시선추적 분석을 위한 통합 해석 모델의 개발 - 사용자 인터페이스 디자인을 위한 휴리스틱 가이드라인의 도출을 중심으로 - Development of Integrated Analysis Model for Eyegaze Analysis - With Emphasis on the Generation of Heuristic Guidelines for User Interface Design -원문보기
본 연구는 사용자의 시지각 프로세스에 대한 분석을 통해 시선추적 과정을 이해하고, 인간의 정보처리 모델을 기반으로 휴리스틱 가이드라인을 도출하여, 실무에서 적용할 수 있는 인터페이스 디자인의 일반적인 원리를 발견하는 것에 목적이 있다. 이를 위해 인간의 시각 특성을 이용한 시선추적 시스템을 실험에 적용하여, 상향처리와 하향처리의 시지각 프로세스를 파악하고 인간의 정보처리 모델을 근거로 디자인을 위한 적용점을 분석하였다. 사례 연구로 인터랙티브 미디어를 실험하여 시선의 동선 및 고정점을 통해 사용자의 관심을 확인하고, 사용자의 인지과정을 이해하기 위한 단서를 효과적으로 얻을 수 있었다 그리고, 인간 행위의 각 단계와 정보처리 모델을 기반으로 다섯 가지의 휴리스틱 가이드라인을 도출하였으며, 이를 통하여 디자인 실무에서 직접 적용할 수 있는 인터페이스 디자인의 일반적인 원칙을 발견할 수 있었다.
본 연구는 사용자의 시지각 프로세스에 대한 분석을 통해 시선추적 과정을 이해하고, 인간의 정보처리 모델을 기반으로 휴리스틱 가이드라인을 도출하여, 실무에서 적용할 수 있는 인터페이스 디자인의 일반적인 원리를 발견하는 것에 목적이 있다. 이를 위해 인간의 시각 특성을 이용한 시선추적 시스템을 실험에 적용하여, 상향처리와 하향처리의 시지각 프로세스를 파악하고 인간의 정보처리 모델을 근거로 디자인을 위한 적용점을 분석하였다. 사례 연구로 인터랙티브 미디어를 실험하여 시선의 동선 및 고정점을 통해 사용자의 관심을 확인하고, 사용자의 인지과정을 이해하기 위한 단서를 효과적으로 얻을 수 있었다 그리고, 인간 행위의 각 단계와 정보처리 모델을 기반으로 다섯 가지의 휴리스틱 가이드라인을 도출하였으며, 이를 통하여 디자인 실무에서 직접 적용할 수 있는 인터페이스 디자인의 일반적인 원칙을 발견할 수 있었다.
This paper's objective is the analysis of eye-movement recording with visual perception process, the inference of heuristic guidelines with human information processing, and the generation of design principles for practical works. For this objective, it was experimented on that the user's eye-moveme...
This paper's objective is the analysis of eye-movement recording with visual perception process, the inference of heuristic guidelines with human information processing, and the generation of design principles for practical works. For this objective, it was experimented on that the user's eye-movement recording of interactive media with the Eyegaze Interface System, and analyzed the visual perception process of top-down & bottom-up processing, and inferred the design principles from human information process. Our results provide the implications of design through the analysis of the user's eye-movement recording that were changed according to each menu depth of the interactive media. And, it is proposed that the new concept of heuristic guidelines based on each stage of action that is related to human factors.
This paper's objective is the analysis of eye-movement recording with visual perception process, the inference of heuristic guidelines with human information processing, and the generation of design principles for practical works. For this objective, it was experimented on that the user's eye-movement recording of interactive media with the Eyegaze Interface System, and analyzed the visual perception process of top-down & bottom-up processing, and inferred the design principles from human information process. Our results provide the implications of design through the analysis of the user's eye-movement recording that were changed according to each menu depth of the interactive media. And, it is proposed that the new concept of heuristic guidelines based on each stage of action that is related to human factors.
