Interaktive Systeme – Vorlesung

In unseren Alltag beschäftigen wir uns, häufig ohne dies bewusst wahrzunehmen, sehr häufig mit verschiedenen interaktiven Systemen, sei es bei der Bedienung eines Geldautomaten, dem Versenden von E-Mails oder einem einfachen Telefonanruf per Handy. Da Benutzer per Definition zunächst die Benutzungsoberfläche einer Anwendung kennenlernen, entfällt auf Entwickler interaktiver Systeme eine besondere Verantwortung. Nur durch sehr gut durchdachte, effizient implementierte und sichere Zugangsmechanismen für Benutzer ist es möglich, neue Anwendungen in Produkte umzusetzen und erfolgreich zu vermarkten. Dabei ist der Entwurf interaktiver Systeme alles andere als eine exakte Wissenschaft. Natürlich müssen Visualisierungsformen gefunden werden, die Benutzern sowohl eine Vielzahl von Informationen zugänglich machen als auch Übersichtlichkeit und Prägnanz gewährleisten. Obwohl möglichst wenige Handlungen erforderlich sein sollten, damit Benutzer auf benötigte Informationen zugreifen können, muss die Bedienung intuitiv erfassbar sein. Schnittstellen sollten auf verschiedenen Hardwaresystemen auf dieselbe Art und Weise funktionieren, gleichzeitig aber die Fähigkeiten der jeweiligen Plattform effizient ausnutzen. Das Ziel dieser Vorlesung ist es, einen Einblick in die technischen und psychologischen Grundlagen zu geben, die bei der Entwicklung geeigneter Benutzerschnittstellen eine Rolle spielen. Weiterhin werden Techniken aus dem Bereich Usability-Engineering vermittelt, die dem Entwickler eines interaktiven Systems bei der erfolgreichen Umsetzung seines Projektes helfen.

Vorlesungsvideos

Aufzeichnung der ersten Vorlesung
Vorlesungen auf YouTube

Vorlesungsfolien

InhaltFolien
Grundlagen: Einleitung, Überblick über die Vorlesung
Interaktion mit realen Geräten
Historische Entwicklung der Mensch-Computer-Interaktion (MCI)
Prinzipien der User-Interace-Entwicklung
Kognitive Aspekte der Mensch-Computer-Interaktion: Metaphern in der MCI
Kognitive Grundlagen interaktiver Systeme
Technische Aspekte der Mensch-Computer-Interaktion: Fenstersysteme
Interaktionstechniken, -stile und -aufgaben
Dialog- und Formulargestaltung
Usability Engineering: Usability Engineering: Aufgaben- und Benutzeranlyse
Usability Engineering: Prototyping und Evaluierung
Softwaretechnische Modelle der MCI und Spezifikationsmethoden

Kontroll- und Übungsaufgaben zum Buch Entwicklung interaktiver Systeme

Kapitel 1

  • Wie lässt sich der Begriff “benutzerfreundlich” präzisieren?
  • Was sind wichtige Aspekte einer benutzerzentrierten Entwicklung?
  • Was sind die Qualifikationen und Rollen eines Usability Engineers, eines Usability Designers und eines Usability Developers?

Kapitel 2

  • Beschreiben Sie die Stadien einer Handlung (Theorie von Norman) und diskutieren Sie Möglichkeiten den Benutzer in den unterschiedlichen Stadien zu unterstützen!
  • Erläutern Sie anhand von Beispielen die Begriffe Abbildung, Affordance, Rückkopplung!
  • Bewerten Sie die Bedienung von weiteren Geräten anhand der Terminologie von Donald Norman. Gute Beispiele sind unter anderem: Videorecorder, Fotoapparate, Drucker, Kopierer, Kameras und Geldautomaten. Strukturieren Sie die Bewertung anhand folgender Fragen:
    • Sind die Bedienelemente klar erkennbar?
    • Ist erkennbar, welche Funktion sie haben?
    • Ist die Anordnung der Bedienelemente übersichtlich?
    • Ist erkennbar, in welchem Zustand sich das Gerät befindet?
    • Gibt es eine Form von Diagnose, wenn ein Fehler aufgetreten ist und ist diese verständlich?
  • Bewerten Sie weitere Geräte dahingehend, ob die wichtigen Aufgaben gut unterstützt werden!
  • Überlegen Sie sich, welche Fehlbedienungen verhängnisvoll sind, und ob diese durch das Design der
  • Benutzungsschnittstelle leicht auftreten können oder nicht (Beispiel: das Vergessen einer ec-Karte in einem Geldautomaten).

