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Formalisierung gestischer Eingabe fĂĽr Multitouch-Systeme
Die Mensch-Computer-Interaktion wird dank neuer Eingabemöglichkeiten jenseits von Tastatur und Maus reicher, vielseitiger und intuitiver. Durch den Verzicht auf zusätzliche Geräte beim Umgang mit Computern geht seitens der Eingabeverarbeitung jedoch eine erhöhte Komplexität einher: Die Programmierung gestischer Eingabe für Multitouch-Systeme ist in derzeitigen Frameworks abgesehen von den verfügbaren Standard-Gesten mit hohem Aufwand verbunden.
Die entwickelte Gestenformalisierung für Multitouch (GeForMT) definiert eine domänenspezifische Sprache zur Beschreibung von Multitouch-Gesten. Statt wie verwandte Formalisierungsansätze detaillierte Filter für die Rohdaten zu definieren, bedient sich GeForMT eines bildhaften Ansatzes, um Gesten zu beschreiben. Die Konzeption von Gesten wird unterstützt, indem beispielsweise in einem frühen Stadium der Entwicklung Konflikte zwischen ähnlichen Gesten aufgedeckt werden. Die formalisierten Gesten lassen sich direkt in den Code einbetten und vereinfachen damit die Programmierung. Das zugrundeliegende Framework sorgt für die Verbindung zu den Algorithmen der Gestenerkennung. Die Übertragung des semiotischen Ansatzes zur Formalisierung auf andere Formen gestischer Eingabe wird abschließend diskutiert.:1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Zielstellung und Abgrenzung
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Interdisziplinäre Grundlagenbetrachtung
2.1 Semiotik
2.1.1 Begriffe und Zeichenklassen
2.1.2 Linguistik
2.1.3 Graphische Semiologie
2.1.4 Formgestaltung und Produktsprache
2.1.5 Interfacegestaltung
2.2 Gestenforschung
2.2.1 Kendons Kontinuum fĂĽr Gesten
2.2.2 Taxonomien
2.2.3 Einordnung
2.3 Gestische Eingabe in der Mensch-Computer-Interaktion
2.3.1 Historische Entwicklung von Ein- und Ausgabetechnologien
2.3.2 Begreifbare Interaktion
2.3.3 Domänenspezifische Modellierung
2.4 Zusammenfassung
3 Verwandte Formalisierungsansätze
3.1 Räumliche Gesten
3.1.1 XML-Beschreibung mit der Behaviour Markup Language
3.1.2 Detektornetze in multimodalen Umgebungen
3.1.3 Gestenvektoren zur Annotation von Videos
3.1.4 Vergleich
3.2 Gesten im Sketching
3.2.1 Gestenfunktionen fĂĽr Korrekturzeichen
3.2.2 Sketch Language zur Beschreibung von Skizzen
3.2.3 Domänenspezifische Skizzen mit LADDER
3.2.4 Vergleich
3.3 Flächige Gesten
3.3.1 Regelbasierte Definition mit Midas
3.3.2 Gesture Definition Language als Beschreibungssprache
3.3.3 Reguläre Ausdrücke von Proton
3.3.4 Gesture Interface Specification Language
3.3.5 Logische Formeln mit Framous
3.3.6 Gesture Definition Markup Language
3.3.7 Vergleich
3.4 Zusammenfassung
4 Semiotisches Modell zur Formalisierung
4.1 Phasen gestischer Eingabe
4.2 Syntax gestischer Eingabe
4.3 Semantik gestischer Eingabe
4.4 Pragmatik gestischer Eingabe
4.5 Zusammenfassung
5 Gestenformalisierung fĂĽr Multitouch
5.1 Ausgangslage fĂĽr die Konzeption
5.1.1 Ikonographische Einordnung flächiger Gesten
5.1.2 Voruntersuchung zur Programmierung flächiger Gesten
5.1.3 Anforderungskatalog fĂĽr die Formalisierung
5.2 Semiotische Analyse flächiger Gesten
5.2.1 Syntax flächiger Gesten
