Benutzer:Wookie/Tablet PC

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Hybrid-Tablet-PC: HP TC1100
ein Tablet PC

Tablet PC (engl. tablet - Schreibtafel) bezeichnet einen tragbaren PC, der unter anderem wie ein Notizblock (US-engl. tablet) verwendet werden kann. Der Benutzer kann dabei Eingaben per Stift oder Finger direkt auf dem Bildschirm tätigen, was einen natürlicheren Umgang mit Computern ermöglichen soll und eine Bedienung mit einer Hand ermöglicht.

Geschichte

Die Idee des stiftbedienten Computers (penabled PC oder Pen Computer) gab es schon vor den Tablet PCs. Das erste Konzept zu einem tragbaren Computer mit intuitiver Benutzeroberfläche war in den 1960er und 70er Jahren das Dynabook. Bereits in den 1980er Jahren wurde die erste Software zur Handschrifterkennung von Charles Elbaum entwickelt.[1] Einer der ersten Computer mit echter Stifteingabe war 1993 der Newton von Apple, der Vorläufer der heutigen PDAs.

1991 wurde der Stift das erste Mal als ernsthafte Alternative zur Maus gesehen, worauf z.B. Microsoft die Pen-Extensions für Windows 3.1 veröffentlichte. Zwischen 1992 und 1994 veröffentlichten mehrere Hersteller (beispielsweise Compaq, Fujitsu, IBM, NCR,Samsung und Toshiba) passende Hardware, die unter den zwei verfügbaren Betriebssystemen Windows for Pen Computers oder PenPoint (von GO Corporation) lief. Das ThinkPad war, wie der Name erahnen lässt, ursprünglich als Slate geplant.[2] Die Konzepte verschwanden bei NCR und Samsung jedoch wieder in der Schublade, Pioniere wie GRiD und GO Corporation wurden aufgekauft und liquidiert - Compaq, IBM, NEC und Toshiba stellten 1994/1995 alle stiftbasierten Produkte für Endverbraucher ein. Für die Industrie wurden jedoch weiterhin stiftbedienbare Computer hergestellt und verkauft.

Da Microsoft noch nicht an ein Ende von stiftbedienten Computern glaubte, wurden über Jahre bei ihren computing in the future-Präsentationen immer wieder stiftbasierte Eingabegeräte vorgestellt und letztendlich 2002 die Tablet PC-Erweiterung für das Betriebssystem Windows XP vorgestellt. Zeitgleich wurden drei verschiedene Bauformen von Tablet PCs vorgestellt, welche mit Microsoft Windows XP Tablet PC Edition verwendet werden konnten. Seit dem Start der Windows XP Tablet PC Edition sind eine Vielzahl von Endgeräten, unter anderem von Dell, Fujitsu-Siemens, Lenovo und Toshiba, erhätlich. Erste Anbieter wie Acer haben sich im Jahr 2007 bereits aus dem Geschäft mit Tablet PCs zurückgezogen.

Tablet PC-Standard

Der Begriff Tablet PC wird durch den 2002 von Microsoft definierten Standard für stiftbediente Notebooks näher eingegrenzt:

  • Die Bedienung eines Tablet PCs erfolgt durch Schreiben mit dem Stift auf dem Bildschirm, wobei ein induktiver Digitizer die Stiftbewegung erfasst - die Bedienung mit Fingern war am Anfang nicht vorgesehen
  • Seit 2005 dürfen nach den Spezifikationen von Microsoft auch Touchscreens eingesetzt werden was die Bedienung mit den Fingern ermöglicht (auch in Verbindung mit UMPCs).
  • Der Tablet PC muss einen Schnellstart aus dem Standby-Modus ermöglichen.
  • Der Bildschirminhalt muss über eine Tasste für Hoch- und Querformat drehbar sein, damit es möglich ist im Hochformat zu arbeiten, wie dies bei Schreibblöcken üblich ist
  • Das Gerät muss dem Legacy-Free-Design entsprechen (keine seriellen oder parallele Schnittstellen).
  • Es muss ein Knopf für die Strg-Alt-Entf-Funktion (für Windows-Anmeldung und Task-Manager) vorhanden sein.
  • Als Bauformen sind Slate, Convertible oder Hybrid möglich (siehe Abschnitt Arten von Tablet PCs).

