Brevet FR2906378A1 — publié le 20080328

INTERFACE HOMME-MACHINE SECURISEE DE GESTION D'OBJETS GRAPHIQUES SUR UN ECRAN DE VISUALISATION. 5 Le domaine de l'invention est celui des dispositifs d'interface homme-machine permettant la gestion d'objets graphiques présentés sur un écran de visualisation. II existe une grande variété d'applications pour ce 10 type de dispositifs qui sont utilisés dans tous les domaines techniques nécessitant une interface homme-machine entre un utilisateur et un écran de visualisation. Cependant, le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné aux applications nécessitant un haut niveau de sécurisation pour des utilisations en environnement sévère. Dans ce cas, le 15 dispositif est préférentiellement utilisé en cas de panne des autres mécanismes d'interface. Ce dispositif s'applique tout particulièrement au domaine aéronautique où il est vital que l'équipage puisse utiliser en toutes circonstances un système simple et robuste pour gérer les écrans de 20 visualisation de sa planche de bord. Généralement, comme indiqué sur la figure 1, les dispositifs d'interface 3 sont des claviers et des pointeurs de désignation plus communément appelés souris , trackball ou touchscreen selon les 25 technologies employées. Ces dispositifs sont connectés à un calculateur 2 ou à un ordinateur qui transforme les informations reçues en informations graphiques 10 présentées sur un écran de visualisation 1. Chacun connaît, par exemple, le curseur en forme de flèche représentant la position virtuelle d'une souris sur un écran. Un clavier alpha-numérique 4 permet de 30 rentrer du texte sur l'écran de visualisation 1. Dans tout ce qui suit, les objets graphiques seront désignés sous leur terminologie anglaise de widgets . Le pointeur de désignation peut comporter des éléments 35 mécaniques ou élecromécaniques qui sont susceptibles de tomber en panne. Pour certaines applications, notamment en aéronautique, il est vital que l'interface homme-machine puisse continuer de fonctionner correctement 2906378 2 malgré cette panne. Le procédé selon l'invention est particulièrement simple et robuste. Il présente comme principaux avantages de ne nécessiter que peu d'adaptations des dispositifs existant et d'être particulièrement simple et ergonomique. II peut s'appliquer à un écran de visualisation ou à un ensemble d'écrans, le dispositif s'insérant avantageusement dans le mécanisme de navigation inter-écrans du désignateur. Dans ce cas, l'écran unitaire est l'objet graphique de plus haut niveau. Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif d'interface homme-machine pour système de visualisation comportant au moins un écran de visualisation, ledit système pouvant afficher des objets graphiques * appelés widgets sur au moins ledit écran, ledit dispositif d'interface permettant de réaliser les opérations de navigation, de sélection et d'activation desdits objets graphiques, le dispositif comprenant au moins un pointeur de désignation et un calculateur relié audit pointeur et à l'écran de visualisation, ledit calculateur permettant de transformer les signaux issus du pointeur en commandes des objets graphiques, caractérisé en ce que : • Le calculateur génère sur l'écran un élément virtuel de désignation appelé focus, ledit focus pouvant se positionner sur la totalité des objets graphiques ; • le pointeur de désignation est un clavier comportant des touches de fonction : • des touches de navigation permettant de déplacer le focus vers le haut, vers le bas, à droite et à gauche de l'écran ; • une touche dite d'activation permettant de sélectionner ou d'activer l'objet graphique désigné par le focus ; • une touche dite d'annulation permettant de désélectionner ou de désactiver l'objet graphique sélectionné par le focus. Avantageusement, le pointeur comporte six touches, quatre touches de navigation, une touche d'activation et une touche d'annulation. Avantageusement, lorsqu'un objet graphique primaire permet de sélectionner d'autres objets graphiques secondaires dépendant de cedit objet graphique primaire, les fonctions de navigation, d'activation et d'annulation des six touches sont conservées et s'appliquent également aux objets graphiques secondaires. 