5.2.2 Semantik flächiger Gesten
5.2.3 Pragmatik flächiger Gesten
5.3 Präzedenzfälle für die Formalisierung
5.3.1 Geschicklichkeit bei der Multitouch-Interaktion
5.3.2 Präzision bei flächigen Gesten
5.3.3 Kooperation in Multitouch-Anwendungen
5.4 Evaluation und Diskussion
5.4.1 Vergleich der Zeichenanzahl
5.4.2 Evaluation der Beschreibungsfähigkeit
5.4.3 Limitierungen und Erweiterungen
6 Referenzarchitektur
6.1 Analyse existierender Multitouch-Frameworks
6.2 Grundlegende Architekturkomponenten
6.2.1 Parser
6.2.2 Datenmodell
6.2.3 Gestenerkennung und Matching
6.2.4 Programmierschnittstelle
6.3 Referenzimplementierung fĂĽr JavaScript
6.3.1 Komponenten der Bibliothek
6.3.2 Praktischer Einsatz
6.3.3 Gesteneditor zur bildhaften Programmierung
7 Praxisbeispiele
7.1 Analyse prototypischer Anwendungen
7.1.1 Workshop zur schöpferischen Zerstörung
7.1.2 Workshop zu semantischen Dimensionen
7.1.3 Vergleich
7.2 Abbildung von Maus-Interaktion auf flächige Gesten in DelViz
7.2.1 Datengrundlage und Suchkonzept
7.2.2 Silverlight-Implementierung von GeForMT
7.3 Flächige Gesten im 3D-Framework Bildsprache LiveLab
7.3.1 Komponentenarchitektur
7.3.2 Implementierung von GeForMT mit C++
7.4 Statistik und Zusammenfassung
8 Weiterentwicklung der Formalisierung
8.1 Räumliche Gesten
8.1.1 Verwandte Arbeiten
8.1.2 Prototypischer Aufbau
8.1.3 Formalisierungsansatz
8.2 Substanzen des Alltags
8.2.1 Verwandte Arbeiten
8.2.2 Experimente mit dem Explore Table
8.2.3 Formalisierungsansatz
8.3 Elastische Oberflächen
8.3.1 Verwandte Arbeiten
8.3.2 Der Prototyp DepthTouch
8.3.3 Formalisierungsansatz
9 Zusammenfassung
9.1 Kapitelzusammenfassungen und Beiträge der Arbeit
9.2 Diskussion und Bewertung
9.3 Ausblick und zukĂĽnftige Arbeiten
Anhang
Vergleichsmaterial Formalisierungsansätze
Fragebogen
Nachbefragung
Ablaufplan studentischer Workshops
Grammatikdefinitionen
Statistische Auswertung Gestensets
Literatur
Webreferenzen
Eigene Veröffentlichungen
Betreute studentische Arbeiten
Abbildungsverzeichnis
Tabellen
Verzeichnis der Code-Beispiel
Bedarfsanalyse zur Darstellung von Daten im Bereich Learning Analytics aus Lernenden-Sicht
Learning Analytics beschreibt das Messen, Sammeln, Analysieren und Berichten von Daten, um Lernprozesse verstehen und verbessern zu können (Siemens und Long 2011). Eng verwandt mit Learning Analytics sind die Bereiche Academic Analytics und Educational Data Mining, die mit jeweils unterschiedlicher Ausrichtung ebenso die datenbasierte Überprüfung, Vorhersage und Änderung von akademischen Prozessen untersuchen (Baepler und Murdoch 2010). In diesem Beitrag fokussieren wir entsprechende Benutzungsschnittstellen, welche die gesammelten Daten visualisieren und verfügbar machen. ... [Aus: Einleitung
DelViz: Untersuchen von Visualisierungsformen durch eine Klassifizierung beruhend auf Social Tagging
Proceedings of the 25th Bilateral Student Workshop CTU Prague and HTW Dresden - User Interfaces & Visualization
