Durch das Aufkommen von leistungsfähigen mobilen Geräten entwickelte sich das Gebiet der mobilen Augmented Reality stark weiter. Allerdings existieren noch wenige Richtlinien, an denen sich Designer und Entwickler orientieren können. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, das Design und Konzept einer Augmented Reality Anwendung frühzeitig zu überprüfen. Um Kosten und Zeit zu sparen, werden Prototypen verwendet, anstatt die Anwendung zu programmieren. Zu diesem Zweck wurden bereits verschiedene Prototypen entwickelt. Diese unterscheiden sich in ihrer Ähnlichkeit zur finalen Anwendung und damit im Hinblick auf Kosten und Zeit für die Produktion. Jeder Prototyp erlaubt, qualitativ unterschiedliche Rückschlüsse auf die Usability und User Experience der finalen Anwendung zu ziehen. Bei den bisherigen Prototypen hat sich der Ansatz, bei dem die Augmented Reality durch ein Video simuliert wird, als bester Trade-off herausgestellt. pARnorama baut auf diesem Ansatz auf, verwendet allerdings immersive Panoramavideos, die es dem Nutzer ermöglichen, sich frei im Video umzuschauen, statt dem durch das Video vorgegebenen Sichtfeld zu folgen.
Diese Arbeit entwickelte pARnorama über mehrere Versionen hinweg zu einem Prototyp, welcher sphärische 360 Videos verwendet, um die Augmented Reality zu simulieren. In einer vergleichenden Evaluation wurde pARnorama mit dem bisherigen Prototyp verglichen. Dazu wurde eine Nutzerstudie durchgeführt, welche die Unterschiede zwischen den beiden Prototypen aufzeigt. Dabei wurden die Immersion, Usability und Arbeitsbelastung, sowohl in einem Labor- als auch in einem Feldversuch gemessen. Es stellte sich heraus, dass pARnorama bei der Usability und Immersion deutlich vor dem bisherigen Prototyp liegt, dabei aber eine gleiche Arbeitsbelastung hervorruft. Für den Vergleich zwischen Labor und Feld, konnte für keinen der beiden Prototypen ein Unterschied festgestellt werden. Bei einer weiteren Nutzerstudie wurden die User Experience und Usability beider Prototypen mit denen einer Augmented Reality Anwendung, welche im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde, verglichen. Diese Studie belegt, dass pARnorama eine höhere Ähnlichkeit zu dieser Anwendung besitzt als der bisherige Prototyp.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Zielsetzung der Arbeit
1.2 Gliederung der Arbeit
2. Grundlagen
2.1 Augmented Reality
2.1.1 Begriffserklärung
2.1.2 Mögliche Anwendungsgebiete
2.1.2.1 Freunde Radar Konzept
2.1.2.2 Architekturvisualisierung
2.1.3 Funktionsweise
2.1.3.1 Tracking
2.1.3.2 Registrierung
2.1.4 Realität-Virtualität Kontinuum
2.1.5 Mobile Augmented Reality
2.1.6 Herausforderungen beim Design von MAR
2.2 Immersion und verwandte Konzepte
2.2.1 Vorteile der Immersion
2.2.2 Immersion
2.2.3 Präsenz
2.2.4 Flow
2.2.5 Kognitive Absorption
2.2.6 Messen von Immersion
2.3 User Centered Design
2.3.1 Analyse und Design
2.3.2 Prototyping
2.3.2.1 Fidelity Konzept
2.3.2.2 Low-Fidelity Prototyp
2.3.2.3 High-Fidelity Prototyp
2.3.2.4 Medium- und Mixed-Fidelity Prototyp
2.3.3 Evaluation
2.3.3.1 Usability
2.3.3.2 User Experience
2.3.3.3 Arbeitsbelastung
2.3.3.4 Feld oder Labor
3. Analyse
3.1 Anforderungen
3.1.1 Technische Faktoren
3.1.2 Menschliche Faktoren
3.2 Existierende Lösungsansätze