2906378 3 Avantageusement, le système de visualisation comportant plusieurs écrans, chaque écran est assimilable à un objet graphique primaire. Avantageusement, lorsque le focus désigne un objet graphique, 5 sa représentation graphique change, le changement de représentation graphique pouvant consister en changement d'au moins une des couleurs constituant cet objet graphique ou en l'apparition d'un pourtour entourant l'objet graphique. Avantageusement, les objets graphiques sont soit : 10 • des boutons de commande ; • des objets de type édition permettant de saisir une chaîne de caractères ; • des objets de type sélection permettant de sélectionner un item dans une liste ; 15 • des objets de type scroll-panel affichant une fenêtre de visibilité sur une page mobile de plus grande dimension. Avantageusement, lorsque l'objet est de type scroll-panel , les touches de navigation permettent de déplacer la page mobile dans toute la fenêtre de visibilité afin que le dispositif puisse remplir son rôle de 20 navigation/sélection/activation sur l'ensemble des objets graphiques en les rendant visibles à l'utilisateur. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non 25 limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : • La figure 1 représente un dispositif d'interface homme-machine selon l'art antérieur ; • La figure 2 représente un dispositif d'interface homme-machine selon l'invention ; 30 • La figure 3 représente les différents états des widgets dans un dispositif selon l'invention dans le cas d'une navigation interwidgets ; • La figure 4 représente les différents états des widgets dans un dispositif selon l'invention dans le cas d'une navigation intra-35 widgets ; 2906378 4 • Les figures 5 à 9 représentent la même partie d'écran dans différentes configurations d'utilisation du dispositif selon l'invention. 5 A titre d'exemple, la figure 2 représente un dispositif selon l'invention. Il comprend essentiellement : • Un écran de visualisation 1 pouvant afficher des objets graphiques 10 appelés widgets . Ces objets graphiques 10 seront détaillés dans la suite de la description ; 10 • Un calculateur électronique 2 ou un ordinateur possédant les capacités électroniques et informatiques pour générer les objets graphiques . Le calculateur doit générer sur l'écran un élément virtuel de désignation appelé focus, ledit focus pouvant se positionner sur la totalité des objets graphiques ; 15 • Un pointeur de désignation 5. Celui-ci comporte six touches qui sont : • quatre touches de navigation permettant de déplacer le focus de widget en widget vers le haut, vers le bas, à droite et à gauche de l'écran ; 20 • une cinquième touche dite d'activation ou de validation permettant de sélectionner ou d'activer l'objet graphique désigné par le focus ; • une sixième touche d'annulation permettant de désélectionner ou de désactiver l'objet graphique sélectionné 25 par le focus. Pour des raisons de clarté, la figure 2 ne comporte qu'un écran. Bien entendu, le dispositif d'interface selon l'invention peut également s'appliquer à un système de visualisation comportant plusieurs écrans. Dans 30 ce cas, on peut considérer chaque écran graphique comme un objet graphique de plus haut niveau. Le focus est alors unique et commun à l'ensemble des écrans. Il est à noter que la perte du clavier alphanumérique sera avantageusement compensée par une application graphique représentant ce 2906378 5 même clavier, sous la forme d'un bouton de commande par touche par exemple, et exploitable à l'aide du dispositif selon l'invention. Sur les figures 2, 3 et 4, le pointeur est représenté par un 5 assemblage de 6 touches regroupées en deux colonnes de trois touches, les touches de navigation portant une flèche, la touche de validation portant un V et la touche d'annulation portant un A. Cette disposition est donnée à titre d'exemple et toute autre disposition remplissant les mêmes fonctions est également possible. On peut envisager d'autres arrangements de touches ou 10 faire réaliser plusieurs fonctions par la même touche. Par exemple, la fonction d'annulation pourrait être assurée automatiquement après une période d'absence de commande sur les touches. Sur les figures 3 et 4, la mise en oeuvre des touches est signalée par un pourtour gras ombré. Ce pointeur est particulièrement simple et fonctionne au