Mensch-Computer Interaktion. Sommersemester Dr. Martin Baumann. Institute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway

Transkript

1 Mensch-Computer Interaktion Sommersemester 2012 Dr. Martin Baumann

2 Agenda für heute! Wer ich bin!! Kurze Vorstellungsrunde der Teilnehmer! Einführung in Human-Computer Interaction! Vorstellung der geplanten Themen! Prüfungsleistung! Verteilung der Themen! Planung der nächsten Sitzungen! Termine! Kontakt / Interaktion Title > Mai 2, 2012 > 2

3 Institut für Verkehrssystemtechnik Abteilung Automotive Einbettung / Methodik & Instrumente / Aktivitäten PD Dr. Frank Köster Human Factors Konzepte und Technologien Simulatoren und Fahrzeuge Abteilung Automotive > Mai 2, 2012 > Folie 4 Title > Mai 2, 2012 > 4

4 Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. in der Helmholtz-Gemeinschaft Forschungsbereiche! Luftfahrt! Raumfahrt! Energie! Verkehr! Sicherheit Gesamtbudget! 2007: Mio. Euro! 2008: Mio. Euro Title > Mai 2, 2012 > 5

5 Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. in der Helmholtz-Gemeinschaft! Forschungseinrichtung! Raumfahrt-Agentur! Projektträger n Hamburg Bremen- n n Neustrelitz Trauen n Berlin n Braunschweig n! Mitarbeiterinnen/Mitarbeiter arbeiten in 29 Forschungsinstituten und Einrichtungen an 13 Standorten (n /n ) (n Verkehrsthemen) n Köln n Bonn n Göttingen n Lampoldshausen! Büros in Brüssel, Paris und Washington n Stuttgart n Oberpfaffenhofen Weilheim n Title > Mai 2, 2012 > 6

6 Forschung im Institut für Verkehrssystemtechnik Automotive Bahnsysteme Verkehrsmanagement Human Factors Unfallanalysen / NDS Schlüsselfaktoren insb. Fahrerverhalten Mess-/Analysemethoden Fahrermodelle Konzepte/Technologien Basistechnologien für Assistenz/Automation Ergonomie / Design Designprozesse Simulatoren/Fahrzeuge Simulatoren Fahrzeuge Human Factors Betriebsführung Betriebswissenschaften Life Cycle Management Migration Sicherheit Bahntechnik Zugbeeinflussung ETCS Stellwerke Bahnübergänge Testen RailSiTe / RailDrive Verkehrserfassung infrastrukturseitige Messtechnik Floating Car Data Signal- und Bildverarbeitung Daten- und Informationsfusion Testfelder Verkehrsbeeinflussung Katastrophen Großereignisse Simulation Title > Mai 2, 2012 > 7

7 Forschung in der Abteilung Automotive Human Factors Konzepte und Technologien Werkzeuge Simulatoren und Fahrzeuge Methoden Abteilung Automotive PD Dr. Frank Köster!!"#$%& '()&$&* Gruppe Methoden und Bewertung Gruppe Fahrerkognition und Modellierung Gruppe Systemergonomie und Design Gruppe Technologien für Assistenz und Automation Gruppe Simulatoren Gruppe Fahrzeuge Unfallanalysen / NDS Schlüsselfaktoren Situation / Fahrzeug Fahrerverhalten Mess- / Analysemeth. Ego und gesamt Sys. Fahrermodelle stoch. bis kognitiv Basistechnologien für Assistenz / Automation Architekturen Fahrzeugsteuerung Ortung / Navigation Ergonomie / Design Hochautomation / HMI Designprozesse Modelle/Formalisierung Simulatoren fest / bewegt Fahrzeuge passiv / aktiv (Hoch-) Automation Title > Mai 2, 2012 > 8

8 Forschungsinstrumente und Zusammenspiel Virtual Virtual/Real Real Accident Analysis Analysis of drivers behavior in real traffic + simulation ViewCar VRLab Testbed / AIM Models Assessment and Evaluation Validation of driver assistance and automation in real traffic FASCar (I+II) Testbed / AIM Prototyping & evaluation of driver assistance and automation in different simulations VRLab SMPLab HMILab Dyn. Driving Sim Co-Simulation Title > Mai 2, 2012 > 9

9 Forschungsinfrastruktur ViewCar Blickrichtungserkennung Kamerasystem Umwelt D-GPS Radar Spurerkennung Laserscanner Title > Mai 2, 2012 > 10

10 Forschungsinfrastruktur VR Labor / SMPLab / HMI Labor / dynamischer Fahrsimulator VR Labor SMPLab HMI Labor dynamischer Fahrsimulator Title > Mai 2, 2012 > 11