This technical report publishes the proceedings of the 25th Bilateral Student Workshop CTU Prague and HTW Dresden - User Interfaces & Visualization -, which was held on the 25th and 26th November 2021. The workshop offers a possibility for young scientists to present their current research work in the fields of computer graphics, human-computer-interaction, robotics and usability. The works is meant as a platform to bring together researchers from both the Czech Technical University in Prague (CTU) and the University of Applied Sciences Dresden (HTW). The German Academic Exchange Service offers its financial support to allow student participants the bilateral exchange between Prague and Dresden.:1) Multiprojection of Langweil´s model, p.4
2) Design of an assistant for persons interested in study at CTU FEE, p.8
3) Sonification of a juggling performance, p.12
4) Investigating the Role of Usability User Experience and Aesthetics for Industrial Human–Machine Interfaces, p.16
5) Using optically illusive architecture to navigate users in Virtual Reality, p.23
6) Speed and Required Precision of Grabbing Physical Spheres in VR, p.27
7) ReFlex - A Framework for Research on Elastic Displays, p.32
8) Digital Reading Stand (DRS), p.38
9) IDOVIR – Infrastructure for Documentation of Virtual Reconstructions, p.45
10) Tracking multiple VR users in a shared physical space, p.50
11) Towards Aesthetics of Subjectivity in InfoVis, p.53
12) VentConnect: live to life and the octopus in the hospital server room, p.60
13) Nice noise: background noise enhancement with generated musical content, p.66
14) Parametric Curve Labeling, p.7
Evidence of a causal and modifiable relationship between kidney function and circulating trimethylamine N-oxide
The host-microbiota co-metabolite trimethylamine N-oxide (TMAO) is linked to increased cardiovascular risk but how its circulating levels are regulated remains unclear. We applied "explainable" machine learning, univariate, multivariate and mediation analyses of fasting plasma TMAO concentration and a multitude of phenotypes in 1,741 adult Europeans of the MetaCardis study. Here we show that next to age, kidney function is the primary variable predicting circulating TMAO, with microbiota composition and diet playing minor, albeit significant, roles. Mediation analysis suggests a causal relationship between TMAO and kidney function that we corroborate in preclinical models where TMAO exposure increases kidney scarring. Consistent with our findings, patients receiving glucose-lowering drugs with reno-protective properties have significantly lower circulating TMAO when compared to propensity-score matched control individuals. Our analyses uncover a bidirectional relationship between kidney function and TMAO that can potentially be modified by reno-protective anti-diabetic drugs and suggest a clinically actionable intervention for decreasing TMAO-associated excess cardiovascular risk
Formalisierung gestischer Eingabe fĂĽr Multitouch-Systeme
Die Mensch-Computer-Interaktion wird dank neuer Eingabemöglichkeiten jenseits von Tastatur und Maus reicher, vielseitiger und intuitiver. Durch den Verzicht auf zusätzliche Geräte beim Umgang mit Computern geht seitens der Eingabeverarbeitung jedoch eine erhöhte Komplexität einher: Die Programmierung gestischer Eingabe für Multitouch-Systeme ist in derzeitigen Frameworks abgesehen von den verfügbaren Standard-Gesten mit hohem Aufwand verbunden.
