<div> <div> <div> <p>This study focused on a physical property of human finger touch: finger contact area (FCA). The value of FCA lies not only in optimizing the interface layout design but also in streamlining the process of sensitivity tuning for capacitive devices. However, from previous research, whether the target size and display position have effects on the FCA is unknown, and the data of FCA in the contexts of touching various appliances had never been explored. A within-subjects experiment was conducted to study the FCA in the context of four target sizes and two display positions. Forty-two participants were recruited, and both their demographic data as well as touch data were collected and analyzed. As a result, both the target size and the display position have significant effects on the FCA size, and users would implement different finger approach angles (FAA) in varying contexts accordingly. In general, larger target size and vertical touch surface would lead to a larger FCA size, but other factors such as finger joint circumference, stature, touch force did not show significant effects in the experiment. Overall, this study contributes to a clearer understanding of FCA data as well as how users behave in the touch interaction on the capacitive touch interface of appliances. Moreover, it pointed out what factors were related or unrelated to the FCA. This knowledge would directly help designers and engineers to develop optimized capacitive buttons with appropriate sizes as well as sensitivity on touch interfaces of appliances and could improve the usability of the capacitive touch interface in the future. </p> </div> </div> </div>

Tesis por compendio / [ES] La tecnología multi-táctil se ha convertido en una de las más emergentes tras experimentar un enorme crecimiento desde sus pasos iniciales en los años ochenta hasta su amplia aceptación y uso en la actualidad. Por una parte, la tecnología multi-táctil se basa en el estilo de interacción de manipulación directa el cual proporciona a los usuarios la ventaja de ver los objetos y las acciones de interés, sustituir comandos escritos por acciones de señalado y, además, permite la realización de acciones rápidas, reversibles e incrementales evitando el uso de instrucciones complejas. Por otra parte, diversos trabajos han evaluado las virtudes derivadas de utilizar conjuntamente la manipulación directa con el toque directo mostrando que es posible evitar los problemas inherentes a otras técnicas de interacción como el ratón y el teclado. Por lo tanto, aprovechando la interacción natural e intuitiva proporcionada por la tecnología multi-táctil, ésta parece una forma ideal para dar soporte a la creación de escenarios educativos dirigidos a niños en edad preescolar. Sin embargo, a pesar de la existencia de diversos estudios que evalúan la idoneidad de utilizar el estilo de interacción de manipulación directa, existe una falta de trabajos abordando el uso dispositivos basados en superficies táctiles con niños de una temprana edad. Asimismo, en la actualidad existe una creciente tendencia a diseñar aplicaciones educativas y lúdicas dirigidas a niños en edad preescolar utilizando dispositivos multi-táctiles como los teléfonos inteligentes o las tabletas. Además, diversos informes señalan que los niños son usuarios frecuentes de este tipo de dispositivos y los utilizan incluso antes de ser capaces de hablar. Sin embargo, a pesar de este crecimiento en el uso de la tecnología multi-táctil y su aparente idoneidad para ser utilizado en el desarrollo de aplicaciones educativas para niños en edad preescolar, no existen unas interacciones universales y estandarizadas para preescolares a la hora de utilizar dispositivos táctiles ya que habitualmente sólo se utilizan dos gestos básicos (básicamente, el toque con un dedo para seleccionar y el arrastre con un dedo para el movimiento). Por lo tanto, existe una clara necesidad de llevar a cabo estudios empíricos para contribuir y avanzar en el diseño de aplicaciones que den un soporte adecuado y encaje con las habilidades de los niños en su temprano desarrollo. Por tanto, esta tesis propone, diseña y evalúa diversas estrategias de usabilidad y comunicabilidad adaptadas a los niños en edad preescolar para establecer la base para el diseño y desarrollo de futuras aplicaciones basadas en dispositivos táctiles dirigidas a preescolares. Estas estrategias llevarán a la adecuada definición de guías de diseño que permitirán a los niños aprovechar al máximo