JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Erratum Notice
  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Erratum
  • Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. Read More ...

Summary

يدمج البروتوكول المقدم أساليب التقييم المختلفة ويوضح طريقة لتقييم تصميم لوحة المفاتيح على الهواتف الذكية. يتم اقتراح أزواج مطابقة بأحرف إنجليزية كمادة الإدخال، ويتم استخدام وقت الانتقال بين مفتاحين كمتغير تابع.

Abstract

لعبت مدخلات لوحة المفاتيح دورا أساسيا في التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر مع قاعدة مستخدمين واسعة ، وكان تصميم لوحة المفاتيح دائما أحد الكائنات الأساسية للدراسات على الأجهزة الذكية. مع تطوير تكنولوجيا الشاشة، يمكن جمع بيانات ومؤشرات أكثر دقة بواسطة الهواتف الذكية لتقييم تصميم لوحة المفاتيح بشكل متعمق. وقد أدى توسيع شاشة الهاتف إلى تجربة إدخال غير مرضية وألم في الإصبع ، وخاصة بالنسبة للمدخلات بيد واحدة. وقد اجتذبت كفاءة الإدخال والراحة انتباه الباحثين والمصممين ، واقترحت لوحة المفاتيح المنحنية ذات الأزرار القابلة للتعديل بالحجم ، والتي تتوافق تقريبا مع البنية الفسيولوجية للابهام ، لتحسين الاستخدام بيد واحدة على الهواتف الذكية ذات الشاشة الكبيرة. غير أن آثاره الحقيقية لا تزال غامضة. لذلك، أظهر هذا البروتوكول طريقة عامة وملخصة لتقييم تأثير تصميم لوحة مفاتيح QWERTY المنحني على هاتف ذكي مقاس 5 بوصات من خلال برنامج ذاتي التطوير مع متغيرات مفصلة، بما في ذلك البيانات السلوكية الموضوعية، وردود الفعل الذاتية، وبيانات التنسيق لكل نقطة اتصال. هناك ما يكفي من المؤلفات الموجودة على تقييم لوحات المفاتيح الظاهرية؛ غير أن عددا قليلا منها فقط يلخص بصورة منهجية أساليب التقييم وعملياته ويتأمل فيها. لذلك، يملأ هذا البروتوكول الفجوة ويعرض عملية وطريقة التقييم المنهجي لتصميم لوحة المفاتيح مع الرموز المتاحة للتحليل والتصور. فهي لا تحتاج إلى معدات إضافية أو باهظة الثمن وسهلة التوصيل والتشغيل. بالإضافة إلى ذلك ، يساعد البروتوكول أيضا على الحصول على أسباب محتملة لمساوئ التصميم وينير التحسين من التصاميم. في الختام، هذا البروتوكول مع مصادر مفتوحة المصدر لا يمكن أن يكون مجرد تجربة في فئتها إثباتي لإلهام المبتدئ لبدء دراستهم ولكن أيضا يساهم في تحسين تجربة المستخدم وإيرادات شركات محرر طريقة الإدخال.

Introduction

إدخال لوحة المفاتيح هو الأسلوب السائد للتفاعل بين الإنسان والهاتف الذكي1،2، ومع اختراق الهواتف الذكية ، يحصل إدخال لوحة المفاتيح على مليارات المستخدمين. في عام 2019، بلغ معدل انتشار الهواتف الذكية العالمية 41.5٪في حين أن الولايات المتحدة، مع أعلى اختراق، قد وصلت إلى 79.1٪4. حتى الربع الأول من عام 2020 ، كان لدى لوحة مفاتيح Sogou المحمولة حوالي 480 مليون مستخدم نشط يوميا5. حتى 6 مايو 2020 ، تم تنزيل Google Gboard أكثر من مليار مرة6.

