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1、行政院国家科学委员会补助专题研究计划期中进度报告计算机和键盘和触控笔之型态学分析及人因设计计划类别： 个别型计划 整合型计划计划编号：NSC92-2213-E006-039执行期间： 92年 08月 01日 至 93年 07月 31日计划主持人： 吴丰光共同主持人：陈建旭 马敏元计划参与人员：罗书宜 廖汉翔 陈俊宇成果报告类型(依经费核定清单规定缴交)：精简报告完整报告处理方式：除产学合作研究计划、提升产业技术及人才培育研究计划、列管计划及下列情形者外，得立即公开查询涉及专利或其它智慧财产权，一年二年后可公开查询执行单位：国立成功大学工业设计学系中 华 民 国 93年 6月 30日8摘要随着行
2、动纪元的展开，越来越多小巧且强调行动性的信息产品充斥在生活里，装置变的越来越小，输入的形式也千变万化。在这股行动信息产品微小化潮流中，输入作业并没有如同产品外在属性般地被重视，使用者必须重新学习适应这些受到外在限制的输入设备。例如触控笔的笔身长度过短、直径太细、键盘按键太小、排列过挤等现象。然而现有设备无法随着赋予信息产品的新概念而得到显著的改善，正面临输入效率的严苛挑战。因此，本研究专注于和弦键盘和触控笔之使用性的探讨，以期望发展出符合目前行动信息产品之使用者需求与更高的使用绩效。在和弦键盘方面，旨在探讨使用者如何更容易的去学习和使用和弦键盘，和使用时手指置换的特征和频率。在触控笔方面，旨在
3、探讨使用者执行最常用之点选、书写和描绘作业之最适触控笔尺寸。和弦键盘的研究结果显示：(1) 效率最佳的编组在经过24个训练课程，共花费3.5小时，达到每分钟101.39字符的输入速率，正确率达94.18%。(2) 在输入正确率方面，需要愈少和弦输入操作的字符，操作正确率相对较高。(3) 本研究提出之和弦编组与其它和弦键盘比较，以字符串集为主的编码方式可以在短时间内让操作者获得一定的输入速率，其缺点为输入速率趋近收敛值的时间比其它者来的早，最高速率亦较低。(4) 在操作10小时后，以各受测者之最佳输入速率与原始输入速率进行比较，达到每分钟137.56字符的速度，近于受测者之原始输入速率。触控笔尺
4、寸的研究结果显示：(1) 三作业皆得理想的长度尺寸应介于110mm-140mm之间, 避免小于或等80mm. (2) 点选之理想的直径为5.5mm；书写则界于8mm和11mm之间；画图则界于11mm和15mm之间. (3) 点选与书写二作业使用之理想直径尺寸为8mm; 书写与画图作业之理想直径尺寸为11mm; 三种作业之理想直径尺寸应介于8mm-11mm之间.关键词：和弦键盘、触控笔、屏幕作业AbstractMobile technology leads the small-sized input device in to the dayflies and changed operating
5、way of products for people on the quiet. The lack of concerning about input device caused some operating problems. For example, too thin diameter and too short of touch-pens, too small-keyboard sized for large fingers. The situations show the importance of ergonomically well-designed input devices.
