Klawiatura Babel

Klawiatura OrbiTouch jest przeznaczona przede wszystkim dla niepełnosprawnych – znak, który chcemy wpisać, wybieramy, przesuwając dwa wypukłe suwaki po obu stronach urządzenia.

Najpopularniejszym układem jest oczywiście QWERTY, odziedziczony po mechanicznych maszynach do pisania firmy Remington i pochodzący jeszcze z XIX w. Wraz z tymi maszynami rozprzestrzenił się on (ze Stanów Zjednoczonych) na cały świat, jednak szybko dostrzeżono pewien problem: w języku angielskim używa się wyłącznie 26 podstawowych znaków alfabetu łacińskiego, podczas gdy w wielu innych językach występują dodatkowo litery ze znakami diakrytycznymi. Są to litery powstałe w wyniku uzupełnienia podstawowych liter łacińskich dodatkowymi znakami (np. akcentami) sygnalizującymi inny sposób artykulacji. W języku niemieckim pojawiają się trzy litery ze znakami diakrytycznymi (“ä”, “ü” i “ö”) oraz ligatura “ß” (zrost dwóch liter, w tym przypadku “s” i “z”), w polskim dziewięć (“ą”, “ć”, “ę”, “ł”, “ń”, “ó”, “ś”, “ź”, “ż”), a we francuskim aż czternaście (“à”, “â”, “ç”, “é”, “è”, “ê”, “ë”, “î”, “ï”, “ô”, “û”, “ù”, “ü”, “ÿ”), a do tego dwie ligatury (“œ”, czyli “o” + “e”, oraz “æ”, czyli “a” + “e”). Aby rozwiązać ten problem, modyfikowano wyjściowy układ QWERTY i dodawano w maszynach kolejne klawisze, aby dało się wpisywać dodatkowe litery. Wykorzystywano przy tym fakt, że każdy klawisz maszyny do pisania miał dwie “warstwy” – mógł służyć do wprowadzania dwóch znaków w zależności od tego, czy użytkownik przytrzymywał dodatkowo klawisz [Shift], czy też nie. O ile w przypadku klawiszy od [A] do [Z] umożliwiał on uzyskiwanie małych i wielkich liter, o tyle cyfrom mogły towarzyszyć inne znaki – na przykład litery ze znakami diakrytycznymi (często występujące tylko jako małe) typowe dla języka, do którego przystosowano maszynę, albo znaki typograficzne czy przestankowe.

Firma Maltron słynie z klawiatur, w których ustawienie klawiszy kompensuje różną długość poszczególnych palców piszącego.

Wiele warstw i martwe klawisze

Rozwiązanie problemu pojawiło się dopiero wówczas, kiedy mechaniczne maszyny do pisania zostały wyparte przez komputery. Wyeliminowanie skomplikowanej mechaniki i blokujących się wzajemnie czcionek na osobnych dźwigniach, a także wprowadzenie dodatkowych przycisków modyfikujących [Alt] (po lewej stronie [Spacji]) oraz [AltGr] (po prawej stronie [Spacji], często oznaczany tylko etykietą “Alt”) pozwoliło przyporządkować wybranym klawiszom nie tylko dwie, ale nawet trzy lub cztery “warstwy”, czyli znaki, jakie można wprowadzić za ich pomocą. Przykładowo we francuskim układzie AZERTY trzeci klawisz w pierwszym rzędzie od góry ([2] w układzie QWERTY) odpowiada literze “é” – to pierwsza warstwa. Na drugiej warstwie, aktywowanej przez przytrzymanie klawisza [Shift] podczas pisania, znajduje się cyfra “2” – tak jak w maszynach do pisania. Wciśnięcie podczas pisania klawisza [AltGr], którego brakowało w mechanicznych maszynach, aktywuje trzecią warstwę, umożliwiając wpisanie tyldy (“~”).

Urządzenie SafeType ma chronić stawy, wymuszając trzymanie dłoni pionowo, nie poziomo. Jego układ powoduje, że, patrząc z góry, nie możemy zobaczyć jaki klawisz wciskamy – aby to umożliwić, po obu stronach klawiatury montuje się lustra.

Oprócz warstw, w niektórych układach pojawiają się tzw. martwe klawisze. Ich wciśnięcie nie generuje żadnego znaku, ale wpływa na sposób działania klawiszy wciśniętych później. Wykorzystuje się je zwłaszcza podczas pisania w językach z dużą liczbą liter ze znakami diakrytycznymi symbolizującymi akcenty – na przykład po francusku na klawiaturze AZERTY. Funkcjonowanie martwego klawisza da się zaobserwować również podczas korzystania z klawiatury QWERTY w układzie programisty, typowym m.in. dla języka polskiego. Kiedy wciśniemy klawisz tyldy ([~]), nie zobaczymy na ekranie żadnego nowego znaku, ale jeżeli później wciśniemy [E] albo [L], pojawi się litera “ę” lub “ł”. Aby uzyskać znak tyldy, trzeba wcisnąć jej klawisz, a później [Spację].

Jeden znak, jeden klawisz

Kosmicznie wyglądające urządzenie DataHand miało przeciwdziałać urazom wynikającym z pisania na klasycznych klawiaturach. Wyeliminowano zginanie nadgarstków, ruchy palców ograniczono do minimum i uzyskano dobry efekt. Niestety, cena też były kosmiczna: ok. 1000 dolarów.

