Forschungsfrage:
Ziel dieser Arbeit ist die
Untersuchung der Frage, wie sich unterschiedliche Interface Varianten auf das Erinnerungsvermögen an eine Route auswirken.
Hypothesen:
H1:
Es existiert ein Zusammenhang zwischen dem Interface und dem Erinnerungsvermögen an die Route.
H0: Es existiert
kein Zusammenhang zwischen dem Interface und dem Erinnerungsvermögen an die Route.
Related Work
Um unsere
wissenschaftliche Arbeit in einen Rahmen zu setzen müssen die folgenden Fragen
geklärt werden:
1. Welche Interfaces für Fußgängernavigationssysteme wurden bisher evaluiert?
2. Wie wurden diese Interfaces gestaltet?
3. Wie
lassen sich Sketch Maps angemessen analysieren?
In
“Pedestrian navigation with augmented reality, voice and digital map: Results
from a field study assessing performance and user experience”(Rehrl, K.,
Häusler, E., Leitinger, S., Bell, D., 2014) wird eine kartenbasierte
Navigationshilfe, eine sprachbasierte Navigationshilfe und eine
Navigationshilfe mit einem augmented reality feature verglichen. Die zu
bewältigende Route befand sich im Außenbereich. In diesem Experiment wurden
Effektivität, Effizienz und Zufriedenstellung der Benutzer gemessen.
Kartenbasierte Navigationssysteme führten durch die gewohnte Nutzung zur
größten Zufriedenstellung und zu den besten Ergebnissen. (Rehrl, K., Häusler, E., Leitinger, S., Bell,
D., 2014, S. 18). Unsere Untersuchung wird ein Anschluss an diese Arbeit sein,
die die Effizienz zweier Kartenbasierten Navigationshilfe weiter vertiefend
untersucht und offenlegt wie sich der Abstraktheitsgrad der Karte auf das
Erinnerungsvermögen an die Strecke auswirkt.
In dem wissenschaftlichen Paper “I
want to view it my way: Interfaces to mobile maps should adapt the user’s
orientation skills” (Bienk, S., Kattenbeck, M., Ludwig, B., Müller, M., & Ohm, C, 2013)
werden
drei verschiedene Kartenansichten evaluiert, so wie der Sinn des Benutzers für
die Richtung als zweiter unabhängiger Faktor. Die zu testende Route bei dieser
Untersuchung befand sich im Außenbereich in der Regensburger Innenstadt. In der
Arbeit wird das User Interface der Applikation UR-Walking, welches an der Uni
Regensburg entwickelt wurde, evaluiert.
Aus der
Arbeit geht hervor, dass ein 2D Interface mit Vogelperspektive für Personen mit
schlechterem Orientierungssinn besser geeignet ist. Ein egozentrische
Sichtweise hingegen ist für Personen mit besserem Orientierungssinn geeignet.
(Bienk,S. et al., 2013, S. 1-7) Diese beiden Arbeiten beantworten die erste
Frage und bieten unserer Arbeit eine Grundlage und sind für die Durchführung
unserer Arbeit deshalb von Relevanz.
In dem
Paper “Smart Graphics in Adaptive Way Descriptions” (Krueger, A., Baus, J.,
& Butz, A,2000) wird die Forschungsfrage behandelt, wie Grafiken für
Fußgängernavigationssysteme gestaltet werden müssen, dass sie den Fußgängern in
komplexen Umgebungen helfen den Weg zum Ziel zu finden. Zu Beginn werden die
verschiedenen Einschränkungen durch Resourcenknappheit dargelegt und
diskutiert, wie man die Wegbeschreibungen angemessen aufteilen kann. Aus diesen
Ergebnissen wurde dargelegt wie man eine strukturierte Repräsentation der
Wegbeschreibung plant und diese in Grafiken visualisiert. Diese Präsentationen
reichen von Pfeilen und Skizzen bis hin zu komplexen 3D Animationen. Gezeigt
werden die Limitierungen der verschiedenen Möglichkeiten einen Pfad zu
visualisieren. Zu den Möglichkeiten gehören das Sketch-Rendering,
3D-Thumbnails, die Ego-Perspektive und die Graphische Wegbeschreibung von
Pfaden in 2D(Krueger, A., Baus, J., & Butz, A, 2000, S.92 - 97). Dieses
Paper beantwortet die Frage wie Interfaces für Fußgängernavigationen gestaltet
werden können und zeigt die Limitierungen der jeweiligen Interfaces auf.
In dem
Paper “How to Design an Advanced Pedestrian Navigation System: Field Trial
Results” (Stark, A., Riebeck, M., &
Kawalek, J., 2007) wurden 4 verschiedene Navigationskonzepte für Fußgänger
miteinander verglichen. Die zu bewältigenden Routen befanden sich im Außenbereich. Bei den
verglichenen Konzepten handelte es sich um die Art der Instruktionen für den
Benutzer. Es wurden auditive Instruktionen, digitale dynamische Routen, Karten
mit Position und Richtung und eine rein textuelle Beschreibung miteinander
verglichen. Aus den Ergebnissen resultierte, dass ein kartenbasiertes
Navigationskonzept für Navigationsanforderungen in beispielsweise Städten
sinnvoller als die anderen Instruktionsmöglichkeiten sind (Stark, A., Riebeck,
M., & Kawalek, J., 2007, S. 1-5). Diese kartenbasierte Navigationshilfe mit
textueller Beschreibung wird in unserer Untersuchung genutzt und deren
Spezifikation weiter evaluiert.
