Collaborative Work Enabled by Immersive Environments

Digital transformation facilitates new methods for remote collaboration while shaping a new understanding of working together. In this chapter, we consider global collaboration in the context of digital transformation, discuss the role of Collaborative Virtual Environments (CVEs) within the transformation process, present an overview of the state of CVEs and go into more detail on significant challenges in CVEs by providing recent approaches from research

Enhanced Virtuality: Increasing the Usability and Productivity of Virtual Environments

Mit stetig steigender Bildschirmauflösung, genauerem Tracking und fallenden Preisen stehen Virtual Reality (VR) Systeme kurz davor sich erfolgreich am Markt zu etablieren. Verschiedene Werkzeuge helfen Entwicklern bei der Erstellung komplexer Interaktionen mit mehreren Benutzern innerhalb adaptiver virtueller Umgebungen. Allerdings entstehen mit der Verbreitung der VR-Systeme auch zusätzliche Herausforderungen: Diverse Eingabegeräte mit ungewohnten Formen und Tastenlayouts verhindern eine intuitive Interaktion. Darüber hinaus zwingt der eingeschränkte Funktionsumfang bestehender Software die Nutzer dazu, auf herkömmliche PC- oder Touch-basierte Systeme zurückzugreifen. Außerdem birgt die Zusammenarbeit mit anderen Anwendern am gleichen Standort Herausforderungen hinsichtlich der Kalibrierung unterschiedlicher Trackingsysteme und der Kollisionsvermeidung. Beim entfernten Zusammenarbeiten wird die Interaktion durch Latenzzeiten und Verbindungsverluste zusätzlich beeinflusst. Schließlich haben die Benutzer unterschiedliche Anforderungen an die Visualisierung von Inhalten, z.B. Größe, Ausrichtung, Farbe oder Kontrast, innerhalb der virtuellen Welten. Eine strikte Nachbildung von realen Umgebungen in VR verschenkt Potential und wird es nicht ermöglichen, die individuellen Bedürfnisse der Benutzer zu berücksichtigen. Um diese Probleme anzugehen, werden in der vorliegenden Arbeit Lösungen in den Bereichen Eingabe, Zusammenarbeit und Erweiterung von virtuellen Welten und Benutzern vorgestellt, die darauf abzielen, die Benutzerfreundlichkeit und Produktivität von VR zu erhöhen. Zunächst werden PC-basierte Hardware und Software in die virtuelle Welt übertragen, um die Vertrautheit und den Funktionsumfang bestehender Anwendungen in VR zu erhalten. Virtuelle Stellvertreter von physischen Geräten, z.B. Tastatur und Tablet, und ein VR-Modus für Anwendungen ermöglichen es dem Benutzer reale Fähigkeiten in die virtuelle Welt zu übertragen. Des Weiteren wird ein Algorithmus vorgestellt, der die Kalibrierung mehrerer ko-lokaler VR-Geräte mit hoher Genauigkeit und geringen Hardwareanforderungen und geringem Aufwand ermöglicht. Da VR-Headsets die reale Umgebung der Benutzer ausblenden, wird die Relevanz einer Ganzkörper-Avatar-Visualisierung für die Kollisionsvermeidung und das entfernte Zusammenarbeiten nachgewiesen. Darüber hinaus werden personalisierte räumliche oder zeitliche Modifikationen vorgestellt, die es erlauben, die Benutzerfreundlichkeit, Arbeitsleistung und soziale Präsenz von Benutzern zu erhöhen. Diskrepanzen zwischen den virtuellen Welten, die durch persönliche Anpassungen entstehen, werden durch Methoden der Avatar-Umlenkung (engl. redirection) kompensiert. Abschließend werden einige der Methoden und Erkenntnisse in eine beispielhafte Anwendung integriert, um deren praktische Anwendbarkeit zu verdeutlichen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass virtuelle Umgebungen auf realen Fähigkeiten und Erfahrungen aufbauen können, um eine vertraute und einfache Interaktion und Zusammenarbeit von Benutzern zu gewährleisten. Darüber hinaus ermöglichen individuelle Erweiterungen des virtuellen Inhalts und der Avatare Einschränkungen der realen Welt zu überwinden und das Erlebnis von VR-Umgebungen zu steigern

Analysis domain model for shared virtual environments

The field of shared virtual environments, which also encompasses online games and social 3D environments, has a system landscape consisting of multiple solutions that share great functional overlap. However, there is little system interoperability between the different solutions. A shared virtual environment has an associated problem domain that is highly complex raising difficult challenges to the development process, starting with the architectural design of the underlying system. This paper has two main contributions. The first contribution is a broad domain analysis of shared virtual environments, which enables developers to have a better understanding of the whole rather than the part(s). The second contribution is a reference domain model for discussing and describing solutions - the Analysis Domain Model

Avoiding overload in multiuser online applications

One way to strengthen the bond between popular applications and their online user communities is to integrate the applications with their communities, so users are able to observe and communicate with other users. The result of this integration is a Multiuser Online Application (MOA). The problem studied in this thesis is that MOA users and systems will be overloaded with information generated by large communities and complex applications. The solution investigated was to filter the amount of information delivered to users while attempting to preserve the benefits of dwelling in a MOA environment. This strategy was evaluated according to the amount of information it was capable of reducing and the effects as seen by MOA users. It was found that filtering could be used to substantially reduce the information exchanged by users while still providing users with the benefits of integrating application and community

Designing spaces to support collaborative creativity in shared virtual environments

Shared virtual environments (SVEs) have been researched extensively within the fields of education, entertainment, work, and training, yet there has been limited research on the creative and collaborative aspects of interactivity in SVEs. The important role that creativity and collaboration play in human society raises the question of the way that virtual working spaces might be designed to support collaborative creativity in SVEs. In this paper, we outline an SVE named LeMo, which allows two people to collaboratively create a short loop of music together. Then we present a study of LeMo, in which 52 users composed music in pairs using four different virtual working space configurations. Key findings indicated by results include: (i) Providing personal space is an effective way to support collaborative creativity in SVEs, (ii) personal spaces with a fluid light-weight boundary could provide enough support, worked better and was preferable to ones with rigid boundaries and (iii) a configuration that provides a movable personal space was preferred to one that provided no mobility. Following these findings, five corresponding design implications for shared virtual environments focusing on supporting collaborative creativity are given and conclusions are made