JP3234059B2 - 画面デザイン評価装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードウェアもしくは
マイクロプログラムを含むファームウェアもしくはソフ
トウェアの形態で開発される画面デザインを評価する画
面デザイン評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、計算機と人間との対話を
容易化するためにグラフィカルユーザインタフェースが
多用されている。このグラフィカルユーザインタフェー
スでは、画面上にアイコンや操作ボタンなどを表示して
おき、これらをマウスカーソルやクロスヘアーカーソル
などでポインティングすることによって対話が実行され
る。このようなグラフィカルユーザインタフェースにお
いて、その操作性は画面上に表示されているアイコンや
操作ボタンの位置，大きさなどの画面デザイン（画面レ
イアウト）によって大きく左右される。

【０００３】ところで、画面デザインに対する操作性の
評価は、操作に要する所要時間を指標とし、操作に要す
る時間の短いものほど操作性が良いと判断する方法が採
用されている。操作に要する所要時間は、操作対象まで
画面ポインタを移動させる移動距離と操作対象の大きさ
によって予測できる。

【０００４】この予測には、一般にフィッツ（Fitts ）
の法則が用いられている。すなわち、図１０(a) に示す
ように、始点からＤ(cm)離れた位置にある横幅（サイ
ズ）Ｓ(cm)の目標に向けて手を移動するのに要する時間
Ｔ(msec)は、フィッツの法則によると次式で予測され
る。

【０００５】Ｔ（msec）＝Im×log ₂ （D/S + 0.5) 但し、Im =100[50〜120]msec/bit このフィッツの法則では、操作に要する時間Ｔを目標ま
での距離Ｄと目標の幅Ｓ（運動方向と一致する座標軸上
での操作対象の範囲）のみを対象とした１次元の計算式
で表している。このため、計算機画面のような２次元上
でのポイント動作においては、目標の高さＨ（運動方向
に直交する座標軸上での操作対象の範囲）の影響を無視
できなくなる。そこで、通常は、フィッツの法則の２次
元拡張が行なわれている。

【０００６】フィッツの法則の２次元拡張では、サイズ
Ｓに代入すべき値を高さを考慮していかに計算するかと
いう方法で行なわれており、下に示す４つのモデルが提
案されている。いずれも、フィッツの法則で用いられて
いる「サイズ：Ｓ」の代わりに代入すべき値を提案して
いる。Mackenzie によれば、これら４つのモデルは上か
ら順に実際の所要時間との相関が高いと報告されてい
る。なお、下の４つのモデルで用いている記号は図１０
(b) に示されるものと同じである。

【０００７】(1) Smaller-ofモデル ：ＳとＨのうちの
小さい方を代入 (2) Ｗ′モデル ：目標への接近角度θから目標
を横切る実際の幅の長さＷ′を代入 (3) Ｓ＋Ｈモデル ：ＳとＨの和を代入する (4) Ｓ×Ｈモデル ：目標の面積（ＳとＨの積）を
代入する しかしながら、このようなフィッツの２次元拡張モデル
にあっても次のような問題があった。

【０００８】すなわち、これらのモデルでは、使用する
計算機やポインティングデバイスなどの特性を考慮に入
れていない。このため、たとえば画面にマルチウィンド
ウ（複数の操作窓を同時に表示し画面ポインタを使って
切り替えながら異なる作業を行なえる環境）を実現して
いるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）のソ
フトウェアなどにおいて、利用者の操作所要時間を予測
しようとしても正確な予測を行なうことが困難であっ
た。

【０００９】ＧＵＩではマウスの動きに対応して画面上
を動く画面ポインタの動きの度合い（ミッキー／ピクセ
ル値と呼ばれ、マウスドライバで制御されるエンコーダ
がカウントしたマウスの動きのカウント数と画面ポイン
タの画面上での移動ピクセルと比率）を変更できるよう
になっている。この機構を用いて、マウスの実際の動き
に対して、たとえば画面上の上下方向に対しては画面ポ
インタの移動量を実際のマウスの移動量より少なくし、
逆に画面上の左右方向に対しては画面ポインタの移動量
を実際のマウスの移動量より多くするといった設定が可
能である。また、計算機に装備されるマウスの底面に操
作を容易にするためのガイド枠を取り付けることも行わ
れている。ガイド枠とは、マウスとマウスを載せて操作
する板の間の摩擦を使ってマウスの動きを規制するため
の縦方向や横方向に並んだ突起のことである。