la tecnología multi-táctil, harán posible el desarrollo de nuevas y atractivas aplicaciones y, eventualmente, también podrán ayudar al desarrollo cognitivo y motor de los niños. / [CA] La tecnologia multi-tàctil s'ha convertit en una de les més emergents després d'experimentar un enorme creixement des dels seus passos inicials als anys vuitanta fins l'actualitat on es àmpliament acceptada i utilitzada. D'una banda, la tecnologia multi-tàctil es basa en l'estil d'interacció de manipulació directa, el qual proporciona als usuaris l'avantatge de veure els objectes i les accions d'interès, substituir comandos escrits per accions d'assenyalament i, a més, permet la realització d'accions, ràpides, reversibles i incrementals evitant l'ús d'instruccions complexes. D'altra banda, diversos treballs han avaluat les virtuts derivades d'utilitzar conjuntament la manipulació directa amb el toc directe mostrant que és possible evitar els problemes inherents a altres tècniques d'interacció com el ratolí i el teclat. Per tant, aprofitant la interacció natural i intuïtiva proporcionada per la tecnologia multi-tàctil, aquesta sembla una forma ideal per donar suport a la creació d'escenaris educatius per a xiquets en edat preescolar. No obstant això, malgrat l'existència de diversos estudis que avaluen la idoneïtat d'utilitzar l'estil d'interacció de manipulació directa, existeix una manca de treballs abordant l'ús de dispositius basats en superfícies tàctils amb xiquets d'edat primerenca. Així mateix, en l'actualitat existeix una creixent tendència a dissenyar aplicacions educatives i lúdiques dirigides a xiquets en edat preescolar utilitzant dispositius tàctils com els telèfons intel¿ligents o les tauletes. A més, diversos informes assenyalen que els xiquets són usuaris freqüents d'aquests tipus de dispositius i els utilitzen fins i tot abans de ser capaços de parlar. Malgrat aquest creixement en l'ús de la tecnologia multi-tàctil i la seua aparent idoneïtat per a ser utilitzada en el desenvolupament d'aplicacions educatives per a xiquets en edat preescolar, no existeixen unes interaccions universals i estandarditzades per a preescolars a l'hora d'utilitzar dispositius tàctils ja que habitualment només s'utilitzen dos gestos bàsics (bàsicament, el toc amb un dit per a seleccionar i l'arrossegament amb un dit per al moviment). Per tant, hi ha una clara necessitat de dur a terme estudis empírics per a contribuir i avançar en el disseny d'aplicacions que donen un suport adequat i s'ajusten amb les habilitats dels xiquets en el seu primerenc desenvolupament. Per tant, la tesi proposa, dissenya i avalua diverses estratègies de usabilitat i comunicabilitat adaptades als xiquets en edat preescolar per tal d'establir la base per al disseny i desenvolupament de futures aplicacions basades en dispositius tàctils dirigides a preescolars. Aquestes estratègies portaran a l'adequada definició de guies de disseny que permetran als xiquets aprofitar al màxim la tecnologia multi-tàctil, faran possible el desenvolupament de noves i atractives aplicacions i, eventualment, podran també ajudar al desenvolupament cognitiu i motor dels xiquets. / [EN] Multi-touch technology has become one of the most emergent technologies and has had an enormous growth since its initial steps in the eighties to be widespread accepted and used in the present. On the one hand, multi-touch technology relies on the direct manipulation interaction style which gives users the advantage to view the objects and actions of interest, replace typed commands by pointing actions and to perform rapid, reversible and incremental actions avoiding using complex instructions. On the other hand, several works have evaluated the virtues when joining direct manipulation with direct-touching showing that it solves the problems inherent in other interaction devices, such as those involving mouse or keyboard. Hence, taking advantage of the intuitive and natural interaction provided by multi-touch technology it seems an ideal way to support educational scenarios targeted to kindergarten children. Although several works have assessed the suitability of using the direct manipulation style with children, there is a lack of works addressing the use of touchscreen devices by this specific type of users. Moreover, there is a growing trend of designing educational and playful applications targeted to kindergarten children based on touchscreen devices such as smartphones and tablets. In addition, several reports point out