelegungen von Tastatur und Maus sind identisch. Es handelt
sich um ein synchrones, serielles Protokoll, welches speziell für Computer-Tastaturen entwickelt
wurde. Es arbeitet mit einer 5 Volt Spannungsversorgung. Auch wenn die Pinbelegung für die
grundsätzliche Kommunikation von Tastatur und Maus identisch ist, sind die Anschlüsse eindeutig
zugeordnet. Eine Maus arbeitet normalerweise nicht am Tastaturport, auch wenn der Stecker passt:
Teilweise haben weitere Pins eine Sonderbelegung, beispielsweise bei der Tastatur zum Ausschalten
des Computers.
Heutzutage ist neben dem PS/2-Anschluss immer häufiger der universell einsetzbare USB-Anschluss
für Mäuse und langsame Peripherie jeder Art für IBM-kompatible Rechner wie auch für AppleMacintosh-Rechner gebräuchlich. Ein Vorteil von USB ist, dass mehrere Geräte, wie zum Beispiel
Maus und Tastatur, über denselben Anschluss am Computer betrieben werden können.
Interaktion
Jede gängige grafische Benutzeroberfläche, die zur Zeit für Endanwender existiert, wird in erster Linie
mit der Maus bedient. Die übliche Anzahl der Maustasten und weiterer Elemente zur Interaktion
(Scrollrad) hat sich im Laufe der Zeit gewandelt.
Eine Taste: Die ursprüngliche Macintosh-Benutzeroberfläche war auf
eine einfache Bedienung ausgelegt, in der der Anwender das komplette
Gerät mit einer Maustaste bedienen konnte. Auch heute noch werden
Apple-Mäuse mit einer Taste ausgeliefert, wobei die gesamte Oberfläche
der Maus als Taste arbeitet. Zusätzliche kontextbezogene
Programmfunktionen werden mit Hilfe von Spezialtasten auf der Tastatur
(Modifiers) parallel zum Mausklick ausgelöst. Das aktuelle
Betriebssystem Mac OS X unterstützt Mehrtastenmäuse. In den meisten
Apple-Programmen wird die zweite Taste für das Kontextmenü eingesetzt.
Bei Ein-Tasten-Mäusen wird dieses über Ctrl-Mausklick aufgerufen.
Zwei Tasten (Microsoft Windows, IBM OS/2, Atari TOS, AmigaOS):
Alle Geräte, die mit diesen Herstellern in Verbindung zu sehen sind,
wurden zunächst mit zwei Tasten ausgestattet. Dabei diente die eine
(meist die linke) für die Auswahl, während die zweite (rechte) Taste
eine Sonderfunktion auslöst. Insbesondere das sogenannte
Kontextmenü, welches mit Windows 95 erstmals in großem Umfang
eingeführt wurde und eine Auswahl an Modifikationen für das konkret
aktivierte Objekt bietet, wird über diese zweite Taste aktiviert. Bei
Atari-TOS hatte die zweite Taste zunächst keine weitere Funktion und
hatte je nach Programm eine andere Bedeutung. Beim AmigaOS
wurde die rechte Maustaste für die Menüleiste benutzt.
Drei Tasten (X Window System, RISC OS): Bei den
Betriebssystemen aus der Workstationwelt (sowie beim Xerox Alto)
wurden drei Maustasten genutzt. Der Zweck dieser dritten Tasten ist
für verschiedene Programme uneinheitlich. Bei RISC OS wird mit der
mittleren Maustaste das Kontext-Menü aufgerufen, im X Window
System dient sie zum Einfügen des zuvor mit der linken Maustaste
markierten Textes.
Apple Macintosh Plus
Mäuse mit je einer Taste
2-Tasten-Maus mit Scrollrad
Alte Drei-Tasten-Maus
Vier oder mehr Tasten: Die zusätzlichen Tasten können meistens vom Benutzer mit Funktionen wie
Doppelklick, Tastenkombinationen oder dem Start eines Programms belegt werden.
Ende der 1990er Jahre hat sich insbesondere das so genannte Scrollrad bei Computermäusen etabliert.
Es befindet sich bei den meisten heutigen Computermäusen zwischen den beiden Maustasten und
dient zum Auf- und Abscrollen des Fensterinhalts. Darüber hinaus wird das Scrollrad mitunter auch
zur Einstellung von grafisch simulierten Schiebereglern eingesetzt. Viele Mäuse verknüpfen das
Scrollrad mit der Funktion einer dritten Taste, so dass ein Druck auf das Rad das entsprechende Signal
an den Computer gibt. Bei einigen Mäusen kann das Scrollrad zusätzlich nach links oder rechts
bewegt werden, um auch ein horizontales Scrollen des Fensterinhalts per Maus zu ermöglichen. Im
Juli 2005 stellte Apple nach fast drei Jahrzehnten konsequenter 1-Tasten-Maus-Philosophie erstmalig
eine USB-Mehrtastenmaus mit der Produktbezeichnung Mighty Mouse vor, welche mit den
Betriebssystemen Windows XP und Mac OS X gleichsam kompatibel ist und neben drei zusätzlichen,
programmierbaren Tasten eine neuartige 360-Grad-Scrollkugel bietet, die freies vertikales wie auch
horizontales (nur Mac OS X) Scrollen ermöglicht.