【００１０】ミッキー／ピクセル値の変更設定を行なっ
たＧＵＩやガイド枠の取り付けられたマウスを装備した
計算機において、利用者の操作所要時間を予測しようと
すると、フィッツの法則の２次元拡張にあるような固定
的な計算式では正確な予測が行なえない。この他にも、
計算機を設置する机とマウスとの摩擦係数やマウスにお
けるロータリエンコーダの特性など、利用者の操作所要
時間を算出する際に影響を無視できない要素が多い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の画
面デザイン評価手法では、使用する計算機やポインティ
ングデバイスの特性等を考慮に入れていないため、利用
者の操作所要時間を正確に予測することができず、この
ために正しい評価結果を得ることができない問題があっ
た。

【００１２】そこで本発明は、上述した不具合を解消で
き、利用者の操作所要時間をより正確に導出でき、使い
やすさの指標を簡単かつ正確に算出できる画面デザイン
評価装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る画面デザイン評価装置では、画面上に
表示されるアイコンや操作ボタンなどの指示領域の位置
情報および上記指示領域への操作手順情報からなる画面
デザイン情報と操作性指標を計算する際のパラメータと
なる操作性指標係数（目標への距離，目標のサイズ，目
標の高さの操作所要時間に及ぼす影響の相対的な比率）
とを入力する画面デザイン入力手段と、この画面デザイ
ン入力手段によって入力された前記画面デザイン情報を
格納する画面デザイン情報格納手段と、前記画面デザイ
ン入力手段によって入力された前記操作性指標係数を格
納する操作性指標係数格納手段と、前記画面デザイン情
報格納手段から読み出された前記位置情報と前記操作手
順情報とを使って操作手順毎に各操作に要するマウスカ
ーソルやクロスヘアーカーソルなどの画面ポインタの移
動距離および操作目標の横幅，高さを算出し、この算出
値と前記操作性指標係数格納手段から読み出された前記
操作性指標係数とを使って操作性指標を算出する操作性
指標算出手段と、この操作性指標算出手段で算出された
操作性指標を画面上に表示する操作性指標表示手段とを
備えている。

【００１４】

【作用】本発明に係る画面デザイン評価装置では、アイ
コンや操作ボタンなどの指示領域の位置情報と、指示領
域への操作手順情報と、操作性指標を計算する際のパラ
メータとなる操作性指標係数とを入力して操作性指標を
算出させるようにしているので、使用する計算機やポイ
ンティングデバイスの特性等を考慮に入れた評価が可能
となる。

【００１５】また、従来、手作業で行なわれていた評価
作業を機械化でき、複数の画面デザインの代替案に対し
ても、短時間で効率よく所要時間を基準とした操作性の
指標を算出することが可能である。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１には本発明の一実施例に係る画面デザイン評価
装置のブロック構成図が示されている。

【００１７】同図において、１は画面デザインの情報を
入力するためのキーボードを示している。このキーボー
ド１を介して後述するように画面上に表示する操作ボタ
ン等の表示位置、操作ボタン等の操作手順および操作性
指標を計算する際のパラメータとなる操作性指標係数が
キー入力される。

【００１８】キー入力されたデータはＩ／Ｏインタフェ
ース２を介して画面デザイン入力部３に与えられる。４
はレイアウト書き込み部５を介して画面デザイン入力部
３から送信された画面上に表示する操作ボタン等の表示
位置を格納するための画面レイアウト記憶部である。

【００１９】６は操作手順書き込み部７を介して画面デ
ザイン入力部３から送信された操作手順を格納する操作
手順記憶部である。８は係数書き込み部９を介して画面
デザイン入力部３から送信された操作性指標係数を格納
するための操作性指標係数の記憶部である。

