In an advanced main control room (MCR), computer-based information displays are provided to support operators’ information searching behavior. However, increasing amounts of information contained on the display can lead to an increased level of complexity, resulting in a degradation of human performance. Therefore, it is necessary to evaluate the design complexity of information displays to reduce the inherent design problem.
A purpose of this study is to suggest a method to measure the design complexity of computer-based information displays. This study starts by introducing Gestalt theory to explain the concept of complexity. Based on this concept, a decomposition method originally developed for reducing problems related to system design is adopted to measure the complexity of computer-based information displays. The measuring process is mainly divided into three parts. First, a display is represented as a property-component incident matrix and the similarity between the properties and between components is analyzed. After analyzing the similarity, matrix partitioning is implemented depending on the results of a similarity analysis. The complexity is then measured based on the information theoretic definition of complexity with a property-component diagonal matrix.
With this process, the calculated results show that the suggested method is feasible for measuring the complexity of computer-based displays. Also, the results of experiments showed that the reaction time and results as measured on a Likert scale are related to the complexity.
By using suggested method to measure display complexity, we could get the value of complexity with cognitive aspects because complexity is not only dependent on the number of components but also the properties of each component. Moreover, we could see that the displays with high level of similarity could result in high level of complexity than low level of similarity.
원자력 발전소의 최신 주제어실은 컴퓨터 기반의 화면을 이용하여 운전원에게 정보를 제공한다. 하지만 이처럼 화면에 많은 양의 정보를 나타냄으로써 그 화면의 복잡도가 증가하게 되고, 그로 인해 운전원의 운전 수행도의 저하를 일으킬 수 있다. 따라서, 화면을 설계할 때 발생할 수 있는 문제점을 줄이기 위해서 화면의 복잡도를 측정할 필요가 있다.
Gestalt 이론에 따르면 사람들은 화면을 인식할 때 시각적인 요인들에 의해서 영향을 받게 된다. 같은 색깔 또는 같은 모양 등에 의해 화면의 요소를 하나의 그룹으로 인식하게 된다. 따라서 이 연구에서는 이러한 인지적인 면을 고려할 수 있는 화면의 복잡도를 측정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 분해법으로 이 방법은 원래 시스템 설계 시 발생할 수 있는 복잡도를 최소화하기 위해서 적용되었다. 분해법은 크게 세 부분으로 나눌 수 있다. 우선 화면을 화면의 요소와 특성에 의해 0과 1로 표현된 근접행렬로 만든다. 근접행렬을 기반으로 요소 사이의 그리고 특성 사이의 유사성을 Jaccard 계수를 이용하여 평가한다. 유사성을 이용하여 클러스터 트리를 만든 후, 트리에 나타난 순서대로 근접행렬을 재배열하고 행렬을 두 부분으로 나누어준다. 최종적으로 화면의 요소와 특성의 유사성에 따라 만들어진 행렬의 행과 열의 수를 이용하여 정보이론에 따른 식에 적용하여 복잡도를 측정한다.
제안한 방법을 이용하면 시각적인 요인을 고려하여 화면의 복잡도를 측정하는데 적용하여 할 수 있었다. 측정된 복잡도의 검증을 위해 실험을 통해서 피실험자의 반응시간과 복잡도를 느끼는 정도를 Likert scale을 이용하여 측정하였다. 계산한 복잡도와 측정된 복잡도 모두 유사성이 높고, 화면의 요소가 많아질수록 값이 증가하였다. 실험결과와 측정한 복잡도를 비교하였을 때, 상관계수가 높게 나오는 것을 볼 수 있었다. 따라서 분해법을 사용하면 화면의 요소의 특성 변화에 따른 복잡도를 측정할 수 있었고, 실제 사람의 인지 또한 측정된 값과 비례하는 것을 볼 수 있었다.