Mausaktionen
Durch Bewegen der Maus kann der Mauszeiger an eine gewünschte Stelle bewegt werden, und durch
Betätigen einer Maustaste kann der Benutzer Aktionen auslösen. Man unterscheidet die drei
ursprünglichen Mausaktionen:
1. Klick
Ein Mausklick bezeichnet das Drücken und sofortige Loslassen der Maustaste ohne dazwischen die
Maus zu bewegen.
2. Doppelklick
Ein Doppelklick ist das zweimalige Drücken der Maustaste kurz hintereinander. Wieder bleibt die
Maus dabei ruhig. Manche Programme unterstützen auch weitere Mehrfachklicks (z.B. PC/GEOS bis
Fünffachklick), welche sich aber aufgrund der schwierigen Ausführung nicht durchgesetzt haben.
3. Ziehen bedeutet, dass die Maustaste heruntergedrückt wird und dort gehalten wird, während die
Maus bewegt wird. Erst am Ende dieses Ziehvorgangs wird die Taste losgelassen. (Drag & Drop)
Weitere Mausaktionen sind:
4. Rechtsklick ist der Klick der rechten Maustaste und wird synonym für "Funktion der zweiten
Maustaste" verwendet Bei Linkshändern ist dies der "Linksklick" und öffnet in beiden Fällen üblicher
Weise ein Kontextmenü.
5. Zeigen bezeichnet das Stellen des Mauszeigers an eine bestimmte Stelle ohne eine Taste zu
betätigen
Je nach Programm und Zustand im Programm kann eine Mausaktion unterschiedliches bewirken: Ein
Klick kann z. B. die Einfügemarke in einem Text bewegen, ein Menü öffnen oder beim Klick auf eine
Schaltfläche eine Programmfunktion auslösen. Ein Doppelklick kann ein Programm starten oder ein
Wort in einem Text markieren.
Variationen und Alternativen zur Maus
Ein der Maus verwandtes Zeigegerät ist der Trackball, bei dem die bei mechanischen und
optomechanischen Mäusen eingesetzte Kugel nicht auf der Unterseite angebracht ist, sondern auf der
Oberseite und durch die Finger bzw. den Daumen bewegt wird. Neben der Maus haben sich auch
einige, teilweise ältere Eingabemedien etabliert, die jedoch ihr spezielles Nischendasein fristen. In
transportablen Rechnern (Notebook, Laptop) kommen beispielsweise die platzsparenderen Touchpads,
Trackpoints, in älteren Geräten auch Trackballs zum Einsatz. Im professionellem Grafik-Design
werden oftmals auch Grafiktabletts eingesetzt. Bei körperlichen Einschränkungen können
Mehrfachsensoren zum Einsatz kommen.
Probleme bei der Verwendung einer Maus
Gesundheitliche Probleme
Der andauernde Gebrauch einer Computermaus, insbesondere bei Fehlhaltungen, kann Schmerzen im
Handgelenk (Sehnenscheidenentzündung) oder das Karpaltunnelsyndrom auslösen. Ebenso können
Schmerzen an den längere Zeit unnatürlich gestreckten Fingern auftreten, bekannt als sogenannter
"Mausfinger". An Computerarbeitsplätzen kann RSI (Repetitive Strain Injury - Verletzung durch
wiederholte Beanspruchung) als Berufskrankheit auftreten. Vorbeugend gegen solche Beschwerden
kann die abwechsende Verwendung unterschiedlicher Eingabegeräte Maus oder Trackball,
ergonomisch gestalteter Tastaturen bis hin zur Sprachsteuerung sein.
Ergonomische Form einer Maus
Aktuelle, ergonomisch geformte Mäuse haben häufig das Problem, dass sie lediglich für die Nutzung
von Rechtshändern konstruiert wurden. Linkshänder können solche Mäuse in der Regel überhaupt
nicht oder nur unter extremer Fehlhaltung benutzen. Da es von den meisten ergonomisch geformten
Mäusen keine Linkshändervariante gibt, lernen viele Linkshänder ihre Maus auch mit der rechten
Hand zu verwenden.
Mauszubehör
Mauspad
Das Mauspad ist wohl das bekannteste Mauszubehör, das von den meisten Computernutzern
eingesetzt wird. Es besteht häufig aus Stoff oder Plastik und bietet eine glatte Oberfläche, über die die
Maus bewegt werden kann. Vor allem Kugelmäuse lassen sich oft nur in Verbindung mit Mauspads
einsetzen, da der Mausball auf die hohe Reibung eines Mauspads angewiesen ist, um sich problemlos
zu drehen. Mittlerweile bietet die Industrie auch spezielle Mauspads für Computerspieler an, die
besonders wenig Reibung erzeugen sollen, um eine präzise Bewegung zu ermöglichen. Diese
Mauspads bestehen dann häufig aus Hartplastik, speziellen Kunststofffasern oder Glas und sind häufig
nur für die Verwendung von optischen bzw Lasermäusen konzipiert.