【００２０】１０はレイアウト読み出し部１１を介して
操作ボタン等の表示位置を読み出し、操作手順読み出し
部１２を介して操作手順を読み出し、係数読み出し部１
３を介して操作性指標係数を読み出し、これらを使って
後述する手法で操作性指標を算出する操作性指標計算部
である。

【００２１】１４は作業記憶書き込み部１５を介して操
作性指標計算部１０から送信された操作性指標計算のた
めの作業データを格納するための作業記憶部である。１
６は作業記憶読み出し部１７を介して操作性指標の計算
結果を作業記憶部１４から読み出し、この操作性指標を
表示画面２１に表示させるための操作性指標表示部であ
る。

【００２２】１８は操作性指標表示部１６から送信され
た操作性指標を表示画面２１に表示するための表示デー
タに変換するための操作性指標表示データ生成部であ
る。１９は画面デザイン入力部３に入力された情報を表
示画面２１に表示するための表示データに変換するため
の情報入力用表示データ生成部である。２０は情報入力
用表示データ生成部１９および操作性指標表示データ生
成部１８でそれぞれ生成された表示データに基づいて表
示装置２１を駆動する表示駆動制御部である。２１はＣ
ＲＴなどの表示装置を示している。

【００２３】次に、この装置を使って具体的な画面デザ
インを評価する場合の例を、図２および図３のフローチ
ャートおよび図４乃至図９を参照しながら説明する。評
価する画面デザインとして、たとえば図４(a) および図
４(b) に示すプラント制御装置の画面デザインを例にと
るものとする。そして、以下の説明では、図４(a) に示
す画面デザインＡ案を評価するときの具体的な動作を説
明する。評価する画面デザインは、ある特定の計算機画
面に表示され、その計算機に接続された専用のマウスを
用いて操作されるものとする。

【００２４】まず、キーボード１から画面デザインＡ案
に用いられている９個の操作ボタンＪの表示位置を入力
する。この入力に際しては、各操作ボタン領域を示す矩
形の相対する２頂点（左上と右下）の画面上の座標位置
として、（頂点１のＸ座標，頂点２のＹ座標）−（頂点
２のＸ座標，頂点２のＹ座標）の形式でＩＤ番号および
ラベルとともに入力する。このとき、上記操作ボタンＪ
のラベルを操作の順序で入力する。さらに、キーボード
１を介して操作性指標を計算する際の距離，横幅，高さ
に対するパラメータを操作性指標係数として順に入力す
る。操作性指標係数は、ある特定の計算機に接続された
専用のマウスを用いたときの操作所要時間を算出する上
で移動距離，目標の横幅，目標の高さの各要素が、所要
時間に及ぼす影響の比率を表している。この例では、統
計データからそれぞれ８：２：１の割合で所要時間に影
響を及ぼすものとし、この比率を操作性指標の係数とし
て入力している。

【００２５】これら入力データは、Ｉ／Ｏインタフェー
ス２を介して画面デザイン入力部３に送出される。画面
デザイン入力部３は、入力されたデータを逐次、情報入
力用表示データ生成部１９に送出する。情報入力用表示
データ生成部１９は入力データを表示画面２１に表示す
るための表示データに変換して表示駆動制御部２０に送
出する。表示画面２１にはキーボード１から入力された
データが表示される（ｆ1 ）。

【００２６】一方、画面デザイン入力部３は、画面デザ
インの情報のうち、画面上に表示する操作ボタンＪの表
示位置をレイアウト書き込み部５に、操作手順を操作手
順書き込み部７に、操作性指標を計算する際のパラメー
タとなる操作性指標の係数を係数書き込み部９にそれぞ
れ送信し、操作性指標計算部１０にデータ入力が完了し
たことを通知する。