تزيد تجربة إدخال لوحة المفاتيح غير المرضية مع توسيع شاشة الهاتف. على الرغم من أن الشاشة الموسعة تهدف إلى تحسين تجربة المشاهدة ، إلا أنها غيرت خطورة الهواتف الذكية وحجمها ووزنها ، مما دفع المستخدمين إلى تغيير وضعية الاحتفاظ بشكل متكرر للوصول إلى المناطق النائية (على سبيل المثال ، الزر A و Q للمستخدمين الأيمنين) ، مما أدى إلى عدم كفاءة الإدخال. قد يتسبب امتداد العضلات في معاناة المستخدمين من اضطرابات العضلات والعظام وآلام اليد وأنواع مختلفة من الأمراض (على سبيل المثال ، متلازمة النفق الرسغي ، وهشاشة العظام الإبهامية ، والتهاب المفاصلالإبهامي 7،8،9،10). المستخدمين الذين يفضلون الاستخدام بيد واحدة هي في ظل ظروف أسوأ11،12.

لذلك ، أصبح تقييم وتحسين تصميم لوحة المفاتيح مواضيع ساخنة للبحوث النفسية والتقنية والرغامية. وقد تم اقتراح تصاميم ومفاهيم لوحة المفاتيح المتغيرة باستمرار من قبل شركات محرر طريقة الإدخال (IME) والباحثين لتحسين تجربة الإدخال والكفاءة ، بما في ذلك لوحات المفاتيح التي تم تغييرها وتغيير التصميم وإعادة ترتيب الأحرف: لوحة مفاتيح Microsoft WordFlow13، منطقة الزر الوظيفي في مجدالملوك 14، IJQWERTY15، وشبه QWERTY16.

تختلف طرق التقييم الحالية لتصميم لوحة المفاتيح من باحث إلى باحث باستثناء العديد من المؤشرات المقبولة للغاية ، ويقترح مؤشرات أكثر دقة. ومع ذلك، مع مجموعة متنوعة من المؤشرات، لا يوجد بروتوكول موجز ومنهجي المقدمة لإظهار عملية تقييم وتحليل تصميم لوحة المفاتيح. تم اعتماد قانون Fitts17 ونسختها الموسعة FFitts Law18، والتي وصفت التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر ، على نطاق واسع لتقييم أداء لوحة المفاتيح19و20و21و22. وعلاوة على ذلك، تم اقتراح المجال الوظيفي من الإبهام لتحسين تصميم لوحة المفاتيح، ووصف منطقة حركة منحنية للإبهام لإكمال مريح مهمة الإدخال23. استنادا إلى هذه النظريات، والمؤشرات بما في ذلك كلمة في الدقيقة الواحدة، ومعدل الخطأ كلمة، وردود الفعل الذاتية (قابلية الاستخدام المتصورة، والأداء المتصور، والسرعة المتصورة، عبء العمل الذاتي، والمجهود المتصور والألم، ونية لاستخدام، الخ)، والتي اعتمدت بشكل كبير، واستخدمت جزئيا في الدراسات السابقة24،25،26،27،28،29 باستثناء أساليب النمذجة والمحاكاة. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام القطع الناقص المجهز من نقاط اللمس على كل زر وإزاحته30،31 في السنوات الأخيرة للتحقيق في الأداء الدقيق لأحداث الإدخال. أيضا ، تم اعتماد استجابة الجلد الجلفانية ، ومعدل ضربات القلب ، والنشاط الكهربائي ، لفتة اليد ، وحركة الجسم32،33،34،35 لتقييم التعب العضلي بشكل مباشر أو غير مباشر ، والراحة ، ورضا المستخدمين. ومع ذلك، فإن هذه الأساليب المختلفة تفتقر إلى التفكير في مدى ملاءمة المؤشرات المستخدمة، وقد يتم الخلط بين الباحث المبتدئ لاختيار المؤشرات المناسبة لأبحاثه.

