Fittsův zákon
Fittsův zákon je prediktivním modelem pohybu, který je dnes především díky rozvoji grafických uživatelských rozhraní jedním z nejdůležitějších principů, využívaných při designu různých interakcí člověka s počítačem. I přes tento fakt, však nebyly první experimenty v 50. letech 20. století žádným způsobem spojené s HCI, ale spíše mohly být zaměřené na problémy spojené s efektivitou pracovníků výrobních a montážních linek v průmyslu.[1]
Tento model poprvé formuloval v roce 1954 Paul Morris Fitts, který svou práci založil na analogii lidského motorického systému se Shannon-Hartleyovou větou o kapacitě komunikačního kanálu. Vytvořil tedy rovnici, dnes známou jako „Fittsův zákon“:
- MT = čas pohybu k objektu
- a, b = konstanty dané typem zařízení
- A = amplituda, vzdálenost od počáteční lokace ke středu cílového objektu
- W = šířka objektu
P. M. Fitts ve své práci z roku 1954 uvádí tři experimenty. V prvním a zároveň nejznámějším pokusu je využito dvou kovových destiček, které mají vždy stejnou šířku a jsou ve stejné vzdálenosti od počátečního bodu. Dále jsou vedle cílových destiček umístěny další tzv. „chybové“ destičky, které jsou dostatečně široké, aby pochytaly veškeré neúspěšné pokusy. Úkolem bylo dotýkat se pomocí jehlice co nejrychleji určených destiček bez dotyku prostoru kolem nich. Šířka destiček a jejich vzdálenost se v průběhu pokusu měnily.[2]
Druhý experiment spočíval v přesouvání kruhových podložek z jednoho kolíku na druhý a třetí experiment v přesouvání kolíků z jedné sady děr do druhé. V těchto úkolech nebyly povoleny žádné chyby a opět se v průběhu pokusu měnila jejich pozice.[2]
Z těchto pokusů bylo vyvozeno, že čas potřebný k přemístění ukazovacího zařízení k cíli je funkcí poměru mezi vzdáleností a velikostí cíle. Jinými slovy, čím bližší a větší je cíl, tím rychlejší a také snazší je cíl zasáhnout a naopak. Fitts také zavádí takzvaný „index obtížnosti (ID)“ v bitech, který definuje obtížnost zasáhnutí cíle v závislosti na jeho vzdálenosti a šířce a „index výkonu (IP)“ v bitech za sekundu jako kombinaci indexu obtížnosti s časem pohybu k cíli.[2]
Nad Fittsovým zákonem se v průběhu let, vedly kontroverzní diskuse ohledně jeho validity a přesnosti, přičemž se několik dalších vědců pokusilo o navržení několika jeho úprav. Například A. T. Welford ve své knize „Fundamentals of Skill“ z roku 1968 navrhoval vhodnější model, díky oddělení A (vzdálenosti) a W (šířky), jelikož vzdálenost a šířka cíle mají různý efekt na MT (čas pohybu k objektu), což v původní formulaci není bráno v potaz.[3] Také Scott MacKenzie v roce 1992 dále navrhuje stabilnější model pro původní Fittsův zákon a jeho „index obtížnosti (ID)“, který je bližší Shannon-Hartleyově větě.[1][4]
Zajímavým výzkumem, který pracuje s Fittsovým zákonem je dále takzvaný „error model“ (Jacob O. Wobbrock, Edward Cutrell, Susumu Harada, I. Scott MacKenzie), díky kterému lze kromě predikce rychlosti předvídat také chybovost.
„An error model also has practical applications. For example, it allows us to estimate text entry error rates given different tapping speeds on a stylus keyboard, or to ensure that buttons are big enough in a safety-critical system where speed is crucial. In computer games, as another example, designers may want to predict how many targets a player can hit in a given amount of time.”[5]
V současné době je Fittsův zákon užitečným a často využívaným modelem například v ergonomii, UX designu nebo HCI především v souvislosti designu uživatelských rozhraní, jelikož pomáhá s přizpůsobováním objektů tak, aby bylo jejich umístění pro uživatele co možná nejlepší. Klíčové je v tomto případě snížení vzdálenosti z jednoho místa na jiné, když se uživatel pohybuje v rozhraní a udržení dostatečných rozměrů interaktivních prvků. Důležitá je také organizace navigačních prvků, nabídek a tlačítek tak, aby byly často používané prvky blíže k neutrální pozici kurzoru. Také je podle charakteristiky Fittsova zákona nevhodné například využívání velmi úzkých a dlouhých hierarchických nabídek, malých odkazů apod.[1]
