（应用心理学专业论文）拼音输入法候选词窗口样式对输入绩效的影响.pdf

浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密v 1，在 不保密。 学位论文作者签名：鼢屯 日期： 少、年3 月1 日 年解密后使用本版权书。 指导教师签名 日期：- l o o 一 多百蠹 浙江理工大学硕士学位论文 摘要 拼音输入法是目前计算机中文输入使用最为普遍的输入方法。然而拼音输入法存在着 选词过程繁杂的问题。为了提高拼音输入法的输入绩效，有研究者从不同方面( 如专用键 盘、眼动输入等) 进行了探讨。本研究针对影响拼音输入绩效的目标词搜索时间因素，考 察不同拼音输入法候选词窗口样式对输入绩效的影响。在本研究中，拼音输入法的候选词 窗口样式是指候选词窗口的所有设计元素，即候选词的呈现方式。包括候选词排列方式、 候选词个数、候选词颜色、字号、提示数字的有无等。本研究探讨了输入法候选词窗口界 面设计对提高候选词视觉搜索绩效以及汉字输入绩效的作用，为拼音输入法候选词窗口样 式的设计标准提供了参考依据。 本研究一共包括五个实验，其中实验一、实验三、实验四、实验五采用模拟打字实验 任务，考察了候选词的排列方式、候选词个数、有无提示数字、提示数字位数对输入绩效 的影响。实验二采用视线追踪技术考察不同候选词排列方式的视觉搜索眼动规律。 本研究主要结果包括： ( 1 ) 不同拼音输入法候选词窗口样式对输入绩效有影响。块状比横排、竖排输入绩效 高，差异显著。块状排列时，6 个候选词绩效最高，差异显著。经过大量的练习后，有无 提示数字绩效差异不显著。提示数字为两个数字的输入绩效在高频字水平优于一个数字， t 检验差异显著，其它字频差异不显著。在高频字水平下，扩展显示绩效低于非扩展显示， 在中频和低频字水平下，扩展显示绩效与非扩展显示差异不显著。 ( 2 ) 候选词窗口的参考设计标准为：块状排列，6 个候选词，有提示数字，非扩展显 示。 ( 3 ) 眼动实验结果显示，块状的视觉搜索时间及注视点个数均少于横排和竖排，差异 显著。无论视觉搜索时间还是注视点个数，块状都比另外两种排列的位置效应小，曲线较 平坦。尤其是第6 - 9 个位置，相比前两个位置，块状的反应时并没有显著增加，而横排和 竖排在第6 - 9 个位置反应时显著增加。 关键词：拼音输入法；排列方式；候选词个数；提示数字；输入绩效 浙江理工大学硕士学位论文 t h ee f f e c to fd i s p l a yp a t t e r no fc h i n e s ei n p u tc a n d i d a t e si n t e r f a c et oc h i n e s ei n p u t p e r f o i r m a n c e a b s t r a c t c h i n e s ei n p u ti st h em o s tf r e q u e n t l yu s e da p p l i c a t i o ni nh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o n d u et o s om a n yh o m o p h o n e si nc h i n e s ec h a r a c t e r s ，u s e r sh a v et ot a k eal o to ft i m et of i n dt h et a r g e t f r o mal i s to fc a n d i d a t e s t h i sr e s e a r c hd e t e c tt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ep a t t e r no fc h i n e s e i n p u tc a n d i d a t e si n t e r f a c ea n dt h ei n p u tp e r f o r m a n c e ，a n dp r o v i d ea i d f o rd e s i g no fc h i n e s e i