Interaktion mit Medienfassaden : Design und Implementierung interaktiver Systeme für große urbane Displays

Media facades are a prominent example of the digital augmentation of urban spaces. They denote the concept of turning the surface of a building into a large-scale urban screen. Due to their enormous size, they require interaction at a distance and they have a high level of visibility. Additionally, they are situated in a highly dynamic urban environment with rapidly changing conditions, which results in settings that are neither comparable, nor reproducible. Altogether, this makes the development of interactive media facade installations a challenging task. This thesis investigates the design of interactive installations for media facades holistically. A theoretical analysis of the design space for interactive installations for media facades is conducted to derive taxonomies to put media facade installations into context. Along with this, a set of observations and guidelines is provided to derive properties of the interaction from the technical characteristics of an interactive media facade installation. This thesis further provides three novel interaction techniques addressing the form factor and resolution of the facade, without the need for additionally instrumenting the space around the facades. The thesis contributes to the design of interactive media facade installations by providing a generalized media facade toolkit for rapid prototyping and simulating interactive media facade installations, independent of the media facade’s size, form factor, technology and underlying hardware.Die wachsende Zahl an Medienfassenden ist ein eindrucksvolles Beispiel für die digitale Erweiterung des öffentlichen Raums. Medienfassaden beschreiben die Möglichkeit, die Oberfläche eines Gebäudes in ein digitales Display zu wandeln. Ihre Größe erfordert Interaktion aus einer gewissen Distanz und führt zu einer großen Sichtbarkeit der dargestellten Inhalte. Medienfassaden-Installationen sind bedingt durch ihre dynamische Umgebung nur schwerlich vergleich- und reproduzierbar. All dies macht die Entwicklung von Installationen für Medienfassaden zu einer großen Herausforderung. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung interaktiver Installationen für Medienfassaden. Es wird eine theoretische Analyse des Design-Spaces interaktiver Medienfassaden-Installationen durchgeführt und es werden Taxonomien entwickelt, die Medienfassaden-Installationen in Bezug zueinander setzen. In diesem Zusammenhang werden ausgehend von den technischen Charakteristika Eigenschaften der Interaktion erarbeitet. Zur Interaktion mit Medienfassaden werden drei neue Interaktionstechniken vorgestellt, die Form und Auflösung der Fassade berücksichtigen, ohne notwendigerweise die Umgebung der Fassade zu instrumentieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit verbessern darüber hinaus die Entwicklung von Installationen für Medienfassaden, indem ein einheitliches Medienfassaden-Toolkit zum Rapid-Prototyping und zur Simulation interaktiver Installationen vorgestellt wird, das unabhängig von Größe und Form der Medienfassade sowie unabhängig von der verwendeten Technologie und der zugrunde liegenden Hardware ist

Visual impairment simulator for auditing and design

Individuals within the visually impaired community often have difficulty navigating environments due to the different ways in which they view the world, with even apparently simplistic locations frequently being challenging to traverse. It is therefore important when designing architecture or environments, to consider the differing perspectives of people with visual impairments in order to ensure that design outcomes are inclusive and accessible for all. Although there is documentation regarding guidance and procedures for design of inclusive spaces; architects, designers, and accessibility auditors often find it hard to empathize with visually impaired people. This project aims to make the process of inclusive design easier through the development of a mobile app, VISAD (Visual Impairment Simulator for Auditing and Design), which enables users to capture images or import CAD designs and apply image distortion techniques in order to replicate different visual impairments

Tangible user interfaces : past, present and future directions

In the last two decades, Tangible User Interfaces (TUIs) have emerged as a new interface type that interlinks the digital and physical worlds. Drawing upon users' knowledge and skills of interaction with the real non-digital world, TUIs show a potential to enhance the way in which people interact with and leverage digital information. However, TUI research is still in its infancy and extensive research is required in or- der to fully understand the implications of tangible user interfaces, to develop technologies that further bridge the digital and the physical, and to guide TUI design with empirical knowledge. This paper examines the existing body of work on Tangible User In- terfaces. We start by sketching the history of tangible user interfaces, examining the intellectual origins of this field. We then present TUIs in a broader context, survey application domains, and review frame- works and taxonomies. We also discuss conceptual foundations of TUIs including perspectives from cognitive sciences, phycology, and philoso- phy. Methods and technologies for designing, building, and evaluating TUIs are also addressed. Finally, we discuss the strengths and limita- tions of TUIs and chart directions for future research

Persuasive technology and digital design for behaviour change

Copyright @ 2012 Social Science Research NetworkThe convergence of the 'digital' and 'real' worlds has been rapid and transformative of everyday life, as well as design practice - to the extent that talking about 'digital design' and 'the digital context' seems anachronistic and redundant. Nevertheless, the arrival of digital technology, the Internet and social media has, from a design perspective, created a new field of a ffordances, constraints, information flows and possibilities. This paper reviews some of the ways in which digital architecture infl uences behaviour, and what the implications could be for designers seeking to infl uence behaviour for social and environmental bene fit. Topics covered include Persuasive Technology, gami fication, Lessig's 'Code is Law' perspective, digital rights management and Zittrain's concept of generativity

