雑誌名 長野県短期大学紀要

遠隔ポインティング操作における入力デバイスの操 作特性 : ターゲット追跡におけるジャイロマウス と通常のマウスとの比較

著者 加藤 麻樹, 下平 佳江, 前田 亜紀子

雑誌名 長野県短期大学紀要

巻 63

ページ 39‑44

発行年 2008‑12

URL http://id.nii.ac.jp/1118/00000153/

長野県短期大学紀要 第

6 3

2 0 0 8

1 2

J o u r n a lo fNa g a n oP r e f e c t u r a lCo l l e g e , No . 6 3 , De c e mb e r2 0 0 8

3 8 0 ‑ 8 5 2 5

8 ‑ 4 9 ‑ 7

遠 隔 ポ イ ン テ ィ ン グ 操 作 に お け る 入 力 デ バ イ ス の 操 作 特 性

― タ ー ゲ ッ ト 追 跡 に お け る ジ ャ イ ロ マ ウ ス と 通 常 の マ ウ ス と の 比 較 ― Characteristics of lnput Devices for Remote Pointing Manipulation

‑ C o m p a r i s o n   o f   t a r g e t   C h a s i n g  

m o v e m e n t   b y   g y r o   m o u s e   a n d   o r d i n a r y   m o u s e

‑

加藤麻樹 Macky KATO 下平佳江 Yoshie SHIMODAIRA 前田亜紀子 Akiko MAEDA

Abs t r ac t :Po i nt i ngt as ki soneoft hemo s tf r e que nto nei nVDTj o b.Manyc o mput e r shav e no tonl ymo us ede v i c e ,butal s ot ouc hpa d,t r ac kb a

l ,i nf r a r e dr ays ,andgyr os e ns or s .I t i snote a s yf ort heus e r st oma ni pul a t eus ua lmo us ef r o m r e mo t epo s i t i onwi t ho utanyt a‑

bl e sorde s kst of i xt hede v i c e .Thust he yus er e mot ec ont r o l l e rwhi c hhass o mes e ns or s f r o m di s t antpl a c e .I nt hi ss t udy,Wei nv e s t i ga t e dt hedi f f e r e nc eo fpe r f or manc eamong us ua lmo us e ,t ouc hp a d,a ndgyr os e ns o rde v i c e.Ast her e s ul t ,i twa sc l e a r e dt ha tFi t t ‑ s Law c a n beappl i e dt ot her e mot epo i nt i ngt as k.Es pe c i a l l y,i nf l ue nc eoft hes i z eoft a r ge t f o rt her e mo t ec o nt r o li sl ar ge rt hant heus ua lmo us e .Ther a t i oofdi s t a nc ea nds i z eo f t a r ge ts houl dbeappr o xi mat e l y 8 . 6t oe nc l o s et hegyr ode v i c epe r f o r ma nc et ot heus ual mo us e .

Ke ywor ds :Mo us e ,Gyr o,Poi nt i ngTa s k,Fi t t ■ sLa w,GUI

1. は じめ に

現在流通す るコンビェ一夕のほとんどは, ポイ ン テ ィングデバ イスを用 い ることで機能 を選択す る

GUI ( Gr a phi c a lUs e rl nt e r f a c e )

ことが多 く,デ ィスプ レイと操作器 との間に,ある 程度の距離 をお くことが多 い. これ と同様 に,プ ロ ジェクタや液晶大画面等 を用 いた場合 は,画面の側 方や室内の遠方 などの離れた場所か らの操作が必要

となる.

