Para criar representações do mundo real, ilustradores utilizam técnicas baseadas em princípios perceptuais para criar efeitos e comunicar informação de maneira eficiente e elegante. Nos últimos anos, essas técnicas têm sido adotadas na computação gráfica para melhorar a visualização de dados científicos. Os ilustradores tradicionais conseguem compor imagens utilizando apenas linhas, gerando representações limpas e simples e com grande poder de comunicar forma. Apesar de alguns trabalhos tentarem reproduzir os efeitos das ilustrações tradicionais com linhas, os princípios perceptuais utilizados pelos artistas ainda não foram bem explorados. Esses princípios são importantes para gerar uma imagem fácil de interpretar, sem ambigüidades e criar efeitos como focos de atenção, sombreamento, noção de profundidade, etc. Este trabalho explora as técnicas utilizadas pelos ilustradores profissionais na criação de visualizações digitais, propondo a adaptação de um método chamado perspective contouring, utilizado para criar focos de atenção em ilustrações baseadas em linhas de contorno. O sistema de ilustração desenvolvido utiliza uma interface baseada em esboço para a definição das regiões de interesse, onde se quer dar ênfase, para determinação de curvas de eixo do modelo e para o desenho de curvas de controle dos atributos das linhas de desenho, como espessura e espaçamento. A título de resultado, são apresentadas comparações de imagens criadas por um ilustrador profissional e imagens criadas pelo sistema desenvolvido. / To create representations of the real world, illustrators use techniques based on perceptual principles to create effects and communicate information in an efficient and elegant manner. In the last years, these techniques have been adopted in computer graphics to improve the visualization of scientific data. Traditional illustrators can compose images using only lines, creating representations that are clean, simple and are suitable to communicate form. Although some works try to reproduce the effects of traditional line illustration, the perceptual principles used by artists are not fully explored. These principles are important to create an image that is easy to interpret and has no ambiguity, and also to create effects like focus of attention, shading, depth perception, etc. In this work, we aim at exploring the techniques used by professional illustrators in the creation of digital visualizations, by proposing the adaptation of a method called perspective contouring, used to create focus of attention in contour lines illustrations. We implemented an illustration system that uses a sketch-based interface to define the regions of interest, where the emphasis is desirable, to create axis curves for the model, and to draw curves that control line attributes like width and spacing. As results, we present a comparison of images by a professional illustrator and images created with the developed system.

Para criar representações do mundo real, ilustradores utilizam técnicas baseadas em princípios perceptuais para criar efeitos e comunicar informação de maneira eficiente e elegante. Nos últimos anos, essas técnicas têm sido adotadas na computação gráfica para melhorar a visualização de dados científicos. Os ilustradores tradicionais conseguem compor imagens utilizando apenas linhas, gerando representações limpas e simples e com grande poder de comunicar forma. Apesar de alguns trabalhos tentarem reproduzir os efeitos das ilustrações tradicionais com linhas, os princípios perceptuais utilizados pelos artistas ainda não foram bem explorados. Esses princípios são importantes para gerar uma imagem fácil de interpretar, sem ambigüidades e criar efeitos como focos de atenção, sombreamento, noção de profundidade, etc. Este trabalho explora as técnicas utilizadas pelos ilustradores profissionais na criação de visualizações digitais, propondo a adaptação de um método chamado perspective contouring, utilizado para criar focos de atenção em ilustrações baseadas em linhas de contorno. O sistema de ilustração desenvolvido utiliza uma interface baseada em esboço para a definição das regiões de interesse, onde se quer dar ênfase, para determinação de curvas de eixo do modelo e para o desenho de curvas de controle dos atributos das linhas de desenho, como espessura e espaçamento. A título de resultado, são apresentadas comparações de imagens criadas por um ilustrador profissional e imagens criadas pelo sistema desenvolvido. / To create representations of the real world, illustrators use techniques based on perceptual principles to create effects and communicate information in an efficient and elegant manner. In the last years, these techniques have been adopted in computer graphics to improve the visualization of scientific data. Traditional illustrators can compose images using only lines, creating representations that are clean, simple and are suitable to communicate form. Although some works try to reproduce the effects of traditional line illustration, the perceptual principles used by artists are not fully explored. These principles are important to create an image that is easy to interpret and has no ambiguity, and also to create effects like focus of attention, shading, depth perception, etc. In this work, we aim at exploring the techniques used by professional illustrators in the creation of digital visualizations, by proposing the adaptation of a method called perspective contouring, used to create focus of attention in contour lines illustrations. We implemented an illustration system that uses a sketch-based interface to define the regions of interest, where the emphasis is desirable, to create axis curves for the model, and to draw curves that control line attributes like width and spacing. As results, we present a comparison of images by a professional illustrator and images created with the developed system.

