Gestaltung eines papierbasierten Tangible Interface zur Unterstützung kunsthistorischer Arbeitstechniken

Grafische User Interfaces bieten nicht für alle Aufgaben optimale Unterstützung. Die beschränkte Bildschirmgröße, die Konzeption als Einzelarbeitsplatz und die fehlende Integration papierund computerbasierten Arbeitens sind einige der Gründe für die Entwicklung neuer Schnittstellen. Zu diesen zählen Tangible User Interfaces, welche greifbare Gegenstände mit digitalen Daten und Funktionen verknüpfen und somit neue Möglichkeiten der Interaktion mit dem Computer und seiner Integration in die Umgebung des Menschen liefern. Die in diesem Beitrag vorgestellte Diplomarbeit behandelt die Gestaltung eines Tangible User Interface für den Anwendungskontext der Kunstgeschichte. In dem nach einer Methode des Participatory Design realisierten Projekt wurde eine Fallstudie über kunsthistorische Arbeitstechniken durchgeführt und auf dieser Basis ein Konzept für ein System ermittelt, das als tischbasiertes Tangible User Interface umgesetzt und im Rahmen eines Benutzungstests erprobt wurde. 1 Motivation und Ziel Bei kreativen und schwach strukturierten Tätigkeiten verwenden viele Menschen gerne Papier, Stift und greifbare Gegenstände. Sie arbeiten räumlich und nutzen große Flächen zum Sammeln, Ordnen und Strukturieren. Viele dieser Arbeitstechniken lassen sich nur sehr bedingt in Systemen mit Grafischen User Interfaces (GUIs) umsetzen. Erschwerend kommt hinzu, dass Benutzer oft einen großen Teil ihrer Aufmerksamkeit der Bedienung von Applikationen widmen müssen, statt sich ganz auf ihre kreative Aufgabe konzentrieren zu können. Diese Bedingungen führen vielfach zu umständlichen Medienbrüchen wie etwa der parallelen Verwendung von papierbasierten und digitalen Versionen eines Dokumentes. Im betrachteten Anwendungskontext der Kunstgeschichte zeigt sich dieser Konflikt in der Arbeit mit Abbildungen. Trotz vieler Ansätze zur Computerunterstützung [KK03] werden traditionelle Arbeitstechniken wie etwa der Zettelkasten mit Bildkarten weiterhin mit großer Beliebtheit eingesetzt [Bru99]. Tangible User Interfaces (TUIs) [Hor04] ermöglichen eine bessere Integration von realen Gegenständen und digitalen Daten, indem greifbare Objekte mit entsprechenden Daten und Funktionen verbunden werden. Sie können eingesetzt werden, um Einschränkungen der GUI-Interaktion zu überwinden, ohne dabei auf eine Einbettung in vorhandene Computeranwendungen zu verzichten (siehe z.B. [KNF01]). Eine Reihe von TUI-Prototypen sind tischbasierte Systeme mit greifbaren Interaktionselementen (siehe z.B. [WHZ06]). Ziel des Projektes war es, ein innovatives tischbasiertes Tangible Interface für Kunsthistoriker zu entwickeln, welches traditionelle Arbeitstechniken aufgreift und möglichst nahtlos in computerunterstützte Arbeitsweisen integriert. Der Nutzer sollte sich auf die Arbeit mit Bildkarten konzentrieren können, ohne seine Hauptaufmerksamkeit auf das System lenken zu müssen.1 Das TUI sollte frei und flexibel verwendbar sein, indem es individuelle und kreative Arbeitsweisen unterstützt. Als spezieller Anwendungskontext wurde der Bereich der ikonografischen Arbeitsweise betrachtet, in dem Bildmotive genau untersucht, miteinander verglichen und klassifiziert werden. 