W O J S K O W A A K A D E M I A T E C H N I C Z N A

im. Jarosława Dąbrowskiego

LABORATORIUM KOMUNIKACJI CZŁOWIEK-KOMPUTER

S P R A W O Z D A N I E

Z Ć W I C Z E N I A L A B O R A T O R Y J N E G O

nr 2

Temat ćwiczenia:

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji

za pomocą nieklawiaturowych urządzeń wprowadzania

Prowadzący:

dr hab. inż. Antoni Donigiewicz

Grupa:
Sprawozdanie wykonał:

Data wykonania ćwiczenia: 11.05.2009
Data oddania sprawozdania: 25.05.2009

1. Przyjęte oznaczenia

Badanie jednokierunkowe

Symbol Jednostka

Definicja

L.k.

-

liczba kliknięć

L.b.

-

liczba błędów

w

px

szerokość prostokątów

d

px

odległość prostokątów

px

odchylenie standardowe współrzędnych w kierunku kontynuowania ruchu

px

skuteczna szerokość obiektu

ID

b

indeks trudności

b

skuteczny indeks trudności

b/s

przepustowość wejściowa

s

średni czas przemieszczania

px/s

szybkość przemieszczania

-

prawdopodobieństwo błędu

Badanie wielokierunkowe

Symbol Jednostka

Definicja

px

skuteczna szerokość obiektu dla współrzędnej x

px

skuteczna szerokość obiektu dla współrzędnej y

ID

b

indeks trudności

b

skuteczny indeks trudności

b/s

przepustowość wejściowa

px/s

szybkość przemieszczania

ms

średni czas przemieszczania do obiektu (mierzony pomiędzy kliknięciami)

d

px

odległość przemieszczenia (średnica okręgu)

