GUI Design for Android Apps
Part 1: General Overview
Since its emergence in the 1980s, the concept of the graphical user interface (GUI) has become an indispensable part of human-computer interaction (HCI). As embedded systems have evolved, they have gradually adopted this concept as well. The Android embedded OS running on the Intel Atom hardware platform is at the forefront of this movement.
Because resources are limited, the GUI design of Android systems is more challenging than that of desktop systems. In addition, users have more rigorous demands and expectations for a high-quality user experience. Interface design has become one of the important factors in determining the success of systems and applications on the market. This chapter introduces how to develop user interfaces suitable for typical user interaction on Android embedded systems.
Overview of GUIs for Embedded Applications
These days, the user interface (UI) and user experience (UX) of software are increasingly important factors in determining whether software will be accepted by users and achieve market success. UX designs are based on the types of input/output or interaction devices and must comply with their characteristics. Compared to desktop computer systems, Android systems have different interaction devices and modalities. If a desktoprsquo;s UI designs are copied indiscriminately, an Android device will present a terrible UI and unbearable UX, unacceptable to users. In addition, with greater expectations for compelling user experiences, developers must be more meticulous and careful in designing system UIs and UXs, making them comply with the characteristics of embedded applications.This chapter first introduces the general GUI design method for desktop systems and then shows how designing UIs for embedded systems is different. The aim is to help you quickly master general methods and principles of GUI design for Android applications.
Characteristics of Interaction Modalities of Android Devices
A general-purpose desktop computer has powerful input/output (or interaction)devices such as a large, high-resolution screen, a full keyboard and mouse, and diverse interaction modalities. Typical desktop computer screens are at least 17 inches, with resolutions of at least 1,280 times; 960 pixels. The keyboard is generally a full keyboard or an enhanced keyboard. On full keyboards, letters, numbers, and other characters are located on corresponding keys—that is, full keyboards provide keys corresponding to all characters. Enhanced keyboards have additional keys. The distance between keys on a full keyboard is about 19 mm, which is convenient for users to make selections.
The GUI interactive mode of desktop computers based on screen, keyboard, and mouse is referred to as WIMP (windows, icons, menus, and pointers), which is a style of GUI using these elements as well as interactive elements including buttons, toolbars, and dialog boxes. WIMP depends on screen, keyboard, and mouse devices to complete the interaction. For example, a mouse (or a device similar to a mouse, such as a light pen) is used for pointing, a keyboard is used to input characters, and a screen shows the output.
In addition to screens, keyboards, mice, and other standard interaction hardware,desktop computers can be equipped with joysticks, helmets, data gloves, and other multimedia interactive devices to achieve multimedia computing functions. By installing cameras, microphones, speakers, and other devices, and by virtue of their powerful computing capabilities, users can interact with desktop computers in the form of voice,gestures, facial expressions, and other modalities.
Desktop computers are also generally equipped with CD-ROM/DVDs and other large-capacity portable external storage devices. With these external storage devices,desktop computers can release software and verify ownership and certificates through CD/DVD.
As a result of the embeddability and limited resources of embedded systems, as well as user demand for portability and mobility, Android systems have interaction modalities, methods, and capabilities that are distinct from those of desktop systems. Due to these characteristics and conditions, interaction on Android systems is more demanding and more difficult to achieve than it is on desktop systems.The main differences between Android devices and desktop computers aredescribed next.
Screens of Various Sizes, Densities, and Specifications
Instead of large, high-resolution screens like those on desktop computers, Android device
screens are smaller and have various dimensions and densities measured in dots per inch (DPI). For example, the K900 smartphonersquo;s screen is 5.5 inches with a resolution of 1920 times;1080 pixels, and some smartphone screens are only 3.2 inches.The aspect ratio of Android device screens is not the conventional aspect ration of 16:9 or 4:3 used by desktop computers. If Android devices adopted the interaction mode of desktop computers, many problems would result, such as a blurry display and errors in selecting targets.