2 Durchführung und Ergebnisse Im Rahmen des Diplomprojektes wurde eine Fallstudie zu kunsthistorischen Arbeitstechniken durchgeführt und auf dieser Basis ein Konzept für ein Tangible Interface zur Erstellung kunsthistorischer Bildertafeln entwickelt. Dieses wurde in Form eines tischbasierten Prototyps umgesetzt und im Rahmen eines Benutzungstests erprobt. Um den Bedürfnissen der Nutzer aus dem Bereich der Kunstgeschichte gerecht werden zu können, wurde für die Durchführung des Projektes eine Methode des Participatory Design angewendet [BKS04]. Am Projekt nahm eine Bildhistorikerin als potenzielle Anwenderin und Testperson teil. Benutzerbeteiligung wurde durch Techniken wie In Situ Interview, Dokumentenanalyse, Paperprototyping und experimentelles Prototyping durch den gesamten Gestaltungsprozess hindurch sichergestellt. Abbildung 1: Integration des Tangible User Interface in den kreativen Arbeitsprozess 1Dies entspricht Mark Weisers Konzepten des Calm und Ubiquitous Computing [Wei91]. Abbildung 2: Der Aufbau des tischbasierten Tangible User Interface Die Fallstudie über ikonografische Arbeitstechniken analysierte einzelne Arbeitsschritte. Dabei diente ein Modell über vier Stufen kreativer Arbeit (Collect-Relate-Create-Donate) [Shn02] zur Strukturierung. Die Studie ermittelte, dass die vorgelagerten Aktivitäten der Collect-Stufe (Sammlung und Anlage des Bildmaterials) gut durch vorhandene GUI-Applikationen unterstützt werden konnten. Die papierbasierten Bildkarten waren während der Relateund Create-Aktivitäten (Strukturierung und Diskussion des Bildmaterials, Analyse und Herausarbeitung von Motivgruppen) das essentielle Arbeitsmittel für den kreativen Erkenntnisprozess. Für die Aktivitäten der Donate-Stufe (Erstellung von Publikationen und Vortragsfolien) waren wiederum vorhandene Computeranwendungen gut geeignet. Zu den zentralen Potenzialen eines TUI für Kunsthistoriker zählen die Bewahrung und Erweiterung traditioneller, papierbasierter Arbeitsweisen, die Unterstützung von kreativer, freier Arbeit und die Integration in bestehende (GUI-)Anwendungen. Abb. 1 zeigt ein Schema der Integration des Tangible User Interface in den kreativen Arbeitsablauf. Hieraus wurde ein Konzept für ein System erstellt, welches auf der Relateund CreateStufe die freie Arbeitsweise mit Bildkarten aus Papier auf einer Tischfläche ermöglicht. Dazu zählt u.a. ihre Clusterung, Arrangierung und die Erstellung von Annotationen und Schlagworten zu den Bildmotiven. Das System beinhaltet Importund Exportschnittstellen für die Integration in vorund nachgelagerte Aktivitäten der Collectund Donate-Stufe. Das als funktionierender Prototyp umgesetzte System (siehe Abb. 2) konzentriert sich auf die Unterstützung der Relate-, Createund Donate-Stufe. Die Interaktion erfolgt über eine semitransparente Tischfläche, auf der Bildkarten aus Papier platziert werden können. Sie sind rückseitig mit eindeutigen schwarz-weißen Mustern (Fiducials) versehen und können somit per Videokamera, die die Tischfläche von unten über einen Spiegel aufnimmt, identifiziert und lokalisiert werden. Als visuelle Trackingkomponente verwendet das System die ReacTIVision Vision Engine [KB07], die über das Protokoll MIDI2 die Daten der erkannten Fiducials an die TUI-Anwendung weitergibt. Die grafische Ausgabe der in Macromedia Director3 erstellten Applikation wird von oben auf den Tisch projiziert. Die Anwendung ordnet den Abbildungen auf Papierkarten zugehörige Bilddateien zu, so dass aus Zusammenstellungen von Bildkarten beispielsweise eine entsprechende Websei2Siehe ”MIDI Manufacturers Association“ unter http://www.midi.org (Zugriff am 5.1.2008). 3Siehe http://www.adobe.com/products/director/ (Zugriff am 5.1.2008). te oder Vektorgrafik generiert werden kann. Eine erste formative Evaluation des Tangible Interface mit einer Bildwissenschaftlerin zeigte, dass sich ein papierbasiertes TUI für die wissenschaftliche Arbeit mit Bildkarten gut eignet. Die Nutzerin konnte frei mit ihren persönlichen Bildkarten arbeiten, ohne sich auf die Bedienung des Systems konzentrieren zu müssen. Sie bewertete die Kombination von traditioneller Arbeitstechnik und innovativer Anwendung als sehr nützlich und intuitiv bedienbar. Es zeigte sich, dass für den Einsatz des TUI seine nahtlose Integration in den kreativen Arbeitsablauf entscheidend ist.