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 &
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.
2
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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 innych
urządzeń wskazujących 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 i przy prowadzeniu badań w tych samych warunkach, testy mogą być
wykorzystane do oceny jakości wprowadzania informacji przez użytkowników.
Testy opisywane w normie [1] dotyczą oceny realizacji następujących zadań
podstawowych:
- wskazywanie,
- wybór,
- przeciąganie,
- śledzenie,
- wprowadzanie swobodne.
3
 Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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
wskaz
nikiem i klikaniu prostokątów na przemian za pomocą myszy. Każda seria
testowa rozpoczyna się wówczas gdy użytkownik przesunie wskaz
nik na prostokąt
i naciśnie przycisk myszy.
d
1
w
Rys. 1. Jednokierunkowy test wskazywania (1  wskaz
nik, w  szerokość, d  odległość
prostokątów)
Obliczenia wykonywane są przez oprogramowanie przy wykorzystaniu zależności
(1)  (4) podanych niżej.
Szerokość obiektu (w) jest szerokością obiektu przedstawianego na
zobrazowaniu. Dla zadania wyboru, wskazywania i przeciągania szerokość obiektu jest
mierzona wzdłuż kierunku ruchu. Dla zadania śledzenia (naśladowania) szerokość
obiektu jest mierzona prostopadle do kierunku ruchu.
Skuteczna szerokość obiektu (we) jest to szerokość rozproszenia wybranych
współrzędnych określona na podstawie wskazywania (klikania) podczas testu.
Obliczana jest jako [1]:
we =� 4,133 sx (1)
gdzie sx - odchylenie standardowe wybranych współrzędnych w kierunku
kontynuowania ruchu (oś x w jednokierunkowym poziomym teście wskazywania).
Wskaz
nik trudności jest miarą precyzji użytkownika wymaganej w zadaniu.
Wyrażany jest w bitach.
Dla zadań wskazywania jest równy [1]:
4
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
d +� w
ID =� log2 (2)
w
gdzie: d oraz w jak na rys. 1.
Skuteczny wskaz
nik trudności jest miarą osiągniętej przez użytkownika precyzji
w realizowaniu zadania wskazywania. Wyrażany jest w bitach.
Obliczany jest jako [1]:
d +� we
IDe =� log2 (3)
we
Przepustowość wejściowa dla zadań wskazywania jest równa [1]:
IDe
Pw =� (4)
tm
gdzie: IDe - skuteczny wskaz
nik trudności;
tm - czas przemieszczenia (ruchu) obliczany od rozpoczęcia ruchu urządzenia
wejściowego do wskazania obiektu.
3.2. Prowadzenie badania
W folderze lokalnym gdzie zapisana jest aplikacja należy 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
5
 Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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 urządzenia wskazanego przez prowadzącego zajęcia przyjmując w=20
oraz w=40 i każdą odległość między prostokątami d.
Widok ekranu w czasie badania pokazany jest na rys. 5.
6
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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).
7
 Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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 d Sx We ID IDe Pw Tm Vp
[pix] [pix] [pix] [bit] [bit] [bit/sek] [sek] [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 - wskaz
nik trudności, IDe - skuteczny wskaz
nik trudności,
Pw - przepustowość wejściowa,
Tm- czas (średni) przemieszczania (odpowiednik tm 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.
8
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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:
L.b.
Pb =�
L.k.
Zestawić wyniki w postaci tabelki wykorzystując Tab.1 i wykonane obliczenia.
Wyznaczyć liniową funkcję regresji (dla myszy) w postaci:
tm =� a +� b* ID
gdzie: a, b  współczynniki liniowej funkcji regresji wyznaczone jak w [2],
tm  czas przemieszczenia.
Wykonać wykresy:
Vp =� f (�d)�
- na jednym rysunku (mysz i inne urządzenie) (w - parametr),
w
- Pw =� f (�d)� na jednym rysunku (mysz i inne urządzenie) (w - parametr),
w
- Tm =� f (�d )�
na jednym rysunku (mysz i inne urządzenie) (w - parametr),
w
Tm =� f (�ID)�, tm =� f (�ID)�
- dla myszy na tym samym rysunku,
- Pb =� f (�d)� , jeśli prawdopodobieństwo błędu jest >0, na jednym rysunku (mysz i
w
inne urządzenie) (w - parametr),
- Sx =� f (�d)�
na jednym rysunku (mysz i inne urządzenie) (w - parametr).
w
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
wykonywania badań);
- nazwę testu;
- numer stanowiska, na którym wykonano ćwiczenie;
9
 Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
- rodzaje i parametry urządzeń mysz, mysz odwrócona, Swiftpoint, monitor (typ,
wymiary, rozdzielczość itp.);
- zestawienie wyników i obliczeń;
- wykresy;
- wnioski (m. in. ocena wpływu warunków na uzyskane wyniki).
Termin oddania sprawozdania ustala prowadzący zajęcia.
Plik tekstowy z wynikami pomiarów (protokół pomiarów) wraz z zapisanym rodzajem
urządzenia wejściowego należy wysłać na adres prowadzącego zajęcia przed końcem
trwania zajęć, wpisując w temacie przesyłki nazwisko studenta i nazwę grupy. Jest to
jeden z warunków zaliczenia ćwiczenia.
