Lois et principes psychomoteurs mod lisation pr dictive
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Lois et principes psychomoteurs; modélisation prédictive. Capacités motrices (Moteur: quelque chose qui crée le mouvement). Les capacités motrices dans les tâches de pointage. Pourquoi étudier les tâches de pointage? Les souris sont couramment utilisées

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Lois et principes psychomoteurs mod lisation pr dictive

Lois et principes psychomoteurs;modélisation prédictive


Capacit s motrices moteur quelque chose qui cr e le mouvement
Capacités motrices(Moteur: quelque chosequi crée le mouvement)


Les capacit s motrices dans les t ches de pointage
Les capacités motricesdans les tâches de pointage

Pourquoi étudier les tâches de pointage?

  • Les souris sont couramment utilisées

  • Souvent, les souris sont utilisées pour tout sauf saisir le texte

  • On peut exploiter ce qui est déjà connu par les experts en théories psychomotrices




La loi de fitts
La loi de Fitts

  • Au départ, utilisé pour modéliserle pointage réciproque en 1D (Fitts 1954)

  • Par la suite, utilisé pour modéliser le pointage discret ("un coup") en 1D (Fitts et Peterson 1964)

  • Des centaines (milliers?) d’études ont confirmé la loi avec différentes conditions

  • Demeure un des seuls modèles mathématiques robustes à la disposition des concepteurs d’interfaces et des chercheurs en IHM


Loi de fitts t a b log 2 d w 1
Loi de Fitts: T = a + b log2(D/W + 1)

  • Mouvement rapide de pointage vers une "cible" (exemple: bouton, widget, etc.)

  • T: temps moyen de mouvement, en secondes (ou millisecondes);s’appelle aussi MT (« mouvement time »)

  • D: distance au centre de la cible; s’appelle aussi A (amplitude de mouvement)

  • W: largeur (« width ») de la cible; en 1D, W est mesuré le long de l’axe du mouvement

  • Le logarithme (en bits); s’appelle aussi indice de difficulté ID

  • a (en s) et b (en s/bit): de constantes qui sont mesurées de façon expérimentale,et qui varient avec la nature de la tâche de pointage (1D, 2D, souris, stylet, main, pied, etc.)

  • IP = 1/b (en bits/s): indice de performance, ou largeur de bande

Curseur(ou doigt, etc.)

Pointage 1D(cible infiniment grande):

Cible

W

D


Loi de fitts t a b log 2 d w 11
Loi de Fitts: T = a + b log2(D/W + 1)

  • Si la cible est un rectangle avec hauteur H et largeur L, on peut définir W = min(H,L) pour l’équation de Fitts. Ceci donne une bonne approximation. Toutefois, une cible de 10x1 cm sera plus facile à acquérir qu’une cible de 2x1 cm, quelque soit la direction de mouvement.

  • Si la cible est un carré de largeur L, ou un cercle de diamètre L, on peut définir W = L

  • Attention: les valeurs de a et b ne seront plus les mêmes en 2D qu’en 1D

Curseur(ou doigt, etc.)

Pointage 2D:

Cible

H

L

D



Loi de fitts
Loi de Fitts

Cible 1

Cible 2

Même ID → Même difficulté


Loi de fitts1
Loi de Fitts

Cible 1

Cible 2

ID plus petit → Plus facile


Loi de fitts2
Loi de Fitts

Cible 1

Cible 2

ID plus grand → Plus difficile


MT (secondes)

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b = pente

IP = 1/b

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*

a

ID (bits)

log2(D/W + 1)

ID = indice de difficulté

IP = 1/b = indice de performance


Plus de 50 ans d tudes
Plus de 50 ans d’études

Référence:

I. S. MacKenzie. Fitts’ Law as a research and design tool in human computer interaction. Human Computer Interaction,1992, Vol. 7, pp. 91-139


Remarques
Remarques

  • IP donne une mesure de la vitesse d’un membre ou d’un périphérique, indépendant des cibles

  • La souris est presque optimale !IP(souris) ≈ 10.4, IP(main) ≈ 10.6(quoique ces valeurs varient d’une étude à l’autre)

  • Les membres extrêmes et plus petitssont plus rapides

    • IP(yeux) > IP(doigts) > IP(bras) > IP(jambes)


La loi de Fitts modélise

  • Les mouvements réciproques ("aller-retour") et discrets ("un coup") en 1D ou en 2D

    et s’applique aux situations suivantes:

  • Mouvements des mains et des pieds

  • Mouvements dans l’air, sous l’eau, sous un microscope

  • Empoigner, pointer du doigt, lancer un dard

  • Souris, boules de commande, manettes, pavé tactiles, casques avec viseurs, appareils oculométriques

  • Contrôle de position et contrôle de vitesse

  • Mouvements linéaires et mouvements de rotation (exemple: tourner un bouton sur une chaîne stéréo pour ajuster le volume)

  • Enfants préscolaires, gens retardés mentalement, gens sous l’effet de drogues

  • Singes

    Dans chaque cas, les valeurs de a et b sont différentes !


