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Mobile Pen and Paper Interaction

Heinrichs, Farid Hamza Felix :
Mobile Pen and Paper Interaction.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2015)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Mobile Pen and Paper Interaction
Language: English
Abstract:

Although smartphones, tablets and other mobile devices become increasingly popular, pen and paper continue to play an important role in mobile settings, such as note taking or creative discussions. However, information on paper documents remains static and usage practices involving sharing, researching, linking or in any other way digitally processing information on paper are hindered by the gap between the digital and physical worlds. A considerable body of research has leveraged digital pen technology in order to overcome this problem with respect to static settings, however, systematically neglecting the mobile domain.

Only recently, several approaches began exploring the mobile domain and developing initial insights into mobile pen-and-paper interaction (mPPI), e.g., to publish digital sketches, [Cowan et al., 2011], link paper and digital artifacts, [Pietrzak et al., 2012] or compose music, [Tsandilas, 2012]. However, applications designed to integrate the most common mobile tools pen, paper and mobile devices, thereby combining the benefits of both worlds in a hybrid mPPI ensemble, are hindered by the lack of supporting infrastructures and limited theoretical understanding of interaction design in the domain.

This thesis advances the field by contributing a novel infrastructural approach toward supporting mPPI. It allows applications employing digital pen technology in controlling interactive functionality while preserving mobile characteristics of pen and paper. In addition, it contributes a conceptual framework of user interaction in the domain suiting to serve as basis for novel mPPI toolkits. Such toolkits ease development of mPPI solutions by focusing on expressing interaction rather than designing user interfaces by means of rigid widget sets. As such, they provide the link between infrastructure and interaction in the domain. Lastly, this thesis presents a novel, empirically substantiated theory of interaction in hybrid mPPI ensembles. This theory informs interaction design of mPPI, ultimately allowing to develop compelling and engaging interactive systems employing this modality.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Obwohl Smartphones, Tablets und andere mobile Geräte mittlerweile weit verbreitet sind, spielen Stift und Papier weiterhin eine wichtige Rolle in mobilen Situationen, beispielsweise beim Anfertigen von Notizen, oder in kreativen Diskussionen. Information auf Papierdokumenten bleibt dabei jedoch statisch und Verwendungspraktiken, wie beispielsweise teilen, recherchieren, verlinken oder in einer anderen Art Information digital weiterverarbeiten werden durch den Bruch zwischen digitaler und physischer Welt erschwert. Eine ganze Reihe von Forschungsarbeiten nutzt digitale Stifttechnologie um dieses Problem in statischen Situationen zu adressieren, mobile Situationen werden jedoch bislang systematisch vernachlässigt. Erst in letzter Zeit begannen einige neue Ansätze die mobile Domäne zu explorieren und initiale Einsichten in mobile Stift-und-Papier Interaktion, im Englischen mobile pen-and-paper interaction (mPPI), zu entwickeln, beispielweise um digitale Sketche zu veröffentlichen, [Cowan et al., 2011], Papier und digitale Artefakte zu verlinken, [Pietrzak et al., 2012], oder Musik zu komponieren, [Tsandilas, 2012]. Derartige Ansätze, entworfen um die meist verbreiteten mobilen Werkzeuge Stift, Papier und mobile Geräte zu integrieren und dabei die Vorteile beider Welten in einem hybriden mPPI ensemble zu kombinieren, werden jedoch durch einen Mangel an unterstützenden Infrastrukturen und eingeschränktes theoretisches Verständnis im Hinblick auf Interaktionsdesign in der Domäne gehindert. Die vorliegende Dissertation stellt einen neuartigen Infrastrukturansatz vor, welcher mPPI direkt unterstützt, und leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Voranschreiten dieses Forschungsfelds. Dieser Ansatz erlaubt Applikationen, digitale Stifttechnologie zum Steuern von interaktiver Funktionalität einzusetzen und erhält gleichzeitig mobile Charakteristiken von Stift und Papier. Weiterhin trägt diese Dissertation einen konzeptuellen Rahmen für Stift-und-Papier basierte Nutzerinteraktion bei, welcher dazu geeignet ist als Basis von mPPI Toolkits zu dienen. Derartige Toolkits vereinfachen die Entwicklung von mPPI Lösungen durch Fokussierung auf das Beschreiben von Interaktion, im Gegensatz zur klassischen Fokussierung auf rigide Widget sets. Somit stellen sie das Bindeglied zwischen Infrastruktur und Interaktion dar. Abschließend, stellt diese Dissertation eine neuartige, empirisch fundierte Theorie der Interaktion in hybriden mPPI ensembles vor. Diese Theorie dient zur Unterstützung des Interaktionsdesigns und erlaubt es letztlich, spannende und einfach zu bedienende, interaktive, Stift-und-Papier basierte Systeme zu entwickeln.German
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: anoto mppi ppi digital-pen paper interaction infrastructure hci mobile
Classification DDC: 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
Divisions: 20 Department of Computer Science
20 Department of Computer Science > Telecooperation
Date Deposited: 26 Nov 2015 10:48
Last Modified: 26 Nov 2015 10:52
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-51458
Referees: Mühlhäuser, Prof. Dr. Max and Schöning, Prof. Dr. Johannes
Refereed: 12 November 2015
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/5145
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