ゲームやプ レゼ ンテーションにおける遠隔操作 に おいてポイ ンテ ィング操作をす るとき, デバイスを 机上 に設置することがで きないため,デバイスは空

中で操作 しなければな らない ことがある.例 えば任 天堂

Wi i

SONY

3

机上での操作 と空中での操作の違 いは, デバイス の静止状態 において顕著 に現れる.例えば画面上 の マウスカーソル (以下 カーソル)を静止 させ るには, マウスの場合 は手を離せばよい. しか し同様 に空中 でデバイスを静止 させ ることは,上肢 の動 きを静止 させることであ り,極 めて困難な動作であ る.特 に 上記のよ うなプロジェクタや液晶大画面 の表示 に対 す る操作 は

,C / D

ポイ ンティング操作 にお けるターゲ ッ トの大 きさ と距離 との関連性 について は, リーチ動作 にお ける

Char ac t e r i s t i c sofl nputDe v i c e sf o rRe mo t ePo i nt i ngMa ni pul a t i o n

一般的な法則 として,式

1

Fi t t s

･ D ‑al og2

, S

1 . Fi t t s

,Fi t t s

1 ･ 2 )

3

5)

はカーソルの

Ⅹ, Y

マウスの挙動 における回転要素を対象 とした研究 としては,三次元空間でカーソル制御を行 うために, 球体の匡体を用 いて回転 を抽出する機能を もったデ バイスの開発が行われており,三次元操作での有効 性が示 されている

6 ･ 7 )

ス操作時の ヨー角の変化 を測定 し,マウスの移動 に おける回転角度 について分析が行われている.その 結果,左右へのマウスの移動の際,必ず回転運動が 発生 していることがわか った8･9).特 に熟練 した作 業者 は回転角度が一定であるのに対 して,高齢者等 の十分な習熟が出来ていない作業者の場合 は,不規

則性が顕著であった.

一般的な リーチ動作 とは異な り,操作対象である マウス自体 は机上 に接触 していることか ら水平移動 ではあるが,始点か ら終点 までの間の移動がマウス の直線移動のみで構成 されているとはいえない.実 際にはマウスには回転運動が加わってお り,マウス カーソルの挙動 に対 して影響を与えている. この回 転 は作業者が意識的に行 っているわけではな く,マ ウスカーソルを移動させる際に自然に発生 しており, 個人差が大 きい. この点を踏まえ,本研究ではこの マウスの回転 に着 HL,操作において自然 に発生す る回転運動をデバイスの操作に反映させる方法につ いて検討す る.

2.

以上の点を踏 まえ,本研究では,使用機会が増え ている遠隔操作におけるポイ ンティングデバイスの 一つ として,比較的評価が高いとされているジャイ ロを備えた,空間上でのカーソル操作ができるデバ イスを作成 し,その操作特性を計測する.空中での カーソルの制御がEB難であることか ら,回転によっ て特定の箇所 にカーソルを移動 させる課題をとりあ げ,マウスとタッチパ ッドとを比較対象として,ジャ イロを内蔵 した空中デバイスの操作特性を定量的に 評価 し,非接触の遠隔デバイスを開発するための指 針を構築す ることを目的とする.

3.

本研究では遠隔操作を行 うポインティングデバイ スとして, ジャイロを内部 に備えた空中での操作を 可能 とす るデバイス (以下 ジャイロマウス)を用い る.また,通常のマウスとタッチパ ッドを用いて同 じ実験を行い,動作特性を明 らかにするための比較 対象 とする. ジャイロマウスの内部 にはジャイロセ ンサー

A3 U9 S( NEC‑ TOKI N)

,Z

Ⅹ

1

Z

遠隔ポイ ンティング操作 における 入力 デバイスの操作特性

X

図1空中マウスの回転 とカーソルの挙動

Fi g. 1Rot a t i onofGyr oMous eand

Moveme n tofPoi n t i ngCur s or

図

2

1 : 3

1 m

3 m

ターゲ ッ トの大 きさは

,5 pt

5 5 pt

5 pt

1 0

, 1

2 0

ト表示時点のカーソルの位置か ら, ターゲ ットまで の直線距離 と,カーソルが ターゲ ットに到達するま でに要 した時間を計測す る.プログラムの作成には

図

2

Fi g. 2Expe r i me ntWi ndow

Mi c r os of tVi s ualSt udi o. ne t2 0 0 5

被験者 は矯正視力を含む正常視力を もった大学生

6

2 0

2

ターゲ ット間の移動 に要 した時間 と, ターゲ ッ ト の大 きさ,距離についてそれぞれ変化の影響 につい て検討す る. また

GUI

1 0 )

Fi t t s

4.