moyen d'éléments 15 ayant une très grande fiabilité. Il est à noter que le pointeur selon l'invention n'exclut pas la mise en oeuvre d'autres pointeurs tels que des souris ou des surfaces tactiles. Bien entendu, un clavier classique ou graphique est nécessaire pour entrer 20 les différentes informations textuelles ou de calcul. Le fonctionnement du pointeur est très simple. Cette interface s'utilise indifféremment pour assurer la navigation, la sélection et l'activation entre les différents objets graphiques affichés, mode dit inter-widget que pour 25 assurer la navigation, la sélection et l'activation entre les différents objets graphiques d'un même widget, mode dit intra-widget. La navigation inter-widget est illustré en figure 3. Le principe de la navigation repose sur l'utilisation de l'élément virtuel de désignation appelé 30 focus. Chaque widget a trois états possibles qui sont : • l'état dit NORMAL . Dans cet état, le focus n'est pas sur le widget ; • l'état dit SELECTIONNE . Dans cet état, le focus est sur le widget. On passe de l'état normal à l'état sélectionné en 35 déplaçant le focus au moyen des touches de navigation sur le 2906378 6 widget que l'on souhaite sélectionner. Pour permettre à l'utilisateur de déterminer visuellement l'objet sélectionné, lorsque le focus désigne un objet graphique, la représentation de cet objet graphique change, le changement de 5 représentation graphique pouvant consister dans le changement d'au moins une des couleurs constituant cet objet graphique ou en l'apparition d'un pourtour entourant l'objet graphique. • L'état dit ACTIVE . On passe dans cet état en appuyant sur 10 la touche de validation et on sort de cet état automatiquement, par exemple, en fin de période d'inactivité ou en appuyant sur la touche d'annulation. Suivant la fonction du widget, la validation peut activer diverses fonctions qui seront détaillées dans la suite de la description. 15 Certains widgets primaires comportent des widgets secondaires. La gestion et la navigation à l'intérieur des widgets secondaires obéit aux mêmes règles comme illustré en figure 4. Ainsi, on aura pour chaque widget secondaire trois états possibles qui sont : 20 • l'état dit NORMAL ; • l'état dit SELECTIONNE ; • L'état dit ACTIVE . La sélection de ces différents états s'effectuent également par les 25 touches de navigation, de sélection et d'annulation du clavier. Les objets graphiques sont de différents types. Ils peuvent être: • des boutons de commande ; • des objets de type Edition permettant de saisir une chaîne 30 de caractères ; • des objets de type Sélection permettant de sélectionner un item dans une liste ; • des objets de type Scroll-panel affichant une fenêtre de visibilité sur une page mobile de plus grande dimension. 35 2906378 7 A titre d'exemples, les figures 5 à 9 illustrent la mise en oeuvre de l'interface selon l'invention sur différents types d'objets graphiques représentés sur une portion d'écran de visualisation. Sur ces figures, les mêmes objets graphiques sont représentés dans différents états. 5 Les objets graphiques les plus simples sont de type Boutons . Leur activation permet à l'utilisateur de lancer une action. Ils peuvent être mono-état. Dans ce cas, l'utilisateur lance directement une action. C'est le cas des boutons de marche/arrêt encore 10 appelés push-button . Sur les différentes figures, le graphisme 12 noté STARTu représente un bouton de ce type. Ils peuvent être bi-état. Dans ce cas, l'utilisateur lance une action après avoir entré un argument, de type 0/1, sélectionné/non-sélectionné ou haut/bas. Sa mise en oeuvre est très simple. Lorsque le bouton est dans l'état SELECTIONNE , un appui sur la 15 touche de validation lance l'action commandé par le bouton. Dans ce cas, la touche d'annulation n'a pas d'effet. Sur la figure 6, le bouton STARTu est dans l'état SELECTIONNE indiqué par un changement de la couleur du fond représentée par des pointillés. 