Keypads and Special Keys
Desktop computers have full keyboards, where a key corresponds to every character and
the generous distance between keys makes typing convenient. If an Android device has a keyboard, itrsquo;s usually a keypad instead of the full keyboard. Keypads have fewer keys than
full keyboards; several characters generally share one key. A keypadrsquo;s keys are smaller and more tightly spaced than on full keyboards, making it harder to select and type characters. As a result, keypads are less convenient to use than full keyboards. In addition,some keypads provide special keys that are not found on standard full keyboards, so users must adjust their input on the An
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安卓应用程序的图形用户界面设计
第1部分：概述
因为它在20世纪80年代出现的图形用户界面（GUI）的概念已成为人机交互（HCI）不可或缺的一部分。随着嵌入式系统的发展，他们也逐渐采用了这个概念。在英特尔的硬件平台上运行的安卓操作系统是这个运动的最前沿。
因为资源是有限的，所以安卓系统的图形用户界面设计比桌面系统更具挑战性。此外，用户有更严格的要求和期望的高品质的用户体验。界面设计已成为决定系统能否成功和市场应用的重要因素之一。本章介绍了如何开发适合于典型的用户交互的嵌入式系统的用户界面。
面向嵌入式应用的图形用户界面概述
这些天，用户界面（UI）和用户体验（UX）软件是决定软件是否会被用户接受和取得市场成功的因素越来越重要。UX设计是基于输入/输出或交互设备的类型必须符合他们的特点。与台式电脑系统相比，安卓系统有不同的交互设备和方式。如果一个桌面UI的设计都是照搬，Android设备将呈现一个糟糕的UI和UX用户难以承受，无法接受。此外，具有吸引力的用户体验更高的期望，开发商必须在系统UI和UXS设计更细致、认真，使它们符合嵌入式应用的特点，本章首先介绍了一般图形用户界面的设计方法，然后说明如何为桌面系统设计的用户界面的嵌入式系统是不同的。其目的是帮助您快速掌握用于安卓应用的一般方法和图形用户界面设计的原则。
安卓设备交互方式的特点
一个通用的桌面计算机具有强大的输入/输出（或交互）设备，如一个大的，高分辨率屏幕，一个完整的键盘和鼠标，和不同的交互方式。典型的台式电脑屏幕至少有17英寸，分辨率至少有1280到960像素。键盘一般是全键盘或增强键盘。在全键盘、字母、数字和其它字符位于相应的键，全键盘提供对应于所有字符的键。增强键盘有附加键。键盘上的键的距离大约是19毫米，这是方便用户作出选择。
GUI的交互模式，基于屏幕的台式电脑，键盘和鼠标被称为WIMP（窗口、图标、菜单和指针），这是一个使用这些元素和互动元素，包括按钮、工具栏和对话框的界面风格。懦夫取决于屏幕，键盘和鼠标设备，完成交互。例如，鼠标（或类似于鼠标的装置，如轻笔）用于指示，键盘被用来输入字符，和一个屏幕显示输出。
除了屏幕，键盘，老鼠，和其他标准的交互硬件，台式电脑可配备操纵杆、头盔、数据手套等多媒体交互设备实现多媒体功能。通过安装摄像头，麦克风，扬声器和其他设备，并凭借其强大的计算能力，用户可以与台式电脑的声音，手势，面部表情，和其他方式的形式进行交互。
台式电脑也普遍配备CD-ROM、DVD和其他大容量的外置存储设备。有了这些外部存储设备，台式电脑可以通过光盘/光盘发布软件，验证所有权和证书。
作为一个结果的可嵌入性和嵌入式系统的有限资源，以及便携性和移动性的用户的需求，Android系统的交互方式，方法和能力，不同于桌面系统。由于这些特点和条件，在Android系统交互的要求更高，更难以实现比在桌面系统。Android设备和桌面计算机之间的主要差异进行下。
各种尺寸、密度和规格的屏幕