図3にターゲ ットの大 きさと追跡時間の平均値 と の問の関係を示す.いずれのデバイスを用いて もター ゲ ッ トの大 きさが大 きくなるに従 って,追跡 に必要 な時間は短 くなる傾向を示 した. この ときの短縮傾 向は,大 きさが小 さいときは急激であるが,大 きく なると緩やかになる. またデバイス別では,通常 の マウスを使 ったときの追跡時間が最 も短 く, タッチ パ ッドとジャイロマウスは近い値を示 した.特にター ゲ ッ トサイズが大 きいときには差がほとんどな く, 移動についてあまり困難が生 じていないことが分か っ た. しか し,小さいときはジャイロマウスよりもタッ チパ ッドのほうが時間が短か ったため,精密な操作 において ジャイロマウスの操作性 はあまり高 くない ことがわか った.

600 400 200 000 800 600 400 200 0 mseC LI L,l ,l i.i

2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

3

Fi g. 3Rel a t i ons hi pbe t we en

Thet ar ge ts i z eandRe s pons eTi me

Ch a r a c t e r i s t i c so fI n p u tDe v i c e sf o rRe mo t ePo i n t i n gMa n i p u l a t i o n

示す.縦軸 は追跡時間を示 し,横軸 はターゲ ッ トの 大 きさと距離 との関係を示す

Fi t t s

られた困難度尺度 を示す.

3 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 O 5 ▲U LL3 2 クー .1 1

‑ 理 Z aT A o 追跡時榊

0‑‑‑ ‑ ‑･‑

m s e cO 51 0 g 2 ( 2 D / S ) 1 0 A. mo u s o

3

0 0

2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0

0

r n s e cO 5l o g 2 ( 2 D / S ) 1 0 B. t o u c hp a d

‑ 理論値 8 00 0 追跡時間 ｡0 . 4 1 5 0 0 08

く 敬 1 0 0 0,

5 0 0㍗

ms e cO 51 0 g 2 ( 2 D / S ) 1 0 C. g y r od o v i ￠ ○

図

4

Fi g

4Re l a t i ons hi pbe t wee nt het ar ge t

c ondi t i onandRe s pons eTi me

いずれ もやや高 い相関を示 しなが ら困難度尺度が 高 くなるに従 い,追跡 に要す る時間 も長 くなること がわか った. ただ通常のマウスとタッチパ ッ ドにつ いては測定 した値 の分布 は近似 しているように見え るが, ジャイロマウスの場合は追跡 に要す る時間 に 分散傾向が示 されたことがわか る.特 に困難度が高 くなるに従い,測定値 に幅が生 じる傾向を示 してい

ることがわか る.

また,困難度 が高 くな った ときの追跡 に要 す る時 間の上昇傾向について,困難度 と追跡時間との間で 回帰分析 を行 った.表

1

表1 デバイスごとの回帰係数

Tb

1Re gr e s s i onc oe f f ' l C i en tofdi f f ' I Cul t yand poi n t i ngt i mef ore ac hde v i ce

Cor r e l at i on Re gr e s s i o n c oe f f i c i e nt c oe f f i c i e nt

Mo us e 0 . 6 2 1 4 4 . 1 <0 . 01 Pad 0 . 6 1 1 6 5 . 8

0 . 0 1 Gyr o 0 . 5 8 2 1 1 . 1

0 . 0 1 3

Fi t t s

2

5.

図

3

しか し, ターゲ ッ トの大 きさが大 きくなるとタッチ パ ッ ドとジャイロマウスとの問ではほとんど差異が な くなるため,作業 についてある程度の簡易 さがあ れば, ジャイロマウスの操作が有効であると考え ら れ る.

遠隔ポインティング操作における 入力デバイスの操作特性 図

4

用 いた困難度指標 と追跡時間の関係 か ら,図

3

られ る

1 1 )

ただ 日常 的に用 いるマウスの操作感覚 を遠 隔か ら の ジャイ ロマウス操作へ と応用す るに当た っては, その困難度 と追跡 に要す る時間 との関係が近似 して いることが望 ま しい と思われ る.