3.2.1 Low-Fidelity-Prototyp
3.2.2 Mixed-Fidelity-Videos
3.2.3 High-Fidelity-Prototyp
3.2.4 Weitere Lösungsansätze
3.2.4.1 PapAR
3.2.4.2 DART
3.3 Zusammenfassung
4. pARnorama – Prototyping
4.1 Original pARnorama
4.2 Webbasiertes pARnorama
4.2.1 Workflow
4.2.2 Evaluation
4.3 Sphärisches pARnorama
4.4 Zusammenfassung
5. ARchitekt
5.1 Entstehung
5.2 Technische Umsetzung
5.3 Workflow
5.4 Zusammenfassung
6. Evaluation
6.1 Hypothesen
6.2 Nutzerstudie TECO
6.2.1 Materialien
6.2.1.1 pARnorama
6.2.1.2 Statischer Prototyp
6.2.2 Design
6.2.2.1 Unabhängige Variablen
6.2.2.2 Abhängige Variablen
6.2.2.3 Weitere Variablen
6.2.2.4 Aufgaben
6.2.3 Probanden
6.2.4 Ablauf
6.2.5 Analyse der Ergebnisse
6.2.5.1 Immersion
6.2.5.2 Usability
6.2.5.3 Arbeitsbelastung
6.2.5.4 Aufgaben
6.2.5.5 Nebeneffekte
6.2.6 Zusammenfassung
6.3 Nutzerstudie Neugereut
6.3.1 Materialien
6.3.2 Design
6.3.2.1 Unabhängige Variablen
6.3.2.2 Abhängige Variablen
6.3.2.3 Aufgabe
6.3.3 Probanden
6.3.4 Ablauf
6.3.5 Analyse der Ergebnisse
6.3.5.1 User Experience
6.3.5.2 Usability
6.3.6 Zusammenfassung
7. Konklusion
8. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit zielt darauf ab, zu evaluieren, inwiefern der Prototyp pARnorama, welcher sphärische 360°-Videos zur Simulation von Augmented Reality verwendet, eine vergleichbare User Experience erzeugt wie eine finale AR-Anwendung. Zudem wird untersucht, ob dieser Prototyp Laborstudien ermöglicht, deren Ergebnisse mit denen von Feldstudien korrespondieren, um somit effizientere und kostengünstigere Evaluationsmethoden in frühen Entwicklungsphasen zu identifizieren.
- Entwicklung und Optimierung des Prototyping-Ansatzes pARnorama
- Vergleichende Analyse von Labor- und Feldstudien im Kontext mobiler Augmented Reality
- Bewertung von Usability und User Experience mittels standardisierter Fragebögen (IEQ, SUS, UEQ)
- Analyse der Fidelity-Eigenschaften von Prototypen für Augmented Reality
Auszug aus dem Buch
1.1 Zielsetzung der Arbeit
Ziel dieser Arbeit ist es, aufzuzeigen, welche Auswirkungen die zusätzliche Interaktionsmöglichkeit des pARnorama Prototyps auf die Usability und User Experience bei der Evaluation von AR-Anwendungen mithilfe von Prototypen hat. Anhand der gewonnen Daten werden Rückschlüsse auf die Übereinstimmung zu einer finalen AR-Anwendung gezogen. Zusammengefasst lässt sich dies als Forschungsfrage formulieren:
„Erzeugt pARnorama eine User Experience die, im Vergleich zum bisherigen Prototyp, einer AR-Anwendung entspricht?“
Des Weiteren ist der Vergleich von Labor- und Feldstudie, im Hinblick auf die Verwendung von Prototypen, Bestandteil dieser Arbeit. Ziel hierbei ist darzulegen, inwieweit es bei der Evaluation einen Unterschied macht, ob diese im Labor oder Feld durchgeführt wurde. Es existieren zahlreiche Abhandlungen, die sich mit dem Thema Labor oder Feld auseinandersetzen, jedoch sind AR und insbesondere Prototypen selten Bestand der Untersuchungen. Dementsprechend gestaltet sich die zweite Forschungsfrage:
„Ermöglicht pARnorama, im Vergleich zum bisherigen Prototypen, Laborstudien durchzuführen, deren Ergebnisse denen einer Feldstudie entsprechen?“
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der mobilen Augmented Reality ein, definiert die Problemstellung und formuliert die zentralen Forschungsfragen der Arbeit.