There has been considerable interest in constructing pen-based intelligent tutoring systems due to the natural interaction metaphor and low cognitive load afforded by pen-based interaction. We believe that pen-based intelligent tutoring systems can be further enhanced by integrating animation techniques. In this work, we explore methods for recognizing and animating sketched physics diagrams. Our methodologies enable an Intelligent Tutoring System (ITS) to understand the scenario and requirements posed by a given problem statement and to couple this knowledge with a computational model of the student's handwritten solution. These pieces of information are used to construct meaningful animations and feedback mechanisms that can highlight errors in student solutions. We have constructed a prototype ITS that can recognize mathematics and diagrams in a handwritten solution and infer implicit relationships among diagram elements, mathematics and annotations such as arrows and dotted lines. We use natural language processing to identify the domain of a given problem, and use this information to select one or more of four domain-specific physics simulators to animate the user's sketched diagram. We enable students to use their answers to guide animation behavior and also describe a novel algorithm for checking recognized student solutions. We provide examples of scenarios that can be modeled using our prototype system and discuss the strengths and weaknesses of our current prototype. Additionally, we present the findings of a user study that aimed to identify animation requirements for physics tutoring systems. We describe a taxonomy for categorizing different types of animations for physics problems and highlight how the taxonomy can be used to define requirements for 50 physics problems chosen from a university textbook. We also present a discussion of 56 handwritten solutions acquired from physics students and describe how suitable animations could be constructed for each of them.

行動應用程式App開發時相當注重於使用者體驗。利用原型進行測試以收集使用者回饋，根據回饋改善原型再進行原型測試，此過程稱之為Iterative Design Process。本研究從前測與訪談中得知設計師偏好使用線稿式的設計手法做出紙面原型，經過數次上述的循環後再轉換成互動式原型；在反覆設計/重構原型與進行使用者測試的過程中，累積了許多的資料需要被記錄與分析，但目前尚未有服務能支援Iterative Design Process中各個階段的需求。 本研究提出了一套能加快設計流程的線稿式原型設計工具「Xketch」。在原型設計階段，設計師可透過繪製筆畫指令的方式生成元件與設定頁面、元件間的互動行為；當原型設計完成後可以直接發佈給受測者。在原型測試階段時，系統會同步記錄受測者的操作過程與think-aloud口述資料。最後，將收集到資料透過時間軸介面重現以協助團隊分析與討論。本研究認為Xketch能有效幫助行動應用程式App的開發過程，加速Iterative Design Process的循環。 第一版Xketch的開發目的著重於原型設計階段，設計師可利用筆畫指令生成對應的元件與互動行為，並透過Storyboard設定與檢視原型的使用流程。受測者認為Xketch整體的操作簡易、容易學習，也相當認同使用線稿圖案作為筆畫指令的概念，並認為Xketch能有效幫助設計師快速製作出互動式原型。最後，本研究將分析受測者操作記錄並搭配訪談回饋總結Xketch的實驗結果與討論，探討未來Xketch在原型設計的改善方向。 / Iterative Design Process plays a great role for developing mobile applications with great user experience. Designers create prototypes to collect user feedback and use those feedbacks to improve designs and prototypes for further iterations and testings. From our initial studies, we found out designers tend to use sketch based paper prototypes as their initial prototyping method. Designers go through rounds of paper prototyping, testing and iterations, before moving on to create digital interactive prototypes. During this process, there are a lot of information needs to be recorded and analyzed for the iteration loop. However, no integrated service yet can streamlined designers’ process of creating prototypes, recording testing sessions, and analyzing results. We developed “Xketch”, a sketch-based mobile application development tool for iterative designs and testings. First, designers can use the sketching interface on Xketch to rapidly prototype UI modules and interactions. Designers then can distribute the prototypes through Xketch to testers. During testing sessions, Xketch’s testing environment will record user behavior data and think aloud audios. At last, the collected data will be presented on Xketch’s timeline interface for feedback analysis. We envision Xketch to streamline and optimize the iterative design process when designers design mobile applications. The first version of Xketch contains major features for the prototyping phase. Designers can use simple sketching gestures to generate corresponding on-screen UI modules, and configure interactions of those components. Moreover, designers can also create and review interaction flows through storyboard settings. From our testing for Xketch, participants indicate that Xkecth is easy to use and learn. They also found the concept of using sketching gestures to generate on-screen UI module intuitive. Overall, participants think that Xketch can help them create prototype rapidly and intuitively. To improve for Xketch, we recorded participants’ usage behavior and accompanied with user interviews to give us a holistic view on the future iterative direction for Xketch.

