WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
Wydział Cybernetyki
Instytut Teleinformatyki i Automatyki
Antoni Donigiewicz
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji za pomocą
wskazujących urządzeń wprowadzania
Instrukcja laboratoryjna
WARSZAWA 2008 r.
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
2
Spis treści
Str.
1.
Cel i przedmiot ćwiczenia............................................................................... 3
1.1.
Cel ćwiczenia.................................................................................................. 3
1.2.
Przedmiot ćwiczenia....................................................................................... 3
2.
Testy w komunikacji człowiek – komputer...................................................... 3
3.
Jednokierunkowy test wskazywania............................................................... 4
3.1.
Opis procedury testowej................................................................................. 4
3.2.
Prowadzenie badania..................................................................................... 5
3.3.
Opracowanie wyników.................................................................................... 9
4.
Wielokierunkowy test wskazywania...............................................................
10
4.1.
Opis procedury testowej................................................................................. 10
4.2.
Prowadzenie badania..................................................................................... 10
4.3.
Opracowanie wyników.................................................................................... 14
5.
Literatura......................................................................................................... 14
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
3
1. Cel i przedmiot ćwiczenia
1.1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi charakterystykami
jakości wprowadzania informacji przez uŜytkownika oraz wpływem warunków
wprowadzania informacji na wartości tych charakterystyk.
1.2. Przedmiot ćwiczenia
Przedmiotem ćwiczenia jest pomiar podstawowych charakterystyk jakości
wprowadzania informacji przez uŜytkownika (operatora) za pomocą myszy i odwróconej
myszy do komputera. W ćwiczeniu wykorzystuje się jednokierunkowy test wskazywania
i wielokierunkowy test wskazywania.
2. Testy w komunikacji człowiek - komputer
W interaktywnych systemach komunikacji człowiek – komputer stosuje się testy do
testowania wydajności i skuteczności funkcjonowania istniejących i nowych urządzeń
wprowadzania informacji. Urządzenia wejściowe powinny być przetestowane przy
wykonywaniu zadań, dla których planowane jest ich uŜycie. Testy mogą być
wykorzystane do porównywania jakości wprowadzania informacji do komputera za
pomocą róŜnych urządzeń. Testowanie urządzeń realizowane jest w układzie człowiek -
urządzenie wejściowe - komputer. Przy wykorzystaniu tych samych urządzeń
wejściowych, testy mogą być wykorzystane do oceny jakości wprowadzania informacji
przez uŜytkownika.
Testy opisywane w normie [1] dotyczą oceny realizacji następujących zadań
podstawowych:
-
wskazywanie,
-
wybór,
-
przeciąganie,
-
śledzenie,
-
wprowadzanie swobodne.
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
4
3. Jednokierunkowy test wskazywania
3.1. Opis procedury testowej
UŜytkownikowi przedstawiane są dwa prostokąty o szerokości w i odległości
d pomiędzy środkami prostokątów (rys. 1). Zadanie polega na wskazywaniu
wskaźnikiem i klikaniu prostokątów na przemian za pomocą myszy. KaŜda seria
testowa rozpoczyna się wówczas gdy uŜytkownik przesunie wskaźnik na prostokąt
i naciśnie przycisk myszy.
Rys. 1. Jednokierunkowy test wskazywania (1 – wskaźnik, w – szerokość, d – odległość
prostokątów)
Obliczenia wykonywane są przez oprogramowanie wykorzystując zaleŜności (1) –
(4) podane niŜej.
Szerokość obiektu (w) jest szerokością obiektu prezentowanego na
zobrazowaniu. Dla zadania wyboru, wskazywania i przeciągania szerokość obiektu jest
mierzona wzdłuŜ kierunku ruchu. Dla zadania naśladowania szerokość obiektu jest
mierzona prostopadle do kierunku ruchu.
Skuteczna szerokość obiektu (w
e
) jest to szerokość rozproszenia wybranych
współrzędnych powstała w wyniku wskazywania/(klikania) podczas testu.
Obliczana jest jako [1]:
x
e
s
w
133
,
4
=
(1)
gdzie
x
s
- odchylenie standardowe wybranych współrzędnych w kierunku
kontynuowania ruchu (oś x w jednokierunkowym poziomym teście wskazywania).
Indeks trudności jest miarą precyzji uŜytkownika wymaganej w zadaniu.
WyraŜany jest w bitach.