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문제 정의
본 연구는 사용자의 시지각 프로세스에 대한 분석을 통해 시선추적 과정을 이해하고, 인간의 정보처리 모델을 기반으로 휴리스틱 가이드라인을 도출하여, 실무에서 적용할 수 있는 인터페이스 디자인의 일반적인 원리를 발견하는 것을 목적으로 한다.
8em;"> 있다. 주관적인 판단과 선택에 초점을 맞추어 정보 · 인터페이스 · 제품을 사용하는 조작과 실행을 중심으로 한다.
제안 방법
그리고, 정보의 입력과 출력을 상향처리와 하향처리 과정으로 구분하여 시지각 프로세스를 분석함으로써 사용자의 이해·평가과정과 선택·실행과정을 파악할 수 있었으며, 더 나아가 행위의 각 단계별로 지원해야 할 인터페이스 디자인의 원칙을 발견할 수 있었다. 그리고, 각 메뉴 깊이에 따라 유동적인 그래픽 인터페이스와 고정적인 물리적 인터페이스를 보는 사용자의 시선추적을 비교함으로써 그에 따른 인터페이스 디자인의 요구조건을 파악할 수 있었다.
시스템을 실험에 적용하였다. 그리고, 시선추적 결과를 이해하기 위해 시지각 프로세스를 분석하고, 인간의 정보처리 모델을 통해 디자인의 원리를 도출하였다.
먼저, 피실험자의 자연스러운 시선흐름을 통해 정보입력에 대한 인지과정을 파악할 수 있는 상향처리를 살펴보고, 피실험자의 선택과 의도에 따라 시선흐름이 달라지는 하향처리를 관찰하였으며, 동일한 대상을 보더라도 주어진 상황에 따라 의식적으로 달라지는 시선흐름의 변화도 관찰하였다. 그리고, 인터랙티브 미디어인 인터랙티브 TV와 모바일 폰에 대한 실험을 통해 행위의 각 단계별 인지요소를 파악할 수 있었다.
따라서, 아른하임(Arnheim)의 시지각 프로세스를 근거로 인터랙티브 미디어를 조작하는 과정을 고려해서 그림 3과 같이 하향처리 과정을 추가하여 이론을 개진(改進)하였다. 중앙의 의사결정(Decision Making) 단계를 기준으로 좌측의 입력(INPUT)은 지각과 이해를 중심으로, 우측의 출력(OUTPUT)은 판단과 선택을 중심으로 구성되어 있다.
다음과 같은 실험을 진행하였다. 먼저, 피실험자의 자연스러운 시선흐름을 통해 정보입력에 대한 인지과정을 파악할 수 있는 상향처리를 살펴보고, 피실험자의 선택과 의도에 따라 시선흐름이 달라지는 하향처리를 관찰하였으며, 동일한 대상을 보더라도 주어진 상황에 따라 의식적으로 달라지는 시선흐름의 변화도 관찰하였다. 그리고, 인터랙티브 미디어인 인터랙티브 TV와 모바일 폰에 대한 실험을 통해 행위의 각 단계별 인지요소를 파악할 수 있었다.
본 연구는 시지각 프로세스에 대한 분석을 통해 시선추적 과정을 분석하고, 인간 행위의 각 단계와 정보처리 모델을 기반으로 다섯 가지의 휴리스틱 가이드라인을 도출하였다. 그리고, 이를 통하여 디자인 실무에서 직접 적용할 수 있는 인터페이스 디자인의 일반적인 원칙을 발견할 수 있었다.
본 연구의 목적을 달성하기 위해 인간의 시각 특성을 이용한 시선추적 시스템을 실험에 적용하였다. 그리고, 시선추적 결과를 이해하기 위해 시지각 프로세스를 분석하고, 인간의 정보처리 모델을 통해 디자인의 원리를 도출하였다.
