Manual And Gaze Input Cascaded (MAGIC) Pointing

1. Manual And Gaze Input Cascaded (MAGIC) Pointing Shumin Zhai, Carlos Morimoto, Steven Ihde Petri Tuominen 31.10.2000

2. Sisältö Johdanto 1 kalvo Motivointia 1 MAGIC pointing –tekniikat 6 Toteutus 1 Koeasetelma 4 Tulokset 4 Keskustelu 1 plussia ja miinuksia 1

3. 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)

4. 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

5. 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

6. Tekniikka 1: vapaa Kuva 1: vapaa tekniikka

7. 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

8. Tekniikka 2: konservatiivinen Kuva 2: konservatiivinen tekniikka

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

10. 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.

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

12. Koeasetelma1 • 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.

13. Koeasetelma2 • 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

14. Koeasetelma3 • 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 13.37 astetta) tai • 800 pikseliä (9.38” tai 21.24 astetta) • Objektit toisiinsa nähden pystysuorassa, vaakasuorassa tai kulmittain

15. Koeasetelma4 Kuva 3. koehenkilön näkymä koetilanteessa

16. Tulokset1 • 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).

17. Tulokset2 Kuva 4. keskimääräiset suoritusajat (aika vs. testisessio) Kuva 5. objektin koon vaikutus suoritusaikaan (aika vs. koko)

18. Tulokset3 • 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

19. Tulokset4 • 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

20. 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.

21. 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?