11 Forschungsinfrastruktur FASCar I / FASCar II Steer-by-Wire-Fahrzeug! Lenksäule komplett ersetzt durch Simulationslenkrad keine mechanische Kopplung zwischen Lenkrad und Rädern (beliebige Freiheitsgrade)! Einsatz insbesondere im EU-Projekt HAVEit Etabliertes FASCar! Basisfahrzeug für Steer-by-Wire Entwicklungen / aktive Sicherheit! Entwicklung prototypischer Assistenz / Technologieträger! EU Projekte, Niedersachsen III und GF-Projekte Title > Mai 2, 2012 > 12

12 EINFÜHRUNG IN DIE MENSCH-COMPUTER-INTERAKTION Title > Mai 2, 2012 > 13

13 Mensch-Computer Interaktion Beteiligte Wissenschaften Technoologie Soziologie Informatik Allg. Psychologie HCI Pädago gische Psychologie Grafisches Design Human Fators Title > Mai 2, 2012 > 14

14 Ziel: Verbesserung der Interaktion! Interesse an HCI wächst zunehmend! Ziel: Erleben der Interaktion mit Computer verbessern Title > Mai 2, 2012 > 15

15 Ziel: Verbesserung der Interaktion! Interesse an HCI wächst zunehmend! Im Professionellen Bereich Title > Mai 2, 2012 > 16

16 Ziel: Verbesserung der Interaktion! Interesse an HCI wächst zunehmend! Im privaten Bereich Title > Mai 2, 2012 > 17

17 Ziel: Verbesserung der Interaktion! Interesse an HCI wächst zunehmend! Nutzung der Bildungsmöglichkeiten des WWW Title > Mai 2, 2012 > 18

18 Zuwachs an mobilen Geräten! Entwicklung geht weg von Desktop-basierten Anwendungen zu mobilen Geräten! Bereichern private Beziehungen Title > Mai 2, 2012 > 19

19 Zuwachs an mobilen Geräten! Entwicklung geht weg von Desktop-basierten Anwendungen zu mobilen Geräten! Ermöglichen zeitnahe medizinische Unterstützung Title > Mai 2, 2012 > 20

20 Zuwachs an sozialen Netzwerken! Während klassische Medien (Zeitungen, Fernsehen) Publikum verlieren wächst Anzahl der Nutzer sozialer Netzwerke! Gute HCI ermöglicht einfaches Bereitstellen von multi-medialen Inhalten auf mobilen Geräten Title > Mai 2, 2012 > 21

21 Herausforderungen! Designer/ Entwickler müssen Anwendungen auf verschiedensten Plattformen/ Displays anbieten können! kleine Displays mobiler Geräter bis hin zu großen Plasma-Panels! Plastizität der Designs muss! einen ungestörten Übergang zwischen unterschiedlichen Display- Größen,! und zwischen der Darbietung durch Desktop-Webrowser oder taschengroße Handys erlauben! die Übersetzung in verschiedene Sprachen ermöglichen,! die Kompatibilität mit Bedienhilfen für spezielle Nutzergruppen (z.b. Sehbehinderte) sicherstellen Title > Mai 2, 2012 > 22

22 Visionen Title > Mai 2, 2012 > 23

23 Visionen! Desktop Computer und klassische Schnittstellen verschwinden! Neue Schnittstellen werden allgegenwärtig, unsichtbar, eingebettet in die Umgebung! Neue Geräte sind kontext-sensitiv und nehmen Umwelt wahr! Erkennen Bedürfnisse der Nutzer und kommunizieren auf vielfältige Art! Integriert in Kleidung, implantiert in die Haut Title > Mai 2, 2012 > 24

24 Visionen! Multi-modale Interfaces! Gestensteuerung! Schnittstellen, die auf den emotionalen Zustand des Nutzers reagieren Title > Mai 2, 2012 > 25

25 Usability-Ziele! Allgemeine Qualitätsmerkmale guten Designs! Usability/ Benutzerfreundlichkeit! Universalität! Nützlichkeit! Grundlegende Voraussetzungen! Bewusstsein im Management (erfahrenes Personal, realistische Zeitpläne)! Designprozess beinhaltet! Identifikation der Bedürfnisse der Nutzer! Generierung von Design-Alternativen! Durchführung von tiefgehenden Tests! Tools zur schnellen Umsetzung in Software-Prototypen für weiteres Testen Title > Mai 2, 2012 > 26

26 Usability-Ziele! Gutes Design zeichnet sich dadurch aus, dass! Nutzer Erfolg, Kompetenz und Beherrschung des Systems erlebt! Nutzer klares mentales Modell des Systems besitzen! Schnittstelle verschwindet und Nutzer können sich Ihrer Aufgabe widmen! Nutzer Gefühl des in the flow erlebt Title > Mai 2, 2012 > 27