Kapitel 3

  • Beschreiben Sie kurz, welche wesentlichen Neuerungen an der Benutzungsschnittstelle mit dem XEROX Star eingeführt wurden?
  • Skizzieren Sie kurz die Entwicklung vom XEROX Star, über den Apple Macintosh zu X-Windows und Microsoft Windows! Welche wesentlichen Unterschiede gibt es?

Kapitel 4

  • Welche Möglichkeiten gibt es, um eine Benutzungsschnittstelle zu individualisieren?
  • Was spricht für Adaptierbarkeit in interaktiven Systemen? Was spricht dagegen? Was sind sinnvolle Formen der Adaptivität?
  • Bewerten Sie ein Programm, das sie häufig benutzen (z.B. ein Mail-Programm, ein Bildverarbeitungsprogramm oder eine Multimedia-CD), nach den in diesem Kapitel beschriebenen Grundsätzen. Beantworten Sie insbesondere folgende Fragen:
    • Verstehen Sie die Terminologie in Menüs, Dialogen, Warnungen bzw. Hilfetexten gut?
    • Wird bei Problemen angeboten, wie sie behoben werden können?
    • Sind die Icons gut erkennbar?
    • Können Sie als fortgeschrittener Benutzer zügig die wichtigen Aufgaben erledigen?
    • Lässt sich das System in ausreichendem Maße an Ihre Bedürfnisse anpassen? Was ist dafür vorgesehen?
  • Bewerten Sie ein Programm, das sie bisher noch gar nicht benutzt haben.
  • Erscheint Ihnen die Einarbeitung umständlich oder sehr einfach?
  • Was erschwert Ihnen die Einarbeitung?
  • Welche Verwechslungen sind aufgetreten?
  • Gibt es einen Mechanismus, um Aktionen rückgängig zu machen und wie funktioniert er?

Kapitel 5

  • Erläutern Sie das Eingabemodell von Fenstersystemen!
  • Benutzer bringen häufig viel Zeit damit zu, Fenster zu skalieren, zu platzieren, in den Vordergrund bzw. Hintergrund zu setzen. Welche Fensterplatzierungsstrategien und Übersichtsdarstellungen gibt es, um dieses Problem zu lindern? Wie sind sie zu bewerten?
  • Beschreiben Sie anhand von Beispielen Techniken zur Synchronisation zwischen den Inhalten mehrerer Fenster.
  • Erläutern Sie wichtige Aspekte bei der Entwicklung von Icons! Analysieren Sie die Icons in einem Programm anhand dieser Kriterien!
  • Beschreiben Sie Strategien der Koordination von Fensterinhalten!
  • Erläutern Sie wichtige Aspekte bei der Entwicklung von Icons!
  • Welche Arten von Menüs gibt es; wie kann man diese vergleichen?
  • Worauf sollte bei der Gestaltung eines Pulldown-Menüs geachtet werden?
  • Analysieren Sie ein Pulldown-Menü hinsichtlich der Länge der Menüs, der Ordnung der Menüeeinträge, der Strukturierung durch Separatoren und der Verwendung von Shortcuts! Was erscheint dabei zweckmäßig und was erschwert die Suche?
  • Nennen und chakterisieren Sie unterschiedliche Zeigegeräte! Gehen Sie dabei auf Einsatzmöglichkeiten und Präzision ein.

Kapitel 6

  • Vergleichen Sie wichtige Interaktionsstile in Bezug auf ihre Vor- und Nachteile.
  • Erläutern Sie 3 Interaktionstechniken, um ein Objekt – z.B. innerhalb eines Textes oder einer Zeichnung – zu selektieren!
  • Erläutern Sie den Interaktionsstil der direkten Manipulation und benennen Sie dabei wichtige Voraussetzungen, Vor- und Nachteile!
  • Diskutieren Sie Möglichkeiten der Kombination der direkten Manipulation mit anderen Interaktionsstilen!