Die entwickelte Gestenformalisierung für Multitouch (GeForMT) definiert eine domänenspezifische Sprache zur Beschreibung von Multitouch-Gesten. Statt wie verwandte Formalisierungsansätze detaillierte Filter für die Rohdaten zu definieren, bedient sich GeForMT eines bildhaften Ansatzes, um Gesten zu beschreiben. Die Konzeption von Gesten wird unterstützt, indem beispielsweise in einem frühen Stadium der Entwicklung Konflikte zwischen ähnlichen Gesten aufgedeckt werden. Die formalisierten Gesten lassen sich direkt in den Code einbetten und vereinfachen damit die Programmierung. Das zugrundeliegende Framework sorgt für die Verbindung zu den Algorithmen der Gestenerkennung. Die Übertragung des semiotischen Ansatzes zur Formalisierung auf andere Formen gestischer Eingabe wird abschließend diskutiert.:1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Zielstellung und Abgrenzung
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Interdisziplinäre Grundlagenbetrachtung
2.1 Semiotik
2.1.1 Begriffe und Zeichenklassen
2.1.2 Linguistik
2.1.3 Graphische Semiologie
2.1.4 Formgestaltung und Produktsprache
2.1.5 Interfacegestaltung
2.2 Gestenforschung
2.2.1 Kendons Kontinuum fĂĽr Gesten
2.2.2 Taxonomien
2.2.3 Einordnung
2.3 Gestische Eingabe in der Mensch-Computer-Interaktion
2.3.1 Historische Entwicklung von Ein- und Ausgabetechnologien
2.3.2 Begreifbare Interaktion
2.3.3 Domänenspezifische Modellierung
2.4 Zusammenfassung
3 Verwandte Formalisierungsansätze
3.1 Räumliche Gesten
3.1.1 XML-Beschreibung mit der Behaviour Markup Language
3.1.2 Detektornetze in multimodalen Umgebungen
3.1.3 Gestenvektoren zur Annotation von Videos
3.1.4 Vergleich
3.2 Gesten im Sketching
3.2.1 Gestenfunktionen fĂĽr Korrekturzeichen
3.2.2 Sketch Language zur Beschreibung von Skizzen
3.2.3 Domänenspezifische Skizzen mit LADDER
3.2.4 Vergleich
3.3 Flächige Gesten
3.3.1 Regelbasierte Definition mit Midas
3.3.2 Gesture Definition Language als Beschreibungssprache
3.3.3 Reguläre Ausdrücke von Proton
3.3.4 Gesture Interface Specification Language
3.3.5 Logische Formeln mit Framous
3.3.6 Gesture Definition Markup Language
3.3.7 Vergleich
3.4 Zusammenfassung
4 Semiotisches Modell zur Formalisierung
4.1 Phasen gestischer Eingabe
4.2 Syntax gestischer Eingabe
4.3 Semantik gestischer Eingabe
4.4 Pragmatik gestischer Eingabe
4.5 Zusammenfassung
5 Gestenformalisierung fĂĽr Multitouch
5.1 Ausgangslage fĂĽr die Konzeption
5.1.1 Ikonographische Einordnung flächiger Gesten
5.1.2 Voruntersuchung zur Programmierung flächiger Gesten
5.1.3 Anforderungskatalog fĂĽr die Formalisierung
5.2 Semiotische Analyse flächiger Gesten
5.2.1 Syntax flächiger Gesten
5.2.2 Semantik flächiger Gesten
5.2.3 Pragmatik flächiger Gesten
5.3 Präzedenzfälle für die Formalisierung
5.3.1 Geschicklichkeit bei der Multitouch-Interaktion
5.3.2 Präzision bei flächigen Gesten
5.3.3 Kooperation in Multitouch-Anwendungen
5.4 Evaluation und Diskussion
5.4.1 Vergleich der Zeichenanzahl
5.4.2 Evaluation der Beschreibungsfähigkeit
5.4.3 Limitierungen und Erweiterungen
6 Referenzarchitektur
6.1 Analyse existierender Multitouch-Frameworks
6.2 Grundlegende Architekturkomponenten
6.2.1 Parser
6.2.2 Datenmodell
6.2.3 Gestenerkennung und Matching
6.2.4 Programmierschnittstelle
6.3 Referenzimplementierung fĂĽr JavaScript
6.3.1 Komponenten der Bibliothek
6.3.2 Praktischer Einsatz
6.3.3 Gesteneditor zur bildhaften Programmierung
7 Praxisbeispiele
7.1 Analyse prototypischer Anwendungen
