Interfaz de manipulación directa

En ciencias de la computación , interacción humano-computadora y diseño de interacción , la manipulación directa es un enfoque para interfaces que implica la representación continua de objetos de interés junto con acciones y retroalimentación rápidas, reversibles e incrementales. ^{[ 1 ]} A diferencia de otros estilos de interacción, por ejemplo, el lenguaje de comandos , la intención de la manipulación directa es permitir que un usuario manipule los objetos que se le presentan, utilizando acciones que se corresponden al menos vagamente con la manipulación de objetos físicos . Un ejemplo de manipulación directa es cambiar el tamaño de una forma gráfica , como un rectángulo, arrastrando sus esquinas o bordes con un mouse .

Contar con metáforas del mundo real para los objetos y las acciones puede facilitar que un usuario aprenda y utilice una interfaz (algunos podrían decir que la interfaz es más natural o intuitiva), y la retroalimentación rápida e incremental permite que un usuario cometa menos errores y complete las tareas en menos tiempo, porque puede ver los resultados de una acción antes de completarla, evaluando así el resultado y compensando los errores.

El término fue introducido por Ben Shneiderman en 1982 en el contexto de las aplicaciones de oficina y la metáfora del escritorio . ^{[ 2 ] [ 3 ]} Los académicos y los científicos informáticos que investigan las futuras interfaces de usuario suelen hacer tanto o incluso más hincapié en el control y la retroalimentación táctiles, o en el control y la retroalimentación sonoras, que en la retroalimentación visual que ofrecen la mayoría de las GUI . Como resultado, el término se ha extendido más en estos entornos.

La manipulación directa se asocia estrechamente con las interfaces que utilizan ventanas, iconos, menús y un dispositivo señalador ( GUI WIMP ), ya que estas casi siempre incorporan manipulación directa en mayor o menor medida. Sin embargo, no debe confundirse con otros términos, puesto que no implica el uso de ventanas ni siquiera de salida gráfica. Por ejemplo, los conceptos de manipulación directa pueden aplicarse a interfaces para usuarios ciegos o con discapacidad visual, mediante una combinación de dispositivos táctiles y sonoros, así como de software.

Es frecuente observar limitaciones en cuanto al grado de manipulación directa que permite una interfaz. Por ejemplo, la mayoría de las interfaces de ventanas permiten a los usuarios reposicionar una ventana arrastrándola con el ratón. En los sistemas iniciales, redibujar la ventana mientras se arrastraba no era factible debido a limitaciones computacionales. En su lugar, se dibujaba un contorno rectangular de la ventana durante el arrastre. El contenido completo de la ventana se redibujaba una vez que el usuario soltaba el botón del ratón.

Debido a la dificultad de visualizar y manipular diversos aspectos de los gráficos por computadora, incluyendo la creación y edición de geometría, animación, disposición de objetos y cámaras, ubicación de luces y otros efectos, la manipulación directa es una parte importante de los gráficos 3D por computadora. Existen widgets de manipulación directa estándar , así como muchos widgets únicos desarrollados como una mejor solución a un problema antiguo o como solución a un problema nuevo y/o único. Los widgets buscan permitir al usuario modificar un objeto en cualquier dirección posible, a la vez que proporcionan guías o restricciones sencillas para facilitar la modificación de un objeto en las direcciones más comunes, procurando que su funcionamiento sea lo más intuitivo posible. Los tres widgets de transformación más comunes están estandarizados y son:

• El widget de traslación , que generalmente consta de tres flechas alineadas con los ejes ortogonales centrados en el objeto que se va a trasladar, permite desplazar el objeto directamente debajo del puntero del ratón en el plano paralelo al plano de la cámara. Al arrastrar cualquiera de las tres flechas, el objeto se desplaza a lo largo del eje correspondiente. Los ejes pueden estar alineados con los ejes del espacio global, los ejes del espacio del objeto o con algún otro espacio.
• El widget de rotación , que normalmente consta de tres círculos alineados con los tres ejes ortogonales y un círculo alineado con el plano de la cámara. Arrastrar cualquiera de los círculos rota el objeto alrededor del eje correspondiente, mientras que arrastrar cualquier otro círculo lo rota libremente (rotación de trackball virtual).
• El widget de escala , que generalmente consta de tres líneas cortas alineadas con los ejes ortogonales que terminan en recuadros, y un recuadro en el centro del widget. Arrastrar cualquiera de los tres recuadros alineados con los ejes produce una escala no uniforme únicamente a lo largo de ese eje, mientras que arrastrar el recuadro central produce una escala uniforme en los tres ejes a la vez.

Dependiendo de los usos estándar específicos de un objeto, se pueden utilizar diferentes tipos de widgets. Por ejemplo, una luz en gráficos por computadora, al igual que cualquier otro objeto, también se define mediante una transformación (traslación y rotación), pero a veces se posiciona y dirige simplemente con la posición de sus extremos. Esto se debe a que puede ser más intuitivo definir la ubicación de la fuente de luz y luego definir su objetivo, en lugar de rotarla alrededor de los ejes de coordenadas para apuntarla a una posición conocida.

Otros widgets pueden ser exclusivos de una herramienta en particular, como controles de borde para cambiar el cono de un foco, puntos y manejadores para definir la posición y el vector tangente de un punto de control de spline, círculos de tamaño variable para definir el ancho de un filtro de desenfoque o el tamaño del pincel, objetivos de cinemática inversa para manos y pies, o ruedas de color y muestras para elegir colores rápidamente. Los widgets complejos incluso pueden incorporar elementos de visualización científica para presentar datos relevantes de manera eficiente (como campos vectoriales para efectos de partículas o imágenes de falso color para mostrar mapas de vértices).

La manipulación directa, así como el diseño de interfaces de usuario en general, para tareas de gráficos 3D por computadora, sigue siendo un área activa de invención e innovación. El proceso de generación de imágenes CG no se considera intuitivo ni sencillo en comparación con la dificultad de lo que el usuario desea hacer, especialmente para tareas complejas y menos comunes. La interfaz de usuario de un procesador de textos, por ejemplo, es de uso común. Es fácil de aprender para los nuevos usuarios y suficiente para la mayoría de las tareas de procesamiento de texto, por lo que se trata de una interfaz de usuario estandarizada y prácticamente resuelta. Sin embargo, las interfaces de usuario para gráficos 3D por computadora suelen ser difíciles de aprender y usar, o no lo suficientemente potentes para tareas complejas, por lo que la manipulación directa y las interfaces de usuario varían enormemente de una aplicación a otra.

• Interfaz de Acción de Objetos (OAI)
• Interfaz de usuario natural

• Frohlich, David M (1993). "La historia y el futuro de la manipulación directa". Behaviour & Information Technology . 12 (6): 315– 329. doi : 10.1080/01449299308924396 .
• Shneiderman, Ben. Diseño de la interfaz de usuario: estrategias para una interacción eficaz entre humanos y ordenadores. (1987)
• Hutchins, Edwin L., James D. Hollan y Donald Norman. Interfaces de manipulación directa . (1985)
• Shneiderman, Ben. "Manipulación directa: un paso más allá de los lenguajes de programación", IEEE Computer 16(8) (agosto de 1983), 57-69.