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It has been shown that representing data with the right visualization increases the understanding of qualitative and quantitative information encoded in documents. However, current tools for generating such visualizations involve the use of traditional WIMP techniques, which perhaps makes free interaction and direct manipulation of the content harder. In this thesis, we present a pen-based prototype for data visualization using 10 different types of bar based charts. The prototype lets users sketch a chart and interact with the information once the drawing is identified. The prototype's user interface consists of an area to sketch and touch based elements that will be displayed depending on the context and nature of the outline. Brainstorming and live presentations can benefit from the prototype due to the ability to visualize and manipulate data in real time. We also perform a short, informal user study to measure effectiveness of the tool while recognizing sketches and users acceptance while interacting with the system. Results show SketChart strengths and weaknesses and areas for improvement.

<p>3D character modeling is a crucial process of asset creation in the entertainment industry, particularly for animation and games. A fully automated pipeline via sketch-based 3D modeling (SBM) is an emerging possibility, but development is stalled by unrefined outputs and a lack of character-centered tools. This thesis proposes an improved method for constructing 3D character models with minimal user input, using only two sketch inputs  i.e., a front and side unshaded sketch. The system implements a deep convolutional neural network (CNN), a type of deep learning algorithm extending from artificial intelligence (AI), to process the input sketch and generate multi-view depth, normal and confidence maps that offer more information about the 3D surface. These are then fused into a 3D point cloud, which is a type of object representation for 3D space. This point cloud is converted into a 3D mesh via an occupancy network, involving another CNN, for a more precise 3D representation. This reconstruction step contends with non-deep learning approaches such as  Poisson reconstruction. The proposed system is evaluated for character generation on standardized quantitative metrics (i.e., Chamfer Distance [CD], Earth Mover’s Distance [EMD], F-score and Intersection of Union [IoU]), and compared to the base framework trained on the same character sketch and model database. This implementation offers a  significant improvement in the accuracy of vertex positions for the reconstructed character models. </p>

In der vorliegenden Arbeit werden Visualisierungsmethoden für das interaktive Erfassen und Strukturieren von Informationen im Kontext der Wissensmodellierung konzipiert und untersucht. Motiviert ist das Vorhaben durch das Interesse von Wissensarbeitern an unterstützenden Werkzeugen sowie von Unternehmen und Institutionen, unstrukturiertes Prozesswissen zu erfassen, zu strukturieren und intern für Optimierungszwecke verfügbar zu machen. Diese Problematik tritt domänenunabhängig auf. Die Herausforderung dabei ist, diese branchenübergreifend zu lösen. Die zwei wesentlichen Nachteile des Wissensmodellierungsprozesses sind zum einen die aufwendige Dateneingabe durch Benutzer und zum anderen der komplizierte Prozess der Wissensformalisierung. In den frühen Phasen bisheriger Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung verwenden Wissensarbeiter hauptsächlich Papier und Stift sowie Whiteboards, da digitale Systeme für diesen Zweck häufig zu inflexibel sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen digitalen Lösungsansatz