Kapitel 7

  • Suchen Sie Beispiele für einfache und zusammengesetzte Dialoge und diskutieren Sie die Gestaltung dieser Dialoge. Berücksichtigen Sie die Benennung der Elemente, die Reihenfolge der Aktionen, die visuelle Gestaltung, insbesondere die Dimensionierung der Dialogelemente und die Strukturierung.
  • Beschreiben Sie welche statischen und dynamischen Aspekte bei der Gestaltung von Formularen zu beachten sind.
  • Was ist bei der numerischen Eingabe zu beachten?
  • Erläutern Sie die Begriffe modaler Dialog und nichtmodaler Dialog! Vergleichen Sie diese beiden Dialogformen!
  • Suchen Sie Beispiele für Eingabeformulare, z.B. in einem Steuerprogramm, und bewerten Sie diese Formulare. Strukturieren Sie diese Bewertung anhand folgender Fragen:
    • Ist schnell erkennbar, was optional eingegeben werden kann und was eingegeben werden muss?
    • Ist erkennbar, welche Optionen für die Eingabe bestehen?
    • Ist das Formular übersichtlich und gut strukturiert?
    • Welche Elemente werden zur Strukturierung verwendet?
    • Welche Aspekte sind bei der Realisierung von mehrsprachigen Benutzungsschnittstellen in Bezug auf die Dialoggestaltung zu beachten?

Kapitel 8

  • Erläutern Sie den Begriff Interface-Metapher!
  • Diskutieren Sie anhand von zwei Beispielen Vorteile und Probleme bei der Orientierung an Metaphern.
  • Was sind Kriterien dafür, ob eine Metapher geeignet ist?
  • Wie kann eine Metapher evaluiert werden?

Kapitel 9

  • Beschreiben Sie das Multi-Speicher-Modell der menschlichen Informationsverarbeitung und das Modell der Verarbeitung von visuellen Signalen!
  • Nennen Sie wichtige Eigenschaften des menschlichen Sehens!
  • Erläutern Sie an einem Beispiel wofür die ACT-Theorie eingesetzt werden kann!
  • Was führt dazu, dass Benutzern Fehler unterlaufen? Was sind typische Fehler und wie kann ihnen vorgebeugt werden?
  • Wovon hängt die Aufmerksamkeit von Benutzern ab? Welche Konsequenzen für die Gestaltung ergeben sich daraus?
  • Welche Effekte beeinträchtigen eine objektive Bewertung von Benutzungsschnittstellen?

Kapitel 10

  • Erläutern Sie den Begriff ”Situation of Concern” und geben Sie zwei Beispiele.
  • Nennen und erläutern Sie Methoden der Aufgabenanalyse. Vergleichen Sie die Methoden und gehen Sie auf den Aufwand, die Vorbereitung und die erreichbaren Ergebnisse ein.
  • Beschreiben Sie anhand eines Beispiels, welche persönlichen Daten von Benutzern typischerweise erhoben werden, um Testergebnisse zu vergleichen.
  • Nennen und erläutern Sie quantitative Ziele der Entwicklung interaktiver Systeme!
  • Nennen Sie wichtige Ergebnisse der Analyse von Aufgaben und Benutzern!

Kapitel 11

  • Erläutern Sie die Rolle von Richtlinien im Entwicklungsprozess.
  • Diskutieren Sie Kriterien für “gute” Richtlinien.
  • Nennen Sie Beispiele für Aspekte der Entwicklung, die in Richtlinien geregelt werden können/sollen.
  • Beschreiben Sie, wie mit Richtlinien umgegangen werden soll.
  • Erläutern Sie die Begriffe, vertikale und horizontale Prototypen sowie Szenarien. Beschreiben Sie für selbstgewählte Anwendungen (z.B. Malprogramme, Textverarbeitung) wichtige Szenarien.
  • Diskutieren Sie die Interaktion bei den zuvor gewählten Szenarien.
  • Erläutern Sie den Begriff “Formale Evaluierung” und bewerten Sie eine typische Sequenz von Bedienhandlungen nach diesem Konzept. Vergleichen Sie die formale Evaluierung mit anderen Formen der Evaluierung hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten.
  • Eine Software, die kommerziell vertrieben wird, erfordert oft professionelle Präsentationen, Schulungen, Wartungen und Installationen. Erläutern Sie welche Gruppen von Benutzern es bei diesen Systemen gibt und welche unterschiedlichen Anforderungen an Benutzbarkeit daraus entstehen?
  • Erläutern Sie die Begriffe heuristische und empirische Evaluierung! Welche Aspekte eines interaktiven Systems sollten evaluiert werden?
  • Was ist ein Usability Labor? Wofür kann es eingesetzt werden und was kann in einem Usability Labor untersucht werden?
  • Wie kann eine empirische Evaluierung mit geringem Aufwand durchgeführt werden, damit sie auch in einem kleinen bzw. mittelgroßen Projekt wirtschaftlich praktikabel ist? Was kann von solchen Evaluierungen erwartet werden und was nicht?
  • Beschreiben Sie den Prozess der Entwicklung interaktiver Systeme, indem sie typische Phasen charakterisieren. Erläutern Sie dabei den Begriff Usability Engineering! Welche Anforderungen an die Softwareentwicklung entstehen dabei?
  • Entwerfen Sie ein Experiment, um ein Ihnen bekanntes System zu evaluieren! Erstellen Sie einen Zeitplan für die Durchführung und erläutern Sie, wie sie die Testpersonen auswählen und wie die Testergebnisse ausgewertet werden sollen.