Dzięki wykorzystaniu warstw i martwych klawiszy udało się dostosować standardową klawiaturę do różnych systemów pisma, w których poszczególne znaki odpowiadają zasadniczo dźwiękom mowy. Do takich systemów należą zarówno alfabety, w których zapisuje się i spółgłoski, i samogłoski (np. grecki czy cyrylica), jak też tzw. abdżady, bazujące wyłącznie na zapisie spółgłosek (np. arabski czy hebrajski), oraz abugidy, czyli alfabety sylabiczne, złożone w większości ze znaków odpowiadających całym sylabom z typowymi samogłoskami (głównie systemy pisma dla różnych języków używanych w Indiach). Ich wspólną cechą jest na tyle ograniczona liczba znaków, że każdy z nich da się zapisać, wciskając odpowiedni klawisz (ewentualnie wraz z jednym lub dwoma klawiszami funkcyjnymi albo po martwym klawiszu) tylko jeden raz.

Podczas opracowywania układów dla takich systemów pisma główną trudnością było optymalne uszeregowanie znaków. Często opierano się przy tym na najpopularniejszym układzie QWERTY, ustawiając znaki w takiej kolejności, by przypominały wymową bądź kształtem litery łacińskie. Takie podobieństwa widać na przykład w greckim układzie klawiatury, w którym klawisz [Φ] znajduje się w miejscu klawisza [F], a klawisz [Γ] w miejscu klawisza [G] – obie pary znaków odpowiadają w przybliżeniu tym samym głoskom. Dla niektórych alfabetów, na przykład dla cyrylicy, opracowano wiele układów klawiatury – tylko w Rosji równolegle funkcjonują co najmniej trzy popularne układy, a na Ukrainie czy w krajach bałkańskich występują ich lokalne odmiany.

Jak okiełznać tysiące znaków?

Znacznie bardziej kłopotliwe jest przystosowanie typowej klawiatury do wpisywania znaków pism logograficznych. W takich systemach pisma znaki, czyli logogramy, odpowiadają nie tylko określonym dźwiękom mowy, ale również całym wyrazom albo morfemom. Typowym przykładem systemu logograficznego jest pismo chińskie, złożone z około 50 000 znaków (sinogramów). Nawet jeśli uwzględnić fakt, że w znakomitej większości współczesnych tekstów pojawia się tylko ok. 5–6 tysięcy znaków, to i tak powiązanie każdego z nich z jednokrotnym naciśnięciem klawisza wymagałoby przynajmniej kilkukrotnego zwiększenia rozmiarów klawiatury, co w zasadzie uniemożliwiłoby korzystanie z niej na co dzień. Co gorsza, chińskie pismo jest systemem otwartym, w którym ciągle pojawiają się nowe znaki. Z tego względu aż do lat 80. ubiegłego wieku w chińskich urzędach zatrudniano armię pracowników, którzy mozolnie zapisywali teksty, podając kolejno czteroliterowe kody odpowiadające poszczególnym sinogramom.

Aby rozwiązać opisany problem, opracowano cały szereg metod wprowadzania chińskich znaków (podobne techniki stosują również użytkownicy innych języków wschodnioazjatyckich). Zasadniczo można podzielić je na dwie grupy: część bazuje na wymowie sinogramów (np. metody Sogou Pinyin czy Google Pinyin), a inne na ich kształcie (np. Cangjie czy Wubi). W pierwszym przypadku użytkownik, korzystając z klawiatury z literami łacińskimi, wpisuje transkrypcję żądanego znaku, a komputer wyświetla listę odpowiednich homofonów (w językach wschodnioazjatyckich wiele znaków wymawia się w podobny sposób, chociaż różnią się wyglądem i znaczeniem). Aby wybrać sinogram z listy, należy wcisnąć odpowiedni klawisz numeryczny, zaznaczyć go za pomocą klawiszy strzałek albo kliknąć. Mimo że nowoczesne edytory z dość dużą trafnością podpowiadają użytkownikowi najbardziej prawdopodobny znak w danym kontekście, szybkość pisania takimi metodami jest niewielka – zwykle nie przekracza 100 znaków na minutę. Są one za to relatywnie łatwe do opanowania.

Sinogramy jak z klocków

Bez porównania trudniejsze do nauczenia, ale przy tym szybsze są metody oparte na kształcie znaków. Twórcy takich technik wyróżnili powtarzające się elementy graficzne sinogramów, a następnie przypisali te elementy poszczególnym przyciskom klawiatury. Chcąc wprowadzić znak, należy najpierw “rozłożyć” go na części w sposób zależny od używanej metody, a następnie wprowadzić kolejno poszczególne elementy składowe. Żeby ograniczyć liczbę klawiszy, które trzeba wcisnąć w celu wpisania pojedynczego sinogramu, każdy znak jest zbudowany z od dwóch do sześciu (w metodzie Wubi – do czterech) elementów graficznych. Podobnie jak w metodach bazujących na transkrypcji, tak i tu czasami istnieje więcej niż jeden znak spełniający zadane kryteria – wówczas również trzeba ręcznie wybrać odpowiedni sinogram z wyświetlonej listy.

Biorąc pod uwagę skomplikowanie technik wprowadzania sinogramów oraz znaków innych języków wschodnioazjatyckich, nie dziwi, że na Dalekim Wschodzie odważnie eksperymentuje się z alternatywnymi metodami sterowania komputerem. Powstają tam zaawansowane systemy rozpoznawania pisma odręcznego i mowy, już dziś w znacznym stopniu ograniczające konieczność korzystania z klawiatur. Niektóre tego typu narzędzia wymagają nawet przeprowadzenia “treningu”, podczas którego następuje ich kalibracja pod kątem głosu czy stylu pisma konkretnego użytkownika. Trafność rozpoznawania języka naturalnego wciąż nie jest jednak wystarczająca, by całkowicie rozstać się z klawiaturami, więc prawdopodobnie będą one towarzyszyły użytkownikom komputerów jeszcze przynajmniej przez kilka lat – zarówno w Azji, jak i na całym świecie.