Technik

Tablet PCs sind ähnlich aufgebaut wie herkömmliche Notebooks. Die Unterschiede bestehen hauptsächlich in der Bauform des Gehäuses und im Display mit den vorhandenen Eingabegeräten.

Stiftbedienung des Displays

 
Ein Tablet PC basiert auf der Technik eines Grafiktabletts

Tablet PCs können durch Schreiben mit dem Stift auf dem Bildschirm bedient werden, wobei ein induktiver Digitizer die Stiftbewegung erfasst - im Gegensatz zum Touchscreen ist der Bildschirm dadurch berührungsunempfindlich, das heißt der Handballen kann beim Schreiben auf dem Bildschirm liegen, ohne die Erkennung zu stören. Allerdings ist die Bedienung damit im Gegensatz zu einem PDA ausschließlich mit einem passenden Spezialstift möglich, welcher allerdings zulässt die Stärke des Drucks beim Schreiben zu messen.

Die eingesetzte Technik im Display entspricht der von Grafiktabletts - dies geht so weit, dass bei zahlreichen aktuellen Tablet PCs die Erkennungstechnologie von Wacom, einem Spezialisten für Grafiktabletts, zum Einsatz kommt. Aus diesem Grund können alle Anwendungen welche für die Verwendung mit Grafiktabletts vorgesehen sind ebenfalls mit Tablet PCs verwendet werden.

Dabei kommen zwei Arten von Stiften zur Verwendung:

  • Mit Batterie: Der Stift kann 64 Druckstufen unterscheiden, die Ortsauflösung des Stiftes auf dem Displays ist relativ gering
  • Ohne Batterie: Der Stift kann mehr als 64 Druckstufen (aktueller Standard: 254 Stufen) unterscheiden, das Display ist hochauflösender


Seit 2005 können nach den Spezifikationen von Microsoft auch Touchscreens eingesetzt werden, wobei das Display jedoch unterscheiden können muss, ob der Benutzer mit dem Sift (oder ggf. dem Finger) etwas eingibt oder nur die Hand ablegt - damit müssen mehrere Eingaben zur gleichen Zeit verarbeitet werden können. Für einen Touchscreen kommt ein Stylus ohne Elektronik zum Einsatz.

Gehäusebauformen

Die drei ursprünglichen Konzepte von Tablet PCs sind Convertible, Hybrid und Slate - seit 2006 existiert eine weitere Form tragbarer Computer die nur mit den Fingern bedient werden, sogenannte UMPCs.

Convertible

Die häufigste Bauform für Tablet PCs ist der Convertible (engl. Cabrio oder umwandelbar). Dabei hat der Benutzer im Prinzip die gleiche Funktionalität wie bei einem Notebook und insbesondere auch eine Tastatur und hat zusätzlich die Möglichkeit das Display um 180 Grad zu drehen und anschließend mit dem Bildschirm nach oben auf die Tastatur zu klappen, so dass der Convertible mit dem Eingabestift wie ein Notizblock benutzt werden kann. Somit vereint diese Bauform die Vorteile von Tablet PCs und konventionellen Notebooks. Nachteilig wirkt sich das höhere Gewicht und die deutlich größere Höhe des zusammengeklappten Gerätes gegenüber den anderen Bauformen aus, welche längeres Benutzen auf dem Arm erschweren. Dennoch sind Convertibles verbreiteter, weil die eingebaute Tastatur den Benutzern die Sicherheit gibt, jederzeit mit dem gewohnten und bei Texteingabe schnelleren Eingabegerät arbeiten zu können. Der Stift kann aber auch im Notebook-Modus für schnelle Skizzen etc. verwendet werden.

Slate

Als Slate (engl. Schiefertafel) wird ein Tablet PC bezeichnet, der auf die eigentliche Stiftbedienung beschränkt ist und insbesondere keine Tastatur eingebaut hat, so dass im Gegensatz zum Notebook das Gehäuse aus nur einem einzigen Block besteht, statt in Tastatur- und Display-Block aufgeteilt zu sein. Durch die kompakte und gewichtsreduzierte Bauform dieser Geräte sind sie sehr mobil und ermöglichen ein längeres Arbeiten auf dem Arm. Das Fehlen der Tastatur ist unproblematisch, da sich alle Tablet PCs auch ausschließlich durch den Stift mit Zeichenerkennung sowie die am Gehäuse angebrachten Funktionstasten bedienen lassen. Bei Bedarf müssen Laufwerke und Tastatur als externe Geräte (normalerweise über USB) oder via Docking station wie bei normalen PCs angeschlossen werden.