n p u tc a n d i d a t e si n t e r f a c e i ng e n e r a l ，p a t t e r no fc h i n e s ei n p u tc a n d i d a t e si n t e r f a c er e f e r st oa l l t h ed e s i g n i n ga s p e c t so fc h i n e s ei n p u tc a n d i d a t e si n t e r f a c e ，i n c l u d i n ga r r a n g e m e n t ，n u m b e ro f c a n d i d a t e s ，c o l o r , s i z e ，t h ec u e i n gn u m b e rp r e s e n to ra b s e n t ，e t c t h i sr e s e a r c hi n c l u d e sf i v e e x p e r i m e n t s as e l f - d e v e l o p e d c h i n e s ei n p u ts i m u l a t i o n p r o g r a m sa r ea d o p t e di na l lt h ee x p e r i m e n t se x c e p tf o re x p e r i m e n tt w o t h ep r o g r a mc a n r e c o r d a u t o m a t i c a l l yt h ea c c u r a c ya n di n p u td u r a t i o no ft h ep a r t i c i p a n t si nd i f f e r e n td i s p l a ya r r a n g e m e n t o fi n p u ti n t e r f a c e ，s u c ha sn u m b e ro fc a n d i d a t e s ，c u e i n gn u m b e rp r e s e n to ra b s e n t , c u e i n g n u m b e r sd i g i tt ot h ei n p u tp e r f o r m a n c es e p a r a t e l y i ne x p e r i m e n tt w o ，e y e - t r a c k i n gt e c h n o l o g y i sa d o p t e dt or e c o r da n dc o m p a r ee y e m o v e m e n tb e h a v i o ru n d e rd i f f e r e n ta r r a n g e m e n tc o n d i t i o n t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w i n g ( 1 ) p a t t e r no fc h i n e s ei n p u tc a n d i d a t e si n t e r f a c ed o e sa f f e c tt h ec h i n e s ei n p u tp e r f o r m a n c e c h i n e s e i n p u tp e r f o r m a n c ei sm o r ee f f i c i e n ti nm a t r i xa r r a n g e m e n tt h a ni nh o r i z o n t a lo rv e r t i c a l t h ea p p r o p r i a t ec a n d i d a t e sn u m b e ri ss i x t h e r ei sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c ei ne f