10
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
4. Wielokierunkowy test wskazywania
4.1. Opis procedury testowej
Zadanie polega na przemieszczaniu wskaz
nika myszy w poprzek koła do kolejno
ponumerowanych kwadratów i klikaniu w kwadraty (rys. 9). Kwadraty są równomiernie
rozmieszczone na brzegu okręgu, zatem przemieszczenie wskaz
nika jest w
przybliżeniu równe średnicy okręgu. Kwadrat, do którego wskaz
nik 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).
25
0
2
4
23
6
21
8
19
10
17
12
15
14
13
16
11
9
18
7
20
5
22
3 24
1
Rys. 9. Wielokierunkowy test wskazywania
4.2. Prowadzenie badania
11
 Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
Uruchomić aplikację testW.exe i wprowadzić dane użytkownika (imię i nazwisko)
oraz jednostkę organizacyjną (nazwę grupy), nie używając polskich znaków
diakrytycznych (patrz rys. 10).
Ustalić rozdzielczość dla jakiej będzie przeprowadzany test. Można wybrać wykonanie
testu przy rozdzielczości 800x600 lub 1024x768. Wyboru dokonuje się w menu
 Rozmiar . Rozdzielczość dla jakiej należy wykonać badania podaje prowadzący
zajęcia. 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.
12
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
Punkt rozpoczęcia badań
Rys. 11. Okienko prowadzenia badań
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).
13
 Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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) [pix],
ID - wskaz
nik trudności,
IDe - skuteczny wskaz
nik trudności,
Pw - przepustowość wejściowa [bit/s],
Vp
- szybkość przemieszczania [pix/s],
Czas sr. - średni czas przemieszczenia do obiektu (średni czas między
kliknięciami w podświetlone kwadraty w milisekundach).
Przepustowość wejściowa Pw dla zadania wielokierunkowego wskazywania
wyznaczana jest z zależności:
IDe
Pw =�
tm
gdzie: IDe - skuteczny wskaz
nik trudności;
tm - średni czas przemieszczenia wskaz
nika 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:
d
Vp =�
tm
gdzie: d  odległość przemieszczania (jest to średnica okręgu);
14
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
tm  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. W pliku
z wynikami badań należy wpisać jakiego urządzenia dotyczą wyniki.
4.3. Badania dodatkowe
Wykonać proste pomiary określające wielkość kwadratu w pikselach na brzegu
okręgu oraz stosunek odległości ruchu urządzenia wejściowego i odległości ruchu
wskaz
nika na ekranie monitora dla każdego urządzenia.
4.4. Opracowanie wyników
Badania z wykorzystaniem wielokierunkowego testu wskazywania przeprowadzić
używając do wprowadzania mysz i inne urządzenie wskazane przez prowadzącego
zajęcia (np. mysz odwróconą, Swiftpoint itp.).
Po zakończeniu badań opracować wyniki. Można zaimportować dane z pliku
tekstowego do arkusza aplikacji Excel.
Na podstawie wyników wyznaczyć:
15
 Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
d - odległość przemieszczania (średnica okręgu) dla każdego stopnia trudności (należy
wykorzystać odpowiednią zależność patrz wyżej),
sx - odchylenie standardowe dla współrzędnej x (wykorzystać wzór (1)).
Wykonać zestawienie wyników i obliczeń (uwzględniając stopień trudności i średnicę d).
Przyjmując, że  Czas sr. (w oknie z wynikami serii badań) są to wyniki pomiarów
wyznaczyć parametry liniowej funkcji regresji (dla każdego urządzenia) w postaci:
tĆ =� a +� b * ID
m
gdzie: a, b  współczynniki liniowej funkcji regresji wyznaczone jak w [2],
tĆ
 czas przemieszczenia.
m
Wykonać wykresy:
Vp =� f (�d)�
dla obu urządzeń na jednym wykresie,
Pw =� f (�d)�
dla obu urządzeń na jednym wykresie,
tm =� f (�d )�
dla obu urządzeń na jednym wykresie,
tm =� f (�ID)�, tĆ =� f (�ID)�
dla każdego urządzenia na jednym wykresie,
m
sx =� f (�d)�
dla obu urządzeń na jednym wykresie.
Należy zwrócić uwagę na dobór typu wykresu do danych, prawidłowy opis osi
wykresów i jednostki na osiach.
W ramach sprawozdania zamieścić:
- nazwę testu;
- numer stanowiska, na którym wykonano ćwiczenie;
- parametry wykorzystanych urządzeń mysz, mysz odwrócona, Swiftpoint, monitor
(typ, wymiary, rozdzielczość itp.);
- zestawienie wyników (dla każdego urządzenia oddzielnie);
- wykresy i niezbędne obliczenia;
- 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 przed końcem trwania zajęć, wpisując w temacie przesyłki
nazwisko studenta i nazwę grupy. Jest to jeden z warunków zaliczenia ćwiczenia.
Termin oddania sprawozdania ustala prowadzący zajęcia.
16
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji &
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.
[2] Kowalski L.: Statystyka. WAT, Warszawa, 2001.
17