zu präsentieren, welcher diese nachteiligen Aspekte verbessert. Das Thema wird dabei methodisch in drei Schritten bearbeitet. Zuerst werden aktuelle Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung sowie dabei verwendete Hilfsmittel analysiert. Basierend auf diesen Untersuchungen wird als theoretische Lösung die Methode der Freiform-Wissensmodellierung vorgestellt, welche eine Alternative zur Papierform und zu bisherigen digitalen Systemen darstellt. Das erarbeitete Konzept umfasst eine digitale, stiftbasierte Tablet-Computer-Anwendung, welche die Art und Weise der Darstellungen mittels Papier und Stift mit den Vorteilen der Veränderbarkeit und Datenspeicherung digitaler Systeme kombiniert. Um die theoretischen Überlegungen zu untermauern, werden zwei aufeinander aufbauende, prototypische Softwareanwendungen in der vorliegenden Arbeit entwickelt und vorgestellt (Auf Implementierungsarbeiten betreuter Studenten wird an den entsprechenden Stellen im Text verwiesen). Im Rahmen einer Laborstudie wird die entwickelte Methode der Freiform-Wissensmodellierung, welche den Softwareanwendungen zugrunde liegt, mit der Verwendung von Stift und Papier verglichen. Da bis dato keine derartige Vergleichsstudie zwischen Papier und Tablet-Computer gefunden werden konnte, wird anforderungsgeleitet ein spezieller Studienaufbau entwickelt. Dieser kann zukünftig für andere Forschungsvorhaben verwendet werden. Die Ergebnisse belegen, dass die digitale Anwendung zur Freiform-Wissensmodellierung in ihren Möglichkeiten eine hohe Ähnlichkeit zur Verwendung von Papier und Stift aufweist. Sie eignet sich daher in besonderem Maße zur Unterstützung der frühen Phasen der Wissensmodellierung. Basierend auf den Erkenntnissen der Studie werden darüber hinaus Weiterentwicklungsmöglichkeiten aufgezeigt. Für die wichtigsten Kritikpunkte wird ein weiterentwickeltes Konzept vorgestellt. Das Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist ein in der Praxis auf Tablet-Computern anwendbares Konzept zur Wissensmodellierung. Dieses steht als prototypische Umsetzung zur Verfügung. Das entwickelte Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ermöglicht jedem Benutzer (egal ob Laie oder Experte in grafischer Gestaltung oder in technischer Repräsentation) Gedanken visuell zu strukturieren und diese synchron in einem passenden Datenmodell abzulegen. Durch die Visualisierungsmethode der Freiformen wird die Struktur der Daten und der Aufbau der Informationen bereits durch die visuelle Oberfläche für den Benutzer und das System gleichermaßen „ersichtlich”. Das System erkennt die hierarchische Verschachtelung und Gruppierung von Informationen. Der darunterliegende Aufbau sowie die Struktur der Daten werden vom System grafisch explizit gezeigt, sodass ein Anwender zu jederzeit sieht, welche Struktur das System „verstanden” hat. So kann diese „entindividualisierte” Struktur der Inhalte auch von anderen Benutzern nachvollzogen werden. Dies erlaubt ein grundlegendes kooperatives Arbeiten. Das Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ist dabei (ähnlich wie Whiteboards oder Papier und Stift) vom Anwendungsfall unabhängig einsetzbar. Die vorliegende Arbeit bietet einen neuartigen Ansatz, temporäre Informationen bereits im Verlauf der Wissensmodellierung digital festzuhalten und schrittweise weiterzuentwickeln. In der durchgeführten Studie wurden sämtliche von Probanden erstellte Typen grafischer Objekte ermittelt. Zukünftige Forschungsarbeiten können darauf aufbauend die softwareseitige Erkennung und Verarbeitung von handgezeichneten Inhalten verbessern. Somit bietet die vorliegende Arbeit die Grundlage für eine neue Generation unterstützender digitaler Werkzeuge für Wissensarbeiter.

