The metabolism constitutes the universe of biochemical reactions taking place in a cell of an organism. These processes include the synthesis, transformation, and degradation of molecules for an organism to grow, to reproduce and to interact with its environment. A good way to capture the complexity of these processes is the representation as metabolic network, in which sets of molecules are transformed into products by a chemical reaction, and the products are being processed further. The underlying graph model allows a structural analysis of this network using established graphtheoretical algorithms on the one hand, and a visual representation by applying layout algorithms combined with information visualization techniques on the other. In this thesis we will take a look at three different aspects of graph visualization within the context of biochemical systems: the representation and interactive exploration of static networks, the visual analysis of dynamic networks, and the comparison of two network graphs. We will demonstrate, how established infovis techniques can be combined with new algorithms and applied to specific problems in the area of metabolic network visualization. We reconstruct the metabolic network covering the complete set of chemical reactions present in a generalized eucaryotic cell from real world data available from a popular metabolic pathway data base and present a suitable data structure. As the constructed network is very large, it is not feasible for the display as a whole. Instead, we introduce a technique to analyse this static network in a top-down approach starting with an overview and displaying detailed reaction networks on demand. This exploration method is also applied to compare metabolic networks in different species and from different resources. As for the analysis of dynamic networks, we present a framework to capture changes in the connectivity as well as changes in the attributes associated with the network’s elements.

The metabolism constitutes the universe of biochemical reactions taking place in a cell of an organism. These processes include the synthesis, transformation, and degradation of molecules for an organism to grow, to reproduce and to interact with its environment. A good way to capture the complexity of these processes is the representation as metabolic network, in which sets of molecules are transformed into products by a chemical reaction, and the products are being processed further. The underlying graph model allows a structural analysis of this network using established graphtheoretical algorithms on the one hand, and a visual representation by applying layout algorithms combined with information visualization techniques on the other. In this thesis we will take a look at three different aspects of graph visualization within the context of biochemical systems: the representation and interactive exploration of static networks, the visual analysis of dynamic networks, and the comparison of two network graphs. We will demonstrate, how established infovis techniques can be combined with new algorithms and applied to specific problems in the area of metabolic network visualization. We reconstruct the metabolic network covering the complete set of chemical reactions present in a generalized eucaryotic cell from real world data available from a popular metabolic pathway data base and present a suitable data structure. As the constructed network is very large, it is not feasible for the display as a whole. Instead, we introduce a technique to analyse this static network in a top-down approach starting with an overview and displaying detailed reaction networks on demand. This exploration method is also applied to compare metabolic networks in different species and from different resources. As for the analysis of dynamic networks, we present a framework to capture changes in the connectivity as well as changes in the attributes associated with the network’s elements.

Innovative und komplexe Informationssysteme erfordern zur Erfassung neuartige Analysewerkzeuge. Dazu dienen in der Softwarevisualisierung Modelle zur Darstellung und Interaktionstechniken zur Steuerung. Ein Teilgebiet der Interaktionstechniken sind Feedbacktechniken, die dem Benutzer Rückmeldungen auf Interaktionen liefern. In der vorliegenden Arbeit werden bestehende Feedbacktechniken eingeordnet und neue entwickelt. Anhand von drei Prototypen werden unterschiedliche Feedbacktechniken vorgestellt und implementiert. Abschließend werden die Techniken auf ihre Nützlichkeit getestet. Dazu wird eine explorative Evaluation konzipiert, durchgeführt und ausgewertet.:Gliederung Abbildungsverzeichnis Listings Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation und Problemstellung 1.2 Zielstellung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Interaktionstechniken in der Softwarevisualisierung 2.1 Softwarevisualisierung 2.2 Interaktionstechniken 2.3 Bewertung von User-Interfaces 2.4 Stand der Forschung 3 Entwicklung von Feedbacktechnologie für SV 3.1 Taxonomien für ITecs 3.2 Vorhandene ITecs in SV 3.3 Konzeption neuer Feedbacktechniken für SV 3.4 Implementierung und Funktionsweise 4 Erhebung zur Messung des Nutzens von ITecs 4.1 Theoretische Grundlagen und Methodik der Erhebung 4.1.1 Methoden zur Evaluation von Software 4.1.2 Wahl einer Evaluationsmethode 4.2 Konzeption und Versuchsaufbau 4.3 Durchführung 5 Evaluation des Nutzens von ITecs 5.1 Stichprobenbeschreibung 5.2 Auswertung, Priorisierung und Klassifikation der Ergebnisse 5.3 Interpretation 5.4 Diskussion 6 Fazit und Ausblick

Das Bibliothekswesen steht vor der Herausforderung, die rasant wachsende und umfassende Verbreitung digitaler Medien in neue Nutzungskonzepte einzubinden, beispielsweise durch eine Steigerung der Aufenthaltsqualität. (vgl. Bonte, 2011) Begriffe wie digital library, hybrid library oder blended library versuchen, die Rolle der Bibliotheken im digitalen Zeitalter neu zu definieren. (vgl. Gläser, 2008) Die Sächsische Landes- und Universitätsbibliothek (SLUB) begegnet dieser Herausforderung unter anderem mit dem verstärkten Aufbau digitaler Bestände. Sie verfügt daher über umfangreiche digitale Kollektionen, die mit Hilfe eines geplanten öffentlichen interaktiven Systems für die Bibliotheksbesucher auf ansprechende Weise erfahrbar gemacht werden sollen. Die Exploration der digitalen Sammlungen steht dabei im Vordergrund, bereits existierende Katalogfunktionalität soll nicht ersetzt, sondern ergänzt werden. Zu diesem Zweck wird untersucht, wie durch öffentliche Interaktion das Interesse an digitalen Inhalten am Beispiel der Sammlung „Deutsche Fotothek“ gesteigert werden kann. Dabei wird besonders betrachtet, wie durch Embodied Interaction in Verbindung mit der Visualisierung des komplexen Informationsraumes der digitalen Sammlungen eine leicht erlernbare gestenbasierte Steuerung erreicht werden kann. (Dourish, 2004) Der Hauptbeitrag dieser Arbeit liegt in der Konzeption und Umsetzung eines Anwendungsprototypen, der im öffentlichen Bereich der SLUB installiert wird.

Diskrete Optimierung beschäftigt sich mit dem Identifizieren einer Kombination oder Permutation von Elementen, die im Hinblick auf ein gegebenes quantitatives Kriterium optimal ist. Anwendungen dafür entstehen aus Problemen in der Wirtschaft, der industriellen Fertigung, den Ingenieursdisziplinen, der Mathematik und Informatik. Dazu gehören unter anderem maschinelles Lernen, die Planung der Reihenfolge und Terminierung von Fertigungsprozessen oder das Layout von integrierten Schaltkreisen. Häufig sind diskrete Optimierungsprobleme NP-hart. Dadurch kommt der Erforschung effizienter, heuristischer