Trackball vs. optische Mäuse: Das Geheimnis der Arbeitseffizienz lüften

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Einführung

In der heutigen schnelllebigen Welt nimmt die Leistungsfähigkeit unseres Computers zu Peripheriegeräte spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung unserer Produktivität. Eins Ein oft diskutiertes Thema ist der Kampf zwischen Trackballmäusen und herkömmliche optische Mäuse - welche dieser beiden ist in puncto Qualität überlegen? der Arbeitseffizienz? In diesem informativen Artikel werden wir uns damit befassen Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Mäusetypen, bewerten Sie ihre Vor- und Nachteile Ermitteln Sie die Nachteile und versuchen Sie herauszufinden, welches den Benutzern das höchste Niveau bietet der Effizienz. Entdecken Sie mit uns die faszinierende Welt des Trackballs und optische Mäuse!

Methoden

Wenn es um Computer-Eingabegeräte geht, kann man die Bedeutung nicht ignorieren des Fittsschen Gesetzes. Wie viele Psychologen in den 1950er Jahren war Fitts einer motiviert zu untersuchen, ob menschliche Leistung quantifiziert werden kann unter Verwendung einer Metapher aus dem neuen und spannenden Gebiet der Informationstheorie. Dieses Gebiet entstand aus der Arbeit von Shannon, Wiener und anderen Mathematiker in den 1940er Jahren. Die Begriffe Wahrscheinlichkeit, Redundanz, Bits, Lärm und Kanäle gelangten in den Wortschatz experimenteller Psychologen während sie die neueste Technik zur Messung und Modellierung des Menschen erforschten Verhalten. Zwei bekannte Modelle in diesem Sinne sind das Hick-Hyman-Gesetz für Wahlreaktionszeit und Fitts'sches Gesetz für die Informationskapazität der menschliches motorisches System. Fitts‘ besonderes Interesse galt den schnellen, gezielten Bewegungen eines Menschen Der Bediener erfasst oder wählt Ziele einer bestimmten Größe über einem bestimmten Zeitraum aus Distanz. Fitts schlug ein Modell – heute „Gesetz“ – vor, das in vielen Bereichen weit verbreitet ist wie Ergonomie, Ingenieurwesen, Psychologie und Mensch-Computer Interaktion. Der Ausgangspunkt für das Fittssche Gesetz ist eine Gleichung namens Shannons Theorem, das die Informationskapazität C (in Bits/s) von a angibt Kommunikationskanal der Bandbreite B (in s−1 oder Hz) als
(1.1) Dabei ist S die Signalleistung und N die Rauschleistung. Fitts begründete das ein menschlicher Bediener, der eine Bewegung über eine bestimmte Amplitude ausführt Das Erfassen eines Ziels mit einer bestimmten Breite weist eine „Rate von“ auf Informationsübertragung". In der Analogie von Fitts sind Bewegungsamplituden wie folgt Signale und Zieltoleranzen oder -breiten sind wie Rauschen. Fitts schlug eine vor Schwierigkeitsindex (ID) für eine Zielerfassungsaufgabe unter Verwendung eines Protokollbegriffs leicht umgestellt aus Gl. 1.1. Signalleistung (S) und Rauschleistung (N) sind ersetzt durch Bewegungsamplitude (A) bzw. Zielbreite (W):
(1.2) Fitts bezeichnete die Zielbreite als „zulässige Variabilität“ oder „ „Bewegungstoleranz“. Dies ist der Bereich, in dem sich eine Bewegung befindet beendet. Wie beim Log-Term in Gl. 1.1 sind die Einheiten für ID Bits weil das Verhältnis innerhalb der Klammern einheitenlos ist und das Protokoll genommen wird Die Idee von Fitts war aus zwei Gründen neu: Erstens deutete sie darauf hin Die Schwierigkeit einer Zielauswahlaufgabe könnte mithilfe des quantifiziert werden Informationsmetrikbits. Zweitens wurde die Idee eingeführt, dass der Akt von Die Durchführung einer Zielauswahlaufgabe ähnelt der Übermittlung von Informationen durch einen Kanal – einen menschlichen Kanal. Fitts nannte die Übertragungsrate der Leistungsindex, obwohl heute der Begriff Durchsatz (TP) häufiger verwendet wird gemeinsam. Der Durchsatz wird einfach über eine Reihe von Versuchen berechnet Quotient. Der Schwierigkeitsgrad (ID) der Aufgabe ist der Zähler und die mittlere Bewegungszeit (MT) ist der Nenner:
(1.3) Mit ID in Bits und MT in Sekunden hat TP die Einheit Bits pro Sekunde oder Bits/s. Eine zentrale These in Fitts' Arbeit ist, dass der Durchsatz unabhängig ist von Bewegungsamplitude und Zielbreite, wie in ID eingebettet. Mit anderen Worten, als ID-Änderungen (aufgrund von A- oder W-Änderungen), MT-Änderungen gegenläufig und TP bleibt mehr oder weniger konstant. Das Fitts'sche Gesetz wurde zunächst unter vier Versuchsbedingungen untersucht: einschließlich zweier wechselseitiger oder serieller Klopfaufgaben, einer Scheibenübertragungsaufgabe, und eine Pin-Transfer-Aufgabe. Im Tapping-Zustand bewegte sich ein Teilnehmer a Stift so schnell wie möglich zwischen zwei Platten hin- und herbewegen Bei der diskreten Variante wählte der Teilnehmer eines von zwei Zielen aus Reaktion auf ein Reizlicht. Diese Aufgaben werden allgemein als die bezeichnet „Fitts‘ Paradigma“ und kann mit modernen Mitteln leicht aktualisiert werden Computertechnologie. Fitts veröffentlichte zusammenfassende Daten für seine Experimente in 1954, was heute noch nachvollzogen werden kann. An den Experimenten nahmen vier Personen teil Zielamplituden gekreuzt mit vier Zielbreiten beim Stifttippen Bedingungen, und die Teilnehmer führten die Aufgaben entsprechend aus. Tabelle 1.1 Daten aus Fitts' Experiment zur seriellen Klopfaufgabe mit einem 1 oz Stift. Eine zusätzliche Spalte zeigt die effektive Zielbreite (We) danach an Anpassen von W an die prozentualen Fehler Bild Die Kombination der Bedingungen in Tabelle 1.1 führt zu Aufgabenschwierigkeiten im Bereich von 1 Bit bis 7 Bit. Die beobachteten mittleren MTs lagen im Bereich von 180 ms (ID = 1 Bit) bis 731 ms (ID = 7 Bits), wobei jeder Mittelwert aus mehr als abgeleitet ist 600 Beobachtungen über 16 Teilnehmer. Die Standardabweichung im MT Die Werte betrugen 157,3 ms, was 40,2 % des Mittelwerts entspricht. Dies ist durchaus zu erwarten da „harte Aufgaben“ (z. B. ID = 7 Bits) offensichtlich länger dauern als „einfache Aufgaben“ (z. B. ID = 1 Bit). Fitts berechnete den Durchsatz durch Division ID nach MT (Gl. 1.3) für jede Aufgabenbedingung. Der mittlere Durchsatz betrug 10,10 Bits/s. Ein kurzer Blick auf die TP-Spalte in Tabelle 1.1 zeigt starke Beweise für die These, dass die Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung relativ ist unabhängig vom Schwierigkeitsgrad der Aufgabe. Trotz des breiten Aufgabenspektrums Schwierigkeiten, die Standardabweichung der TP-Werte betrug 1,33 Bit/s, Das sind nur 13,2 % des Mittelwerts. Eine Möglichkeit, die Daten in einer Tabelle zu visualisieren 1.1 und die Unabhängigkeit von ID von TP werden durch ein Streudiagramm veranschaulicht MT-ID-Punkt für jede Aufgabenbedingung. Abbildung 1.2 zeigt ein solches Diagramm für Daten in Tabelle 1.1. Die Abbildung enthält auch die am besten passende Linie (via Regression der kleinsten Quadrate), die lineare Gleichung und die quadrierte Gleichung Korrelation. Die Unabhängigkeit von ID gegenüber TP spiegelt sich in der Nähe von wider Die Punkte liegen auf der Regressionslinie (was auf ein konstantes ID/MT-Verhältnis hinweist). Tatsächlich ist die Anpassung sehr gut, da 96,6 % der Varianz durch erklärt werden Modell. Bild Abbildung 1.2 Streudiagramm und Regressionsanalyse der kleinsten Quadrate für die Daten in Tabelle 1.1Die lineare Gleichung in Abbildung 1.2 nimmt das folgende allgemeine Prinzip an bilden:
(1.4) Die Regressionskoeffizienten umfassen einen Achsenabschnitt a mit Einheiten in Sekunden und eine Steigung b mit der Einheit Sekunden pro Bit. Gleichung 1.4 veranschaulicht dies Verwendung des Fittsschen Gesetzes zur Vorhersage. Dies steht im Gegensatz zu Gl. 1.3 welche ist die Verwendung des Fittsschen Gesetzes zur Messung.

