Có lẽ bạn từng định nhấn nút đóng nhỏ xíu trên màn hình điện thoại nhưng lại nhấn nhầm vào một quảng cáo. Ngược lại, nút thanh toán lớn ở phía dưới màn hình lại dễ nhấn ngay cả khi không nhìn vào. Vẫn cùng một ngón tay, nhưng có nút dễ nhấn, có nút lại đặc biệt khó nhấn.
Trong thiết kế và công thái học, sự khác biệt này được giải thích bằng “định luật Fitts (Fitts's Law)”. Được nhà tâm lý học người Mỹ Paul M. Fitts công bố vào năm 1954, định luật này cho rằng thời gian cần để trỏ tới một mục tiêu được quyết định bởi khoảng cách tới mục tiêu và kích thước của mục tiêu.
Tài liệu này trình bày một cách dễ hiểu từ ý nghĩa và bối cảnh ra đời của định luật Fitts đến các yếu tố cấu thành, cách ứng dụng trong thiết kế màn hình, cùng những giới hạn và điểm cần lưu ý khi sử dụng định luật.
Tìm hiểu và ứng dụng định luật Fitts
Định luật Fitts là gì?
Định luật Fitts cho biết khi con người dùng tay hoặc công cụ để trỏ tới một mục tiêu, mục tiêu càng xa và càng nhỏ thì càng mất nhiều thời gian. Ngược lại, mục tiêu càng gần và càng lớn thì càng có thể chạm tới nhanh chóng và chính xác.
- Khoảng cách (Distance): Mức độ cách xa từ điểm xuất phát đến tâm mục tiêu. Khoảng cách càng xa thì quãng đường di chuyển càng dài.
- Chiều rộng (Width): Kích thước của mục tiêu được đo theo hướng di chuyển. Mục tiêu càng rộng thì càng dễ dừng lại chính xác.
- Thời gian di chuyển (Movement Time): Khoảng thời gian từ khi bắt đầu di chuyển đến khi chạm tới mục tiêu.
Fitts là nhà nghiên cứu từng tìm hiểu cách bố trí các đồng hồ và thiết bị điều khiển trong buồng lái tại phòng nghiên cứu của Không quân Mỹ vào khoảng thời gian Chiến tranh thế giới thứ 2. Để giảm những tai nạn do phi công chạm nhầm công tắc trong lúc khẩn cấp, cần hiểu chuyển động của con người bằng các con số. Trong thí nghiệm năm 1954, ông yêu cầu người tham gia dùng một que gõ nhanh luân phiên lên hai tấm kim loại, đồng thời đo thời gian khi thay đổi khoảng cách giữa hai tấm và chiều rộng của chúng.
Kết quả cho thấy khi khoảng cách và chiều rộng cùng tăng theo một tỷ lệ như nhau, thời gian thực hiện gần như không đổi. Điều quan trọng là tỷ lệ giữa khoảng cách và kích thước, chứ không phải từng đại lượng riêng lẻ. Trong các nghiên cứu sau đó, mối quan hệ này cũng xuất hiện tương tự ở ngón tay, bàn chân, chuột máy tính và cả những thao tác chính xác dưới kính hiển vi.
Các yếu tố cấu thành định luật Fitts
Fitts đã biểu diễn mối quan hệ này bằng một công thức. Công thức ban đầu ông đưa ra là MT = a + b × log₂(2D/W), còn dạng thường được sử dụng ngày nay là MT = a + b × log₂(D/W + 1). Trong đó, MT là thời gian di chuyển, D là khoảng cách và W là chiều rộng.
(1) Chỉ số độ khó (Index of Difficulty)
Đây là phần log₂(D/W + 1), biểu thị mức độ khó của việc trỏ tới mục tiêu. Khi khoảng cách tăng gấp đôi hoặc chiều rộng giảm một nửa, độ khó sẽ tăng lên.
(2) Các hằng số a và b
Đây là những giá trị thay đổi tùy theo người và công cụ, được xác định thông qua thực nghiệm. Chuột, màn hình cảm ứng và cần điều khiển có các giá trị khác nhau.
