Akıllı Telefonlarda Klavye Tasarımını Değerlendirmek için Bir Değerlendirme Yöntemi ve Araç Seti
Summary
Sunulan protokol çeşitli değerlendirme yöntemlerini entegre eder ve akıllı telefonlarda klavye tasarımını değerlendirmek için bir yöntem gösterir. İngilizce karakterlerle eşleşen çiftler giriş malzemesi olarak önerilir ve iki anahtar arasındaki geçiş süresi bağımlı değişken olarak kullanılır.
Abstract
Klavye girişi, geniş bir kullanıcı tabanıyla insan-bilgisayar etkileşiminde önemli bir rol oynamıştır ve klavye tasarımı her zaman akıllı cihazlardaki çalışmaların temel nesnelerinden biri olmuştur. Ekran teknolojisinin gelişmesiyle, klavye tasarımını derinlemesine değerlendirmek için akıllı telefonlar tarafından daha kesin veriler ve göstergeler toplanabilir. Telefon ekranının genişlemesi, özellikle tek elle giriş için tatmin edici olmayan giriş deneyimine ve parmak ağrısına yol açtı. Giriş verimliliği ve konforu araştırmacıların ve tasarımcıların dikkatini çekti ve başparmakların fizyolojik yapısına kabaca uygun boyut ayarlanabilir düğmeli kavisli klavye, büyük ekranlı akıllı telefonlarda tek elle kullanımı optimize etmek için önerildi. Ancak, gerçek etkileri belirsiz kaldı. Bu nedenle, bu protokol, kavisli QWERTY klavye tasarımının 5 inçlik bir akıllı telefondaki etkisini, nesnel davranışsal veriler, öznel geri bildirim ve her bir temas noktasının koordinat verileri de dahil olmak üzere ayrıntılı değişkenlere sahip kendi geliştirdiği bir yazılım aracılığıyla değerlendirmek için genel ve özetlenmiş bir yöntem göstermiştir. Sanal klavyelerin değerlendirilmesi konusunda yeterli mevcut literatür vardır; ancak bunlardan sadece birkaçı sistematik olarak özetlenmiş ve değerlendirme yöntem ve süreçlerine yansıma almıştır. Bu nedenle, bu protokol boşluğu doldurur ve klavye tasarımının analiz ve görselleştirme için mevcut kodlarla sistematik olarak değerlendirilmesinin bir sürecini ve yöntemini sunar. Ek veya pahalı ekipmana ihtiyaç yoktur ve çalışması ve çalışması kolaydır. Buna ek olarak, protokol aynı zamanda tasarımın dezavantajları için potansiyel nedenler elde etmeye yardımcı olur ve tasarımların optimizasyonunu aydınlatır. Sonuç olarak, açık kaynak kaynaklarıyla yapılan bu protokol, acemilere çalışmalarına başlamaları için ilham vermek için sadece sınıf içi bir gösteri deneyi olmakla kalmaz, aynı zamanda kullanıcı deneyimini ve giriş yöntemi düzenleyici şirketlerinin gelirini iyileştirmeye de katkıda bulunur.
Introduction
Klavye girişi, insan-akıllı telefon etkileşimi1,2‘nin ana yöntemidir ve akıllı telefonların nüfuz etmesiyle klavye girişi milyarlarca kullanıcı alır. 2019’da, küresel akıllı telefon penetrasyon oranı% 41.53‘ e ulaşmışken, en yüksek penetrasyona sahip ABD% 79.1’e kadar gelmişti4. 2020’nin ilk çeyreğine kadar, Sogou mobil klavyesi yaklaşık 480 milyon günlük aktif kullanıcıya sahipti5. 6 Mayıs 2020’ye kadar, Google Gboard 1 milyardan fazla kez indirilmişti6.
Tatmin edici olmayan klavye giriş deneyimi, telefon ekranının genişlemesiyle artar. Büyütülen ekran görüntüleme deneyimini iyileştirmeyi amaçlasa da, akıllı telefonların çekim gücünü, boyutunu ve ağırlığını değiştirerek kullanıcıların uzak bölgelere (örneğin, sağ elini kullananlar için A ve Q düğmesi) ulaşmak için tutma duruşunu tekrar tekrar değiştirmesine neden oldu ve böylece giriş verimsizliğine yol açtı. Kasların gerilmesi, kullanıcıların kas-iskelet sistemi bozukluklarından, el ağrılarından ve farklı hastalık türlerinden (örneğin, karpal tünel sendromu, başparmak osteoartrit ve başparmak tenosynovitis 7 , 8,9,10)muzdarip olmalarına neden olabilir. Tek elle kullanımı tercih eden kullanıcılar daha kötü koşullar altında11,12.
