WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Wydział Cybernetyki

Instytut Teleinformatyki i Automatyki

Antoni Donigiewicz

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji za pomocą

wskazujących urządzeń wprowadzania

Instrukcja laboratoryjna

WARSZAWA 2008 r.

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

2

Spis treści

Str.

1.

Cel i przedmiot ćwiczenia............................................................................... 3

1.1.

Cel ćwiczenia.................................................................................................. 3

1.2.

Przedmiot ćwiczenia....................................................................................... 3

2.

Testy w komunikacji człowiek – komputer...................................................... 3

3.

Jednokierunkowy test wskazywania............................................................... 4

3.1.

Opis procedury testowej................................................................................. 4

3.2.

Prowadzenie badania..................................................................................... 5

3.3.

Opracowanie wyników.................................................................................... 9

4.

Wielokierunkowy test wskazywania...............................................................

10

4.1.

Opis procedury testowej................................................................................. 10

4.2.

Prowadzenie badania..................................................................................... 10

4.3.

Opracowanie wyników.................................................................................... 14

5.

Literatura......................................................................................................... 14

© Wszelkie prawa zastrzeżone. Instrukcja do ćwiczenia i oprogramowanie związane
z ćwiczeniem mogą być używane wyłącznie w celach dydaktycznych w Instytucie
Teleinformatyki i Automatyki WAT. Wszelkie inne użycie wymaga pisemnej zgody
autorów.

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

3

1. Cel i przedmiot ćwiczenia

1.1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi charakterystykami

jakości wprowadzania informacji przez użytkownika oraz wpływem warunków

wprowadzania informacji na wartości tych charakterystyk.

1.2. Przedmiot ćwiczenia

Przedmiotem ćwiczenia jest pomiar podstawowych charakterystyk jakości

wprowadzania informacji przez użytkownika (operatora) za pomocą myszy i odwróconej

myszy do komputera. W ćwiczeniu wykorzystuje się jednokierunkowy test wskazywania

i wielokierunkowy test wskazywania.

2. Testy w komunikacji człowiek - komputer

W interaktywnych systemach komunikacji człowiek – komputer stosuje się testy do

testowania wydajności i skuteczności funkcjonowania istniejących i nowych urządzeń

wprowadzania informacji. Urządzenia wejściowe powinny być przetestowane przy

wykonywaniu zadań, dla których planowane jest ich użycie. Testy mogą być

wykorzystane do porównywania jakości wprowadzania informacji do komputera za

pomocą różnych urządzeń. Testowanie urządzeń realizowane jest w układzie człowiek -

urządzenie wejściowe - komputer. Przy wykorzystaniu tych samych urządzeń

wejściowych, testy mogą być wykorzystane do oceny jakości wprowadzania informacji

przez użytkownika.

Testy opisywane w normie [1] dotyczą oceny realizacji następujących zadań

podstawowych:

-

wskazywanie,

-

wybór,

-

przeciąganie,

-

śledzenie,

-

wprowadzanie swobodne.

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

4

3. Jednokierunkowy test wskazywania

3.1. Opis procedury testowej

Użytkownikowi przedstawiane są dwa prostokąty o szerokości w i odległości

d pomiędzy środkami prostokątów (rys. 1). Zadanie polega na wskazywaniu

wskaźnikiem i klikaniu prostokątów na przemian za pomocą myszy. Każda seria

testowa rozpoczyna się wówczas gdy użytkownik przesunie wskaźnik na prostokąt

i naciśnie przycisk myszy.

Rys. 1. Jednokierunkowy test wskazywania (1 – wskaźnik, w – szerokość, d – odległość

prostokątów)

Obliczenia wykonywane są przez oprogramowanie wykorzystując zależności (1) –

(4) podane niżej.

Szerokość obiektu (w) jest szerokością obiektu prezentowanego na

zobrazowaniu. Dla zadania wyboru, wskazywania i przeciągania szerokość obiektu jest

mierzona wzdłuż kierunku ruchu. Dla zadania naśladowania szerokość obiektu jest

mierzona prostopadle do kierunku ruchu.

Skuteczna szerokość obiektu (w

e

) jest to szerokość rozproszenia wybranych

współrzędnych powstała w wyniku wskazywania/(klikania) podczas testu.