(3) Quan hệ logarit
Thời gian di chuyển tăng theo logarit thay vì tỷ lệ thuận với khoảng cách. Vì vậy, khi đưa một mục tiêu vốn đã xa ra xa thêm một chút, thời gian không tăng nhiều, nhưng nếu thu nhỏ thêm một mục tiêu vốn đã nhỏ, thao tác sẽ nhanh chóng trở nên khó khăn. Chẳng hạn, nếu khoảng cách là 8 và chiều rộng là 1, độ khó sẽ là log₂9, tương đương khoảng 3.2 bit. Với cùng khoảng cách, nếu tăng chiều rộng lên 2, độ khó sẽ giảm xuống log₂5, tương đương khoảng 2.3 bit. Như vậy, chỉ cần tăng kích thước nút một chút cũng có thể khiến việc nhấn nút dễ dàng hơn rõ rệt.
Vào khoảng năm 1990, nhà khoa học máy tính người Canada I. Scott MacKenzie đã điều chỉnh công thức đôi chút dựa trên lý thuyết thông tin, và ngày nay dạng công thức này được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu về màn hình máy tính.
Định luật Fitts trong thiết kế màn hình
Kể từ khi bắt đầu được áp dụng trong nghiên cứu về chuột vào cuối thập niên 1970, định luật Fitts đã trở thành nguyên tắc cơ bản của các nhà thiết kế màn hình.
Những nút được nhấn thường xuyên nhất được làm lớn và đặt gần nơi bàn tay hoặc con trỏ thường dừng lại. Đó là lý do các nút quan trọng như Thanh toán hay Tiếp theo được thiết kế rộng.
Các góc và mép màn hình cũng là những vị trí quan trọng. Vì con trỏ không đi ra ngoài màn hình nên mục tiêu ở mép màn hình trên thực tế giống như có chiều rộng vô hạn. Với thanh menu sát phía trên cùng màn hình hay nút ở góc màn hình, chỉ cần đẩy con trỏ tương đối về phía đó cũng có thể chạm tới chính xác.
Menu xuất hiện ngay cạnh con trỏ khi nhấn nút chuột phải cũng tuân theo nguyên lý này. Vì mục tiêu đã ở gần ngay từ đầu nên khoảng cách gần như được loại bỏ.
Trên điện thoại, ngón cái trở thành điểm tham chiếu. Việc tập hợp các menu thường dùng ở phía dưới màn hình, nơi ngón cái dễ dàng chạm tới khi cầm điện thoại bằng một tay, cũng là cách thiết kế ứng dụng định luật Fitts.
[Điểm cần vận dụng]
- Mục tiêu lớn: Làm các nút thường dùng rộng và lớn
- Mục tiêu gần: Đặt thao tác tiếp theo gần vị trí bàn tay đang dừng
- Mép màn hình: Mục tiêu ở rìa màn hình khó bị trượt qua
- Tạo khoảng cách: Chủ động đặt các nút có rủi ro như Xóa ở xa
4 điều cần lưu ý khi sử dụng định luật Fitts
Định luật Fitts có sức giải thích mạnh mẽ nhưng không thể giải thích mọi thứ.
(1) Không bao gồm thời gian tìm kiếm
Định luật này chỉ đề cập đến chuyển động khi người dùng đã biết cần nhấn vào đâu. Thời gian lựa chọn giữa nhiều phương án được giải thích bằng các nguyên lý khác, chẳng hạn định luật Hick (Hick's Law).
(2) Chuyển động theo đường dẫn có sự khác biệt
Với những chuyển động không được phép lệch khỏi đường dẫn, chẳng hạn di chuyển con trỏ dọc theo một lối hẹp trong menu, định luật điều hướng (Steering Law) do Johnny Accot và Shumin Zhai xây dựng năm 1997 phù hợp hơn.
(3) Ngón tay to hơn con trỏ
Trên màn hình cảm ứng, ngón tay che khuất mục tiêu và có diện tích tiếp xúc lớn. Vì vậy, Apple khuyến nghị vùng chạm tối thiểu là 44 point, còn Google khuyến nghị tối thiểu 48 dp.
(4) Không phải cứ lớn là tốt
Nếu phóng to tất cả các nút, màn hình sẽ trở nên rối rắm và những nút thực sự quan trọng sẽ bị lu mờ. Trước hết cần xác định thao tác nào nên dễ nhấn và thao tác nào cần người dùng cân nhắc cẩn thận trước khi nhấn.
Sau cùng, định luật Fitts cho thấy thiết kế cần bắt đầu từ những giới hạn của cơ thể và bàn tay con người. Một màn hình tốt giúp bàn tay tự tìm được đường đi mà người dùng không cần gắng sức.
Trước hết hãy cân nhắc khoảng cách trong tầm tay và kích thước của mục tiêu; đó chính là bước đầu tiên để tạo nên thiết kế dễ sử dụng.
