1 / 25

Determining Key Size of Keyboard Using Fitts ’ Law

Determining Key Size of Keyboard Using Fitts ’ Law. “ A model for movement time on data-entry keyboard ” , Ergonomics 1992, 35(2), 129-147 Colin, G. Drury. 목차. Fitts ’ law & 실험 Fitts ’ law 의 이슈 Introduction ( 논문 ) A model for optimum layout 실험 1 : Test with simulated keyboard

wyman
Télécharger la présentation

Determining Key Size of Keyboard Using Fitts ’ Law

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Determining Key Size of Keyboard Using Fitts’ Law “ A model for movement time on data-entry keyboard”, Ergonomics 1992, 35(2), 129-147 Colin, G. Drury

  2. 목차 • Fitts’ law & 실험 • Fitts’ law의 이슈 • Introduction (논문) • A model for optimum layout • 실험 1 : Test with simulated keyboard • 실험 2 : Test with real keyboard • 실험 3 : Test with calculator keyboard • Conclusions

  3. Fitts’ law • MT = a +b log2 (2A/W) = a + b ID, where ID = log2 (2A/W) • Fitts’ law 실험

  4. 여러 가지 이슈 • Ballistic movement and visually-controlled movement • Height of target 그리고 이동궤도 (steering law) • Multiple submovements • 이동의 방향 (수직이동, 수평이동, 대각선 이동) • 상수 b 의 결정에 미치는 영향인자들: 개인차, 사용하는 기구종류, 조정기구의 특성(마우스 조이스틱) …… • Information processing rate = 1/b

  5. Introduction • Optimum layout of the keyboard : geometrical factors 연구부족 • Alden et al. (1972) : keyboard operation에 영향을 미치는 요인들은 key shape, spacing and size • Deininger (1960) : 전화버튼에서 입력속도와 에러에 가장 큰 영향 요인은 키 사이즈. • Card et al. (1983) : Fitts’ law에 의한 시간 예측 • Martin (1988) : touch screen test

  6. Model for optimum layout of keyboards Case 1 : C/F > 1 F C B Case 2 : C/F <1 S

  7. Effective Target Width (We) Case 1 We = B+F Case 2 We= 2S-B-F C=F Movement Time Models Case 1 : Limited by missing the target key MT = a + b log2 [2kS/(B+F)] Case 2 : Limited by hitting adjacent keys MT = a + b log2 [2kS/(2S-B-F)]

  8. 실험 1 : Test with simulated keyboard • 모델을 테스트하기 위한 실험 • 수평선 상에 표적을 나열함, • 표적의 높이는 고려하지 않음 • 피실험자 • 18~27세 10명 남자 • Finger size는 손가락에 잉크를 묻혀 종이 위에 찍어서 측정 • 10~12 mm, 평균 11 mm

  9. 10 mm 10 mm C = 10 mm, B = 10 mm의 경우 A=160 mm 20 mm 실험조건의 실험 1 • 총 50개 조건에서 수행 : Table 1 • Single target VS triple targets • Metal Probes (F) = 0, 5, 10, 15 그리고 finger (11 mm) • Target width (B) = 2, 6, 10, 14, 18 mm. • S = 20 mm 으로 고정, A = 160 mm 로 고정 • Target Width (B) = C/F 비율을 변화 시키면서, 변함 • 최소한의 ID = 4 (Ballistic Movement를 막기 위해)

  10. 실험조건의 실험 1 • EX>. if B= 2mm, F = 5mm, S =20mm 이기 때문에 C = 18mm, 그리고 C/F = 18/5= 3.6 C 값 계산

  11. MT 작은 Probe (pen) 큰 Probe (손가락) Target Width 결과(ANOVA) • ANOVA : Main effect • Target width, Probe width, Target condition (single, triple): 모두 유의함 • Interaction (Target width VS Probe width) • 작은 probe에서 MT에 대한 target width의 효과는 크다, 반면, 큰 probe에서 MT에 대한 target width의 효과는 작다. • 의미 : 손가락과 stylus pen의 비교?

  12. 결과(ANOVA) • Interaction (Target width VS Target condition (S, T)) • Figure 3 : 이동시간이 표적너비가 작을 때는 single target이나 triple target 이나 차이가 없으나 표적너비가 커지면 single target을 위한 이동시간이 현저히 작아진다. • B(Target width) = 10 mm 이상일 때 현상 • Interaction (Probe width VS Target condition (S, T)) • Figure 4 : 이동시간이 probe width가 작을 때는 single target이나 triple target 이나 차이가 일정하지만 probe width가 10 mm 이상으로 커지면 single target을 위한 이동시간이 현저히 작아진다. • F(Probe Width) = 10mm 이상일 때 현저한 현상

  13. 결과 (Regression : single target) • Regression analysis (effective target width) • Fitts’회귀식의 maximum r2를 제공하는 probe width • Hoffmann (1995), E = 0.6 • 공식 : MT = a + b log2 [2A/(B+EP)] • E = The proportion of added probe width • Metal probe의 경우 • MT = -7.7 + 42.86 log2 [2A/(B+0.6P)], r2 =0.962 • Figure 5 : ID 와 single target의 MT 관계 • Finger의 경우 • MT = 17.76 + 29.60 log2 [2A/(B+10)], r2 =0.98

  14. 결과 (Regression : triple target) • C/F비와 MT의 관계함수 • Figure 6 : 단지 metal probe에 대해서만 plot. • 처음에 C/F비의 증가와 함께 MT 감소, • C/F비가 1이상이 되면 MT 증가 (모델개념과 일치) • ID VS MT의 관계 (Fitts’ law) • Figure 7 : 상당히 분산되어 있음 그러나 ID 범위가 단지 2임. • ID 는 effective ID로 계산됨 (모델에 의해) • Real finger의 경우 • Figure 8 (Target width 와 MT 관계) : 명확한 결과가 아님 • F = 10 mm 에서 triple target MT 최소되어야 함.