Obliczana jest jako [1]:

x

e

s

w

133

,

4

=

(1)

gdzie

x

s

- odchylenie standardowe wybranych współrzędnych w kierunku

kontynuowania ruchu (oś x w jednokierunkowym poziomym teście wskazywania).

Indeks trudności jest miarą precyzji użytkownika wymaganej w zadaniu.

Wyrażany jest w bitach.

Dla zadań wskazywania jest równy [1]:

d

w

1

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

5

w

w

d

ID

+

=

2

log

(2)

gdzie: d oraz w jak na rys. 1.

Skuteczny indeks trudności jest miarą osiągniętej przez użytkownika precyzji

w realizowaniu zadania wskazywania. Wyrażany jest w bitach.

Obliczany jest jako [1]:

e

e

e

w

w

d

ID

+

=

2

log

(3)

Przepustowość wejściowa dla zadań wskazywania jest równa [1]:

m

e

w

t

ID

P =

(4)

gdzie:

e

ID - skuteczny indeks trudności;

m

t

- czas przemieszczenia (ruchu) obliczany od rozpoczęcia ruchu urządzenia

wejściowego do wskazania obiektu.

3.2. Prowadzenie badania

W folderze lokalnym gdzie zapisana jest aplikacja utworzyć plik tekstowy do

zapisywania wyników badania. Uruchomić aplikację

Test.exe (okno początkowe rys. 2)

i wybierając w menu „Badanie” wprowadzić dane użytkownika

nie używając polskich

znaków diakrytycznych (rys. 3).

Rys. 2. Okienko początkowe

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

6

Rys. 3. Okno wprowadzania danych użytkownika i potwierdzenie poprawnego

wprowadzenia danych

Ustalić parametry badania w okienku jak na rys. 4, wybierając w menu „Opcje badania”.

Rys. 4. Okno wprowadzania (zmiany) parametrów badania i potwierdzenie poprawnego

wprowadzenia liczby prób

Rozpocząć wskazywanie prostokątów (widocznych jako pionowe niebieskie

paski), klikając jak najszybciej wewnątrz prostokątów na przemian (lewy, prawy).

W ćwiczeniu odległość d zmieniana jest od 50 do 650 (d=50, 100, 200, 400, 650).

Wielkość w (szerokość prostokątów) zmieniana jest od 10 do 50 (w= 10, 20, 30, 40, 50).

Ilość powtórzeń może być zmieniana od 30 do 100. W ćwiczeniu należy wykonać

badania:

- za pomocą

myszy przyjmując dla każdej szerokości w każdą odległość między

prostokątami d,

- za pomocą

odwróconej myszy przyjmując w=20 i każdą odległość między

prostokątami d.

Widok ekranu w czasie badania pokazany jest na rys. 5.

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

7

Rys. 5. Widok ekranu w czasie badania

Zakończenie serii sygnalizowane jest okienkiem jak na rys. 6.

Rys. 6. Okienko sygnalizacji końca serii badań

Po zakończeniu serii badań należy wyświetlić okienko z wynikami badania (patrz

rys. 7).

Rys. 7. Okno z wynikami badania

Zapisać wyniki do pliku tekstowego wybierając nazwę

istniejącego pliku

tekstowego (rys. 8).

Uwaga: jeśli plik taki nie istnieje to trzeba go wcześniej utworzyć.

Wartości do pliku są dopisywane (poprzednio wpisane dane pozostają).

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

8

Rys. 8. Wybór pliku tekstowego do dopisania (zapisania) wyników badania

Wyniki w pliku tekstowym zapisane są w kolejności jak w tabeli 1. W pliku

tekstowym nie ma nagłówka.

Tab. 1. Kolejność zapisanych wyników badania w pliku tekstowym (przykładowe

wartości)

Imię

Nazwisko L. k.

L. b. w

[pix]

d
[pix]

Sx

We
[pix]

ID
[bit]

IDe
[bit]

Pw
[bit/sek]

Tm
[sek]

Vp
[pix/s]

Andrzej DABACKI 30

4

10

100 31,42 129,87 3,46

0,88

0,028

1,07

92,84

gdzie: L. k. – liczba kliknięć,

L. b. - liczba błędów,

w – szerokość prostokątów,

d - odległość prostokątów,

Sx - odchylenie standardowe współrzędnych w kierunku kontynuowania ruchu,

We - skuteczna szerokość obiektu,

ID - indeks trudności, ID

e

- skuteczny indeks trudności,

w

P

- przepustowość wejściowa,

Tm- czas (średni) przemieszczania (odpowiednik

m

t

w zależności (4)),

Vp [pix/s] - szybkość przemieszczania.

