Confiabilidade humana - PCS5006

4.10.06

Resumo Capítulo 4 Spatial Displays

Resumo do Capítulo 4 - Spatial Displays
Livro: Engineering Psychology and Human Performance. (3ªed) Autor: Wickens, C. D.; Hollands, J. G.
Por: Moacyr Machado Cardoso Junior


Resumo

Este Capítulo descreve os tópicos relacionados ao projeto de mostradores analógicos e espaciais. Inicialmente são abordados tópicos referentes aos gráficos, de modo a torná-los mais eficientes.
O desempenho humano depende freqüentemente do julgamento preciso da distância, extensão e profundidade, que chamamos de “percepção analógica”.
A compatibilidade entre os mostradores analógicos, tais como medidores e dials e o domínio cognitivo do Homem são discutidos.
Finalmente são discutidos também aspectos da percepção humana no que se refere à profundidade e de que forma os mostradores 3-D podem ser otimizados no seu projeto de forma que a informação 3-D seja transmitida da forma mais conveniente.

Percepção Gráfica

Os gráficos constituem um método efetivo para transmitir informações quantitativas analógicas, principalmente em situações de constrangimento de tempo. Embora não tenham a mesma precisão de uma tabela, dão ao usuário uma clara visão do “processo” (tendência).

Princípios para construção de gráficos

São listados cinco (5) princípios gerais para a construção de gráficos:
1- Usar dimensões físicas que não gerem falsa interpretação.
Ex. caso do Volume e Área, que na maioria dos casos podem ser subestimados pelo usuário em relação ao valor real, ao passo que extensão não apresenta este problema.
2- Considerar a tarefa a ser executada
3- Minimizar o número de operações mentais. As pessoas quando examinam um gráfico para realizar uma tarefa, executam uma seqüência de operações de percepção-atenção-cognição.
4- Dar visibilidade Alta para os dados de interesse
5- Codificação de gráficos múltiplos de forma consistente.

Erros na Leitura de Gráficos

- Tendência de superestimar ou subestimar quantidades em relação aos valores reais;
- Dificuldade para comparação de duas linhas com diferentes inclinações;
- Dificuldade para interpretar e lembrar relações lineares nos dados. (superestima a curva em relação à regressão estatística);
- De forma geral os gráficos são melhor compreendidos e portanto sujeitos a menores erros quando utilizamos pela ordem: linhas com base comum, linhas sem base, comparação de extensão ao longo de um eixo simples, comparação de ângulos, áreas, volumes e cores.

“Lei de Stevens”: “A relação entre a magnitude física e a percebida pode ser expressa como uma função exponencial.”
Os expoentes representam a quantidade de compressão (<1>1 – superestimar) ou neutralidade (=1)

Área e Volume têm expoente < 1, assim subestimam o valor real.

Dependência da Tarefa e o Princípio da Compatibilidade-Proximidade

As pessoas realizam um grande número de tarefas com gráficos e podem ser resumidas em três categorias:
- Leitura pontual;
- Comparação Global; e
- Julgamento-síntese.


“Tarefas que requeiram a integração de informações são melhor servidas por mostradores mais integrativos”

Minimização do Nº de operações Mentais

Quanto maior o número de ciclos percepção-cognição, maior a probabilidade de erro.

Razão dados-tinta

O princípio diz que a quantidade da tinta que não contribui para a extração da informação devem ser minimizados.
Ex. Figura no fundo de um gráfico

Gráficos Múltiplos

A apresentação de gráficos múltiplos cujos dados tenham relação entre si, devem seguir as recomendações:
- Codificação das variáveis;
- Consistência (padronização);
- Dar foco nas diferenças (legenda);
- Legendas claras.

Dials, medidores e indicadores: Compatibilidade

Existe necessidade de se compatibilizar o “modelo mental” com a realidade dinâmica dos sistemas físicos (também chamada compatibilidade ecológica)

Compatibilidade Estática e Dinâmica

Estática: Realismo pictórico
[1]

“A representação do mostrador deve “parecer” uma representação pictórica da entidade que representa.”

