Kurz etwas zu mir: Mein Name ist David Paschke und ich arbeite bereits seit 2008 im UCDplus-Team als Interface Designer im Bereich Web. Neben meinem Job habe ich Anfang diesen Jahres den Masterstudiengang “Interaction Design” am Institut für Industrial Design an der Hochschule Magdeburg-Stendal abgeschlossen. In diesem Beitrag möchte ich meine MasterThesis vorstellen, sie trägt den Titel

“Lebendiges Informationsdesign: Ideengeber für den Einsatz von Animation und Klang im interaktiven Informationsdesign”

Die Arbeit beschäftigt sich im weitesten Sinne mit dem Informationsdesign, d.h. der Darstellung von und Interaktion mit Daten und Informationen. Großer Fokus lag dabei vor allem auch auf dem Einsatz von Animation und Klang in diesem Gebiet. Ziel war es, ein digitales Werkzeug zu konzipieren, das Gestaltern dabei hilft, interaktive Datenvisualisierungen und Informationsgrafiken zu erstellen. Dabei soll dieses Werkzeug alle vorhandenen Möglichkeiten des Informationsdesigns aufzeigen und ausprobierbar machen.

Theoretischer Leitfaden

Zuerst wurden die theoretischen Aspekte des Themas – die Eckpfeiler interaktiver Datenvisualisierungen und Informationsgrafiken – untersucht:
+ die DATEN
+ die VISUALISIERUNG + SONIFIKATION von diesen Daten
+ die INTERAKTION mit diesen Daten-Darstellungen
+ die durch Interaktionen ausgelösten STATUSÜBERGÄNGE

Was genau steckt also hinter diesen Begriffen?

DATEN

Daten umgeben uns täglich und in nahezu allen Bereichen – egal, ob wir die Temperatur an einem Thermometer ablesen, auf einer Karte betrachten, wo wir uns gerade befinden oder versuchen die verschiedenen Positionen in einer Firmenstruktur zu verstehen. All diese Zahlen und Fakten, mit denen jemand bei diesen beispielhaften Tätigkeiten in Berührung kommt, werden Daten genannt.

Das Kapitel behandelt neben den Datenarten den Umwandlungsprozess von Daten in Informationen in Wissen.

VISUALISIERUNG + SONIFIKATION VON DATEN

Große Datenmengen können vom Menschen nur schwer verarbeitet werden. Sollen beispielsweise hunderte von Einzelwerten in einer Tabelle überblickt, verglichen und ausgewertet werden, kann dies zu einer viel Zeit und Kraft in Anspruch nehmenden Aufgabe für den Ausführenden werden. Um den menschlichen Denkapparat bei solchen Aufgaben zu entlasten, haben sich Methoden etabliert, um diese Daten visuell darzustellen. Der Mensch kann die Zusammenhänge und Verknüpfungen zwischen den zugrunde liegenden Daten in solchen Abbildungen sehr viel besser wahrnehmen als in textuellen Auflistungen. Zusätzlich stellt die Verklanglichung von Daten – auch Sonifikation genannt – eine interessante Alternative zur Visualisierung dar, allein weil ein anderer als der – oft bereits ausgiebig genutzte – Sehsinn gebraucht wird.

In diesem Teil der Arbeit werden alle bekannten Möglichkeiten, Daten visuell bzw. auditiv darzustellen untersucht.

INTERAKTION MIT DARSTELLUNGEN VON DATEN

Eine gewisse Komplexität bzw. Menge an abbildbaren bzw. hörbaren Objekten kann in statischen Visualisierungen nicht überschritten werden, da sie für den Betrachter nicht mehr erfassbar wären. Eine interaktive Darstellung bringt dagegen bei der Betrachtung und Erkundung von großen Daten- und Informationsmengen enorme Vorteile: Der Nutzer kann – abhängig von seinem Vorwissen – individuell entscheiden, wie schnell und tief er in ein Thema eindringt. Diese Freiheit fördert und vereinfacht den Prozess der Wissensaufnahme.

Dieses Kapitel stellt alle möglichen Interaktions-Formen mit Datenvisualisierungen und Informationsgrafiken vor.