6、Therefore, this study focuses on the issues of chord keyboard learn ability and touch-pen size, composing from two experiments: (1) Investigate how to learn and use chord keyboard easily, and the displacement of fingers. (2) Investigate the effects of touch-pen handle length and diameter on point-an
7、d-click, writing and drawing task performance with a pen-based computer.The results of chord keyboard can be summarized as following: (1) The most efficient operation of five modes reached the speed of 101.39 CPM (Characters per Minutes) after 24 trials, 94.18% in correct rate. (2) The less chord in
8、put characters being used the higher correct rate we get. (3) After comparing with other sorts of chord keyboard, the chunk-based-concept need less time for users to learn the method of operation. (4) The most efficient operation of five modes reached the speed of 137.56 CPM after 80 trials, equal t
9、o the subjectstouch typing speed.The results of touch-pen size can be summarized as following: (1) The touch-pen length should select between 110mm and 140mm rather than 80mm or below for the three screen tasks. (2) The optimum diameters of the touch-pens differed according to the screen tasks. For
10、the drawing tasks, the optimum diameters were 11-15mm and for the writing tasks the optimum diameters were 8-11mm, however a pen with a diameter of 5.5mm was suggested especially for point-and-click task. (3) The optimum size for the combination of the three tasks: the suggested diameter size is bet
11、ween 8mm and 11mm, and the length should select between 110mm and 140mm rather than 80mm or below.Keywords: Chord keyboard, touch-pen, screen task.一、前言随着行动纪元的展开，越来越多小巧且强调行动性的信息产品充斥在生活里，装置变的越来越小，输入的形式也千变万化。在这股行动信息产品微小化潮流中，输入作业并没有如同产品外在属性般地被重视，使用者必须重新学习适应这些受到外在限制的输入设备。例如触控笔的笔身长度过短、直径太细、键盘按键太小、排列过挤等现象。
12、然而现有设备无法随着赋予信息产品的新概念而得到显著的改善，正面临输入效率的严苛挑战。再者，人们见到了各式各样的手提电脑、个人数字助理等新产品，形成重要的趋势，改变了计算机的形体。随着穿戴式计算机的出现，沉寂一时的和弦键盘再度被考虑用于输入作业。Cumming(1984)提出，和弦键盘是指以两个以上的键在同一时间同时按来代表一个定义。和弦键盘并不常见，主要优点是体积轻巧，易于携带，不需要稳定环境皆可操作，适用于单手的文数数据输入，颇符合目前使用者对行动性的需求。再者, 过去的研究者在设计和弦键盘时，常先考虑按键可能呈现的排列组合，并对操作不同组合时的困难度进行评估及排序，再依照字符频率将字符安排
13、在不同的组合上，频率高的字符常安排在操作困难度低的组合方式上，以增进输入速度。经过研究者巧思的安排，通常操作者可达到相当高的输入速度，然而前提是，必须通过长期的训练和记忆。在忙碌的今日社会中，旷日费时的学习势必成为和弦键盘推行的窒碍。又近几年，笔式输入 (pen-based) 产品大量的出现，像palm pilots、大哥大、电子书、平板计算机等。使得人们直接在屏幕上如传统书写自然输入的活动更为频繁，使用触控笔的机会也就增多 (Briggs et al., 1993; Wallace and Schomer, 1994)。书写活动在日常生活中仍扮演着一个很重要的角色 (Longstaff an
14、d Heath, 1997; Briggs et al., 1993), 它提供了人们传达与自我表现一种主要方式 (Roberts and Samuels, 1993)。而书写活动使用的笔，亦是手工具的一种 (Sanders and McCormick, 1993)，都可视为手部的延伸。如同其它手工具强调人因设计之重要性一样，不同的书写工具尺寸(长度，直径)，或不同造形的握柄设计，皆会因从事的任务不同而产生不同的使用行为和绩效 (Sanders and McCormick, 1993; Kao, 1979)。现今市售之笔式输入接口专用的触控笔，虽然有很多尺寸和造型提供使用者选择，但是这些触控笔
15、的平均直径尺寸仅约5mm (Liang and Lo, 2002)，且本研究经前调查发现最小的长度尺寸也仅约80 mm。它们的长度与直径尺寸皆比传统的书写工具的尺寸还要来得小，这样的现象不禁让我们怀疑，这些触控笔对于使用者在任务上的执行是否能提供良好的使用绩效? 再者，相较于传统的书写活动，在笔式输入接口上人们可以执行的任务更加多元，除了书写文字外，还能直接执行绘图活动和Position control，例如Pointing、Selecting、Moving (Briggs et al., 19993).目前与书写工具相关的研究，被探讨的议题很多。 例如针对铅笔握持的 (pencil grip
16、) (Sassoon et al., 1986; Ziviani & Elkins, 1986; Blote et al., 1987)、座姿和纸张位置 (positioning) (Blote et al., 1987)、书写时肌肉负荷议题 (Hwang et al., 1994; Parush et al., 1998) 和书写工具种类与各部尺寸的研究 (Kao, 1976, 1979; Carlson and Cunningham, 1990)。却鲜少有人针对不同的工具尺寸或形式在不同的作业活动上所产生不同使用方式和绩效之方面的探讨。基于上述理由, 本研究将先初步以数个实验分别探讨和弦键盘的使用学习性和最合适知触控笔尺寸，最后再将其使用特性和产品特点发展一