Suchalgorithmen eine große Bedeutung zu, um für mittlere und große Probleminstanzen überhaupt gute Lösungen finden zu können. Dabei wird die Entwicklung von Algorithmen dadurch erschwert, dass Eigenschaften der Probleminstanzen aufgrund von deren Größe und Komplexität häufig schwer zu identifizieren sind. Ebenso herausfordernd ist die Analyse und Evaluierung von gegebenen Algorithmen, da das Suchverhalten häufig schwer zu charakterisieren ist. Das trifft besonders im Fall von emergentem Verhalten zu, wie es in der Forschung der Schwarmintelligenz vorkommt. Visualisierung zielt auf das Nutzen des menschlichen Sehens zur Datenverarbeitung ab. Das Gehirn hat enorme Fähigkeiten optische Reize von den Sehnerven zu analysieren, Formen und Muster darin zu erkennen, ihnen Bedeutung zu verleihen und dadurch ein intuitives Verstehen des Gesehenen zu ermöglichen. Diese Fähigkeit kann im Speziellen genutzt werden, um Hypothesen über komplexe Daten zu generieren, indem man sie in einem Bild repräsentiert und so dem visuellen System des Betrachters zugänglich macht. Bisher wurde Visualisierung kaum genutzt um speziell die Forschung in diskreter Optimierung zu unterstützen. Mit dieser Dissertation soll ein Ausgangspunkt geschaffen werden, um den vermehrten Einsatz von Visualisierung bei der Entwicklung von Suchheuristiken zu ermöglichen. Dazu werden zunächst die zentralen Fragen in der Algorithmenentwicklung diskutiert und daraus folgende Anforderungen an Visualisierungssysteme abgeleitet. Mögliche Forschungsrichtungen in der Visualisierung, die konkreten Nutzen für die Forschung in der Optimierung ergeben, werden vorgestellt. Darauf aufbauend werden drei Visualisierungssysteme und eine Analysemethode für die Erforschung diskreter Suche vorgestellt. Drei wichtige Aufgaben von Algorithmendesignern werden dabei adressiert. Zunächst wird ein System für den detaillierten Vergleich von Algorithmen vorgestellt. Auf der Basis von Zwischenergebnissen der Algorithmen auf einer Probleminstanz wird der Suchverlauf der Algorithmen dargestellt. Der Fokus liegt dabei dem Verlauf der Qualität der Lösungen über die Zeit, wobei die Darstellung durch den Experten mit zusätzlichem Wissen oder Klassifizierungen angereichert werden kann. Als zweites wird ein System für die Analyse von Suchlandschaften vorgestellt. Auf Basis von Pfaden und Abständen in der Landschaft wird eine Karte der Probleminstanz gezeichnet, die strukturelle Merkmale intuitiv erfassbar macht. Der zweite Teil der Dissertation beschäftigt sich mit der topologischen Analyse von Suchlandschaften, aufbauend auf einer Schwellwertanalyse. Ein Visualisierungssystem wird vorgestellt, dass ein topologisch equivalentes Höhenprofil der Suchlandschaft darstellt, um die topologische Struktur begreifbar zu machen. Dieses System ermöglicht zudem, den Suchverlauf eines Algorithmus direkt in der Suchlandschaft zu beobachten, was insbesondere bei der Untersuchung von Schwarmintelligenzalgorithmen interessant ist. Die Berechnung der topologischen Struktur setzt eine vollständige Aufzählung aller Lösungen voraus, was aufgrund der Größe der Suchlandschaften im allgemeinen nicht möglich ist. Um eine Anwendbarkeit der Analyse auf größere Probleminstanzen zu ermöglichen, wird eine Methode zur Abschätzung der Topologie vorgestellt. Die Methode erlaubt eine schrittweise Verfeinerung der topologischen Struktur und lässt sich heuristisch steuern. Dadurch können Wissen und Hypothesen des Experten einfließen um eine möglichst hohe Qualität der Annäherung zu erreichen bei gleichzeitig überschaubarem Berechnungsaufwand. / Discrete optimization deals with the identification of combinations or permutations of elements that are optimal with regard to a specific, quantitative criterion. Applications arise from problems in economy, manufacturing, engineering, mathematics and computer sciences. Among them are machine learning, scheduling of production processes, and the layout of integrated electrical circuits. Typically, discrete optimization problems are NP hard. Thus, the investigation of efficient, heuristic search algorithms is of high relevance in order to find good solutions for medium- and large-sized problem instances, at all. The development of such algorithms is complicated, because the properties of problem instances are often hard to identify due to the size and complexity of the instances. Likewise, the analysis and evaluation of given algorithms is challenging, because the search behavior of an algorithm is hard to characterize, especially in case of emergent behavior as investigated in swarm intelligence research. Visualization targets taking advantage of human vision in order to do data processing. The visual brain possesses tremendous capabilities to analyse optical stimulation through the visual nerves, perceive shapes and patterns, assign meaning to them and thus facilitate an intuitive understanding of the seen. In particular, this can be used to generate hypotheses about complex data by representing them in a well-designed depiction and making it accessible to the visual system of the viewer. So far, there is only little use of visualization to support the discrete optimization research. This thesis is meant as a starting point to allow for an increased application of visualization throughout the process of developing discrete search heuristics. For this, we discuss the central questions that arise from the development of heuristics as well as the resulting requirements on visualization systems. Possible directions of research for visualization are described that yield a specific benefit for optimization research. Based on this, three visualization systems and one analysis method are presented. These address three important tasks of algorithm designers. First, a system for the fine-grained comparison of algorithms is introduced. Based on the intermediate results of algorithm runs on a given problem instance the search process is visualized. The focus is on the progress of the solution quality over time while allowing the algorithm expert to augment the depiction with additional domain knowledge and classification of individual solutions. Second, a system for the analysis of search landscapes is presented. Based on paths and distances in the landscape, a map of the problem instance is drawn that facilitates an intuitive cognition of structural properties. The second part of this thesis focuses on the topological analysis of search landscapes, based on barriers. A visualization system is presented that shows a topological equivalent height profile of the search landscape. Further, the system facilitates to observe the search process of an algorithm directly within the search landscape. This is of particular interest when researching swarm intelligence algorithms. The computation of topological structure requires a complete enumeration of all solutions which is not possible in the general case due to the size of the search landscapes. In order to enable an application to larger problem instances, we introduce a method to approximate the topological structure. The method allows for an incremental refinement of the topological approximation that can be controlled using a heuristic. Thus, the domain expert can introduce her knowledge and also hypotheses about the problem instance into the analysis so that an approximation of good quality is achieved with reasonable computational effort.

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In dieser Arbeit werden die in einer umfassenden Literaturrecherche zum Thema “Informationsvisualisierung auf mobilen Geräten” erlangten Ergebnisse strukturiert dargelegt. Dabei werden sowohl historische, als auch Aspekte des aktuellen Stands zur Visualisierung auf und Interaktion mit Mobilgeräten berücksichtigt. Des Weiteren wird eine Sammlung von wissenschaftlichen Arbeiten zum genannten Thema in einer web-basierten Literaturübersicht visualisiert. Dafür werden Vorgehensweisen und Konzepte für die Auswahl von geeigneten Daten, Technologien und Designentscheidungen vorgestellt und bei der Implementierung beachtet.:1 Einführung 1 1.1 Motivation 1 1.2 Ziel dieser Arbeit 2 1.3 Aufbau der Arbeit 2 2 Verwandte Arbeiten 5 2.1 Interaktive Informationsvisualisierung auf mobilen Geräten 5 2.1.1 Ideen hinter dem heutigen Stand der Technik 5 2.1.2 Stand der Technik: Interaktionen für mobile Geräte 6 2.1.3 Informationsvisualisierung auf mobilen Geräten 10 2.1.4 Aufgaben und Nutzung mobiler interaktiver Visualisierungen 16 2.1.5 Interaktive Visualisierungen durch Kombination von mobilen Geräten 17 2.2 Interaktive Literaturübersicht 19 2.2.1 Netzwerkdarstellungen wissenschaftlicher Arbeiten 20 2.2.2 Weitere Darstellungen wissenschaftlicher Arbeiten 22 2.2.3 Interaktive Visualisierungen literatur-ähnlicher Sammlungen 23 2.3 Zusammenfassung 25 3 Konzeption 27 3.1 Analyse der Datenbasis 27 3.1.1 Informationen aus exportierten Metadaten 27 3.1.2 Zu extrahierende Daten 29 3.2 Kriterien für das Design interaktiver Visualisierungen 32 3.2.1 Aufgaben einer interaktiven Literaturübersicht 32 3.2.2 Zielgruppe einer interaktiven Literaturübersicht 33 3.3 Design interaktiver Literaturübersichten 34 3.3.1 Vergleich von multiplen und Einzelansichten 34 3.3.2 Visuelles Designkonzept 36 3.3.3 Erweiterung der Visualisierungen durch Animationen 37 3.4 Vergleich vorgestellter Visualisierungen 38 3.4.1 Vergleich von Wortwolke, Netzwerk und Sunburst-Diagramm 38 3.4.2 Vergleich von Punktmatrizen, Stapel-, Marimekko und gruppierten Balkendiagrammen 39 3.5 Zusammenfassung 40 4 Entwicklung einer interaktiven Literaturübersicht 43 4.1 Auswahl geeigneter Technologien und der Datengrundlage 43 4.1.1 Technologieauswahl 43 4.1.2 Definition der Datengrundlage 45 4.2 Oberflächendesign 46 4.2.1 Designentscheidungen der Seitenelemente 47 4.2.2 Designentscheidungen der Benutzeroberfläche 50 4.3 Interaktionsdesign der Literaturübersicht 52 4.4 Implementierung 54 4.4.1 Modulstruktur 54 4.4.2 Datenhaltung 55 4.4.3 Wortwolke 55 4.4.4 Seitenleiste und Filter 56 4.4.5 Streudiagramm 57 4.4.6 Autorenvisualisierung 57 4.5 Schlussfolgerungen 58 5 Zusammenfassung 61 5.1 Fazit 61 5.2 Ausblick 62 Literatur 63 Selbstständigkeitserklärung 79 / In this thesis, the results obtained in a comprehensive literature search on the topic of “information visualization on mobile devices” are presented in a structured manner. Historical as well as aspects of the current state-of-the-art of visualization on and interaction with mobile devices are considered. Furthermore, a collection of scientific papers on this topic will be visualized in a web-based literature overview. Procedures and concepts for the selection of suitable data, technologies and design decisions will be presented and considered during implementation.:1 Einführung 1 1.1 Motivation 1 1.2 Ziel dieser Arbeit 2 1.3 Aufbau der Arbeit 2 2 Verwandte Arbeiten 5 2.1 Interaktive Informationsvisualisierung auf mobilen Geräten 5 2.1.1 Ideen hinter dem heutigen Stand der Technik 5 2.1.2 Stand der Technik: Interaktionen für mobile Geräte 6 2.1.3 Informationsvisualisierung auf mobilen Geräten 10 2.1.4 Aufgaben und Nutzung mobiler interaktiver Visualisierungen 16 2.1.5 Interaktive Visualisierungen durch Kombination von mobilen Geräten 17 2.2 Interaktive Literaturübersicht 19 2.2.1 Netzwerkdarstellungen wissenschaftlicher Arbeiten 20 2.2.2 Weitere Darstellungen wissenschaftlicher Arbeiten 22 2.2.3 Interaktive Visualisierungen literatur-ähnlicher Sammlungen 23 2.3 Zusammenfassung 25 3 Konzeption 27 3.1 Analyse der Datenbasis 27 3.1.1 Informationen aus exportierten Metadaten 27 3.1.2 Zu extrahierende Daten 29 3.2 Kriterien für das Design interaktiver Visualisierungen 32 3.2.1 Aufgaben einer interaktiven Literaturübersicht 32 3.2.2 Zielgruppe einer interaktiven Literaturübersicht 33 3.3 Design interaktiver Literaturübersichten 34 3.3.1 Vergleich von multiplen und Einzelansichten 34 3.3.2 Visuelles Designkonzept 36 3.3.3 Erweiterung der Visualisierungen durch Animationen 37 3.4 Vergleich vorgestellter Visualisierungen 38 3.4.1 Vergleich von Wortwolke, Netzwerk und Sunburst-Diagramm 38 3.4.2 Vergleich von Punktmatrizen, Stapel-, Marimekko und gruppierten Balkendiagrammen 39 3.5 Zusammenfassung 40 4 Entwicklung einer interaktiven Literaturübersicht 43 4.1 Auswahl geeigneter Technologien und der Datengrundlage 43 4.1.1 Technologieauswahl 43 4.1.2 Definition der Datengrundlage 45 4.2 Oberflächendesign 46 4.2.1 Designentscheidungen der Seitenelemente 47 4.2.2 Designentscheidungen der Benutzeroberfläche 50 4.3 Interaktionsdesign der Literaturübersicht 52 4.4 Implementierung 54 4.4.1 Modulstruktur 54 4.4.2 Datenhaltung 55 4.4.3 Wortwolke 55 4.4.4 Seitenleiste und Filter 56 4.4.5 Streudiagramm 57 4.4.6 Autorenvisualisierung 57 4.5 Schlussfolgerungen 58 5 Zusammenfassung 61 5.1 Fazit 61 5.2 Ausblick 62 Literatur 63 Selbstständigkeitserklärung 79

Das Bibliothekswesen steht vor der Herausforderung, die rasant wachsende und umfassende Verbreitung digitaler Medien in neue Nutzungskonzepte einzubinden, beispielsweise durch eine Steigerung der Aufenthaltsqualität. (vgl. Bonte, 2011) Begriffe wie digital library, hybrid library oder blended library versuchen, die Rolle der Bibliotheken im digitalen Zeitalter neu zu definieren. (vgl. Gläser, 2008) Die Sächsische Landes- und Universitätsbibliothek (SLUB) begegnet dieser Herausforderung unter anderem mit dem verstärkten Aufbau digitaler Bestände. Sie verfügt daher über umfangreiche digitale Kollektionen, die mit Hilfe eines geplanten öffentlichen interaktiven Systems für die Bibliotheksbesucher auf ansprechende Weise erfahrbar gemacht werden sollen. Die Exploration der digitalen Sammlungen steht dabei im Vordergrund, bereits existierende Katalogfunktionalität soll nicht ersetzt, sondern ergänzt werden. Zu diesem Zweck wird untersucht, wie durch öffentliche Interaktion das Interesse an digitalen Inhalten am Beispiel der Sammlung „Deutsche Fotothek“ gesteigert werden kann. Dabei wird besonders betrachtet, wie durch Embodied Interaction in Verbindung mit der Visualisierung des komplexen Informationsraumes der digitalen Sammlungen eine leicht erlernbare gestenbasierte Steuerung erreicht werden kann. (Dourish, 2004) Der Hauptbeitrag dieser Arbeit liegt in der Konzeption und Umsetzung eines Anwendungsprototypen, der im öffentlichen Bereich der SLUB installiert wird.:1 EINFÜHRUNG 6 1.1 MOTIVATION 6 1.2 ZIELSTELLUNG 7 1.3 GLIEDERUNG 7 2 GRUNDLAGEN 9 2.1 KOGNITION UND RAUMWAHRNEHMUNG 9 2.2 CHARAKTERISTIKEN DES ÖFFENTLICHEN RAUMES IN BIBLIOTHEKEN 9 2.2.1 Öffentlichkeit in der Bibliothek 10 2.2.2 Bühnenmetapher 10 2.2.3 Zusammenfassung 10 2.3 INTERAKTION IM RAUM 10 2.3.1 Begriffsdefinition 10 2.3.2 Räumliche Interaktion 11 2.3.3 Zusammenfassung 12 2.4 INFORMATIONSVISUALISIERUNG 12 2.4.1 Begriffsklärung 12 2.4.2 Datenbild und Navigationsbild 13 2.4.3 Darstellung von Relationen in Baum und Netz 15 2.4.4 Information Visualization Framework 18 2.4.5 Zusammenfassung 18 2.5 EXPLORATION KOMPLEXER DATENRÄUME 19 2.5.1 Exploration 19 2.5.2 Immersion 21 2.5.3 Emersion 21 2.5.4 Zusammenfassung 22 2.6 PERSONENTRACKING MIT MICROSOFT KINECT® 23 2.7 GESTENERKENNUNG 25 3 VERWANDTE ARBEITEN 27 3.1 AMBIENTE DISPLAYS 27 3.2 GESTISCHE INTERAKTION 28 3.3 EXPLORATIONSTECHNIKEN FÜR INFORMATIONSRÄUME 30 4 SYNTHESE UND KONZEPTION 32 4.1 ZIELVISION 32 4.2 INFORMATIONSKONZEPT 34 4.2.1 