Abstract User experience research has focused mainly on understanding user experiences during or directly after use. However, studies that focus on anticipated user experiences are scarce. Different methods and metrics have also been developed to measure user experience, but only a few are suitable for evaluating visual user interface design in an anticipated use situation. Moreover, these methods do not provide guidance on how to create suitable examples for research. This thesis investigates how anticipated user experiences, needs, and wishes for visual user interface design can be studied in the early development phase. Furthermore, it investigates how visual design examples can be created and used in these studies as well as their benefits. To answer these questions, it was necessary to create and evaluate prototypes and visual design examples in the user early development phase user experience studies. The examples allowed the study of how interactive elements of user interfaces should be visually designed to draw users’ attention to them. In addition, the thesis explains the means of increasing the visibility of an interactive object and the impact of its use context on its visual design. A constructive design research approach is used in this thesis. The research material is compiled from the artifacts and results of the seven user studies. The main data collection and analysis methods are qualitative, supported with some quantitative methods. The main contribution of this thesis is a practical EDE method for creating visual design examples and evaluating them in early development phase anticipated user experience studies focused on the visual design of a user interface. The second contribution of this thesis is user experience-based preliminary suggestions for the design of interactive elements within the studied user interfaces. The findings are useful for both practitioners and researchers dealing with user experience and visual user interface design. / Tiivistelmä Käyttäjäkokemustutkimus on keskittynyt käyttäjien kokemuksiin varsinaisen käytön aikana tai heti sen jälkeen. Kiinnostus ennakoidun käyttäjäkokemuksen tutkimukseen ennen käyttötilannetta on herännyt vasta hiljattain. Käyttäjäkokemuksen arviointi- ja mittausmenetelmiä on kehitetty paljon, mutta vain harvat niistä sopivat visuaalisen käyttöliittymäsuunnittelun tutkimiseen ennakoidussa käyttötilanteessa. Menetelmät eivät myöskään opasta arviointiin sopivien visuaalisten esimerkkien suunnittelussa. Tutkielmassa selvitetään, miten käyttäjien ennakoituja kokemuksia, tarpeita ja toiveita visuaalisesta käyttöliittymäsuunnittelusta voidaan tutkia tuotekehityksen alkuvaiheessa. Lisäksi selvitetään, kuinka visuaalisia esimerkkejä voidaan luoda ja käyttää alkuvaiheen ennakoidun käyttäjäkokemuksen arvioinneissa sekä pohditaan niiden etuja tutkimuksille. Jotta näihin kysymyksiin voidaan vastata, täytyi luoda prototyyppejä ja visuaalisia esimerkkejä sekä arvioida niitä käyttäjätutkimuksissa. Esimerkkien avulla tutkitaan, miten vuorovaikutteisia käyttöliittymäelementtejä tulisi visuaalisesti esittää, jotta käyttäjä erottaisi ne muusta sisällöstä. Lisäksi selvitetään, miten elementin vuorovaikutteista ilmettä voitaisiin vahvistaa sekä arvioidaan sovellusympäristön vaikutusta elementin visuaaliseen esittämiseen. Tutkimuksen lähestymistapa on konstruktiivinen suunnittelun tutkimus. Aineisto muodostuu artefakteista ja seitsemän käyttäjäkokemustutkimuksen tuloksista. Tutkimusten tiedonkeruumenetelmät ja aineiston analyysimenetelmät ovat laadullisia. Lisämenetelminä on käytetty myös määrällisiä mittareita ja analyysimenetelmiä. Tutkielman päätulos on käytännöllinen EDE-menetelmä, joka on tarkoitettu visuaalisten esimerkkien luontiin ja arviointiin alkuvaiheen ennakoiduissa käyttäjäkokemustutkimuksissa, jotka keskittyvät tuotteen visuaaliseen suunnitteluun. Tutkielman toinen tulos on käyttäjäkokemuspohjaiset alustavat suositukset tutkittujen käyttöliittymien vuorovaikutteisten elementtien visuaaliseen suunnitteluun. Tulokset palvelevat visuaalisen käyttöliittymäsuunnittelun tai käyttäjäkokemuksen parissa työskenteleviä tutkijoita ja teollisuuden ammatinharjoittajia.