px

odchylenie standardowe współrzędnej x

S

x

W

e

ID

e

P

w

T

m

V

p

P

b

W

ex

W

ey

ID

e

P

w

V

p

t

śr

S

x

2. Jednokierunkowy test wskazywania

2.1. Zestawienie wyników badania i obliczeń

2.2. Wykresy

w

d

ID

1

50

2

10

50

7.545

31.182

2.585

1.548

0.046

0.693

72.125

0.04

2

50

3

20

50

10.504

43.414

1.807

1.385

0.057

0.500

100.000

0.06

3

50

1

30

50

9.101

37.613

1.415

1.645

0.079

0.426

117.450

0.02

4

50

3

40

50

12.706

52.514

1.170

1.440

0.090

0.328

152.382

0.06

5

50

0

50

50

8.440

34.884

1.000

1.951

0.112

0.355

140.756

0.00

6

50

1

10 100

14.009

57.900

3.459

1.536

0.043

0.722

138.579

0.02

7

50

6

20 100

24.783

102.430

2.585

1.119

0.038

0.594

168.420

0.12

8

50

2

30 100

15.680

64.805

2.115

1.588

0.068

0.474

210.753

0.04

9

50

4

40 100

28.776

118.931

1.807

1.122

0.059

0.385

259.603

0.08

10

50

9

50 100

32.662

134.990

1.585

1.078

0.065

0.337

296.970

0.18

11

50

15

10 200

80.054

330.862

4.392

0.709

0.021

0.698

286.525

0.30

12

50

4

20 200

39.731

164.208

3.459

1.226

0.041

0.603

331.495

0.08

13

50

6

30 200

49.066

202.790

2.939

1.094

0.043

0.521

384.073

0.12

14

50

12

40 200

71.360

294.932

2.585

0.859

0.041

0.430

464.587

0.24

15

50

6

50 200

53.144

219.644

2.322

1.096

0.057

0.395

506.643

0.12

16

50

16

10 400

170.323

703.945

5.358

0.662

0.015

0.875

457.314

0.32

17

50

4

20 400

80.804

333.964

4.392

1.175

0.027

0.891

449.119

0.08

18

50

7

30 400

113.586

469.451

3.841

0.938

0.027

0.710

563.526

0.14

19

50

3

40 400

57.338

236.976

3.459

1.514

0.049

0.630

634.489

0.06

20

50

16

50 400

158.602

655.503

3.170

0.754

0.029

0.525

761.638

0.32

21

50

16

50 400

158.602

655.503

3.170

0.754

0.029

0.525

761.638

0.32

22

50

2

10 650

91.963

380.083

6.044

1.452

0.030

0.999

650.837

0.04

23

50

4

20 650

160.017

661.351

5.066

1.009

0.023

0.882

737.217

0.08

24

50

1

30 650

92.698

383.120

4.503

1.472

0.036

0.834

779.205

0.02

25

50

4

40 650

131.411

543.121

4.109

1.183

0.035

0.685

949.414

0.08

26

50

3

50 650

134.314

555.118

3.807

1.177

0.033

0.718

904.752

0.06

Trackball

w

d

ID

1

50

4

20

50

12.090

49.970

1.807

1.264

0.036

0.715

69.908

0.08

2

50

8

20 100

31.778

131.337

2.585

0.936

0.026

0.733

136.467

0.16

3

50

7

20 200

56.262

232.531

3.459

0.961

0.018

1.077

185.729

0.14

4

50

5

20 400

98.456

406.917

4.392

1.023

0.018

1.166

343.107

0.10

5

50

2

20 650

90.777

375.180

5.066

1.478

0.025

1.223

531.382

0.04

Mysz

Nr badania L.k. L.b.

S

x

W

e

ID

e

P

w

T

m

V

p

P

b

Nr badania L.k. L.b.

S

x

W

e

ID

e

P

w

T

m

V

p

P

b

50

100

200

400

650

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

Wykres zależności szybkości przemieszczenia (Vp)

od odległości pomiędzy prostokątami (d)

Mysz, w=10
Mysz, w=20
Mysz, w=30
Mysz, w=40
Mysz, w=50
Trackball, w=20

d [px]

V

p

[

p

x/

s]

50

100

200

400

650

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

0.11

0.12

Wykres zależności przepustowości wejściowej (Pw)

od odległości pomiędzy prostokątami (d)

Mysz, w=10
Mysz, w=20
Mysz, w=30
Mysz, w=40
Mysz, w=50
Trackball, w=20

d [px]

P

w

[

b

/s]

50

100

200

400

650

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

Wykres zależności średniego czasu przemieszczenia (Tm)

od odległości pomiędzy prostokątami (d)

Mysz, w=10
Mysz, w=20
Mysz, w=30
Mysz, w=40
Mysz, w=50
Trackball, w=20

d [px]

T

m

[

s]

50

100

200

400

650

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0.20

0.22

0.24

0.26

0.28

0.30

0.32

0.34

Wykres zależności prawdopodobieństwa błędu (Pb)

od odległości pomiędzy prostokątami (d)

Mysz, w=10
Mysz, w=20
Mysz, w=30
Mysz, w=40
Mysz, w=50
Trackball, w=20

d [px]

P

b

50

100

200

400

650

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

Wykres zależności odchylenia standardowego współrzędnej x (Sx)

od odległości pomiędzy prostokątami (d)

Mysz, w=10
Mysz, w=20
Mysz, w=30
Mysz, w=40
Mysz, w=50
Trackball, w=20

d [px]

S

x

[p

x]

