[论文解读] Keyboard Surface Interaction: Making the keyboard into a pointing device

Julián Ramos, Zhen Li+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 15, 2016

Interactive and Immersive Displays参考文献 24被引用 4

一句话总结

本文介紹了鍵盤表面互動（KSI），這是一種創新的人機互動技術，可將鍵盤表面轉化為點擊裝置，使使用者能將手放在鍵盤上以減少疲勞。在25名參與者的實驗中，KSI在經驗豐富使用者的移動與定位時間表現上優於觸控板，且相比滑鼠與觸控板，使用者不適感更低，但其移動時間仍高於滑鼠。

ABSTRACT

Pointing devices that reside on the keyboard can reduce the overall time needed to perform mixed pointing and typing tasks, since the hand of the user does not have to reach for the pointing device. However, previous implementations of this kind of device have a higher movement time compared to the mouse and trackpad due to large error rate, low speed and spatial resolution. In this paper we introduce Keyboard Surface Interaction (KSI), an interaction approach that turns the surface of a keyboard into an interaction surface and allows users to rest their hands on the keyboard at all times to minimize fatigue. We developed a proof-of-concept implementation, Fingers, which we optimized over a series of studies. Finally, we evaluated Fingers against the mouse and trackpad in a user study with 25 participants on a Fitts law test style, mixed typing and pointing task. Results showed that for users with more exposure to KSI, our KSI device had better performance (reduced movement and homing time) and reduced discomfort compared to the trackpad. When compared to the mouse, KSI had reduced homing time and reduced discomfort, but increased movement time. This interaction approach is not only a new way to capitalize on the space on top of the keyboard, but also a call to innovate and think beyond the touchscreen, touchpad, and mouse as our main pointing devices. The results of our studies serve as a specification for future KSI devices.

研究动机与目标

• 解決在鍵打與點擊裝置之間切換所導致的低效率與疲勞問題。
• 探討將鍵盤表面用作連續點擊介面的潛力。
• 減少手部移動次數，並改善混合鍵打與點擊作業時的使用者舒適度。
• 在實際任務表現中，評估KSI與傳統點擊裝置（如滑鼠與觸控板）的差異。

提出的方法

• KSI系統利用電容感測技術，偵測使用者手指在鍵盤表面上的移動，作為點擊輸入。
• 開發了一款稱為「Fingers」的實驗原型裝置，以實現手部持續置於鍵盤上的狀態。
• 透過多輪使用者研究，迭代優化系統，以提升準確度、速度與易用性。
• Fingers採用基於費茨定律的任務設計，包含混合鍵打與點擊操作，進行評估。
• 使用者表現以移動時間、定位時間與主觀不適感評分進行衡量。
• 在25名參與者的受控使用者研究中，與滑鼠及觸控板進行對比評估。

实验结果

研究问题

• RQ1 鍵盤表面能否在無需重新定位手部的情況下，有效用作連續點擊裝置？
• RQ2 在混合鍵打與點擊作業中，KSI與滑鼠及觸控板相比，其移動時間與定位時間表現如何？
• RQ3 與傳統點擊裝置相比，KSI是否能降低使用者的不適感？
• RQ4 隨著使用經驗與熟悉度的增加，使用者對KSI的使用體驗與表現會如何演變？

主要发现

• 對於使用KSI經驗較多的使用者，其移動與定位時間顯著低於使用觸控板者。
• KSI使用者報告的不適感低於使用觸控板者，顯示其人體工學設計更優異。
• 與滑鼠相比，KSI雖降低定位時間與不適感，但移動時間較長。
• 結果顯示，KSI是傳統點擊裝置的可行替代方案，特別適合頻繁切換鍵打與點擊的使用者。
• 本研究基於實證使用者數據，提供未來KSI裝置開發的性能規格參考。
• KSI證明鍵盤上方的空間可被有效再利用於互動，開創了超越觸控板與滑鼠的新操作模式。