手持設備背后交互技術可用性研究.pdf

1、近年來，以智能手機為代表的手持設備在現代社會中迅速普及，成為輔助人們工作、學習、娛樂、出行等日常生活的隨身智能幫手。屏幕觸控技術憑借其操作直觀、自然、快捷等特性，已經成為目前主流的手持設備交互技術。但是以正面屏幕觸控技術為主的手持設備交互仍舊存在交互空間受限、屏幕遮擋、長按操作低效等突出可用性問題。這些可用性問題是近年來人機交互界重點研究的課題，也是 CHI、UIST、MobileHCI等本領域國際頂級會議的熱點方向。手持設備背后交互（

2、Back-of-device Interaction，后文簡稱背后交互）就是為解決上述可用性問題應運而生的研究方向。背后交互利用設備背后閑置的可用區(qū)域和空間進行交互，從而在保持手持設備尺寸緊湊的前提下拓展了人機交互的操作空間。當作為獨立的交互技術使用時，背后交互能夠解決前端觸控交互存在的遮擋問題；當與前端交互技術混合使用時，它可以輔助前端交互技術或被前端交互技術輔助，從而增強手持設備交互的易用性。Patrick Baudisch、Rav

3、in Balakrishnan、Brad Myers、Daniel Wigdor、Jacob Wobbrock等著名學者已經開展的一系列開創(chuàng)性研究，直接推動了背后交互研究的發(fā)展。
　　可用性是交互技術競爭力的核心，因此交互技術可用性研究是人機交互領域中最重要的研究內容之一。盡管學術界已經開始重視背后交互技術的研究，但是背后交互技術的可用性研究仍舊是一個薄弱環(huán)節(jié)。本文針對背后交互技術的可用性，主要通過實驗方法度量用戶使用若干背后交互

4、技術時的用戶績效，并在此基礎上利用重復測量方差分析（Repeated Measures ANOVA）等統計工具對收集的實驗數據進行分析和比較，進而論證了背后交互技術的幾個關鍵可用性問題。論文的主要工作和貢獻包括以下三個方面：
　　1.研究基于視頻輸入的背后指點技術的用戶績效
　　在實際應用中，用戶可以通過2種交互方式（移動設備的交互方式和移動物體的交互方式）進行背后操控。盡管前人的研究涉及了人機交互研究的多個方面，卻未曾論證

5、一個重要的可用性問題：用戶使用哪一種交互方式操控背后指點技術（point-and-click technique）會取得更高的指點績效？本文以費茨定律為理論基礎，以費茨反復指點任務為實驗任務，采用被試內設計，定量地分析和比較了2種交互方式下3種基于視頻輸入的背后指點技術（設備反向技術、設備同向技術、移動手指技術）的用戶績效，結果顯示移動手指技術（屬于移動物體的交互方式）在用戶績效上優(yōu)于基于移動設備的交互方式的2種背后指點技術。因此，本文

6、首次得到如下結論：在手持設備上部署基于視頻輸入的背后指點技術時應該優(yōu)先考慮使用移動手指技術。此外，本文通過線性回歸分析構建了上述3種指點技術的費茨定律模型。
　　2.比較研究前端觸控技術和背后指點技術的用戶績效
　　已有研究表明單獨使用背后交互技術時能夠有效解決遮擋問題，提升用戶的視覺體驗。那么，背后交互技術是否可以憑借此優(yōu)勢替代前端觸控技術呢？由于當前手持設備用戶界面仍以圖形界面為主，因此本文以用戶指點績效作為評價標準論證

7、了這個可用性問題。研究仍以費茨定律為基礎，采用被試內設計，定量分析和比較了用戶使用2種背后指點技術（背后視控技術和背后觸控技術）和前端觸控技術操作費茨反復指點任務的用戶績效，并且通過線性回歸分析構建了上述3種指點技術的費茨定律模型。研究結果顯示前端觸控技術在任務完成時間指標和績效指數指標上顯著優(yōu)于2種背后指點技術，但在錯誤率指標上顯著高于背后觸控技術。因為通過有效寬度計算出的績效指數能夠同時反映指點技術的效率和準確率，所以前端觸控技術在

8、用戶的綜合指點績效上顯著高于背后指點技術。因此，從用戶指點績效的角度考慮，本文的分析表明背后指點技術在一般使用的情況下不具備替代前端觸控技術的能力，但在特殊情況下（例如對指點操作準確率有特殊要求或被指點控件尺寸大都較小的情況下）可以替代前端觸控技術。
　　3.研究一種基于背后交互的模式切換技術，并分析用戶績效
　　根據第2部分研究內容，背后交互技術由于存在指點效率上的劣勢，在一般情況下不宜作為前端觸控技術的替代技術。于是本文