f i c i e n c y b e t w e e nw i t ha n dw i t h o u tc u e i n gn u m b e r s ，a f t e rp l e n t yo fe x e r c i s e s ( 2 ) t h ep r o p o s i t i o n a lp a t t e r no f t h ec h i n e s ei n p u tc a n d i d a t e si n t e r f a c ei sm a t r i xa r r a n g e m e n t ， w i t h6c a n d i d a t e s ，c u e i n gn u m b e rp r e s e n t ，w i t h o u te x t e n s i o n ( 3 ) v i s u a l s e a r c ht i m eo fm a t r i x a r r a n g e m e n t i ss h o r t e rt h a nt h eo t h e ra r r a n g e m e n t s i g n i f i c a n t l y t h ee f f e c to fp o s i t i o nd e s c e n d si nm a t r i xa r r a n g e m e n tc o m p a r e dt ot h eo t h e rt w o a r r a n g e m e n t s i t sr e a c t i o nt i m ef o r6 - 9p o s i t i o nd o e s n ti n c r e a s es h a r p l yl i k e t h eo t h e rt w o a r r a n g e m e n t s k e y w o r d s ：c h i n e s ei n p u t ；a r r a n g e m e n to fc a n d i d a t e s ；t h e nn u m b e ro fc a n d i d a t e s ；c u e i n gn u m b e r ； i i 浙江理工大学硕士学位论文 i 浙江理工大学硕士学位论文 目录 1 绪论1 1 1 研究背景l 1 1 1 应用背景1 ( 1 ) 丰富视觉搜索理论的应用价值1 ( 2 ) 提高拼音输入法界面友好性1 ( 3 ) 为拼音输入法候选词窗口样式设计标准提供参考依据2 1 1 2 理论背景2 一、与拼音输入法相关的视觉搜索理论：一2 ( 一) 视觉搜索方式：控制搜索和无序搜索2 ( 二) 菜单的视觉搜索研究3 ( 三) 小结。5 二、有关拼音输入法输入绩效的一些研究一5 ( 一) 影响拼音输入法输入绩效的因素一5 ( 二) 提高拼音输入法输入绩效的方法研究。6 ( 三) 小结。7 1 2 研究构思8 1 2 1 研究的提出和构思8 l 。2 1 1 研究的提出8 1 2 1 2 实验设计9 实验一：候选词排列方式对输入绩效的影响9 实验二：三种排列方式下的视觉搜索眼动规律1 0 实验三：候选词个数对输入绩效的影响1 0 实验四：有无提示数字对输入绩效的影响1 0 实验五：扩展显示下提示数字位数对输入绩效的影响1 0 1 2 2 研究目的1 1 1 2 3 本研究创新点1 l 2 实验一：候选词排列方式对输入绩效的影响1 2 2 1 实验目的1 2 2 2 实验方法1 2 2 2 1 自变量一1 2 2 2 2 被试1 2 2 2 3 实验装置一13 2 2 4 实验材料一l3 2 2 5 实验任务l3 2 2 6 评价指标1 4 2 2 7 实验流程1 4 2 3 实验结果与讨论1 4 2 3 1 打字时间1 4 2 3 2 出错率1 6 2 3 3 主观评价1 6 2 3 4 结论1 7 浙江理工大学硕士学位论文 3 实验二：三种排列方式下的视觉搜索眼动规律1 8 3 1 实验目的18 3 2 实验方法1 8 3 2 1 自变量l8 3 2 2 被试l8 3 2 3 实验装置l8 3 2 4 实验材料一l8 3 2 5 