STATUSÜBERGÄNGE

Ein der realen Welt findet keine Änderung eines Objekts von einem in den nächsten Status ohne einen Übergang statt. Verändert ein Gegenstand etwa seine Position, passiert dies nicht plötzlich – jeder Übergang braucht eine gewisse Zeit. Dieses natürliche, uns ständig umgebende Prinzip der Animation muss auch auf visuelle Repräsentanzen von Daten angewendet werden, um u.a. einen roten Faden für den Nutzer zu gewährleisten, wenn er damit interagiert.

In diesem Abschnitt der Arbeit wird untersucht, welche visuellen und auditiven Parameter genutzt werden können, um die Änderung eines Objekts darzustellen. Abschließend wird gezeigt, welche Interaktionen welche Statusübergänge auslösen können.

VERKETTUNG

Spannend wird es, betrachtet man die vielfältigen Möglichkeiten, die sich aus der Kombination der einzelnen, zuvor dargestellten, Teile ergeben. Es bildet sich ein komplexes Geflecht – bestimmte Datenarten können auf verschiedene Arten dargestellt werden. Diese können wiederum mit verschiedenen Formen der Interaktion ausgestattet werden und durch diese Interaktionen können eine ganze Reihe von Statusübergängen stattfinden, die den Betrachter bei der Benutzung unterstützen. Die gebündelten Betrachtungen des Theorie-Teils bildeten nun die Grundlage für die nachfolgende Konzeption. All diese Aspekte mussten also in das zu gestaltende Werkzeug einfließen.

Konzeption + Gestaltung

Auf Basis des theoretischen Leitfadens wurde ein Konzept für eine Software entwickelt, die Gestaltern interaktiv die verschiedenen Teildisziplinen des Informationsdesign aufzeigt und beim Gestaltungsprozess unterstützen soll. Das entstehende digitale Werkzeug wird dabei (vorerst) nicht die Möglichkeit bieten eigene Daten des Benutzers verwenden zu können. Vielmehr entsteht eine Art ideengebendes Inspirations-Tool. Es soll eine breite Anwendergruppe aus dem Bereich der multimedialen Gestaltung angesprochen werden, also sowohl der unerfahrene, als auch der routinierte Informationsdesigner. Dementsprechend soll die zu konzipierende Software dem Nutzer die Gelegenheit bieten, sich ausgiebig über möglichst viele Methoden und Aspekte des Themas Informationsdesign zu informieren und sich für den Einsatz von Klang und Animation in eigenen Werken begeistern zu lassen.

Für die Findung einer adäquaten Form entstanden 12 Vorkonzepte, die verschiedene Ansätze ausprobierten, die im theoretischen Teil vorgestellten Aspekte darzustellen:

Nach eingehender Analyse kristallisierten sich zwei der Konzepte heraus, die weiter verfeinert und untersucht wurden:

KONZEPT SUNBURST

Hier werden die verschiedenen Aspekte einer Informationsvisualisierung in verschiedenen Ebenen geschichtet und vom Nutzer durch einfache Selektion verkettet.

KONZEPT STECKBAUM

Dieses Konzept stellt alle Arten von Daten, Darstellungsformen, Interaktionsmöglichkeiten und Statusübergänge als je einen Baum dar. Der Nutzer verknüpft diese Bäume miteinander und kann somit die vielfältigen Möglichkeiten strukturiert und zugleich spielerisch erkunden und ausprobieren. Zusätzlich zu der Möglichkeit des manuellen Erstellens von Verknüpfungen bietet das Baum-Konzept einen Mechanismus, mit dem sich der Nutzer zufällige Kombinationsmöglichkeiten generieren lassen kann.

PROTOTYP
Das Konzept “Steckbaum” wurde fertig ausgearbeitet. Neben der visuellen Erscheinung und der Definition der Interaktionen für den Nutzer wurde das Werkzeug prototypisch mit Adobe Flash umgesetzt. Das folgende Video zeigt in einem kurzen Durchlauf die Verknüpfung der Bäume im Prototyp:

Der Zufallsmechanismus wird durch eine Reißleine ausgelöst, mit der der Nutzer die Stärke des Zufalls in Maßen steuern kann – zu sehen in dem folgenden Video:

Fazit

Die entworfene Software bietet dem interessierten Neueinsteiger, neben der Möglichkeit des Erstellens eigener Statusübergänge, ausführliche Texte und Darstellungen, die das Verständnis des Themas vertiefen. Die Applikation ist also über ihren eigentlichen Zweck hinaus auch zu einer eigenständigen Wissensquelle geworden.