that children use touchscreen devices even before they are able to speak and they are frequent users of devices such as smartphones and tablets. However, despite this growth in the use of multi-touch technology by children and its apparent suitability to be used to develop applications targeted to young children, there is a lack of standardized and universally accepted interactions for young children when using touchscreen devices since only two basic gestures are commonly used (basically, consisting of only one-finger touch for selection and one-finger drag for movement). Hence, there is a need of carrying out empirical studies to help and advance in the design of applications that adequately support and fit with children's development and skills. Therefore, this thesis proposes, designs and evaluates several usability and communicability strategies tailored to children in their early development stage to establish the design and development of future applications targeted to kindergarten children. These strategies will lead to define appropriate design strategies that enable infants to take full advantage of multi-touch technology, would make it possible to develop attractive new applications and, eventually, could also aid children's cognitive and motor development. / Nácher Soler, VE. (2019). Kindertivity: Usability and Communicability Strategies for Interactive Surfaces and Pre-Kindergarten Children [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/116833 / Compendio

Dreidimensionale Informationsvisualisierungen fördern durch den geringen Grad an Abstraktion die Bildung eines präzisen mentalen Modells und können daher multidimensionale räumliche Beziehungen greifbar kommunizieren. Gleichzeitig eröffnet die aktuelle Generation von Augmented Reality Head-Mounted Displays (AR-HMDs) neuartige Möglichkeiten zur Exploration von 3D-InfoVis und ist befähigt virtuelle Objekte glaubwürdig und immersiv in die physische Umgebung eines Nutzers zu integrieren. Dennoch unterliegt die Interaktion in AR-Umgebungen einer Vielzahl von Herausforderungen, da die signifikante Mehrheit der Applikationen lediglich Blick-, Freihandgesten- oder Sprachsteuerung als Eingabemodalität in Betracht ziehen. Durch Kombination von interaktiven Oberflächen wie Tabletops mit AR-HMDs können diese Nachteile effizient adressiert werden, indem direkte und natürliche Manipulation in Form von Multi-Touch, Tangible- oder Stift-Eingabe ermöglicht wird. Im Rahmen dieser Thesis wird untersucht, wie die Analyse von 3D-InfoVis bei Kombination interaktiver Oberflächen mit AR-HMDs unterstützt werden kann. Hierfür wird der aktuelle Stand der Forschung in themennahen Domänen erfasst und folgend Konzepte zur Unterstützung analytischer Prozesse in zuvor erläuterter Systemkonstellation entwickelt. Die resultierenden Konzepte adressieren dabei Limitationen, die bei Darstellung und Interaktion von und mit 3D-InfoVis in konventionellen Systemen bestehen und im Rahmen der Kombination interaktiver Oberflächen mit AR-HMDs gelöst oder wesentlich angereichert werden können. Ausgewählte Features wurden in einer prototypischen Implementierung realisiert und getestet.:Einleitung Verwandte Arbeiten Konzept der Augmented Displays Konzepte zur Unterstützung analytischer Prozesse im Umgang mit 3D-InfoVis bei Kombination interaktiver Oberflächen mit AR-HMDs Implementierung Diskussion Zusammenfassung / Three-dimensional information visualizations aid precise mental models and are able to communicate multidimensional-spatial relations due too their low level of abstraction. Simultaneously the current generation of Augmented Reality head-mounted displays (AR-HMDs) are offering novel chances for the exploration of 3D-InfoVis and are capable of immersively integrating virtual object into the physical environment of a user. Nevertheless, interaction in AR-environments is still posing a major challenge due to most applications only considering gaze, freehand gesture or speech as input modalities. By combining AR-HMDs with interactive surfaces these limitations can be addressed and direct and natural interaction in the form of multi-touch-, tangible- or pen-input can be enabled. In the scope of this thesis it will be examined how the analysis of 3D-InfoVis can be supported in the context of combining interactive surfaces with AR-HMDs. Therefor the current state of research in associated domains is being summarized and based on that concepts for supporting analytical processes in aforementioned system constellation are being developed. The resulting concepts help addressing limitations, that exist in the representation and interaction of and with 3D-InfoVis in conventional systems in the scope of combining interactive surfaces with AR-HMDs in order to overcome them or reduce their effects. Selected features were implemented and tested in a prototype.:Einleitung Verwandte Arbeiten Konzept der Augmented Displays Konzepte zur Unterstützung analytischer Prozesse im Umgang mit 3D-InfoVis bei Kombination interaktiver Oberflächen mit AR-HMDs Implementierung Diskussion Zusammenfassung