【００２７】レイアウト書き込み部５は、画面デザイン
入力部３から送られた操作ボタンＪの表示位置を画面レ
イアウト記憶部４に格納する。このときに画面レイアウ
ト記憶部４に格納された情報の例を図５(a) に示す。操
作手順書き込み部７は、画面デザイン入力部３から送ら
れた操作手順を操作手順記憶部６に格納する。このとき
に操作手順記憶部６に格納された情報の例を図６に示
す。係数書き込み部９は、画面デザイン入力部３から送
られた操作性指標を計算するためのパラメータを係数記
憶部８に格納する。このときに操作性指標の係数格納部
８に格納された情報の例を図７に示す（ｆ2 ）。

【００２８】操作性指標計算部１０は、レイアウト読み
出し部１１に対して操作ボタンＪの表示位置を読み出す
ように指示する。レイアウト読み出し部１１は、画面レ
イアウト記憶部４から操作ボタンＪの表示座標を読み込
み、これを操作性指標計算部１０に送出する（ｆ3 ）。

【００２９】次に、操作性指標計算部１０は操作手順読
み出し部１２に対して操作ボタンＪの操作順序を読み出
すように指示する。操作手順読み出し部１２は操作手順
記憶部６から操作ボタンＪのラべルを操作の順に読み込
み、これを操作性指標計算部１０に送出する（ｆ4 ）。

【００３０】さらに、操作性指標計算部１０は、各操作
ボタンＪの表示範囲の幾何学的重心を次の計算式１を用
いて算出し、手順上１つ前の操作ボタンＪの表示範囲の
幾何学的重心を操作の始点とし、手順上次の操作ボタン
Ｊの表示範囲の幾何学的重心を目標点として、各操作手
順ごとに始点と目標点の座標を組として作業記憶書き込
み部１５に送出する。

【００３１】＜計算式１＞表示位置が（Ｘ１，Ｙ１）−
（Ｘ２，Ｙ２）とすると重心の座標は、（（Ｘ１＋Ｘ
２）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）／２） 作成記憶書き込み部１５は、作業記憶部１４に操作性指
標計算部１０から送られた各操作手順における操作の始
点と目標点の作業を格納する（ｆ5 ）。

【００３２】引き続き、操作性指標計算部１０は、各操
作ボタンＪの横幅および高さを次の計算式２を用いて算
出し、各操作手順において操作対象となる操作ボタンＪ
の横幅および高さを作業記憶書き込み部１５に送出す
る。

【００３３】＜計算式２＞表示位置が（Ｘ１，Ｙ１）−
（Ｘ２，Ｙ２）のとき横幅は、｜Ｘ１−Ｘ２｜、高さ
は、｜Ｙ１−Ｙ２｜ ｜Ｘ｜は、Ｘの絶対値を表す 作業記憶書き込み部１５は、操作性指標計算部１０から
送られた操作対象となる各操作ボタンＪの横幅と高さを
作業記憶部１４に格納する（ｆ6 ）。

【００３４】操作性指標計算部１０は、各操作手順毎に
始点と目標点までの幾何学的距離を次の計算式３を用い
て算出し、各操作手順における操作のための移動距離を
作業記憶書き込み部１５に送出する。

【００３５】＜計算式３＞２つのラベルの重心座標がそ
れぞれ（Ａ，Ｂ）、（Ｃ，Ｄ）のとき操作のための幾何
学的距離は、（（Ａ−Ｃ）² ＋（Ｂ−Ｄ）² ）^1/2 作業記憶書き込み部１５は、操作性指標計算部１０から
送られた各操作における移動距離を作業記憶部１４に格
納する（ｆ7 ）。

【００３６】さらに、操作性指標計算部１０は、係数読
み出し部１３に対して操作性指標の計算に用いる距離，
横幅，高さのパラメータを読み出すように指示する。係
数読み出し部１３は操作性指標の係数記憶部８から距
離，横幅，高さのパラメータを読み込み、これを操作性
指標計算部１０に送出する（ｆ8 ）。このときに送出さ
れるパラメータは、図７に例示した操作性指標の係数格
納部８に格納されている情報（距離：横幅：高さ＝８：
２：１）である。そして、操作性指標計算部１０は、次
の計算式４を用いて操作手順の各操作毎に操作性指標と
全ての操作の操作性指標の総和を算出し、各操作手順に
おける操作性指標を作業記憶書き込み部１５に送出す
る。

