手機(jī)鍵盤文本輸入法研究綜述

(陜西師范大學(xué)心理學(xué)院　陜西　西安　710062)

引言

自2014年12月以來，智能手機(jī)已經(jīng)推動(dòng)了數(shù)字媒體使用的所有增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司(IDC)全球季度手機(jī)跟蹤的新預(yù)測(cè)，全球智能手機(jī)出貨量預(yù)計(jì)將在2017年略有回升，預(yù)計(jì)同比增長(zhǎng)3.0%。IDC還預(yù)計(jì)這一勢(shì)頭將進(jìn)入2018年，智能手機(jī)出貨量預(yù)計(jì)將同比增長(zhǎng)4.5%。隨著智能手機(jī)的功能愈加完善，使用愈加普遍、大眾化，這些設(shè)備在人們的日常生活中越來越重要，體現(xiàn)在學(xué)習(xí)，休閑活動(dòng)，社會(huì)互動(dòng)和身份形成等方面[1]。

目前，全球智能手機(jī)市場(chǎng)正在以驚人的速度發(fā)展。國(guó)際市場(chǎng)研究公司eMarketer發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，到2018年全球智能手機(jī)使用量將超過25.6億人，占世界人口的三分之一以上。符合人們?nèi)粘９ぷ骱蛫蕵沸枨蟮闹悄苁謾C(jī)的便攜性和功能正在逐漸成為人們生活的伴侶。文本輸入法在使用智能手機(jī)方面占有重要地位，例如發(fā)送短信，電子郵件，訪問社交網(wǎng)絡(luò)等。文字輸入是我們?nèi)粘?shù)字活動(dòng)的一個(gè)組成部分。更詳細(xì)的調(diào)查顯示，典型的用戶發(fā)送大約110條平均大小為50個(gè)字符的短信，每個(gè)平均為85個(gè)字符的18個(gè)電子郵件，4個(gè)推文和42個(gè)即時(shí)消息[2]。文本輸入效率已經(jīng)成為衡量移動(dòng)可用性水平的最重要標(biāo)志之一。

和物理鍵盤手機(jī)相比，觸屏手機(jī)具有更大的屏幕面積和更直觀的交互方式，根據(jù)現(xiàn)有研究，有三個(gè)因素會(huì)影響觸控交互信息輸入的用戶體驗(yàn)：(1)對(duì)多次精確點(diǎn)擊及時(shí)有效的按鍵反饋；(2)智能功能，如預(yù)測(cè)性文本輸入技術(shù)(Predictive text entry method)通過提供聯(lián)想詞組減少按鍵次數(shù)極大的提高了信息輸入效率；(3)鍵盤的界面設(shè)計(jì)，如按鍵排布密度過大時(shí)會(huì)導(dǎo)致視聽覺缺陷的老年用戶信息處理困難，鍵盤按鍵面積過小也是導(dǎo)致信息輸入困難的重要誘因。

在研究的基礎(chǔ)上，一般來說，影響互動(dòng)信息輸入的用戶體驗(yàn)有三個(gè)因素：(1)針對(duì)多個(gè)精確點(diǎn)擊的簡(jiǎn)單有效的關(guān)鍵反饋；(2)預(yù)測(cè)性文本輸入法等智能功能通過提供關(guān)聯(lián)短語來大大提高輸入信息的效率，減少按鍵數(shù)量；(3)鍵盤界面設(shè)計(jì)，如密碼安排密度太大，無法處理患有視覺聽覺缺陷的老年用戶的信息。由于在觸摸屏手機(jī)虛擬鍵盤輸入過程中缺乏有效的關(guān)鍵反饋，智能技術(shù)一直受到歡迎，鍵盤界面設(shè)計(jì)對(duì)信息輸入過程的影響越來越突出。

觸摸屏文本輸入方法的一些流行示例包括屏幕上的Qwerty鍵盤輸入，形狀識(shí)別(例如，Trace，ShapeWriter，Swiftkey，Swype)，手寫識(shí)別(例如，DioPen和Graffiti)以及語音識(shí)別(例如，Dragon Dictation)。在這些輸入法中，最常用的，最基本的是基于拇指操作的鍵盤操作輸入，具有精度高，效率高，受外部干擾影響較小的優(yōu)點(diǎn)。