البحث حول تصميم لوحة المفاتيح هو أيضا من السهل أن تجرى وتشغيلها وتحليلها. مع ازدهار تكنولوجيا الشاشة ، يمكن جمع المزيد من البيانات السلوكية بسهولة لتقييم تصميم لوحة المفاتيح بعمق (على سبيل المثال ، وقت الانتقال بين مفتاحين وبيانات التنسيق لكل نقطة اتصال). واستنادا إلى البيانات المذكورة، يمكن للباحثين استكشاف تفاصيل تصميم لوحة المفاتيح بدقة وتحليل عيوبها ومزاياها. بالمقارنة مع غيرها من البحوث التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر، والبحث في تصميم لوحة المفاتيح على الهواتف الذكية المحمولة لديها أيضا قيمة تطبيق عالية لقاعدة مستخدميها واسعة مع عدم وجود معدات باهظة الثمن، والمواد المعقدة، أو مساحة مختبر ضخمة اللازمة. الاستبيانات والمقاييس ، والسيناريو بيثون حول البحث مفتوحة المصدر وسهلة الوصول إليها.

الغرض من هذا البحث هو تلخيص الأساليب السابقة لإظهار بروتوكول منهجي ودقيق وعام لتقييم وتحليل تصميم لوحة المفاتيح على الهواتف الذكية. تهدف التجربة المثالية والنتائج إلى إظهار ما إذا كانت لوحة مفاتيح QWERTY المنحنية ذات الأزرار القابلة للتعديل بالحجم يمكن أن تحسن تجربة الإدخال للمدخلات بيد واحدة على هاتف ذكي مقاس 5 بوصة بالمقارنة مع لوحة مفاتيح QWERTY التقليدية ومشاركة طريقة التصور وسيناريو Python لتحليل البيانات.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

وقد أجريت الدراسة وفقا للمبدأ الأخلاقي ووافقت عليها لجنة الأخلاقيات في جامعة تسينغهوا. يوضح الشكل 1 عملية تقييم تصميم لوحة المفاتيح للهواتف الذكية.

figure-protocol-264
الشكل 1: عملية عامة لإجراء تجربة لوحة المفاتيح وتقييم تصميم لوحة المفاتيح. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