Die in der MasterThesis entwickelten Bäume stellen dabei einen spannenden und neuartigen Weg vor, wie ein Nutzer eine Auswahl aus einer Vielzahl von Elementen treffen und diese aneinanderreihen kann. Hierfür wurde die weit bekannte Darstellungsmethode Baumdiagramm als Grundlage benutzt und um einen Verbindungsmechanismus und viele Details erweitert. Jedes einzelne Teil dieser Bäume ist dabei so entworfen worden, dass es dem Nutzer klar und deutlich kommuniziert, was er damit tun kann, d.h. wie er damit interagieren soll und wie sich dieser Bestandteil verhalten wird. Der in diesem Zusammenhang konzipierte Zufallsmechanismus – für das Erzeugen von Zufallskombinationen der Bäume Daten, Darstellung, Interaktion und Statusübergang – ist ein weiteres Detail, das neben dem Nutzen auch Spaß in das Anwenden der Software bringt.

Beste Grüße und vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit,
David

Wir freuen uns über Kommentare und einen spannenden Austausch zum Thema! (Spezielle Fragen werden gern über paschke@ucdplus.com beantwortet)

DANKSAGUNG
An dieser Stelle möchte ich noch allen danken, die an diesem spannenden Projekt beteiligt waren:
+ meinen Betreuerinnen Constanze Langer, MA und Prof. Dr. Christine Strothotte für ihren stetigen Input
+ meinen Kommilitonen Daniel Kränz und Judith Hösel für ihre immer offenen Ohren
+ speziell Sascha Reinhold für die unermüdliche Hilfe bei der Umsetzung des Prototyps
+ natürlich dem gesamten, immer nachsichtigen und rückendeckenden Team von UCDplus

• Sony Playstation “Move”
  www.youtube.com/watch?v=oCeX4uiEIt8 und www.youtube.com/watch?v=rc5-R61hit0
• General Motors Head Up Display
  www.youtube.com/watch?v=Jp3EVu3AqGU
• Lernen mittels Augmented Reality
  www.ssatrust.org.uk/achievement/future/Pages/AugmentedReality.aspx
  und www.youtube.com/watch?v=7G3H3ImCWlE
  und learnar.org/bio_organs_demo.html
• QR Codes bei Facebook
  techcrunch.com/2010/03/16/facebook-qr-code/
• User Interface Design des iPad
  mattgemmell.com/2010/03/05/ipad-application-design
• Microsoft Patent zur Stärke von Mausclicks
  www.beingmanan.com/wp/2010/03/microsoft-working-on-pressure-sensitive-computer-mouse/

Unsere Unternehmsgruppe setzt für die Kreation neuer Interaction Design Produkte meist die gruppeneigene Ideenfabrik von Zephram ein. Das im Video vorgestellte Praxisbeispiel nutzt zur Findung von Ideen ein drei-stufiges System. Gesucht wurde die Antwort auf die Frage: Wie kann ich Passanten auf ein Multitouch-Display aufmerksam machen und sie zur Benutzung anregen.

1. Analogie
   Die Suche nach Vorbildlösungen, die gleiche oder ähnliche Probleme bereits gelöst haben. Diese werden dann auf das neue Problem angewendet.
2. Provokation
   Die bestehende Situation wird analysiert und dann bewußt verfälscht. Es entstehen unkonventionelle Ideen.
3. Zufall
   Zufällige Inputs generieren überraschende Ergebnisse zur Lösung des Problems.

Den Ablauf einer solchen Ideenfabrik können Sie sich im folgenden Video ansehen:

Wer mehr über die Techniken erfahren möchte, dem sei ein Blick in das Blog von Zephram empfohlen: www.zephram.de/blog/2010/01/20/wie-findet-man-gute-analogien/

Die Idee die ihn berühmt machte: Johnny Lee nutze die integrierte Infrarotkamera in der Wiimote einfach andersrum:
Anstatt die Wiimote in die Hand zu nehmen, platzierte er diese vor den Fernseher und bewegte stattdessen die Sensorleiste, die widerrum mit 2 Infrarotlichtern ausgerüstet ist. Wenn man nun die Sensorleiste bewegt, registriert die Wiimote die Position der Leiste relativ zum Bildschirm. Den entstehenden Effekt demonstrierte Lee mit einer eigens entwickelten Software mit 2D-Objekten. Durch die Umkehr der Eingabegeräte entstand der Eindruck, eines Pseudo-3Ds. (Das Video dazu gibts in dem schon besagten Eintrag)