Remarques concernant la loi de fitts
Remarques concernant la loi de Fitts

  • Compromis vitesse/précision (« speed/accuracy tradeoff »)

    • Les cibles plus proches ou plus grosses peuvent être sélectionnées plus rapidement

  • Temps invariant avec des changements d’échelle

    • C’est le rapport D/W qui compte

  • On peut utiliser la loi de Fitts pour

    • Prédire le temps de mouvement (si a, b connus)

    • Comparer deux périphériques (comparer leurs IP)

    • Nous guider dans la conception.Exemple: ne pas avoir de cibles trop petites!


Cibles excessivement petites
Cibles excessivement petites

W = 3 pixels, D ≈ 500 pixelsdonc ID ≈ 5.7 bits

Mais avec W = 10, D = 500,

ID = 2.7 bits

(soit moins de la moitié du temps!)

Leçon: n’imposez pas un Wtrop petit!


Exemple dans ms explorer
Exemple dans MS Explorer

  • Cibles pour voir/cacher le contenu d’un dossier

Dans MS Windows XP

Dans MS Windows Vista


  • Évitez d’avoir des petites cibles

  • Quelques endroits très faciles à acquérir avec le curseur sont

    • Le pixel en dessous du curseur(exemple: un menu contextuel au lieu d’un menu déroulant)

    • Les 4 coins de l’écran, et les 4 bordures de l’écran (exemples: le menu d’application dans Mac OS; le menu de démarrage dans MS Windows)

      • Quel est W dans ces cas?

      • Qu’arrive-t-il s’il y a tampon de 1-2 pixels entre le menu et la bordure de l’écran? (Comme dans MS Windows 95, si je me souviens bien.)


Barre de d filement de next
Barre de défilement de NeXT

  • Question: Pourquoi a-t-on mis les boutons un à côté de l’autre ?

  • Réponse: Pour réduire D

    • Si D ≈ W, alors ID ≈ 1 bit seulement


Les bo tes de dialogue dans xv
Les boîtes de dialogue dans « xv »

  • Montrent une autre façon de réduire D (à zero!)






Split menus sears et shneiderman 1992
Split Menus (Sears et Shneiderman, 1992)

http://psychology.wichita.edu/surl/usabilitynews/41/adapt_menus.htm


Area cursors
« Area cursors »

  • Le « hotspot » d’un curseur normal est juste un pixel

  • Le hotspot d’un « area cursor » est plus gros, ce qui facilite la sélection de petites cibles (Kabbash et Buxton 1995; Hoffmann 1995; Worden et al. 1997)

    • Dans le cas d’un « area cursor »,W = taille du curseur + taille de la cible

« hotspot »

« hotspot »

Curseur normal

Des petites cibles

« Area cursor »


Bubble cursor grossman et balakrishnan 2005
Bubble Cursor (Grossman et Balakrishnan 2005)

  • Un « area cursor » dynamique: on change la grosseur du « hotspot » de façon dynamique pour toujours avoir une cible, la cible la plus près, en dessous du hotspot. Remarque: chaque cible correspond en effet à une cellule dans un diagramme de Voronoï, alors l’espace d’entrée est complètement couvert de cibles. Il n’y a pas d’espace gaspillé.

  • (vidéo)


Miniature keyboards for 2 thumb typing where s the best place for the spacebar
Miniature keyboards for 2-thumb typing:Where’s the best place for the spacebar ?

http://www.yorku.ca/mack/gi2002.html


Using fitts law to model 2 thumb typing
Using Fitts’ Law to model 2-thumb typing

  • Take into account size and spacing between buttons

  • Assume thumbs alternate in typing whenever possible (to maximize speed)

  • Given a corpus of text, compute frequencies of sequences of letters

  • Weigh the time to type in each sequence by its frequency

  • Arrive at (upper bound for) average typing speed

  • MacKenzie and Soukoreff’s (2002) estimate:

    60.7 wpm (words per minute) !