Dla zadań wskazywania jest równy [1]:
d
w
1
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
5
w
w
d
ID
+
=
2
log
(2)
gdzie: d oraz w jak na rys. 1.
Skuteczny indeks trudności jest miarą osiągniętej przez uŜytkownika precyzji
w realizowaniu zadania wskazywania. WyraŜany jest w bitach.
Obliczany jest jako [1]:
e
e
e
w
w
d
ID
+
=
2
log
(3)
Przepustowość wejściowa dla zadań wskazywania jest równa [1]:
m
e
w
t
ID
P =
(4)
gdzie:
e
ID - skuteczny indeks trudności;
m
t
- czas przemieszczenia (ruchu) obliczany od rozpoczęcia ruchu urządzenia
wejściowego do wskazania obiektu.
3.2. Prowadzenie badania
W folderze lokalnym gdzie zapisana jest aplikacja utworzyć plik tekstowy do
zapisywania wyników badania. Uruchomić aplikację
Test.exe (okno początkowe rys. 2)
i wybierając w menu „Badanie” wprowadzić dane uŜytkownika
nie uŜywając polskich
znaków diakrytycznych (rys. 3).
Rys. 2. Okienko początkowe
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
6
Rys. 3. Okno wprowadzania danych uŜytkownika i potwierdzenie poprawnego
wprowadzenia danych
Ustalić parametry badania w okienku jak na rys. 4, wybierając w menu „Opcje badania”.
Rys. 4. Okno wprowadzania (zmiany) parametrów badania i potwierdzenie poprawnego
wprowadzenia liczby prób
Rozpocząć wskazywanie prostokątów (widocznych jako pionowe niebieskie
paski), klikając jak najszybciej wewnątrz prostokątów na przemian (lewy, prawy).
W ćwiczeniu odległość d zmieniana jest od 50 do 650 (d=50, 100, 200, 400, 650).
Wielkość w (szerokość prostokątów) zmieniana jest od 10 do 50 (w= 10, 20, 30, 40, 50).
Ilość powtórzeń moŜe być zmieniana od 30 do 100. W ćwiczeniu naleŜy wykonać
badania:
- za pomocą
myszy przyjmując dla kaŜdej szerokości w kaŜdą odległość między
prostokątami d,
- za pomocą
odwróconej myszy przyjmując w=20 i kaŜdą odległość między
prostokątami d.
Widok ekranu w czasie badania pokazany jest na rys. 5.
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
7
Rys. 5. Widok ekranu w czasie badania
Zakończenie serii sygnalizowane jest okienkiem jak na rys. 6.
Rys. 6. Okienko sygnalizacji końca serii badań
Po zakończeniu serii badań naleŜy wyświetlić okienko z wynikami badania (patrz
rys. 7).
Rys. 7. Okno z wynikami badania
Zapisać wyniki do pliku tekstowego wybierając nazwę
istniejącego pliku
tekstowego (rys. 8).
Uwaga: jeśli plik taki nie istnieje to trzeba go wcześniej utworzyć.
Wartości do pliku są dopisywane (poprzednio wpisane dane pozostają).
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
8
Rys. 8. Wybór pliku tekstowego do dopisania (zapisania) wyników badania
Wyniki w pliku tekstowym zapisane są w kolejności jak w tabeli 1. W pliku
tekstowym nie ma nagłówka.
Tab. 1. Kolejność zapisanych wyników badania w pliku tekstowym (przykładowe
wartości)
Imię
Nazwisko L. k.
L. b. w
[pix]
d
[pix]
Sx
We
[pix]
ID
[bit]
IDe
[bit]
Pw
[bit/sek]
Tm
[sek]
Vp
[pix/s]
Andrzej DABACKI 30
4
10
100 31,42 129,87 3,46
0,88
0,028
1,07
92,84
gdzie: L. k. – liczba kliknięć,
L. b. - liczba błędów,
w – szerokość prostokątów,
d - odległość prostokątów,
Sx - odchylenie standardowe współrzędnych w kierunku kontynuowania ruchu,
We - skuteczna szerokość obiektu,
ID - indeks trudności, ID
e
- skuteczny indeks trudności,
w
P
- przepustowość wejściowa,
Tm- czas (średni) przemieszczania (odpowiednik
m
t
w zaleŜności (4)),
Vp [pix/s] - szybkość przemieszczania.
