Manual And Gaze Input Cascaded (MAGIC) Pointing Shumin Zhai, Carlos Morimoto, Steven Ihde Petri Tuominen

Sisältö Johdanto1 kalvo Motivointia1 MAGIC pointing –tekniikat6 Toteutus1 Koeasetelma4 Tulokset4 Keskustelu1 plussia ja miinuksia1

Johdanto •Tavoitteena luoda tekniikka, jossa valinta tapahtuu hiirellä, mutta jossa käytetään hyväksi katseinformaatiota. •Käytännössä käyttäjän katsoessa kohdetta kursori hyppää lähelle kohdetta, jonka jälkeen varsinainen valinta suoritetaan hiirellä. •Kaksi eri tekniikkaa: –konservatiivinen (conservative) –vapaa (liberal)

Motivointia •Katseen käytön etuja: –silmiä voi käyttää tilanteissa, joissa kädet ovat varatut –silmänliikkeet ovat nopeita ja luonnollisia –RSI (Repetitive stress injury) •Ongelmia objektin valinnassa katseella: –silmä ei ole tarkka –silmä on yksi tärkeimmistä havainnointivälineistä, ei kontrollointivälineistä

Tekniikka 1: vapaa •Vapaassa (liberal) tekniikassa kursori hyppää jokaisen uuden objektin päälle tai läheisyyteen, johon käyttäjä katsoo, PAITSI jos: –uuden kohteen etäisyys on vanhasta kohteesta on alle asetetun etäisyyden (esim. 120 pikseliä) –kursoria kontrolloidaan kädellä (=kursori on liikkeessä) •Hyppäyksen jälkeen kohteen valinta suoritetaan käyttäen manuaalista syöttölaitetta

Tekniikka 1: vapaa Kuva 1: vapaa tekniikka

Tekniikka 2: konservatiivinen •Konservatiivisessa tavassa kursori ei hyppää kohteen läheisyyteen ennen kuin manuaalinen syöttölaite on aktivoitu •Kun syöttölaite aktivoidaan, kursori ei hyppää kohtaan, johon käyttäjä katsoo, vaan ilmestyy liikkeessä kohti kohdetta. •Hyppäyksen jälkeen kohteen valinta suoritetaan käyttäen manuaalista syöttölaitetta

Tekniikka 2: konservatiivinen Kuva 2: konservatiivinen tekniikka

Tekniikoiden vahvuuksia •Stressin ja väsymyksen väheneminen •Tarkkuus parempi verrattuna perinteiseen katseohjaukseen •Silmien käyttö on luonnollista tässä tarkoituksessa •Käytön nopeus •Helppokäyttöisyys

Tekniikoiden heikkouksia •Vapaassa tekniikassa kursorin hyppiminen toisinaan liiallista. •Konservatiivisessa tekniikassa epävarmuus kursorin ilmestymispaikasta voi pakottaa käyttäjän miettimään liikkeitään. •Perinteisessä hiirellä osoituksessa käyttäjä voi, tietäen kursorin tarkan sijainnin, aloittaa kursorin siirtämisen heti nähdessään kohteen. Magic -pointing tekniikoissa käyttäjän täytyy odottaa kursorin ilmestymistä ennen kuin kursorin siirtämisen voi aloittaa.

Toteutus •Katseenseurantalaitteena IBM Almaden Eye Tracker. •Kehittivät oman silmän liikkeiden seurantajärjestelmän. •Testikone Pentium II 333Mhz, Windows NT. •Katseenseurantalaitteiston näytteenottotaajuus 30 Hz.

Koeasetelma 1 •Koehenkilöiden tehtävänä osoittaa ja valita satunnaisessa järjestyksessä ilmestyviä objekteja. •Käyttäjiä pyydettiin toimimaan niin nopeasti kuin mahdollista, nopeimmalle luvattiin $20 rahapalkinto. •Jokainen koehenkilö suoritti tehtäviä kolmella eri tekniikalla: –tavallinen tekniikka ilman katseenseurantaa (No-Gaze) –konservatiivinen MAGIC pointing –tekniikka (Gaze1) –vapaa MAGIC pointing –tekniikka (Gaze2) •Tekniikoiden järjestystä tasapainoitettiin latin square pattern –menetelmällä.

