最短可察觉的应用响应延迟是多少?

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用户操作和应用程序响应之间总会存在一定的延迟。

众所周知,响应延迟越低,应用程序响应越快。通常情况下,100毫秒以下的延迟一般不会被察觉到。但是110毫秒的延迟会怎样呢?

那么,最短的应用程序响应延迟是多少才能被感知到呢?

我对任何可靠的证据、一般的想法和意见都很感兴趣。


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我真的不太明白你的问题...除了宣传你的测试网站,你还期望在这里得到什么答案?? - Yuval Adam
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@Yuval A:我真的很想听听关于应用响应延迟感知的意见。至于研究,它是纯粹学术性质的,其结果将在几个月后免费发布。 - Jon Cram
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“shortest perceivable”不同于“最短可容忍”。我很确定我能感知到200毫秒的延迟,但我认为我可以容忍(并将其视为“即时的”)1-3秒的延迟。你提出的问题涉及生理学而非用户界面。 - Scott Evernden
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仅供参考,100毫秒是从应用程序获取反馈的“可容忍”延迟时间。人的感知速度要快得多。游戏显示器在20-30ms左右是可以接受的,而对于快速响应的游戏则低于10ms。在死亡竞赛局域网游戏中,100毫秒已经太长了。 - unom
13个回答

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100ms的阈值是在30多年前确立的。参见:

Card, S. K., Robertson, G. G.和Mackinlay, J. D. (1991年)。信息可视化器:信息工作空间。ACM CHI'91会议论文集(新奥尔良,LA,4月28日至5月2日),181-188页。

Miller, R. B. (1968年)。人机交互响应时间。AFIPS秋季联合计算机会议第33卷,267-277页。

Myers, B. A. (1985年)。百分比进度指示器对计算机人机界面的重要性。ACM CHI'85会议论文集(旧金山,CA,4月14日至18日),11-17页。


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据我所了解,打字后字母出现的延迟超过1/10秒(100毫秒)会对生产力产生负面影响(例如,您会本能地放慢速度,不确定自己是否输入正确),但在这个延迟以下,生产力基本持平。

根据这个描述,延迟少于100毫秒可能会被视为不是瞬间的(例如,训练有素的棒球裁判可能可以分辨比100毫秒更接近的两个事件的顺序),但从生产力的影响上来看,它已足够快而可被视为即时反馈。100毫秒及以上的延迟肯定是可感知的,即使它仍然相当快。

这是针对特定输入的视觉反馈。然后会有一个请求操作的响应标准。如果您单击表单按钮,在100毫秒内获得单击的视觉反馈(例如,按钮显示“按下”的外观)仍然是理想的,但之后您希望其他事情发生。如果在一两秒钟内什么也没有发生,正如其他人所说,您真的会怀疑它是否被点击或被忽略了,因此在操作可能需要一秒钟以上才会显示明显效果之前,显示某种形式的“工作中...”指示符是标准(例如等待新窗口弹出)。


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超过1/10秒的任何延迟都会对生产力产生负面影响。- 很好,知道这点很有帮助。您是从正式来源(例如书籍)学到这一点的吗?如果是,您还记得这是从哪里得来的吗? - Jon Cram
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很遗憾,我不记得那是从哪里来的了。我只记得在研究生阶段(或可能是在之前)被教授/告知过这一点。我的回忆是它来自一项研究(我特别记得它与打字有关,而不一定是GUI)。 - Rob Parker
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顺便说一句,我读研究生是在1992年至1994年左右。 - Rob Parker

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在旧金山歌剧院,我们经常为每个扬声器设置精确的延迟时间。我们可以检测到对扬声器延迟时间5毫秒的微小更改。当您进行如此微妙的更改时,您会改变声源的位置。通常情况下,我们希望声音听起来来自于扬声器所在的地方之外的某个地方。精确的延迟调整使这成为可能。延迟15毫秒的声音延迟即使对未受过训练的耳朵来说也非常明显,因为它会彻底改变声源的位置。一个简单的测试是通过多个扬声器播放声音,并让被试者闭上眼睛指出声音来自哪里。现在只需对其中一个扬声器的延迟时间进行微小更改,然后再次让人指出声音来自何处。对延迟时间进行更改在声学上与移动实际扬声器非常相似。