1. إعداد

  1. تصميم التجربة
    1. تعريف مسألة البحث واقتراح الفرضية.
    2. تصميم التجربة وفقا للفرضية وتحديد المتغيرات المستقلة (على سبيل المثال، تخطيط لوحة المفاتيح، ووضعية الكتابة). استخدم التصميم داخل الموضوع من أجل تقليل العوامل المربكة والتباين الناجم عن الفرق بين المشاركين.
  2. المتغيرات التابعة
    1. استخدم البيانات الفعلية، بما في ذلك طول اليد، وطول إصبع الإدخال، ومحيط إصبع الإدخال، والتي تم قياسها بواسطة مقياس شريط، كما هو موضح في الشكل 2.
    2. استخدام البيانات الفسيولوجية، بما في ذلك استجابة الجلد الجلفاني (تقاس بالكاشف الفسيولوجي اللاسلكي المحمول)، ومعدل ضربات القلب (مقاسا بالكاشف الفسيولوجي اللاسلكي المحمول)، والنشاط الكهربي (مقاسا بالكهرباء السطحية)، إلخ.
    3. استخدام أداء الإدخال: كلمة في الدقيقة ومعدل خطأ الكلمة ووقت الانتقال بين مفتاحين.
      1. كلمة في الدقيقة يشير إلى سرعة الإدخال للمشاركين (أي عدد الكلمات المدخلة بشكل صحيح في الدقيقة).
      2. يشير معدل خطأ الكلمة إلى دقة الإدخال للمشاركين (أي عدد الكلمات المدخلة غير الصحيحة مقسومة على العدد الإجمالي للكلمات تحت شرط واحد). معدل الخطأ المصحح ومعدل الخطأ غير المصحح ومعدل الخطأ الكلي قد استخدمت أيضا في الدراسات السابقة36.
      3. يشير وقت الانتقال بين مفتاحين إلى وقت رد فعل المشاركين بين نقطتي اتصال لكلمة22 الصحيحة الإدخال (أي وقت بدء نقطة الاتصال الثانية مطروحا منها وقت خروج الحرف الأول).
    4. استخدم بيانات حركة الجسم مثل إيماءة اليد وحركة الجسم (الإصبع). ويمكن جمعها من قبل نظام التقاط الحركة35.
    5. استخدام البيانات الذاتية مثل قابلية الاستخدام المتصورة ، والنية في الاستخدام ، والدقة والسرعة المتصورة ، والمجهود المتصور والألم ، وعبء العمل الذاتي ، وما إلى ذلك. ويمكن الحصول على البيانات الذاتية من خلال المقاييس والاستبيانات الموجودة، والتي هي موثوقة للغاية، فضلا عن صالحة لتقييم أفضل ردود الفعل الذاتية للمشاركين حول تصميم لوحة المفاتيح.
      1. استخدم ناسا-TLX، وهو مقياس مكون من 21 نقطة يستخدم لقياس عبء العمل الذاتي من خلال الأبعاد العقلية والبدنية والوقت والأداء والجهد والإحباط. درجة عالية تشير إلى ارتفاع عبء العمل الذاتي26.
      2. استخدم مقياس قابلية استخدام النظام، وهو استبيان من 5 نقاط مع 10 عناصر، وسيتم حساب إجابات أحد المشاركين كنتيجة واحدة من 0 إلى 100. درجة عالية تشير إلى قابلية الاستخدام عالية ينظر24.
      3. استخدم مقياس Borg CR10، الذي يتراوح بين 0 و10 لقياس الألم والمجهود المتصورين. درجة عالية تشير إلى ارتفاع مستوى الألم والمجهودالمتصورة 25.
      4. استخدم مقياس القصد من الاستخدام: استبيان من 10 نقاط يستخدم لقياس احتمال استخدام المشاركين للتكنولوجيا أو المنتجات. درجة عالية تشير إلى احتمال عالية المستوى28.
      5. يتم قياس السرعة المتصورة والدقة المتصورة جميعا بمقاييس من 50 نقطة ، وتشير الدرجة العالية إلى أداء جيد متصور28.
    6. جمع البيانات الإحداثية لكل نقطة اتصال وتغييرها إلى القطع الناقص المجهز (95٪ CI) من نقاط الاتصال على كل زر30،31. اعتمد مساحة كل قطع ناقص مجهز والإزاحة من وسط القطع الناقص المجهز إلى المركز المستهدف لكل زر كمتغيرات تابعة.
      ملاحظة: يمكن جمع بيانات التنسيق بدقة من خلال التطبيق المطور ذاتيا على الهاتف الذكي. إذا كان من الصعب الحصول على البيانات تنسيق، والبيانات الموضوعية والذاتية كافية لتقييم تقريبا تصميم لوحة المفاتيح.

figure-protocol-4095
الشكل 2: قياس اليد. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

  1. المواد
    1. اختر الهاتف الذكي التجربة. خذ الوزن والدقة وحجم الشاشة في الاعتبار.
    2. تصميم وتطوير برنامج التجربة على الهواتف الذكية (خطوة اختيارية).
      ملاحظة: يمكن تسجيل وقت الانتقال بين مفتاحين تلقائيا بواسطة هذا البرنامج أو مستشعرات التقاط الحركة (أي مستشعر مقياس التسارع). قد يكون من الصعب جمعها يدويا (على سبيل المثال، ساعة أو ساعة توقيت).
    3. حدد مهمة الإدخال من الاقتراحات التالية استنادا إلى الفرضية وراجعها لتتناسب مع غرض البحث.
      1. بالنسبة لمهمة إدخال زوج الأحرف، قم بإقران 26 حرفا إنجليزيا عشوائيا إلى 676 زوجا وقسمها في المتوسط إلى عدة مجموعات استنادا إلى تصميم التجربة.
      2. بالنسبة لمهمة إدخال العبارة (الجملة)، استخدم عبارات متوسطة الطول وسهلة التذكر وممثلة للغة الهدف. إذا كانت اللغة المستهدفة هي الإنجليزية، استخراج 15-20 (أو على أساس الغرض البحثي) عبارات أو كلمات من 500 عبارات تعيين37.
  2. توظيف المشاركين
    1. استخدم برنامج G*Power لحساب حجم العينة.
    2. نشر استبيانات لتعيين المشاركين المحتملين.
    3. قم بتصفية المشاركين المحتملين ذوي الخصائص المطلوبة، مثل العمر والصحة والرؤية والتسلم والخبرة في الإدخال. ضمان أن تكون تجربة المشاركين في المدخلات متوازنة.