Kapitel 12

  • Erläutern Sie an einem selbstgewählten Beispiel das Model View Controller-Konzept und diskutieren Sie Grundsätze der Programmierung von Benutzungsschnittstellen!
  • Vergleichen Sie Methoden zur Spezifikation interaktiver Systeme!
  • Nutzen Sie eine der behandelten Spezifikationsmethoden, um das Anrufen mit einem Telefon zu beschreiben!
  • Definieren Sie ein Szenario in einem Zeichenprogramm, das die Erstellung eines Graphikprimitivs, die Modifikation von Zeichenstilen und die Transformation beinhaltet und spezifizieren Sie mit einer Spezifikationsmethode, was dabei konkret abläuft.

Kapitel 13

  • Auf welchen Gebieten der Entwicklung von Benutzungsschnittstellen ist eine Werkzeugunterstützung möglich?
  • Welche Unterstützung liefern Interface Builder?
  • Nennen Sie typische Kriterien, die die Auswahl eines Werkzeugs unterstützen!
  • Testen Sie ein User Interface-Werkzeug hinsichtlich dieser Kriterien! Entwerfen Sie dazu exemplarisch ein bis zwei Dialoge, ein Menüsystem, eine Werkzeugleiste mit Buttons für wichtige Funktionen und das Layout einer Applikation! Bewerten Sie das Werkzeug anhand der Kriterien!
  • Erläutern Sie den Begriff User Interface Management-Systeme und die mit ihnen mögliche Unterstützung der Softwareentwicklung!

Kapitel 14

  • Welche Personengruppen sollten in den Entwurf von Benutzungsschnittstellen für Blinde einbezogen werden? Welche Testverfahren sind dafür besonders geeignet?
  • Welche Aspekte bezüglich der Navigation von Blinden sind übertragbar auf die Navigation gesunder Menschen?

Kapitel 15

  • Welche Vorteile ermöglicht eine Visualisierung auf der Basis von Fisheye-Techniken?
  • Welche Formen der Visualisierung ermöglichen die Darstellung von Detail und Kontext?
  • Erläutern Sie, wovon die Verständlichkeit von Fisheye-Ansichten abhängt!
  • Klassifizieren Sie Fisheye-Techniken und benennen Sie Anwendungsgebiete, die sich aus den unterschiedlichen Eigenschaften ergeben?

Kapitel 16

  • Diskutieren Sie, wovon es abhängt, ob Benutzer in einer Web-Site schnell an relevante Informationen gelangen!
  • Diskutieren Sie, in welchen interaktiven Systemen Interaktionstechniken von WWW-Browsern, wie das Setzen von Bookmarks und die Verwaltung von Interaktionsgeschichten, sinnvoll sind.
  • Diskutieren Sie die Buch-Metapher und ihre Eignung für den Entwurf von Hypertextsystemen und Web-Sites!

Kapitel 17

  • Nennen und erläutern Sie Metaphern für die 3D-Interaktion!
  • Erläutern Sie Interaktionsaufgaben bei der Interaktion mit räumlichen Daten! Diskutieren Sie, welche Interaktionstechniken für die Lösung dieser Interaktionsaufgaben eingesetzt werden können.
  • Beschreiben Sie 3D-Widgets für die Interaktion mit räumlichen Daten. Diskutieren Sie dabei Einsatzmöglichkeiten!
  • Beschreiben Sie 3D-Widgets für den Umgang mit nicht-räumlichen Daten und diskutieren Sie deren Eignung im Vergleich zu 2D-Widgets für ähnliche Interaktionsaufgaben.

Kapitel 18

  • Erläutern Sie, inwiefern die Benutzbarkeit eines interaktiven Systems durch Benutzermodellierung verbessert werden kann! Was sind Einsatzfelder für Benutzermodellierung?
  • Charakterisieren Sie die wesentlichen Schritte bei der Verarbeitung von Eingaben in erkennungsbasierten Benutzungsschnittstellen!
  • Welche Formen der Koordinierung von Bild und Text können bei interaktiven 3D-Visualisierungen eingesetzt werden?
  • Diskutieren Sie Anwendungen von Gesten- und Spracherkennung!
  • Beschreiben Sie die Grundidee und typische Varianten von Kritikkomponenten in interaktiven Systemen!