3. Wielokierunkowy test wskazywania

3.1. Zestawienie wyników badania i obliczeń

Mysz

Poziom trudności

ID

d

1

319.069

212.870

3.123

0.492

0.596

130.909

825

108

77.20

2

315.845

201.145

3.280

0.558

0.672

146.988

830

122

76.42

3

313.116

190.957

3.412

0.619

0.726

158.451

852

135

75.76

4

310.543

180.043

3.532

0.681

0.784

170.311

869

148

75.14

5

307.247

168.927

3.652

0.749

0.843

182.432

888

162

74.34

6

303.983

157.179

3.763

0.818

0.925

198.870

885

176

73.55

7

301.354

146.357

3.858

0.883

0.980

209.767

901

189

72.91

8

298.881

136.595

3.948

0.947

1.070

228.249

885

202

72.32

9

295.429

124.503

4.038

1.021

1.199

253.819

851

216

71.48

10

291.999

113.798

4.123

1.093

1.166

245.203

938

230

70.65

11

289.722

102.997

4.198

1.162

1.263

264.130

920

243

70.10

12

287.103

92.590

4.269

1.232

1.333

277.056

924

256

69.47

13

283.669

81.349

4.342

1.310

1.261

259.865

1039

270

68.64

14

280.406

69.941

4.412

1.390

1.424

290.984

976

284

67.85

15

277.786

59.732

4.473

1.465

1.442

292.323

1016

297

67.21

16

275.424

49.207

4.532

1.541

1.536

309.073

1003

310

66.64

17

272.024

39.009

4.594

1.625

1.683

335.751

965

324

65.82

18

269.680

29.863

4.652

1.703

1.660

329.435

1026

338

65.25

Trackball

Poziom trudności

ID

d

1

319.390

213.160

3.123

0.491

0.412

90.604

1192

108

77.28

2

315.717

201.181

3.280

0.558

0.464

101.582

1201

122

76.39

3

313.222

191.260

3.412

0.618

0.495

108.086

1249

135

75.79

4

311.031

179.946

3.532

0.681

0.440

95.731

1546

148

75.26

5

308.864

169.091

3.652

0.747

0.526

114.165

1419

162

74.73

6

304.074

157.998

3.763

0.817

0.608

130.952

1344

176

73.57

7

301.643

146.607

3.858

0.882

0.548

117.318

1611

189

72.98

8

299.084

136.525

3.948

0.947

0.547

116.763

1730

202

72.36

9

295.615

124.305

4.038

1.021

0.647

136.969

1577

216

71.53

10

393.009

336.535

4.123

0.705

0.363

118.435

1942

230

95.09

11

289.864

103.153

4.198

1.161

0.721

150.932

1610

243

70.13

12

287.110

92.628

4.269

1.232

0.769

159.800

1602

256

69.47

13

283.790

80.884

4.342

1.311

0.880

181.208

1490

270

68.66

14

280.496

70.821

4.412

1.388

0.810

165.791

1713

284

67.87

15

277.908

59.019

4.473

1.466

0.917

185.741

1599

297

67.24

16

275.333

49.889

4.532

1.539

0.910

183.215

1692

310

66.62

17

271.940

37.701

4.594

1.629

0.895

177.924

1821

324

65.80

18

269.342

27.545

4.652

1.712

0.943

186.226

1815

338

65.17

W

ex

W

ey

ID

e

P

w

V

p

t

śr

S

x

W

ex

W

ey

ID

e

P

w

V

p

t

śr

S

x

3.2. Wykresy

108 122 135 148 162 176 189 202 216 230 243 256 270 284 297 310 324 338

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

Wykres zależności szybkości przemieszczania (Vp) od odległości przemieszczania (d)

Mysz
Trackball

d [px]

V

p

[p

x/

s]

108 122 135 148 162 176 189 202 216 230 243 256 270 284 297 310 324 338

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

Wykres zależności przepustowości wejściowej (Pw) od odległości przemieszczania (d)

Mysz
Trackball

d [px]

P

w

[

b/

s]

108 122 135 148 162 176 189 202 216 230 243 256 270 284 297 310 324 338

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

Wykres zależności średniego czasu przemieszczania do obiektu (t_śr)

od odległości przemieszczania (d)

Mysz
Trackball

d [px]

t_

śr

[

s]

108 122 135 148 162 176 189 202 216 230 243 256 270 284 297 310 324 338

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Wykres zależności odchylenia standardowego współrzędnej x (Sx)

od odległości przemieszczania (d)

Mysz
Trackball

d [px]

S

x

[p

x]

4. Wnioski

4.1. Jednokierunkowy test wskazywania

Szybkość przemieszczenia wzrasta wraz ze zwiększeniem szerokości wskazywanych obiektów i

odległości między nimi. Najmniejszą szybkością przemieszczenia charakteryzuje się mysz odwrócona –
trackball. Wraz ze wzrostem odległości pomiędzy prostokątami maleje przepustowość wejściowa,
natomiast wzrost szerokości prostokątów sprzyja jej zwiększeniu. Średni czas przemieszczenia wzrasta
(nieznacznie) wraz z odległością między prostokątami, maleje jednak wraz ze zwiększaniem się
szerokości prostokątów. Największymi średnimi czasami przemieszczenia charakteryzuje się trackball.
Prawdopodobieństwo popełnienia błędu przez użytkownika wzrasta wraz z odległością między
badanymi obiektami, jednak dla dużych wartości odległości radykalnie się zmniejsza. Z wyników
badań wynika, że nie ma zależności pomiędzy szerekością prostokątów a liczbą popełnianych przez
użytkownika błędów, wydaje się jednak, że badanie obiektów o pewnych szerokościach (20,30) jest
mniej podatne na błędy niż innych, niezależnie od odległości pomiędzy obiektami. Odchylenie
standardowe wartości współrzędnej x wzrasta wraz z odległością pomiędzy badanymi obiektami (od
pewnego progu dość znacznie), w niewielkim stopniu zależąc od szerokości badanych obiektów.
Odstępstwa od tej reguły jak i interpretację prawdopodobieństwa popełnienia błędu można
wytłumaczyć losowym charakterem badanego zjawiska.