实验任务1 9 3 2 6 评价指标1 9 3 2 7 实验流程1 9 3 3 实验结果与讨论2 0 3 3 1 注视点个数2 0 3 3 2 反应时2l 3 3 3 结论2 3 4 实验三：候选词个数对输入绩效的影响2 4 4 1 实验目的2 4 4 2 实验方法一2 4 4 2 1 自变量2 4 4 2 2 被 式2 4 4 2 3 实验装置2 4 4 2 4 实验材料2 4 4 2 5 实验任务2 5 4 2 6 评价指标2 5 4 2 7 实验流程2 5 4 3 实验结果与讨论2 5 4 3 1 操作绩效2 6 4 3 2 出错率。2 7 4 3 3 主观评价2 8 4 3 4 结论2 8 5 实验四：有无提示数字对输入绩效的影响2 9 5 1 实验目的2 9 5 2 实验方法2 9 5 2 1 自变量2 9 5 2 2 被试。2 9 5 2 3 实验装置2 9 5 2 4 实验材料2 9 5 2 5 实验任务3 0 5 2 6 评价指标3 0 5 2 7 实验流程3 0 5 3 实验结果与讨论3l 5 3 1 操作绩效3 l 5 3 2 出错率3 2 5 3 3 结论3 2 6 实验五：扩展显示下提示数字位数对输入绩效的影响3 4 6 1 实验目的一3 4 v 浙江理工大学硕士学位论文 6 2 实验方法3 4 6 2 1 自变量3 4 6 2 2 被试3 4 6 2 3 实验装置3 4 6 2 4 实验材料3 5 6 2 5 实验任务3 5 6 2 6 评价指标。3 5 6 2 7 实验流程3 5 6 3 实验结果与讨论3 6 6 3 1 操作绩效。3 6 6 3 2 出错率3 7 6 3 3 主观评价。3 8 6 3 4 结论3 8 7 总讨论与总结论3 9 7 1 总讨论3 9 7 2 总结论4 0 7 3 研究不足与展望4 0 参考文献4 2 附录一视觉搜索相关理论文献综述4 4 附录二51 附录2 1 ：指导语。5 0 附录2 2 ：背景信息问卷。5 2 附录2 3 ：输入程序主界面。5 3 附录三5 z i 攻读硕士学位期间的研究成果5 5 j 1 5 谢5 6 v i 浙江理工大学硕士学位论文 1 1 研究背景 1 1 1 应用背景 1 绪论 目前计算机中文输入法中，最常见的有拼音输入法、五笔输入法、音形结合法等等。 其中拼音输入法在计算机中文输入法中使用频率最高，调查显示，9 7 的计算机用户使用 过或正在使用拼音输入法。相对于其它几种输入方法，拼音输入法的主要特点是易学易 记，无需拆分汉字，只要会拼写即可。但是拼音输入法也有着自身的不足。其中最主要的 问题是重码率高、选字过程繁杂。由于汉字具有同音字多的特点，导致拼音输入法的候选 词条往往很长，有研究显示，用户选字时间占总输入时间的3 6 弛1 。以“y i 为例，就有 1 5 3 个同音汉字，而高粱饴的“饴”字位列第8 2 个，即使每页显示9 个，也需要翻到第9 页 才能找到这个字。在以往的研究中，不同研究者采用了多种方法试图解决拼音输入法选词 繁杂的问题以提高汉字输入绩效。如通过改变输入法候选词运算法则口1 ，设计专门的拼音 输入键型引，用眼动取代数字键选字等腩1 ，但较少有研究探讨通过拼音输入法的候选词窗 口界面设计来提高汉字拼音输入绩效。 基于以上几点，本研究选取了拼音输入法作为研究对象，研究如何通过改进输入法候 选词窗口界面样式来提高视觉搜索绩效，从而提高输入绩效。本研究具有以下三点理论和 应用价值。 ( 1 ) 丰富视觉搜索理论的应用价值 由于拼音输入法是一种典型的高度依赖视觉搜索的产品，且候选词窗口界面与菜单界 面有很多类似之处。本研究在汉字拼音输入研究中结合了心理学的视觉搜索理论，研究结 果可以丰富该理论的实践应用价值。 高。 ( 2 ) 提高拼音输入法界面友好性 通过实证研究可以提高我国拼音输入法界面的友好性，促进软件界面可用性水平的提 浙江理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 为拼音输入法候选词窗口样式设计标准提供参考依据 为了增强产品的竞争力，拼音输入法的开发者除了加强对词库的开发以外，已经开始 关注候选词窗口样式的设计。