Hybrid

 
Hybrid-Tablet PC mit angeklappter Tastatur

Eine seltene Bauform ist der Hybrid (engl. Mischform), welcher die Eigenschaften von Convertible und Slate verbindet. Dabei kann die Tastatur genau wie beim Convertible hinter den Bildschirm verstaut werden, ist aber zugleich ganz abnehmbar, was das Gerät in einen „reinen“ Slate verwandelt. Die beiden einzigen Modelle von Compaq/HP (TC1000 und TC1100) werden jedoch nicht mehr hergestellt.

UMPC

Ein Ultra Mobile PC ist kein reiner Tablet PC sondern ein vollwertiger tragbarer Minicomputer der komplett mit den Fingern bedient werden kann nur wenig größer als ein PDA ist. Auf einem UMPC läuft eine Version von Windows XP Tablet PC Edition[3] oder von Windows Vista da auch ein Stift zur Eingabe verwendet werden kann - damit ist ein UMPC ein Tablet PC. Der Verwendungszweck reicht dabei von Multimediaabspielgeräten bis zu Navigationsgeräten mit allen Möglichkeiten einer PC-basierenden Plattform.


Betriebssysteme

Als Betriebssystem kam ursprünglich eine erweiterte Version von Windows XP zum Einsatz, die Windows XP Tablet PC Edition (es erschien eine weitere Version die Windows XP Tablet Edition 2005, welche auf dem Windows XP Service Pack 2 basiert). Bei dem Nachfolger, Windows Vista, gibt es keine spezielle Edition für Tablet PC mehr, da die Tablet PC Funktion in allen Editionen außer Home Basic und Starter nativ enthalten ist.


Durch die Standardhardware und die Kompatibilität zur Grafiktabletts kann der Stift auch unter anderen Betriebssystemen wie z.B. Linux verwendet werden. Die Firma Lycoris beispielsweise bietet eine entsprechend angepasste Linux-Version mit den benötigten Treibern und Zusatzfunktionen für die Stifteingabe an. MacOS X unterstützt auch die Stifteingabe und Handschrifterkennung nativ, aber passende Endgeräte sind bisher nur als modifizierte Versionen der Standard-Hardware von Drittanbietern erhältlich[4].

Elektronische Tinte und Stiftbedienung

Zunächst ersetzt der Stift auf dem Tablet PC die Maus, ähnlich wie bei der Eingabe über ein Grafiktablett an einem herkömmlichen PC. Einfaches Tippen auf dem Bildschirm entspricht einem Mausklick, doppeltes Tippen einem Doppelklick. Der rechte Mausklick wird durch "Tippen und halten" ähnlich dem Pocket PC simuliert oder kann auf eine der meist vorhandenen Tasten am Stift gelegt werden. Das Hauptmerkmal des Tablet PCs ist jedoch die Möglichkeit der Texteingabe mit dem Stift:

Die Idee des (Windows XP) Tablet PCs war, dem Benutzer mit dem Stift auf dem Bildschirm das Gefühl zu geben, er würde mit Stift und Papier arbeiten. Dafür errechnet das System aus der Stiftspur auf dem Bildschirm Bézierkurven, die das Geschriebene mathematisch repräsentieren. Je nach Stift und Fähigkeit des Displays können neben der Position des Stiftes ebenfalls Druck und Stiftneigung ausgewertet werden. Anschließend werden die Kurven gerendert auf dem Display angezeigt. Dadurch entsteht für den Benutzer das Gefühl, er würde auf dem Bildschirm schreiben oder zeichnen. Viele Programme für den Tablet PC sind in der Lage, diese Freihandeingaben in Text umzuwandeln (siehe [#Handschrifterkennung]]). Je nach Ansatz geschieht dies automatisch im Hintergrund oder auf Benutzeranforderung hin. Auch die Freihandeingaben sind somit nach Stichworten durchsuchbar beziehungsweise können in anderen Programmen als normaler Text weiterverarbeitet werden. Allerdings eignet sich die Stifteingabe weniger für umfangreiche Texteingaben. Hier bewährt sich die gewohnte Tastatur nach wie vor. Komplexe mathematische Formeln, Textmitschriften, Skizzen oder für das Kommentieren von Dokumenten eigenen sich hingegen besonders gut für diese Art der Eingabe.