Glidetapes
Glidetapes, auch Speedtapes genannt, sind dünne Streifen aus reibungsarmen Plastik oder Teflon, die
auf die Mausfüße geklebt werden können. Zum einen sorgen diese dafür, dass die Mausfüße bei der
Bewegung nicht so stark belastet werden, zum anderen lässt sich die Maus durch die geringere
Reibung leichter über das Mauspad bewegen. Glidetapes sind hauptsächlich bei Computerspielern in
Verwendung.
Kabelhalter
Kabelhalter haben die Aufgabe dafür zu sorgen, dass das Kabel einer Kabelmaus bei der Bewegung
nicht störend im Weg liegt. Einige Kabelhalter sind bereits ins Mauspad integriert, andere müssen
beispielsweise am Tisch befestigt werden. Als primitivste Form des Kabelhalters hat sich Klebeband
bewährt.
Handballenauflage
Eine Handballenauflage ist ein kleines gepolstertes Kissen oder Pad. Die Füllung kann aus Gel
(Silikon, Neopren) oder aus natürlichen Materialien bestehen. Es sorgt dafür, dass das Handgelenk bei
der Arbeit nicht abknickt, was die Belastung der Hand und so die Ermüdung beim Arbeiten mindern
soll.
Trackball
Ein Trackball (auch: Track Ball, deutsch Rollkugel) ist ein Zeigegerät, das aus einer Kugel besteht,
die an einem Gehäuse angebracht ist. Die Kugel wird mit den Fingern bewegt. Im Gehäuse erfassen
mechanische oder optische Sensoren die Bewegung der Kugel entlang zweier Achsen. Der Trackball
funktioniert somit wie eine Art umgekehrte Computermaus. Gehäuse und Kugel bestehen
üblicherweise aus Kunststoff. Problematisch kann die Verschmutzung der Rollkugel sein.
Trackballs werden in verschiedenen Bauformen hergestellt. Bei der gängigsten ist die Kugel am
oberen Ende eines mehr oder weniger rechteckigen Gehäuses angebracht und wird mit dem
Zeigefinger oder auch anderen Fingern bewegt. Die Maustasten befinden sich symmetrisch links und
rechts neben der Kugel. Diese Variante kann kann von Rechts- wie Linkshändern gleichermaßen
benutzt werden.
Bei der im Bild gezeigten Bauform kommt die Handfläche auf einer ebenen Fläche zu liegen. An der
Stelle, an der der Daumen zum Liegen kommt, ist die Kugel eingebracht, die für die Steuerung des
Mauszeigers sorgt. An der Stelle, wo der Zeigefinger und der Mittelfinger aufliegen, befinden sich
zwei bis vier Maustasten und das Mausrad.
Viele ältere Notebooks hatten fest eingebaute Trackballs. Heute werden in Notebooks stattdessen fast
ausnahmslos Touchpads und Trackpoints eingesetzt.
Eine erste weitere Verbreitung fand der Trackball als Steuerungsinstrument des Missile Command
Spielautomaten in den frühen 1980er Jahren.
Vorteile gegenüber der Maus
Der Vorteil des Trackballs ist, dass sich nur wenige Finger zu bewegen brauchen und die Hand ruhig
gelagert ist. Daher ist er bei gesundheitlichen Problemen (Sehnenscheidenentzündung) eine
Alternative zur Verwendung einer üblichen Computermaus. Der Platzbedarf des Trackballs ist
maximal der einer Hand, die flach auf dem Tisch aufliegt und somit normalerweise geringer als der
einer Maus.
Touchpad
Ein Touchpad ist eine berührungsempfindliche Fläche, die
als Mausersatz in Notebooks meistens unterhalb der
Tastatur angebracht ist. Es gibt unterschiedliche
Funktionsweisen.
Funktionsprinzip
Moderne Touchpads verwenden die Elektrische Kapazität,
um die Position des Fingers auf der Oberfläche des Pads zu
Thinkpad-Trackpoint (links oben)
ermitteln und somit den Ort des Cursors auf dem
und Touchpad
Bildschirm (Desktop) zu bestimmen. Dies kann durch
verschiedene Bauweisen geschehen. Üblicherweise besteht die Oberfläche aus einer Anordnung von
vertikalen und horizontalen Elektroden, die ein Gitter bilden. Dieses Gitter ist mit einer isolierenden
Schutzschicht überzogen, die dafür sorgt, dass man die Elektroden nicht berührt und der Finger gut
über die Oberfläche gleitet. Unterhalb dieses Gitters sitzt ein Schaltkreis, der ständig die Kapazität
zwischen den Elektroden misst. Kommt man nun mit dem Finger, der ebenfalls eine Art Elektrode ist,
in die Nähe dieser Anordnung, wird das elektrische Feld (Elektrostatik) und dadurch auch die
Kapazität zwischen den Elektroden verändert. Diese Änderung wird nach Auswertung als
Cursorposition an den Computer weitergeleitet. Dies erklärt auch, warum man auf den Mauszeiger nur
mit dem Finger Einfluss nehmen kann, nicht jedoch mit dicken Handschuhen oder Stiften, und
weshalb die Stärke des ausgeübten Druckes keinen Einfluss auf die Cursorbewegung hat.