Zamknąć okno z wynikami. Ustawić nowe parametry badania i rozpocząć nową
serię badania. Uwaga: Kolejna seria badań powinna rozpocząć się od prostokąta
przeciwległego niŜ ten, na którym zakończyła się poprzednia seria badań. Wyniki
kolejnego badania powinny być zapisane do tego samego pliku co poprzednie.
Badania przeprowadzić bez stosowania przerw.
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
9
3.3. Opracowanie wyników
Po zakończeniu badań opracować wyniki.
MoŜna wykorzystać import wyników do arkusza .xls, np. w arkuszu aplikacji Excel
zaimportować dane z pliku tekstowego (Dane→Pobierz dane zewnętrzne→Importuj plik
tekstowy).
Wyznaczyć prawdopodobieństwo błędu dla kaŜdego badania ze wzoru:
.
.
.
.
k
L
b
L
Pb =
Zestawić wyniki w postaci tabelki wykorzystując Tab.1 i wykonane obliczenia.
Wykonać wykresy:
-
( )
w
p
d
f
V =
na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr),
-
( )
w
w
d
f
P =
na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr),
-
( )
w
m
d
f
T =
na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr),
-
( )
w
d
f
Pb =
, jeśli prawdopodobieństwo błędu jest >0, na jednym rysunku (mysz i
mysz odwrócona) (w - parametr),
-
( )
w
d
f
Sx =
na jednym rysunku (mysz i mysz odwrócona) (w - parametr).
gdzie: w – szerokość prostokątów, d - odległość prostokątów.
Sprawozdanie jedno dla całego ćwiczenia (dla jednokierunkowego i wielokierunkowego
testu wskazywania) powinno zawierać:
-
stronę tytułową (temat ćwiczenia, imię i nazwisko wykonawcy, nazwę grupy, data
oddania sprawozdania),
-
nazwę testu,
-
zestawienie wyników i obliczeń,
-
wykresy,
-
wnioski (ocena wpływu warunków na uzyskane wyniki).
Plik tekstowy z wynikami pomiarów (protokół pomiarów) naleŜy wysłać na adres
prowadzącego zajęcia wpisując w temacie przesyłki nazwisko studenta i nazwę grupy.
Jest to jeden z warunków zaliczenia ćwiczenia.
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
10
4. Wielokierunkowy test wskazywania
4.1. Opis procedury testowej
Zadanie polega na przemieszczaniu wskaźnika myszy w poprzek koła do kolejno
ponumerowanych kwadratów (rys. 9). Kwadraty są równomiernie rozmieszczone na
brzegu okręgu, zatem przemieszczenie wskaźnika jest w przybliŜeniu równe średnicy
okręgu. Kwadrat, do którego wskaźnik jest przesuwany jest podświetlony. KaŜda seria
testowa rozpoczyna się wówczas gdy zostanie wskazany kwadrat najwyŜej połoŜony
i kończy się kiedy sekwencja wskazań zostanie zakończona (wskazanie ostatniego
kwadratu). W tym teście zmiana zakresu trudności odbywa się poprzez zmianę średnicy
okręgu pomiędzy próbami (kwadraty na okręgu pozostają bez zmian).
Obliczenia wykonuje oprogramowanie wykorzystując zaleŜności (1) – (4).
Rys. 9. Wielokierunkowy test wskazywania
4.2. Prowadzenie badania
Uruchomić aplikację
testW.exe i wprowadzić dane uŜytkownika (imię i nazwisko)
oraz jednostkę organizacyjną (nazwę grupy),
nie uŜywając polskich znaków
diakrytycznych (patrz rys. 10).
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
11
Ustalić rozdzielczość dla jakiej będzie przeprowadzany test. MoŜna wybrać wykonanie
testu przy rozdzielczości 800x600 lub 1024x768. Wyboru dokonuje się w menu
„Rozmiar”. Ustawić poziom trudności. Serię badań w ćwiczeniu wykonać dla kaŜdego
poziomu trudności.
Rys. 10. Okienko początkowe badania w teście wielokierunkowym
Rozpoczęcie serii badań następuje po kliknięciu przycisku „Start testu”. Widok
okna przy rozpoczynaniu badań pokazany jest na rys. 11.
Rys. 11. Okienko prowadzenia badań
Punkt rozpoczęcia badań
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
12
W czasie wykonywania serii badań naleŜy klikać w podświetlone na Ŝółto
kwadraty.
