Interaction Concepts for Multi-Touch User Interfaces: Design and Implementation

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2008
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Bachelorarbeit
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Zusammenfassung

Interaktive, berührungssensitive Tische (Tabletops) verbreiteten sich immer mehr. Durch den Einsatz von direkter Touch-Interaktion auf Tabletops eröffnen sich vielfältige Möglich-keiten für eine natürlichere Gestaltung visueller Benutzeroberflächen. In dieser Arbeit beleuchten wir die Vorteile direkter Touch-Interaktion, genauso wie wir mögliche Einschränkungen behandeln. Da die Eingabe durch Touch-Interaktion besondere Eigenschaften aufweist, müssen Benutzeroberflächen speziell auf deren Bedürfnisse zugeschnitten werden. Die meisten traditionellen Anwendungen sind jedoch auf Maus-Interaktion ausgerichtet. Diese traditionellen Anwendungen sind in einer großen Zahl von Alltagstätigkeiten unverzichtbar. Trotzdem wurde bisher nur wenig Forschungsaufwand für die Entwicklung von Touch-Interaktionstechniken für traditionelle Benutzeroberflächen aufgebracht. Die Zielsetzung dieser Arbeit war, geeignete Interaktionstechniken zu entwerfen und zu implementieren, welche die Vorteile von direkter Touch-Interaktion nutzen, um traditionelle WIMP-Benutzeroberflächen zu bedienen. Hierbei haben wir drei Dimensionen von Interaktionsaufgaben identifiziert, die für WIMP-Nutzerschnitt-stellen essentiell sind. Dimension 1 konzentriert sich auf die Abwägung zwischen Effektivität und Effizienz bei der Selektion von verschieden großen Zielen. Wir stellen ZoomTap vor, eine neue Interaktionstechnik, die die schnelle Selektion großer Ziele genauso wie die präzise Selektion kleiner Ziele ermöglicht. Ein weiterer essentieller Teil von WIMP-Anwendungen ist die Texteingabe. Hierbei muss das Fehlen des taktilen Feedbacks einer echten Tastatur berücksichtigt werden. In Dimension 2 adressieren wir diese Problemstellung durch den Entwurf und die Implementierung von zwei alternativen Texteingabetechniken. Unsere virtuelle Qwerty Tastatur lässt Nutzer von bestehender Erfahrung mit dem Qwerty-Layout profitieren. Unser zweiter Entwurf, "Column Typing"', bietet explizites Feedback über die zuletzt eingegebenen Buchstaben an. Eine informelle Nutzerstudie mit sechs Teilnehmern zeigte, dass Nutzer sowohl von dem gewohnten Qwerty-Layout profitierten, als auch Column Typing's Feedback nutzen konnten. Um WIMP-Interfaces effektiv nutzen zu können, müssen Techniken für Dragging und Scrolling, so wie zum Aufruf von Kontextmenüs bereitgestellt werden. In der dritten Dimension stellen wir Interaktionstechniken vor, die eine natürliche und ergonomische Durchführung dieser Aufgaben ermöglichen. Alle Entwürfe wurden in einem funktionsfähigen Prototyp implementiert und auf unterschiedlichen Tabletops verwendet. Zusammengefasst bilden unsere Techniken ein konsistentes Interaktionskonzept, das Nutzer, neben der Kontrolle aller wichtiger Bestandteile von WIMP-Benutzeroberflächen, von den Möglichkeiten direkter Touch-Interaktion profiteren lässt.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Interactive tables operated by direct touch (tabletops) are getting more and more common. Such tables offer great opportunities for novel user interfaces that base on direct touch interaction. As part of this thesis we illuminate the particular advantages of direct touch interaction as well as we discuss possible constraints. User interfaces attempting to exploit most benefit from direct touch interaction have to be designed specifically for touch interaction's needs. In contrast, legacy user interfaces are designed for mouse interaction and lack conformance to touch interaction's requirements. Yet, such legacy user interfaces take the largest part of today's user software, being essential in a great number of tasks. Nevertheless, little research has been done in making legacy applications usable on tabletops. For this reason, we designed and implemented interaction techniques empowering users to benefit from direct touch interaction when using legacy (WIMP) user interfaces. We identified three dimensions of interaction tasks in WIMP user interfaces as being essential. Dimension 1 is focused on the tradeoff between selection efficiency and effectiveness for differently sized targets. We introduce ZoomTap, a technique enabling users to rapidly select large targets as well as to select small targets with high precision. Entering text by touch input is another task being essential for using WIMP user interfaces. When using physical keyboards, users benefit from tactile feedback. Virtual keyboards cannot offer such feedback. In dimension 2 we address this issue with the design and the implementation of two alternative text input techniques. Our Qwerty virtual keyboard lets users benefit from its familiarity to a physical keyboard. The second design, Column Typing, supports users by providing an easily recognizable letter history. An informal user study with six participants showed that users benefit from Qwerty's layout and utilize Column Typing's feedback component. For effectively operating WIMP user interfaces, users have to be supplied with techniques for dragging and scrolling as well as for invoking contextual menus. In the third dimension we introduce interaction techniques allowing users to perform these tasks in a natural and ergonomic way. We implemented the designs of all three dimensions in a prototype program, making our techniques actually usable on tabletops. In combination, all interaction techniques form a coherent interaction concept, enabling users to perform all vital parts of WIMP user interfaces while gaining benefit from direct touch interaction.

Fachgebiet (DDC)
004 Informatik
Schlagwörter
Multi-Touch, Interaktionstechnik, tabletop, Texteingabe, bimanual, Multi-Touch, interaction techniques, tabletop, text entry, bimanual
Konferenz
Rezension
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Zitieren
ISO 690SCHMIDT, Toni, 2008. Interaction Concepts for Multi-Touch User Interfaces: Design and Implementation [Bachelor thesis]
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