Bu nedenle, klavye tasarımının değerlendirilmesi ve optimizasyonu psikolojik, teknik ve ergonomik araştırmaların sıcak konuları haline gelmiştir. Değişken klavye tasarımları ve kavramları, giriş yöntemi düzenleyicisi (IME) şirketleri ve araştırmacıları tarafından, düzen değiştirilen ve karakter yeniden sıralanan klavyeler de dahil olmak üzere giriş deneyimini ve verimliliğini optimize etmek için sürekli olarak önerilmiştir: Microsoft WordFlow Klavye13, Glory of Kings14,IJQWERTY15ve Quasi-QWERTY16’daİşlevsel Düğme Alanı .
Klavye tasarımının mevcut değerlendirme yöntemleri, çok kabul görmüş birkaç gösterge dışında araştırmacıdan araştırmacıya değişir ve daha doğru göstergeler önerilmektedir. Bununla birlikte, çeşitli göstergelerle, klavye tasarımını değerlendirme ve analiz etme sürecini göstermek için özetlenmiş ve sistematik bir protokol sağlanmamıştır. Fitts Yasası17 ve genişletilmiş sürümü FFitts Law18, insan-bilgisayar etkileşimini tanımlayan, klavye performansını değerlendirmek için yaygın olarak kabul edildi19,20,21,22. Ayrıca, başparmağın işlevsel alanı klavye tasarımını geliştirmek için önerildi ve başparmağın giriş görevini rahatça tamamlaması için kavisli bir hareket alanı tanımladı23. Bu teorilere dayanarak, son derece benimsenen dakika başına kelime, kelime hata oranı ve öznel geri bildirim (algılanan kullanılabilirlik, algılanan performans, algılanan hız, öznel iş yükü, algılanan efor ve ağrı ve kullanım niyeti vb.) gibi göstergeler önceki çalışmalarda kısmen kullanılmıştır24,25,26,27,28,29 modelleme ve simülasyon yöntemleri dışında. Buna ek olarak, her düğmeye takılan dokunmatik nokta elips ve ofset30,31 son yıllarda giriş olaylarının doğru performansını araştırmak için kullanılmıştır. Ayrıca, galvanik cilt tepkisi, kalp atış hızı, elektromiyografik aktivite, el hareketi ve vücut hareketi32,33,34,35, kullanıcıların kas yorgunluğunu, konforunu ve memnuniyetini doğrudan veya dolaylı olarak değerlendirmek için benimsenmiştir. Bununla birlikte, bu çeşitli yöntemler kullanılan göstergelerin uygunluğuna yansımadan yoksundır ve acemi bir araştırmacının araştırması için uygun göstergeleri seçmesi karıştırılabilir.
Klavye tasarımı hakkındaki araştırmaların yapılması, işletilmesi ve analiz edilmesi de kolaydır. Ekran teknolojisinin patlamasıyla, klavye tasarımını derinlemesine değerlendirmek için daha fazla davranışsal veri kolayca toplanabilir (örneğin, iki tuş arasındaki geçiş süresi ve her bir temas noktasının koordinat verileri). Bahsedilen verilere dayanarak, araştırmacılar klavye tasarımının ayrıntılarını hassas bir şekilde araştırabilir ve dezavantajlarını ve avantajlarını analiz edebilir. Diğer insan-bilgisayar etkileşimi araştırmalarıyla karşılaştırıldığında, taşınabilir akıllı telefonlarda klavye tasarımı araştırması, pahalı ekipman, karmaşık malzeme veya büyük laboratuvar alanına ihtiyaç duyulmadan geniş kullanıcı tabanı için yüksek uygulama değerine de sahiptir. Araştırma hakkındaki anketler, ölçekler ve Python komut dosyası açık kaynaklıdır ve erişimi kolaydır.