2. الإجراء

  1. اقرأ نموذج الموافقة المستنيرة للتجربة للمشاركين، بما في ذلك إجراء التجربة، والمهمة، وما إذا كانوا سيواجهون أي إصابات عقلية أو جسدية. إذا وافق المشاركون على المشاركة، فعليهم التوقيع على نموذج الموافقة المستنيرة. وإذا لم يكن الأمر كذلك، يمكنهم الانسحاب فورا. ووفقا لانموذج الموافقة المستنيرة، يمكن للمشاركين أيضا الانسحاب في أي مرحلة من مراحل التجربة.
  2. جمع البيانات المادية وكذلك الديموغرافية. استخدام شريط قياس لقياس يد كل مشارك واحد(الشكل 2)من أجل القضاء على تأثير الفرق حجم اليد وأيضا توفير بيانات قابلة للتكرار للبحوث في المستقبل. جمع البيانات الديموغرافية مثل العمر والجنس والخبرة الدقيقة في الإدخال والمهنة.
  3. تطهير جميع الأجهزة وتنظيف أجزاء الجسم من المشارك الذي سوف تلمس الأجهزة.
    1. اطلب من المشاركين غسل أيديهم وتنظيف شاشة الهواتف الذكية حتى تكون أجهزة استشعار الهواتف الذكية أكثر حساسية.
    2. اطلب من المشاركين ارتداء أجهزة الكشف الفسيولوجية اللاسلكية المحمولة أو نظام التقاط الحركة. اطلب من المشاركين ارتداء سوار المعصم اللاسلكي المحمول للكشف الفسيولوجي على اليد غير المهيمنة لتسجيل استجابة الجلد الجلفاني ومعدل ضربات القلب مع تجنب تداخل الضوضاء.
      1. ضع علامات سلبية لنظام التقاط الحركة على الأظافر ، والكتائب القريبة من الإصبع ، وفقرات عنق الرحم (C3-C5) ، والذراع ، لجمع حركة الجسم والإصبع الدقيقة. عصا أقطاب لاسلكية على الجلد من ذراعين واثنين من الساعدين للكشف عن النشاط الكهربائي (خطوة اختيارية).
    3. معايرة جميع الأجهزة المستخدمة في التجربة.
  4. جزء الممارسة
    1. السماح للمشاركين بإكمال مهمة التدريب. تستخدم مهمة التدريب لتحسين إلمام المشاركين بمهام الإدخال ولوحات المفاتيح لتقليل تأثير الممارسة أو عدم الألفة على نتيجة التجربة. وتتكون من 50 زوجا أو 20 كلمة تم اختيارها عشوائيا من بين 676 زوجا إنجليزيا تم تعيينها أو 500 عبارة. فقط عندما تصل دقة مدخلاتها إلى 80٪ أو أكثر في 150 ثانية يمكنهم الدخول في التجارب الرسمية. اعتمد البحث المثالي إدخال 50 زوجا كمهمة تدريبية.
  5. المهمة الرئيسية
    1. السماح للمشاركين بإكمال التجارب الرسمية في جميع الظروف التجريبية. وهي بحاجة إلى ضمان دقتها في أسرع وقت ممكن خلال وقت مهمة الإدخال. التجارب الرسمية هي مهام إدخال حقيقية سيتم تقييمها وتحليلها في البحث. يمثل كل زوج أو كلمة أو جملة تجربة، وتنتج التصاميم التجريبية المختلفة ظروفا تجريبية مختلفة.
    2. اطلب من المشاركين إكمال مهمة الإدخال بترتيب عشوائي أو ترتيب متوازن. طرق تقسيم مواد الإدخال هي على النحو التالي. أولا، يمكن تقسيم 676 زوجا عشوائيا إلى كل حالة تجريبية (أي أن المشاركين دخلوا جميع الأزواج عند إكمال جميع الشروط التجريبية). ثانيا، في ظل كل حالة تجريبية، يمكن تقسيم 676 زوجا إلى عدة كتل عشوائيا، ويحتاج المشاركون إلى إكمال هذه الكتل عشوائيا. ثالثا، يحتاج المشاركون، لإدخال الكلمات، إلى إكمال حوالي 20 تجربة تحت كل شرط. رابعا، بالنسبة لإدخال الجمل، يحتاج المشاركون إلى إكمال حوالي 10-15 تجربة تحت كل حالة. يجب على الباحثين ضمان عدم وجود فرق كبير بين عدد الأحرف وعدد الكلمات التي أدخلها المشارك تحت كل شرط. اعتمد البحث المثالي الطريقة الأولى وكان أربعة شروط تجريبية.
    3. بعد كل حالة، اطلب من المشاركين إكمال جميع الاستبيانات (جداول تقييم تجربتهم الذاتية) عشوائيا ومنحهم دقيقة واحدة أو أكثر للراحة.
  6. في نهاية التجربة، دع كل مشارك ينهي الاستبيان الشامل (Q و A) للحصول على تعليقات ذاتية.
  7. التعبير عن التقدير للمشاركين الذين لهم مكافآت مالية أو مادية.