7.1.1 Workshop zur schöpferischen Zerstörung
7.1.2 Workshop zu semantischen Dimensionen
7.1.3 Vergleich
7.2 Abbildung von Maus-Interaktion auf flächige Gesten in DelViz
7.2.1 Datengrundlage und Suchkonzept
7.2.2 Silverlight-Implementierung von GeForMT
7.3 Flächige Gesten im 3D-Framework Bildsprache LiveLab
7.3.1 Komponentenarchitektur
7.3.2 Implementierung von GeForMT mit C++
7.4 Statistik und Zusammenfassung
8 Weiterentwicklung der Formalisierung
8.1 Räumliche Gesten
8.1.1 Verwandte Arbeiten
8.1.2 Prototypischer Aufbau
8.1.3 Formalisierungsansatz
8.2 Substanzen des Alltags
8.2.1 Verwandte Arbeiten
8.2.2 Experimente mit dem Explore Table
8.2.3 Formalisierungsansatz
8.3 Elastische Oberflächen
8.3.1 Verwandte Arbeiten
8.3.2 Der Prototyp DepthTouch
8.3.3 Formalisierungsansatz
9 Zusammenfassung
9.1 Kapitelzusammenfassungen und Beiträge der Arbeit
9.2 Diskussion und Bewertung
9.3 Ausblick und zukĂĽnftige Arbeiten
Anhang
Vergleichsmaterial Formalisierungsansätze
Fragebogen
Nachbefragung
Ablaufplan studentischer Workshops
Grammatikdefinitionen
Statistische Auswertung Gestensets
Literatur
Webreferenzen
Eigene Veröffentlichungen
Betreute studentische Arbeiten
Abbildungsverzeichnis
Tabellen
Verzeichnis der Code-Beispiel
The Binary Brain: Learning how to teach computer science to students of electrical engineering
This article presents a learning portfolio written during
the Basic Teaching Qualification in Higher Education
at the Centre for Teaching and Learning in Higher
Education Saxony (HDS). This document provides
insights into my personal learning process and contains
reflections on my teaching practice and how it
was influenced by attending various didactics-related
courses of the HDS. Hence, it is a compilation of material
and information from these courses as well as
of results of exercises. My individual comments and
insights show how I adapted, inter-connected, and
applied the contents and experiences of these courses
to my teaching. I also discuss challenges in applying
some guidelines and ideas for future application
of didactic methods and theories
Bedarfsanalyse zur Darstellung von Daten im Bereich Learning Analytics aus Lernenden-Sicht
Learning Analytics beschreibt das Messen, Sammeln, Analysieren und Berichten von Daten, um Lernprozesse verstehen und verbessern zu können (Siemens und Long 2011). Eng verwandt mit Learning Analytics sind die Bereiche Academic Analytics und Educational Data Mining, die mit jeweils unterschiedlicher Ausrichtung ebenso die datenbasierte Überprüfung, Vorhersage und Änderung von akademischen Prozessen untersuchen (Baepler und Murdoch 2010). In diesem Beitrag fokussieren wir entsprechende Benutzungsschnittstellen, welche die gesammelten Daten visualisieren und verfügbar machen. ... [Aus: Einleitung
Bedarfsanalyse zur Darstellung von Daten im Bereich Learning Analytics aus Lernenden-Sicht
Learning Analytics beschreibt das Messen, Sammeln, Analysieren und Berichten von Daten, um Lernprozesse verstehen und verbessern zu können (Siemens und Long 2011). Eng verwandt mit Learning Analytics sind die Bereiche Academic Analytics und Educational Data Mining, die mit jeweils unterschiedlicher Ausrichtung ebenso die datenbasierte Überprüfung, Vorhersage und Änderung von akademischen Prozessen untersuchen (Baepler und Murdoch 2010). In diesem Beitrag fokussieren wir entsprechende Benutzungsschnittstellen, welche die gesammelten Daten visualisieren und verfügbar machen. ... [Aus: Einleitung