Bu araştırmanın amacı, akıllı telefonlardaki klavye tasarımını değerlendirmek ve analiz etmek için sistematik, kesin ve genel bir protokol göstermek için önceki yöntemleri özetlemektir. Örnek deney ve sonuçlar, boyut ayarlanabilir düğmelere sahip kavisli QWERTY klavyenin, geleneksel QWERTY klavye ile karşılaştırıldığında 5 inç akıllı telefonda tek elle girişin giriş deneyimini optimize edip edemeyeceğini göstermeyi ve veri analizinin görselleştirme yöntemini ve Python komut dosyasını paylaşmayı amaçlamaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmada, ekran teknolojisinin gelişimine dayanarak, klavye tasarımını sistematik ve hassas bir şekilde değerlendirmek için klavye tasarımı değerlendirmesinin özetlenmiş ve genel bir protokolünü sunduk. Önceki çalışmalardan mevcut göstergeler ve yöntemler, İngilizce karakterlerle eşleşen çiftler ve iki anahtar arasındaki geçiş süresi, etkili bir protokol oluşturmak için entegre edilir ve değiştirilir.
Bu protokolde birkaç kritik noktanın fark edilmesi g…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma, Tsinghua Üniversitesi Girişimi Bilimsel Araştırma Programı (Akıllı cihazlarda kavisli klavyenin ergonomik tasarımı) tarafından desteklenmektedir. Yazarlar, Tianyu Liu’yu nazik önerileri ve rakamlar üzerindeki kodlama yardımı için takdir ediyor.
Materials
| Changxiang 6S smartphone | Huawei | Smartphone used in the examplar study | |
| Curved QWERTY keyboard software | Tsinghua University | Developed by authors | |
| SPSS software | IBM | Data analysis software | |
| G*Power software | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf | Sample size calculation | |
| E4 portable wireless wristband | Empatica | Recording galvanic skin response and heart rate | |
| Arqus | Qualysis | Motion capture camera platform | |
| Passive marker | Qualysis | Appropriate sizes: 2.5 mm, 4 mm, and 6.5 mm | |
| Trigno sEMG | Delsys | Recording electromyographic activity | |
| Visual Studio Code | Microsoft | Python editor |
References
- Lee, S., Zhai, S. The performance of touch screen soft buttons. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2009).
- Smith, B. A., Bi, X., Zhai, S. Optimizing touchscreen keyboards for gesture typing. Proceedings of the 33rd Annual ACM Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2015).
- . Global smartphone penetration rate as share of population from 2016 to 2020 [Fact sheet] Available from: https://www.statista.com/statistics/203734/global-smartphone-penetration-per-capita-since-2005 (2020)
- Top Countries by Smartphone Users [Fact sheet]. Newzoo Available from: https://newzoo.com/insights/rankings/top-countries-by-smartphone-penetration-and-users (2019)
- Gboard – the Google Keyboard [Press release]. Google Play Available from: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.inputmethod.latin (2020)
- Eitivipart, A. C., Viriyarojanakul, S., Redhead, L. Musculoskeletal disorder and pain associated with smartphone use: A systematic review of biomechanical evidence. Hong Kong Physiotherapy Journal. 38 (2), 77-90 (2018).
- Chang, J., Choi, B., Tjolleng, A., Jung, K. Effects of button position on a soft keyboard: Muscle activity, touch time, and discomfort in two-thumb text entry. Applied Ergonomics. 60, 282-292 (2017).
- Gehrmann, S. V., et al. Motion deficit of the thumb in CMC joint arthritis. Journal of Hand Surgery. 35 (9), 1449-1453 (2010).
- Kim, G., Ahn, C. S., Jeon, H. W., Lee, C. R. Effects of the Use of Smartphones on Pain and Muscle Fatigue in the Upper Extremity. Journal of Physical Therapy Science. 24 (12), 1255-1258 (2012).
- Girouard, A., et al. One-handed bend interactions with deformable smartphones. Proceedings of the 33rd annual ACM conference on human factors in computing systems. , (2015).
- Lee, M., Hong, Y., Lee, S., Won, J., Yang, J., Park, S. The effects of smartphone use on upper extremity muscle activity and pain threshold. Journal of Physical Therapy Science. 27 (6), 1743-1745 (2015).
- Word Flow keyboard [Press release]. Microsoft Garage Available from: https://www.microsoft.com/en-us/garage/profiles/word-flow-keyboard/ (2020)
- The glory of kings [Press release]. Tencent Games Available from: https://pvp.qq.com/ (2020)
- Bi, X., Zhai, S. Ijqwerty: what difference does one key change make? Gesture typing keyboard optimization bounded by one key position change from qwerty. Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2016).
- Bi, X., Smith, B. A., Zhai, S. Quasi-qwerty soft keyboard optimization. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2010).
