Evaluation von immersiven Panoramavideos im Entwicklungsprozess von Augmented Reality Anwendungen

Thèse de Bachelor , 2016 , 76 Pages , Note: 1,3

Informatique - Internet, Nouvelles Technologies

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 (Table of Contents)

• 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

Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)

Diese Arbeit befasst sich mit der Evaluation von immersiven Panoramavideos als Prototypen für Augmented Reality (AR) Anwendungen. Ziel ist es, die Eignung dieses Ansatzes im Entwicklungsprozess von AR-Anwendungen zu bewerten und die Vorteile gegenüber traditionellen Prototyping-Methoden aufzuzeigen. Die Arbeit untersucht dabei die Usability, User Experience und Immersion des Prototyps pARnorama, welcher immersive Panoramavideos zur Simulation von AR-Anwendungen verwendet.

• Evaluation von immersiven Panoramavideos als Prototypen für AR-Anwendungen
• Vergleich mit traditionellen Prototyping-Methoden
• Bewertung von Usability, User Experience und Immersion des Prototyps pARnorama
• Untersuchung der Eignung für den Entwicklungsprozess von AR-Anwendungen
• Identifizierung von Stärken und Schwächen des Ansatzes

Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)

• Kapitel 1: Einleitung: Dieses Kapitel führt die Thematik der Arbeit ein, erläutert die Zielsetzung und stellt die Gliederung der Arbeit vor.
• Kapitel 2: Grundlagen: Dieses Kapitel bietet eine umfassende Einführung in die relevanten Fachgebiete, darunter Augmented Reality, Immersion und User Centered Design. Es beleuchtet verschiedene Aspekte wie die Funktionsweise von AR, die Bedeutung der Immersion und die Rolle des Prototypings im Entwicklungsprozess.
• Kapitel 3: Analyse: Dieses Kapitel analysiert die Anforderungen an AR-Prototypen, beleuchtet existierende Lösungsansätze und führt eine kritische Betrachtung von Vor- und Nachteilen der verschiedenen Ansätze durch. Es untersucht insbesondere die Bedeutung von technischen und menschlichen Faktoren.
• Kapitel 4: pARnorama - Prototyping: Dieses Kapitel stellt den Prototyp pARnorama vor und beschreibt dessen Entwicklung in mehreren Versionen. Es erläutert die Funktionsweise des Prototyps, den Workflow und die Durchführung von Evaluationen.
• Kapitel 5: ARchitekt: Dieses Kapitel widmet sich einer konkreten Anwendung von pARnorama - der Entwicklung einer Architektur-Visualisierung-Anwendung. Es beschreibt die Entstehung, die technische Umsetzung und den Workflow des Projekts.
• Kapitel 6: Evaluation: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Evaluation von pARnorama. Es erläutert die durchgeführten Nutzerstudien, die Hypothesen, die Studiendesigns und die Analyse der Ergebnisse. Die Evaluation umfasst die Messung von Usability, User Experience und Immersion.

Schlüsselwörter (Keywords)

Die zentralen Schlüsselwörter der Arbeit umfassen Augmented Reality, Immersion, Prototyping, Usability, User Experience, Panoramavideo, AR-Anwendungen, Entwicklungsprozess, Nutzerstudie, Evaluation, ARchitekt.

• Université: Karlsruhe Institute of Technology (KIT) (TECO)
• Note: 1,3
• Auteur: Florian Kinn (Auteur)
• Année de publication: 2016
• Pages: 76
• N° de catalogue: V334613
• ISBN (ebook): 9783668247581
• ISBN (Livre): 9783668247598
• Langue: allemand
• mots-clé: Augmented Reality, Prototyping, User Experience, Usability, Nutzerstudie, Prototypen, User Centered Design, Workload, Immersion, Präsenz