【摘要】：近年來(lái),以智能手機(jī)為代表的手持設(shè)備在現(xiàn)代社會(huì)中迅速普及,成為輔助人們工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)、出行等日常生活的隨身智能幫手。屏幕觸控技術(shù)憑借其操作直觀(guān)、自然、快捷等特性,已經(jīng)成為目前主流的手持設(shè)備交互技術(shù)。但是以正面屏幕觸控技術(shù)為主的手持設(shè)備交互仍舊存在交互空間受限、屏幕遮擋、長(zhǎng)按操作低效等突出可用性問(wèn)題。這些可用性問(wèn)題是近年來(lái)人機(jī)交互界重點(diǎn)研究的課題,也是CHI、UIST、MobileHCI等本領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)會(huì)議的熱點(diǎn)方向。手持設(shè)備背后交互(Back-of-device Interaction,后文簡(jiǎn)稱(chēng)背后交互)就是為解決上述可用性問(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生的研究方向。背后交互利用設(shè)備背后閑置的可用區(qū)域和空間進(jìn)行交互,從而在保持手持設(shè)備尺寸緊湊的前提下拓展了人機(jī)交互的操作空間。當(dāng)作為獨(dú)立的交互技術(shù)使用時(shí),背后交互能夠解決前端觸控交互存在的遮擋問(wèn)題;當(dāng)與前端交互技術(shù)混合使用時(shí),它可以輔助前端交互技術(shù)或被前端交互技術(shù)輔助,從而增強(qiáng)手持設(shè)備交互的易用性。Patrick Baudisch、Ravin Balakrishnan、Brad Myers、Daniel Wigdor、Jacob Wobbrock等著名學(xué)者已經(jīng)開(kāi)展的一系列開(kāi)創(chuàng)性研究,直接推動(dòng)了背后交互研究的發(fā)展�？捎眯允墙换ゼ夹g(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的核心,因此交互技術(shù)可用性研究是人機(jī)交互領(lǐng)域中最重要的研究?jī)?nèi)容之一。盡管學(xué)術(shù)界已經(jīng)開(kāi)始重視背后交互技術(shù)的研究,但是背后交互技術(shù)的可用性研究仍舊是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。本文針對(duì)背后交互技術(shù)的可用性,主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法度量用戶(hù)使用若干背后交互技術(shù)時(shí)的用戶(hù)績(jī)效,并在此基礎(chǔ)上利用重復(fù)測(cè)量方差分析(Repeated Measures ANOVA)等統(tǒng)計(jì)工具對(duì)收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較,進(jìn)而論證了背后交互技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵可用性問(wèn)題。論文的主要工作和貢獻(xiàn)包括以下三個(gè)方面:1.研究基于視頻輸入的背后指點(diǎn)技術(shù)的用戶(hù)績(jī)效在實(shí)際應(yīng)用中,用戶(hù)可以通過(guò)2種交互方式(移動(dòng)設(shè)備的交互方式和移動(dòng)物體的交互方式)進(jìn)行背后操控。盡管前人的研究涉及了人機(jī)交互研究的多個(gè)方面,卻未曾論證一個(gè)重要的可用性問(wèn)題:用戶(hù)使用哪一種交互方式操控背后指點(diǎn)技術(shù)(point-and-click technique)會(huì)取得更高的指點(diǎn)績(jī)效?本文以費(fèi)茨定律為理論基礎(chǔ),以費(fèi)茨反復(fù)指點(diǎn)任務(wù)為實(shí)驗(yàn)任務(wù),采用被試內(nèi)設(shè)計(jì),定量地分析和比較了2種交互方式下3種基于視頻輸入的背后指點(diǎn)技術(shù)(設(shè)備反向技術(shù)、設(shè)備同向技術(shù)、移動(dòng)手指技術(shù))的用戶(hù)績(jī)效,結(jié)果顯示移動(dòng)手指技術(shù)(屬于移動(dòng)物體的交互方式)在用戶(hù)績(jī)效上優(yōu)于基于移動(dòng)設(shè)備的交互方式的2種背后指點(diǎn)技術(shù)。