例如，紫光，搜狗等拼音输入法都提供了皮肤下载，并允许 用户对候选词窗口样式进行个性化设置，自制皮肤等。然而这种服务主要是基于提高产品 美观程度，增加用户体验来提高用户满意度，并没有从提高输入效率的角度对候选词窗口 样式给出建议标准。本研究拟通过实验提出拼音输入法候选词窗口的排列方式、候选词个 数、提示数字等三个方面的设计标准建议。 i i 2 理论背景 一、与拼音输入法相关的视觉搜索理论： 有关视觉搜索理论有很多，在以往相关研究中，与中文输入的视觉搜索关系较为密切 的主要有以下两个方面：不同视觉搜索方式的绩效差异以及有关菜单的视觉搜索研究。 ( 一) 视觉搜索方式：控制搜索和无序搜索 注意中的视觉搜索方式有两种：一种受意识支配，简称控制搜索( c o m m a n d d e p l o y m e n t ) ，一种是没有特殊指示的自由调度，简称无序搜索( a n a r c h yd e p l o y m e n t ) 哺1 。 有研究者对这种搜索方式的差异进行了探讨，比如w o l f e 等人在2 0 0 0 年的研究通过实验 发现，无序搜索是比控制搜索更快发现靶子的方式。在该实验中的操作分为两种情况，“控 制”和“无序”。“控制”实验中，被试被训练观察一系列的框架( 如图1 1 ) ，每个实验( t r i a l ) 有8 个框架，每个实验只有一个靶子出现( 字母y 或n ) 。如果靶子出现在框架1 ，靶子只 能呈现在位置1 ( 1 2 点钟，图1 1 a 中字母g 的位置) ，在框架2 只能出现在位置2 ( 图1 1 b 中字母e 的位置) 以此类推。框架呈现的时间和框架之间的掩蔽时间是随实验变化的。如 果被试能正确的调度注意，一个框架只需将注意顺时针向下移动一个位置，当靶子出现时， 注意刚好指向它( 图1 1 d 的靶子字母“n ”) ，否则是无法完成任务的口1 。 2 浙江理工大学硕士学位论文 f r a m e2f r a m e3f r a m e4 图1 1 八个框架中的前四个 在“无序”情况，靶子字母在每个框架里都出现，但每次出现的位置都不同。随机化 避免了任何信息的平行积累，避免被试注意一个位置，等待下一个项目的出现。要求被试 随意地对呈现项目自由注意。用阶梯法控制每个框架呈现的时间，分别测量“控制”和“自 由”条件的最大速度( 7 0 正确率) ，软件限制了每个框架的最大速率是8 0 毫秒。结果是， 平均每个框架最小的“控制”速率是2 7 4 毫秒，“无序”速率是8 5 毫秒。由于软件最大速 率的限制，这个结果是保守的。采用备择实验方式，没有软件的最大速率限制，得到“无 序”的极限速率是每个项目5 8 毫秒，“控制”极限速率是1 9 5 毫秒。 结果表明，注意可以快速而自动的被刺激的显著性调动，而有意识的控制注意显然比 注意的自由调度慢。因此，无序搜索快于控制搜索。 ( 二) 菜单的视觉搜索研究 菜单作为图形用户界面的重要组成部分，也是人机交互的主要方式。除了候选项无语 义上的层级关系之外，拼音输入法的候选词窗口界面与菜单有很多相似之处，如都是向用 户提供多个备选对象，利用用户的再认加工来完成任务陋1 ，用户搜索过程和提交请求的过 程也具有可类比性。 关于菜单的研究可以分为：菜单结构( 深度、广度) 、菜单排列方式( 横向、纵向) 、 眼动绩效等。 p a r k i n s o n 等人在1 9 8 5 年通过对英文菜单的研究发现，下拉菜单的选择时间较横向菜 单的选择时间短阳3 。然而s h i h 等人在1 9 9 7 年通过对中文单字菜单的研究却发现，横向菜 单的选择效率比下拉菜单高n 引。他们这种差异是阅读习惯造成的。 冯成志等人在2 0 0 6 年考察菜单的排列方式( 横向，纵向) 对眼动绩效的影响，研究发 现，横向排列菜单的眼动搜索效率快于纵向排列。并且菜单排列影响了视觉搜索的位置效 应，即当被试从左至右地搜索目标时，搜索时间的增加是线性的，而当被试从上至下地搜 3 浙江理工大学硕士学位论文 索目标时，搜索时间的增加不是线性的】。 尽管计算机屏幕的显示是二维的，但是目前的界面系统中，仍以线性菜单为主，没有 充分利用二维显示空间。h o p k i n s 等人在1 9 8 6 年等首创了p i e 菜单，并被应用于s u n - v i e w 等多个系统( 如图1 2 ) 。