与台式电脑、安卓设备一样的高分辨率屏幕屏幕小，有不同的尺寸和密度每英寸的点数（dpi）的测量。例如，在K900智能手机的屏幕为5.5英寸，分辨率为1920times;1080像素，和一些智能手机的屏幕只有3.2英寸，Android设备屏幕的纵横比是不是传统的纵横比16:9和4:3的台式电脑使用。如果安卓设备通过了桌面计算机的交互模式，会造成很多问题，比如选择目标的模糊显示和错误。
键盘和特殊键
台式电脑有全键盘，其中一个键对应于每个字符和按键之间的距离，使输入方便。如果一个安卓设备有一个键盘，它通常是一个键盘，而不是完整的键盘。键盘有更少的按键比全键盘，一般有几个字符共享一个键。键盘的按键更小，更紧密地间隔比全键盘，使它更难以选择和类型字符。作为一个结果，键盘是使用比全键盘不方便。此外，一些键盘提供不在标准全键盘发现特殊键，所以用户必须调整Android设备的输入。
一般而言，在安卓设备上，按键和按键都是一个统一的概念。无论你是按一个按钮还是一个键，这个动作都是以一个统一的编号方式处理的键盘事件。在Android键盘事件都有相应的android.view.keyevent类。图1-1的按钮/重点标注对应表1-1列出的事件信息。
触摸屏和触控笔，代替鼠标
触摸屏是一种输入装置，包括一个显示装置，以记录触摸位置。通过使用触摸屏，用户可以有一个更直观的反应显示信息。触摸屏被广泛应用于安卓设备，并用鼠标代替用户输入。触摸屏最常见的类型是电阻式触摸屏，电容式触摸屏，表面声波触摸屏，红外触摸屏，电阻式和电容式触摸屏最常应用于安卓设备。用户可以直接点击屏幕上的视频和图片观看。
触控笔可用于执行类似触摸功能的功能。有一些使用触摸屏的辅助工具，代替手指，帮助用户完成复杂的指向、选择、画线、画等操作，尤其是当触摸屏小。其他使用触摸输入功能的实现与其他系统组件。随着辅助工具使用第一种类型，用户可以用手指触摸输入的字符。但是，二类手写笔是不可缺少的输入工具，是用来代替手指。
触摸笔可以执行大多数功能，小鼠的典型做法，如单击并拖动，但不能达到小鼠的所有功能，如同时单击右键，点击左键/右键。在设计嵌入式应用，你应该控制在这样的触摸屏和触控笔可以避免不操作可用的功能范围内的互动模式。
屏幕上的键盘
屏幕上的键盘，也称为虚拟键盘或软键盘，显示在通过软件的屏幕。用户可以使用虚拟键盘，他们会使用物理键盘上的按键。
几个多模态的相互作用
多通道交互是指人机交互的方式，涉及五人的感觉。它允许用户进行交互，通过输入方式，如语音，手写和手势。由于计算能力有限，安卓设备一般不采用多通道交互。
几个大容量的便携式外部存储设备
大多数Android设备没有CD-ROM或DVD驱动器，硬盘，或其他大容量移动存储设备如固态硬盘（SSD），通常台式电脑配置。这些设备不能用于安卓设备上安装软件或验证所有权和证书。然而，Android设备通常支持microSD卡，现在已经高达128 GB的容量；越来越多的基于云的存储解决方案，如Dropbox和谷歌驱动器，一个驱动器，正在开发的Android设备，与Android兼容的客户端应用程序可以从谷歌Play商店下载。
嵌入式系统的用户界面设计原则
本节介绍了在将传统桌面应用程序转换为嵌入式应用程序时采取的交互设计问题和纠正措施。
屏幕尺寸的考虑
与台式电脑系统相比，安卓系统有较小的屏幕不同的显示密度和长宽比。这样的屏幕差异会导致许多问题，当将应用程序从桌面系统迁移到安卓系统时，如果开发人员减少桌面系统的屏幕比例，图形元素变得太小，就不清楚了。特别是，它往往是很难看到的文本和图标，选择和点击一些按钮，并在屏幕上放置一些应用程序的图片，适当。如果开发人员将应用程序图形元素迁移到安卓系统，而不改变其大小，则该屏幕空间是有限的，只能容纳一些图形元素。
文本和图标的大小
另一个问题是文本和图标的大小。当一个应用程序从一个典型的15英寸屏幕为一个典型的5或7英寸的手机或平板电脑屏幕上的文字，小得看不清。除了文本字体的大小，文本窗口（如聊天窗口）也变得太小，不能够读取文本。试图缩小字体大小以适应较小的窗口，使文本很难识别。
因此，嵌入式系统的设计应尽可能少用文字提示信息；例如，用图形或声音信息替换文本。此外，文字是必要的，文本的大小应该是可调的。在Android上，一些预定义的字体和图标在res目录中可用，如drawable hdpi，drawable MDPI，拉xhdpi。
点击按钮和其他图形元素
类似于小文本，按钮和其他图形元素的问题也带来了交互问题时，迁移应用程序。在桌面系统中，按钮的大小是专为鼠标点击，而在Android系统中，按钮的大小要适合手指（屏）或铁笔。因此，当一个基于windows的应用程序移植到支持Android设备，应用程序的用户界面需要重新设计；并可通过预定义的Android SDK提供的选择应以适合手指或触控笔。
开发商应使用更大和更清晰的按钮或图形元素来避免此类问题和图形元素之间足够的间隙，避免错误的离开，这是常见的当一个小的触摸屏是用手指或触控笔的选择。此外，如果一个应用程序的文本标签附近的按钮，标签应该是可点击区域与按键部分，所以更容易点击按钮。
