모바일 환경에서의 커서 조작 방식에 따른 포인팅 인터랙션의 사용성 평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Advancement in mobile environments expanded their range and greatly changed the interaction compared to that in the past. Recently, soft keyboard based on touch interaction has become an essential feature in mobile environments, and related various studies have been continuing for some time now. In particular, research on touch interaction has become more important for smartphones due to recent trends like the Bezel-less design. Despite such conditions, however, many mobile studies are focusing on the performance while studies on cursor control for text entry are not being done enough. Therefore, this study conducted research on usability of pointing interaction according to cursor control types by testing with smartphones, which are the main constituent of mobile environments. The purpose of this study was to establish guidelines applicable to various mobile devices based on touch interaction including smartphones.
   This study tested for three types of cursor control types, Default, 3D touch, and Slide. Before testing, three control types were analyzed based on Fitts' law and the C-D ratio, and two hypotheses were formulated based on these analyses. In order to verify the hypotheses, tests for the three cursor control types were carried out by 24 test participants to evaluate usability of each method. Movement time of a cursor was measured as a quantitative evaluation and a survey based on 8 criteria (Usefulness, Perceived time reduction, Ease of use, Error recovery, Ease to memorize, Learnability, Fun, and Satisfaction) along with interviews were done as a  qualitative evaluation. Test results showed that the 3D touch and Slide control types had better performance than the Default method overall. In the qualitative evaluation, the first two aforementioned manipulation methods both received superior evaluations in different aspects. Thus, the first hypothesis of the Default types having a longer movement time than the rest of the types was supported. The second hypothesis stated that the difference in cursor movement times between the Default method and the 3D touch method increased as movement distance of the cursor increased. This was not statistically verified but   such trend was observed. In addition, the correlation between actual cursor movement time and the reduced amount of user's perceived time was additionally analyzed. Results showed a statistically significant correlation, but to a small degree. Finally, factors affecting the overall satisfaction on cursor manipulation were analyzed and as a result, four usability factors were derived in the order of Error recovery> Fun> Learnability> Usefulness.
   Lastly, important design guidelines for interaction of cursor control in a mobile environment were derived based on various analyses of test results. First of all, the acceleration function for cursor movement and manipulation is an important feature to consider, and manipulation design should allow minimized range of hand movement  so the hands do not leave the keyboard. And fine-tuning of cursor is important for fast and accurate error recovery, and cursor manipulation experience should also include a fun factor. Operational methods should be intuitive so it is easy to learn and remember, and should be designed to minimize errors. Finally, for text entry, users must be able to recognize the usefulness of cursor manipulation. This study can be applied to research on pointing interaction in all mobile environments including cursor manipulation, and it is meaningful in that alternatives to existing touch interactions can be proposed in the future.

국문 초록 (Abstract)

모바일 환경이 발전하면서 그 영역이 넓어짐과 동시에 인터랙션 또한 과모바일 환경이 발전하면서 그 영역이 넓어짐과 동시에 인터랙션 또한 과거에 비해 상당수 변화하였다. 또한 최근 터치 인터랙션에 기반한 소프트 키보드는 모바일 환경에 있어 필수적으로 자리를 잡았고, 이에 과거부터 관련 연구들이 다양하게 수행되고 있다. 특히 스마트폰의 경우 베젤리스 (Bezel-less) 디자인 등의 최근 동향에 따라 터치 인터랙션의 연구가 더욱 중요해졌다. 그러나 이러한 배경에도 불구하고 다수의 모바일 연구들은 그 성능에 초점이 있으며 텍스트 입력을 위한 커서 조작에 관한 연구들은 아직 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 주된 모바일 환경인 스마트폰을 대상으로, 실험을 통해 커서 조작 방식에 따른 포인팅 인터랙션의 사용성에 대한 연구를 진행하였다. 이를 통해 스마트폰 뿐 아닌 터치 인터랙션 기반의 다양한 모바일 기기에 적용 가능한 가이드라인을 도출하는데에 목적이 있다.
본 연구에서는 세 가지 커서 조작 방식으로서 Default, 3D Touch 그리고 Slide 방식에 대하여 실험을 진행하였다. 실험 전, 세 가지 조작 방식에 대해 Fitts’ law 및 C-D 비에 기반하여 분석을 진행하였으며 이에 따라 두 가지 가설을 설정하였다. 가설을 검증하기 위해, 24명의 실험 참가자들을 대상으로 세 가지 커서 조작 방식의 실험을 통해 사용성 평가를 진행하였다. 정량적인 평가로 커서 이동 시간 (Movement time)을 측정하였으며, 8가지 척도 (Usefulness, Perceived time reduction, Ease of use, Error recovery, Ease to memorize, Learnability, Fun, Satisfaction)가 반영된 설문과 인터뷰를 통해 정성적인 평가를 진행하였다. 실험 결과, 우선 3D touch 및 Slide 조작 방식이 Default 방식에 비해 전반적으로 좋은 성능을 보였다. 또한 정성적 평가에서 두 조작 방식마다 서로 다른 측면에서 우월한 평가를 받았다. 이에 따라 Default 방식이 다른 나머지 방식들보다 커서 이동 시간이 더 오래 걸린다는 첫 번째 가설은 지지되었다. 그리고 Default 방식과 3D touch 방식의 커서 이동 시간의 차이는 커서의 이동 거리가 길어질수록 커진다는 두 번째 가설은 통계적으로 검증되지 못했으나 경향만 파악할 수 있었다. 이 외에 추가적인 분석으로써 실제 커서 이동 시간과 사용자의 인지 시간 단축 정도의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 통계적으로 유의한 상관관계를 보이나 그 정도는 낮은 것으로 확인되었다. 마지막으로 커서 조작의 전반적인 만족도에 영향을 주는 요인에 대하여 분석하였으며, 그 결과 Error recovery > Fun > Learnability > Usefulness 순으로 4 가지의 사용성 요인들이 도출되었다
최종적으로, 실험 결과의 다양한 분석을 토대로 모바일 환경에서의 커서 조작 인터랙션에 중요한 디자인 가이드라인을 도출하였다. 우선 커서 이동 및 조작을 위한 가속 기능이 중요하며, 손이 키보드를 벗어나지 않는 조작 형태로 손의 이동을 최소화 할 수 있어야 한다. 그리고 커서의 미세 조정이 빠르고 정확한 오류 회복을 위해 중요하며, 커서 조작 경험 또한 재미 요소를 포함할 수 있어야 한다. 조작 방식은 사용자가 쉽게 학습하고 기억할 수 있도록 직관성이 있어야 하며 오류를 최소화할 수 있도록 설계되어야 한다. 마지막으로 텍스트 입력에 있어 사용자가 커서 조작에 유용함을 느낄 수 있어야 한다. 본 연구는 커서 조작을 비롯한 모든 모바일 환경에서의 포인팅 인터랙션 연구에 적용 가능하며 향후 기존 터치 인터랙션의 대안 제안될 수 있다는 점에서 의의가 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구 배경 1
• 2. 관련 연구 2
• 3. 연구 목적 3
• Ⅱ. 연구 방법 5
• 1. 독립변수 5
• 2. 종속변수 8
• 3. 가 설 10
• 4. 실험 참가자 13
• 5. 실험 장비 14
• 6. 실험 설계 및 절차 14
• Ⅲ. 연구 결과 17
• 1. 정량적 평가 17
• 2. 정성적 평가 20
• Ⅳ. 결 론 25
• 참고문헌 28
• Abstract 32