Attuning the viewfinder

As there are many mobile apps designed to pull your attention, these interactions have become a kind of normalized addictiveness, such as doom scrolling. I am working on the topic of attention and a meditation app using augmented reality because I want to understand how this technology can be useful from beyond the screen and into a physical space

Spatial Interaction for Immersive Mixed-Reality Visualizations

Growing amounts of data, both in personal and professional settings, have caused an increased interest in data visualization and visual analytics. Especially for inherently three-dimensional data, immersive technologies such as virtual and augmented reality and advanced, natural interaction techniques have been shown to facilitate data analysis. Furthermore, in such use cases, the physical environment often plays an important role, both by directly influencing the data and by serving as context for the analysis. Therefore, there has been a trend to bring data visualization into new, immersive environments and to make use of the physical surroundings, leading to a surge in mixed-reality visualization research. One of the resulting challenges, however, is the design of user interaction for these often complex systems. In my thesis, I address this challenge by investigating interaction for immersive mixed-reality visualizations regarding three core research questions: 1) What are promising types of immersive mixed-reality visualizations, and how can advanced interaction concepts be applied to them? 2) How does spatial interaction benefit these visualizations and how should such interactions be designed? 3) How can spatial interaction in these immersive environments be analyzed and evaluated? To address the first question, I examine how various visualizations such as 3D node-link diagrams and volume visualizations can be adapted for immersive mixed-reality settings and how they stand to benefit from advanced interaction concepts. For the second question, I study how spatial interaction in particular can help to explore data in mixed reality. There, I look into spatial device interaction in comparison to touch input, the use of additional mobile devices as input controllers, and the potential of transparent interaction panels. Finally, to address the third question, I present my research on how user interaction in immersive mixed-reality environments can be analyzed directly in the original, real-world locations, and how this can provide new insights. Overall, with my research, I contribute interaction and visualization concepts, software prototypes, and findings from several user studies on how spatial interaction techniques can support the exploration of immersive mixed-reality visualizations.Zunehmende Datenmengen, sowohl im privaten als auch im beruflichen Umfeld, führen zu einem zunehmenden Interesse an Datenvisualisierung und visueller Analyse. Insbesondere bei inhärent dreidimensionalen Daten haben sich immersive Technologien wie Virtual und Augmented Reality sowie moderne, natürliche Interaktionstechniken als hilfreich für die Datenanalyse erwiesen. Darüber hinaus spielt in solchen Anwendungsfällen die physische Umgebung oft eine wichtige Rolle, da sie sowohl die Daten direkt beeinflusst als auch als Kontext für die Analyse dient. Daher gibt es einen Trend, die Datenvisualisierung in neue, immersive Umgebungen zu bringen und die physische Umgebung zu nutzen, was zu einem Anstieg der Forschung im Bereich Mixed-Reality-Visualisierung geführt hat. Eine der daraus resultierenden Herausforderungen ist jedoch die Gestaltung der Benutzerinteraktion für diese oft komplexen Systeme. In meiner Dissertation beschäftige ich mich mit dieser Herausforderung, indem ich die Interaktion für immersive Mixed-Reality-Visualisierungen im Hinblick auf drei zentrale Forschungsfragen untersuche: 1) Was sind vielversprechende Arten von immersiven Mixed-Reality-Visualisierungen, und wie können fortschrittliche Interaktionskonzepte auf sie angewendet werden? 2) Wie profitieren diese Visualisierungen von räumlicher Interaktion und wie sollten solche Interaktionen gestaltet werden? 3) Wie kann räumliche Interaktion in diesen immersiven Umgebungen analysiert und ausgewertet werden? Um die erste Frage zu beantworten, untersuche ich, wie verschiedene Visualisierungen wie 3D-Node-Link-Diagramme oder Volumenvisualisierungen für immersive Mixed-Reality-Umgebungen angepasst werden können und wie sie von fortgeschrittenen Interaktionskonzepten profitieren. Für die zweite Frage untersuche ich, wie insbesondere die räumliche Interaktion bei der Exploration von Daten in Mixed Reality helfen kann. Dabei betrachte ich die Interaktion mit räumlichen Geräten im Vergleich zur Touch-Eingabe, die Verwendung zusätzlicher mobiler Geräte als Controller und das Potenzial transparenter Interaktionspanels. Um die dritte Frage zu beantworten, stelle ich schließlich meine Forschung darüber vor, wie Benutzerinteraktion in immersiver Mixed-Reality direkt in der realen Umgebung analysiert werden kann und wie dies neue Erkenntnisse liefern kann. Insgesamt trage ich mit meiner Forschung durch Interaktions- und Visualisierungskonzepte, Software-Prototypen und Ergebnisse aus mehreren Nutzerstudien zu der Frage bei, wie räumliche Interaktionstechniken die Erkundung von immersiven Mixed-Reality-Visualisierungen unterstützen können