Bisherige
wissenschaftliche Arbeiten untersuchten bereits die Hauptcharakteristiken und
Basiskomponenten von Sketch maps und entwickelten verschiedene Ansätze um diese
zu analysieren.
Um die
Frage, wie sich Sketch maps analysieren lassen zu beantworten muss zuerst
geklärt werden wie Sketch Maps definiert sind und welche Information der
Ersteller damit festhält. In “Cognitive Maps and Spatial Behaviour” (Downs, R.
M., & Stea, D., 2011) wird eine Sketch Map als mentales Modell deklariert,
welches den internen Prozess umfasst den Menschen ausführen um Information über
Ihre Umwelt zu erwerben und zu Nutzen. Die Information die der Nutzer durch die
kognitive Karte darstellt, ist nicht wie Information von kartographischen 2D
Karten zu behandeln, die Information ist viel komplexer, abstrakter und
allgemeiner (Downs, R. M., & Stea, D, 2011, S.312-315). Um die Sketch map
zu analysieren, werden Schlüsselemente an die sich der Nutzer erinnern kann
benötigt. In “The Image of the city” untersuchte Lynch im Jahre 1960 die
räumliche und kognitive Vorstellung von Menschen von amerikanischen Städten. Er
schlug 5 Schlüsselelemente vor, die er in Sketch maps von amerikanischen
Städten identifiziert hat: Pfade, Ecken, Distrikte, Landmarken und Knotenpunkte
(Lynch, K., 1960, S.46-83). In unserer Untersuchung reduzieren wir diese
Schlüsselelemente auf unsere Bedürfnisse und untersuchen die Schlüsselelemente
Wege, Ecken, Landmarken, Gebäudeteil. Des Weiteren muss bei der Analyse
beachtet werden, dass kognitive Einflüsse Fehler hervorrufen können, welche
sich in nicht konsistenten Maßstäben, Menge und Form widerspiegeln (Wang, J.,
& Schwering, A., 2015, S.33). In “Qualitative Analysis of Sketched Route Maps: Translating a Sketch
into Linguistic Descriptions” (Skubic, M., Blisard, S., Bailey, C., Adams, J. A., & Matsakis, P., 2004) wurde die qualitative
Analyse einer Route in Form einer Sketch map untersucht. In der Arbeit
werden vier Prozessschritte beschrieben, die zu einer Übersetzung der Sketch
map in linguistische Beschreibungen führen, die die essentielle
Routeninformationen repräsentieren (Skubic, M. et al., 2004, S.1-7).
Diese Untersuchung ist relevant für unser Vorhaben, da es die größte Annäherung
an die Frage wie sich Sketch maps in Hinsicht auf unsere Untersuchung
analysieren lassen, liefert.
Experiment-Beschreibung mit
deskriptiver Statistik:
Zur Erhebung:
Das Experiment wurde im Rahmen des
“Vertiefungsseminar Softwareergonomie” unter Leitung von Christina Bauer durchgeführt.
Zu diesem Experiment wurden 122 Personen eingeladen, wovon 61-Frauen und 61-Männer
sind. Die Versuchspersonen waren im Alter von 18 bis 54 Jahren. Der Mittelwert beträgt 23,4 Jahre, der Median liegt bei 22Jahren, der Modus bei 22, die
Standardabweichung,also die Streuung um den Mittwelwert beträgt 4,97Jahre.Es wurde sichergestellt, das die Testpersonen zuvor nicht am selben Experiment
teilgenommen haben um gewährleisten zu können, das sie die Route nicht bereits
kennen. Hinzuzufügen ist, dass es sich bei der Route um eine reine Indoor Route
gehandelt hat, welche komplett auf dem Universitätscampus liegt. Die
Testpersonen mussten auf Korridoren mit Türen und Treppen navigieren.
Es wurde eine unabhängige Stichprobe von je 20 Testpersonen pro Interface genommen.
Angelehnt an den Forschungen von Rovine M.J. & Weismann in ihrem Paper "Sketch-Map Variables as Predictors of Way-Finding Performance" wurden zwei Variablen als Repräsentanten gewählt.
- Als Variable für die Häufigkeit wurde die Anzahl der eingezeichneten Landmarken in den Sketch-Maps die mit dem jeweiligen UI korrespondieren gewählt. Dabei wurden sowohl Skizzierungen als auch Bezeichnungen als erkannte Landmarken gewertet.
- Eine Einteilung der Sketch-Maps in räumlich oder sequenziell, als dichotrome Variable für die Komplexität der Sketch-Maps.
