Archiv für die Kategorie ‘Recherche’

  • Stift- und Handbedienung von Multitouch-Systemen

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    Hier ein weiterer Auszug aus unserer Bachelorarbeit, der sich mit Grundlagen zur Stift- und Handbedienung von Multitouch-Systemen beschäftigt.

    Bisher wurde Multitouch vor allem aus Sicht der Touch-Bedienung betrachtet. Hinckley, Yatani, Pahud, Coddington, Rodenhouse, Wilson, Benko und Buxton schreiben jedoch „[...] multi-touch is not the whole story. [...] The pen has a role to play as well“ (2010a, S. 537). Dabei gehen die Autoren nicht von einer reinen Stiftbedienung aus, sondern bevorzugen eine Kombination aus Hand- und Stiftbedienung. Sie argumentieren, dass Menschen in der Regel zwei Hände nutzen, um Aufgaben in der realen Welt auszuführen, und verweisen auf ein Experiment von Guiard (1987). Dieser demonstriert in einem Versuch, wie beim Schreiben unbewusst beide Hände verwendet werden. Während die bevorzugte Hand relativ zum Tisch nahezu immer an der gleichen Stelle schreibt, verschiebt die nicht-bevorzugte Hand kontinuierlich das Blatt. Der linke Teil der unteren Abbildung zeigt das beschriebene Blatt aus Guiards Experiment. Im rechten Teil ist der Druchdruck zu sehen, der mit Kohlepapier erzeugt wurde, was am Tisch fixiert war.

    Experiment von Guiard zur Arbeitsteilung zwischen Händen beim Schreiben

    Experiment von Guiard zur Arbeitsteilung zwischen Händen beim Schreiben

    Dieses Prinzip der Arbeitsteilung zwischen den Händen kann auch auf die Interaktion mit einem Multitouch-System übertragen werden, indem eine multimodale Eingabe mit Stift und Hand ermöglicht wird. Daraus ergibt sich allerdings das Problem, dass zwischen Befehlsmodus (command mode) und Schreibmodus (ink mode) unterschieden werden muss. Der Befehlsmodus dient zum Bedienen des Systems, d.h. zum Ausführen von Funktionen, während im Schreibmodus alle Eingaben als „Tinte“ (ink) erkannt werden. Hinckley et al. schlagen folgendes Prinzip vor: „the pen writes, and touch manipulates“ (2010a, S. 539). Die Umschaltung zwischen den beiden Modi geschieht implizit durch die Verwendung der Hand (Befehlsmodus) oder des Stiftes (Schreibmodus). Li, Hinckley, Guan und Landay vergleichen in ihrer Studie die Effizienz von verschiedenen Techniken für die Umschaltung zwischen diesen Modi (2005). Die Autoren kommen zum folgenden Schluss: „[...]pressing a button with the non-preferred hand offers the fastest performance [...]“ (Li et al., 2010, S. 1).

    Hinckley et al. gehen noch einen Schritt weiter und untersuchen, wie durch die Kombination aus Stift und Hand neue Werkzeuge geschaffen werden können. Die dadurch entstehende Interaktion demonstrieren sie eindrucksvoll in einem Video (siehe unten) und kommen zum Schluss: „the combination of pen+touch input yields new tools“ (2010a, S. 540). Dabei erwähnen die Autoren aber auch, dass es noch ungelöste Probleme gibt und weitere Untersuchungen zu diesem Thema nötig sind. » Mehr…

  • Klassifizierung von Gesten für HCI

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    Seit über einem Monat gab es auf unserem Blog keinen neuen Eintrag mehr. Das lag daran, dass wir intenstiv an unserer Bachelorarbeit gearbeitet haben, die nun abgeschlossen ist. In nächster Zeit wollen wir nach und nach ein paar ausgewählte Teile unserer Arbeit veröffentlichen. Los geht es mit ein paar wichtigen Grundlagen zum Interface- und Interaktiondesign für Touchscreens.

    Klassifizierung von Gesten

    Gesten sind ein bedeutender Aspekt bei der Interaktionsgestaltung für Multitouch-Systeme. Für den HCI-Bereich entwickelten Pavlovic, Sharma und Huang (1997, S. 5-7) eine Klassifizierung von Gesten auf Basis der Arbeit von Quek. Nach diesem Modell werden Hand- und Armbewegungen in unbeabsichtigte Bewegungen sowie (beabsichtigte) Gesten unterteilt. Eine Unterscheidung im Bereich der Gesten trennt manipulative und kommunikative Gesten voneinander. Weitere Überlegungen von Pavlovic et al. beziehen sich auf den kommunikativen Aspekt von Gesten. Für das Interaktionsdesign im Hinblick auf Multitouch-Bildschirme sind diese jedoch weniger wichtig.

    Klassifizierung von Gesten für HCI nach Pavlovic et al.

    Klassifizierung von Gesten für HCI nach Pavlovic et al.

    Rahimi und Vogt (2008, S. 48-50) erweitern daher obiges Modell um drei Kategorien zur Manipulation von Objekten: Bewegungsverfolgung, kontinuierliche Gesten und symbolisch-manipulative Gesten. Gesten in der Kategorie Bewegungsverfolgung sind entsprechenden Gesten in der realen Welt sehr nahe. Die Bewegungsverfolgung zeichnet sich durch direkten Einfluss auf Position und Ausrichtung eines Objektes sowie durch unmittelbares Feedback aus. Rahimi und Vogt nennen Verschieben und Rotieren als Beispiele hierfür. Kontinuierliche Gesten haben keine direkte Entsprechung in der realen Welt, lassen sich aber von dort ableiten. Das Vergrößern und Verkleinern eines Bildes mit zwei Fingern gehört in diese Kategorie. Symbolisch-manipulative Gesten dagegen sind abstrakt und mit einem gewissen Lernaufwand verbunden. Sie haben keine Entsprechung in der physikalischen Welt, bieten aber zahlreiche Möglichkeiten für die Interaktion mit einem Multitouch-System. Der sogenannte „Flip“ (dt. umblättern, umdrehen, schnipsen) ist ein Beispiel für eine solche Geste. Dabei wird mit einem Finger z.B. über ein CD-Cover gestrichen, damit dieses sich dreht und die CD-Titel auf der Rückseite anzeigt. » Mehr…

  • Microsoft Surface 2.0 und Windows 7 Handschrifterkennung

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    Währrend der Ausarbeitung unseres Konzeptes sind wir auf zwei (weitere) interessante Videos gestoßen:

    Im ersten Video demonstriert Microsoft die zweite Generation des Surface-Tisches auf der CES 2011. Das Gerät beeindruckt vor Allem durch seine flache Form ohne Unterbau und die Pixel Sense-Technologie. Mit ihrer Hilfe können Berührungen und Gesten pixelgenau erkannt werden, weil in jedem  Bildpunkt des Displays Infrarotsensoren sitzen.

    Das zweite Video zeigt die Multitouch-Funktionalitäten von Windows 7 auf einem Tablet-PC. Spannend ist dabei die wirklich gute Handschriftenerkennung, (ab Min. 6:00) sowie die Bedienung mit Finger+Stift.

  • Nutzergruppen

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    Für die Entwicklung eines digitalen Systems ist es nicht nur wichtig über die Arbeit der Nutzer bescheid zu wissen, sondern auch wer die zukünftigen Nutzer sind. Dies ist ein zentraler Aspekt im nutzerzentrierten Gestaltungsprozess. Im Rahmen der Nutzungskontextanalyse kamen zu diesem Zweck zwei Methoden zum Einsatz. Die bereits erwähnten Kontextinterviews, sowie eine Online-Umfrage. An dieser Umfrage nahmen insgesamt über 60 Personen von unterschiedlichen Institutionen im biochemischen Bereich teil. Mithilfe dieser beiden Methoden konnten viele Daten über die Nutzer gesammelt werden. Eine mögliche Vorgehensweise um diese Daten aufzubereiten, stellt die Persona-Methode dar, mit deren Hilfe ein „typischer“ Nutzer dargestellt wird. „Personas sind keine echten Menschen, sondern basieren auf Verhaltensweisen und Motiven echter Menschen, die wir beobachtet haben[…] Sie sind zusammengesetzte Archetypen […]“ (Alan Cooper, Robert Reinmann, David Cronin, S.99, 2010). Die Daten aus der Nutzungskontextanalyse und die entstandenen Modellen helfen eine solche Persona zu modellieren. Personas helfen Designern und Entwicklern eine bessere Vorstellung vom  Verhalten der Nutzer, deren Zielen und Motiven zu bekommen. Außerdem sind Personas „[…] ein wichtiges Tool, um unsere Designs durch unser User Research zu begründen und zu rechtfertigen.“ (Alan Cooper et al., 2010, S.99 ff). » Mehr…

  • Vergleich elektronischer Laborbuchsysteme

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    ELN Benchmark

    ELN Benchmark

    Im Rahmen der Recherche zum MLJ wurde auch ein Vergleich von mehreren Elektronischen Laborbüchern durchgeführt. Dabei wurden drei Softwarelösungen genauer betrachtet. Die obige Grafik spiegelt unsere (subjektive) Einschätzung der untersuchten Systeme wieder. » Mehr…

  • Arbeitsmodelle Teil 2

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    Artifact Model (Gegenstands-Modell)

    Artefakte sind Gegenstände die Menschen nutzen oder herstellen um eine Arbeit zu verrichten. Sie sind eine Art Werkzeug und zeigen die Konzepte, Strategien und Strukturen des Nutzers bei seiner Arbeit. Artefakte machen so die Gedankengänge einer Person bei der Arbeit sichtbar. Konkret besteht das Artifact Model aus einer Kopie (oder einer Zeichnung oder einem Foto) eines Arbeitsgegenstands mit handschriftlichen Anmerkungen. Das Modell zeigt die einzelnen Bestandteile eines Artefakts und beschreibt, welche Funktion diese haben. Zu diesem Zweck werden alle wichtigen Elemente beschriftet und mit kurzen Erklärungen versehen.

    Laborbuch Artefakt

    Laborbuch Artefakt

    Das wichtigste Artefakt bei der Kontextanalyse zur Nutzung des Laborbuchs ist das Laborbuch selbst. Zweck, Inhalt und Nutzung eines Laborbuchs wurden bereits beschrieben. Durch die Untersuchung von mehreren solcher Bücher konnten darüber hinaus noch weitere Erkenntnisse gewonnen werden. Diese beziehen sich stark auf die Nutzung des Laborbuchs in der Praxis. Die Abbildung zeigt exemplarisch das Foto eines Laborbuchs, wie es typischerweise in einem biochemischen Labor zu finden ist. Die wichtigen Elemente sind gemäß dem Artifact Model beschriftet.

    In der Analyse hat sich gezeigt, dass Laborbücher sehr stark die Persönlichkeit des Wissenschaftlers widerspiegeln, der es führt. Manche Laborbücher werden sehr gewissenhaft und zeitnah befüllt, andere nur spärlich und zeitlich versetzt. Grundsätzlich gliedern sich Laborbucheinträge in theoretische Planung, tatsächliche Durchführung und Ergebnis eines Versuchs. Die einzelnen Abschnitte sind dabei unterschiedlich ausführlich. Während die Planung meist in einem Fließtext beschrieben wird, notieren viele Wissenschaftler die Durchführung in einfachen Stichworten. Häufig sind die Einträge zudem mit Hinweisen auf Klebezetteln versehen und wichtige Elemente wie z.B. Überschriften werden farblich markiert (vgl. Abb). Auch Zeichnungen, Icons und Smileys sind in Laborbüchern zu finden.

    Des Weiteren hat die Nutzungskontext Analyse ergeben, dass in der Praxis viele Forscher zwei Laborbücher führen: ein Digitales und ein Manuelles. Die digitale Version besteht dabei aus einer Sammlung von Dateien auf dem Computer des Wissenschaftlers. Diese werden dann ausgedruckt, in das manuelle Laborbuch geklebt und während der Durchführung des Versuchs mit handschriftlichen Notizen ergänzt.

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  • Arbeitsmodelle Teil 1

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    Arbeitsmodelle

    Nach der Nutzungskontextanalyse ist es nötig die Ergebnisse aufzuarbeiten und zu dokumentieren. Zum Beispiel können hierfür Arbeitsmodelle verwendet werden. Ein Arbeitsmodell ist ein Diagramm, was die Struktur der Arbeiten und Aktivitäten eines Nutzers darstellt. Solche Modelle helfen, die Beobachtungen aus dem Contextual Inquiry festzuhalten und zu kommunizieren: „By providing a choherent, synthetic view of work practice, work models give design teams effective ways to handle qualitative data.“ (Beyer & Holtzblatt, S. 85, 1998).

    Modelle haben, im Vergleich zu Text, den Vorteil, dass sie große Mengen an Information übersichtlich darstellen können (Holtzblatt et al., S. 123-124, 2005). Beyer und Holtzblatt schlagen fünf verschiede Modelle vor, die jeweils einen anderen Aspekt von Arbeit hervorheben. Jedes Arbeitsmodell muss dabei in Bezug zum späteren interaktiven System gesehen werden. Daher ist es wichtig, nur die Aspekte in einem Arbeitsmodell festzuhalten, die für das spätere System relevant sind.

    Im Folgenden werden zunächst 3 Arbeitsmodelle erläutert, die wir im Zuge der Nutzungskontextanalyse erstellt haben:

    Flow Model (Kommunikationsfluss-Modell)

    Das Flow Model zeigt die Aufteilung der Arbeit und den Koordinations- und Kommunikationsfluss zwischen den beteiligten Personen. Dargestellt werden die Rollen der Mitarbeiter, sowie ihre Aufgaben und Verantwortlichkeiten. Außerdem zeigt das Modell, wer mit wem, wodurch kommuniziert und macht so die Kommunikationsstruktur und die verwendeten Kommunikationskanäle sichtbar.

    Flow-Model im Forschungsbereich Biochemie

    Flow-Model im Forschungsbereich Biochemie

    Die obige Abbildung zeigt das Flow Model in einem Biochemischen Labor. Der Forscher kommuniziert mit seinem Vorgesetzten, den Mitgliedern seiner Arbeitsgruppe, Helfern wie z.B. Praktikanten und externen Partnern wie z.B. Analyselaboren. Strichstärke und Sättigung der Pfeile visualisieren Häufigkeit und Intensität der Kommunikation. Das Modell zeigt beispielsweiße, dass zwischen dem einzelnen Forscher und der Arbeitsgruppe sehr viel Kommunikation stattfindet. Dies ist ein wichtiger Aspekt der Arbeit in einem Labor und der Austausch findet oft im informellen und persönlichen Gespräch statt. In den meisten Laboren stellt das wöchentliche Teammeeting eine ergänzende, formellere Plattform für diesen Austausch dar. Die Beschriftung der Pfeile liefert genauere Auskunft darüber, was kommuniziert wird. Auf der horizontalen Achse Vorgesetzter-Forscher-Helfer sind dies zum Beispiel häufig Arbeitsaufgaben und Ergebnisse. Diese werden zwar ebenfalls oft in einem persönlichen Gespräch kommuniziert, Arbeitsanweisungen an Helfer finden sich aber auch Haftnotizen oder Ausdrucken. Auf diesen kann dann direkt das Ergebnis der Arbeit notiert werden, wenn es sich beispielsweiße um eine Zellzahlenbestimmung oder Ähnliches handelt. Neben direkten Gesprächen sind Telefon und E-Mail ebenfalls beliebte Kommunikationskanäle. Der Austausch per Telefon beschränkt sich dabei aber meist auf die Büros, da die Umgebung in Laboren laut sein kann. E-Mail wird ebenfalls gerne genutzt, weil es die Möglichkeit zum verschicken von Dateien bietet. Analyseergebnisse von externen Laboren oder wissenschaftliche Papers werden deshalb per E-Mail verschickt.

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  • Arbeitsmethodik

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    Ziel unserer Recherchebemühungen ist das “Kennenlernen” des Nutzers mit seinen Aufgaben und Zielen. Daraus sollen Anforderungen und Ideen für das zu konzipierende System generiert werden. Im Zuge des Contextual Design Prozesses folgt auf die Sammlung von Daten aus dem Nutzungskontext, der “Data Consolidation“-Schritt in dem die gesammelten Daten aufbereitet und aggregiert werden. Das Anfertigen eines “Affinity Diagrams” (nach Beyer+Holtzblatt) half uns die vorliegenden Informationen in drei Schritten zu verdichten.

    1. Nach jedem “Contextual Inquiry” folgte eine Interpretationssitzung, in der die wichtigsten Aspekte aus dem Interview schriftlich festgehalten wurden. Für das Affinity Diagram haben wir diese Äußerungen dann gedruckt und auseinandergeschnitten. Anschließend haben wir die Aussagen gruppiert und Überbegriffe definiert. Dabei ist der Überbegriff aus der Perspektive des Nutzers formuliert, z.B.: “Ich organisiere meine Arbeit um Zeit und Ressourcen effektiv zu nutzen“.
    2. Die Überbegriffe wurden im nächsten Schritt ein weiteres mal verdichtet und zu einem übergeordneten Themengebiet zusammengefasst. Zum Beispiel ist die Aussage aus der ersten Runde, gemeinsam mit Anderen,  nun Teil des Themengebiets: “Ich plane und organisiere meine Arbeit”.
    3. Im dritten Schritt wurden die Gruppierungen der zweiten Runde ein letztes mal verdichtet. Aus diesem Schritt resultieren sehr abstrakte Begriffe, wie z.B. Individualität oder Effizienz.

    Um ein klareres Bild von der Arbeitsweise des Nutzers und der ihn umgebenden Faktoren zu bekommen beschäftigten wir uns außerdem eingängiger mit den Artefakten, die wir während der Kontextinterviews gesammelt haben. Daraus resultierten Arbeitsmodelle, wie das “Cultural model” oder das “Work model”.

    Alle diese Arbeitsdokumente dienen dazu, im nächsten Schritt eine ganzheitliche Vision des neuen Systems zu entwickeln. Dafür haben wir das Affinity Diagram, die Modelle und die Artefakte an einer großen Wand angebracht. Dies stellte eine enorme Bereicherung für das Brainstorming dar und förderte die Diskussion im Team.

  • Contextual Design und Scenario Based Development

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    Bei unserer Arbeit durchlaufen wir den Nutzerzentrierten Gestaltungsprozess (User Centred Design Process) und lehnen uns an die beiden Praktiken “Contextual Design” und “Scenario Based Development” an. Hier eine kurze Zusammenfassung dieser beiden “Versionen” des UCD-Prozesses:

    Contextual Design

    Obwohl die ISO 9241-210 einen konkreten Ablauf für den Nutzerzentrierten Gestaltungsprozess beschreibt, spezifiziert sie keine Methoden für die jeweiligen Schritte. Es gibt aber für jede der vier Phasen etablierte Methoden, die je nach Situation ausgewählt und angewandt werden können. Im Laufe der Zeit haben sich bewährte Praktiken entwickelt, wie der Prozess von Anfang bis Ende durchgeführt werden kann. Hugh Beyer und Karen Holtzblatt schlagen zum Beispiel das sogenannte „Contextual Design“ vor. In ihrem Buch beschreiben die beiden Autoren ihre Version des Nutzerzentierten Gestaltungsprozesses so: „Contextual Design is a customer-centred process [...]. It supports finding out how people work, so the optimal redesign of work practice can be discovered.“ (Beyer & Holtzblatt, S.21, 1998).

    Für jeden Schritt im Contextual Design Prozess beschreiben Beyer und Holtzblatt konkrete Methoden für Durchführung und Dokumentation. Der Prozess ist dabei optimiert für die Zusammenarbeit im Team und mit dem Kunden. Durch Arbeitsmodelle und Szenarien werden beim Contextual Design implizite Schritte in der Gestaltung explizit und können so besser kommuniziert und diskutiert werden.

    Der Prozess besteht dabei aus sechs Schritten. Das “Contextual Inquiry” ist eine Form des Interviews und hilft bei der Nutzungskontextanalyse. Beim “Work Modeling” werden die gewonnenen Erkenntnisse aus jedem Interview in Schaubildern dargestellt, welche im “Data Consolidation-Schritt” zusamengefasst werden. Darauf folgt das “Work Redesign“, bei dem eine Vision der Arbeit mit dem neu zu gestaltenden System entsteht. Diese Vision wird im “User Environment Design” konkret und kann dann im letzten Schritt, “Prototyping“, evaluiert werden (Beyer & Holtzblatt, S.21-25, 1998).

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  • User Experience

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    “What we are creating is less a product than a context for experience”, schreibt Bill Buxton über die Entwicklung von interaktiven Produkten. Auch das MLJ stellt einen solchen Kontext für Erfahrungen dar. Wie bereits erwähnt, liegt der Fokus bei der Entwicklung des künftigen Systems auf einer nutzerzentrierten und ganzheitlichen Herangehensweise. Die Definition der Anforderungen an das System folgt deshalb einer nutzerzentrierten Sicht und basiert auf der Annahme, dass eine positive User Experience (dt. Nutzungserleben) den Rahmen für alle weiteren Anforderungen an das System bildet.

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