Erweiterungen im Betriebssystem

Um ohne Tastatur alle herkömmlichen Anwendungen nutzen zu können, existiert in Windows XP eine "Freihandeingabeleiste". Diese erscheint sobald mit dem Stift ein Textfeld ausgewählt wurde, und ermöglicht dem Benutzer die Eingabe von Text per Stift - dabei kann die Handschrifterkennung oder die Bildschirmtastatur verwendet werden.


Außerdem ist in der Tablet PC Edition von Windows XP das Programm Microsoft Journal enthalten, welches Schreiben und Zeichnen wie auf einem normalen Block Papier ermöglicht und darüber hinaus die gewohnten Möglichkeiten von Computerprogrammen bietet, also durchsuchen, rückgängig machen, kopieren, einfügen (von Bildern und Texten), Format ändern, verschieben, skalieren etc. Der Journal Viewer ermöglicht die Anzeige von Journal-Dateien auch auf Nicht-Tablet-PCs.

Mit Windows Vista wurde die Funktionalität für Tablet-PCs erweitert. Neu sind die Gestensteuerung sowie die Integration einer virtuellen Maus, die auch das Bedienen von sehr kleinen Bildschirmen, wie sie bei UMPCs verwendet werden, ermöglicht. Unter Windows Vista werden auch, im Gegensatz zu Windows XP Tablet PC Edition, ausgeführte Klicks durch aufleuchtende Kreise visualisiert, um eine bessere Rückmeldung zu ermöglichen.

Es existieren auch Alternativen zu den Erweiterungen von Windows, so existiert mit riteScript eine Alternative zum Microsoft Tablet PC Eingabebereich mit einer eigenen Handschrifterkennung. Mit diesem Programm ist die handschriftliche Texteingabe auf dem kompletten Bildschirm möglich.

Handschrifterkennung

Die Handschrifterkennung bei der Eingabe über einen Stift direkt am PC unterscheidet sich deutlich von der Texterkennung bei einem OCR-System. Bei der offline-Texterkennung in einem OCR-System muss erst eine Vorlage in ein digitales gerastertes Bild gewandelt werden, wohingegen die online-Handschrifterkennung in einem Tablet-PC direkt auf die mit einem Stift geschriebenen Kurven zugreifen kann. Damit sind Informationen wie die Geschwindigkeit der einzelnen Abschnitte der Kurvenzüge und die Reihenfolge der einzelnen Kurven verfügbar, die sich bei der offline-Texterkennung nicht mehr rekonstruieren lassen.


Die Kurven werden dabei als Folge von Punkten gespeichert, welche eine Reihe von Operationen zur Korrektur (Zeilenausrichtung, Normalisierung der Größe, Ausrichtung der Buchstaben) durchlaufen. Danach werden die Merkmale der Schrift, genauer die Trajektorien der Kurven, extrahiert. Anschließend werden Wahrscheinlichkeiten für verschiedene Wörter mittels Hidden-Markov-Modellen aus der Aneinanderreihung von einzelnen Buchstaben und Gruppen von Buchstaben (N-Gramm) die in ihrem Aussehen voneinander abhängig sind berechnet. Abhängig von der Qualität der Modelle der Buchstaben(-gruppen) und des Umfangs des Wörterbuches können anschließend die entsprechenden erkannten Worte ausgegeben werden.

Anwendung von Gesten

Das Fehlen einer Tastatur bei manchen Modellen erschwert die Verwendung von Tastenkombinationen. Prinzipiell sind viele Tastenkombinationen über die Bildschirmtastatur erreichbar, jedoch gehen die Vorteile wie Schnelligkeit und einfache Erreichbarkeit der dahinterliegenden Funktionen damit verloren. Ähnlich wie Mausgesten, also das Zeichnen von Figuren mit einer Maus oder in diesem Fall dem Stift, kann der Benutzer mit definierten Figuren verschiedene Aktionen auslösen. Einige Programme unterstützen Gesten nativ, oft übernehmen aber spezialisierte Programme diese Funktion. Unter Windows Vista werden einige Gesten auch direkt vom Betriebssystem unterstützt, wie die Navigation in Webseiten (vorheriger/nächster) oder das Scrollen in Dokumenten.