Ex. Altímetro de aeronaves: Altitude é uma quantidade analógica, portanto o mostrador deve ser analógico.
Compatibilidade do movimento do mostrador

No caso de movimento no sistema físico é melhor representar pelo movimento do mostrador, para a compatibilização com o modelo mental.

3-D e Profundidade

Existem situações nas quais a 3ª dimensão no mostrador é representada pela profundidade ou pela distância do observador ao longo do eixo perpendicular ao plano do mostrador.

Julgamento da Profundidade

A percepção acurada de profundidade e distância é obtida com a utilização de vários sinais. Alguns são característicos do objeto ou do universo que está sendo observado e outros são propriedade do nosso sistema visual, que chamamos de Sinais centrados no objeto ou sinais centrados no observador.

Sinais centrados no objeto

Algumas vezes descritos como sinais pictóricos porque são sinais que os artistas utilizam para transmitir a sensação de profundidade. Alguns exemplos são:
- Perspectiva linear;
- Interposição;
- Altura no plano;
- Luz e sombra;
- Tamanho (familiar) relativo;
- Covariância proximidade-luminância;
- Perspectiva aérea; e
- Paralaxe.

Sinais Centrados no Observador

- Disparidade binocular;
- Convergência; e
- Acomodação.

Efeito da distância na efetividade dos sinais

Nem todos os sinais são igualmente efetivos para as diferentes escalas de distância, por exemplo, a disparidade binocular no caso da distância objeto-observador ser muito grande não produz efeito. Dessa forma os sinais foram divididos em 3 categorias: espaço pessoal, espaço de ação e visão espacial, onde cada categoria demonstra a melhor utilização de cada sinal.

Hipótese da Percepção e Ambigüidade

As hipóteses feitas pelo observador influenciam na avaliação, por exemplo, da distância que o observador se encontra de um objeto. Ao observarmos dois caminhões na rua o observador assume que eles são do mesmo tamanho, assim o fato do caminhão parecer menor, proporciona um julgamento de que o mesmo está a uma distância maior. Este processo é automático e inconsciente. As pessoas estão o tempo todo construindo estas hipóteses.

No entanto quando as hipóteses não correspondem com a realidade (devido ao pequeno número de sinais), as premissas estão incorretas ou os sinais são ambíguos.

Ex. Sobrevôo em cima de uma floresta. O piloto faz uma hipótese da distância baseado na altura das árvores, mas não considera a topografia, o que pode colocá-lo perigosamente perto do solo.

Mostradores 3-D e Espaço 3-D

Os problemas que podem surgir quando realizando julgamentos precisos da distância em três dimensões sugerem que não é efetivo usar a profundidade para representar dimensões que não seja de distância. Existem situações que o uso de mostradores 3-D para representar universos 3-D, tais como produtos desenhados no CAD, mapas de contornos estudados pelos geólogos, mapa de forças magnéticas em volta do cérebro, os mostradores de tráfego aéreo ou a rota de vôo. Neste caso os mostradores são compatíveis com o modelo mental que se tem do mundo real. Dessa forma os resultados estão compatíveis com o principio da proximidade, ou seja, quando as informações estão integradas em 3-D, o desempenho no cumprimento das tarefas será melhorado.

Atenção focada e Sistemas artificiais

A vantagem de mostradores 3-D para controle de vôo e consciência espacial, entretanto, esses mostradores apresentam limitações: Os mostradores 3-D não são bons para tarefas que exijam foco na atenção e podem gerar falsas hipóteses.

Resolução de ambigüidades

Uma limitação séria dos mostradores 3-D aparece quando ambigüidade pode gerar hipóteses falsas sobre profundidade e distância, pois os sinais necessários não foram incluídos no projeto do mostrador.

Mostradores Estereoscópicos

O uso de mostradores que utilizam este princípio pode melhorar muito o desempenho, diminuindo a ambigüidade para profundidade, no entanto mostradores estereoscópicos requerem hardware especializado incluindo óculos polarizados (que podem produzir instabilidade no mostrador), principalmente devido a vibração e condições visuais ruins, além de serem ruins na resolução espacial.

[1] pic.tó.ri.co adj (lat pictore+ico2) Relativo à pintura. Fonte: http://www2.uol.com.br/michaelis/