Entwicklung und Evaluation eines berührungslosen Bedienkonzeptes für eine stereoskopische maritime Lagedarstellung

Meyer, Nils Ronald; Rötting, Matthias; Flemisch, Frank Ole

doi:38783

Entwicklung und Evaluation eines berührungslosen Bedienkonzeptes für eine stereoskopische maritime Lagedarstellung = Development and evaluation of a touchless interaction concept for a stereoscopic maritime situation display

Meyer, Nils Ronald^RWTH*

2019 & 2020

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Nils Ronald Meyer

ImpressumAachen 2019

Umfang1 Online-Ressource (xiv, 252 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2020

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Flemisch, Frank Ole (Thesis advisor)^RWTH* ; Rötting, Matthias (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2019-12-11

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2019-12000
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/775130/files/775130.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft (417110)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Beanspruchung (frei) ; Ergonomie (frei) ; Handmodell (frei) ; Mensch-Computer-Interaktion (frei) ; Stereopsis (frei) ; digitale Seekarte (frei) ; freihändische Interaktion (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Durch verbesserte Sensortechnik und neue Verfahren zur Datenerfassung liegen Datensätze immer häufiger so vor, dass eine Darstellung in drei räumlichen Dimensionen umsetzbar ist. Sowohl mit akustischen Unterwassersensoren als auch elektromagnetischen Sensoren ist die Erzeugung räumlicher Datensätze bereits in hoher Auflösung möglich. Dreidimensionale Anzeigesysteme wie stereoskopische Displays oder kopfbasierte Anzeigesysteme der erweiterten und virtuellen Realität dienen zur dimensionsgetreuen Wiedergabe solcher Datensätze. Um mit den angezeigten Datensätzen in der Dreidimensionalität interagieren zu können, werden derzeit häufig noch klassische Eingabemethoden wie die Maus- oder Joystickeingabe verwendet, die jedoch für dreidimensionale Anzeigesysteme als nicht intuitiv oder die Benutzung als schwierig empfunden wird. Seit Jahren ist bei der Entwicklung von Eingabemethoden ein Trend zur sogenannten natürlichen Interaktion zu beobachten, bei der Nutzer direkte Manipulationen an virtuellen Objekten vornehmen können, wie beispielsweise bei berührungsempfindlichen Eingabesystem wie Tabletcomputern oder Smartphones. In der vorliegenden Arbeit werden berührungslose Eingabemethoden zur Datenmanipulation über sogenannte "`Mid Air"' Interaktion in stereoskopischen Desktopumgebungen am konkreten Beispiel der maritimen Lagedarstellung untersucht. Im Verlauf der Arbeit werden gemeinsam mit Experten aus dem maritimen Umfeld Konzepte und Szenarien zur Entwicklung einer stereoskopischen maritimen Lagedarstellung erörtert und anschließend umgesetzt. Der daraus entstehende Prototyp wird arbeitswissenschaftlichen Untersuchungen unterzogen und eine abschließende Bewertung unter Berücksichtigung ergonomischer Fragestellungen vorgenommen.

Innovative sensor technology and new methods for data acquisition and its combination provide data sets in real time in such a way that they can be represented in three spatial dimensions. Both acoustic underwater sensors and electromagnetic sensors can be used to generate triangulated spatial data sets in high resolution. Three-dimensional display systems such as stereoscopic displays or head mounted virtual and augmented reality displays may visualize spatial data with their original dimension. To interact with the displayed data in their natural representation of three dimensions, classical input methods such as mouse and joysticks are still used frequently. These input methods lack of the absence of a third input dimension and therefore may not be intuitive or are difficult to use. Recently, a trend towards so-called natural interaction paradigms can be observed in human computer interaction, in which users can directly manipulate virtual objects by using touch-sensitive input systems such as tablet computers or smartphones. In this work a touchless interaction concept for a stereoscopic desktop environment is developed by "`mid air"' interaction for manipulating data in a maritime situation display is developed and investigated. The concept is based on scenarios which are developed in cooperation with maritime experts. The resulting prototype is investigated from a human computer interaction perspective and evaluated in regard of ergonomic factors.

OpenAccess:
PDF
(additional files)