Effizienz und Ergonomie von Multitouch-Interaktion : Studien und Prototypen zur Bewertung und Optimierung zentraler Interaktionstechniken

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Grundfragen der Effektivität, Effizienz und Zufriedenheit von Multitouch-Interaktionen. Mithilfe einer Multitouch-Steuerung für 3D-Animation konnte gezeigt werden, dass selbst unerfahrene Multitouch-Nutzer in der Lage sind, hoch komplexe Aufgaben koordiniert und effizient zu lösen. Ein neu entwickeltes Koordinationsmaß bestätigt, dass Nutzer den Vorteil eines Multitouch nutzen, indem sie koordiniert mehrere Finger gleichzeitig für 3D-Animationen in Echtzeit einsetzen. In drei weiteren Studien zu zentralen Multitouch-Interaktionstechniken konnte gezeigt werden, dass die Originalformulierung von Fitts’ Gesetz nicht ausreicht, um die Effizienz von Multitouch-Interaktionen adäquat zu bewerten und zu analysieren. Fitts’ Gesetz ist ein Modell zur Vorhersage und Analyse von Interaktionszeiten und beinhaltet ursprünglich nur die Distanz der Interaktionsbewegung und die Zielgröße. Diese Arbeit zeigt, dass Vorhersagen mit Fitts’ Gesetz bessere Ergebnisse liefern, wenn sie neben diesen beiden Faktoren auch Bewegungsrichtung, Startpunkt der Bewegung und Neigung des Multitouch-Display berücksichtigen. Die Ergebnisse dieser Arbeitliefern Anhaltspunkte, um effiziente und benutzerfreundliche Interaktionstechniken zu entwickeln. Zudem könnten sie eingesetzt werden, um Analysen von Intertaktionstechniken für Multitouch teilautomatisch durchzuführen.This thesis deals with fundamental questions of efficiency, effectiveness and satisfaction of multitouch interactions. Using a novel multitouch interface for 3D animation it could be shown that even inexperienced multitouch users are capable of solving highly complex tasks in a coordinated and efficient way. A newly developed measure for coordination confirms that users take advantage of multitouch by using several fingers simultaneously to create a 3D real-time animation. In three additional studies on central interaction techniques for multitouch it was shown that the original Fitts’ law is not sufficient to adequately describe and analyse the efficiency of multitouch interactions. Fitts’ law is a model for the prediction and analysis of interaction time which originally only takes into account the distance of interaction movements and the target size. This work shows that predictions based on Fitts’ law provide better results when, in addition to these two factors, the direction of the movement, the starting point and the tilt of the display are considered, as well. The present results provide approaches to developing efficient interaction techniques with high usability. Furthermore, they can be used to conduct a semi-automatic analysis of interaction techniques for multitouch

Effizienz und Ergonomie von Multitouch-Interaktion : Studien und Prototypen zur Bewertung und Optimierung zentraler Interaktionstechniken

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Grundfragen der Effektivität, Effizienz und Zufriedenheit von Multitouch-Interaktionen. Mithilfe einer Multitouch-Steuerung für 3D-Animation konnte gezeigt werden, dass selbst unerfahrene Multitouch-Nutzer in der Lage sind, hoch komplexe Aufgaben koordiniert und effizient zu lösen. Ein neu entwickeltes Koordinationsmaß bestätigt, dass Nutzer den Vorteil eines Multitouch nutzen, indem sie koordiniert mehrere Finger gleichzeitig für 3D-Animationen in Echtzeit einsetzen. In drei weiteren Studien zu zentralen Multitouch-Interaktionstechniken konnte gezeigt werden, dass die Originalformulierung von Fitts’ Gesetz nicht ausreicht, um die Effizienz von Multitouch-Interaktionen adäquat zu bewerten und zu analysieren. Fitts’ Gesetz ist ein Modell zur Vorhersage und Analyse von Interaktionszeiten und beinhaltet ursprünglich nur die Distanz der Interaktionsbewegung und die Zielgröße. Diese Arbeit zeigt, dass Vorhersagen mit Fitts’ Gesetz bessere Ergebnisse liefern, wenn sie neben diesen beiden Faktoren auch Bewegungsrichtung, Startpunkt der Bewegung und Neigung des Multitouch-Display berücksichtigen. Die Ergebnisse dieser Arbeitliefern Anhaltspunkte, um effiziente und benutzerfreundliche Interaktionstechniken zu entwickeln. Zudem könnten sie eingesetzt werden, um Analysen von Intertaktionstechniken für Multitouch teilautomatisch durchzuführen.This thesis deals with fundamental questions of efficiency, effectiveness and satisfaction of multitouch interactions. Using a novel multitouch interface for 3D animation it could be shown that even inexperienced multitouch users are capable of solving highly complex tasks in a coordinated and efficient way. A newly developed measure for coordination confirms that users take advantage of multitouch by using several fingers simultaneously to create a 3D real-time animation. In three additional studies on central interaction techniques for multitouch it was shown that the original Fitts’ law is not sufficient to adequately describe and analyse the efficiency of multitouch interactions. Fitts’ law is a model for the prediction and analysis of interaction time which originally only takes into account the distance of interaction movements and the target size. This work shows that predictions based on Fitts’ law provide better results when, in addition to these two factors, the direction of the movement, the starting point and the tilt of the display are considered, as well. The present results provide approaches to developing efficient interaction techniques with high usability. Furthermore, they can be used to conduct a semi-automatic analysis of interaction techniques for multitouch