Abstract The topic of this work is the transformation of real-world human activity into virtual environments. More specifically, the topic is the process of identifying various aspects of visible human activity with sensor networks and studying the different ways how the identified activity can be visualized in a virtual environment. The transformation of human activities into virtual environments is a rather new research area. While there is existing research on sensing and visualizing human activity in virtual environments, the focus of the research is carried out usually within a specific type of human activity, such as basic actions and locomotion. However, different types of sensors can provide very different human activity data, as well as lend itself to very different use-cases. This work is among the first to study the transformation of human activities on a larger scale, comparing various types of transformations from multiple theoretical viewpoints. This work utilizes constructs built for use-cases that require the transformation of human activity for various purposes. Each construct is a mixed reality application that utilizes a different type of source data and visualizes human activity in a different way. The constructs are evaluated from practical as well as theoretical viewpoints. The results imply that different types of activity transformations have significantly different characteristics. The most distinct theoretical finding is that there is a relationship between the level of detail of the transformed activity, specificity of the sensors involved and the extent of world knowledge required to transform the activity. The results also provide novel insights into using human activity transformations for various practical purposes. Transformations are evaluated as control devices for virtual environments, as well as in the context of visualization and simulation tools in elderly home care and urban studies. / Tiivistelmä Tämän väitöskirjatyön aiheena on ihmistoiminnan muuntaminen todellisesta maailmasta virtuaalitodellisuuteen. Työssä käsitellään kuinka näkyvästä ihmistoiminnasta tunnistetaan sensoriverkkojen avulla erilaisia ominaisuuksia ja kuinka nämä ominaisuudet voidaan esittää eri tavoin virtuaaliympäristöissä. Ihmistoiminnan muuntaminen virtuaaliympäristöihin on kohtalaisen uusi tutkimusalue. Olemassa oleva tutkimus keskittyy yleensä kerrallaan vain tietyntyyppisen ihmistoiminnan, kuten perustoimintojen tai liikkumisen, tunnistamiseen ja visualisointiin. Erilaiset anturit ja muut datalähteet pystyvät kuitenkin tuottamaan hyvin erityyppistä dataa ja siten soveltuvat hyvin erilaisiin käyttötapauksiin. Tämä työ tutkii ensimmäisten joukossa ihmistoiminnan tunnistamista ja visualisointia virtuaaliympäristössä laajemmassa mittakaavassa ja useista teoreettisista näkökulmista tarkasteltuna. Työssä hyödynnetään konstrukteja jotka on kehitetty eri käyttötapauksia varten. Konstruktit ovat sekoitetun todellisuuden sovelluksia joissa hyödynnetään erityyppistä lähdedataa ja visualisoidaan ihmistoimintaa eri tavoin. Konstrukteja arvioidaan sekä niiden käytännön sovellusalueen, että erilaisten teoreettisten viitekehysten kannalta. Tulokset viittaavat siihen, että erilaisilla muunnoksilla on selkeästi erityyppiset ominaisuudet. Selkein teoreettinen löydös on, että mitä yksityiskohtaisemmasta toiminnasta on kyse, sitä vähemmän tunnistuksessa voidaan hyödyntää kontekstuaalista tietoa tai tavanomaisia datalähteitä. Tuloksissa tuodaan myös uusia näkökulmia ihmistoiminnan visualisoinnin hyödyntämisestä erilaisissa käytännön sovelluskohteissa. Sovelluskohteina toimivat ihmiskehon käyttäminen ohjauslaitteena sekä ihmistoiminnan visualisointi ja simulointi kotihoidon ja kaupunkisuunnittelun sovellusalueilla.