視線輸入人機互動的關鍵人因問題與典型套用研究

《視線輸入人機互動的關鍵人因問題與典型套用研究》是依託中國人民大學，由張新勇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：視線輸入人機互動的關鍵人因問題與典型套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張新勇
• 依託單位：中國人民大學

項目摘要

視線輸入方式是有效拓寬計算機信息輸入通道的重要手段，符合人機互動的智慧型化發展方向。儘管眼睛具有轉動迅速的優勢，然而，當這一天然的感知器官被非自然的用作控制器官時，常常會引發有別於傳統人機界面的，不可忽視的人因問題。本課題主要從三個方面對此加以深入研究。一是研究因人眼生理振顫所造成的視線輸入噪音的處理方法，克服傳統算法在視線輸入條件下的不足；二是研究視線輸入用戶界面的呈現方式、視覺反饋、認知複雜度等因素對用戶注意力，即視點信息流的反作用；三是研究用戶在這種方式下的工效問題。本課題將為視線輸入噪音的處理提供一個簡易、可行、有效、普適的算法；為相套用戶界面的設計提供系統的指導原則；同時提出一個新的模型，解決此領域內至今尚無一個被廣泛接受的人體工效理論模型的問題。同時，還將研究基於視線的中文輸入界面的創新設計問題，在實踐中檢驗上述研究結論。本研究能從理論與實踐兩個角度促進視線輸入互動可用性的改善。

結題摘要

視線輸入方式是有效拓寬計算機信息輸入通道的重要手段，符合人機互動的智慧型化發展方向。儘管眼睛具有轉動迅速的優勢，然而，當這一天然的感知器官被非自然的用作控制器官時，常常會引發有別於傳統人機界面的，不可忽視的人因問題。本課題主要從三個方面對此進行了研究。一是研究因人眼生理振顫所造成的視線輸入噪音的處理方法，克服傳統算法在視線輸入條件下的不足；二是研究視線輸入用戶界面的呈現方式、視覺反饋、認知複雜度等因素對用戶注意力，即視點信息流的反作用；三是研究用戶在這種方式下的工效問題。第三點是本課題的重要內容，取得了較為重要的成果，填補了基於視線人機互動的一項理論空白。具體來說，我們對8個方面的具體問題進行了研究探索，取得了有益的結果，特別是在對人機互動具有重要理論和實踐意義的人機工效建模（Human Performance Modeling）研究方面，我們取得了重要成果。這些問題包括（1）視點信號噪音處理算法研究；（2）視線互動人機工效模型及其擴展；（3）視線互動用戶界面的視覺反饋設計研究；（4）認知複雜度與用戶反應能力研究；（5）目標動態擴大技術在視線互動中的效應研究；（6）目標動態擴大與視點信號處理算法互動效應研究；（7）目標顏色對視線互動的影響研究；（8）不同掃視類型眼動對視線互動的影響研究。通過對這些問題的研究，我們取得了兩項關於人機互動的基礎理論成果（發表在人機互動國際頂級會議ACM CHI上）。一是，對傳統人機互動領域的基礎理論工具Fitts法則進行了有效擴展，使其具備了解釋運動方向如何影響人機工效的能力，進一步豐富和發展了關於Fitts法則的理論體系，為UI設計提供了新的理論指導原則。這是Fitts法則套用於HCI領域以來，取得的一項新的理論進展。二是，首次為視線互動建立了專門的人機工效模型，並對其做了進一步的發展和全面的套用檢驗。我們所提出的新模型作為一個理論工具，成功套用於視線互動界面設計、視線輸入信號處理方法、互動對象的顏色效應，以及不同掃視眼動類型的影響等問題的評估。此項成果也為我們乃至同行將來進一步的研究奠定了重要的理論基礎。