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Zoomable user interfaces on small screens : presentation and interaction design for pen-operated mobile devices

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BÜRING, Thorsten, 2007. Zoomable user interfaces on small screens : presentation and interaction design for pen-operated mobile devices [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz

@phdthesis{Buring2007Zooma-6072, title={Zoomable user interfaces on small screens : presentation and interaction design for pen-operated mobile devices}, year={2007}, author={Büring, Thorsten}, address={Konstanz}, school={Universität Konstanz} }

2011-03-24T16:09:23Z Zoomable user interfaces on small screens : presentation and interaction design for pen-operated mobile devices Präsentations- und Interaktionsdesign für mobile Geräte mit Stifteingabe Ausgehend von einem umfangreichen Überblick über den bisherigen Forschungsstand, gliedert sich die vorliegende Arbeit in zwei Schwerpunkte. Zunächst wird über die Entwicklung von mobilen Starfield Benutzeroberflächen berichtet. Starfields sind komplexe Suchprogramme, die abstrakte Daten mittels eines Punktdiagramms darstellen und visuell komprimieren. Um diese Benutzeroberflächen besser an die Anforderungen kleiner Bildschirme anzupassen, haben wir Starfields mit einer semantischen Zoomfunktion erweitert. Diese erlaubt einen flüssigen und konsistenten Übergang von Übersichts- zu Detailinformation im Punktdiagramm. Ein entsprechend entwickelter Prototyp stiess in einer informalen Nutzerstudie auf positive Resonanz. Es zeigte sich jedoch auch, dass die Probanden Schwierigkeiten mit der Orientierung im Datenraum hatten. Um diesen Umstand näher zu untersuchen, entwickelten wir eine Overview+Detail Benutzeroberfläche für Starfield Applikationen. Diese erlaubte es den Nutzern während der Navigation in einer Detailansicht, die Position und die Skalierung des momentan sichtbaren Datenausschnitts in einem zusätzlichen Übersichtsfenster abzulesen. In einer Nutzerstudie über Bedienungsqualität mit 24 Teilnehmern verglichen wir den Overview+Detail Ansatz mit einer ursprünglichen Variante der Oberfläche, welche lediglich eine Detailansicht bot. Wir fanden heraus, dass das Übersichtsfenster die Nutzerzufriedenheit nicht steigern konnte. Zudem führte die kleinere Detailansicht und das stetige visuelle Hin- und Herwechseln zwischen den zwei Fenstern zu einer signifikanten Zeiteinbusse bei der Bewältigung von Testaufgaben. Aufgrund dieses Ergebnisses wurde in einem weiteren Projekt eine rechtwinklige Fischaugenverzerrung für Starfields entwickelt. Diese Oberfläche hat den Vorteil, dass Detail- und Kontextinformationen in einer integrierten Ansicht dargestellt werden können, und sich der Benutzer somit während der Navigation auf ein einzelnes Fenster konzentrieren kann. Eine weitere Nutzerstudie mit 24 Probanden wurde durchgeführt, um die Fischaugenverzerrung mit einer weiterentwickelten Variante des semantischen Zooms zu vergleichen. Während es keinen Zeitunterschied bei der Bewältigung der Testaufgaben zwischen den Oberflächen gab, wurde die Fischaugenoberfläche von den Probanden stark präferiert. Dieses Ergebnis ermutigt Designer, in Zukunft verstärkt Verzerrungstechniken für die Visualisierung von abstrakten Daten auf kleinen Bildschirmen einzusetzen. Unsere Forschung deutet auch darauf hin, dass Starfield Applikationen eine elegante und effektive Oberflächenlösung für die mobile Datensuche mit Smartphones und PDAs bieten.<br /><br />Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit kartenbasierten ZUIs, für welche ein verbessertes Interaktionsdesign entwickelt werden soll. Karten sind der momentan häufigste Anwendungsbereich für ZUIs. Der Standardansatz zur Bedienung derartiger Applikationen auf Geräten mit Stifteingabe beruht zumeist auf sequentieller Interaktion, d.h. die Nutzer können entweder Zoomen oder Pannen. Eine demgegenüber fortgeschrittene Technik ist Speed-Dependent Automatic Zooming (SDAZ), welches kontinuierliches Pannen mit Zoomen in eine einzelne Nutzereingabe bündelt und daher eine simultane Navigationsinteraktion ermöglicht. Wiederum ein anderer Ansatz ist es, dem Nutzer eine simultane aber zusätzlich auch separate Kontrolle von Zoomen und Pannen anzubieten. Eine derartige Funktionalität erfordert jedoch, dass die ansonsten zu begrenzte Stifteingabe mit weiteren Eingabedimensionen erweitert wird. Diesbezüglich stellen wir eine einhändig zu bedienende Technik basierend auf Stiftdruck vor, und eine zweihändige Variante, bei der der Nutzer den Kartenausschnitt mit dem Stift horizontal und vertikal navigiert, während die Skalierung der Ansicht über das Kippen des Geräts gesteuert wird. Entsprechend haben wir vier Benutzeroberflächen entwickelt (Standard, SDAZ, Stiftdruck und Kippen) und diese in einer Nutzerstudie mit 32 Probanden getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass SDAZ eine effektive Bearbeitung von simplen Schnelligkeitsaufgaben als auch von komplexeren Navigationsszenarien ermöglichte, jedoch das Koppeln von Zoomen und Pannen dennoch zu einer hohen Nutzerfrustration führte. In einer Präferenzbefragung bezüglich der getesteten Benutzeroberflächen zeigten die Probanden eine starke Ablehnung gegen SDAZ und erklärten, dass sie die Oberfläche schwer und umständlich zu bedienen fanden. Im Vergleich dazu wurden die neuartigen Interaktionvarianten Stiftdruck und Kippen ausgesprochen gut angenommen. Allerdings machten die Probanden während des Tests kaum Gebrauch von der angebotenen parallelen Interaktion. Dies führte bei einem 600x600 pixel grossen Sichtfenster zu ähnlichen Lösungszeiten wie für die Standardbenutzeroberfläche. Letztere stellte sich für ein 300x300 pixel grosses Sichtfenster sogar als die signifikant schnellere Variante heraus. Dieses Verhältnis wird auch durch die Präferenzwahl widergespiegelt. Während für das grössere Sichtfenster die Kippvariante die bevorzugte Technik war, erhielt für das kleinere Sichtfenster die Standardvariante die meisten Stimmen. Wir vermuten daher, dass auf einem kleineren Bildschirm, präzise Interaktion einen relativ höheren Einfluss verglichen mit dynamischer Interaktion auf die Nutzungsqualität hat. 2007 Büring, Thorsten eng Büring, Thorsten 2011-03-24T16:09:23Z application/pdf Zoombare Benutzeroberflächen auf kleinen Bildschirmen deposit-license

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