3. تحليل البيانات

  1. اختبار الفرضية من خلال اختبارات بارامترية أو غير بارامترية مناسبة
    1. تحليل البيانات المادية والفسيولوجية وحركة الجسم لاختبار ما إذا كان الفرق بين المشاركين سيؤثر بشكل كبير على النتائج وتجربة الإدخال غير المعبرة للمستخدمين (خطوة اختيارية).
    2. تحليل أداء الإدخال للمشاركين لاختبار كفاءة الإدخال على لوحة المفاتيح.
    3. تحليل البيانات الذاتية لاختبار قابلية الاستخدام المتصورة وردود الفعل الذاتية للوحة المفاتيح.
    4. معرفة ما إذا كان تأثير الممارسة وتأثير التعب تؤثر بشكل كبير على النتيجة. لكل حالة، تنقسم التجارب إلى قسمين وفقا للطازم الزمني (أي الجزء الأول من النصف والنصف الثاني). على وجه التحديد، تحت كل شرط، ودراسة الفرق في أداء الإدخال بين الجزء النصف الأول والجزء الثاني من النصف لاختبار ما إذا كان تأثير الممارسة أو تأثير التعب موجودة.
    5. تحليل منطقة القطع الناقص المجهزة من نقاط الاتصال على كل زر، فضلا عن الإزاحة من مركزه إلى المركز المستهدف من كل زر (خطوة اختيارية).
      1. جمع كل نقاط الاتصال من كل زر مع البرنامج، وأنها تتفق تقريبا مع توزيع الغاوسية ثنائية المتغيرات. يتم اشتقاق فاصل الثقة بنسبة 95٪ لكل زر في كل من الاتجاهين س و ص من خلال البيانات الإحداثية لكل نقطة اتصال في البكسل ، ويتم تركيب علامات الحذف الثقة بنسبة 95٪ على مخطط تفصيلي 1:1 للزر لكل لوحة مفاتيح من خلال برامج Python النصية على تنسيق البكسل (انظر ملف الترميز 2).
      2. استخدم القطع الناقص المجهز (95٪ CI) ومناطقها لإظهار تشتت نقاط اللمس على كل زر. في كل زر، يتم تعريف إزاحة القطع الناقص المجهز المحسوب بواسطة نصوص Python على أنه النقطة الوسطى للقطع الناقص المجهز إلى النقطة المستهدفة للزر، ويمكن تمثيله من اتجاهات x وy (أي في المحور X ومحور Y، انظر ملف الترميز 3).
  2. النمذجة والمحاكاة
    1. استخدم النموذج القائم على البيانات كدالة لموقع لوحة المفاتيح واتجاهها للتنبؤ بحركة الإصبع بواسطة نصوص Python النصية. وتنقسم جميع حركات الأصابع إلى ثمانية اتجاهات38 (من أعلى إلى أسفل، من أسفل إلى أعلى، من اليسار إلى اليمين، من اليمين إلى اليسار، من اليسار إلى أعلى إلى اليمين إلى أسفل، من اليمين إلى أسفل إلى اليسار إلى الأعلى، من اليسار إلى أسفل إلى اليمين، من اليمين إلى أعلى إلى اليسار). لكل اتجاه، يتم حساب متوسط وقت الانتقال بين مفتاحين لتمثيل فعالية حركة الإصبع، والتي تستخدم لتقييم تصميم لوحة المفاتيح (خطوة اختيارية).
    2. استخدم تحليل الانحدار الخطي لبناء نموذج قانون Fitts المحسن (أو نسخته الموسعة ، قانون FFitts) للتنبؤ بوقت الانتقال بين مفتاحين باستخدام بنية معرفية متكاملة39 بواسطة نصوص Python. ويمكن لنموذج قانون Fitts المحسن أن يوفر تنبؤا وتقييما أفضل لتصميم لوحة المفاتيح استنادا إلى تحليلاته حول موقع المفاتيح وعرضها الفعال ، بالإضافة إلى مسافة مفتاحين (خطوة اختيارية).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