행위의 각 단계에 대한 분석이 요구된다. 외부 자극에 대한 인지과정을 이해하기 위해 트럼보는 멀티미디어 디자인의 영역을 네 가지로 구분하였다.5) 그 중에서 직접적으로 인간에게 해당되는 영역인 행위 · 지각 · 개념의 영역은 다음과 같이 요약될 수 있다.
그러기 때문에, 보다 일관된 관점에서 수많은 휴리스틱스의 개념을 정리할 필요가 있다. 이러한 요구에 따라 '행위의 일곱 단계' 이론의 개념과 인간의 정보처리 모델을 기반으로 새로운 다섯 가지 휴리스틱 가이드라인을 다음과 같이 도출하였다 [그림 5],
정보 . 인터페이스 · 제품에 대한 사용자의 해석과 평가를 통하여 시지각적 반응을 파악하고, .
성능/효과
체계적으로 발견할 수 있었다. 그리고, 정보의 입력과 출력을 상향처리와 하향처리 과정으로 구분하여 시지각 프로세스를 분석함으로써 사용자의 이해·평가과정과 선택·실행과정을 파악할 수 있었으며, 더 나아가 행위의 각 단계별로 지원해야 할 인터페이스 디자인의 원칙을 발견할 수 있었다. 그리고, 각 메뉴 깊이에 따라 유동적인 그래픽 인터페이스와 고정적인 물리적 인터페이스를 보는 사용자의 시선추적을 비교함으로써 그에 따른 인터페이스 디자인의 요구조건을 파악할 수 있었다.
본 연구를 통해서 인간의 각 행위 단계와 정보처리 모델을 근거로 휴리스틱 가이드라인을 다섯 가지의 큰 범주로 재정리하여 새로운 방향을 제시할 수 있었다. 이러한 체계적인 휴리스틱 가이드라인을 통해 기대할 수 있는 장점은 인간 행위의 각 단계에 따른 명확한 사용성 분석이 가능하며, 인간의 인지 요소의 한계와 특성에 따른 인터페이스 디자인의 원리를 파악할 수 있다는 것이다.
'3-2 일관된 시각적인 체계' 원칙에 위배되어 통일된 시각적 체계가 없다는 것을 쉽게 알 수 있다. 사용자의 성공적인 지각과 이해를 돕는 상향처리를 위해서는 기준없이 화려한 인터페이스보다 디자인의 표준과 원칙이 잘 적용된 인터페이스가 더 중요하다는 사실을 확인할 수 있다.
수 있다. 얼굴을 보는 좌측의 시선흐름은 눈 · 코 · 입으로 추정되는 부분에 시선의 고정점이 집중되어 있는 반면, 에스키모를 보는 우측의 시선흐름은 손으로 추정되는 부분에 시선의 고정점이 집중되어 있음을 확인할 수 있다. 오른쪽 그림은 가로의 선들을 보면서 느껴지는 착시 현상을 의식한 듯 직선인지 또는 곡선인지를 확인하기 위해 시선의 경로가 계속해서 가로 방향으로 이동하고 있다.
위의 실험을 통해 시선추적 기록에 대한 분석을 확산적 탐색과 수렴적 탐색으로 나누어 분석함으로써 사용자의 관심 영역을 체계적으로 발견할 수 있었다. 그리고, 정보의 입력과 출력을 상향처리와 하향처리 과정으로 구분하여 시지각 프로세스를 분석함으로써 사용자의 이해·평가과정과 선택·실행과정을 파악할 수 있었으며, 더 나아가 행위의 각 단계별로 지원해야 할 인터페이스 디자인의 원칙을 발견할 수 있었다.