一、手機(jī)鍵盤文本輸入法相關(guān)研究

(一)基于手指輸入的手機(jī)鍵盤文本輸入法

基于拇指操作的鍵盤輸入在當(dāng)前以及未來都將作為一種不可替代的文本輸入模式應(yīng)用在手機(jī)上，因此，手機(jī)鍵盤文本輸入效率的高低成為了衡量手機(jī)可用性水平的重要標(biāo)志之一?；谀粗覆僮鞯逆I盤輸入具有輸入準(zhǔn)確、輸入效率高、受外界干擾影響較小等優(yōu)點(diǎn)，因此成為了大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備的首選文本輸入方式。目前，最常用的手機(jī)文本輸入法是九宮格和全鍵盤。Lee Butts&Andy Cockburn通過一個(gè)實(shí)證研究比較了三種輸入法——“多按輸入超時(shí)”(multi-press input with timeout)，“多按輸入與下一個(gè)按鈕”(multi-press input with a next button)和“雙鍵”(two-key)。這三種輸入法的用法分別是：如敲擊“2”鍵一次，選擇字母“a”，空一段時(shí)間后連續(xù)敲擊2 次則選擇字母“b”，依此類推；如敲擊“2”鍵一次，選擇“a”，按前進(jìn)鍵，再連續(xù)敲擊“2”鍵兩次選擇“b”，依此類推；通過兩鍵的組合來確定所需字母，如“c”鍵在數(shù)字“2”鍵上，但是排布在第3位，因此在選擇“c”時(shí)敲擊“23”，依此類推。研究表明，方法之間有明顯的速度差異，以每分鐘(wpm)為單位。三者輸入速度分別為6.4wpm，7.2wpm和5.5wpm。有關(guān)學(xué)習(xí)能力、錯(cuò)誤和效率的主觀結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[3]。

(二)手機(jī)鍵盤文本輸入法的改進(jìn)研究

據(jù)Zhai和Kristensson的說法，對(duì)于大眾消費(fèi)市場(chǎng)可以接受的移動(dòng)文本輸入法，必須符合三個(gè)要求[4]。首先，輸入法必須快速，讓用戶快速鍵入。其次，新用戶應(yīng)該不需要學(xué)習(xí)才能有效地使用輸入法。第三，輸入法通過實(shí)踐中的應(yīng)用來提高效率。新的輸入法和替代鍵盤通常由于學(xué)習(xí)曲線而不能滿足這些規(guī)定。相比之下，智能手機(jī)上使用的熟悉的Qwerty鍵盤可滿足大眾消費(fèi)市場(chǎng)的這三個(gè)要求。文濤研究發(fā)現(xiàn)：九宮格是輸入中文與數(shù)字時(shí)的最優(yōu)方案，全鍵盤是輸入英文時(shí)的最佳方案；狀態(tài)切換的便易性和可獲得性是影響輸入法可用性和滿意度的重要因素，兩者受按鍵功能組合、按鍵大小、按鍵分布、按鍵位置和按鍵圖標(biāo)可理解性的影響[5]。

Stephen Brewster進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室研究，將標(biāo)準(zhǔn)按鈕與添加了觸覺反饋的按鈕進(jìn)行比較[6]。結(jié)果表明，使用觸覺反饋用戶輸入的文字更多，錯(cuò)誤更少，糾正了更多的錯(cuò)誤。我們?cè)俅闻c坐在地下火車上的用戶進(jìn)行研究，看看積極的效果是否轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實(shí)的使用。有益效果較少，僅通過觸覺反饋明顯改善錯(cuò)誤的數(shù)量。然而，我們發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)烈的主觀反饋，有利于觸覺顯示。結(jié)果表明，觸覺反饋在改善與觸摸屏的交互中起關(guān)鍵作用。

近年來，隨著手持移動(dòng)設(shè)備(如智能手機(jī))的普及和應(yīng)用，基于軟鍵盤的文字輸入開始逐步在觸屏設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，這就使得對(duì)軟鍵盤進(jìn)行優(yōu)化從而提高文字輸入績(jī)效成為了研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。有研究者針對(duì)軟鍵盤自身的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，如Faraj基于語言模型和先前輸入對(duì)下一個(gè)可能的目標(biāo)字符進(jìn)行預(yù)測(cè)，并盡可能增大目標(biāo)字符鍵位的大小作為提示，結(jié)果表明，這種方法提高了輸入速度和準(zhǔn)確率，降低了拼錯(cuò)概率[7]。