Zamknąć okno z wynikami. Ustawić nowe parametry badania i rozpocząć nową

serię badania. Uwaga: Kolejna seria badań powinna rozpocząć się od prostokąta

przeciwległego niż ten, na którym zakończyła się poprzednia seria badań. Wyniki

kolejnego badania powinny być zapisane do tego samego pliku co poprzednie.

Badania przeprowadzić bez stosowania przerw.

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

9

3.3. Opracowanie wyników

Po zakończeniu badań opracować wyniki.

Można wykorzystać import wyników do arkusza .xls, np. w arkuszu aplikacji Excel

zaimportować dane z pliku tekstowego (Dane→Pobierz dane zewnętrzne→Importuj plik

tekstowy).

Wyznaczyć prawdopodobieństwo błędu dla każdego badania ze wzoru:

.

.

.

.

k

L

b

L

Pb =

Zestawić wyniki w postaci tabelki wykorzystując Tab.1 i wykonane obliczenia.

Wykonać wykresy:

-

( )

w

p

d

f

V =

na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr),

-

( )

w

w

d

f

P =

na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr),

-

( )

w

m

d

f

T =

na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr),

-

( )

w

d

f

Pb =

, jeśli prawdopodobieństwo błędu jest >0, na jednym rysunku (mysz i

mysz odwrócona) (w - parametr),

-

( )

w

d

f

Sx =

na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr).

gdzie: w – szerokość prostokątów, d - odległość prostokątów.

Sprawozdanie jedno dla całego ćwiczenia (dla jednokierunkowego i wielokierunkowego

testu wskazywania) powinno zawierać:

-

stronę tytułową (temat ćwiczenia, imię i nazwisko wykonawcy, nazwę grupy, data

oddania sprawozdania),

-

nazwę testu,

-

zestawienie wyników i obliczeń,

-

wykresy,

-

wnioski (ocena wpływu warunków na uzyskane wyniki).

Plik tekstowy z wynikami pomiarów (protokół pomiarów) należy wysłać na adres

prowadzącego zajęcia wpisując w temacie przesyłki nazwisko studenta i nazwę grupy.

Jest to jeden z warunków zaliczenia ćwiczenia.

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

10

4. Wielokierunkowy test wskazywania

4.1. Opis procedury testowej

Zadanie polega na przemieszczaniu wskaźnika myszy w poprzek koła do kolejno

ponumerowanych kwadratów (rys. 9). Kwadraty są równomiernie rozmieszczone na

brzegu okręgu, zatem przemieszczenie wskaźnika jest w przybliżeniu równe średnicy

okręgu. Kwadrat, do którego wskaźnik jest przesuwany jest podświetlony. Każda seria

testowa rozpoczyna się wówczas gdy zostanie wskazany kwadrat najwyżej położony

i kończy się kiedy sekwencja wskazań zostanie zakończona (wskazanie ostatniego

kwadratu). W tym teście zmiana zakresu trudności odbywa się poprzez zmianę średnicy

okręgu pomiędzy próbami (kwadraty na okręgu pozostają bez zmian).

Obliczenia wykonuje oprogramowanie wykorzystując zależności (1) – (4).

Rys. 9. Wielokierunkowy test wskazywania

4.2. Prowadzenie badania

Uruchomić aplikację

testW.exe i wprowadzić dane użytkownika (imię i nazwisko)

oraz jednostkę organizacyjną (nazwę grupy),

nie używając polskich znaków

diakrytycznych (patrz rys. 10).

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

11

Ustalić rozdzielczość dla jakiej będzie przeprowadzany test. Można wybrać wykonanie

testu przy rozdzielczości 800x600 lub 1024x768. Wyboru dokonuje się w menu

„Rozmiar”. Ustawić poziom trudności. Serię badań w ćwiczeniu wykonać dla każdego

poziomu trudności.

Rys. 10. Okienko początkowe badania w teście wielokierunkowym

Rozpoczęcie serii badań następuje po kliknięciu przycisku „Start testu”. Widok

okna przy rozpoczynaniu badań pokazany jest na rys. 11.

