Сравните лист бумаги с текстовым файлом в компьютере. На бумаге можно не только писать (с любой стороны и в любом направлении!), но и рисовать, чертить или делать пометки. Почерк, цвет чернил и самой бумаги, форма и потрепанность листка, его положение на столе и высота стопки, в которой он лежит, - все это имеет значение, причем мы впитываем его, даже не задумываясь. Каждый раз, когда мы сворачиваем, рвем, склеиваем, сминаем лист или делаем с ним что-то еще, он приобретает новые свойства, которые не передает текстовый файл. В листе бумаги воплощаются две главные идеи, лежащие в основе материальных интерфейсов: взаимодействие с предметами в реальном мире и фоновая передача информации.

Никто не откажется от устройства, в котором сочетаются положительные качества компьютерных данных с гибкостью и естественностью предметов, но возможно ли его построить? Для проверки своих идей Исии и его коллеги изготовили в 1997 году несколько прототипов с материальным интерфейсом. Первым и самым известным из них был интерактивный стол metaDESK, напоминающий сразу и футуристический компьютер из фильма "Особое мнение", и появившийся много лет спустя Microsoft Surface.

Горизонтальная поверхность metaDESK представляла собой большой проекционный дисплей, над которым на подвижном кронштейне с несколькими степенями свободы перемещался дополнительный жидкокристаллический монитор ("активная линза"). Параллели между традиционным графическим интерфейсом и материальным интерфейсом metaDESK довольно прямолинейны. Дисплей на кронштейне - аналог окна, миниатюрные фигурки, которые расставляются по столу - физические иконки, элементы управления - специализированные инструменты. Конструкция напичкана оптическими, механическими и электромагнитными датчиками, которые отслеживают положение в пространстве каждой части системы.

Тестовое картографическое приложение для metaDESK выводило на поверхность стола спутниковый снимок окрестностей MIT. Пара игрушечных домиков, поставленных на metaDESK, привязывались к реальным строениям на карте. Перемещая и поворачивая их, можно масштабировать, вращать и двигать изображение. ЖК-дисплей, подвешенный над столом на кронштейне, выводит трехмерное представление тех же данных. Чтобы увидеть объемную модель ландшафта и строений в определенной точке карты, нужно передвинуть дисплей в соответствующее место и посмотреть "сквозь" него на стол, как через линзу.

В течение следующих десяти лет в лабораториях произвели на свет десятки экспериментальных реализаций материального интерфейса, зачастую не имеющих между собой ничего общего.[Перечислить их все невозможно, как и составить осмысленную картинку по отдельным примерам. Впрочем, о некоторых примечательных проектах рассказывается во врезках.]

Одни исследователи экспериментировали с непосредственной манипуляцией цифровыми объектами на специальных сенсорных дисплеях - так начинались современные разработки в области мультитача[Словом "мультитач" (multi-touch) обозначают интерфейсы, в которых используются экраны, воспринимающие нажатие сразу в нескольких точках. Самые известные устройства с мультитачем - iPhone и Microsoft Surface.]. Другие (к их числу относится сам Исии) пытались добиться того, чтобы каждому элементу управления в компьютерной программе соответствовал отдельный материальный объект, напичканный датчиками. Типичный пример такой системы - музыкальный стол reactable, о котором много писали в прошлом году. Звуки, которые он издает, зависят от расположения на его поверхности кубиков, символизирующих модули синтезатора.

Хотя reactable можно использовать в качестве музыкального инструмента (Бьорк даже взяла его на гастроли в 2007 году), он все же, надо признать, не очень практичен. В большинстве случаев результатами экспериментов в области материальных интерфейсов оказываются столь же причудливые конструкции, которые куда уместнее смотрелись бы на выставке современного искусства, чем на рабочем месте.

И все же в главном их авторы правы. Просчет лишь в том, что они пытались приладить материальный интерфейс к стационарному компьютеру.

Устройство под названием Availabot придумали в лондонской студии промышленного дизайна Schulze & Webb, на счету которой, среди прочего, работы по заказам Nokia и телекомпании BBC. Availabot представляет собой материальное воплощение одного из контактов в мессенджере AIM или ICQ. Когда контакт активен, миниатюрная фигурка уверенно стоит на ножках, но стоит тому уйти в офлайн, и Availabot безвольно осядет. Для тех, кто готов выстроить на своем столе небольшой отряд таких человечков, предусмотрена особая услуга: каждой фигурке можно придать карикатурное сходство с ее реальным прототипом. Availabot приходится близким родственником кролику Nabaztag, индикаторам компании Ambient Devices и странноватому планшету Chumby. Главная и зачастую единственная функция таких устройств - сообщать пользователю информацию, но не расходовать его внимание. Такая узкая специализация кажется непривычной, но материальные интерфейсы редко бывают универсальными. Покупателей это не смущает: за пять лет Ambient Devices продала десятки тысяч шаров, которые делают лишь одно - меняют цвет в зависимости от погоды и экономических показателей.

Первыми, кто применил такой подход на практике, были, вероятно, производители электронных игрушек. Конечно, вряд ли они изучали работы Исии и слышали о существовании термина "материальный интерфейс". Они пришли к тем же идеям самостоятельно, потому что прекрасно знали, что привлекает покупателей. Нестандартные специализированные устройства управления использовались в игровых автоматах еще в восьмидесятых годах прошлого века. Если клиент заплатил за гонки - не грех дать ему руль и педали, а стрельба по уткам и вовсе теряет смысл, если заменить игрушечное ружье джойстиком.

Когда датчики стали достаточно дешевыми, их немедленно стали встраивать в игрушки и даже картриджи для карманных игровых приставок. Картридж Boktai для Game Boy Advance был снабжен фотосенсором, улавливающим ультрафиолет. Чтобы зарядить игровое оружие для стрельбы по вампирам, требовался настоящий солнечный свет. Вскоре играми с нестандартным управлением увлеклись и в Nintendo - компания выпустила WarioWare: Twisted с пьезоэлектрическим гироскопом в картридже. В этой игре нельзя обойтись лишь кнопками - приставку нужно трясти, крутить и покачивать. В играх для Nintendo DS нестандартные способы управления, имитирующие естественное взаимодействие с материальными предметами, встречаются уже на каждом шагу.[В приставке Wii нестандартные способы управления и вовсе поставлены во главу угла. Как ни странно, риск оправдался: хотя по производительности Wii не может сравниться ни с Хbox360, ни с PlayStation 3, Nintendo продает больше приставок, чем любой из конкурентов.] Порой весьма оригинальные - например, чтобы раскрутить ветряки в Zelda для DS, на экран необходимо подуть.

Неожиданное исчезновение барьера между тем, что происходит в реальности, и цифровым мирком на дисплее карманного устройства, не может не производить впечатление. Обычно гаджеты не "осознают", что за пределами их крохотного экранчика что-то происходит, пока пользователь не нажмет на соответствующую кнопку. Когда в таких устройствах появляются датчики, позволяющие им осмысленно реагировать на окружающий мир, они превращаются в идеальные элементы материального интерфейса.

Всем известны элементарные операции, на которых строится GUI, - клик, двойной клик, перетаскивание. Азбука материального интерфейса состоит из движений, которые человек совершает при использовании устройства. Самая простая и распространенная операция, которую уже поддерживают многие гаджеты, - это автоматическое изменение ориентации экрана при повороте устройства. Если в современном мобильном телефоне есть акселерометр - скорее всего, он встроен для этого. Однако ему находят и другие применения. Производители карманных устройств вошли во вкус и шаг за шагом расширяют "язык жестов", который понимает их продукция.