Beim Ziehen des Fingers über das Touchpad bewegt sich der Cursor auf dem Bildschirm. Mit einem
leichten Tippen (tapping) des Fingers erzeugt man einen Klick. Einen Doppelklick erzeugt man
konsequenterweise durch zweimaliges Tippen. Hält man nach dem zweiten Tippen den Finger auf
dem Touchpad, so kann man Objekte (Symbole) markieren bzw. bewegen.
Moderne Touchpads (u.a. die von Synaptics) unterstützen darüberhinaus auch die Multi-FingerErkennung zum Klicken mit der mittleren (2 Finger) bzw. rechten (3 Finger) Taste, sowie das Scrollen
(ähnlich dem eines Mausrads) am Rand. Es kann aber auch eine Ecke des Pads als zusätzliche Taste
konfiguriert werden.
Des Weiteren gibt es Stiftpads (penpads), welche zum Zeichnen und Malen sehr gut geeignet sind.
Hierbei ist der Druck des Stiftes sehr wohl entscheidend, da damit über die Dicke des Striches
entschieden wird. Wichtig dabei zu wissen ist, dass seltener die Pads das Druckgewicht messen als
eher die Stifte selbst.
Vorteile
Für den mobilen Einsatz benötigt man keine externe Maus, um mit einem Notebook, oder ähnlichem
arbeiten zu können.
Nachteile
Bei Touchpads ist oft keine dritte Taste zu finden. Dies ist bei einigen Anwendungen sehr störend
bzw. dringend nötig. Abhilfe schafft hier zum einen meist ein Treiberupdate, was eine Erkennung des
2. oder 3. Fingers bringen kann. Ohne Update bleibt nur die Möglichkeit eine externe Maus zu
benutzen.
Des Weiteren ist es störend, dass das Touchpad sich oft unterhalb der Tastatur befindet, wenn man
gewöhnt ist, mit einer Hand zu schreiben. Der Handballen erzeugt dann nämlich auf dem Touchpad
völlig unsinnige Bewegungen und Klicks. Als Abhilfe kann man das Touchpad deaktivieren und
stattdessen eine externe Maus an den Notebook anschließen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass Schweiß bzw. Feuchtigkeit am Finger das Touchpad "verwirrt", so dass
bei warmen Temperaturen die Bedienung sehr schwierig sein kann.
Trackpoint
Der Trackpoint ist ein kleiner Stift mit einer meist roten Kappe, der in der Mitte der Tastatur meist
zwischen den Tasten b, g und h in die Tastatur eingelassen ist und die Maus ersetzt. IBM hat beim
Think-Pad das Touchpad relativ spät eingeführt. Bis vor Kurzem hatten die Think-Pads nur einen
Trackpoint, während das ungefähr zeitgleich auf den Markt gebrachte HP Omnibook bereits Touchpad
und Trackpoint besaß. Die aktuellen Think-Pads sind nun auch mit Beidem ausgestattet.
Die Funktionsweise ist ähnlich der eines Joysticks. Je stärker man ihn in eine Richtung drückt, desto
schneller bewegt sich der Mauspfeil diese Richtung. Dies geschieht durch analoge Steuerung. Dies
erlaubt vor allem im PKW oder Zug (aber nicht nur dort) ein angenehmeres schnelleres Arbeiten als
ein Touchpad, ist jedoch vergleichsweise schwierig und erfordert ein hohes Maß an Fingerfertigkeit
und Übung.
Die Bezeichnung Trackpoint ist ein Markenname von IBM. Andere Hersteller verwenden die
Bezeichnungen Accu Point (Toshiba), Trackstick oder Pointing Stick.
Grafiktablett
Ein Grafiktablett (auch Digitalisiertablett, Digitizer, Pen
Tablet) ist ein Zeigegerät für Computereingaben. Die Spitze
eines Stiftes wird auf einer Platte bewegt. Der Stift sendet Daten
über Stiftdruck und gedrückte Tasten an das Tablett, die so
gewonnen Bewegungsdaten werden vom Grafiktablett an den
Computer übermittelt.
Vorteile
Genauigkeit und Handhabung
Das Steuern des Mauszeigers und anderer Werkzeuge durch
einen Stift bringt einige Vorteile mit sich:
•
Ein Grafiktablet von Wacom
Die Steuerung von Pinseln und vergleichbaren Werkzeugen in Grafikanwendungen ist mit
einem Grafiktablett deutlich genauer als mit der Maus.
Wo mit einer Maus Formen nur angedeutet werden können, kann man nun ganze Bilder wirklich
malen und exakt zeichnen. Der Grund liegt in der Sache an sich:
Der Stift wird geführt von den empfindlich aufgebauten Muskeln der Finger und explizit des
Zeigefingers, während die Maus von der gesamten Hand über die Ellenbogenknochen und dem
Handgelenk geführt wird.
•
•
•
•
•
Es ist angenehmer für das Handgelenk.
Allgemein ist die Handhabung von Programmen schneller und genauer.
Da das Signal des Stifts Papier durchdringen kann, ist es möglich, auf Papier vorliegende
Zeichnungen freihändig in den Computer durchzupausen.