Mind-Mapping ist eine effiziente und universelle Kreativitätstechnik, die es ermöglicht, in einer Gruppe ein komplexes Thema aufzuschlüsseln. Dabei wird eine Assoziation verschiedener Schlüsselwörter, Notizen und Grafiken zu einem zentralen Begriff vorgenommen und dadurch eine Möglichkeit zur schrittweisen kompakten Visualisierung eines Themengebietes geschaffen. Große interaktive Display Walls erlauben durch ihre Fläche und ihre interaktiven Möglichkeiten das kollaborative Erstellen von Mind-Maps, so dass jeder Nutzer individuell Teile kreieren und der gemeinsamen Mind-Map beifügen kann. In dieser Ausarbeitung werden geeignete Interaktionskonzepte zur Erstellung von Mind-Maps an interaktiven Display Walls vorgestellt. Dabei liegt der Fokus auf den Möglichkeiten der Erkennung der Nutzerposition vor der Display Wall, um jedem Benutzer eine persönliche Linse und damit Zugriff auf persönliche Werkzeuge zu ermöglichen, sowie der Interaktion mittels Stift und Touch zum Zwecke der Erstellung und Platzierung von Mind-Map Elementen. Dafür werden zunächst verwandte Arbeiten aus den Bereichen: Mind-Maps, Kollaboration und Interaktion mit interaktiven Display Walls und Magische Linsen analysiert. Basierend auf einem Grundverständnis dieser drei Domänen wurden Konzepte zur kollaborativen Erstellung von Mind-Maps an interaktiven Display Walls mit persönlichen Linsen präsentiert. Ausgewählte Konzepte wurden dabei in einer prototypischen Implementierung umgesetzt und boten erste aussichtsreiche Einblicke, wie das Mind-Mapping der Zukunft erfolgen könnte. Dabei wurde insbesondere der Nutzen einer persönlichen Linse, als individuelle Visualisierungs- und Interaktions-Schnittstelle erkannt.:Einleitung Verwandte Arbeiten Konzepte zur kollaborativen Erstellung von Mind-Maps mit persönlichen Linsen an interaktiven Display Walls Prototypische Implementierung Fazit und Ausblick / Mind-mapping is an effective and universal creativity technique, which allows to break down complex topics in a group activity. Therefore keywords, notes or images are being associated to a superordinate topic, in order to gradually create a compact visualization of a topic. Large interactive display walls allow the collaborative creation of mind-maps due to their size and options for interaction so that the users can individually create parts and integrate them into the collective mind-map. As part of this thesis, suitable concepts for the creation of mind-maps on interactive display walls are being presented. In this context, the emphasis is lying on the possibilities of using the position of the user in front the display wall, in order to offer every user a personal lens and thus access to personal tools, as well as the interaction with pen and touch in order to create and move mind-map-elements. Therefore related work of the topic areas: mind-maps, collaboration and interaction at interactive display walls and Magic Lenses will be analysed at first. Based on a fundamental understanding of these three domains, concepts for the collaborative creation of mind-maps on interactive display walls using personal lenses are being presented. Selected concepts were prototypically implemented and offered first promising insights on how the mind-mapping of the future could be done. In the process the particular benefit of a personal lens as an individual visualization- and interaction-interface has been recognized.:Einleitung Verwandte Arbeiten Konzepte zur kollaborativen Erstellung von Mind-Maps mit persönlichen Linsen an interaktiven Display Walls Prototypische Implementierung Fazit und Ausblick