Das ganze wurde dann von vielen als Inspirationsquelle genutzt und ein Head-Tracking ohne Wii und nur mittels einer Webcam entwickelt. Hier mal ein Beispiel, das dieses System auf einem kleinen MacBook demonstiert:

In einem weiteren Experiment versorgte Johnny Lee die WiiMote mit einem stärkeren Sensor und klebte sich Reflektoren an die Finger: herausgekommen war dann das hier:



Das wirklich tolle an der Sache sind die Selbstbauanleitungen dazu, die man auf Lee´s Website findet…Hier schonmal DIE IDEE für die nächste Generation der Spielkonsolen: Man stattet einen Raum mit mehreren Sendern aus, sodass die Spielkonsole die eigene Postion im Raum registrieren kann. Da sag ich doch einfach: Wozu WiiMotionPlus, wenn man seinen Gegner im Streetfighter direkt mit einem gezielten Tritt in die Knie zwingen kann!

Kritisch betrachtet wäre selbst bei einer 360° Lösung das wirkliche Feedback ein Problem, denn wenn unsere Faust im Spiel auf den gegnerischen Kopf prallt, dann sollte nicht nur die Spielfaust aufprallen, sondern auch unsere eigene, da sonst weiterhin Synchronisationsprobleme entstehen.

Es gibt zwar schon ein paar Ansätze, ein haptisches Feeback zu bieten (also nicht direkt für die Wii, sondern allgemein), allerdings beruhen die immer darauf, dass die Finger immer irgendwo eingespannt sind. Wie zum Beispiel bei dieser Lösung

Wir berichteten auch schon einmal ausführlicher darüber hier.

Aber wie man schon sieht, nichts für den “Hausgebrauch” und wirklich mehr was für den wissenschaftlichen, industriellen Einsatz. Beispielsweise zu Steuerung eines Robotors in lebensfeindlichen Umgebungen.

Ein Lösung, die wir da eher für denkbar halten ist eine “losgelöste” Erweiterung der Controller. Ein ersten Schritt in diese Richtung hat dazu Wissenschaftler des Japan’s National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) unternommen. Der von ihnen entwickelte “GyroCubeSensuous” enthält Motoren und Gewichte, die entsprechen der virtuellen Umgebung verlagert werden. So das, bezogen auf ein Wii-Box-Spiel, gegen meine zuschlagende Faust eine Kraft dagegen hält. Hier mal eine völlig gewaltlose Präsentation des Systems:

Weitere Infos dazu auf der (leider nur englischen) Seite: http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20050413/103707/?ST=english

… und wenn wir uns trauen noch einen Schritt weiter zu denken, dann wäre auch ein direktes physisches Feedback auf die Muskeln möglich. Basis dafür könnte die Electrostimulation sein, die die meisten wohl aus dem Nachtprogramm kennen:

Diese Technologie könnte es schaffen, das ich (um beim Beispiel Boxspiel zu bleiben) wenn ich auf etwas draufhaue auch gestoppt werde und den Wiederstand spüre. … Allerdings würden wir dieses Konzept gerne noch mal von einen Physiotherapeuten beurteilen lassen

Alles was danach kommt, um mich die Virtualität wirklich spüren zu lassen, würde dann wohl in die Richtung direkt Gehirnstimulation gehen, über die wir ja auch schon berichtet haben.

Es bleibt also spannend bei diesem Thema / Fragestellung, die nicht nur die Spieleindustrie in den nächsten Jahren maßgeblich beschäftigen wird …

DIY 3D Interface: Tic Tac Toe from Kyle McDonald on Vimeo.

Der Arduino spuckt dabei Roh-Koordinaten aus, die alle 10 mal pro Sekunden aktualisiert werden. In dem Videobeitrag hat man teilweise das Gefühl, dass das Video die Hand führt anstatt andersherum. Die Ursache dafür ist wahrscheinlich, dass die 2 Videoquellen ( Webcam / Processing-Umgebung ) nicht optimal miteinander synchronisiert sind.
Abschließend denke ich, (abgesehen davon, dass dreidimensionales Tic Tac Toe ein wirklich unfaires Spiel ist), dass Arduino; eine kompatible Programmierumgebung; und ein paar “Haushaltsartikel” doch gute (und günstige) Möglichkeit bieten, um die eigene Kreativität in funktionierende 3D-Interfaces umzusetzen.