Wacom Grafiktabletts ermöglichen zusätzlich die Erkennung in welchem Winkel der Stift zum
Tablett steht.
Weiterhin bieten neuere Modelle die Möglichkeit, Funktionen auf speziellen Buttons auf der
Tablettoberfläche zu hinterlegen.
Drucksensitivität
Fast alle Grafiktabletts registrieren welcher
Druck auf die Stiftspitze ausgeübt wird.
Diese Informatiionen lassen sich nutzen um
zum Beispiel in einer GrafikbearbeitungsSoftware die Pinselgröße und/oder Deckkraft zu
Steuern (siehe Bild). Dies wäre mit einer Maus
unmöglich.
Absolute Positionierung
Eine Besonderheit bei Grafiktabletts ist, dass
ungefähr jeder Punkt auf dem Tablett einem
Punkt auf dem Bildschirm entspricht. Anders
als bei einer Maus, bei ihr wird der Mauszeiger
Möglichkeiten zur Nutzung der Drucksensitivität
"weiter geschoben".
Beispiel: Will man ein Icon unten auf dem Bildschirm auswählen, "drückt" man einfach auf die
entsprechende Stelle auf dem Grafiktablett.
Dies ist von großem Vorteil, da sonst, falls das Ende vom Tablett erreicht ist, der Stift angehoben
werden müsste und wieder auf die Tablettfläche zurückgesetzt werden muss. Beim Betrieb mit zwei
Bildschirmen kann die Absolute Positionierung von Nachteil sein, da sich die horizontale Auflösung
(Genauigkeit) des Grafiktabletts halbiert (doppelte Bildschirmbreite). Manche Grafiktalbetts erlauben
auch eine Auswahl zwischen den zwei verschiedenen Positionierungs-Modi.
Anwendungsbereiche
Grafiktabletts sind in folgenden Bereichen ein bedeutendes Hilfsmittel geworden und haben teilweise
Tätigkeiten (z.B: Malen, Zeichnen am PC, etc.) erst möglich gemacht:
•
Digitale Bildbearbeitung
Auswahlen können deutlich schneller erstellt und Korrekturen genauer durchgeführt werden. Die
Belichtung kann punktgenau und dosiert verbessert werden.
•
Design (Grafik-,Industrie-, Textil- und Modedesign)
In der Design-Branche haben Pen Tablets einzug gehalten. Schnelle Skizzen für die
veranschaulichungen von Ideen werden nun teilweise nur digital angefertigt. Der Vorteil hierbei liegt
im schnellen Austausch der Entwürfe per E-Mail (ohne ein Einscannen der Bilder). Gleiches gilt für
Illustrationen. Moderne CAD-Software bietet teilweise schon spezielle programminterne Funktionen
für die neue Arbeitsweise - die Umsetzung von Skizze zu fertigem Objekt erfolgt schneller und
intuitiver.
•
Audio- und Videobearbeitung (Film und Fernsehen)
Matte Paintings (digital gemalte Filmsetts sind schon lange fester Bestandteil von Filmen und werden
nun fast nur noch in digitaler Form angefertigt. Dabei liegen die Vorteile in dem flexiblen arbeiten mit
Ebenen und dem Wegfall von aufwedigen Scans.
In der 3D-Computergrafik gestalten Programme wie Z-Brush das Gestalten von detaillierten Modellen
deutlich einfacher. In dieser Art von Programmen malt man und beeinflusst die Geometrie durch
Werkzeuge deren Auswirkungen ganz besonders von der Druckstärke abhängig sind. Wieder etwas,
das mit einer Maus nicht möglich wäre.
Technik
Der Stift enthält eine Spule, welche entweder von einer im Stift integrierten Batterie (aktiver Stift)
oder durch Induktion (passiver Stift - ausschließlich bei Wacom Taletts) aus dem Tablett gespeist
wird, und so ein gerichtetes elektromagnetisches Feld erzeugt. Dieses Feld liegt in einer Achse mit der
Kunststoffspitze am Stift, wodurch eine intuitive Bedienung möglich wird. Leiterschleifen im Tablett
ermitteln auf diese Weise die Stiftposition. Zusätzliche Stiftinformationen wie Stiftdruck oder das
Betätigen einer Taste am Stift modifizieren dessen elektromagnetisches Feld und werden entsprechend
vom Tablett bzw. dem Gerätetreiber ausgewertet.
Bei Touchpads hingegen ist die Bildschirmoberfläche drucksensitiv ist, so dass eine Bedienung auch
durch Berührung z.B. der Hand möglich ist - dies ist bei Digitizern nicht der Fall.
Tablet PCs nutzen die gleichen Verfahren um die Positionierung und Schreibdruck zu ermitteln.
Alternativ zum Stift kann auch ein so genannter Puck verwendet werden, der wie eine Computermaus
über das Tablett bewegt wird und mit Hilfe eines Fadenkreuzes genaueres Zielen auf dem Tablett
ermöglicht.
