Evaluación y diseño de métodos efectivos de inserción de texto en entornos de tv digital

Resumen

Desde que el acceso a internet se ha convertido en un servicio al alcance de la mayoría de hogares, la televisión digital interactiva (IDTV) y sus aplicaciones están jugando un papel destacado en la sociedad actual. Las SmartTV están ocupado un lugar predominante como dispositivo multimedia de entretenimiento en el hogar. Este nuevo tipo de televisión permite que los usuarios accedan a servicios de una forma muy similar a como lo hacen con sus ordenadores y móviles. Sin embargo, el principal dispositivo de interacción del que disponemos para interactuar con el televisor es el mando a distancia tradicional, que aunque es apropiado para realizar interacciones simples en el contexto de la IDTV, dado que no está diseñado para escribir texto, necesitaría una modernización para mejorar la experiencia de los usuarios que necesiten realizar tareas más avanzadas. El objetivo principal de esta tesis es contribuir a determinar cuál es la combinación óptima de método y dispositivo de inserción de texto para aplicaciones de IDTV teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuario y distintos contextos de uso. En primer lugar, se desarrolló una metodología que nos permite establecer un proceso para realizar tests de usuario y pruebas subjetivas en el ámbito de la inserción de texto en IDTV, abarcando todas las etapas de una experimentación: desde la definición de métricas, pasando por el desarrollo de prototipos y realización de las pruebas hasta concluir con el análisis de resultados. En segundo lugar, se realizó un amplio estudio sobre métodos de inserción de texto para aplicaciones de la IDTV utilizando como dispositivos de interacción diversos modelos de mandos a distancia, con diferente disposición de teclas, y con otros dispositivos alternativos como pueden ser teclados, dispositivos apuntadores o touchpads. Como métodos de escritura se utilizaron teclados virtuales (alfabético, genético, Qwerty) y métodos tipo móvil Multitap, T9 y 2-key. El entorno de pruebas se diseñó simulando un salón como el que el participante tendría en su propia casa. El estudio se realizó con 240 usuarios reales, con diferentes perfiles, rango de edad, hábitos y conocimiento en tecnología, que tuvieron que escribir una serie de frases seleccionadas previamente. Se analizó la velocidad de escritura, las tasas de error, los perfiles de aprendizaje, y las impresiones subjetivas, teniendo siempre en cuenta las características particulares de los usuarios. En tercer lugar, en este estudio analizamos los errores cometidos por 82 usuarios en un experimento en el que escribieron 7,395 frases. Teniendo en cuenta las características particulares de los usuarios, se clasificaron los errores y analizaron sus principales causas. En cuanto al análisis de errores según el perfil de los participantes, las personas mayores tuvieron valores promedio más altos en casi todos los tipos de errores, sin embargo, las diferencias con el resto de los usuarios fueron estadísticamente significativas sólo en el caso de errores diagonal proximity. En relación al análisis de mandos a distancia, los resultados muestran que cuando los usuarios tienen que introducir textos sencillos, el método con el mejor rendimiento es Multitap, a pesar de que la tasa de error es mayor que con los teclados virtuales. Sin embargo, al escribir textos complejos, los teclados virtuales presentan una velocidad de escritura igual o superior que Multitap con una tasa de error significativamente más baja. Además, cuando combinamos teclados virtuales con ciertos botones en el mando a distancia para acciones frecuentes mejoramos considerablemente el rendimiento. Cabe destacar que la forma y localización de las teclas en los mandos a distancia no afecta significativamente el rendimiento. Teniendo en cuenta estas consideraciones, si se quiere lograr un compromiso entre rapidez y precisión, el teclado virtual elegido sería el Genético, que además ha recogido muy buenas opiniones entre los participantes. El análisis de los dispositivos alternativos al mando a distancia indica que el teclado tradicional obtiene los mejores resultados en términos de velocidad de escritura. Sin embargo, el número de errores en condiciones reales es muy alto porque los usuarios tienen problemas al presionar más de una tecla a la vez mientras sostienen el teclado. Otro resultado interesante es que las impresiones subjetivas no siempre coinciden con los resultados empíricos: a pesar de la baja velocidad del touchpad, obtuvimos retroalimentación bastante positiva de más de la mitad de los usuarios que declararon explícitamente que se trataba de un dispositivo simple y fácil de usar. Finalmente, usando los datos y resultados obtenidos en las experimentaciones anteriores, en este trabajo se