Prototyping einer AR-Anwendung

Studiengang

ET - auslaufend

Projektbeschreibung

Computeranwendungen einschließlich Augmented Reality (kurz: AR)-Anwendungen sind keine für sich allein stehende Systeme, sondern stehen in Wechselwirkung mit ihren User:innen - sie sind interaktiv. Deswegen sollten Nutzer:innen immer als Teil eines Softwareprojekts gesehen werden und früh in dessen Entwicklungsprozess miteinbezogen werden.

Eine Methode, Nutzer:innen in die Entwicklung neuer Produkte miteinzubeziehen, ist das sogenannte Prototyping. Dabei werden Funktion und Aussehen des Endprodukts nachgeahmt, oftmals ohne diese jeweils zu implementieren.

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll gezeigt werden, wie Prototyping im Entwicklungsprozess einer AR-Anwendung eingesetzt werden kann. Dabei sollen Anforderungen an eine hohe Usability erfüllt und die speziellen Eigenschaften von AR-Applikationen (z. B. Projektion im Raum) berücksichtigt werden.

Beteiligte Personen

Studierendengruppe: Maximilian Renz

Betreuer: Prof. Dr. -Ing. Claudia Meitinger

Veranstaltung

Bachelorarbeit

Laufzeit

WS 2021/22

Um eine hohe Usability zu erreichen, werden Nutzungsanforderungen festgelegt und anschließend Gestaltungslösungen erarbeitet und evaluiert.

Bei der Entwicklung "klassischer" 2D-Computersoftware wird häufig sogenanntes Paper Prototyping eingesetzt, um verschiedene Gestaltungslösungen erarbeiten und vergleichen zu können. Dabei wird eine Version des zukünftigen Programms auf Papier skizziert. Die Funktionalität kann durch das Wechseln oder Ändern des aktuellen Abbilds imitiert werden. Somit können Nutzer:innen früh in den Entwicklungsprozess miteinbezogen werden, wodurch die Gestaltungslösungen hinsichtlich der Erfüllung der Nutzungsanforderungen überprüft werden können.

Bei Augmented Reality sind nun nicht mehr nur Mensch und Computer in Interaktion, auch die Umwelt spielt nun eine Rolle. Die Inhalte werden hier abhängig vom Raum platziert, außerdem ist die Interaktion des oder der Nutzer:in fließend zwischen realen und virtuellen Objekten. Diese Umstände sorgen dafür, dass ein Papierprototyp nicht mehr geeignet ist, sowohl um AR-Inhalte darzustellen als auch um mit diesen zu interagieren.

Typische Kriterien, mit denen im allgemeinen eine hohe Usability bei Software-Anwendungen erreicht werden kann, sind in folgender Tabelle dargestellt:

Diese sind auch für AR-Prototyping relevant.

Um diese Ergebnisse zu veranschaulichen, wird eine Anwendung für die AR-Brille Hololens 2 der Firma Microsoft entwickelt. Die App soll am 3D-Drucker "Ultimaker 3" zu jedem Schritt, der für einen Materialwechsel nötig ist, passende Hinweise geben.

Im Folgenden ist ein Beispiel gegeben, wie auf eine Aktion zur Auswahl im Druckermenü hingewiesen wird. Die Affordance wird klargestellt, indem mit einem virtuellen Handmodell die notwendige Handlung zur Betätigung eines Knopfes angedeutet wird. Außerdem wird die Sichtbarkeit mit Hilfe des Rahmens auf das Display gelenkt. Zum Vergleich ist im zweiten Bild der dementsprechende Teil der späteren AR-Anwendung zu sehen.

Das Video zeigt die prototypische Entwicklung einer Anwendung für eine Augmented-Reality-Datenbrille. Es veranschaulicht, wie virtuelle Inhalte räumlich dargestellt werden und wie Nutzer mit den eingeblendeten Hologrammen interagieren können.

[1] C. Snyder, Paper Prototyping, 2003.
[2] ISO 9241-210 Menschzentrierte Gestaltung interaktiver Systeme, 2019.
[3] D. A. Norman, The design of everyday things, 2008.
[4] J. Nielsen, Usability Engineering, 1993.