Software
Grundsätzlich kann man mit einem Pen Tablet jede Art von Software bedienen, doch bei folgenden
Anwendungen ist es besonders nützlich und ihre technischen Möglichkeiten werden entsprechend
unterstützt:
(siehe dazu auch Software Atlas für Grafiktablett optimierte Programme und die Aufgeführten Links
im Teil „Tablet PC“)
•
•
Kategorie:Grafiksoftware
o Corel Painter
o Photoshop und Gimp
o Alias SketchBook Pro
Kategorie:3D-Grafiksoftware
o Z-Brush
o Maya (Software), Softimage XSI, etc.
Für Tablet PCs wurde von Microsoft die Windows XP Tablet PC Edition entwickelt. Sie ist optimiert
auf ein tastaturloses Arbeiten mit dem Stift. In ihr ist eine Handschrifterkennung integriert, die auch
biomechanische Eigenschaften wie Schreibdruck und Stiftneigung ausgewertet (sofern vorhanden).
Allgemein wurde das Betriebssystem durch verschiedene Besonderheiten auf die Bedienung ohne
Tastatur angepasst. Software die auf die Bedienung mit einem Stift bestimmt ist gibt es auch von
anderen Herstellern. Zu finden sind einige interessante und weiterführende Links unter Tablet PC.
Hersteller
Größter Hersteller von Grafiktabletts ist Wacom. Als einzige Tabletts kommen die von Wacom ohne
Batterie im Stift aus und erkennen außerdem dessen Neigung (Neigungserkennung momentan nur mit
der intuos-Serie).
•
•
•
Wacom
Aiptek
Seltener bieten auch Supermärkte Grafiktabletts an (zum Beispiel von Medion)
Tablet PC
Die Bezeichnung Tablet PC (engl. tablet "Tablett") bezeichnet einen PC, dessen Bauform an ein
Tablett erinnert. Der Benutzer soll dabei Eingaben per Stift oder Finger auf dem tablettähnlichen
Bildschirm tätigen können, was den natürlicheren Umgang mit Computern fördern soll.
Einen frühen Gehversuch der Stifteingabetechnologie stellt beispielsweise das T100X-Dynapad von
Toshiba aus dem Jahr 1993 dar; es war mit einem berührungsempfindlichen Graustufen-LCD
ausgestattet und lief unter MS-DOS 6.2 & Windows 3.1 mit Microsoft Pen Services for Windows.
Inzwischen wird der Begriff "Tablet PC" durch den von Microsoft definierten Standard für
stiftbediente Notebooks genauer beschrieben: Tablet PCs können durch Schreiben mit dem Stift auf
dem Bildschirm bedient werden, wobei ein induktiver Digitizer die Stiftbewegung erfasst (vgl.
Grafiktablett); im Gegensatz zum Touchscreen ist der Bildschirm berührungsunempfindlich. Als
Betriebssystem kommt meist eine angepasste Version von Windows XP zum Einsatz, die Windows
XP Tablet PC Edition 2005. Es gibt aber durchaus Bestrebungen Tablet PCs unter Linux zu
Unterstützen. Die Firma Lycoris beispielsweise bietet eine entsprechend angepasste Linux-Version an.
Mit einigen Stiften ist es außerdem möglich, die Stärke des Drucks beim Schreiben zu messen,
geeignete Anwendungen können dies berücksichtigen. Diese Eigenschaft wird vom Standard jedoch
nicht zwingend vorgeschrieben.
Arten von Tablet PCs
Derzeit gibt es zwei verschiedene Konzepte von Tablet PCs: "Convertibles" und "Slates".
Unter einem Convertible versteht man einen Tablet PC, der in der Regel die gleiche
Funktionalität wie ein Notebook hat (insbesondere also auch eine Tastatur hat).
Zusätzlich ist es möglich das Display um 180° zu drehen und
anschließend mit dem Bildschirm nach oben auf die Tastatur zu
klappen, so dass anschließend die Stifteingabe möglich ist. Somit
vereint diese Bauform die Vorteile von Tablet PCs und konventionellen
Notebooks. Nachteilig wirkt sich das "normale" Gewicht und die
"normale" Höhe des Notebooks aus, welche dauerhaftes Benutzen im
Stehen erschweren. Dennoch sind Convertibles verbreiteter, weil viel
Benutzer die Sicherheit und Gewohnheit einer eingebauten Tastatur
schätzen.
Unter einem Slate versteht man einen Tablet PC ohne eigene Tastatur, der sich nur
durch den Stift sowie die am Gehäuse angebrachten Funktionstaste bedienen lässt
und auf das Wesentliche beschränkt ist. Dabei ist das "Innenleben" (wie
Mainboard, CPU, etc.), im Gegensatz zum Notebook, nicht in der Tastatur,
sondern direkt im Display eingebaut. Durch eine Docking-Station kann der
Tablet PC um eine Tastatur und zusätzliche Laufwerke erweitert werden.
Durch die kompakte und dadurch gewichtsreduzierte Bauform dieser Geräte
sind sie sehr mobil, da sie auch längeres Arbeiten im Stehen ermöglichen.
Nachteilig wirkt sich das standardmäßige Fehlen von Laufwerken und
einer Tastatur im mobilen Betrieb aus, für einige Geräte sind jedoch optional
Spezialtastaturen verfügbar (z.B. zum Anstecken, via Bluetooth oder Infrarot).