Der Einsatz großer, vertikaler Displays nimmt sowohl in Bereichen der Forschung als auch der Wirtschaft zu. Diese Displays eignen sich durch ihre Größe und Auflösung unter anderem für die Informationsvisualisierung. Es gibt bereits eine Menge von Forschungsarbeiten, welche die Interaktion mit großen, vertikalen Displays untersucht hat. Jedoch ist speziell die Bedienung Magischer Linsen auf großen Displaywänden weitgehend unbeachtet geblieben. Eine intuitive Interaktion mit Magischen Linsen auf einer Displaywand kann jedoch insbesondere in kollaborativen Szenarien große Vorteile bieten. Smartphones eignen sich durch ihre Portabilität zur Interaktion mit Displaywänden. Unter Verwendung von Mobilgeräten und einer hochauflösenden Displaywand wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Interaktionskonzepte zur Steuerung und Parametrisierung Magischer Linsen entwickelt. Hierzu wurde eine Recherche des aktuellen Forschungsstandes betrieben und Anwendungsfälle für den Einsatz der Konzepte aufgestellt. Es wurde eine große Bandbreite von Interaktionskonzepten entwickelt, welche von lockeren bis zu fokussierten Interaktionen reichen. Für die Bedienung der Magischen Linsen wurden verschiedene Aktionen identifiziert, welche in einem Interaktionsablauf auftreten und durch die Konzepte zu unterstützen sind. Ein Teil der entwickelten Interaktionskonzepte wurde durch einen Prototypen implementiert und anhand von Beispieldatensätzen getestet. / The usage of large, vertical displays is increasing in felds of research as well as in the economy. Because of their size and resolution these displays are well suited for information visualization. There already are a number of publications which examine the interaction with large, vertical displays. Yet especially the operation of magic lenses on large display walls has been mostly ignored. An intuitive interaction with magic lenses on a large display may be espesially advantageous in collaborative scenarios. Smartphones are suited for interaction with display walls because of their portability. In this paper interaction concepts for operating and parametrizing magic lenses have been developed using mobile devices and a high resolution display wall. For this purpose the current state of research has been investigated and application scenarios for the use of the concepts have been constructed. A big amount of interaction concepts have been developed which range from casual to focused interactions. For the operation of magic lenses several actions have been identifed which occur in an interaction process and have to be adsressed by the concepts. Part of the developed interaction concepts have been implemented by a prototype and tested with sample data sets.

Mit dem Aufkommen natürlicher Benutzerschnittstellen zum Erreichen einer möglichst intuitiven Interaktion mit Computern wird auch über die Bedeutung der Gestaltungsaspekte LOOK und FEEL der darzustellenden Benutzeroberflächen neu verhandelt. Dies bedeutet für den Entwurf und die Entwicklung neuer Anwendungen, die bisherigen Vorgehensmodelle, Werkzeuge und Interaktionen zu überdenken und hinsichtlich der neuen Herausforderungen zu überprüfen. Als Leitmotiv der vorliegenden Arbeit dient der Ansatz: Ähnliches wird durch Ähnliches entwickelt, der sich am Beispielfall der Multi-Touch-Technologie konkret mit dem Forschungsraum der natürlichen Benutzerschnittstellen auseinandersetzt. Anhand der drei aufeinander aufbauenden Aspekte Modell, Werkzeug und Interaktion wird die besondere Stellung des FEELs betont und diskutiert. Die Arbeit konzentriert sich dabei besonders auf die Phase des Prototypings, in der neue Ideen entworfen und später (weiter-) entwickelt werden. Die Arbeit nähert sich dabei dem Thema schrittweise an, vom Abstrakten hin zum Konkreten. Hierzu wird zunächst ein neu entwickeltes Vorgehensmodell vorgestellt, um auf die Besonderheiten des FEELs im Entwicklungsprozess natürlicher Benutzerschnittstellen eingehen zu können. Das Modell verbindet Ansätze agiler und klassischer Modelle, wobei die Iteration und die Entwicklung von Prototypen eine besondere Stellung einnehmen. Ausgehend vom neu vorgestellten Modell werden zwei Einsatzbereiche abgeleitet, die entsprechend des Leitmotivs der Arbeit mit zu konzipierenden Multi-Touch-Werkzeugen besetzt werden. Dabei wird besonderer Wert darauf gelegt, den Entwickler in die Rolle des Nutzers zu versetzen, indem die beiden Aktivitäten Umsetzung und Evaluation am selben Gerät stattfinden und fließend ineinander übergehen. Während das für den Entwurf erstellte Konzept TIQUID die Nachbildung von Verhalten und Abhängigkeiten mittels gestengesteuerter Animation ermöglicht, stellt das Konzept LIQUID dem Entwickler eine visuelle Programmiersprache zur Umsetzung des FEELs zur Verfügung. Die Bewertungen der beiden Werkzeuge erfolgte durch