(三)手機(jī)文本輸入法的研究方法分析

可用性指標(biāo)是可用性研究實(shí)踐中有關(guān)用戶使用產(chǎn)品可用程度的評(píng)測(cè)指標(biāo)。目前，常用的可用性指標(biāo)主要包括客觀績(jī)效指標(biāo)、主觀態(tài)度指標(biāo)、生理與行為指標(biāo)和可用性問題指標(biāo)四類。應(yīng)該說這些指標(biāo)確實(shí)能夠反映產(chǎn)品某個(gè)方面的可用性水平;但是，采用單一指標(biāo)的可用性評(píng)價(jià)不足以評(píng)價(jià)產(chǎn)品的整體水平，也不利于產(chǎn)品之間的相互比較。

Heo根據(jù)手機(jī)的特殊性提出了一個(gè)適用于評(píng)估手機(jī)可用性的基于多水平、可用性因素的分層體系的框架[8]。該體系把可用性評(píng)估框架分為指標(biāo)(Indicator)、準(zhǔn)則(Criteria)和屬性(Property)等三個(gè)成分。指標(biāo)指的就是可用性維度，包括有效交互的支持等五個(gè)維度。體系的第二個(gè)成分準(zhǔn)則指的是對(duì)應(yīng)于可用性維度，可以通過檢查表度量獲得的可用性指標(biāo)。體系的第三個(gè)成分屬性包括手機(jī)任務(wù)和界面屬性，其中任務(wù)屬性指的是能夠反映手機(jī)任務(wù)特征的屬性，例如，使用的穩(wěn)定性，手機(jī)界面屬性指的是能夠反映手機(jī)界面特征的屬性，例如，手機(jī)界面的信息架構(gòu)。在具體測(cè)量過程中，首先根據(jù)手機(jī)的任務(wù)和界面屬性確定對(duì)應(yīng)于可用性維度的檢查表內(nèi)容，然后使用這些檢查表進(jìn)行手機(jī)的可用性測(cè)量，得到對(duì)應(yīng)于任務(wù)目標(biāo)的視覺支持、認(rèn)知交互的支持等五個(gè)可用性維度上的五個(gè)分值，最后經(jīng)過統(tǒng)計(jì)處理整合成一個(gè)單一的可用性評(píng)價(jià)值。

結(jié)合其他學(xué)者的研究，分別對(duì)可用性測(cè)量中的客觀績(jī)效指標(biāo)、主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)、生理及行為指標(biāo)、可用性問題指標(biāo)進(jìn)行討論。Sauro和Lewis對(duì)97 項(xiàng)可用性研究的分析發(fā)現(xiàn)，常用的績(jī)效指標(biāo)包括任務(wù)時(shí)間、完成率、出錯(cuò)[9]。在可用性評(píng)估中，主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)主要通過量表填寫和訪談獲得。其中，滿意度最直接的反映了用戶的主觀評(píng)價(jià)，是可用性測(cè)試中使用最多的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)。它包括對(duì)交互過程及結(jié)果的滿意度，和對(duì)獨(dú)立于交互過程的界面的滿意度。滿意度的測(cè)量主要是通過任務(wù)后滿意度評(píng)價(jià)和測(cè)試后滿意度評(píng)價(jià)[10]。已有大量的標(biāo)準(zhǔn)化問卷可對(duì)用戶的滿意度進(jìn)行測(cè)量，比如情景后問卷ASQ、測(cè)試后系統(tǒng)可用性問卷PSSUQ、系統(tǒng)可用性問卷SUS、用戶界面滿意度問卷QUIS、軟件可用性測(cè)量問卷SUMI 等。此外，比較用戶的偏好也是測(cè)量用戶滿意度的途徑之一。與問卷得分不同的是，用戶偏好是一個(gè)對(duì)不同產(chǎn)品進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)，可通過對(duì)偶比較、偏好排序、打分等方法獲得。