وتتبع الدراسة التمثيلية البروتوكول المذكور أساسا. تعتمد الدراسة 2 (تخطيط لوحة المفاتيح: QWERTY المنحني مقابل. QWERTY التقليدية) × 2 (حجم الزر: كبير، 6.3 ملم × 9 ملم مقابل صغير، 4.9 ملم × 7 ملم) داخل الموضوع تصميم لتقييم ما إذا كان QWERTY المنحني يمكن تحسين كفاءة الإدخال والراحة بالمقارنة مع QWERTY التقليدية ف...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

في هذه الدراسة، استنادا إلى تطوير تكنولوجيا الشاشة، قدمنا بروتوكولا موجزا وعاما لتقييم تصميم لوحة المفاتيح لتقييم تصميم لوحة المفاتيح بشكل منهجي ودقيق. المؤشرات والأساليب الموجودة من الدراسات السابقة، والأزواج المتطابقة مع الحروف الإنجليزية، ووقت الانتقال بين مفتاحين متكاملة وتعديله...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

ولم يعلن صاحبا البلاغ عن أي إقرار مالي أو تضارب في المصالح.

Acknowledgements

ويدعم هذا البحث من قبل جامعة تسينغهوا مبادرة برنامج البحث العلمي (تصميم مريح من لوحة المفاتيح المنحنية على الأجهزة الذكية). الكتاب نقدر تيانيو ليو لاقتراحاته الرقيقة والمساعدة الترميز على الأرقام.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Changxiang 6S smartphoneHuaweiSmartphone used in the examplar study
Curved QWERTY keyboard softwareTsinghua UniversityDeveloped by authors
SPSS softwareIBMData analysis software
G*Power softwareHeinrich-Heine-Universität DüsseldorfSample size calculation
E4 portable wireless wristbandEmpaticaRecording galvanic skin response and heart rate
ArqusQualysisMotion capture camera platform
Passive markerQualysisAppropriate sizes: 2.5 mm, 4 mm, and 6.5 mm
Trigno sEMGDelsysRecording electromyographic activity
Visual Studio CodeMicrosoftPython editor