  15. 실험 2 : Test with real keyboard • 피실험자 • 10명 남자 16~45세 • 총 40개 조건에서 수행 • Amplitude (A) : 38, 76, 114, 152 mm • Target width (B) : 2, 6, 10, 14, 18 mm • 이동방향 : 수평과 수직 • 실험1과의 차이점 • 모든 테스트에 손가락 사용 • 이동거리 다르게 (ballisitic & visual control) • Square targets ♣ S = 20 mm 동일

  16. 10 mm IF B = 10 mm, C=10 mm 된다 10 mm A = 38 mm 20 mm 실험조건

  17. 실험절차 • 연습 • 에러를 유발하지 않을 정도로 연습 • 본 실험 시행방법 • Random order 시행 • 한번 이상 에러를 하면 다시 시행 • Effective target width 측정 • Wide keys : two extreme lateral positions • Narrow keys : 편안함을 느낄 때까지 옆으로 이동 • Finger pad size : 실험 1과 동일

  18. 결과(Effective Target Width) • 모델에서 ETW : Case 1 = B+F, Case 2 = 2S-B-F • 모델의 단점 • 모든 key widths에서 finger width 같다. • Keys do not deflect • 키를 누를 때 더 많은 손가락 너비가 관여됨 (4.5mm 높이에 3 mm 눌려야 됨) • 실험 1에서 10 mm로 가정 (수식 4에 의해) • 실측 데이터(ETW) : Table 2 • Optimal Target Width 계산 • Table 2 ETW로 부터 계산 : Figure 9 • 평균 = 7 mm

  19. 결과(Optimal Key Size) • Model for the optimum key size (?) • Bopt = S-0.5(F1 + F2) • F1 = EFW for case 1 moves, F2 = EFW for case 2 moves • C/F < 1의 경우 ETW • ETW = Key width + Finger pad width이지만, Table 2의 실측 ETW와 비교하면 맞지 않음. • 특히 손가락 너비가 큰 피실험자들 • Table 2의 회귀식: • We = -4.66 + 0.64B + 1.73F, r2 =0.32 -- 식(1)

  20. 결과(Optimal Key Size) • C/F > 1의 경우의 ETW • 예측모델과 잘 맞음 (ETW = 2S-B-F) • Table 2의 회귀식 • We = 40.8 - 0.97B - 1.33F, r2 =0.914 -- 식(2) • Optimal Key Size 계산 • 식 (1)과 식 (2)는 같다고 하면 • Bopt = 28.3 -1.90F • 결과값 • IF F=11이면, Bopt= 7.4 mm, • Table 2의 Bopt= 6.8 mm

  21. 결과(이동시간) • ANOVA : Main effect • Amplitude, Key size : 유의함, • Direction : Not significant • All Interaction : not significant • Figure 10 : MT as a function of key size and amplitude • Figure 11 : MT as a function of ID • ID = using mean values of ETW in table 2 • MT = 3.8 + 40.57 (ID); r2 =0.93

  22. 결과 • 왜 6mm 주위에서 최소 MT가 되지 않는가? • Larger finger size of subjects • Table 3 : 최소 MT를 제공하는 Key size • 평균 8 mm에서 최소 MT 제공 • Error and MT as a function of key width • Figure 12 • B= 6 mm에서 최소 error • B= 6 mm에서 최소 MT • 실험 1은 visual control 실험 2는 VC+Ballistic • 유사한 결론

  23. 실험 3 : Test with calculator keyboard • 실험조건 • 계산기 : 소형 keys • 10초 내에 몇 번 키인하는가? • 10명 피실험자(14~55세) • Vertical size of key = 5mm, 일부 7 mm • Horizontal size of key = 5.8 mm, 일부 7.5mm • 11가지 조건에서 실험 • Finger pad size = 10.03 또는 9.42 mm • 결과 • ID의 계산 식(2)에 입각하여 (C/F >1 때문) • Figure 13 : 주로 ID<3 • Low ID에서 MT is underestimated (c.f. Hoffman)

  24. Survey of Keyboard Devices • 시장조사 • 25 devices • Key spacing (S)와 Key Size (B)의 그래프 : Figure 14 • Upper Line : B = S의 경우 • Lower Line : B = S-10의 경우 • 대부분이 두 선 사이에 있음 • Inter-key spacing에 비해 key Size 너무 크다.

  25. Conclusions • 최소의 MT • C = F : 키간 간격과 probe width 같을 때. • 최소이동시간과 최소에러 • Key width (B) = 6~8 mm. • Key spacing (S) = 19 mm • 따라서 C = 11~13 mm, F = 11 mm • 최악의 경우 (maximum MT) • Keys were spacing-filling (햅틱폰의 경우와 비교)

More Related