In 3D modelling software, deformations are used to add, to remove, or to modify geometric features of existing 3D models to create new models with similar but slightly different details. Traditional techniques for deforming virtual 3D models require users to explicitly define control points and regions of interest (ROIs), and to define precisely how to deform ROIs using control points. The awkwardness of defining these factors in traditional 3D modelling software makes it difficult for people with limited experience of 3D modelling to deform existing 3D models as they expect. As applications which require virtual 3D model processing become more and more widespread, it becomes increasingly desirable to lower the "difficulty of use" threshold of 3D model deformations for users. This thesis argues that the user experience, in terms of intuitiveness and ease of use, of a user interface for deforming virtual 3D models, can be greatly enhanced by employing sketch-based 3D model deformation techniques, which require the minimal quantities of interactions, while keeping the plausibility of the results of deformations as well as the responsiveness of the algorithms, based on modern home grade computing devices. A prototype system for sketch-based 3D model deformations is developed and implemented to support this hypothesis, which allows the user to perform a deformation using a single deforming stroke, eliminating the need to explicitly select control points, the ROI and the deforming operation. GPU based accelerations have been employed to optimise the runtime performance of the system, so that the system is responsive enough for real-time interactions. The studies of the runtime performance and the usability of the prototype system are conducted to provide evidence to support the hypothesis.

In der vorliegenden Arbeit werden Visualisierungsmethoden für das interaktive Erfassen und Strukturieren von Informationen im Kontext der Wissensmodellierung konzipiert und untersucht. Motiviert ist das Vorhaben durch das Interesse von Wissensarbeitern an unterstützenden Werkzeugen sowie von Unternehmen und Institutionen, unstrukturiertes Prozesswissen zu erfassen, zu strukturieren und intern für Optimierungszwecke verfügbar zu machen. Diese Problematik tritt domänenunabhängig auf. Die Herausforderung dabei ist, diese branchenübergreifend zu lösen. Die zwei wesentlichen Nachteile des Wissensmodellierungsprozesses sind zum einen die aufwendige Dateneingabe durch Benutzer und zum anderen der komplizierte Prozess der Wissensformalisierung. In den frühen Phasen bisheriger Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung verwenden Wissensarbeiter hauptsächlich Papier und Stift sowie Whiteboards, da digitale Systeme für diesen Zweck häufig zu inflexibel sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen digitalen Lösungsansatz zu präsentieren, welcher diese nachteiligen Aspekte verbessert. Das Thema wird dabei methodisch in drei Schritten bearbeitet. Zuerst werden aktuelle Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung sowie dabei verwendete Hilfsmittel analysiert. Basierend auf diesen Untersuchungen wird als theoretische Lösung die Methode der Freiform-Wissensmodellierung vorgestellt, welche eine Alternative zur Papierform und zu bisherigen digitalen Systemen darstellt. Das erarbeitete Konzept umfasst eine digitale, stiftbasierte Tablet-Computer-Anwendung, welche die Art und Weise der Darstellungen mittels Papier und Stift mit den Vorteilen der Veränderbarkeit und Datenspeicherung digitaler Systeme kombiniert. Um die theoretischen Überlegungen zu untermauern, werden zwei aufeinander aufbauende, prototypische Softwareanwendungen in der vorliegenden Arbeit entwickelt und vorgestellt (Auf Implementierungsarbeiten betreuter Studenten wird