References

  1. Lee, S., Zhai, S. The performance of touch screen soft buttons. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , USA. (2009).
  2. 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. , USA. (2015).
  3. Statista. 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).
  4. Newzoo. Top Countries by Smartphone Users [Fact sheet]. Newzoo. , Available from: https://newzoo.com/insights/rankings/top-countries-by-smartphone-penetration-and-users (2019).
  5. Sogou. Sogou Announces Fourth Quarter and Full Year 2019 Results. Sogou. , Available from: http://ir.sogou.com/2020-03-09-Sogou-Announces-Fourth-Quarter- and-Full-Y ear-2019-Results (2020).
  6. Google Play. Gboard - the Google Keyboard [Press release]. Google Play. , Available from: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.inputmethod.latin &hl=en (2020).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Gehrmann, S. V., et al. Motion deficit of the thumb in CMC joint arthritis. Journal of Hand Surgery. 35 (9), 1449-1453 (2010).
  10. 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).
  11. Girouard, A., et al. One-handed bend interactions with deformable smartphones. Proceedings of the 33rd annual ACM conference on human factors in computing systems. , USA. (2015).
  12. 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).
  13. Microsoft Garage. Word Flow keyboard [Press release]. Microsoft Garage. , Available from: https://www.microsoft.com/en-us/garage/profiles/word-flow-keyboard/ (2020).
  14. Tencent Games. The glory of kings [Press release]. Tencent Games. , Available from: https://pvp.qq.com/ (2020).
  15. 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. , USA. (2016).
  16. Bi, X., Smith, B. A., Zhai, S. Quasi-qwerty soft keyboard optimization. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , USA. (2010).
  17. 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).
  18. 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. , USA. (2013).
  19. 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. , USA. (2012).
  20. 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).
  21. Benligiray, B., Topal, C., Akinlar, C. SliceType: fast gaze typing with a merging keyboard. Journal on Multimodal User Interfaces. 13 (4), 321-334 (2019).
  22. 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. , Berlin, Germany. (2019).
  23. 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. , Canada. (2014).
  24. Brooke, J. SUS: A retrospective. Journal of Usability Studies. 8 (2), 29-40 (2013).
  25. Borg, G. Principles in scaling pain and the Borg CR Scales. Psychologica. 37, 35-47 (2004).
  26. Hart, S. G., Staveland, L. E. Development of NASA-TLX (task load index): results of empirical and theoretical research. Human mental workload. Hancock, P. A., Meshkati, N. , Oxford. 139-183 (1988).
  27. 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).
  28. 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).
  29. Zhai, S., Kristensson, P. O. The word-gesture keyboard: reimagining keyboard interaction. Communications of the ACM. 55 (9), 91-101 (2012).
  30. 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. , New York, USA. (2012).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Erratum


Formal Correction: Erratum: An Assessment Method and Toolkit to Evaluate Keyboard Design on Smartphones
Posted by JoVE Editors on 9/01/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: An Assessment Method and Toolkit to Evaluate Keyboard Design on Smartphones. The Authors section was updated.

Yincheng Wang1
Ke Wang1
Yuqi Huang1
Di Wu2
Jian Wu3
Jibo He4,1
1Department of Psychology, School of Social Sciences, Tsinghua University
2Department of Computer Science, Beijing Normal University
3Haier Innovation Design Center, Haier Company
4Key Laboratory of Emotion and Mental Health in Chongqing, User Experience and Human-computer Interaction Technology Institute, Chongqing University of Arts and Sciences

to:

Yincheng Wang1
Ke Wang1
Yuqi Huang1
Di Wu2
Jian Wu3
Jibo He1
1Department of Psychology, School of Social Sciences, Tsinghua University
2Department of Computer Science, Beijing Normal University
3Haier Innovation Design Center, Haier Company

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

164

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved