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Intuitive und Immersive Interaktion für Virtuelle Umgebungen am Beispiel von VR-Design Review

Knöpfle, Christian :
Intuitive und Immersive Interaktion für Virtuelle Umgebungen am Beispiel von VR-Design Review.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2004)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Intuitive und Immersive Interaktion für Virtuelle Umgebungen am Beispiel von VR-Design Review
Language: German
Abstract:

Virtuelle Realität – Eine Technologie, die sich gerade in den letzten Jahren sehr stark entwickelte und heute in vielen Anwendungsbereichen anzutreffen ist. Spezielle Ein- und Ausgabegeräte, Echtzeitgraphik und immersive Anwendungen prägen das heutige Bild der virtuellen Realität (VR). Aber Virtuelle Realität ist vor allem eins: Eine neuartige Mensch-Maschine Schnittstelle, die sich zum Ziel gesetzt hat, das Interagieren mit dem Virtuellen natürlich, intuitiv und interaktiv zu gestalten. Trotz oder vor allem wegen dieses Anspruches, stellen sich bei jedem Entwurf einer neuen VR-basierten Anwendung dieselben Fragestellungen: Zum einen das Herausarbeiten und Umsetzen der Funktionalitäten, die diese neue Anwendung abdecken muss. Hier kann die Forschung vor allem dabei helfen, dem Anspruch der Echtzeitanwendung gerecht zu werden. Zum anderen das Design und die Umsetzung der Interaktionsschnittstelle, denn diese ist essenziell für die gesamte Benutzbarkeit des Systems und hat somit vor allem auch große Auswirkung auf die Akzeptanz seitens der Anwender. Hier mangelt es jedoch an zielgerichteten Vorgehensweisen und definierten Basiskonzepten, die den Schritt des Erarbeitens der Bedienoberfläche wesentlich vereinfachen würden. In den letzten Jahren wurden zwar immer wieder Ansätze und Lösungen entwickelt, die den Anspruch an VR basierte Benutzerschnittstellen teilweise erfüllten, jedoch die fehlende Möglichkeit, diese in ein vorgegebenes Schema oder einen globalen Kontext einzuordnen, schränkte deren Wiederverwendbarkeit sehr stark ein. Ziel dieser Arbeit war es, eine ganzheitliche Vorgehensweise zu entwickeln, die es erlaubt, die für das Design der Benutzerschnittstelle entscheidenden Variablen, Parameter und Randbedingungen zu identifizieren und zu klassifizieren. Auf Basis der Klassifikation konnte dann ein Leitfaden für die Entwicklung der VR-Benutzerschnittstelle abgeleitet und die für die Anwendung passenden Interaktionstechniken bestimmt werden. Um auch eine Wiederverwendbarkeit entwickelter Komponenten zu erreichen, sowie seitens einer Anwendung flexibel auf Veränderungen der die Benutzeroberfläche betreffenden Randbedingungen reagieren zu können, sind geeignete Softwarebasiskonzepte notwendig. Um dem Anspruch des ganzheitlichen Ansatz gerecht zu werden, waren auch diese Aspekte Teil der Zieldefinition und wurden u.a. mittels der im Rahmen der Arbeit entwickelten BIT-Architektur gelöst. Als Anwendungsbeispiel wurde VR-Design Review gewählt, welches in der Industrie sehr weit verbreitet ist. Dadurch konnte gewährleistet werden, dass die erarbeiteten Lösungsansätze auf breiter Basis eingesetzt werden können. Weiterhin adressiert VR-Design Review auch funktionale und inhaltliche Fragestellungen unter Randbedingungen, die bis heute in der Forschung wenig betrachtet wurden. Auch diese wurden im Rahmen der Arbeit behandelt und entsprechende Lösungen entwickelt.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Virtual reality is a technology that has developed very rapidly in the past years, and it can now be found in numerous areas of application. Special input and output devices, real-time graphics and immersive applications characterize the current image of virtual reality (VR). But virtual reality is one thing above all else: an innovative human/machine interface with the goal of making interaction with the virtual world as natural, intuitive and interactive as possible. Despite, or perhaps because of this objective, the same issues arise each time a new VR-based application is developed. The first issue involves determining and implementing the functionalities that the new application must cover. Here, research can assist primarily in fulfilling the requirements of the real-time application. The second issue is the design and implementation of the interaction interface, which is essential to the overall usability of the system and therefore also has a major influence on user acceptance. In this area however, there is a lack of well defined concepts and procedures which would greatly facilitate user interface development. Although approaches and solutions have been developed again and again over the past years which partially meet the requirements of VR-based user interfaces, the inability to organize them in a predefined scheme or global context have severely restricted their reusability. The goal of this thesis was to develop a comprehensive approach which makes it possible to identify and classify variables, parameters and boundary conditions which are critical to the design of a user interface. Based on this classification, guidelines for the development of a VR user interface could then be derived and interaction techniques suitable to the application could be determined. Appropriate basic software concepts are needed in order to ensure the reusability of the developed components and the ability on the side of the application to react flexibly to changes in the boundary conditions affecting the user interface. To fulfil the requirements of the comprehensive approach, these aspects were also included in the target definition and were handled using the BIT architecture developed in the thesis, among other things. VR design review, which is used very widely in industry, was chosen as an example of application. This guaranteed that the approaches which were developed could be used on a broad basis. VR design review also addresses issues regarding functionality and content while taking into account boundary conditions that have not yet been fully explored in research. These were also examined in the paper, and corresponding solutions were developed.English
Uncontrolled Keywords: Basisinteraktionsaufgaben
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
BasisinteraktionsaufgabenGerman
basic interaction tasks, hci, vrmlEnglish
Classification DDC: 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
Divisions: Fachbereich Informatik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 07 Dec 2012 11:50
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000443
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-4439
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Encarnação, Prof. Dr. José and Müller, Prof. Dr. Stefan
Advisors: Encarnação, Prof. Dr. José
Refereed: 5 December 2003
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/443
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