Entwicklung eines Patternkatalogs für Augmented Reality Interfaces in der Industrie

Für die Gestaltung eines User Interfaces für ein Augmented Reality-System im industriellen Kontext gibt es gegenwärtig keine Vorgaben oder Richtlinien. Dabei gelten in diesem Be-reich besondere Anforderungen für das Wahrnehmen und Erkennen von Inhalten, die durch die Rahmenbedingungen der industriellen Umgebung, die Mensch-Technik-Interaktion und die Arbeitsaufgabe gegeben sind. Die vorliegende Dissertation befasst sich mit dieser For-schungs-lücke.
Auf Basis der Anforderungsanalyse wurde mit Hilfe des modifizierten Usability Engineering Lifecycle nach Mayhew ein Designkonzept entwickelt. Dieses konzentriert sich auf die Wahr-nehmung von Informationen in Augmented Reality-Systemen. Eine Evaluation mit ExpertIn-nen untersuchte die Sättigung von Grau- und Farbwerten, in Bezug auf die Wahrnehmung und
Erkennbarkeit bei minimal und maximal zulässiger Leuchtdichte des industriellen Umfeldes. Als Ergebnis wurde deutlich, dass sich Grauwerte für dauerhafte Textdarstellungen eignen und Farben bei Hervorhebungen oder Grafiken von Vorteil sind. Ein weiteres Hauptaugen-merk der Dissertation befasste sich mit dem Layout und Interaktionsmöglichkeiten des User-Interfaces des Augmented Reality-Systems. Basisinteraktionen und de-facto Standards wur-den spezifisch bezüglich der generischen Aufgaben untersucht. Daraus entstand ein Prototyp, der in einer ausführlichen Untersuchung getestet wurde. Die vier generischen Aufgaben „Auswählen aus dem Hauptmenü“, „Navigieren in Dokumenten“ „Vertiefen von Objektin-formation“ und „Auswählen aus der Funktionsleiste“ wurden auf ihre Nützlichkeit und Nut-zerfreundlichkeit hin evaluiert. Es wurde deutlich, dass bei der Gestaltung der Layout-Elemente demDer NutzerIn die Möglichkeit gegeben werden sollte, die Darstellung nach eigenen Erfahrungen anzupassen und bestehende Lösungen zu übernehmen.
Im Ergebnis entstand ein Patternkatalog mit elf Layout- und 18 Interaktionsvarianten. Dieser kann bei der Entwicklung eines industriellen Augmented Reality-Systems in Hinblick auf eine nutzerorientierte Darstellung des Interfaces unterstützend wirken.

Currently, there are no guidelines or specifications for the design of a user interface for an augmented reality system in an industrial context. Special requirements such as the (DIN Norm) in fluency the perception and recognition of information in industrial environment. The conditions in turn impact the human-machine-interaction as well as the job assignment. The present dissertation explores on this research gap.
Based on a Usability Engineering Lifecycle model according to Mayhew, a design concept was developed, which deals with perception in augmented reality systems. An evaluation with experts examines the saturation of gray and color values, in terms of perception and recog-nizability at minimum and maximum permissible luminance of the industrial environment. The results indicate that gray values are suitable for permanent text display and colors are more suitable for highlighting or graphics. Another focus of the dissertation concerns the concept of the user interface for the augmented reality system. Basic interactions and de-facto standards were examined for the generic tasks of the industrial context. This resulted in a prototype, which was tested in a detailed evaluation. The four generic tasks “select from the main menu”, “navigate in documents”, “deepen object information” and “select from the function bar” were evaluated for their usefulness and usability. As a result, it became clear that when designing the layout elements, the users must be given the opportunity to adapt the presentation according to their own experience and existing solutions should be adopted.
The result of the dissertation is a pattern catalog with eleven layouts and eighteen interac-tion alternatives. These design solutions can support the development of user-oriented inter-faces for industrial augmented reality systems.

Für die Gestaltung eines User-Interfaces für ein AR-System im industriellen Kontext gelten besondere Anforderungen für das Wahrnehmen und Erkennen von Inhalten, die durch die Rahmenbedingungen der industriellen Umgebung, die Mensch-Technik-Interaktion und die Arbeitsaufgabe gegeben sind. Die Dissertation befasst sich näher mit der Gestaltung des Interface.

Eine Studie konzentriert sich auf die Wahrnehmung von Informationen in AR-Systemen. Eine Evaluation mit ExpertInnen untersuchte die Sättigung von Grau- und Farbwerten in Bezug auf die Wahrnehmung und Erkennbarkeit bei minimal und maximal zulässiger Leuchtdichte des industriellen Umfeldes. Ein weiteres Hauptaugenmerk der Dissertation befasste sich mit dem Layout und Interaktionsmöglichkeiten des User-Interfaces des AR-Systems. Basisinteraktionen und de facto Standards wurden bezüglich der generischen Aufgaben untersucht. Daraus entstand ein Prototyp, der in einer ausführlichen nutzerorientierten Untersuchung getestet wurde.

Im Ergebnis entstand ein Patternkatalog, der bei der Entwicklung eines industriellen AR-Systems in Hinblick auf eine nutzerorientierte Darstellung des Interfaces unterstützend kann.

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