Personalized Interaction with High-Resolution Wall Displays

Fallende Hardwarepreise sowie eine zunehmende Offenheit gegenüber neuartigen Interaktionsmodalitäten haben in den vergangen Jahren den Einsatz von wandgroßen interaktiven Displays möglich gemacht, und in der Folge ist ihre Anwendung, unter anderem in den Bereichen Visualisierung, Bildung, und der Unterstützung von Meetings, erfolgreich demonstriert worden. Aufgrund ihrer Größe sind Wanddisplays für die Interaktion mit mehreren Benutzern prädestiniert. Gleichzeitig kann angenommen werden, dass Zugang zu persönlichen Daten und Einstellungen — mithin personalisierte Interaktion — weiterhin essentieller Bestandteil der meisten Anwendungsfälle sein wird. Aktuelle Benutzerschnittstellen im Desktop- und Mobilbereich steuern Zugriffe über ein initiales Login. Die Annahme, dass es nur einen Benutzer pro Bildschirm gibt, zieht sich durch das gesamte System, und ermöglicht unter anderem den Zugriff auf persönliche Daten und Kommunikation sowie persönliche Einstellungen. Gibt es hingegen mehrere Benutzer an einem großen Bildschirm, müssen hierfür Alternativen gefunden werden. Die daraus folgende Forschungsfrage dieser Dissertation lautet: Wie können wir im Kontext von Mehrbenutzerinteraktion mit wandgroßen Displays personalisierte Schnittstellen zur Verfügung stellen? Die Dissertation befasst sich sowohl mit personalisierter Interaktion in der Nähe (mit Touch als Eingabemodalität) als auch in etwas weiterer Entfernung (unter Nutzung zusätzlicher mobiler Geräte). Grundlage für personalisierte Mehrbenutzerinteraktion sind technische Lösungen für die Zuordnung von Benutzern zu einzelnen Interaktionen. Hierzu werden zwei Alternativen untersucht: In der ersten werden Nutzer via Kamera verfolgt, und in der zweiten werden Mobilgeräte anhand von Ultraschallsignalen geortet. Darauf aufbauend werden Interaktionstechniken vorgestellt, die personalisierte Interaktion unterstützen. Diese nutzen zusätzliche Mobilgeräte, die den Zugriff auf persönliche Daten sowie Interaktion in einigem Abstand von der Displaywand ermöglichen. Einen weiteren Teil der Arbeit bildet die Untersuchung der praktischen Auswirkungen der Ausgabe- und Interaktionsmodalitäten für personalisierte Interaktion. Hierzu wird eine qualitative Studie vorgestellt, die Nutzerverhalten anhand des kooperativen Mehrbenutzerspiels Miners analysiert. Der abschließende Beitrag beschäftigt sich mit dem Analyseprozess selber: Es wird das Analysetoolkit für Wandinteraktionen GIAnT vorgestellt, das Nutzerbewegungen, Interaktionen, und Blickrichtungen visualisiert und dadurch die Untersuchung der Interaktionen stark vereinfacht.An increasing openness for more diverse interaction modalities as well as falling hardware prices have made very large interactive vertical displays more feasible, and consequently, applications in settings such as visualization, education, and meeting support have been demonstrated successfully. Their size makes wall displays inherently usable for multi-user interaction. At the same time, we can assume that access to personal data and settings, and thus personalized interaction, will still be essential in most use-cases. In most current desktop and mobile user interfaces, access is regulated via an initial login and the complete user interface is then personalized to this user: Access to personal data, configurations and communications all assume a single user per screen. In the case of multiple people using one screen, this is not a feasible solution and we must find alternatives. Therefore, this thesis addresses the research question: How can we provide personalized interfaces in the context of multi-user interaction with wall displays? The scope spans personalized interaction both close to the wall (using touch as input modality) and further away (using mobile devices). Technical solutions that identify users at each interaction can replace logins and enable personalized interaction for multiple users at once. This thesis explores two alternative means of user identification: Tracking using RGB+depth-based cameras and leveraging ultrasound positioning of the users' mobile devices. Building on this, techniques that support personalized interaction using personal mobile devices are proposed. In the first contribution on interaction, HyDAP, we examine pointing from the perspective of moving users, and in the second, SleeD, we propose using an arm-worn device to facilitate access to private data and personalized interface elements. Additionally, the work contributes insights on practical implications of personalized interaction at wall displays: We present a qualitative study that analyses interaction using a multi-user cooperative game as application case, finding awareness and occlusion issues. The final contribution is a corresponding analysis toolkit that visualizes users' movements, touch interactions and gaze points when interacting with wall displays and thus allows fine-grained investigation of the interactions