Koeasetelma 2 •9 koehenkilöä, joista 7 miestä ja 2 naista •Käytössä 20” näyttö (15” * 11”), resoluutiona 1280*1024 •Koehenkilöt istuivat 25” etäisyydellä näytöstä •Manuaalisena syöttölaitteena ”pointing stick” •Koehenkilöistä 7 kokeneita pointing stick:n käyttäjiä •Ennen varsinaisen testin alkua jokainen koehenkilö harjoitteli 36 tehtävän verran tekniikoita •Harjoittelua seurasi kaksi testisessiota, joista kerättiin data talteen

Koeasetelma 3 •Kahden kokoisia objekteja: –20 pikseliä (0.23” tai 0.53 astetta 25” etäisyydellä näytöstä) –60 pikseliä (0.7” tai 1.61 astetta) •Objektien etäisyydet toisistaan –200 pikseliä (2.34” tai 5.37 astetta) tai –500 pikseliä (5.85” tai astetta) tai –800 pikseliä (9.38” tai astetta) •Objektit toisiinsa nähden pystysuorassa, vaakasuorassa tai kulmittain

Koeasetelma 4 Kuva 3. koehenkilön näkymä koetilanteessa

Tulokset 1 •Tekniikalla on merkitystä tehtävien suoritusaikaan. •Keskimääräinen suoritusaika (kuva 4): –tavallisella tekniikalla 1.4 sekuntia (No_Gaze) –konservatiivisella tekniikalla 1.52 s. (Gaze 1) –vapaalla tekniikalla 1.33 s. (Gaze 2) •Konservatiivisessa tekniikassa käyttäjän kokemus vähentää merkittävästi tehtävien suoritusaikaa. •Kaikkien tekniikoiden kohdalla objektien koolla on merkitystä suoritusaikaan (kuva 5).

Tulokset 2 Kuva 4. keskimääräiset suoritusajat (aika vs. testisessio) Kuva 5. objektin koon vaikutus suoritusaikaan (aika vs. koko)

Tulokset 3 •Objektien välisen etäisyyden kasvaessa: –tavallisessa tekniikassa suoritusaika on logaritminen –MAGIC pointing –tekniikoissa suoritusaika on kasvava, mutta ei logaritminen (varsinkaan vapaassa tekniikassa) Kuva 6. Suoritusaika vs. objektien välinen etäisyys

Tulokset 4 •Tehtävän suoritusaika on hieman riippuvainen siitä miten objektit on sijoitettu toisiinsa nähden (kuva 7). •Koehenkilöt tekivät hieman vähemmän virheitä MAGIC pointing –tekniikkaa käyttäessään kuin tavallista tekniikkaa käyttäessään. (No_Gaze 8,2%, Gaze1 7%, Gaze2 7,5%) Kuva 7. suoritusaika vs. objektien välinen kulma

Keskustelu •MAGIC pointing –tekniikat todella toimivat. •Nopeimmat tulokset saavutettiin vapaalla tekniikalla. •Vaikka koehenkilöiden mielipiteet tekniikoiden miellyttävyyden kohdalla jakaantuivat, yleisesti ottaen koehenkilöt pitivät enemmän vapaasta tekniikasta. •Nopeimman koehenkilön keskimääräinen suoritusaika oli 1.03 sekuntia vapaalla tekniikalla. •Vapaan tekniikan avulla mahdollisuus nopeuttaa myös pienten objektien valintaa. •Katseenseurantalaite vaikutti tuloksiin. •Tekniikat kaipaavat kehittelyä ja jatkotutkimuksia.

Plussia ja miinuksia +Mielenkiintoinen artikkeli +Toteutuskelpoinen tekniikka Mutta: -Tiettyjä kohtia, kuten koeasetelmaa, ei oltu selitetty riittävän tarkasti -Osittain vaikeaselkoinen artikkeli -Turhaa toistoa -Onko 9 koehenkilöä riittävä määrä?