20 Les objets de type Edition permettent à l'utilisateur de saisir une chaîne de caractères. Les saisies peuvent être : • typées. Les caractères sont de type flottant, entier, ascii,... • masquées comme l'indication de la date en jour/mois/année ou 25 l'indication d'un angle en degré/minute/seconde,... • simple ligne ou multiligne... Dans tous les cas, l'utilisateur a besoin de manipuler un curseur local propre à la zone de texte, afin de définir l'endroit où le texte frappé au clavier sera inséré. Ce déplacement se fait naturellement au moyen des 30 touches de navigation. Lorsque la fenêtre de la zone d'édition est de taille plus réduite que l'ensemble du texte à afficher, la zone d'édition comporte généralement des barres de défilement horizontale ou verticale, encore appelées scroll . Ces barres sont classiquement manipulées par des pointeurs de type souris. 35 Dans le cas du dispositif selon l'invention, il est préférable de les désactiver. 2906378 8 Pour recréer le comportement de ces barres, il suffit que, lorsque le curseur local est en butée gauche, droite, haute ou basse de la zone d'édition, un appui sur les touches de navigation dans le sens de la butée décale les lignes de texte et fait apparaître la première ligne masquée. Par exemple, si 5 le curseur local est en bas de la fenêtre, un appui sur la touche de navigation permettant de naviguer vers le bas fait apparaître la ligne située sous la dernière ligne du texte affiché. On dira, dans la suite du texte, que les touches de navigation possèdent la fonction scroll . Pour valider les chaînes de caractères entrées, il suffit d'appuyer 10 sur la touche de validation. Un appui sur la touche d'annulation annule au contraire les chaînes de caractères entrées. Les objets de type Sélection permettent à l'utilisateur de sélectionner un item dans une liste existante. Sur les différentes figures, le 15 graphisme 13 représente un objet graphique de ce type. Ces widgets peuvent être de type : • Scoll-list : la liste d'items est toujours affichée sur l'écran ; • Combo-box : la validation d'un item affiché entraîne l'ouverture d'une fenêtre comportant l'ensemble des items ; 20 • Popup-Button : la validation d'un bouton particulier entraîne l'ouverture d'une fenêtre comportant l'ensemble des items. Dans tous les cas, avant d'effectuer une sélection, l'utilisateur a besoin de déplacer un focus local sur tous les items de la liste afin de désigner l'item qu'il souhaite sélectionner. Cette navigation se fait au moyen 25 des touches de navigation. Bien entendu, la fenêtre d'affichage peut également être de taille plus réduite que l'ensemble des items à afficher comme indiqué sur la représentation 13 des différentes figures où le widget n'affiche que les items numérotés de 11 à 15. Dans ce cas, les touches peuvent également avoir la 30 fonction scroll . Lorsque l'item désigné est le premier ou le dernier de la liste affichée, un appui sur une des touches de navigation vers le haut ou vers le bas décale tous les items et fait apparaître l'item masqué. Lorsque l'objet de type sélection est de type Combo--box ou Popup-Button , la touche de validation peut avoir une double fonction : 35 elle valide l'item sélectionné et elle referme la fenêtre ouverte ou le 2906378 9 popup . La touche d'annulation peut également posséder cette fonction de fermeture de fenêtre. Les objets de type Scrollarea notés également scrollpanel 5 sont des objets graphiques qui comportent, comme leur nom l'indique, une fenêtre fixe de visibilité appelée viewport sur une page mobile plus grande que le viewport appelée sheet . Afin d'être capable de visualiser toute la page, l'utilisateur doit pouvoir déplacer la zone visible de la page mobile dans toutes les directions. On appelle cette fonction la fonction 10 scroll . Il existe différents types de scrollarea . Un premier type tel que représenté par les graphismes 11 et 14 des figures 5 à 9 comporte essentiellement une zone graphique quii peut être une image de type bitmap ou des primitives graphiques comme indiqué sur 15 les graphismes. La gestion d'un scroll-panel au moyen du dispositif selon l'invention est très simple. Au moyen des touches de navigation, on déplace le focus sur le scroll-panel sélectionné. Comme indiqué sur la figure 7, on peut signifier la présence du focus en créant un pourtour autour de l'objet sélectionné. Sur la figure 7, l'objet sélectionné est le graphisme 14. En 20 appuyant sur la touche d'activation, on sélectionne la zone graphique. Là encore, cette sélection s'accompagne de la génération d'un pourtour autour de la zone graphique sélectionnée comme on peut le voir sur le graphisme 14 de la figure 8. Pour naviguer dans la zone graphique, on utilise les touches de navigation comme indiqué sur la figure 9 qui permettent de 25 déplacer la sheet dans toute la viewport . La zone d'édition comporte généralement des barres de défilement horizontale ou verticale, encore appelées scroll . Ces barres sont classiquement manipulées par des pointeurs de type souris. Dans le cas du dispositif selon l'invention, il est préférable de les désactiver. 