Echte Mobilität
Der Tablet PC ist der erste wirklich mobile Computer, der alle Anforderungen eines gebräuchlichen
Desktop PCs erfüllt und auch im größeren Stil eingesetzt wird. Im Gegensatz zu Notebooks kann er
auch beim Stehen und Gehen mitgeführt und komfortabel bedient werden.
Bereits Jahre vor diesem Konzept existierte unter Windows 3.1 bereits ein ähnlicher Ansatz.
Allerdings waren die entsprechenden Geräte nicht sehr verbreitet.
Elektronische Tinte
Das System errechnet aus der Stiftspur Bézierkurven, die das Geschriebene mathematisch
repräsentieren. Je nach Stift und Fähigkeit des Displays werden auch Druck und Stiftstellung
ausgewertet.
Es gibt 2 Arten von Digitizern/Stiften:
•
•
mit Batterie, der Stift kann 64 Druckstufen unterscheiden, die Auflösung des Displays ist
relativ gering. Diese Art kam nur bei wenigen Geräten zum Einsatz.
ohne Batterie, der Stift kann mehr als 64 Druckstufen unterscheiden, das Display ist
hochauflösender. Leichtere, robustere Stifte – und keine leeren Batterien mehr.
Die technische Erkennung der Eingabe erfolgt dabei wie bei Grafiktabletts. Dies geht soweit, dass bei
allen aktuellen Tablet PCs die Erkennungstechnologie von Wacom kommt, einem Spezialisten für
Grafiktabletts.
Drehbare Bildschirmanzeige
Die Bildschirmdarstellung eines Tablet PC kann jederzeit um 90° gedreht werden. Damit ist es
möglich im Hochformat zu arbeiten, wie dies bei Schreibblöcken üblich ist.
Anmelden auf Knopfdruck
Windows XP benötigt normalerweise die Tastenkombination Strg-Alt-Entf zum Anmelden an das
System. Um auch ohne Tastatur Anmeldungen möglich zu machen, bietet ein Tablet PC eine spezielle
Taste dafür an.
Ein Tablet PC nach der Definition von Microsoft muss folgende Anforderungen erfüllen:
•
•
•
•
•
elektromagnetischer Digitizer (Stift)
Schnellstart aus dem Standby-Modus
drehbares Display für Hoch- und Querformat
Legacy-Free-Design (keine serielle oder parallele Schnittstelle)
Knopf für Strg-Alt-Entf-Funktion zur sicheren Windows XP-Anmeldung
Spezielle Software
Microsoft nimmt mit der Windows XP Tablet PC Edition (aktuelle Version 2005) eine Voreiterrolle
ein. Diese Software bietet neben dem Vektorgrafik basierenden Notizprogramm Windows Journal und
dem inzwischen sehr flexiblen Tablet PC Eingabebereich auch einige Erweiterungen an. Einige davon
haben noch Spielzeugcharakter, andere wie etwa Ink Art als Zeichenwerkzeug und das Snipping Tool
(beide Teil des kostenlosen Microsoft Experience/Education Pack) zum Ausschneiden von
Screenshots sind im Alltag nützlich.
Das Konzept der Tablet PCs ist noch nicht perfekt in die Software umgesetzt, so haben Tablet PCs von
Haus aus noch keine besondere Unterstützung für die Eingabe von mathematischen Inhalten, sodass
diese lediglich als Vektorgrafiken abgespeichert werden. Dies wurde erst mit dem Produkt
MathJournal der Firma XThink ermöglicht.
Die Software SignSecure der Firma SOFTPRO ersetzt die Eingabe von Benutzernamen und Passwort
per Tastatur, was Sinn macht, wenn Ihr Tabelt PC keinen Fingerprintreader hat. Der Benutzer kann
sich einfach anhand seiner Unterschrift an seinem Windows-System anmelden. Das funktioniert
bereits verblüffend gut. Die Software MaxiVista ermöglicht die Verwendung eines Tablet PCs als
erweiterten Monitor eines Desktop-Computers, was ohne die Software nicht möglich wäre, da Tablet
PC üblicherweise keinen VGA-Eingang aufweisen.
Für Anwender in Büroumgebungen finden sich viele sehr praxisorientierte Empfehlungen in dem
Buch Seize the Workday von Michael Linenberger. Er führt in einem umsetzungsorientiertem
Schreibstil die Anwendungen Termin- und Aufgabenplanung, E-Mail mit Stift und Tastatur,
Präsentationen mit dem Tablet PC, Mitschreiben in Meetings, Mindmapping und Dokumente mit dem
Stift (Pen) überarbeiten vor. Er untersucht dabei oft mehrere verfügbare Softwarepakete und vergleicht
diese.
Das Microsoft Office Paket bietet ab Version 2003 recht gute Unterstützung für Tablet PCs und bietet
insbesondere das speziell für Tablet PCs entwickelte Programm Microsoft OneNote, mit dem
Besprechungen per elektronischer Tinte festgehalten werden und anschließend einfach durchsucht
werden können. In Microsoft Word 2003 und Microsoft Powerpoint können handschriftliche Notizen
direkt eingefügt werden. Selbst E-Mails lassen sich mit Microsoft Outlook handschriftlich verfassen der Empfänger erhält ein Bild mit dem Geschriebenen.
