计算机指点装置的操作可控性和稳定性分析

论文摘要

图形用户界面的发展使计算机指点装置得到了广泛使用。常用的指点装置是鼠标,但其大量使用导致了各种疲劳现象及肌肉骨骼不适的问题,所以需要寻找一种良好的备择装置。当前备择装置中最常用的是追踪球,而对其研究还甚少。研究不同指点装置的操作特点,设计更为优化的指点装置,使用户进行更大绩效和更小伤害的操作,是十分重要的。可控性和稳定性是从人因素的角度评价指点装置性能的重要指标。本研究采用需要连续精确控制的追踪作业,着重考察鼠标、食指操作追踪球和拇指操作追踪球的操作可控性和稳定性,并以此为基础对三种指点装置的操作特点进行了深入的分析。 本研究包括两个实验,实验一考察不同目标路线条件下三种指点装置的操作可控性和稳定性,实验二考察运动速度对三种装置的操作可控性和稳定性的影响。此外,本研究还要求被试对所使用装置的可控性和操作疲劳度做主观评价,并进一步分析使用三种指点装置的客观可控性与主观可控性之间的关系,以及操作可控性和稳定性与操作疲劳度的关系。 本研究得出以下结论: 1、目标路线影响鼠标、食指操作追踪球和拇指操作追踪球等指点装置的操作可控性和疲劳度,但它们对这些指点装置的操作稳定性的影响相对较小。 2、目标速度影响鼠标、食指操作追踪球和拇指操作追踪球等指点装置的操作可控性、稳定性和疲劳度。 3、总的来说,在操作可控性和稳定性上,鼠标优于两种追踪球,而两种追踪球间的差异较小,然而鼠标的主观操作疲劳度也略高于两种追踪球。 4、本研究发现,主观的操作可控性和疲劳度与客观的操作可控性(即操作误差)和操作稳定性(即操作误差变异度)的关系是复杂的,客观的操作可控性和稳定性可能主要反映了操作绩效,而主观的操作可控性和疲劳度可能主要反映了要付出的努力程度和工作负荷,这进而说明了应该用多个指标来评价指点装置的操作。 5、本研究还发现,指点装置的操作中存在操作绩效与工作负荷的互换特性,即指点装置的操作可控性(客观的与主观的)和稳定性随着目标速度降低而提高,同时也增加了工作负荷,在适中的操作速度,指点装置的操作可控性、稳定性和工作负荷将是相对较佳的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 鼠标的发展
• 1.2 手部生物力学的分析
• 1.2.1 手部与手腕的结构分析
• 1.2.2 腕部动作及其运动肌群
• 1.3 关于指点装置的人因素研究
• 1.3.1 目标距离和大小对指点装置运动时间的影响
• 1.3.2 目标方向对指点装置运动时间的影响
• 1.3.3 关于指点装置操作中的费茨模型有效性
• 1.3.4 关于指点装置的操作负荷研究
• 1.3.5 关于指点装置的操作姿势研究
• 1.4 本研究的目的和意义
• 2 实验一:不同目标路线条件下指点装置的操作可控性和稳定性分析
• 2.1 实验方法
• 2.1.1 实验作业
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验步骤
• 2.1.4 被试
• 2.2 实验结果
• 2.2.1 操作误差分析
• 2.2.2 操作误差变异度分析
• 2.2.3 主观操作可控性分析
• 2.2.4 操作疲劳度分析
• 3 实验二:操作速度对指点装置的操作可控性和稳定性的效应分析
• 3.1 实验方法
• 3.2 实验结果
• 3.2.1 操作误差分析
• 3.2.2 操作误差变异度分析
• 3.2.3 主观操作可控性分析
• 3.2.4 主观操作疲劳度分析
• 4 讨论
• 4.1 目标路线对指点装置的操作可控性和稳定性的影响
• 4.2 目标速度对指点装置的操作可控性和稳定性的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