Nach der Erstveröffentlichung des Fittsschen Gesetzes folgten zahlreiche Studien entstanden in verschiedenen Formen. Ihre interne Gültigkeit hingegen nicht umstritten, es bestehen Inkonsistenzen, sodass studienübergreifende Vergleiche möglich sind herausfordernd. Diese Inkonsistenzen sind auf unzureichende Angaben zurückzuführen, unterschiedliche Durchsatzberechnungsmethoden und Variationen in den Daten Sammlung oder Nutzung. Standardisierung der juristischen Forschungsmethodik von Fitts ist insbesondere bei HCI unerlässlich. ISO 9241-9, jetzt ISO 9241-411, bietet Diese Standardisierung wird durch die Beschreibung von Leistungstestverfahren unterstützt Fitts‘ Paradigma im eindimensionalen (1D) und zweidimensionalen (2D) Aufgaben.

Dieser Standard wurde in den letzten 15 Jahren auf verschiedene Studien angewendet, Bewertung neuartiger Interaktionen oder Geräte wie Trackball-Spiele Controller, Smartphone-Touch-Eingabe, Tabletop-Touch-Eingabe und Wiimote Waffenaufsätze.

Obwohl ISO 9241-9 die korrekte Formel für den Fitts-Durchsatz liefert, Es werden nur wenige Anleitungen zur Datenerfassung, Datenaggregation usw. angeboten bei der Durchführung der Anpassung auf Genauigkeit. Letzteres präsentiert a besondere Herausforderung bei der Nutzung der 2D-Aufgabe. In diesem Abschnitt untersuchen wir die Best-Practice-Methode zur Berechnung des Fitts-Durchsatzes. Wir beginnen mit Abbildung 17.7, die die Formel für den Durchsatz zeigt, erweitert zu enthüllen die Shannon-Formulierung für ID und die Verwendung effektiver Werte für Zielamplitude und Zielbreite. Die Abbildung verdeutlicht auch die Vorhandensein von Geschwindigkeit (1/MT) und Genauigkeit (SDx) in der Berechnung.
Bild Abbildung 1.5 Formel für den Durchsatz zeigt die Shannon-Formel für ID und die Anpassung an die Genauigkeit. Geschwindigkeit (1/MT) und Genauigkeit (SDx) sind vorgestellt. Bild Abbildung 1.6 Geometrie für einen Versuch. Ob mit der 1D- oder der 2D-Aufgabe, die Berechnung des Durchsatzes erfordert kartesische Koordinatendaten für jeden Versuch. Daten werden benötigt für drei Punkte: die Startposition („von“), die Zielposition („to“) und die Versuchsendposition („select“). Siehe Abbildung 1.4. Obwohl Die Abbildung zeigt einen Versuch mit horizontaler Bewegung nach rechts, die Die nachfolgend beschriebenen Berechnungen gelten für Bewegungen in jede Richtung oder Richtung Winkel. Zur konzeptionellen Visualisierung werden kreisförmige Ziele angezeigt der Aufgabe. Je nach Aufbau sind auch andere Zielformen möglich das Experiment. Die Berechnung beginnt mit der Berechnung der Länge des Seiten, die die Von-, Bis- und Auswahlpunkte in der Abbildung verbinden. Benutzen Java-Syntax:

double a = Math.hypot(x1—x2, y1—y2);

double b = Math.hypot(x—x2, y—y2);
double c = Math.hypot(x1—x, y1—y);

Die x-y-Koordinaten entsprechen dem von (x1, y1), bis (x2, y2) und Wählen Sie (x, y) Punkte in der Abbildung aus. Gegeben seien a, b und c, wie oben, dx und ae werden dann berechnet:

double dx = (c * c — b * b — a * a)/(2,0 * a);
doppeltes ae = a + dx;

Gegebene Arrays für die Von-, Bis- und Auswahlpunkte in einer Versuchsfolge und die berechneten ae und dx für jeden Versuch, Ae ist der Mittelwert der ae Werte und SDx ist die Standardabweichung der dx-Werte. Mit diesen, IDe wird mithilfe von Abbildung.1.5 berechnet und der Durchsatz (TP) wird mithilfe berechnet Gl. 1.3. Ein letzter Punkt betrifft die Analyseeinheit für die Berechnung Durchsatz. Die richtige Analyseeinheit für den Durchsatz ist ein ununterbrochene Versuchsfolge für einen einzelnen Teilnehmer. Die Voraussetzung denn das ist zweierlei:

•Der Durchsatz kann nicht anhand eines einzelnen Versuchs berechnet werden.
•Eine Folge von Versuchen ist die kleinste Aktionseinheit, für die Der Durchsatz kann als Maß für die Leistung herangezogen werden.

Beispiel einer Protoarc-Benutzerstudie

Nun wollen wir die obige Idee in einen Anwendungsfall integrieren, der dies untersucht den Einfluss von Trackballmäusen und herkömmlichen optischen Mäusen auf Durchsatz. Es scheint, dass dieses Problem nicht systematisch behandelt wurde untersucht, was bedeutet, dass derzeit kein Konsens darüber besteht, ob Trackball-Mäuse oder herkömmliche optische Mäuse haben einen höheren Durchsatz.

Gerät

Die Testgeräte waren Protoarc EM03 und Logitech MX Master 3S. Bild

Bild

Resultate und Diskussion

Der durchschnittliche Gesamtdurchsatz des EM03 beträgt 5,39 Bit/Sekunde, während der Der mittlere Durchsatz des Master 3 beträgt 4,93 Bit/Sekunde. Diese Ergebnisse, in selbst sind ziemlich bemerkenswert, da sie zeigen, dass die Die Leistungseffizienz von Trackballmäusen ist der von nicht unterlegen herkömmlichen Mäusen und möglicherweise sogar überlegen. Nicht nur Trackball-Mäuse bieten im Vergleich zu Standardmäusen eine überlegene Leistung, sind aber einzigartig Ergonomisches Design fördert außerdem eine gesündere Arbeitsumgebung.

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