Auch spezielle Plug-Ins für Microsoft Office können die Produktivität auf dem Tablet PC steigern.
Beispiele hierfür sind Tablet Enhancements for Outlook TEO und InkGestures for Word.
Eine gute Seite zum Überblick über spezielle Software für den Tablet PC ist der Tablet PC Post.
Zugang und Nutzen
Sammelt man seine ersten Erfahrungen mit einem Tablet PC bei einem Händler oder auf einem
Messe- oder Demostand, so wird der Stift meist als Mausersatz gebraucht. Nach wenigen Minuten sagt
man sich oft "Wozu? Was soll das alles?" und verwirft den Tablet PC als sinnfreies Spielzeug.
Ursache ist die jahrzehntelange Konditionierung der Benutzer auf die Nutzung von Tastaur und Maus;
inzwischen sind viele im Umgang damit sehr flott und glauben, mit so einem "Stift-Dings" nicht viel
Nutzen haben zu können.
Hat man aber die Chance, mit einem Tablet PC einige Stunden zu experimentieren und noch ein gutes
Buch zur Hand wie etwa Seize the Workday von Michael Linenberger, so bauen sich Hemmschwellen
eher ab und man beginnt, seine Hand auf ( ! ) den Bildschrim beim Handschreiben mit dem Stift
aufzulegen (was eine große Erleichterung und Geschwindigkeitssteigerung bedeutet). Auch das klare
aufzeigen, wo der Einsatz des Stiftes Sinn macht (Besprechungen, Seminare, Dokumente überarbeiten,
Präsentationen, Mindmapping) und wo nicht (Text schreiben wie bei Mails, Briefen usw.) hilft dem
potentiellen Nutzer, sich dem Tablet PC zu nähern. Und beim Surfen im Web zu Hause auf dem Sofa
wird der Einsatz einer Tastatur auch oft als überflüssig empfunden, denn dies geht mit dem Stift oft
besser.
Der Einsatz eines Tablet PC für Studenten ist ganz besonders reizvoll, weil in der Vorlesung das
mitschreiben einfach mit weniger Ablenkung besser von der Hand geht als tippen. Schöner Blog dazu
ist der StudentTabletPC, wo sich auch ein interessanter Ansatz zu einer 8-wöchigen Going-PaperlessChallenge mit einem Podcast findet.
Auch die Benutzung des Tablet PC in einer Büroumgebung mit Desktop PCs kann sinnvoll sein,
beispielsweise beim Überarbeiten von PDF-Dateien mit dem sehr praktischen PDF Annotator einfach mit dem Stift des Tablet PC handschriftliche Anmerkungen machen (eben wie auf Papier) und
als eMail weiterversenden. So können beispielsweise auch Vertragsentwürfe einfach überarbeitet und
weitergeleitet werden. In Büroumgebungen die DMS (Document Management Systeme mit
eingescannten Dokumenten statt Papierakten) macht der Tablet PC auf diese Weise Sinn - statt oder
neben dem Desktop PC.
Der Tablet PC braucht die richtige Abänderung der Standard-Systemeinstellungen von Windows XP
Tablet PC Edition - auch hier können Bücher weiterhelfen. Aber auch der Einsatz von Software wie
Active Words erlaubt die Anpassung der Bedienung eines Tablet PCs, so daß nach kurzer
Einarbeitung die Arbeit mit dem Tablet PC sehr schnell von der Hand geht.
Einen Überblick über Podcasts zum Thema Tablet PC findet sich hier TabletPCBuzz.com, alle auf
englisch.
Einfach mal ausprobieren, sonst kann man sich keine Vorstellung machen, wieviel der Tablet PC
bringen kann.
Gesten
Gesten, das sind Bewegungen mit dem Stift, die bestimmte Aktionen auslösen, eignen sich ideal für
die Arbeit mit dem Tablet PC. Einige Programme haben das eingebaut, eine allgemeine und intelligent
programmierbare Lösung zum Einsatz mit der Maus für Desktop PC's bietet StrokeIt. Einfach
ausprobieren.
Weblinks
•
•
•
•
•
•
http://www.tablet-it.de - Einführung zu Tablet PCs, Checklisten zur Anschaffung,
Diskussionsforum
http://www.tablet-pcs.at - Deutsche Website / Forum zum Thema Tablet PCs
http://www.tabletpcbuzz.com - englischsprachiges Forum zum Thema Tablet PCs
http://www.tabletpcpost.com - Englische Website / Liste mit Software für Tablet PCs
http://tuxmobil.org/tablet_unix.html - Website zu Linux auf Tablet PCs
http://www.microsoft.com/germany/windowsxp/tabletpc/hardwarepartner.mspx - Website von
Microsoft welche einen Hardwareüberblick über Tablet PCs die mit Windows XP Tablet PC
Edition ausgeliefert werden zeigt
Anhang: Innenleben und Funktion einer Maus
Innenansicht:
1. Maus-Kugel
2. Lochscheiben
3. LED (Lichtquelle d. Lichtschranke)
4. Taster
5. Optischer Sensor (Empfänger d. Lichtschranke)
Funktionsdarstellung einer optomechanischen Maus