매우 유익한 도움이 된다. 일관성을 확인하고 결과와 효율성을 평가하는 초보자의 경우는 의사결정 단계에서 '3 일관성과 표준화' 원칙을 지원하고, 상황 판단과 유연한 제어를 위해 중급자의 경우는 '2 단순성과 조형성', '4 효율성과 유연성' 원칙을 지원한다. 자극과 지각에서 반응과 행동으로 바로 이어지는 전문가의 경우 효과적인 지각 과정과 돌발적인 에러를 처리하기 위해 '1 인지와 피드백', 과 '5 사용자 제어와 에러 관리' 원칙을 지원한다.
첫째, 상향처리(Bottom-Up Processing) 과정은 외부 자극에 의한 정보 프로세스에 의존한다. 정보 .
후속연구
그러나, 이 실험의 제한점은 시선추적 장비가 실제 제품이 아닌 컴퓨터 모니터를 통해서 제품을 보는 사용자의 시선추적 데이터를 기록하기 때문에 간접적인 실험방식을 써야 하는 점이었다. 하지만, 피실험자의 머리에 장비를 착용해야 하는 과거의 불편한 장비에 비해 비교적 자연스러운 상태에서 안구운동을 측정할 수 있는 장비이기 때문에, 사용자의 의식적인 실험자세를 피하고 자연스러운 실험환경에서 암묵적인 인지과정을 파악하는 데에 도움되는 부가적인 장점도 있었다.
하지만, 피실험자의 머리에 장비를 착용해야 하는 과거의 불편한 장비에 비해 비교적 자연스러운 상태에서 안구운동을 측정할 수 있는 장비이기 때문에, 사용자의 의식적인 실험자세를 피하고 자연스러운 실험환경에서 암묵적인 인지과정을 파악하는 데에 도움되는 부가적인 장점도 있었다. 그리고, 숙련자 (SkiU-based Behavior)의 경우 초보자와 비교해서 시선흐름이 다르다는 특징이 있지만, 본 연구에서는 아직 초보자(Knowledge-based Behavior)에 대한 행위의 단계와 시지각 프로세스만을 고려했다는 제한점을 가지고 있다.
그리고, 초보자 뿐만 아니라 숙련자의 시선추적 결과도 실험에 추가하여 초급 · 중급 · 고급 사용자의 데이터를 서로 비교 및 분석할 예정이며, 더불어 미래의 정보기기나 모바일폰과 같은 다양한 매체에 최적화된 전문적인 휴리스틱 가이드라인을 만드는 것이 향후 연구과제이다.
적용될 수 있다. 더 나아가, 사용자의 시선추석 기록을 각 행위의 단계마다 휴리스틱 가이드라인과 연결시켜 파악할 수 있으며, 그와 관련된 인터페이스 디자인과 인지요소를 파악할 수 있기 때문에 시선추적 분석을 위해서도 중요한 기준으로 활용될 수 있다.
이러한 맥락에서, 제품을 보는 시선추적에 대한 기록은 사용자가 특별히 관심을 가지고 본 대상의 영역을 확인시켜주며, 사용자의 관심과 인지과정의 단서를 알 수 있게 도와준다. 따라서, 사용자가 주어진 상황 속에서 무엇을 보고 어떻게 느끼는가에 대한 실질적인 데이터를 얻을 수 있다면 사용자 중심의 디자인을 위한 유용한 도구로서 활용될 수 있을 것이다.
향후 연구방향은 실제 인터페이스를 사용하는 사용자의 시선 흐름을 실시간으로 관찰할 수 있는 소프트웨어를 개발하고, 시선추적과 마우스 경로의 관계를 동시에 분석할 수 있는 도구를 개발함으로써 사용성 원리를 구체적으로 파악하는 것이다. 그리고, 초보자 뿐만 아니라 숙련자의 시선추적 결과도 실험에 추가하여 초급 · 중급 · 고급 사용자의 데이터를 서로 비교 및 분석할 예정이며, 더불어 미래의 정보기기나 모바일폰과 같은 다양한 매체에 최적화된 전문적인 휴리스틱 가이드라인을 만드는 것이 향후 연구과제이다.
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