Programme für die Anwendung mit Tablet PCs

Um den Stift mit allen Vorteilen als Eingabegerät nutzen zu können, müssen die Anwendungen dafür vorbereitet sein. Hier eine kleine Auswahl an Software die dafür vorgesehen ist:

  • Microsoft OneNote ist ein Teil von Microsoft Office und ist speziell für Tablet PCs entwickelt. OneNote ist wie das Microsoft Journal ein Programm für Notizen und bietet ein virtuelles Notizbuch, welches sich wie ein echtes Notizbuch mit Trennseiten und Karteikarten organisieren lässt. Dabei können Notizen handschriftlich angelegt und gespeichert werden, wobei eine Erkennung des Textes im Hintergrund erfolgt und später ein Durchsuchen der Dokumente ermöglicht.
  • Ab Microsoft Office XP ist durch ein Erweiterungspack auch eine Freihandeingabe in den einzelnen Office-Anwendungen möglich, wodurch zum Beispiel in Microsoft Word ein extra Freihandobjekt erstellt wird. In Microsoft PowerPoint kann während einer Präsentation den Stift als Alternative zu einem Laserpointer nutzen um Objekte hervorzuheben oder Skizzen und Kommentare auf den einzelnen Folien anzufertigen. Diese Freihandeingaben werden immer als Vektorobjekte gespeichert. Es ist auchmöglich mit Outlook handgeschriebene E-Mails zu verfassen, welche der Empfänger als Bild erhält.
  • Mit PDF Annotator können PDF-Dateien mit einem Tablet PC wie ein gedrucktes Dokument mit Markierungen (Textmarker) und Anmerkungen versehen werden.
  • Von Microsoft existieren mehrere Sammlungen von kleinen Softwaretools (Microsoft Experience Pack für Tablet PC und Microsoft Education Pack) mit etlichen Anwendungen die das Potential von Tablet PCs zeigen sollen - dabei sind beispielsweise Programme zum Erkennen von handgeschriebenen mathematischen Formeln, zum Schreiben von Noten, ein Kreuzworträtsel oder ein Programm für Notizzettel auf dem Desktop.
  • Corel Grafigo ist ein vektorbasierendes Zeichenprogramm speziell für Tablet PCs.
  • Alias SketchBookPro ist ein Zeichenprogramm zur Anwendung für Skizzen (engl. sketch) an einem Tablet PC. Eine Besonderheit an dieser Anwendung ist eine spezielle Werkzeugpalette welche eine besonders effektive Benutzung mit Stiften ermöglicht.

Die meisten vektorbasierenden Zeichenprogramme, wie etwa CorelDRAW oder Inkscape unterstützen von Haus aus Stifteingabe. Ebenso kann der Stift in vielen Bildbearbeitungsprogrammen wie Photoshop wie ein herkömmliches Grafiktablet verwendet werden.

Es existierne weiterhin spezielle Plug-Ins, beispielsweise für Microsoft Office, um Anwendungen mit Funktionen für Tablet PCs nachzurüsten und die Produktivität zu steigern. Beispiele hierfür sind "Tablet Enhancements for Outlook TEO" und "InkGestures for Word".

Für Anwender in Büroumgebungen finden sich viele sehr praxisorientierte Empfehlungen in dem Buch „Seize the Workday“ von Michael Linenberger (siehe Literatur). Er führt in einem umsetzungsorientiertem Schreibstil die Anwendungen Termin- und Aufgabenplanung, E-Mail mit Stift und Tastatur, Präsentationen mit dem Tablet PC, Mitschreiben in Meetings, Mindmapping und Dokumente mit dem Stift (Pen) überarbeiten vor.

Spracheingabe

Alternativ bietet die englische Version von Windows XP Tablet Edition und alle Versionen von Windows Vista zusätzlich die Option der Spracheingabe über das in allen Tablet PCs vorhandene Mikrofon. Im Gegensatz zur eingebauten Spracherkennung in Windows XP Tablet PC Edition können andere kommerzielle Anwendungen und die Spracherkennung in Windows Vista meist auch trainiert und erweitert werden.