应用窗口大小
许多应用程序，如游戏，使用固定大小的窗口，而不是窗口自动调整以填补任何大小屏幕。当这些应用程序迁移到安卓系统，因为屏幕的纵横比不匹配其分辨率，部分图中可能不可见，或部分区域可能无法到达。
这些问题可能会更复杂的智能手机和平板电脑，因为他们的屏幕等不同密度小（426times;320 DP DP，DPtimes;正常（470）320 DP），大（640times;480 DP，DP）和特大（960 DPtimes;720 DP）。他们的纵横比是不同的和不同的桌面系统所采用的。一个解决此类问题的好方法是把整个应用程序窗口的比例在智能手机或平板电脑的屏幕，如大型和超大屏幕，这是典型的640times;480像素和720像素960times;；或重新安排界面充分利用整个屏幕面积；或使整个应用程序窗口滚动视图。此外，您还可以允许用户使用多个触摸手指触摸到缩放、缩小或移动应用程序窗口的屏幕上。
从触摸屏和触控笔所引起的思考
如前所述，触摸屏和触控笔的使用在许多Android系统进行一些传统的鼠标功能。这种输入装置被称为只接触屏幕。然而，只使用触摸屏不能提供所有的鼠标功能。有没有正确的按钮，和当前的手指/手写笔的位置不能被抓获时，屏幕是不感动。所以，桌面应用程序，允许功能如光标移动不点击左、右点击，点击不同的操作，因此，不能使用触摸屏和使用Android系统的实现。
下面的部分讨论了从桌面系统到安卓系统时经常看到的几个问题，只使用了触摸屏。
正确解读光标的移动和输入（鼠标）只在触屏上
当没有鼠标键被按下时，许多应用程序需要鼠标移动信息。这个操作被称为移动光标而不需点击。例如，很多PC射击游戏1模拟视觉等用户的领域，移动鼠标不点击解释为移动游戏玩家的视野；但光标一直停留在新的视野中。然而，只有一个触摸屏的嵌入式设备不支持移动光标的操作，而不需点击。一旦用户的手指触摸屏幕，一个水龙头事件被触发。当用户在屏幕上移动一个手指，一系列的点击事件在不同的位置被触发，这些事件被解释由现有的游戏代码作为附加的交互事件（即移动的游戏玩家的枪的瞄准位置）。再将这种应用程序迁移到安卓系统时，原有的交互模式需要修改。例如，这个问题可以被修改为一个点击操作：一旦用户触摸屏幕，游戏屏幕应立即切换到视觉领域，在该光标位于屏幕中心。这样，光标就始终显示在屏幕中心，而不是在用户实际触摸的位置。
一个优势是你受益于移动平台是大多数智能手机和平板电脑市场上都装有传感器如加速度计，陀螺仪，GPS传感器，指南针，他们允许应用程序从传感器中读取数据。因此，开发人员有更多的选择，而不仅仅是触摸输入。更一般的，如果一个应用程序需要跟踪光标的移动，从点到点，只需触摸屏幕可以定义此输入由用户点击第一点，然后点乙，无需跟踪点之间的运动和点B点。
正确设置屏幕映射
许多应用程序在全屏模式下运行。如果这样的应用程序不完全填充整个抽头的触摸屏（即，他们是小于或大于屏幕），输入映射错误的结果：有一个显示位置和点击位置之间的偏差。
一种情况，通常发生在一个屏幕上的应用程序迁移到一个低的纵横比的屏幕上的应用程序的窗口是以屏幕为中心，在屏幕上显示双方空白。例如，当一个桌面应用程序窗口的分辨率为640times;480（或800times;600）像素是迁移到一个水龙头只有一个分辨率为960times;720触摸屏（或1280times;800，在戴尔Venue 8英寸WXGA）像素，它在屏幕上出现如图1-2所示。由此产生的映射错误导致该应用程序不正确地响应用户交互。当用户点击黄色箭头（目标）的位置时，应用程序确定的位置是红色爆炸图标所在的位置。当用户点击一个按钮时，也会出现这些错误。
你应该考虑位置映射的逻辑，把这个空白空间加以考虑，即使空白空间不是迁移应用程序窗口的一部分。通过制作这些改变，只在触摸屏上的触摸屏可以正确地映射触控位置。另一种情况发生在桌面全屏幕窗口被迁移到一个只有更高的纵横比的触摸屏。原始应用程序窗口的高度不适合于只使用触摸屏，而映射错误发生在垂直方向而不是水平方向。图1-3显示原始应用程序窗口填充屏幕的水平而不是垂直水龙头上只有高宽比触摸屏。在这里，当用户点击黄色箭头（目标）的位置时，应用程序确定的位置是红色爆炸图标所在的位置。这些错误是由物理显示和应用程序窗口之间的形状的差异所造成的。
一个解决方案是确保操作系统准确地将水龙头只映射到屏幕的整个可见区域。操作系统提供特殊服务来完成屏幕拉伸和鼠标位置映射。另一个办法是考虑应用，在发展初期，允许配置选项支持预先显示密度和纵横比的Android SDK提供的，如分辨率为640times;480屏，960times;720，或1080times;800像素。这样，如果最终的
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