Využití Fittsova zákona v rámci HCI se nejčastěji vztahuje k pohybu kurzoru myši nebo jiného ukazovacího/vybíracího prvku při pohybu v grafickém uživatelském rozhraní. Díky dvou-dimenzionálnímu zobrazovacímu zařízení, jehož plocha je tvořena pixely a které má omezenou plochu pohybu pro uživatele, lze s Fittsovým zákonem pracovat také zajímavými způsoby, které by nebylo možné jinde realizovat. Příkladem může být takzvaný „prime pixel“, který je místem ze kterého vychází uživatelská akce, a tudíž místo ze kterého chceme vycházet při aplikaci Fittsova zákona na GUI. Nicméně díky volnosti uživatele pohybovat kurzorem kdekoli na obrazovce, není možné takové místo přímo identifikovat, a i kdyby ano, znamenalo by to reorganizaci GUI pokaždé, když uživatel pohne kurzorem. Lze však odhadnout pravděpodobnou pozici „prime pixelu“ ve chvíli, kdy uživatel vykoná nějakou akci. Tedy pokud klikne na tlačítko, lze toto místo označit za výchozí bod pro Fittsův zákon a následné akce a možnosti přizpůsobit svou velikostí a vzdáleností k tomuto bodu. Také je možné využít neurčitosti „prime pixelu“ a vytvořit akční prvek na kterémkoli místě, kde se kurzor nachází pomocí pravého tlačítka a pop-up menu, jako vždy nejbližším místem se kterým lze interagovat. Dalším případem využití vlastností obrazovky jsou „magic pixels“, které se nachází v každém rohu obrazovky a poskytují tak hranice, za které se nelze pohnout kurzorem. Jelikož jsou nejdále od středu obrazovky, byly by podle Fittsova zákona nejméně vhodné pro umístění objektů. Nicméně právě díky tomuto ohraničení, vyžadují tyto místa nejmenší přesnost a lze se na ně přesunout mnohem rychleji než kdekoli jinde na obrazovce.[6] Dále je také důležité uvědomit si, že přestože Fittsův zákon říká, že kromě vzdálenosti je také důležitá velikost cíle, je zásadní brát v potaz také použitelnost. Fittsův zákon je binární logaritmus, a tedy zatímco zvětšení malého objektu má velký dopad, zvětšení již velkého objektu má dopad mnohem menší.[7]
Přestože je tedy patrné, že je Fittsův zákon velmi využívaným a užitečným modelem predikce lidského pohybu, potýká se také s několika nedostatky. Jak již bylo řečeno, model počítá s velikostí a vzdáleností, jako se sobě rovnými veličinami v rámci ID, na což poukázal ve své práci už A. T. Welford v roce 1968.[3] Dále také ve studii již zmíněného „error modelu“ bylo prokázáno, že velikost (W) má větší vliv na chybovost než vzdálenost (A).[5] Dalším problémem je fakt, že byl Fittsův původní model v průběhu let několikrát upravován a není zcela jasné, která verze je vhodnější či přesnější. Dle mého názoru je také v souvislosti s Fittsovým zákonem poněkud opomíjen faktor lidského učení stejně tak, jako specifičnost každého člověka. Také různé věkové skupiny a gender mohou hrát určitou roli v rychlosti či přesnosti. Fittsův zákon jako takový, dále často nelze samotný aplikovat v designu bez kombinace například s tvarovou psychologií a dalšími principy jako je symetrie.[1]
Také v informačním chování má nepochybně Fittsův zákon své místo, a to například ve fázi vyhledávání informací. Především v případě internetu a jeho nejrůznějších webových stránek a vyhledávácích enginů, může hrát zásadní roli blízkost a velikost odkazů, či jiných prvků k výchozímu bodu uživatele. Tím je nejen ulehčen proces vyhledávání, ale také může pomáhat dalšímu „řetězení“ informačních zdrojů, které jsou opět přizpůsobeny tak, aby svou velikostí a blízkostí ulehčovaly vytváření souvislosti. Internet je zaplaven informacemi a Fittsův zákon je určitě jedním z mnoha principů, který je možné využít pro lepší orientaci a rychlost při vyhledávání informací.
Zdroje:
[1] GOKTÜRK, Mehmet. Fitts’s Law. Interaction Design Foundation [online]. [cit. 2021–04–09]. Dostupné z: https://www.interaction-design.org/literature/book/the-glossary-of-human-computer-interaction/fitts-s-law
[2] FITTS, Paul M. Journal of Experimental Psychology: THE INFORMATION CAPACITY OF THE HUMAN MOTOR SYSTEM IN CONTROLLING THE AMPLITUDE OF MOVEMENT. 1954. Vol. 47, No. 6. The Ohio State University.
[3] WELFORD, A. T. Fundamentals of Skills: Movement: RELATIONSHIPS BETWEEN SPEED AND ACCURACY [online]. Printed in Ctreat Britain by Butler & Tanner Ltd Frome and London, 1968 [cit. 2021–04–09]. SBN 416 03000 9. Dostupné z: https://www.gwern.net/docs/psychology/1968-welford-fundamentalsofskill.pdf
[4] MACKENZIE, I. Scott. Fitts’ Law: Refinements to Fitts’ Law [online]. [cit. 2021–04–09]. Dostupné z: https://www.yorku.ca/mack/hhci2018.html
[5] WOBBROCK, Jacob O., Edward CUTRELL, Susumu HARADA a I. Scott MACKENZIE. An Error Model for Pointing Based on Fitts’ Law [online]. Florence, Italy, 2008 [cit. 2021–04–09]. Dostupné z: https://faculty.washington.edu/wobbrock/pubs/chi-08.01.pdf
[6] SOEGAARD, Mads. Fitts’ Law: Tracking users’ clicks. Interaction Design Foundation [online]. [cit. 2021–04–09]. Dostupné z: https://www.interaction-design.org/literature/article/fitts-law-tracking-users-clicks
[7] CRAIG, William. Improving Usability with Fitts’ Law. WebFX [online]. 2011, May 17 [cit. 2021–04–09]. Dostupné z: https://www.webfx.com/blog/web-design/improving-usability-with-fitts-law/
