基于视线扫视特征的光标和目标反馈的优化研究

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眼控交互因其自然性和直接性的特点,一直广受工程心理学领域研究者重视。随着视线追踪技术的发展,眼控交互的操作效率已得到大幅度提升。除此之外,另一部分研究者致力于如何通过优化交互界面来进一步提高眼控交互界面可用性和用户接受度。恰当的反馈设计是提高人机交互界面的操作效率和用户体验的重要途径之一。以往研究围绕目标选取操作中的光标和目标反馈进行了大量的研究,提出多种有效的反馈设计方法,但缺乏基于眼控交互过程中视线特征的反馈设计。当采用视线选取目标时,操作者需要通过一系列扫视等眼动行为来完成目标的逐步定位和选取,而不同的眼动特征对界面中的信息(包括反馈信息)加工要求是不同的。另一方面,不同于传统的手控交互,眼控交互中视觉通道不仅需要进行感知加工,还需要进行操作控制,这对于如何提供恰当的视觉反馈信息提出了更高的要求。基于此,本研究首先基于文献和预实验结果探索了眼控目标选择中的视线特征模式,并在此基础上设计可依据眼动扫视特征产生动态的光标和目标反馈。随后,我们通过三个系列研究(五个实验)考察了不同屏幕尺寸和目标位置条件下新型反馈设计的有效性,并进一步设计高生态化应用情景,探索光标和目标协同反馈设计的可行性。根据以上实验,本研究得出以下四个结论:(1)基于扫视特征的光标反馈设计和目标反馈设计能够有效提高眼控目标选取效率。(2)光标反馈的显示效果对眼控目标选取操作存在显著影响。眼控交互过程中需要光标反馈提供视线信息,但高强度视觉反馈会对目标选择操作产生负面影响。(3)目标位置的熟悉度对目标反馈设计的选取表现存在显著影响。当被试选取固定位置目标时,基于扫视特征设计的目标反馈效果越好。(4)光标-目标协同反馈设计的操作速度和正确率表现显著差于“无-灰”和“黑-黑”光标反馈设计。研究分析可能是由于图标属性对反馈的有效性造成了影响。综上所述,本研究验证了基于眼控过程中视线特征进行反馈设计的思路有效性,新型的光标反馈和目标反馈可分别促进不同屏幕尺寸和目标位置条件下目标选取效率。在此基础上,我们探索分析了新型反馈设计带来的眼动特征变化规律。研究结果不仅丰富了眼控交互设计研究理论,而且为将来基于视线的人机交互界面设计提供了设计思路。
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