【００３７】＜計算式４＞距離がＤ、横幅がＳ、高さが
Ｈ、距離、横幅、高さの係数比率がそれぞれ、Ｅ，Ｆ，
Ｇのとき操作性指標は、Ｅ×log ₂ Ｄ−Ｆ×log ₂ Ｓ−
Ｇ×log ₂ Ｈ この操作性指標が大きいほど操作に時間を要することを
示す 作業記憶書き込み部１５は、操作性指標計算部１０から
送られた各操作毎の操作性指標とその総和を作業記憶部
１４に格納する。このときに作業記憶部１４に格納され
た情報の例を図８(a) に示す（ｆ9 ）。

【００３８】続いて、操作性指標計算部１０は、操作性
指標表示部１６に計算が完了したことを通知する。操作
性指標表示部１６は、操作性指標計算部１０からの通知
を受けて作業記憶読み出し部１７に対し、各操作手順の
操作性指標と操作性指標の総和を読み出すよう指示す
る。作業記憶読み出し部１７は、作業記憶部１４から操
作性指標を読み出し、これを操作性指標表示部１６に送
る。操作性指標表示部１６は、作業記憶部１４から読み
出された各操作手順での操作性指標と操作性指標の総和
とを操作性指標表示データ生成部１８に送る。

【００３９】操作性指標表示データ生成部１８は、操作
性指標表示部１６から送られた計算結果を表示画面２１
に表示するためのデータを生成して表示駆動制御部２０
に送出する。表示駆動制御部２０は、操作性指標の計算
結果を表示画面２１に表示するための制御を行なう。こ
のときに表示画面２１に表示された例を図９(a) に示す
（ｆ10) 。

【００４０】図４(b) に示す画面デザインＢ案の場合
も、上述した動作により操作性指標が算出されて表示さ
れる。図５(b) は画面レイアウト記憶部４に格納された
情報を示し、図８(b) は算出された操作性指標の結果を
示し、図９(b) は表示画面２１に表示された結果を示し
ている。図９(a) に示された画面デザインＡ案の評価結
果と図９(b) に示された画面デザインＢ案の評価結果比
較することにより、画面デザインＢ案の方が画面デザイ
ンＡ案より操作に要する時間が短く、操作性の良い画面
デザインであるとの評価結果を得ることができる。

【００４１】なお、画面に表示する操作ボタンＪが矩形
でない場合も、操作ボタンＪの大きさを矩形で近似する
ことにより、本実施例の画面デザイン評価装置を用いる
ことで操作性の指標を得ることができる。

【００４２】この実施例に係る画面デザイン評価装置に
よれば、画面に表示する操作ボタンＪの表示位置と操作
手順および指標算出のためのパラメータとを入力するこ
とで操作性指標が算出されて表示されるので、複数の画
面デザインの代替案に対しても短時間で効率よく所要時
間を基準とした操作性の指標を算出することができる。

【００４３】本実施例に係る画面デザイン評価装置を用
いて利用者の操作所要時間を予測した値と既存のモデル
を使って予測した値とを比較したところ次のような結果
が得られた。

【００４４】＜実験結果＞８名のマウス操作熟練者に画
面上の矩形をポイントする動作を行なわせた。その所要
時間をフィッツの法則、Smaller-ofモデル、本実施例装
置でそれぞれ予測し、実際の所要時間との相関係数およ
びデータの寄与率を調べたところ下記の結果が得られ
た。なお、本実施例装置での予測に際し、実験に用いた
計算機およびマウスの特性から、距離，サイズ，高さの
所要時間に対する係数比率をそれぞれ８：２：１とし、
これを操作性指標計算の係数（パラメータ）として用い
た。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ミッキー／ピクセル値の変更設定を行なったＧＵＩやガ
イド枠の取り付けられたマウスを装備した計算機におい
て利用者の操作所要時間を予測しようとする場合や、計
算機を設置する机とマウスの摩擦係数や機械式マウスの
ロータリエンコーダの特性など利用者の操作所要時間を
算出する際に影響を及ぼす要素を無視できない場合にお
いても、画面に表示する操作対象の表示位置と操作手順
および指標算出のためのパラメータ（目標への距離，目
標のサイズ，目標の高さが所要時間に及ぼす影響の相対
的な比率）とを入力することで、使用する計算機やポイ
ンティングデバイスなどの特性を考慮したより正確な操
作所要時間を導出することができ、これに基づいて使い
易さの指標を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画面デザイン評価装置
のブロック構成図