  • Assumes spacebar in centre. If spacebar is on left or right, estimate drops to 49.9, 56.5 wpm respectively.


Passage travers un but
Passage à travers un but

  • Mouvement rapide pour passer entre deux points, sans faire attention à l’arrêt. Autrement dit, on doit faire juste attention à la direction de notre mouvement (tandis que dans le pointage normale Fitts 1D, on fait juste attention à la position en x)

  • Se modélise avec la même équation que la loi de Fitts ! (Accot et Zhai 1997)

  • Dans l’équation, W est défini comme la largeur de la but; W est donc mesuré dans la direction perpendiculaire à l’axe du mouvement (contrairement à la loi de Fitts normale en 1D)

  • Attention: les valeurs de a et b ne seront plus les mêmes ici que dans les tâches de pointage normales

But

Curseur

W

D



La loi de hick hyman hick 1952 hyman 1953
La loi de Hick-Hyman (Hick 1952; Hyman 1953) effectivement infini

  • Temps de réaction = a + b log2(N+1), où

    • N est le nombre de choix

    • a, b sont des constantes mesurées de façon expérimentale (et n’ont pas les mêmes valeurs que dans la loi de Fitts)

    • log2(N+1) est le nombre de bits exprimés par le choix

  • Exemple: N ampoules, N boutons; lorsqu’une ampoule s’allume on doit appuyer le bouton correspondent le plus vite possible

  • Exemple: l’utilisateur connais le choix qu’il veut, et ouvre un menu qu’il n’a jamais vu avant, qui contient N choix en ordre alphabétique

  • Contre-exemple: l’utilisateur connais le choix qu’il veut, et ouvre un menu avec lequel il est déjà familier

  • Contre-exemple: un menu de N choix, que l’utilisateur n’a jamais vus auparavant, en ordre alléatoire

    • le temps sera linéaire


Question
Question effectivement infini

  • Selon la loi de Hick, est-il mieux d’avoir des menus hiérarchiques de 2x2x2 choix, ou un menu simple de 8 choix?

  • 2x2x2 choix: 3( a + b log2(2+1) )= 3a + b log2(3x3x3)= 3a + b log2(27)

  • 8 choix: a + b log2(8+1) = a + b log2(9)

  • Selon la loi de Hicks (et selon des études), des menus peu profonds sont généralement mieux

  • Qu’arriverait-t-il si on applique la loi de Fitts pour modéliser le temps de pointage dans le menus?


Using these law s to predict performance

Pop-up Linear Menu effectivement infini

Pop-up Pie Menu

Today

Sunday

Monday

Tuesday

Wednesday

Thursday

Friday

Saturday

Using these law’s to predict performance

  • Consider Hick’s law, Fitts’ law, & goal passing

  • Which will be faster on average?

    • pie menu (bigger targets & less distance)?


R vision
Révision effectivement infini


  • Comment calculer ID ? effectivement infini

  • Comment trouver a et b ?

  • Peut-on comparer deux ciblessi a et b sont inconnus ?


Mettez en ordre croissant de difficult
Mettez en ordre croissant de difficulté effectivement infini

a: D=2; cible de 2x2

e: D=4; cible de 2x2

b: D=2; cible de 1x2

g: D=2; cible de 1x1

f: D=2; cible de 2x2

c: D=1; cible de 1x1

h: D=2; cible de 2

d: D=2; cible de 2x1

(bordure de l’écran)


  • Supposons qu’on modélise toutes les cibles avec des tâches de pointage de Fitts, même pour h, et non avec des tâches de passage de but (Pourquoi?)

  • Calculons le rapport D/W pour chaque cible:

    • c: 1/1 = 1

    • a: 2/2 = 1

    • f: 2/2 = 1 (remarque: mouvement vertical)

    • g: 2/1 = 2

    • e: 4/2 = 2

    • b et d: 2/1 = 2 (remarque: ce sont des rectangles)

    • h: 2/∞ = 0

  • Une première réponse: h, ensuite {a, c, f}, ensuite {b, d, e, g}

  • Une meilleure réponse:

    • Supposons que les mouvements verticals sont légèrement plus difficiles à effectuer

    • Supposons qu’un rectangle de LxH, où L≠H, est légèrement plus facile à sélectionner qu’un carré de largeur min(L,H)

    • Alors: h, ensuite {a, c}, ensuite f, ensuite {b, d}, ensuite {e, g}


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