p i e 菜单有效的缩短了选择时鼠标移动的距离，并且扇形区域比 方格区域更容易定位口创。然而占用面积大，并且不利于多层次菜单显示是p i e 菜单应用 的难题。 图1 2p i e 状菜单 沈模卫等人在2 0 0 3 年研究了下拉菜单长度( 即菜单项个数) 、目标项位置等对菜单视 觉搜索和反应选择的影响“3 1 。菜单长度有6 项、9 项、1 2 项三个水平，目标项位置取三种 菜单长度的前6 个位置。结果显示：菜单长度对视觉搜索的影响不显著，对选择反应时( 视 觉搜索+ 鼠标操作) 在前三个位置上不明显，在随后的位置上的趋势较为明显( p 0 0 5 ) ， 出现了长度效应，即菜单长度越大，相应位置的菜单选择时间越长。目标项位置对视觉搜 索和选择反应时均有显著影响。随着目标位置的下移反应时增长，支持菜单搜索过程是自 上而下的自终止搜索策略的假说。 一些早期的研究者如k i g e r 等人n 钔以及a 1l e n 等人在1 9 8 4 年分别收集了大量的有关菜 单结构的经验数据，并得到较为一致的结论：菜单层次越多，选择操作的效率越低，并且 菜单深度比菜单广度对效率的影响更为显著n 引。这一结论已经被广泛应用于计算机系统的 菜单设计中，设计者通过扩大菜单广度来缩减菜单深度。然而上述经验性研究的结果往往 受制于具体的实验条件，难以直接应用于不同系统的菜单界面设计。 在经验性研究的基础上，l e e 等人在1 9 8 5 年等人用数学模型推导出菜单最优结构参数， 模型包括了三个因素n 引：搜索策略( 穷尽搜索和自行终止搜索) ；操作者菜单阅读速度， 范围是每分钟3 3 4 5 4 个字：按键时间，范围是0 5 - 1 秒，系统显示画面时间，范围是 0 5 1 3 5 秒。结合这三个因素，l e e 认为：广度为4 8 项的菜单具有最佳选择效率。然而 该模型受限于数学模型的合理性，其外部效度仍有待验证。 4 浙江理工大学硕士学位论文 ( 三) 小结 综合以上视觉搜索模式和菜单的视觉搜索研究，对本研究有以下三点启发： ( 1 ) 注意可以由目标的特异性牵引自由的调度，也可以有意识地按照某种规则调度， 分别对应的视觉搜索即无序搜索和控制搜索。而实验证明无序搜索是比控制搜索更快更有 效的搜索方式。视觉搜索界面产品的设计应该考虑这个因素，以利于无序搜索的进行。例 如点阵式或p i e 形的菜单比线性的横向菜单利于无序搜索。 ( 2 ) 菜单排列方式对搜索绩效有影响，至于哪种排列方式最利于搜索目前仍存在异议。 除了线性排列还可以考虑二维的排列方式。尤其是拼音输入法的菜单层级是线性的，不是 树状的，而且菜单项目之间是独立的，无需考虑空间位置上的对应关系。 ( 3 ) 菜单项目个数对搜索绩效有影响，沈模卫等人在2 0 0 3 年的研究只考虑了菜单广 度的问题，菜单深度只有一层。而实际应用中菜单的深度广度是一个不能分开的问题。总 菜单项目数固定，增加广度就会减少深度，反之亦然。该研究在数据分析时，菜单项目数 的三个水平只计算前6 个位置的数据，使得9 个菜单项的后三项，1 2 个菜单项的后6 个数 据都没有被利用。如果同时考虑菜单深度，三种水平都搜索1 2 个项目，那么则变成6 个 项目有两层( 6 + 6 ) ，9 个项目也有两层( 9 + 3 ) ，1 2 个项目只有一层。搜索的结果也许会不 同。 二、拼音输入法输入绩效的相关研究 ( 一) 影响拼音输入法输入绩效的因素 相比英语等拼写语言，汉语的输入更加复杂。拼音输入法最大的复杂之处就在于汉字 有大量的同音字。普通话有大概4 1 0 个音节，然而g b 2 3 1 2 国家标准数据库却有6 7 6 3 个汉 字。这就意味着平均每个音节有1 6 8 个同音字，这还不包括有些字是多音字7 1 。因此， 当使用者输入拼音后，拼音输入法软件会给出所有符合这个拼音的字或词，显示在候选词 窗口中，每个候选词前面有提示数字，使用者选择需要的候选词，然后输入该候选词前面 的提示数字，完成该汉字的输入。如果候选词的个数超过了一页所容纳的候选词个数，使 用者需使用翻页键来进入下一页候选词条，继续搜索目标汉字。当目标字出现在候选词条 的首位时，使用者可以按数字键1 来选中该汉字，也可以直接按空格键选中该汉字。 