27 Usability-Ziele! Für den Evaluationsprozess von Design messbare Kriterien wichtig! Zeit für das Erlernen des Systems! Geschwindigkeit der Aufgabenbearbeitung! Häufigkeit von Fehlern des Nutzers! Retentionszeit! Subjektive Zufriedenheit Title > Mai 2, 2012 > 28

28 Bereiche der HCI-Gestaltung Lebenskritische Systeme! Z.B. Flugüberwachung, Atomkraftwerke, medizinische Instrumente! Hohe Effektivität und hohe Reliabilität wird erwartet Title > Mai 2, 2012 > 29

29 Bereiche der HCI-Gestaltung Lebenskritische Systeme Lernzeit Lebenskritische Systeme Zufriedenheit Geschwindig keit Lebenskritische Systeme Retention Fehlerrate Title > Mai 2, 2012 > 30

30 Bereiche der HCI-Gestaltung Kommerzielle Systeme! Z.B., Schnittstellen für Banksysteme, Versicherungssoftware, Hotelreservierungsysteme,! Kosten wichtig!! Bei internationalen Konzernen Übersetzung in andere Sprachen und Anpassung an lokale Kulturen notwendig Title > Mai 2, 2012 > 31

31 Bereiche der HCI-Gestaltung Kommerzielle Systeme Industrielle und kommerzielle Systeme Lernzeit Zufriedenheit Geschwindig keit Industrielle und kommerzielle Systeme Retention Fehlerrate Title > Mai 2, 2012 > 32

32 Bereiche der HCI-Gestaltung Home- und Unterhaltungssysteme! Home-PC-Anwendungen, z.b., -clients, Suchmaschinen; Handys, Digitalkameras,! Computerspiele! Soziale Netzwerke, virtuelle Umgebungen (z.b., Second Life)! Anpassung an unterschiedliche Expertise notwendig (Anfänger vs. Experte)! Ebenen der Bedienung (z.b., Suchmaschinen) BILD Title > Mai 2, 2012 > 33

33 Bereiche der HCI-Gestaltung Home- und Unterhaltungssysteme Heim- und Unterhaltungs- Anwendungen Lernzeit Zufriedenheit Geschwindig keit Heim- und Unterhaltungs- Anwendungen Retention Fehlerrate Title > Mai 2, 2012 > 34

34 Universelle Usability! Hohe Diversität zwischen Nutzern von Systemen! und zwischen Designer und Nutzern Title > Mai 2, 2012 > 35

35 Universelle Usability! Hohe Diversität zwischen Nutzern von Systemen! und zwischen Designer und Nutzern Title > Mai 2, 2012 > 36

36 Universelle Usability! Verstehen der physischen, intellektuellen und Persönlichkeitsunterschiede zwischen Nutzern essentiell für Erfolg! That s the ultimate goal: addressing the needs of all users (Shneiderman, 2010, p. 41)! Betrachten verschiedener Nutzungssituationen und Nutzergruppen für ein Design führt in der Regel zu Verbesserung! Beispiel: abgeschrägte Bordsteinkanten für Rollstuhlfahrer! Vorteile für weitere Nutzergruppen Title > Mai 2, 2012 > 37

37 Universelle Usability Physische Fertigkeiten und Arbeitsplätze! Anthropometrie := Wissenschaft über die Ermittlung der Maße von Menschen, deren systematischer und statistischer Aufbereitung für die angemessene Gestaltung von Arbeitsplätzen und Produkten! Gestaltung für 5- bis 95-Perzentil-Bereich Title > Mai 2, 2012 > 38

38 Universelle Usability Physische Fertigkeiten und Arbeitsplätze! Beispiel Handy-Tastatur-Design! Abstand zwischen Tasten! Größe der Tasten! Notwendiger Druck! Passend für große Mehrheit der Nutzer! Andererseits: Display-Helligkeit! Kann von Nutzern eingestellt werden! Wenn ein einzelnes Design nicht für große Nutzerpopulation möglich! Einstellungsmöglichkeiten hilfreich Title > Mai 2, 2012 > 39

39 Universelle Usability Physische Fertigkeiten und Arbeitsplätze! Gesamtes Arbeitsplatzdesign wichtig für Wirkung von HCI! Human Factors Engineering of Computer Workstations (HFES, 2007)! Arbeitsfläche! Beinfreiheit unter Arbeitsfläche! Tiefe und Breite der Arbeitsfläche! Einstellbarkeit von Stuhl- und Arbeitsflächenhöhe und winkel! Title > Mai 2, 2012 > 40

40 Universelle Usability Perzeptuelle und kognitive Fähigkeiten! Entscheidende Grundlage für die Gestaltung interaktiver Systeme: Wissen über die perzeptuellen und kognitiven Fertigkeiten der Nutzer und deren Unterschiede (Card, Moran, Newell, 1983) Title > Mai 2, 2012 > 41