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我刚刚看了这个来写论文。研究人员在这项研究中使用了刷新率为75hz或每帧13.3ms的显示器。他们假设显示器进行了12ms的刷新。 - danny117
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研究人员测试了13ms、27ms、53ms和80ms,这些时间是在75mz显示器上的一个帧13.3ms、两个帧26.6ms、四个帧53.2ms和六个帧79.8ms。我想看到这些测试在游戏硬件上重新进行,比研究中使用的75mhz显示器更好的硬件。我已经知道我可以在75hz显示器上看到变化,但是在120hz显示器上结果会相同吗? - danny117

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我认为,这里的答案不应该只是一些轶事或意见。这个问题涉及用户体验心理和潜意识。人脑功能强大而迅速,即使仅仅毫秒也会产生影响并留下印象。我不是专家,但我知道有很多科学研究支持马特·雅各布森所提到的观点。请查看谷歌的这项研究http://services.google.com/fh/files/blogs/google_delayexp.pdf,了解它对网站流量的影响。

这里还有一项由Akami进行的研究 - 2秒响应时间http://www.akamai.com/html/about/press/releases/2009/press_091409.html (来自https://ux.stackexchange.com/questions/5529/once-apon-a-time-there-was-a-10-seconds-to-load-a-page-rule-what-is-it-nowa)。

还有其他研究可以分享吗?


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新的链接指向 Google 文档: http://services.google.com/fh/files/blogs/google_delayexp.pdf - magikMaker

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坚持视觉的持续时间约为100毫秒,因此应该是合理的视觉反馈延迟。110毫秒应该没有任何影响,因为这只是一个近似值。在实践中,您不会注意到低于200毫秒的延迟。
从我的记忆中得知,研究表明,在约2秒的不活动时间(在缺乏反馈的情况下),例如点击确认或操作按钮后,用户会失去耐心并重试操作。因此,如果操作需要超过1秒钟,请考虑使用某种类型的动画。

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我曾经参与开发一款应用程序,其明确的业务目标是要达到极快的速度,而我们设置了一个最大允许的服务器处理时间为150毫秒,以便处理完整个网页。


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是哪个应用程序将“极快”的业务目标作为其目标? - Jon Cram

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使用测试的双重方法进行视觉空间分辨率测试(即两个平行的黑色条纹,宽度相等,它们之间的间隙也相等。缩小角度幅度,直到它们看起来像一条线,即缩小或简单地移开。合并成一条线的点显示出阈值)。
使用功能 gen 来闪烁 LED,在一个时间间隔内打开,然后关闭,再打开,再关闭 - 每个时间间隔相同,但是重复模式,同时逐渐减少该延迟,因此与上述相同,但时间取代了空间。 想象一个示波器图像如下:
_________/^d^\_d_/^d^\_________

我注意到在41毫秒的间隔内,我只能感知到一个更长的眨眼,但是在42毫秒时,我只能感知到它作为极快速的双眨眼。因此,阈值约为42毫秒。可能因人而异,年龄、状况等也会有所不同。
这接近于24帧每秒,这可能就是电影以该呈现速率运行的原因。
看到某物并决定做出反应,例如点击鼠标等,反应时间又会更长。因此,对需要反应响应来测量的实验产生较长时间的结果并不令人惊讶,但那个更长的延迟不是你所问的,上述实验易于进行且具有启发性!
但请注意 - 平稳移动的动画需要视觉皮层更加努力地工作,从而延迟了视觉理解。这种延迟被“隐藏”在感知中,因此通过提供一些难以看清的东西(如移动)可以“隐藏”更长的延迟(几百毫秒)。
隐藏它的效果称为Chronostasis。基本上,瞥一眼“新”的地方需要视觉皮层更加努力地“去渲染”/“识别”场景。这需要很长时间,在此期间,您的意识基本上是“暂停”的。
一旦观察一个基本稳定的场景,只有变化需要进行处理,因此更小/更快的变化是可能的,您的感知体验会恢复,并且更快/更小的运动是可检测的。
视觉上的变化检测基本上在您的视网膜上进行处理。您的眼睛也具有自然的“带通”响应-长时间凝视任何东西,足够远离无法改变图像的扫视,并且您会发现您的视觉反馈逐渐消失为“灰色”。这就是给我们带来“白平衡”的原因,与模拟电视/广播的自动增益控制有些相似。
关键是,您的眼睛本身具有响应的时间常数,但实际上这取决于刺激的强度(对于我们的情况来说,是LED的亮度)。
如果太亮,您的视网膜细胞从亮度“放松”回来,即对“突然黑暗”做出反应的能力将受到损害。
在光线停止后仍能看到明亮物体的效果称为“视觉持久性”,而旧的阴极射线显像管在很大程度上完全依赖于它才能正常工作。
这段话讲述了人眼对于不同亮度和运动的感知能力,以及如何利用这些特性来制作更流畅的动画效果。人眼对于亮度变化较慢的间隔大约为100毫秒左右,但是这个间隔并非“尖锐”的,更像是指数衰减,并且持续时间会根据刺激光线相对于眼睛此时的暗适应(即敏感度)而改变。而对于更快速、在视网膜中央外的变化,例如闪烁的灯光,人们可以轻易地感知到更高的频率。这是因为视网膜周围的区域(实际上是大部分区域)专门负责检测运动并引起注意。因此,虽然缺乏空间分辨率,但它们具有更高的时间分辨率/更短的响应速度。但这也意味着动画通常需要更细致的时间步长,否则由于更快的响应速度,会感觉到“跳跃性”。最后,作者提到了一些技术手段,如利用chronostasis来隐藏加载延迟,或者通过连续高帧率动画无用但难以看清的图像来掩盖延迟。
这似乎也与其他人对输入延迟的看法相符,例如:http://danluu.com/input-lag/

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我是一名认知神经科学家,研究视觉感知和认知。

玛丽·波特提到的论文关注的是将视觉刺激分类所需的最短时间。然而,请注意这是在实验室条件下,在没有其他视觉刺激的情况下进行的,而这在真实世界的用户体验中肯定不是这样的。

刺激-反应/输入-刺激交互的典型基准是,个体的最小反应速度或输入-反应检测的平均时间约为200毫秒。为了确保没有可检测的差异,此阈值可以降低到约100毫秒。低于此阈值,您的认知过程的时间动态需要比事件本身更长时间来计算,因此几乎没有任何可能性去检测或区分它。您可以将其降至50毫秒,但这确实是不必要的。10毫秒,您已经进入了过度杀伤的领域。


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在时间阈值低于100毫秒时,你的认知过程需要比事件本身更长的时间来计算。然而,音乐家能够以大约10毫秒的分辨率进行准确的时间演奏。如果你所说的是正确的,那么这是如何可能的?(此外 - Haas效应在延迟约5毫秒时有强烈的影响......)答案很简单——你的评论存在逻辑错误。仅仅因为人们在200毫秒之后感知到事物并不意味着你不能感知比200毫秒更小的时间差异... - Tom Swirly
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这是可能的,因为CogSci Guy提到了“视觉感知”和“视觉刺激”,而音乐家和哈斯效应则处理声音。值得一提的是,米勒(1968)写道,“听觉比视觉更依赖于时间”。不同的交互和感知方法有不同的阈值。 - Andrew Dalke

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100毫秒完全是错误的。您可以使用手指、桌子和带有可见秒针的手表自行证明这一点。与手表的秒针同步,连续敲击桌子,每秒钟敲出16个节拍。我选择16是因为敲出2的倍数很自然,所以就像四个强节拍和三个弱节拍之间一样。相邻的节拍可以通过它们的声音清楚地辨别出来。节拍之间相隔约60毫秒,因此即使60毫秒实际上仍然太高。因此,阈值远低于100毫秒,特别是涉及声音时。

例如,一个鼓应用程序或键盘应用程序需要更像30毫秒的延迟,否则会变得非常烦人,因为您会在从物理按钮/垫/键发出的声音之前听到声音从扬声器中发出。像ASIO和jack这样的软件专门用于解决这个问题,因此没有借口。如果您的鼓应用程序有100毫秒的延迟,我会讨厌你的。

VoIP和高性能游戏的情况实际上更糟,因为你需要实时反应,而在音乐中,至少你可以提前计划一点。对于平均人类反应时间为200毫秒来说,再延迟100毫秒就是一个巨大的惩罚。这明显改变了VoIP的交流流程。在游戏中,200毫秒的反应时间已经很充裕,尤其是如果玩家有很多练习的话。

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