隨著技術(shù)的不斷完善，除了傳統(tǒng)的客觀績(jī)效、主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)外，通過獲取用戶的眼動(dòng)、動(dòng)作、體態(tài)、面部表情等非言語行為或生理數(shù)據(jù)的方法越來越多地被應(yīng)用于可用性測(cè)試中。根據(jù)行為與生理指標(biāo)在可用性評(píng)估中的作用，可以區(qū)分兩類不同的行為與生理指標(biāo)。第一類是對(duì)客觀績(jī)效指標(biāo)的進(jìn)一步分析。第二類是對(duì)主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀化補(bǔ)充。皮電、心電和腦電是用戶體驗(yàn)研究領(lǐng)域最典型的三類電生理指標(biāo)，主要涉及用戶體驗(yàn)過程中認(rèn)知和情感狀態(tài)的測(cè)量：在皮電相關(guān)指標(biāo)中,皮膚電導(dǎo)水平能有效地反映用戶使用產(chǎn)品時(shí)的情緒喚醒度和認(rèn)知努力程度；在心電相關(guān)指標(biāo)中,心率對(duì)用戶的情緒體驗(yàn)敏感，而心率變異性對(duì)用戶的心理負(fù)荷變化敏感；在腦電相關(guān)指標(biāo)中，α波和β波是用戶情緒變化和心理負(fù)荷的有效指標(biāo)。

二、現(xiàn)有研究的不足及改進(jìn)

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究主要存在以下不足。

(一)現(xiàn)有基于西方文字設(shè)計(jì)的手機(jī)鍵盤不適合中文輸入

國(guó)外的相關(guān)研究大多是通過考察西方文字(主要是英文)的輸入特征來進(jìn)行的，而中文漢字輸入的輸入特征與英文輸入有較大的不同，其研究結(jié)果無法直接應(yīng)用于中文文本輸入鍵盤。

(二)生理指標(biāo)在用戶體驗(yàn)中的測(cè)量仍然處于探索階段

從已有的研究來看,生理指標(biāo)在用戶體驗(yàn)中的測(cè)量仍然處于探索階段,對(duì)各個(gè)指標(biāo)的心理意義的解釋在研究之間差異較大,研究和研究之間還沒有形成統(tǒng)一的意見,具有廣闊的研究前景。首先,如何識(shí)別情緒的類別是未來研究工作的一個(gè)重點(diǎn)。目前的研究對(duì)于生理指標(biāo)可以測(cè)量情緒喚醒程度達(dá)成了一致的觀點(diǎn),但是對(duì)于情緒效價(jià)和類別的分辨還有待進(jìn)一步的探索。其次,多維指標(biāo)的整合可提高情緒狀態(tài)識(shí)別的準(zhǔn)確度。目前的研究在數(shù)據(jù)采集時(shí)大多會(huì)收集多個(gè)維度的指標(biāo),但在整合分析方面的文獻(xiàn)較少。

(三)鍵盤布局用戶體驗(yàn)方面還有改善

全鍵盤的缺點(diǎn)在于每個(gè)字母按鍵尺寸太小，容易誤按錯(cuò)按。而拇指鍵盤的缺陷則是輸入效率相對(duì)較低。對(duì)于九宮格而言，鍵盤個(gè)數(shù)較小，選擇字母不便捷。改變鍵盤布局，打破傳統(tǒng)的輸入模式，是最有效的創(chuàng)新方式。在用戶輸入時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，候選區(qū)的候選字排列很緊密，操作復(fù)雜，容易選錯(cuò)。合理處理候選字與候選拼音，減少切換，可以有效提高效率及用戶體驗(yàn)。

三、展望

近年來隨著手機(jī)文本輸入法的普及和推陳出新，各類輸入法應(yīng)運(yùn)而生，各有千秋，改進(jìn)方式也紛繁復(fù)雜。觸摸式控制方式因其操作簡(jiǎn)單直觀而成為各大電子廠商的寵兒，由此產(chǎn)生了一種新的手機(jī)文本輸入方式：虛擬鍵盤的操作，其文本輸入效率及各種創(chuàng)新方式有待進(jìn)一步研究與完善。經(jīng)過對(duì)文獻(xiàn)的分析，我們發(fā)現(xiàn)可用性測(cè)量指標(biāo)盡管種類繁多，但是在進(jìn)行具體產(chǎn)品的可用性評(píng)估中，如何選擇合適的可用性指標(biāo)并進(jìn)行整合，從而有效地對(duì)產(chǎn)品的整體可用性水平進(jìn)行評(píng)估，并沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或具體的模型。因此統(tǒng)一可用性測(cè)量模型，并針對(duì)具體產(chǎn)品進(jìn)行可用性測(cè)量模型的構(gòu)建，將成為今后研究的方向之一。

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