Mobile Augmented Reality for Flood Visualisation in Urban Riverside Landscapes

Frequency of flooding events worldwide has increased significantly over the past decades, and with it so has the need to raise citizen’s awareness of potential dangers within local flood zones. Smart phones provide a feasible means with which to educate the public in this way. We present a working smart phone app to engage the public with local flood zones by visualising potential flood levels. An interactive augmented reality (AR) tool provides in situ modeling of simple prototype 3D building models (cuboids) along a riverside, which are used to “occlude” an augmented flood plane within the scene. Flood plane height may be adjusted by the user. We discuss related AR work, tools for real-time in situ geometry modeling, app operation and present and on site demonstration

Location-based technologies for learning

Emerging technologies for learning report - Article exploring location based technologies and their potential for educatio

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

A user experience analysis for a mobile Mixed Reality application for cultural heritage

Mixed Reality has emerged as a valuable tool for the promotion of cultural heritage. In this context, in particular, the metaphor of virtual portals allows the virtual visit of monuments that are inaccessible or no longer exist in their original form, integrating them into the real environment. This paper presents the development of a Mixed Reality mobile application that proposes a virtual reconstruction of the church of Sant’Elia in Ruggiano, in the southern province of Lecce (Italy). By placing the virtual portal in the same place where the entrance of the church was located, the user can cross this threshold to enter inside and make a virtual journey into the past. The user experience was evaluated by administering a questionnaire to 60 users who tried the application. From the data collected, four user experience factors were identified (interest, focus of attention, presence and usability), which were compared between young and old, male and female users, and between users who had already visited the church in person and all other users. In general, the scores reveal a total independence of the other three factors from usability and a very high level of interest

ISAR: Ein Autorensystem für Interaktive Tische

Developing augmented reality systems involves several challenges, that prevent end users and experts from non-technical domains, such as education, to experiment with this technology. In this research we introduce ISAR, an authoring system for augmented reality tabletops targeting users from non-technical domains. ISAR allows non-technical users to create their own interactive tabletop applications and experiment with the use of this technology in domains such as educations, industrial training, and medical rehabilitation.Die Entwicklung von Augmented-Reality-Systemen ist mit mehreren Herausforderungen verbunden, die Endbenutzer und Experten aus nicht-technischen Bereichen, wie z.B. dem Bildungswesen, daran hindern, mit dieser Technologie zu experimentieren. In dieser Forschung stellen wir ISAR vor, ein Autorensystem für Augmented-Reality-Tabletops, das sich an Benutzer aus nicht-technischen Bereichen richtet. ISAR ermöglicht es nicht-technischen Anwendern, ihre eigenen interaktiven Tabletop-Anwendungen zu erstellen und mit dem Einsatz dieser Technologie in Bereichen wie Bildung, industrieller Ausbildung und medizinischer Rehabilitation zu experimentieren