GUIについての実験的検討

宇都宮鈴佳、大塚久美子、川端涼子、中田麻衣、福田佑香、堀田紫織、山本早織
（指導教員　吉田信夫）

１．はじめに

　ＧＵＩ(Graphical User Interface)とは、人間とコンピュータのインターフェイスであって、ウィンドウ、アイコン、メニュー等のグラフィック表示で操作画面を構成し、マウスと画面上のカーソルによってユーザの直感的な操作を支援するものである。私たちは、昨年度に引き続き、ＧＵＩシステムを検討するための基礎的実験として、人間がコンピュータを使用する際にディスプレイの表示色がどのように人間に影響を及ぼすかを調べるためるための実験を行った。昨年度は実験システムがＵＮＩＸのＸｌｉｂを利用して作成されたが、私達は後に述べる理由により、Ｗｅｂアプリケーションを利用した。具体的には、ＪＡＶＡアプレットを使用し、ホームページ上で実験ができるようにした。実験方法としては、次々とランダムに発生される500個の数値データを被験者にマウスで追跡してもらい、その経過時間を自動的に記録する形式を採った。実験当初は 100個の数値データによる実験にしてたが、100個では色の変化による影響がほとんど見られなかったので、500個のデータに増やし、実験を行った。その結果、色が人間に及ぼす影響について、ひとつの傾向が見られたので報告する。

２．目的

　私達がソフトウェアシステムを開発する際に、ＧＵＩシステムをより使いやすいものにすることも重要な要素である。そのためには、画面上に表示されるボタンやスイッチの大きさや色が、コンピュータを操作する人の反応や疲労にどのように影響するかを知る必要がある。そこで私たちは、昨年度に引き続き、そのための実験を行った。
　昨年度は、キーパッドの大きさがどのように影響を及ぼすかを調べることを目的として実験が行われたが、私たちは、ディスプレイの表示色がどのように影響するかを調べることを目的とし、そのためのもっとも基礎的な実験を行った。今回はゼミメンバーだけでなく、ホームページにアクセスしてもらうことによって、他の人からも容易にデータが採取できるよう、Ｊａｖａを利用して実験システを作成した。

３．実験方法

　操作画面は第１図に示すように、１桁の乱数を表示する表示窓、８つの実験色の選択ボタン、０から９までの１０個の数字キー、スタート時からの経過時間を、時：分：秒の形式で表示する表示窓、１００回ごとにスタート時からの経過秒数を表示する５つの表示枠、そして、スタートボタンにより構成される。

第1図　操作画面

　　８つの実験色としては、表１に示すような8つの色を使用した。
　括弧内の数値は左から順にＲＧＢ値を示す。
　　実験の際の操作手順は次の手順による。
　①８色のうちのどれかのボタンを選択する。
　②ＳＴＡＲＴボタンを押す。
　③ランダムに１桁の数字が発生され、表示されるので、表示された数字のボタンを押す。
　④数字は５００回表示され、最後にＥが表示されて実験を終了する。
　⑤乱数１００回ごとの経過時間を実験データとして収録する。

　私達は乱数の表示色によって操作時間が変化すること、また、ある色では、最初は操作速度が速いが、操作回数が増すにつれて、被験者が疲れてきて遅くなる等の結果を期待して実験を始めた。実験当初は１００回の数値で始めたが、１００回では色の影響が全く生じなかったので５００回に変更し、実験を行った。
今回は実験システムをJavaで作成し、ホームページ上で実験が行われるようにした。実験システムの開発はLinuxで行い、データ採集実験は Windowsのインターネットエクスプローラーで行った。

色名	ＲＧＢ値（Max:255）			三属性値			近い色の色見本色相　明度／彩度ＪＩＳ慣用色名
色名	Ｒ	Ｇ	Ｂ	色相	彩度	明度	近い色の色見本色相　明度／彩度ＪＩＳ慣用色名
白	２５５	２５５	２５５	１６０	０	２４０	Ｎ－９．５スノーホワイト
黒	０	０	０	１６０	０	０	Ｎ－１．５黒
赤	２５５	０	０	０	２４０	１２０	７Ｒ５／１４紅赤
青	０	０	２５５	１６０	２４０	１２０	９Ｂ４．５／９セルリアンブルー
緑	０	２５５	０	８０	２４０	１２０	２．５Ｇ５／１０緑色・翠色
シアン	０	２５５	２５５	１２０	２４０	１２０	６Ｂ８／４水色
紫	２５５	０	２５５	２００	２４０	１２０	３ＲＰ５／１４牡丹色
黄色	２５５	２５５	０	４０	２４０	１２０	７Ｙ８．５／１０カナリヤ色