presenta un sistema hardware de interacción, basado en un touchpad al que denominamos TVPad, que persigue mejorar la experiencia de los usuarios en entornos de IDTV pero conservando el confort del uso tradicional de la TV. Este sistema se ha pensado para alcanzar las capacidades de interacción avanzadas que los usuarios demandan para este tipo de aplicaciones, como son acciones de ampliación y reducción o la selección de elementos o texto en pantalla. RESUMEN (en Inglés) With internet access at home becoming a mainstream service, the interactive digital television (IDTV) and its applications are playing a leading role in today’s society. SmartTVs are growing into an important multimedia device for home entertainment. This new type of television allows users to access services in a way similar to mobile phones or computers. However, the main interaction device available to interact with the TV is still the traditional remote control which may be suitable for the IDTV context to carry out simple interactions, but since it was not designed to write text, it requires further development to improve the experience of the users who need to perform advanced tasks. This Ph.D. Thesis is aimed at contributing to determine the optimal combination of method and device to introduce text in IDTV applications, taking into account different user profiles and scenarios of use. Firstly, we developed a methodology that allowed us to establish a process to run users tests and subjective assessment in the field of text entry for IDTV, covering all the phases in the experimentation: from defining metrics to developing prototypes and carrying out tests, and ending with the analysis of the results. Secondly, we carried out a wide research about text entry methods for IDTV applications, using as interaction devices a variety of remote control models with different key dispositions, and other alternative devices like keyboards, pointing devices or touchpads. As writing methods we use virtual keyboards (alphabetic, genetic, Qwerty) and mobile-type methods like Multitap, T9 and 2-key. The test environment was designed simulating a living room similar to that which subjects would have in their homes. The study was performed with 240 real users, with different profiles, age range, habits and tech knowledge. The users had to write a series of previously selected sentences. We analyzed writing speed, error rates, learning profile, subjective opinions, always keeping in mind user specific characteristics. Thirdly, we analyzed in the study the errors committed by 82 users in an experiment in which they wrote 7,395 sentences. These errors were classified and their main causes analyzed, taking into account the particular characteristics of the users. Concerning the error analysis by participant profile, older people had on average higher rates in almost every type of error, although differences with the rest of the users were statistically significant only in the cases of diagonal proximity errors. Regarding the analysis of remote controls, results show that when simple texts need to be written, the method with the best performance is Multitap, despite having a higher error rate than virtual keyboards. However, when writing complex texts, virtual keyboards present an equal or superior writing speed to Multitap with a notably lower error rate. It should be pointed out that performance is not significantly affected by the shape of the remote control or the position of the keys. However, when virtual keyboards and certain remote control buttons are combined to carry out frequent actions, performance is considerably improved. Bearing in mind these factors, if we want to achieve a compromise between speed and accuracy, we should select Genetic as the virtual keyboard, which also received very good opinions from participants. The analysis of alternative devices to the remote control indicates that conventional keyboards obtain the best results in terms of speed writing. Nevertheless, the number of errors under real conditions is very high due to the fact that users have problems when pressing more than one key at the same time while holding the keyboard. Another result worth mentioning is that subjective opinions do not always match empirical results: regardless of the low speed of the touchpad, the feedback from more than half of the users was fairly positive, and they stated that the device was straightforward and easy to use. Finally, in this thesis we present a hardware interaction system, based on a touchpad, which we have named TVPad. This device aims to improve user experience for IDTV context but preserving the comfort of traditional use of TV. This system was designed to achieve advanced interaction abilities that users demand for this type of applications, such as zoom in and out or screen text and element selection.