Initiale Auswahl und Analyse der Bestandsdaten 35 4.2.2 Verfeinerung der selektierten Bestände 36 4.2.3 Organisation der relevanten Daten 38 4.3 DARSTELLUNGSKONZEPT 40 4.3.1 Interface 40 4.3.2 Graphkomponente 41 4.3.3 Galeriekomponente 45 4.4 RAUMSITUATION UND INTERAKTIONSKONZEPT 49 4.4.1 Raumsituation 49 4.4.2 Aufmerksamkeit und Nutzerverhalten 53 4.4.3 Interaktionskonzept 54 5 UMSETZUNG 61 5.1 BACKEND 61 5.1.1 Verarbeitung der Bestandsdaten 62 5.1.2 Tracking und Gestenerkennung 63 5.2 MIDDLEWARE 65 5.2.1 Zugriff auf Bestandsdaten 65 5.2.2 Zugriff auf Trackingdaten 67 5.3 FRONTEND 68 5.3.1 Verarbeitung der Nutzereingaben 68 5.3.2 Galeriekomponente 71 5.3.3 Graphkomponente 77 6 ZUSAMMENFASSUNG 84 6.1 FAZIT 84 6.2 AUSBLICK 85 6.2.1 Verbesserungsvorschläge 85 6.2.2 Konzeptionelle Beschränkungen 86 6.2.3 Erweiterte Zielvision 87 7 ANHANG 89 A LITERATURVERZEICHNIS 89 B ABBILDUNGSVERZEICHNIS 94 C TABELLENVERZEICHNIS 97 D QUELLKODEVERZEICHNIS 98 E LISTE DER KOLLEKTIONSTITEL IN DEN DIGITALEN SAMMLUNGEN 99 F METAINFORMATIONEN FÜR DATENSÄTZE DER DEUTSCHEN FOTOTHEK 100 G ÜBERSICHT DER AUSGEWÄHLTEN KNOTENHIERARCHIE UND UNTERKNOTEN 103 H DEPLOYMENT-ANLEITUNG 104

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Die komplexe Analysen großer Datensätze stellt in der Informationsvisualisierung eine zunehmende Herausforderung dar. Mit Hilfe von Magic Lenses wird die teilweise unübersichtliche Visualisierung dieser Datensätze lokal manipuliert und vereinfacht. Dabei spielen besonders der Umfang an Filterfunktionen und wie sie verändert werden können eine Rolle. Die Vorteile eines Multitouchdisplays im Vergleich zu herkömmlicher Maus- oder Keyboardinteraktion kommen dabei zum Einsatz. Es treten jedoch stetig Probleme bei der Adaption bisheriger Menüdesigns auf. Da Magic Lenses über Menüs parametrisiert werden sollen, stellt sich die Frage welche Menü- und Interaktionsarten besser dazu geeignet sind. In dieser Arbeit wird ein Multitouch-basiertes Kontextmenü für Magic Lenses evaluiert. Es befindet sich direkt am Linsenrand und ist kompakt jedoch neuartig. Es wird die Konkurrenzfähigkeit zu einem speziell für die Studie entworfenen und implementierten klassischen, globalen Menü getestet. Dieses ist für Nutzer vertrauter, aber distanziert sich von der Linse. Die Ergebnisse werden anschließend unter quantitativen und qualitativen Punkten zusammengefasst und ausgewertet. Es zeigt sich, dass klassische Menüs mit Touchinteraktion performanter waren. Das Multitouch-basierte Kontextmenü war allerdings bei den Probanden beliebter und wurde für die Arbeit mit Linsen bevorzugt. / The complex analysis of huge data sets is an increasing challenge in information visualization. With the help of emph{Magic Lenses} the somtimes confusing visualization of those data sets is being locally manipulated and simplified. Especially the amount of filter functions and how they can be altered matter. The advantages of multitouch displays in comparison to conventional mouse and keyboard interaction are used. However, there occur continual problems with the adaption of existing menu designs. Since emph{Magic Lenses} have to be parameterized with those menus the question arises which kind of menu and interaction are more fitting. In this work we evaluate a multitouch based context menu for emph{Magic Lenses}. It is located directly at the lens and compact but new to users. We test its competitiveness to a classical global menu specifically designed and implemented for this study. Users are more familiar with it but it is distanced from the lens. Finally, the results are summarized and analyzed under quantitative and qualitative points. It turns out that classical menus with touch interaction performed best. The multitouch-based context menu though was more popular with probands and was preferred for the work with lenses.