2. Grundlagen: Hier werden technische und konzeptionelle Grundlagen zu Augmented Reality, Immersion sowie dem User Centered Design Prozess erläutert.
3. Analyse: Dieses Kapitel betrachtet Anforderungen an Prototypen im Bereich der mobilen AR und präsentiert existierende Lösungsansätze sowie deren Bewertung.
4. pARnorama – Prototyping: Das Kapitel beschreibt den iterativen Entwurfsprozess der verschiedenen Versionen von pARnorama sowie die eingesetzte Hard- und Software.
5. ARchitekt: Hier wird die im Rahmen der Arbeit entwickelte AR-Anwendung ARchitekt vorgestellt, inklusive ihrer technischen Umsetzung und ihrem Workflow.
6. Evaluation: Dieses Kapitel beschreibt das Design zweier durchgeführter Nutzerstudien (TECO und Neugereut) und präsentiert sowie diskutiert deren Ergebnisse.
7. Konklusion: Das Kapitel fasst die Ergebnisse der Arbeit in Bezug auf die anfangs gestellten Forschungsfragen zusammen.
8. Zusammenfassung und Ausblick: Diese abschließende Sektion resümiert die Arbeit und gibt einen Ausblick auf mögliche zukünftige Weiterentwicklungen und Forschungsperspektiven.
Schlüsselwörter
Augmented Reality, Mobile Augmented Reality, Prototyping, Mixed-Fidelity, User Experience, Usability, Immersion, Nutzerstudie, Evaluation, Laborstudie, Feldstudie, pARnorama, Interaktion, 360 Grad Video, ARchitekt
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Evaluation von Prototypen für mobile Augmented Reality Anwendungen, um frühzeitig valide Aussagen über Usability und User Experience treffen zu können.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind der iterative Entwurf von Prototypen, der Vergleich von Labor- und Feldstudien sowie die Anwendung von Methoden zur Messung von Immersion, Usability und User Experience.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist herauszufinden, ob der Prototyp pARnorama eine User Experience erzeugt, die einer finalen AR-Anwendung näherkommt als bisherige Prototypen, und ob er valide Ergebnisse in Laborstudien liefert.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt den User Centered Design Prozess, baut Prototypen in iterativen Versionen und führt comparative Nutzerstudien mit statistischen Analysen (ANOVA, Mann-Whitney-U-Test) durch.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden die technischen Grundlagen, existierende Prototyping-Ansätze, die Entwicklung von pARnorama und ARchitekt sowie die detaillierte Auswertung zweier Nutzerstudien behandelt.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Augmented Reality, Prototyping, pARnorama, User Experience, Immersion, Usability-Evaluation sowie der Vergleich von Labor- und Feldstudien.
Was ist das Besondere an pARnorama im Vergleich zu anderen Ansätzen?
Im Gegensatz zu früheren Prototypen ermöglicht pARnorama dem Nutzer die Verwendung von 360°-Videos, was eine freie Wahl des Sichtfeldes erlaubt und somit die Interaktivität erhöht.
Warum wurde die AR-Anwendung ARchitekt entwickelt?
ARchitekt wurde als Referenzanwendung entwickelt, um die User Experience und Usability der Prototypen (pARnorama und statisch) mit einem realen Anwendungsbeispiel aus der Stadtplanung vergleichen zu können.
- Citar trabajo
- Florian Kinn (Autor), 2016, Evaluation von immersiven Panoramavideos im Entwicklungsprozess von Augmented Reality Anwendungen, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/334613