【図２】同装置の動作を説明する流れ図の一部を示す図

【図３】同装置の動作を説明する流れ図の残りの部分を
示す図

【図４】画面デザイン案の画面表示例を示す図

【図５】同装置における画面レイアウト記憶部への格納
情報例を示す図

【図６】同装置における操作手順記憶部への格納情報例
を示す図

【図７】同装置における操作性指標の係数記憶部への格
納情報例を示す図

【図８】同装置における作業記憶部への格納情報例を示
す図

【図９】操作性指標の画面表示例を示す図

【図１０】従来の画面デザイン評価手法を説明するため
の図

【符号の説明】

１…キーボード ２…Ｉ／Ｏインタ
フェース ３…画面デザイン入力部 ４…画面レイアウ
ト記憶部 ６…操作手順記憶部 ８…操作性指標の
係数記憶部 １０…操作性指標計算部 １４…作業記憶部 １６…操作性指標表示部 ２１…表示画面 Ｊ…操作ボタン

フロントページの続き (56)参考文献 発明協会公開技報公技番号90−19380 号 電子情報通信学会論文誌（Ｊ74−Ｄ− ▲ＩＩ▼），1991，第12号，ｐ．1748− 1755 情報処理学会研究報告（90−ＳＥ− 73），1990，第90巻第62号，ｐ．67−74 情報処理学会第45回（平成４年後期) 全国大会講演論文集，ｐ．５〜217〜５ −218 Ｉ．Ｓ，ＭａｃＫｅｎｚｉｅ他，”Ｅ ｘｔｅｎｄｉｎｇ Ｆｉｔｔｓ’ｌａｗ ｔｏ ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ ｌ ｔａｓｋｓ”，Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ ｅ ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｎ Ｈ ｕｍａｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｃｏ ｍｐｕｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ, 1992，ｐ．219−226 Ｓ，Ｋ，Ｃａｒｄ他，”Ａ Ｍｏｒｐ ｈｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｐａ ｃｅ ｏｆ Ｉｎｐｕｔ Ｄｅｖｉｃｅ ｓ”，ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓ ｙｓｔｅｍｓ，1991，Ｖｏｌ．９，Ｎ ｏ．２，ｐ．99−122 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 9/06 - 9/44 G06F 3/00 - 3/14 G06F 11/28 - 11/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画面上に表示されるアイコンや操作ボタン
   などの指示領域の位置情報および上記指示領域への操作
   手順情報からなる画面デザイン情報と操作性指標を計算
   する際のパラメータとなる操作性指標係数（目標への距
   離，目標のサイズ，目標の高さの操作所要時間に及ぼす
   影響の相対的な比率）とを入力する画面デザイン入力手
   段と、 この画面デザイン入力手段によって入力された前記画面
   デザイン情報を格納する画面デザイン情報格納手段と、 前記画面デザイン入力手段によって入力された前記操作
   性指標係数を格納する操作性指標係数格納手段と、 前記画面デザイン情報格納手段から読み出された前記位
   置情報と前記操作手順情報とを使って操作手順毎に各操
   作に要するマウスカーソルやクロスヘアーカーソルなど
   の画面ポインタの移動距離および操作目標の横幅，高さ
   を算出し、この算出値と前記操作性指標係数格納手段か
   ら読み出された前記操作性指標係数とを使って操作性指
   標を算出する操作性指標算出手段と、 この操作性指標算出手段で算出された操作性指標を画面
   上に表示する操作性指標表示手段とを具備してなること
   を特徴とする画面デザイン評価装置。