C2.17.3undersampled touch trajectory设计研究

报点率不足会在快速滑动时表现为跟手性差、轨迹呈折线

别名: 折线轨迹 · 欠采样 · 滑动锯齿

概念解释

手指划得很快而坐标包很稀时,屏幕上的墨迹、橡皮筋或惯性起点会变成一串折线:相邻两点之间是直线段,拐角清晰,曲线被切成多边形。同时,对象要等下一个稀疏样本才跳一次,看起来不像粘在指尖上。这里的问题是轨迹被欠采样,不是合成器帧时间抖动,也不是用户觉得“粘”的那种稳定滞后。

机制

匀速圆周或弧线在时间上连续,采样却按固定间隔取点。间隔越大,相邻样本的空间跨度越大,用折线连接时曲率丢失越狠。快速滑动把同样的时间间隔映射成更大的像素跳跃,所以折线先出现在甩动、签名和游戏划屏上,慢速拖动几乎看不出来。跟手性变差是因为显示位置只能停在上一个真实样本,直到下一个包到达;中间那几十毫秒里手指已经走了很远。速度估计若只用相邻两点,还会把真实的平滑加速读成一串脉冲,惯性滚动的初速度随之乱跳。

怎么研究

让被试按标定速度划弧、签名、玩甩动翻页,同时用光学标记记录真实指尖路径,再把它和应用收到的折线做豪斯多夫距离比较。自变量是报点率(或驱动丢点比例)、滑动峰值速度、以及绘制是折线还是样条。因变量包括折线段数、最大弦高误差、甩动初速度方差、以及“轨迹像折尺”的主观评分。只测慢速拖动目标会得到虚假的“报点率无所谓”。把摄像机路径和事件路径对齐时要扣掉显示延迟,否则折线误差会混进滞后误差。

边界

高刷新显示不能单方面救欠采样:面板可以 120 Hz 闪,触控若仍 60 Hz 报点,一帧里没有新坐标,折线照旧。反过来,报点够密但应用用粗折线画墨迹,用户看见的多边形是绘制策略,不是传感器。滤噪把相邻点当成抖动丢掉,也会人为造出折线。电容斑块在极速移动时本身会拉长,质心估计发飘,那时加密报点只会更密地记下一条歪的曲线。儿童小手指、戴手套的接触面积更小,欠采样之外还叠加定位噪声,折线与抖动要分开看。

怎么落地

  • 对签名、涂鸦和手势轨迹,用高速滑动作为必测条件,录屏逐帧看拐角是否呈多边形。
  • 墨迹路径至少按报点连接,不要每帧只取一个点再拉长直线;若必须降采样,用曲率敏感的抽稀而不是等间隔丢点。
  • 惯性初速度用短窗口里多个样本估计,避免单凭最后两个稀疏点决定翻页力度。

延伸

  • 同组C2.17.1 报点率指传感器每秒采集触点位置的次数 · C2.17.2 报点率高于屏幕刷新率时可提供更早的位置数据用于预测渲染 · C2.17.4 报点率是硬件参数,应用层无法通过软件插值完全弥补
  • 相邻C2.10 触摸延迟与跟手性 · C3.06 甩动与惯性
  • 站内检索undersampling · polyline trajectory · swipe speed

同组卡片

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