Navigations- und Interaktionstechniken

Die Leistungsfähigkeit moderner Grafikhardware erreicht ein Niveau, auf dem sich selbst aufwändig gestaltete 3D-Szenen in kürzester Zeit berechnen lassen. Die Möglichkeiten, die diese Systeme zur Navigation und Interaktion im dreidimensionalen Raum bieten, erscheinen vielen Anwendern jedoch nicht intuitiv genug. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, neue Navigations- und Interaktionstechniken für räumliche Anwendungen zu entwerfen und anhand einer prototypischen Implementierung die Eignung dieser Techniken für die Interaktion mit einem virtuellen Modell des Rubik’s Cube zu untersuchen. Da die entwickelten Verfahren ihre Tauglichkeit insbesondere bei der Interaktion über klassische Ein- und Ausgabegeräte unter Beweis stellen sollten (Maus, Tastatur und 2D-Display), waren geeignete Abbildungen der zu beherrschenden Freiheitsgrade zu konzipieren. Die Beschreibung grundlegender Aspekte der menschlichen Wahrnehmung führte zum Konzept der 3D-Metapher, welche die Durchführung einer dreidimensionalen Operation mit Hilfe von 2D-Eingabegeräten erklärt. Einzelne Interaktionsaufgaben des 3D-Raums wurden dargestellt und Beispiele von metaphorischen Konzepten für ihre Implementierung gegeben. Nach der Darstellung der am Rubik’s Cube auftretenden Interaktionsformen wurden metaphorische Konzepte für die Operationen Inspektion und Rotation entworfen und ihre besonderen Eigenschaften beschrieben; hierbei wurde zudem auf spezielle Verfahren eingegangen, die bei der Implementierung dieser Metaphern eingesetzt wurden. Im Rahmen einer Benutzerstudie wurde die Bedienung der konzipierten Interaktionsmetaphern im praktischen Einsatz getestet. Hierbei wurden insbesondere die Kriterien Intuitivität, Effizienz und Erlernbarkeit untersucht sowie die zeitliche Performance und Fehlerhäufigkeiten beim Einsatz der unterschiedlichen Werkzeuge analysiert. Die vorliegende Arbeit bietet eine Reihe von Ansätzen für künftige Erweiterungen, wie zum Beispiel die Weiterentwicklung zu einer Autorenumgebung für interaktive Anwendungen oder die Integration eines Kommunikationskanals zwischen den einzelnen Interaktionsmetaphern, um auf diese Weise auch komplexe Verhaltensmuster implementieren zu können