Mehr (englische) Informationen dazu bekommt ihr unter: www.gizmodo.com

Ok, zurück zur selbstgebauten Gestensteuerung. Ihr alle kennt sicher noch die Szene mit dem gewölbten Screen und den Handschuhen? Wenn nicht, einfach noch mal hier ab Minute 4:30 schauen:

Ähnliche Systeme wurden ja nun mittlerweile mannigfaltig und sogar kommerziell gebaut. Siehe hier, hier, hier und hier. Insofern dachte ich auch schon, das Thema wäre endgültig ausgereizt. Nun aber doch noch mal eine Idee, die ich technologisch sehr spannend und vor allem einfach gelöst finde.
Sicherlich habt ihr von Johnny Chung Lee’s umgedrehter Wii-Idee gehört, um so einen 3D-Effekt zu erzeugen. Hier übrigens noch mal das Video:

Jedenfalls hat auf Basis dieser Idee Rick Barraza, von Cynergy Labs, einfach die Infrarotsender an Handschuhen befestigt und acht Tage in Microsoft WPF bzw. Silverlight programmiert und rausgekommen ist:

Genau, ein einfache Handgestensteuerung, die jeder Wii-Besitzer jetzt zu Hause nachbauen kann

Das es tatsächlich für den “Heimgebrauch” aber noch einfach geht und sogar mit 3D-Erkennung (jedoch mit nicht ganz so guter Genauigkeit), beweist Cem Keskin vom Computer Engineering Fachbereich der Bosaziçi Universität in Istanbul. Auf seiner Seite gibt es dazu auch ein Demovideo.
Im übrigen, bietet dieser seine Applikation sogar zum freien Download an.

Mehr dazu unter:
www.cmpe.boun.edu.tr/~keskinc/

Und mehr zu Cynergy Labs unter:
labs.cynergysystems.com

Ein findiger amerikanischer Student hat die Steuerung der Wii für die Verwendung auf Whiteboards arrangiert. Damit ist es möglich, sehr preiswert Multitouchanwendungen zu realisieren und steuern. In einem Video zeigt er die volle Möglichkeit seiner Idee, auf seiner Seite findet man ein Anleitung, wie man das Ganze selbst benutzen kann.

Quelle:
http://www.cs.cmu.edu/~johnny/projects/wii/

Microsoft möchte diesem Schmierzettelsyndrom entgegentreten. Über Tintenkleckse sollen sich Benutzer ab sofort Passwörter bis zur Länge von 20 Zeichen merken können. Dabei soll einem Tintenklecks ein Passwort zugeordnet werden. Aus bis zu 10 Klecksen soll ein bis zu 20 Zeichen langes Wort generiert werden können. Dazu gibt man zu jedem Klecks den Anfangs- und Endbuchstaben des assoziierten Wortes ein.

Sollte dieses Forschungsprojekt erfolgreich sein, könnte sich Microsoft den Einsatz für z.B. Windows Live vorstellen.

Inkblotpassword
Windows Live

Wobei es sinnfrei erscheint, einen neuen Standard einzuführen. Microsofts JScript konnt sich entgegen aller Hoffnungen nie durchsetzen. Daher wäre eine logische und konsequente Weiterführung des ECMAScript Standards nur sinnvoll (Stichwort: Ajax)

Quelle: MSDN Blog von Microsofts Internet Explorer-Entwickler Chris Wilson

In dem “Earth Guide” wird unter anderem geklärt: ?Wo wird der Himmel zum Weltraum?, ?Wie zirkulieren Wasser und Kohlenstoff?, ?Aus welchen Substanzen besteht die Erde? und noch fünf weitere essenzielle Fragestellung. Das hätte ich mir mal für den Geografieunterricht gewünscht …

Mehr unter: http://jvsc.jst.go.jp/earth/guide/english/

Und wo wir schon beim klären essenzieller Fragen sind … Wenn ihr schon immer mal wissen wolltet, wir euer Cursor und Klicks im Detail funktionieren, dann solltet ihr unbedingt folgende Seite anschauen und lernen …

www.1-click.jp