w a n g 等人在2 0 0 1 年研究表明，选字过程繁杂是拼音输入法比英语等拼写语言输入效 率低的原因，而选字过程繁杂是基于两个人因因素乜1 。 5 浙江理工大学硕士学位论文 第一个因素是多项选择中的信息加工。可以引入h i c k 的估计法则， t r = i ch( 1 ) 乃表示加工时间，凡是一个介于1 5 0 毫秒到2 0 0 毫秒的常量，表示平均信息量( 或 说不确定性) ，以比特为单位。 偿只l o g ：o p , + 1 ) p 表示i 是目标的可能性， 胆l 0 9 2 + 1 ) ( 3 ) ( 4 ) 假设目标是前7 个候选词中的一个，那么h = 3 比特，t r = 4 5 0 6 0 0 毫秒。 平均起来一个汉字的拼音由4 。2 个罗马字母构成。一个熟练的打字员按一个按键的平 均时间是2 0 0 毫秒( 英文打字) n 8 ，1 9 1 ，按此计算一个汉字的打字时间是2 0 0 * 4 2 = 8 4 0 毫秒， 因此单纯输入拼音的时间( 8 4 0 毫秒) 和选择目标字的时间( 4 5 0 6 0 0 毫秒) 比例是1 ：0 5 3 1 ： 0 7 1 。如果目标字不是出现在第一页，行会更长。另一方面熟练的打字员会估计目标字的 位置，有些输入法也会根据汉字频率而自动调整候选词的位置，这样会使公式( 2 ) 中的h 值小于3 比特。 前面提到的选择目标字时间的推测是有局限的，首先使用者经验差异很大，其次候选 词的排列顺序和使用频次也是经常变化的，第三是h i c k 定律在汉语的背景下是需要验证 的。总体来说h i c k 定律给出了研究的基准，但仍然需要精确地测量拼音输入法的候选词 平均选择时间。 另一个因素是候选词的选择依赖于数字的输入，而数字的输入比字母输入困难。在标 准q w e r t y 键盘上，敲击数字键要比敲击字母键要困难的多。这部分是由于数字键和基准 行a s d f g h j k l 的距离较远，这个距离限制了动作控制的准确性，使得使用者不看键盘就无 法准确敲击数字键口1 。 调查显示只有略多于3 0 的计算机用户表示可以准确敲击数字键晗 。 对于大多数无法准确敲击数字键的拼音输入法使用者来说，使用数字键选字不仅使打 字速度受限，而且使用者的视线需要在屏幕和键盘之间来回切换，使用者和输入法之间的 交互变得很繁杂。 ( 二) 提高拼音输入法输入绩效的方法研究 6 浙江理工大学硕士学位论文 目前有很多方法减少选字的频率，可以概括为以下三种： ( 1 ) 用额外的按键来表征字体结构信息或语调信息。 ( 2 ) 词组输入。例如，如果单独输入“b e i ”和“j i n g ”，那么同音的候选词分别是 2 9 个和4 0 个，如果同时输入“b e i j i n g ”那么只有两个候选词“l 背景”和“2 北京”。 ( 3 ) 利用语法模型进行长句识别旺引。使用者连续不断地输入拼音，输入法提供可能的 候选词组，这个可能性组合是根据语法不断调整的。随着拼音越来越长，可能的候选词组 合会减少，直到使用者选择了候选项为止。 这些方法在一定程度上减少了选择反应时，但是仍然不能完全消除选择反应时。 w u 等人在2 0 0 4 年试图通过预测候选词顺序使目标词排在前面，从而减少使用者搜索 候选词的时间b 1 。他们使用一些运算法则从所有可能的候选词中选取出恰当的候选词，包 括与已输入文本关联度最高的词以及在汉语语法中常常连在一起使用的词组。实验证明这 个方法很有效，将目标词预测为卜5 位候选词的比率为4 5 3 。 j i a n 等人在2 0 0 8 年根据汉语拼音重新设计了键盘h 1 。将声母和韵母分开，声母组合( 如 z h ) 、韵母组合( 如e n g ) 分别作为一个整体放在一个键上。容易混淆的平翘舌声母( 如z 和z h ) 、容易混淆的前后鼻音韵母( 如e n 和e n g ) 放在同一个键上。允许声母和韵母同时 输入。如图1 3 。该键盘是专为拼音输入汉字设计的，输入英文是不合适的，因此它的通 用性不够好。 矾髓 盔 一 奠稿盯。蕾 豫7 。