Implementierung eines Wizard-of-Oz-Frameworks für mobile Augmented Reality

Christian Reiser

Bachelorarbeit: Implementierung eines Wizard-of-Oz-Frameworks für mobile Augmented Reality
Betreuer: Dr. Jens Grubert
Datum: 02/2016

Motivation

Augmented Reality (AR) wird bereits seit Jahrzehnten erforscht, jedoch findet AR erst langsam den Weg aus Laboren in die Hände von NutzerInnen. Dementsprechend gibt es wenig Erfahrung dazu, was gute Benutzerschnittstellen für AR auszeichnet. Einige AR-Applikationen sind aufwendig zu implementieren, da sie Technologie benötigen, die noch nicht ausgereift genug ist für den produktiven Einsatz. Um die Benutzerschnittstellen solcher Applikationen dennoch evaluieren zu können, bietet sich die Wizard-of-Oz (WOz)-Methode an. Die WOz-Methode erlaubt die Simulation von schwierig umzusetzenden Funktionen wie Objekterkennung oder Tracking unter ungünstigen Lichtbedingungen durch einen Menschen, bei gleichzeitig hoher Wiedergabetreue (Fidelity) von grafischen Elementen der Benutzerschnittstelle. In dieser Arbeit wird das Framework ProtoAug entwickelt, welches ermöglicht die WOz-Methode zur Evaluierung von Benutzerschnittstellen für eine Vielzahl von potenziellen AR-Applikationen einzusetzen.

Zusammenfassung

Es werden Lösungsvorschläge für Probleme präsentiert, die sich im Zusammenhang mit der Verwendung der WOz-Methode für AR ergeben. Ein solches Problem ist die Abhängigkeit des Wizards vom Blickwinkel der NutzerIn, wodurch die Interaktionsmöglichkeiten des Wizards mit der Umgebung der NutzerIn stark eingeschränkt werden. Zur Behebung dieses Problems werden mehrere Ansätze miteinander verglichen und ein Mechanismus - der Schnappschussmodus - in das Framework eingebaut. Eine zweite Herausforderung besteht darin, Überlagerungen an die richtige Stelle im Sichtfeld der NutzerIn zu platzieren, z. B. virtuelle Annotationen oberhalb von realen Gegenständen. Zu diesem Zweck werden in dieser Arbeit mehrere 3D-Objektmanipulationsverfahren auf ihre Eignung für den vorliegenden Anwendungsfall evaluiert. Ein geeignetes Verfahren wurde in ProtoAug integriert. Es erlaubt dem Wizard, virtuelle Objekte in der Ansicht der NutzerIn anzuordnen.

Video zum Schnappschussmodus und zur 3D-Objektmanipulation:

https://www.youtube.com/watch?v=1bf9H02zCfQ

Abb. 1: Screenshot einer Beispiel-Applikation, die mithilfe des Frameworks erstellt wurde. Der Wizard kann die dem Nutzer angezeigte virtuelle Überlagerung kontrollieren.

Abb. 2: Schnittstelle des Wizards zur 3D-Objektmanipulation.

Ausblick

Es bietet sich an, ProtoAug zu verwenden um weiter zu untersuchen, für welche Arten von AR-Applikationen die WOz-Methode geeignet ist, da es hierzu noch nicht viele Arbeiten gibt. Es wurden lediglich Teilaspekte des Frameworks evaluiert. Insbesondere in Bezug auf den Schnappschussmodus kann derzeit keine Aussage darüber getroffen werden, für welche Art von Szenen und für welche Art von Interaktionen er geeignet ist. Diese Fragen könnten durch konkrete Anwendungsfälle und Nutzerstudien beantwortet werden.