- Fitts, P. The information capacity of the human motor system is controlled by the amplitude of movement. Journal of Experimental Psychology. 47, 381-391 (1954).
- Bi, X., Li, Y., Zhai, S. FFitts law: modeling finger touch with fitts’ law. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2013).
- Dunlop, M., Levine, J. Multidimensional pareto optimization of touchscreen keyboards for speed, familiarity and improved spell checking. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2012).
- Li, Y., Chen, L., Goonetilleke, R. S. A heuristic-based approach to optimize keyboard design for single-finger keying applications. International Journal of Industrial Ergonomics. 36 (8), 695-704 (2006).
- Benligiray, B., Topal, C., Akinlar, C. SliceType: fast gaze typing with a merging keyboard. Journal on Multimodal User Interfaces. 13 (4), 321-334 (2019).
- Wang, Y., Ai, H., Liang, Q., Chang, W., He, J. How to optimize the input efficiency of keyboard buttons in large smartphone? A comparison of curved keyboard and keyboard area size [Conference presentation]. International Conference on Human-Computer Interaction. , (2019).
- Bergstrom-Lehtovirta, J., Oulasvirta, A. Modeling the functional area of the thumb on mobile touchscreen surfaces. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2014).
- Brooke, J. SUS: A retrospective. Journal of Usability Studies. 8 (2), 29-40 (2013).
- Borg, G. Principles in scaling pain and the Borg CR Scales. Psychologica. 37, 35-47 (2004).
- Hart, S. G., Staveland, L. E., Hancock, P. A., Meshkati, N. Development of NASA-TLX (task load index): results of empirical and theoretical research. Human mental workload. , 139-183 (1988).
- Trudeau, M. B., Asakawa, D. S., Jindrich, D. L., Dennerlein, J. T. Two-handed grip on a mobile phone affords greater thumb motor performance, decreased variability, and a more extended thumb posture than a one-handed grip. Applied Ergonomics. 52, 24-28 (2016).
- Turner, C. J., Chaparro, B. S., He, J. Text input on a smartwatch qwerty keyboard: tap vs. trace. International Journal of Human Computer Interaction. 33 (1-3), 143-150 (2017).
- Zhai, S., Kristensson, P. O. The word-gesture keyboard: reimagining keyboard interaction. Communications of the ACM. 55 (9), 91-101 (2012).
- Azenkot, S., Zhai, S. Touch behavior with different postures on soft smartphone keyboards. Proceedings of the 14th international conference on Human-computer interaction with mobile devices and services. , (2012).
- Yi, X., Yu, C., Shi, W., Shi, Y. Is it too small?: Investigating the performances and preferences of users when typing on tiny qwerty keyboards. International Journal of Human Computer Studies. 106, 44-62 (2017).
- Li, Y., You, F., Ji, M., You, X. Smartphone text input: effects of experience and phrase complexity on user performance, physiological reaction, and perceived usability. Applied Ergonomics. 80, 200-208 (2019).
- Gerard, M. J., Jones, S. K., Smith, L. A., Thomas, R. E., Wang, T. An ergonomic evaluation of the Kinesis ergonomic computer keyboard. Ergonomics. 37 (10), 1661-1668 (1994).
- Van Galen, G. P., Liesker, H., Haan, A. Effects of a vertical keyboard design on typing performance, user comfort and muscle tension. Applied Ergonomics. 38 (1), 99-107 (2007).
- Baker, N. A., Cham, R., Cidboy, E. H., Cook, J., Redfern, M. S. Kinematics of the fingers and hands during computer keyboard use. Clinical Biomechanics. 22 (1), 34-43 (2007).
- Soukoref, R. W., MacKenzie, I. S. Metrics for text input research: an evaluation of MSD and KSPC, and a new unified error metric. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , 113-120 (2003).
- Mackenzie, I. S., Soukoreff, R. W. Phrase sets for evaluating text entry techniques. CHI’03 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. , 754-755 (2003).
- Trudeau, M. B., Sunderland, E. M., Jindrich, D. L., Dennerlein, J. T., Federici, S. A data-driven design evaluation tool for handheld device soft keyboards. Plos One. 9 (9), 107070 (2014).
- Cao, S., Ho, A., He, J. Modeling and predicting mobile phone touchscreen transcription typing using an integrated cognitive architecture. International Journal of Human-Computer Interaction. 34 (4-6), 544-556 (2018).
