Interação pelo olhar por meio de alvos expansíveis
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-30082024-183635/ |
Resumo: | O uso do olhar como forma de interação pode se tornar uma maneira intuitiva para interagir com computadores, em particular em situações em que o uso das mãos ou outras partes do corpo é difícil, inadequado ou inviável. Esse modo de interação se torna possível por meio de rastreadores de olhar, dispositivos capazes de estimar onde uma pessoa está olhando. Devido a limitações na acurácia dos rastreadores de olhar, a interação por meio do olhar tradicionalmente emprega alvos selecionáveis com baixa densidade, ou seja, poucos alvos por unidade de área, para evitar seleções indesejadas. Na presente tese de doutorado, propomos a expansão dinâmica de alvos para criar interfaces de usuário baseadas no olhar mais ricas, com alta densidade de alvos, que possam melhorar a experiência de uso e eficácia na execução das tarefas para seus usuários. Tradicionalmente, uma primeira aplicação seria a entrada de texto pelo olhar usando teclados virtuais menores, que ofereçam uma área útil maior exibindo o texto digitado, por exemplo. Para viabilizar a seleção de alvos pequenos desenvolvemos um algoritmo baseado em entropia, capaz de acumular as evidências das medidas imprecisas do olhar para possibilitar seleções mais robustas a erros do rastreador. Uma outra contribuição de nosso trabalho foi o desenvolvimento e avaliação do XlingKey, um novo teclado virtual, mais compacto, utilizando alvos expansíveis. Realizamos estudos com treze usuários comparando o desempenho do XlingKey com outros leiautes usando um algoritmo tradicional para estimar a tecla selecionada baseado em uma máquina de estados finita. Os resultados dos experimentos evidenciam melhorias na eficiência da entrada de texto por meio do olhar usando o XlingKey e o algoritmo de seleção por entropia, tanto em termos de aumento na velocidade de entrada de texto com 15.42 ppm quanto na diminuição da taxa de erros com 0.64 %. Ademais, o feedback subjetivo dos usuários revela maior usabilidade do XlingKey com alvos expansíveis após um breve período de familiarização com o método de aproximadamente uma hora. |
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Interação pelo olhar por meio de alvos expansíveisGaze interaction through expanded targetsEntrada de texto pelo olharEntropiaEntropyEye trackingGaze selectionGaze-based interfacesInterfaces pelo olharRastreamento de olharSeleção pelo olharText entry by gazeO uso do olhar como forma de interação pode se tornar uma maneira intuitiva para interagir com computadores, em particular em situações em que o uso das mãos ou outras partes do corpo é difícil, inadequado ou inviável. Esse modo de interação se torna possível por meio de rastreadores de olhar, dispositivos capazes de estimar onde uma pessoa está olhando. Devido a limitações na acurácia dos rastreadores de olhar, a interação por meio do olhar tradicionalmente emprega alvos selecionáveis com baixa densidade, ou seja, poucos alvos por unidade de área, para evitar seleções indesejadas. Na presente tese de doutorado, propomos a expansão dinâmica de alvos para criar interfaces de usuário baseadas no olhar mais ricas, com alta densidade de alvos, que possam melhorar a experiência de uso e eficácia na execução das tarefas para seus usuários. Tradicionalmente, uma primeira aplicação seria a entrada de texto pelo olhar usando teclados virtuais menores, que ofereçam uma área útil maior exibindo o texto digitado, por exemplo. Para viabilizar a seleção de alvos pequenos desenvolvemos um algoritmo baseado em entropia, capaz de acumular as evidências das medidas imprecisas do olhar para possibilitar seleções mais robustas a erros do rastreador. Uma outra contribuição de nosso trabalho foi o desenvolvimento e avaliação do XlingKey, um novo teclado virtual, mais compacto, utilizando alvos expansíveis. Realizamos estudos com treze usuários comparando o desempenho do XlingKey com outros leiautes usando um algoritmo tradicional para estimar a tecla selecionada baseado em uma máquina de estados finita. Os resultados dos experimentos evidenciam melhorias na eficiência da entrada de texto por meio do olhar usando o XlingKey e o algoritmo de seleção por entropia, tanto em termos de aumento na velocidade de entrada de texto com 15.42 ppm quanto na diminuição da taxa de erros com 0.64 %. Ademais, o feedback subjetivo dos usuários revela maior usabilidade do XlingKey com alvos expansíveis após um breve período de familiarização com o método de aproximadamente uma hora.The use of gaze as a form of interaction can become an intuitive way to interact with computers, particularly in situations where the use of hands or other body parts is difficult, inappropriate, or unfeasible. This mode of interaction becomes possible through eye trackers, devices capable of estimating where a person is looking. Due to limitations in the accuracy of eye trackers, gaze-based interaction traditionally uses selectable targets with low density, meaning few targets per unit area, to avoid unwanted selections. In this doctoral dissertation, we propose the dynamic expansion of targets to create richer gaze-based interfaces with high target density, which can enhance user experience and task execution efficiency. Traditionally, one primary application would be gaze-based text entry using smaller virtual keyboards, offering a larger useful area to display typed text, for instance. To enable the selection of small targets, we developed an entropy-based algorithm capable of accumulating evidence from inaccurate gaze measurements to enable more robust selections against tracker errors. Another contribution of our work was the development and evaluation of XlingKey, a new, more compact virtual keyboard utilizing expandable targets. We conducted studies with thirteen users comparing the performance of XlingKey with other layouts using a traditional algorithm to estimate the selected key based on a finite state machine. The results of the experiments show improvements in the efficiency of gaze-based text entry using XlingKey and the entropy-based selection algorithm, both in terms of increased text entry speed with 15.42 wpm and decreased error rate with 0.64 %. Additionally, subjective user feedback reveals greater usability of XlingKey with expandable targets after a brief period of familiarization of approximately one hour with the method.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMorimoto, Carlos HitoshiGonzales, Candy Veronica Tenorio2024-07-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-30082024-183635/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-09-02T11:05:02Zoai:teses.usp.br:tde-30082024-183635Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-09-02T11:05:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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