Zakończenie kaŜdej serii badań sygnalizowane jest okienkiem jak na rys. 12.
Rys. 12. Okienko zakończenia serii
W ćwiczeniu poziom trudności naleŜy zmieniać kolejno od 1 do 18 co 1
i wykonywać kolejną serię badań.
Badania przeprowadzić bez stosowania przerw.
Po zakończeniu serii badań moŜna wyświetlić okno z wynikami badania (patrz rys.
13).
Rys. 13. Okno z wynikami serii badań
W oknie widoczne są wyniki w następującej kolejności:
Numer testu, Wex, Wey, ID, IDe, Pw, Vp, Czas sr. [msek]
gdzie: Wex (Wey) - skuteczna szerokość obiektu dla współrzędnej x (y),
ID - indeks trudności,
IDe - skuteczny indeks trudności,
Pw - przepustowość wejściowa [bit/s],
p
V
- szybkość przemieszczania [pix/s],
Czas sr. - średni czas przemieszczenia do obiektu (średni czas między
kliknięciami w podświetlone kwadraty w milisekundach).
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
13
Przepustowość wejściowa Pw dla zadania wielokierunkowego wskazywania
wyznaczana jest z zaleŜności:
m
e
t
ID
Pw =
gdzie:
e
ID - skuteczny indeks trudności;
m
t
- średni czas przemieszczenia wskaźnika do obiektu (jest to Czas sr. w oknie
z wynikami serii badań).
Szybkość przemieszczania Vp jest to średnia szybkość z jaką uŜytkownik dokonuje
wskazań obiektów. Wielkość ta wyznaczana jest ze wzoru:
m
p
t
d
V =
gdzie: d – odległość przemieszczania (jest to średnica okręgu);
m
t
– średni czas przemieszczenia do obiektu (jest to Czas sr. w oknie z wynikami
serii badań).
Wyniki badań zapisują się automatycznie do pliku tekstowego w folderze „wyniki”.
Plik ten ma nazwę składającą się z imienia, nazwiska i grupy uŜytkownika (w naszym
przykładzie
Andrzej_DABACKI_ITM1.txt
). Zawartość pliku z wynikami po przeprowadzeniu
siedmiu serii badań pokazano na rys. 14.
Rys. 14. Postać pliku z wynikami badań
W pliku z wynikami badań wartości zapisane są w takiej samej kolejności jak
w oknie wyników. Uzupełnione są jedynie o poziom trudności i rozdzielczość.
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji …
14
4.3. Opracowanie wyników
Badania z wykorzystaniem wielokierunkowego testu wskazywania przeprowadzić
uŜywając do wprowadzania mysz i mysz odwróconą.
Po zakończeniu badań opracować wyniki. W arkuszu aplikacji Excel zaimportować
dane z pliku tekstowego.
Na podstawie wyników wyznaczyć:
d - odległość przemieszczania (średnica okręgu) dla kaŜdego stopnia trudności (naleŜy
wykorzystać odpowiednią zaleŜność patrz wyŜej),
x
s
- odchylenie standardowe dla współrzędnej x (wykorzystać wzór (1)).
Wykonać zestawienie wyników i obliczeń (uwzględniając stopień trudności i średnicę d).
Wykonać wykresy:
( )
d
f
V
p
=
dla obu urządzeń na jednym wykresie,
( )
d
f
Pw =
dla obu urządzeń na jednym wykresie,
( )
d
f
t
m
=
dla obu urządzeń na jednym wykresie,
( )
d
f
s
x
=
dla obu urządzeń na jednym wykresie,
W ramach sprawozdania zamieścić:
-
nazwę testu,
-
zestawienie wyników,
-
wykresy,
-
wnioski (porównanie wyników uzyskanych za pomocą róŜnych urządzeń oraz ocena
wpływu warunków na uzyskane wyniki).
Sprawozdanie naleŜy oddać prowadzącemu zajęcia we wskazanym terminie.
Plik tekstowy z wynikami pomiarów (protokół pomiarów) naleŜy wysłać na adres
prowadzącego zajęcia wpisując w temacie przesyłki nazwisko studenta i nazwę grupy.
Jest to jeden z warunków zaliczenia ćwiczenia.
5. Literatura:
[1] Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDTs) – Part 9:
Requirements for non-keyboard input devices. ISO 9241-9 Annex A.