Uzyskane wyniki są zgodne z oczekiwaniami. Wzrost szerokości wskazywanych obiektów

pozwala użytkownikowi wykonywać operacje mniej precyzyjne, co objawia się również krótszym
czasem ich wykonywania. Generalnie, wzrost szerokości wskazywanych obiektów wpływa pozytywnie
na szybkość i jakość wprowadzania informacji przez użytkownika.

Wzrost odległości między wskazywanymi obiektami sprawia, że użytkownik wykonuje ruchy

bardziej dynamiczne, przemieżając wskaźnikiem większa odległość w jednostce czasu. Ciekawą
obserwacją jest drastyczny spadek prawdopodobieństwa popełnienia błędu przez użytkownika przy
dużych odległościach między badanymi obiektami. Zdaje się to wynikać z faktu, że przy dużych
odległościach, użytkownik nie jest w stanie objąć wzrokiem całego obszaru roboczego i musi zmienić
punkt skupienia spojrzenia aby wykonać zadanie. Wyniki badania sugerują, że najmniejszym
prawdopodobieństwem popełnienia błędu charakteryzują wskazywanie obiektów o niewielkich lub
wręcz dalekich odległościach, tym sasmym istnieje pewne „pasmo” zwiększonego
prawdopodobieństwa pomyłki. Sugeruje to również, że poleganie na obserwacji obiektu
zainteresowania w peryferyjnym polu widzenia prowadzi do większego prawdopodobieństwa
popełnienia błędu, należy zatem, w miarę możliwości, aktywnie śledzić wskaźnik urządzenia
wskazywania, aby minimalizować ilość popełnianych błędów, chociaż może się to odbić na zmęczeniu
wzroku użytkownika. Trudno udzielić tutaj jednoznacznej odpowiedzi.

4.2. Wielokierunkowy test wskazywania

Szybkość przemieszczenia jak i przepustowość wejściowa są znacznie większe w przypadku

zwykłej myszy niż trackballa, natomiast średnie czasy przemieszczenia wykazują tendencję odwrotną.
Średnie czasy przemieszczenia dla myszy mieszczą się w przedziale od 825 ms do 1039 ms,
natomiast dla trakcballa wachają się od 1192 ms do 1942 ms. Wachania te wykazują brak wprawy
użytkownika w posługiwaniu się trackballem. Odchylenie standardowe współrzędnej x dla trackballa
jest niemal identyczne jak dla myszy (wyłączając przypadek, gdzie d=230, można go jednak
zaniedbać jako błąd przypadkowy wynikający np. z dezorientacji użytkownika przeprowadzającego
badanie) i maleje wraz ze wzrostem odległości przemieszczenia. Szybkość przemieszczenia i
przepustowość wejściowa rosną z odległością przemieszczenia.

Otrzymane wyniki są zgodne z oczekiwaniami teoretycznymi. Użytkownik nigdy wcześniej nie

korzystał z trackballa, co miało znaczący wpływ na wyniki badań. Badania wykazały, że trackball
charakteryzuje się gorszą jakością wprowadzania informacji niż mysz, jednak był on obsługiwany w
specyficzny sposób. Użytkownik operował trackballem przy użyciu obydwu rąk, ponieważ przy
obsłudze jedną reką nie był w stanie uzyskać pożądanej precyzji ruchów. Obsługując trackballa za
pomocą jednej ręki, ruch wskaźnika ekranowego był zbyt szybki i czuły na najdrobniejsze drżenia ręki i
palców, co uniemożliwiało efektywną pracę za pomocą urządzenia. Trackball znajduje zastosowanie w
miejscach o ograniczonej powierzchni użytkowej, gdzie korzystanie z innych urządzeń wprowadzania
nie jest możliwe, jednak w dobie paneli i wyświetlaczy dotykowych nie dziwi fakt, żę rezygnuje się z
takiego rozwiązania. W porównaniu z tradycyjną myszą, badane urządzenie było niewygodne,
natomiast praca z nim powodowała nadwyrężenie i ból palców ręki użytej to jego obsługi.
Najprawdopodobniej wynika to z braku znajomości i umiejętności korzystania z urządzenia przez
użytkownika, brak jednak przesłanek by przyjąć takie twierdzenie.