Rys. 11. Okienko prowadzenia badań

Punkt rozpoczęcia badań

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

12

W czasie wykonywania serii badań należy klikać w podświetlone na żółto

kwadraty.

Zakończenie każdej serii badań sygnalizowane jest okienkiem jak na rys. 12.

Rys. 12. Okienko zakończenia serii

W ćwiczeniu poziom trudności należy zmieniać kolejno od 1 do 18 co 1

i wykonywać kolejną serię badań.

Badania przeprowadzić bez stosowania przerw.

Po zakończeniu serii badań można wyświetlić okno z wynikami badania (patrz rys.

13).

Rys. 13. Okno z wynikami serii badań

W oknie widoczne są wyniki w następującej kolejności:

Numer testu, Wex, Wey, ID, IDe, Pw, Vp, Czas sr. [msek]

gdzie: Wex (Wey) - skuteczna szerokość obiektu dla współrzędnej x (y),

ID - indeks trudności,

IDe - skuteczny indeks trudności,

Pw - przepustowość wejściowa [bit/s],

p

V

- szybkość przemieszczania [pix/s],

Czas sr. - średni czas przemieszczenia do obiektu (średni czas między

kliknięciami w podświetlone kwadraty w milisekundach).

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

13

Przepustowość wejściowa Pw dla zadania wielokierunkowego wskazywania

wyznaczana jest z zależności:

m

e

t

ID

Pw =

gdzie:

e

ID - skuteczny indeks trudności;

m

t

- średni czas przemieszczenia wskaźnika do obiektu (jest to Czas sr. w oknie

z wynikami serii badań).

Szybkość przemieszczania Vp jest to średnia szybkość z jaką użytkownik dokonuje

wskazań obiektów. Wielkość ta wyznaczana jest ze wzoru:

m

p

t

d

V =

gdzie: d – odległość przemieszczania (jest to średnica okręgu);

m

t

– średni czas przemieszczenia do obiektu (jest to Czas sr. w oknie z wynikami

serii badań).

Wyniki badań zapisują się automatycznie do pliku tekstowego w folderze „wyniki”.

Plik ten ma nazwę składającą się z imienia, nazwiska i grupy użytkownika (w naszym

przykładzie

Andrzej_DABACKI_ASI2.txt

). Zawartość pliku z wynikami po przeprowadzeniu

siedmiu serii badań pokazano na rys. 14.

Rys. 14. Postać pliku z wynikami badań

W pliku z wynikami badań wartości zapisane są w takiej samej kolejności jak

w oknie wyników. Uzupełnione są jedynie o poziom trudności i rozdzielczość.

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …

14

4.3. Opracowanie wyników

Badania z wykorzystaniem wielokierunkowego testu wskazywania przeprowadzić

używając do wprowadzania mysz i mysz odwróconą.

Po zakończeniu badań opracować wyniki. W arkuszu aplikacji Excel zaimportować

dane z pliku tekstowego.

Na podstawie wyników wyznaczyć:

d - odległość przemieszczania (średnica okręgu) dla każdego stopnia trudności (należy

wykorzystać odpowiednią zależność patrz wyżej),

x

s

- odchylenie standardowe dla współrzędnej x (wykorzystać wzór (1)).

Wykonać zestawienie wyników i obliczeń (uwzględniając stopień trudności i średnicę d).

Wykonać wykresy:

( )

d

f

V

p

=

dla obu urządzeń na jednym wykresie,

( )

d

f

Pw =

dla obu urządzeń na jednym wykresie,

( )

d

f

t

m

=

dla obu urządzeń na jednym wykresie,

( )

d

f

s

x

=

dla obu urządzeń na jednym wykresie,

W ramach sprawozdania zamieścić:

-

nazwę testu,

-

zestawienie wyników,

-

wykresy,

-

wnioski (porównanie wyników uzyskanych za pomocą różnych urządzeń oraz ocena

wpływu warunków na uzyskane wyniki).

Sprawozdanie należy oddać prowadzącemu zajęcia we wskazanym terminie.

Plik tekstowy z wynikami pomiarów (protokół pomiarów) należy wysłać na adres

prowadzącego zajęcia wpisując w temacie przesyłki nazwisko studenta i nazwę grupy.

Jest to jeden z warunków zaliczenia ćwiczenia.

5. Literatura:

[1] Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDTs) – Part 9:

Requirements for non-keyboard input devices. ISO 9241-9 Annex A.