41 Universelle Usability Kulturelle und internationale Unterschiede! Berücksichtigung kultureller Unterschiede in HCI-Gestaltung notwendig! Unterschiedliches Blickverhalten auf Webseiten in Abhängigkeit von gelernter Sprache! Chinesisch, Deutsch, Arabisch! Betonung unterschiedlicher Inhalte! Weltweiter Computer- und Software-Markt macht Anpassungen an nationale Unterschiede notwendig! Leserichtung! Datumsformat! Zahlenformate, Title > Mai 2, 2012 > 42

42 Universelle Usability Nutzer mit Behinderungen! Barrierefreiheit als Gestaltungsziel der HCI! Barrierefreie Informationstechnik Verordnung! Z.B., Text-to-Speech, Bildschirmvergrößerung Title > Mai 2, 2012 > 43

43 THEMEN DES SEMINARS Title > Mai 2, 2012 > 44

44 Themen des Seminars! Basis-Literatur:! Shneiderman (& Plaisant). Designing the User Interface! weiterführende, vertiefende Literatur! Literaturliste des jeweiligen Kapitels von Shneiderman! weiterführende Literatur! Helander. Handbook of Human-Computer-Interaction! Herczeg. Software-Ergonomie! Satinder. Cognition, Communication, Interaction Title > Mai 2, 2012 > 45

45 Thema: Guidelines, Prinzipien, Theorien! Hintergrund für die folgenden Themen! Definition! Ziel, Bereich, Inhalt von Guidelines! Prinzipien im Unterschied zu Guidelines! Die acht goldenen Regeln des Interface Designs! Welche Theorien sind relevant? Title > Mai 2, 2012 > 46

46 Thema: Der Design-Prozess! Die vier Säulen des Designs! Unternehmensorganisation und Usability! Entwicklungsmethoden! Beobachtung! Partizipatives Design! Szenario-Entwicklung Title > Mai 2, 2012 > 47

47 Thema: Bewertung der Schnittstellengestaltung! Experten-Reviews! Usability-Testing! Fragebogen-Instrumente! Akzeptanz-Tests! Beobachtung während der Nutzung! Experimente Title > Mai 2, 2012 > 48

48 Thema: Direkt-Manipulation und virtuelle Umgebungen! Direkt-Manipulation! Beispiele und Merkmale! Vorteile und Probleme! 3D-Interfaces! Teleoperation! Virtual und Augmented Reality Title > Mai 2, 2012 > 49

49 Thema: Menü-basierte Interaktion! Organisation von Menüs! aufgabenorientiert! inhaltsorientiert! Arten von Menüs! Dateneingabe mit Menüs! Menüs für kleine Displays Title > Mai 2, 2012 > 50

50 Thema: Kommando- und natürliche Sprachen! Beispiele:! cp a.txt b.txt!! Organisation von Kommandosprachen! Benennungen und Abkürzungen! Natürlich-sprachliche Interaktion Title > Mai 2, 2012 > 51

51 Thema: Interaktionsgeräte! Tastaturen! Zeigegeräte! Sprach- und Auditive Schnittstellen! Displays! Größe! Head-Up! Mobilgeräte Title > Mai 2, 2012 > 52

52 Thema: Kollaborative Interfaces! Beispiele:! Zusammenarbeit von Personen! Soziale Netzwerke! Ziele von Zusammenarbeit und Partizipation! Asynchrone, verteilte Interfaces! z.b. ! Synchrone verteilte Interfaces! z.b. chat! Face-to-face interfaces! Zusammenarbeit zur gleichen Zeit im gleichen Raum! Pilot-Kopilot! Design-Teams! Title > Mai 2, 2012 > 53

53 Prüfungsleistung! Referat! weiteres ist noch festzulegen Title > Mai 2, 2012 > 54

54 Termine! geplant:! freitags, alle 2 Wochen! 9:15 10:45! Ausnahme:! ! Hier muss Ersatztermin gefunden werden. Title > Mai 2, 2012 > 55

55 Verteilung der Themen! : Guidelines ()! : Designprozess ()! : Bewertung ()! : Direktmanipulation ()! menü-basierte Interaktion ()! Kommandosprachen ()! : Interaktionsgeräte ()! : Kollaborative Interfaces () Title > Mai 2, 2012 > 56

56 Kontakt / Interaktion! martin.baumann@dlr.de! Betreff [HCI-Seminar]! Verteiler mit Ihren Adressen! bitte einfach eine an mich! Video-Konferenzen, wenn möglich! Adobe Connect! Telefon! nach Vereinbarung! Treffen an der TU! nach Vereinbarung (möglich, freitags, nicht regelmäßig) Title > Mai 2, 2012 > 57