Tese de doutoramento em Tecnologias e Sistemas de InformaçãoPublic digital displays have become increasingly ubiquitous in our technological landscape. Considering their flexibility and communication potential, public displays can become an important communication channel and even reach the attention, usage, and relevance that smartphones have today. Interaction with public displays is recognised as a key element in making them more engaging and valuable, but most public display systems still do not support any interactive feature. A key reason behind this apparent paradox is the lack of efficient and clear abstractions for incorporating interactivity into public display applications. While interaction can be achieved for a specific display system with a particular interaction modality, the lack of proper interaction abstractions means that there is too much specific work that needs to be done outside the core application functionality to support even basic forms of interaction.
In this work, we investigate and develop interaction abstractions for public displays.
We start by analysing public displays from the point of view of the information that results from the various interactions and that can be used to drive several types of content adaptation behaviour on public displays. We call this information digital footprints, and the result is a framework that maps digital footprints to adaptation strategies and to interaction mechanisms. This framework can be used by display designers to help them choose the interaction mechanisms that a display should support in order to be able to collect a given set of footprints, creating more relevant displays that are able to automatically adapt to their environment. We then identify and characterise interaction tasks and controls that are appropriate for public display interaction. This analysis results in a design space that can form the foundation of interaction toolkits, giving system developers with a reference for the types of high-level tasks and controls that can be incorporated into a toolkit. Finally, we design, implement, and evaluate a software toolkit of interaction abstractions for public display applications – the PuReWidgets toolkit. Programmers can use this toolkit to easily incorporate interactive features into their web-based public display applications. PuReWidgets provides high-level abstractions that shield programmers from the low-level details of the interaction mechanisms. We evaluate this toolkit along various dimensions. First, we evaluate the system’s performance. We then evaluate the API’s flexibility and capabilities using our own experience in developing interactive applications with it. We also evaluate the API’s usability from the perspective of independent programmers. Finally, we provide an evaluation of the resulting system’s usability from the perspective of an end-user interacting with a real-world deployment of a public display. The evaluation results indicate that PuReWidgets is an efficient, usable, and flexible toolkit for web-based interactive public display applications.
By making this toolkit publicly available, we hope to promote the development of more and newer kinds of interactive public display applications inside and, more importantly, outside the research community.Os ecrãs públicos digitais estão cada vez mais presentes na nossa paisagem tecnológica. Considerando a sua flexibilidade e capacidade de ligação em rede, os ecrãs públicos têm o potencial para se tornarem num importante canal de comunicação e talvez até atingir a atenção, utilização e relevância que os smartphones têm hoje em dia. A interactividade dos ecrãs públicos ´e reconhecida como um elemento chave para os tornar mais atractivos e valiosos, mas a maioria dos sistemas de ecrãs públicos actuais ainda não suporta nenhuma forma de interação. Uma razão por detrás deste aparente paradoxo é a falta de abstrações claras e eficientes para incorporar interactividade nas aplicações para ecrãs públicos. Apesar de a interação poder ser conseguida para sistemas específicos, com uma modalidade de interação específica, a falta de abstrações de interação apropriadas significa que ´e necessário demasiado trabalho específico fora das funcionalidades nucleares da aplicação para suportar ate as formas mais básicas de interação.
Neste trabalho, investigamos e desenvolvemos abstrações de interação para ecrãs públicos. Começamos por analisar os ecrãs públicos do ponto de vista da informação que resulta das interações e de que forma pode ser utilizada em procedimentos de adaptação de conteúdo para ecrãs públicos. Chamamos a esta informação digital footprints, e o resultado é uma estrutura conceptual que mapeia as digital footprints em estratégias de adaptação e em mecanismos de interação. Esta estrutura pode ser utilizada por designers de ecrãs públicos para ajudar a escolher os mecanismos de interação que um determinado ecrã deve suportar de forma a poder recolher um determinado conjunto de digital footprints, criando assim ecrãs com conteúdos mais relevantes e que são capazes de se adaptar ao seu ambiente social. De seguida, identificamos e caracterizamos tarefas de interação e controlos apropriados para interação com ecrãs públicos. Esta análise resulta num espaço de desenho que pode servir de base para toolkits de interação, dando uma referência aos designers do sistema para os tipos de controlos que podem ser incorporados no toolkit. Finalmente, projectamos, implementamos e avaliamos um toolkit de abstrações de interação para aplicações para ecrãs públicos – o toolkit PuReWidgets. Os programadores podem utilizar este toolkit para incorporar facilmente funcionalidades interactivas nas suas aplicações, baseadas na web, para ecrãs públicos. O PuReWidgets fornece abstrações de alto nível que protegem os programadores dos detalhes de baixo nível associados aos mecanismos de interação. O toolkit é avaliado segundo várias dimensões. Primeiro, avaliamos o desempenho do sistema. De seguida, avaliamos a flexibilidade e capacidades da API, usando a nossa própria experiencia no desenvolvimento de aplicações interactivas. Avaliamos também a usabilidade da API da perspectiva de programadores independentes. Finalmente, avaliamos o toolkit da perspectiva dos utilizadores que interagem com um ecrã público num ambiente real. Os resultados da avaliação indicam que o PuReWidgets é um toolkit eficiente, flexível e usável para aplicações interactivas para ecrãs públicos.
Ao tornar este toolkit disponível publicamente, esperamos promover o desenvolvimento de mais aplicações interactivas para ecrãs públicos dentro e, mais importante, fora da comunidade de investigação.This research was supported by the Funda¸c˜ao para a Ciˆencia e Tecnologia (FCT)
PhD training grant SFRH/BD/47354/2008. This research has also received funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement no. 244011 (PD-Net)