Experiment-Beschreibung:
Untersucht wurden zwei
unterschiedliche Interface-Varianten mithilfe einer Eye-Tracking Brille und
eines Fragebogens.
Interface-Variante
1: Navigationshilfe mit deskriptiver Anweisung und einer zweidimensionalen,
graphischen Darstellung der Umgebung, Route und Landmarken. Bei den Landmarken
handelt es sich beispielsweise um Türen, auffällige Säulen oder Treppen die auf
der Route liegen.
Interface-Variante
2: Navigationshilfe mit deskriptiver Anweisung und einer zweidimensionalen
graphischen Darstellung der Route aber ohne graphische Darstellung der
Umgebung.
Die
Versuchspersonen müssen von einem Startpunkt A zu einem Endpunkt B durch eine
vorher definierte Route durch Nutzung der Navigationshilfe gelangen. Während
der Navigation werden die Blicke der Versuchsperson durch einen Eye-Tracker
aufgezeichnet. Diese Blicke werden im Nachhinein durch Mapping zu
konzentrierten Punkten auf das Video gelagert.
Versuchsaufbau:
Alle Testpersonen mussten die selbe
Route ablaufen, durch eine Testpersonen-ID wurde sichergestellt, dass die Erhebungen
anonymisiert sind. Dabei haben 61-Personen mit der Interface-Variante 1 und
61-Personen mit Interface-Variante 2 gearbeitet.
Während des Experiments müssen die
Testpersonen mit dem jeweiligen Interface interagieren. Für die nächste
Routenanweisung musste auf "Weiter" geklickt werden, gegebenenfalls
auf “Zurück”, falls die jeweilige Anweisung nicht oder falsch verstanden wurde.
Des Weiteren gibt es einen Button "Erkannt!", der geklickt wurde
sobald eine Anweisung verstanden wurde. Wenn sich eine Testperson verlaufen
hat, wurde sie zum letzten korrekten Punkt auf der Route gebracht.
Jede Testperson musste vor dem
Experiment einen Teil des Fragebogens beantworten. Dieser Teil beinhaltet sieben-wertige
Likertskalen welche sowohl Vorkenntnisse im Umgang mit Smartphones und
Fußgänger-Navigationssystemen abfragen, als auch den Orientierungssinn
betrachten.
Nach Abschluss der Navigation, wurde
der zweite Teil des Fragebogens bearbeitet. Die Testpersonen konnten freie
Angaben zur Unzufriedenheit mit dem Navigationssystem
angeben und auch angeben was ihnen bei der Orientierung geholfen hat. Angaben
zur Ortskenntnis und der Darstellung der Route wurden durch Sieben-wertige
Likertskalen untersucht. Die Bedienbarkeit wurde durch fünf-wertige
Likertskalen befragt. Darauf folgten Fragen zum Workload. Die Testpersonen
mussten am Ende noch eine Sketch-Map der Route die sie gerade abgelaufen sind
erstellen.
Ergebnis:
[Bild vom T-test ]
[verhältnis sequentiell/räumlich]
[visualisierung (boxplot)]
Rehrl, K., Häusler, E., Leitinger, S.,
& Bell, D. (2014). Pedestrian
navigation with augmented reality, voice and digital map: final results from an
in situ field study assessing performance and user experience. Journal of
Location Based Services, 8(2), 75–96.
doi:10.1080/17489725.2014.946975
Bienk, S.,
Kattenbeck, M., Ludwig, B., Müller, M., & Ohm, C. (2013). I want to view it
my way. Proceedings of the 12th International Conference on Mobile and
Ubiquitous Multimedia - MUM ’13, 1–9. doi:10.1145/2541831.2541841
Krueger, A., Baus, J., & Butz, A.
(2000). Smart graphics
in adaptive way descriptions. Proceedings of the Workshop on Advanced Visual
Interfaces, 92–97. doi:http://
doi.acm.org/10.1145/345513.345264Stark, A., Riebeck, M., & Kawalek,
J. (2007). How to Design
an Advanced Pedestrian Navigation System: Field Trial Results. In 4th IEEE
Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems
Technology and Applications (pp. 690–694). doi:10.1109/IDAACS.2007.4488511
Downs, R. M.,
& Stea, D. (2011). Cognitive Maps and Spatial Behaviour: Process and
Products. In The Map Reader: Theories of Mapping Practice and Cartographic
Representation (pp. 312–317). doi:10.1002/9780470979587.ch41
Lynch, K.
(1960). The Image of the City. The M.I.T Press, 1–103. doi:10.2307/427643
Skubic, M., Blisard,
S., Bailey, C., Adams, J. A., & Matsakis, P. (2004). Qualitative Analysis
of Sketched Route Maps: Translating a Sketch Into Linguistic Descriptions. IEEE
Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B: Cybernetics, 34(2), 1275–1282. doi:10.1109/TSMCB.2003.817099
Wang, J.,
& Schwering, A. (2015). Invariant spatial information in sketch maps for
sketch map alignment. Journal of Spatial Information Science, 11(11), Under
review. doi:10.5311/josis.v0i0.225