drei unabhängige Anwendungstests, welche die Einordnung im Entwicklungsprozess, den Vergleich mit alternativen Werkzeugen sowie die bevorzugte Interaktionsart untersuchten. Die Resultate der Evaluationen zeigen, dass die vorab gesteckten Zielstellungen einer einfachen Verwendung, der schnellen und umgehenden Darstellung des FEELs sowie die gute Bedienbarkeit mittels der Multi-Touch-Eingabe erfüllt und übertroffen werden konnten. Den Abschluss der Arbeit bildet die konkrete Auseinandersetzung mit der Multi-Touch-Interaktion, die für Entwickler und Nutzer die Schnittstelle zum FEEL der Anwendung ist. Die bisher auf die mittels Berührung beschränkte Interaktion mit dem Multi-Touch-Gerät wird im letzten Abschnitt der Arbeit mit Hilfe eines neuartigen Ansatzes um einen räumlichen Aspekt erweitert. Aus dieser Position heraus ergeben sich weitere Sichtweisen, die einen neuen Aspekt zum Verständnis von nutzerorientierten Aktivitäten beitragen. Diese, anhand einer technischen Umsetzung erprobte Vision neuer Interaktionskonzepte dient als Ansporn und Ausgangspunkt zur zukünftigen Erweiterung des zuvor entwickelten Vorgehensmodells und der konzipierten Werkzeuge. Der mit dieser Arbeit erreichte Stand bietet einen gesicherten Ausgangspunkt für die weitere Untersuchung des Fachgebietes natürlicher Benutzerschnittstellen. Neben zahlreichen Ansätzen, die zur vertiefenden Erforschung motivieren, bietet die Arbeit mit den sehr konkreten Umsetzungen TIQUID und LIQUID sowie der Erweiterung des Interaktionsraumes Schnittstellen an, um die erzielten Forschungsergebnisse in die Praxis zu übertragen. Eine fortführende Untersuchung des Forschungsraumes mit Hilfe alternativer Ansätze ist dabei ebenso denkbar wie der Einsatz einer zu Multi-Touch alternativen Eingabetechnologie.

Der Einsatz großer, vertikaler Displays nimmt sowohl in Bereichen der Forschung als auch der Wirtschaft zu. Diese Displays eignen sich durch ihre Größe und Auflösung unter anderem für die Informationsvisualisierung. Es gibt bereits eine Menge von Forschungsarbeiten, welche die Interaktion mit großen, vertikalen Displays untersucht hat. Jedoch ist speziell die Bedienung Magischer Linsen auf großen Displaywänden weitgehend unbeachtet geblieben. Eine intuitive Interaktion mit Magischen Linsen auf einer Displaywand kann jedoch insbesondere in kollaborativen Szenarien große Vorteile bieten. Smartphones eignen sich durch ihre Portabilität zur Interaktion mit Displaywänden. Unter Verwendung von Mobilgeräten und einer hochauflösenden Displaywand wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Interaktionskonzepte zur Steuerung und Parametrisierung Magischer Linsen entwickelt. Hierzu wurde eine Recherche des aktuellen Forschungsstandes betrieben und Anwendungsfälle für den Einsatz der Konzepte aufgestellt. Es wurde eine große Bandbreite von Interaktionskonzepten entwickelt, welche von lockeren bis zu fokussierten Interaktionen reichen. Für die Bedienung der Magischen Linsen wurden verschiedene Aktionen identifiziert, welche in einem Interaktionsablauf auftreten und durch die Konzepte zu unterstützen sind. Ein Teil der entwickelten Interaktionskonzepte wurde durch einen Prototypen implementiert und anhand von Beispieldatensätzen getestet. / The usage of large, vertical displays is increasing in felds of research as well as in the economy. Because of their size and resolution these displays are well suited for information visualization. There already are a number of publications which examine the interaction with large, vertical displays. Yet especially the operation of magic lenses on large display walls has been mostly ignored. An intuitive interaction with magic lenses on a large display may be espesially advantageous in collaborative scenarios. Smartphones are suited for interaction with display walls because of their portability. In this paper interaction concepts for operating and parametrizing magic lenses have been developed using mobile devices and a high resolution display wall. For this purpose the current state of research has been investigated and application scenarios for the use of the concepts have been constructed. A big amount of interaction concepts have been developed which range from casual to focused interactions. For the operation of magic lenses several actions have been identifed which occur in an interaction process and have to be adsressed by the concepts. Part of the developed interaction concepts have been implemented by a prototype and tested with sample data sets.