1 l 口田曰囝圈田曰囝田田团口 固田口田田田圈圈圉固囡田图薹 曰固田园田口团口口团圆口曰 图1 3 为拼音输入开发的键盘 s u 等人在2 0 0 8 年利用眼动仪捕捉使用者在搜索候选词时的眼动行为，使用者无需点 击数字键选择候选词，而是视线指向哪个候选词然后点击空格键即选中该候选词瞄1 。该设 计完全避免了按数字键，但是需要配合眼动仪使用，使拼音输入法的使用范围受限。 ( 三) 小结 7 凇缓缪镌鼍 一团 浙江理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 影响拼音输入法输入绩效的主要原因是选字过程繁琐，这主要是由于多项选择的 信息加工过程很繁琐和数字键点击很困难导致的。 ( 2 ) 研究者分别从用户输入拼音阶段、输入法运算给出候选词阶段、敲击数字键选字 阶段试图改进输入法，但没有研究着眼于视觉搜索候选词的阶段，通过改变候选词的显示 方式来提高输入绩效。 1 2 研究构思 1 2 i 研究的提出和构思 1 2 i i 研究的提出 绪论中已经阐述过，拼音输入法是一种重要的人机交互工具，目前还存在选字过程繁 琐的问题，影响了输入绩效。如何改进拼音输入法，提高输入绩效是本研究主要解决的问 题。本研究首先借鉴w a n g 等人在2 0 0 1 年的研究瞳3 ，将中文输入的过程分解为四个步骤： t 1 - 将目标字转换成它对应的拼音，进一步转换成字母串。 t 2 - 在键盘上依次找到这些字母并逐个字母地向电脑输入拼音。 t 3 - 在输入法提供的候选词条里面搜索目标字。如果没有找到目标字，则按翻页键继续 搜索，直到找到目标字。 t 4 - 敲击数字键选择目标字。 输入汉字的总时间t = t i + t 2 + t 3 + t 4 前人的研究分别从t 2 ，t 4 两个步骤考虑，改进了键盘，候选词顺序，用眼动代替按数 字键，但没有研究着眼于步骤t 3 ，且p 视觉搜索候选词阶段。通过前人对菜单界面的研究可 知，菜单项目的排列方式，菜单深度广度的设置等对菜单操作绩效有显著影响。而拼音输 入法的候选词窗口与菜单界面有很多可以类比的地方。因此，本研究将从拼音输入法候选 词窗口界面上考察提高输入绩效的因素。 拼音输入法候选词窗口界面的构成要素非常简单，包括拼音、候选词和提示数字。那 么这些要素的哪些因素会影响视觉搜索? 结合绪论中提到的视觉搜索理论和菜单搜索绩 效研究，本研究的构思主要如下： ( 1 ) 候选词的排列方式可能通过影响视觉搜索的方式来影响搜索绩效； 浙江理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 候选词的个数( 一页候选词条中包含的候选词个数) ，可以类比为菜单的广度。 需要注意的是，候选词的个数与标准视觉搜索任务中的搜索集大小( s e ts i z e ) 不同，由 于候选词的搜索有可能是需要翻页的，因此候选词个数小于或等于搜索集大小( 假设候选 词个数是9 ，目标字在候选词条的第1 5 个位置，即第二页的第六项，搜索集大小等于1 8 ) 。 候选词的搜索是系列搜索，如果把每一页搜索当作一个单独的搜索任务，那么根据视觉搜 索相关研究，单页候选词个数越少绩效越高。然而根据菜单深度广度研究的结果，应该尽 量增加广度，减少深度聆】。这可能是由于菜单项的层级之间有意义从属关系，每深入一层 就需要经过一次菜单项意义的加工和分类判断，而这一过程比判断是否为目标要困难。例 如从“生物一植物一果树一苹果 经过四次分类判断找到“苹果”，要比从“西瓜，香蕉， 橘子，苹果”找到“苹果”困难。减少菜单深度可以减少加工和分类判断的时间。而候选 词之间没有意义从属关系，那么菜单研究的深度广度结论是否仍然适用? 候选词个数多少 才最合适? ( 3 ) 提示数字标明了它后面的候选词在本页候选词条的位置，用户根据提示数字敲击 键盘上相应的数字键完成打字。有时，位置本身具有指示的功能，例如熟练的银行职员可 以不看键盘准确快速地输入一系列数字。那么可否取消候选词前面的提示数字，让用户根 据候选词的位置转换成数字? 这样做的好处是去掉提示数字后的候选词条长度可以缩小 近一半。这么做会在准确率上带来多大损失? ( 4 ) 一直以来，输入法候选词个数的极限是9 个，这部分是由于提示数字的局限。由 于超过9 的提示数字需要两位以上的数字，而输入两位