an den entsprechenden Stellen im Text verwiesen). Im Rahmen einer Laborstudie wird die entwickelte Methode der Freiform-Wissensmodellierung, welche den Softwareanwendungen zugrunde liegt, mit der Verwendung von Stift und Papier verglichen. Da bis dato keine derartige Vergleichsstudie zwischen Papier und Tablet-Computer gefunden werden konnte, wird anforderungsgeleitet ein spezieller Studienaufbau entwickelt. Dieser kann zukünftig für andere Forschungsvorhaben verwendet werden. Die Ergebnisse belegen, dass die digitale Anwendung zur Freiform-Wissensmodellierung in ihren Möglichkeiten eine hohe Ähnlichkeit zur Verwendung von Papier und Stift aufweist. Sie eignet sich daher in besonderem Maße zur Unterstützung der frühen Phasen der Wissensmodellierung. Basierend auf den Erkenntnissen der Studie werden darüber hinaus Weiterentwicklungsmöglichkeiten aufgezeigt. Für die wichtigsten Kritikpunkte wird ein weiterentwickeltes Konzept vorgestellt. Das Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist ein in der Praxis auf Tablet-Computern anwendbares Konzept zur Wissensmodellierung. Dieses steht als prototypische Umsetzung zur Verfügung. Das entwickelte Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ermöglicht jedem Benutzer (egal ob Laie oder Experte in grafischer Gestaltung oder in technischer Repräsentation) Gedanken visuell zu strukturieren und diese synchron in einem passenden Datenmodell abzulegen. Durch die Visualisierungsmethode der Freiformen wird die Struktur der Daten und der Aufbau der Informationen bereits durch die visuelle Oberfläche für den Benutzer und das System gleichermaßen „ersichtlich”. Das System erkennt die hierarchische Verschachtelung und Gruppierung von Informationen. Der darunterliegende Aufbau sowie die Struktur der Daten werden vom System grafisch explizit gezeigt, sodass ein Anwender zu jederzeit sieht, welche Struktur das System „verstanden” hat. So kann diese „entindividualisierte” Struktur der Inhalte auch von anderen Benutzern nachvollzogen werden. Dies erlaubt ein grundlegendes kooperatives Arbeiten. Das Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ist dabei (ähnlich wie Whiteboards oder Papier und Stift) vom Anwendungsfall unabhängig einsetzbar. Die vorliegende Arbeit bietet einen neuartigen Ansatz, temporäre Informationen bereits im Verlauf der Wissensmodellierung digital festzuhalten und schrittweise weiterzuentwickeln. In der durchgeführten Studie wurden sämtliche von Probanden erstellte Typen grafischer Objekte ermittelt. Zukünftige Forschungsarbeiten können darauf aufbauend die softwareseitige Erkennung und Verarbeitung von handgezeichneten Inhalten verbessern. Somit bietet die vorliegende Arbeit die Grundlage für eine neue Generation unterstützender digitaler Werkzeuge für Wissensarbeiter.:1 Einleitung 2 Grundlagen und Begriffe 2.1 Überblick der Einflussfaktoren 2.2 Der Wissensbegriff 2.2.1 Grenzen der Definierbarkeit 2.2.2 Theoretische Ansätze 2.2.3 Arbeitsdefinition von Wissensarten 2.2.4 Abgrenzung der Wissensarten 2.3 Wissensmodellierung 2.3.1 Sinnerschließung 2.3.2 Wissensformalisierung 2.3.3 Problem der semantischen Lücke 2.4 Wissensrepräsentation 2.4.1 Interne (mentale) Repräsentation 2.4.2 Externe Repräsentation 2.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Begriffe 3 Praxisanalyse der Wissensmodellierung 3.1 Relevanz der Arbeit mit Wissen 3.2 Rollen von Wissensarbeitern 3.3 Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung 3.3.1 Sinnerschließung als Arbeitsprozess 3.3.2 Wissensformalisierung als Arbeitsprozess 3.4 Stand der Forschung und Technik 3.4.1 Durchgeführte Befragungen von Wissensarbeitern 3.4.2 Werkzeuge zur Sinnerschließung 3.4.3 Werkzeuge zur Wissensformalisierung 3.5 Probleme und Herausforderungen aktueller digitaler Systeme 3.6 Lösungsansatz: Freiform-Wissensmodellierung 3.6.1 Formalästhetische Orientierung an der Praxis 3.6.2 Menschzentrierte Gestaltung der Prozesse und Systeme 3.6.3 Definition Freiform-Wissensmodellierung 3.6.4 Basis-Editor 3.6.5 Formalisierungs-Editor 3.7 Zusammenfassung der Praxisanalyse 4 Anforderungsspezifikation zum Basis-Editor 4.1 Anforderungen aus Benutzersicht 4.2 Anforderungen aus softwaretechnischer Sicht 4.3 Einordnung verwandter Arbeiten 4.3.1 Pinnwandsysteme mit planarer Anordnung 4.3.2 Systeme mit Netzwerkvisualisierungen 4.3.3 Systeme mit hierarchischer Repräsentation 4.3.4 Mischsysteme 4.3.5 Übersicht verwandter Arbeiten 5 SketchViz: ein Basis-Editor zur Sinnerschließung 5.1 Konzeption SketchViz 5.1.1 Paper Prototyping zur Konzeptentwicklung 5.1.2 Fokussierte Hardware: Tablet-Computer 5.1.3 Anforderungsbezogene Funktionen 5.1.4 Interaktionskonzept von SketchViz 5.1.5 Benutzeroberfläche von SketchViz 5.2 Umsetzung von SketchViz 5.2.1 Modularer Systemaufbau 5.2.2 Realisierung eines Prototyps 5.3 Fazit SektchViz 6 Vergleichsstudie zwischen SketchViz und Papier 6.1 Ziel der vorliegenden Untersuchung 6.1.1 Verwandte Studien 6.1.2 Zielsetzung der Studie 6.2 Untersuchungsaufgabe 6.2.1 Anforderungen an die Untersuchungsaufgabe 6.2.2 Verwandte Aufgabentypen 6.2.3 Aufbau der Untersuchungsaufgabe 6.3 Stichprobe 6.4 Studien-Design 6.4.1 Untersuchungsaufbau und Apparatur 6.4.2 Untersuchungsablauf 6.5 Fragestellungen der Laborstudie 6.5.1 Veränderungshandhabung 6.5.2 Übersichtlichkeit 6.5.3 Interaktion 6.5.4 Darstellungsformen 6.6 Ergebnisse 6.6.1 Ergebnisse bezüglich Veränderungshandhabung 6.6.2 Ergebnisse bezüglich Übersicht 6.6.3 Ergebnisse bezüglich Interaktion 6.6.4 Ergebnisse bezüglich Darstellungsformen 6.7 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse 6.7.1 Eignung zur Unterstützung von Sinnerschließungsprozessen 6.7.2 Erreichte Ähnlichkeit zwischen SketchViz und Papier 6.7.3 Studienkritik 7 Weiterentwicklung SketchViz 7.1 Anforderungen aus den Ergebnissen der Evaluation von SketchViz 7.2 Suche nach einer formalästhetisch orientierten Visualisierungsmethode 7.3 Methodenbeschreibung zur Exploration natürlicher Materialien 7.4 Analyse der Experimentergebnisse mit fluiden Materialien 7.4.1 Interaktion mit fluiden Materialien 7.4.2 Visuelle Eigenschaften fluider Materialien 7.5 Übertragung physischer Eigenschaften fluider Materialien ins Digitale 7.5.1 Themenzuordnung 7.5.2 Hierarchiebildung 7.5.3 Veränderbarkeit 7.6 Fazit des weiterentwickelten Konzepts 8 Formalisierungs-Editor 8.1 Analyse des Arbeitsablaufs der Wissensformalisierung 8.2 Ontologien und deren Herausforderungen 8.2.1 Beispiel einer formalisierten Organisationsstruktur 8.2.2 Herausforderungen bei der Verwendung von Ontologien 8.3 Ein Formalisierungs-Editor basierend auf SketchViz 8.3.1 Arbeitsablauf mit Formalisierungs-Editor 8.3.2 Systemaufbau Formalisierungs-Editor 8.4 Erweiterte Anforderungen bezüglich des Formalisierungs-Editors 8.4.1 Übersicht bestehender und erweiterter Anforderungen 8.4.2 Beschreibung der erweiterten Anforderungen 8.5 Verwandte Arbeiten zur Wissensformalisierung 8.6 Prototypische Umsetzung des Formalisierungs-Editors 8.6.1 Modularer Aufbau von OntoSketch 8.6.2 Anforderungen zur Umsetzung 8.6.3 Realisierung von OntoSketch durch Schneider 8.7 Fazit OntoSketch 8.7.1 Übergang zwischen Sinnerschließung und Wissensformalisierung 8.7.2 Gegenüberstellung von SketchViz und OntoSketch 8.7.3 Gegenüberstellung zwischen OntoSketch und bisherigen menügesteuerten Werkzeugen 9 Zusammenfassung und Ausblick 9.1 Zusammenfassung 9.2 Ausblick A Anhang A.1 Publikationsliste A.2 Preisauszeichnungen A.3 Dokumente und Fragebögen zur SketchViz Evaluation A.4 Handouts Natural Interface Exploration Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Literaturverzeichnis Glossar Index