表１　色名

４．実験システムの概要

全体

start（）メソッド
　ウィンドウの表示と同時にスタートさせる。

run（）メソッド

action（）メソッド

paint（）メソッド

乱数発生（）メソッド

描画消去色設定メソッド

描画色、描画フォント設定メソッド

時間描画色及び、描画フォント設定メソッド

update（）メソッド

stop（）メソッド

５．実験結果及び考察

　実験は本ゼミのメンバー７人が被験者となって行った。個々の被験者の経過時間を図２、４、６、８、１０、１２、１４のグラフに示し、それぞれのグラフの傾きを図３、５、７、９、１１、１３、１５に示す。７名の平均値を第１６図に示し、その傾きの変化を第１７図に示す。　第１８図は、被験者７人の５００回目の経過時間を、表示色をパラメータにしてプロットしたものである。被験者によって色に対する反応はまちまちであるが、傾きのグラフから経過時間のグラフがほぼ直線であることが認められる。しかし、色による多少の影響が認められた。第１８図の結果は、私達の予測に反し、黒と白が一番速く、赤が一番遅くなっていた。　黄色の場合、他の色より反応が速い人と、遅い人に分かれた。シアンと赤、白と黒、青と紫のグラフが近似していることが分かった。また、緑は全部の被験者に対し、ほぼ共通に平均的な特性を示した。
　傾きのグラフからは、回数が進んだときの疲労の影響が読み取れるはずであるが、例えば、特異的な影響を示した黄色では、７人中６人が５００回近くで傾きが上昇し、経過時間が長くなっている特性を示している。
最後に、実験後に被験者から得られた定性的な感想を列挙する。
　①　　赤：見えにくかった（1人）
　②　　黄：速くできた（５人）　遅くなった（２人）
　③　　黒：見やすかった（３人）速くできた（２人）見えにくかった（１人）
　④　　青：速くできた（１人）　遅くなった（１人）
　⑤　　緑：速くできた（１人）
　⑥シアン：見えにくかった（１人）
　⑦　　白：なし
　⑧　　紫：なし

第２図　被験者Ａの経過時間

第３図　第２図の傾きの変化

第４図　被験者Ｂの経過時間

第５図　第４図の傾きの変化

第６図　被験者Ｃの経過時間

第７図　第６図の傾きの変化

第８図　被験者Ｄの経過時間

第９図　第８図の傾きの変化

第１０図　被験者Ｅの経過時間

第１１図　第１０図の傾きの変化

第１２図　被験者Ｆの経過時間

第１３図　第１２図の傾きの変化

第１４図　被験者Ｇの経過時間

第１５図　第１４図の傾きの変化

第１６図　経過時間の平均

第１７図　第１６図の傾きの変化

第１８図

６．おわりに

　今回、私達はGUIのアイコンや文字の色がシステムの操作にどのように影響するかを調べるための基礎的データを採取し、初歩的な知見を得ることができた。今後、本実験システムの問題点を改良し、信頼性の高い実験結果を得たい。

実験システムなどの問題点　
　①　１桁の乱数では連続して同じ数値が出ることが多々あり、操作速度に大きく影響するので、２桁の乱数とする方が望ましいと考えられる。
　②　表示数字の大きさと色を自由に変えられるように改良したい。また、バックグラウンドカラーを灰色（Ｒ：１９２　Ｇ：１９２　Ｂ：１９２）に固定しているが、これにも改良を加えたい。
　③　実験方法については測定と測定の間の休息の時間の影響を調べ、実験手順の確立を図らなければならない。また、５００回の妥当性等も検討しなければならない。

７．参考図書

　戸川　隼人　著　　　ザ・Ｊａｖａ　－アプレットの作り方－　　サイエンス社　　　　1998年4月25日
　山下　関哉　著　　　図解でわかる　Ｊａｖａのすべて　　　　日本実業出版社　　2001年4月20日
　大谷　拓史
　　　　＋　　　　著　　　はじめてのＪＡＶＡ　　　　　　　　　　　技術評論社　　　　　1995年3月15日
　武藤　健志
　尚学図書　編集　　　色の手帖　　　　　　　　　　　　　　　　小学館　　　　　　　　1986年7月10日