Verwendungszweck und Verbreitung


Durch die abnehmende Größe der Geräte und die zunehmende Leistungsfähigkeit von PDAs verwischt die Grenze zwischen beiden Kategorien zunehmend.


Eine sogenannte Killerapplikation, welche eine deutlich schnellere Verbreitung von Tablet-PCs bewirken würde, steht momentan (im Jahr 2007) aber noch aus. Gehemmt wird das Wachstum in Deutschland durch die hohen Preise der Endgeräte im Verlgleich zu herkömmlichen Notebooks. Der Aufpreis beträgt ungefähr 500€ (Anfang 2008). In den USA kostete der preiswerteste Tablet PC 2007 weniger als 1000€, wogegen in Deutschland das preiswerteste Modell mindestens 1500€ gekostet hat. Alle Tablet-PC-Hersteller kamen in ganz Europa zusammen nur auf 120.000 verkaufte Tablet-PCs.

Echte Mobilität

Vielleicht umstricken in Vorteile/Nachteile

Der Tablet PC ist der erste wirklich mobile Computer, der alle Anforderungen eines gebräuchlichen Desktop PCs erfüllt und auch im größeren Stil eingesetzt wird. Im Gegensatz zu Notebooks kann er auch beim Stehen und Gehen mitgeführt und komfortabel bedient werden. Bei einigen Tablet-PCs ist dafür auf der Unterseite eine rutschfeste samtartige Schicht und teilweise ein Halteriemen angebracht, was das Halten vereinfacht.

Die tatsächlich nutzbare Mobilität eines Computers steht und fällt mit dem (möglichst geringen) Gewicht und der (möglichst hohen) Akkulaufzeit. Beim Gewicht sind beim Tablet PC die tastaturlosen Slates gegenüber den größeren und schwereren Convertibles klar im Vorteil, wobei der leichteste Convertible-Tablet-PC gerade einmal 1 kg wiegt. Bei Slates wird der Gewichtsvorteil jedoch neben dem Fehlen der Tastatur in der Regel mit dem Verzicht auf ein eingebautes optisches Laufwerk (CD/DVD) erkauft. Die Batterielaufzeit dagegen entspricht im großen und ganzen derjenigen bei vergleichbar großen Notebooks und liegt je nach Nutzung derzeit bei etwa 2 bis 4,5 Stunden, mit speziellen Batteriepacks sind jedoch bei etlichen Modellen auch laut Herstellerangaben bis zu 10Stunden Dauerbetrieb möglich. <Quelle> Allerdings benötigt das Rendern der gezeichneten Kurven im Tablet-Betrieb wesentlich mehr Rechenzeit, als das bloße Tippen von Text, was sich besonders bei älteren Modellen negativ auf die Laufzeit auswirkt.

Kritik

Das Konzept der Tablet PCs ist noch nicht perfekt in die Software umgesetzt, so haben Tablet PCs von Haus aus noch keine besondere Unterstützung für die Eingabe von mathematischen Inhalten, sodass diese lediglich als Vektorgrafiken abgespeichert werden. Dies wird erst mit speziellen Anwendungen wie dem kostenlosen Microsoft Equation Writer oder dem Produkt MathJournal der Firma XThink ermöglicht.

Durch hohen Preise der Endgeräte


Quellen

  1. http://www.webpronews.com/expertarticles/2005/12/20/a-brief-history-of-tablet-pcs A Brief History of Tablet PCs
  2. http://www.pc.ibm.com/us/thinkpad/anniversary/history.html Lenovo - History of ThinkPad
  3. http://www.heise.de/mobil/Der-Ultra-Mobile-PC-UMPC-im-Test--/artikel/77108
  4. http://eshop.macsales.com/shop/ModBook

Literatur

  • Michael Linenberger: Seize the Work Day: Using the Tablet PC to Take Total Control of Your Work and Meeting Day, New Academy Publishing 2004, ISBN 978-0974930404
  • Jeff VanWest: Tablet PC Quick Reference, Microsoft Press Books 2002, ISBN 978-0735618633
  • Dave A. Berque: Impact of Tablet PC's and Penbased Technology on Education, Purdue University Press 2006, ISBN 978-1557534347