そ こで, ジャイ ロマ ウス と他 の

2

3 .

5. 1

4. 1

D/ S

8 . 6

D/ S

8 . 6

1 1 )

アプ リケー シ ョンの機能 が拡大傾 向にある昨今 の ソフ トウェア開発 において は,画面設計上 の制約が 増すため,提案 の実現 には困難 を伴 う. そ こで,操 作性の観点か らも,機能 を減縮 させ る方 向性 を もっ た開発方針 を とり,必要最小限の機能 に絞 り込む こ とで,柔軟かつ操作性 の高 いイ ンターフェイスを構 築す ることがで きると思 われ る. そのためには,今 後のアプ リケー ション開発 における機能 の必要性 の

評価が必要 である.

6.

本研究で は,遠隔か らの操作 におけるジャイ ロマ ウスの有効性 につ いて検討 した.画面設計 にお いて あ る程度の大 きさを有す るターゲ ッ トが用意 されて いれば,その操作性 はタ ッチパ ッ ドの もの に至 るこ とがわか った.従 って,遠隔操作 に用 い られ るデバ イスの設計 において, ターゲ ッ トの大 きさと, カー ソル との距離 を考慮 に入 れた画面設計 の有効性が示 された.

謝 辞

本研究 は平成

1 9

小川原芳奈氏､刈間美佳子氏 の協力を得 た｡記 して 謝す る｡

参 考 文 献

1)村田厚生,マウスのパフォーマンスモデルについて,電 子情報通信学会論文誌

,J7 9 ‑ A( 9 ) ,1 6 4 5 ‑ 1 6 4 8 ,1 9 9 6

ンティング特性に対する加齢と性別の影響,日本機械学 会福祉工学シンポジウム

2 0 0 4

,1 41 ‑ 1 4 4, 2 0 0 4 3)

作支援システム, ヒューマンインタフェース学会論文誌,

6 ( 3 ) , 31 3 ‑ 3 2 0,2 0 0 4

4 )

2 0

,5 0 7 ‑ 5 0 8 ,2 0 0 4

5 )J.Sa ndf e l d

.Je ns e n. :Ef f e c t o f c o mput e r mo us ega i n and v i s ua lde ma nd on mo us ec l i c ki ng pe r f or manc ea ndmus c l eac t i v at i oni n ayoung a nd e l d e r l ygr oupofe xpe r i e nc e dc o mput e rus e r s ,Appl i e d Er gono mi c s ,3 6 ,5 4 7 ‑ 5 5 5 ,2 0 0 5

6)高橋友一,葛谷幹夫,回転操作を用いた3次元回転入力 インタフェース,情報科学 リサーチジャーナル

,5, 2 7 ‑ 3 2

1 9 9 8

7 )

3

,4 0 ( 2 )

3 9 9 ‑ 4 0 4 ,1 9 9 9

8 )

,PC

,61

9 9 ‑ 1 0 8,2 0 0 6

9 )M.KATO,Y.SHI MODAI RA,H.NI SHI GUCHIa nd

M.KARASHI MA,Anal ys i so fr o t a t i onmov e me ntof

e l de r l y us e r ' S po i nt i ng o pe r at i o n by mo us e

Pr o c e e di ngso fWWCS2 0 0 7Co mput i ng Sys t e msf or

Cha r a c t e r i s t i c so fI np ut ,De v ic e sf o rRe mo t ePo i nt , i ngMa ni p ul a t i o n

Huma nBe ne f i t st he8 t hl nt e r na t i o na lCo nf e r e nc eo n Wo r k Wi t h Co mp ut i ng Sys t e ms

May 2 0 0 7

St o c kho l m,4 5 ‑ 4 9 ,2 0 0 7

1 0 )

,GU

,4 3 ( 3 ) ,1 2 4 ‑ 1 31 ,2 0 0 7

ll )

2 0

,1 0 2 ‑ 1 0 3 ,2 0 0 8