因此,本文首次得到如下結(jié)論:在手持設(shè)備上部署基于視頻輸入的背后指點(diǎn)技術(shù)時(shí)應(yīng)該優(yōu)先考慮使用移動(dòng)手指技術(shù)。此外,本文通過(guò)線(xiàn)性回歸分析構(gòu)建了上述3種指點(diǎn)技術(shù)的費(fèi)茨定律模型。2.比較研究前端觸控技術(shù)和背后指點(diǎn)技術(shù)的用戶(hù)績(jī)效已有研究表明單獨(dú)使用背后交互技術(shù)時(shí)能夠有效解決遮擋問(wèn)題,提升用戶(hù)的視覺(jué)體驗(yàn)。那么,背后交互技術(shù)是否可以憑借此優(yōu)勢(shì)替代前端觸控技術(shù)呢?由于當(dāng)前手持設(shè)備用戶(hù)界面仍以圖形界面為主,因此本文以用戶(hù)指點(diǎn)績(jī)效作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)論證了這個(gè)可用性問(wèn)題。研究仍以費(fèi)茨定律為基礎(chǔ),采用被試內(nèi)設(shè)計(jì),定量分析和比較了用戶(hù)使用2種背后指點(diǎn)技術(shù)(背后視控技術(shù)和背后觸控技術(shù))和前端觸控技術(shù)操作費(fèi)茨反復(fù)指點(diǎn)任務(wù)的用戶(hù)績(jī)效,并且通過(guò)線(xiàn)性回歸分析構(gòu)建了上述3種指點(diǎn)技術(shù)的費(fèi)茨定律模型。研究結(jié)果顯示前端觸控技術(shù)在任務(wù)完成時(shí)間指標(biāo)和績(jī)效指數(shù)指標(biāo)上顯著優(yōu)于2種背后指點(diǎn)技術(shù),但在錯(cuò)誤率指標(biāo)上顯著高于背后觸控技術(shù)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)有效寬度計(jì)算出的績(jī)效指數(shù)能夠同時(shí)反映指點(diǎn)技術(shù)的效率和準(zhǔn)確率,所以前端觸控技術(shù)在用戶(hù)的綜合指點(diǎn)績(jī)效上顯著高于背后指點(diǎn)技術(shù)。因此,從用戶(hù)指點(diǎn)績(jī)效的角度考慮,本文的分析表明背后指點(diǎn)技術(shù)在一般使用的情況下不具備替代前端觸控技術(shù)的能力,但在特殊情況下(例如對(duì)指點(diǎn)操作準(zhǔn)確率有特殊要求或被指點(diǎn)控件尺寸大都較小的情況下)可以替代前端觸控技術(shù)。3.研究一種基于背后交互的模式切換技術(shù),并分析用戶(hù)績(jī)效根據(jù)第2部分研究?jī)?nèi)容,背后交互技術(shù)由于存在指點(diǎn)效率上的劣勢(shì),在一般情況下不宜作為前端觸控技術(shù)的替代技術(shù)。于是本文探索了利用背后交互輔助前端觸控技術(shù),從而提高交互系統(tǒng)可用性的研究。本文首先提出了1種基于背后交互的模式切換技術(shù)(BackAssist原型系統(tǒng)),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了它的可用性。在此原型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本文以復(fù)制-粘貼任務(wù)為例,通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法系統(tǒng)的分析和比較了基于BackAssist的技術(shù)與當(dāng)前手持設(shè)備上所使用的技術(shù)(后文稱(chēng)為傳統(tǒng)技術(shù))的用戶(hù)績(jī)效,結(jié)果顯示基于BackAssist的技術(shù)顯著地提高了用戶(hù)的操作效率,但是在準(zhǔn)確率指標(biāo)上有所下降。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP334.3;TP11


本文編號(hào)：2746471