30 On revient classiquement en mode sélectionné au moyen de la touche d'annulation. Un second type de scrollarea comporte des objets graphiques interactifs dits secondaires. La gestion des objets graphiques secondaires à 35 l'intérieur de cette scrollarea est identique à celle des objets graphiques 2906378 10 primaires. La fonction scroll peut être également assurée par les touches de navigation. Par exemple, si le focus est sur un objet graphique secondaire situé en bord de viewport , un appui sur la touche de navigation qui amènerait normalement le focus sur un objet graphique situé en dehors de la 5 viewport décale toute la sheet de façon à amener ledit objet graphique dans la viewport . REVENDICATIONS 1. Dispositif d'interface homme-machine pour système de visualisation comportant au moins un écran (1), ledit système pouvant afficher des objets graphiques (10, 11, 12, 13, 14) appelés widgets sur au moins ledit écran, ledit dispositif d'interface permettant de réaliser les opérations de navigation, de sélection et d'activation desdits objets graphiques, le dispositif comprenant au moins un pointeur de désignation (5) et un calculateur (2) relié audit pointeur et à l'écran de visualisation, ledit calculateur permettant de transformer les signaux issus du pointeur en commandes des objets graphiques, caractérisé en ce que : • Le calculateur génère sur l'écran un élément virtuel de désignation appelé focus, ledit focus pouvant se positionner sur la totalité des objets graphiques ; • le pointeur de désignation (5) est un clavier comportant des touches de fonction : • des touches de navigation permettant de déplacer le focus vers le haut, vers le bas, à droite et à gauche de l'écran, • une touche dite d'activation permettant de sélectionner ou d'activer l'objet graphique désigné par le focus ; • une touche dite d'annulation permettant de désélectionner ou de désactiver l'objet graphique sélectionné par le focus. 2. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pointeur comporte six touches, quatre touches de navigation, une touche d'activation et une touche d'annulation. 3. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'un objet graphique dit primaire permet de sélectionner d'autres objets graphiques dit secondaires dépendant de cedit objet graphique primaire, les fonctions de navigation, d'activation et d'annulation des six touches sont conservées et s'appliquent également aux objets graphiques secondaires. 2906378 12 4. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système de visualisation comportant plusieurs écrans, chaque écran est assimilable à un objet graphique primaire. 5 5. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le focus désigne un objet graphique, sa représentation graphique change. 6. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 5, 10 caractérisé en ce que le changement de représentation graphique est le changement d'au moins une des couleurs constituant cet objet graphique. 7. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 5, caractérisé en ce que le changement de représentation graphique est 15 l'apparition d'un pourtour entourant l'objet graphique. 8. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que les objets graphiques sont soit : • des boutons de commande ; 20 • des objets de type édition permettant de saisir une chaîne de caractères ; • des objets de type sélection permettant de sélectionner un item dans une liste ; • des objets de type scroll-panel affichant une fenêtre de visibilité 25 sur une page mobile de plus grande dimension. 9. Dispositif d'interface homme-machine selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lorsque l'objet est de type scroll-panel , les touches de navigation permettent de déplacer la page mobile dans toute la fenêtre de 30 visibilité.