E-Work Endpräsentation Rapid Prototyping of interactive software

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Rapid Prototyping of interactive software

e-Work rapid prototyping of interactive software

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Teamvorstellung

David Christen David Scheiner Diego Tonolla

Alexander Schmidt

Olaf Tölken

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Aufgabenstellung (1)

• Entwicklung eines Software-Prototypen für Touchscreens in Hörsälen der ETH Zürich

• Software steuert die Hörsaaltechnik:– Licht– Beamer– Mikrofon

• In Zukunft sollen die Einstellungen auch ferngesteuert werden können– z.B. Voreinstellung vom Büro aus

• Ziel: benutzerfreundliche und einfache Bedienbarkeit

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Aufgabenstellung (2)

• Im Vorfeld: Erarbeiten der Grundlagen für die Entwicklung– Software-Ergonomie

– Rapid Prototyping

– Usability-Tests

• Überprüfung der Prototypen im Rahmen von Usability-Tests auf:– Effektivität

– Effizienz

– Zufriedenheit

• Nach erfolgreichem Test soll neuer Prototyp das bereits vorhandene System am CAAD-Institut ersetzten

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CAAD (Computer Aided Architecture and Design)

• Hintergrund

– «Lecture Hall Control System» für Schulungsraum von CISCO in Amsterdam

– Unter Zeitdruck im April 2004 fertig gestellt

– Entsprechende Systeme für die ETH sollten darauf basieren (ETH-World-Projekt)

– Usability-Studie durch das Institut für Hygiene und Arbeitsphysiologie:Feststellung einiger grundlegender Probleme

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• Grundlagen– Software-Ergonomie– Rapid Prototyping– Usability-Test

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Definition der Software-Ergonomie (S-E)

• Aus dem lateinischen: ergo= Arbeit, nomos= Gesetz, Regel

• S-E befasst sich mit der Analyse, Gestaltung und Bewertung der Arbeit des Menschen

• Unter gegebenen technischen Möglichkeiten und Einhaltung von Standards und Styleguides soll erreicht werden– Leicht verständliche Software– Schnell benutzbare Systeme

• Dazu benötigt man Wissen über– Endnutzer– Zu lösende Aufgabe– Organisatorisches Umfeld

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Normreihe DIN EN ISO 9241

• Die DIN EN ISO 9241 befasst sich in 17 Teilen mit Leitlinien zur Gestaltung von Software

– Teil 10: Grundsätze der Dialoggestaltung

– Teil 12: Darstellung der Information

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Teil 10 - Grundsätze der Dialoggestaltung

• Dialog: Interaktion zwischen Mensch und Computer• Ziel

– Minimierung der Belastung bei Bildschirmarbeit

– Effektivere, effizientere und zufriedenstellendere Lösung der Aufgaben

• Sieben Grundsätze der Dialoggestaltung– Aufgabenangemessenheit

– Selbstbeschreibungsfähigkeit

– Steuerbarkeit

– Erwartungskonformität

– Fehlertoleranz

– Individualisierbarkeit

– Lernförderlichkeit

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Aufgabenangemessenheit

• Ein Dialog unterstützt Arbeitsaufgabe effektiv und effizient zu erledigen

– Standartwerte bei Eingabefeldern

– System erledigt Aufgaben automatisch, wenn möglich• Entlastung des Benutzers

– Beispiel: Office Manager hält letztes gesuchtes Thema markiert

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Selbstbeschreibungsfähigkeit

• Jeder Dialogschritt ist durch Rückmeldung jederzeit verständlich oder wird dem Benutzer auf Anfrage hin erklärt

– Anzeige von Zustandsänderungen des Systems

– Verlangen einer Bestätigung bei Aktionen mit schwerwiegenden Folgen ( z.B. Löschen einer Datei)

– Beispiel: Systemmeldung

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Steuerbarkeit

• Benutzer ist in der Lage den Dialogablauf zu starten, sowie Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen

– Verschiedene Nutzungsarten (z.B. „shorcuts“)

– Mindestens letzter Dialogschritt sollten rückgängig gemacht werden können

– Beispiel: Zugriff auf unabhängige Fenster

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Erwartungskonformität

• Dialog ist konsistent und entspricht den Merkmalen des Benutzers

• Kenntnisse, z.B. aus dem Arbeitsgebiet des Benutzers und allgemein anerkannten Konventionen werden berücksichtigt

– Gleiche Verwendung von Funktionscodes in allen Menüs oder Masken

– Verwendung von Begriffen die Benutzer von der Arbeit her vertraut sind

– Beispiel: Symbole für Start, Stopp, Pause, etc.

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Fehlertoleranz

• Arbeitsergebnis kann trotz fehlerhafter Eingabe mit keinem oder geringem Korrekturaufwand erreicht werden

– Fehlerhafte Eingaben sollen nicht zu Systemabbrüchen führen

– Fehlermeldungen sollen verständlich sein um Korrektur zu ermöglichen

– Beispiel: Rückgängigmachen von Fehlern

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Individualisierbarkeit

• Anpassungen an die Erfordernisse der Aufgabe und die individuellen Vorlieben des Benutzers werden zugelassen

– Abschaltbare bzw. erweiterbare Kommandos und Menüs (definierbare Iconleisten)

– Beispiel: Position, der Symbolleiste, Einrichten von Symbolen auf der Symbolleiste, Anordnung der Symbole

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Lernförderlichkeit

• Benutzer wird beim Erlernen des Dialogsystems unterstützt

– Unterstützung von Leraning-by-doing

– Möglichkeiten an Objekten herumzuprobieren ohne schwerwiegende Folgen

– Beispiel: leicht zu erlernende Regel: Belegung des Shortcuts mit Anfangsbuchstaben des auszuführenden Befehls

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Teil 12 - Darstellung von Information

• Der zwölfte Teil der DIN ES ISO 9241 widmet sich der Informationsdarstellung

• Die Grundsätze und Empfehlungen lassen sich in folgende Bereiche einteilen: – Charakteristische Eigenschaften der dargestellten Information

– Organisation der Information

– Graphische Objekte

– Codierung der Informationen

– Gestaltungsgesetze

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Charakteristische Eigenschaften

• Ziel der visuellen Information sollte die Erfüllung der folgenden Eigenschaften sein

– Klarheit

– Unterscheidbarkeit

– Kompaktheit Konsistenz

– Erkennbarkeit

– Lesbarkeit

– Verständlichkeit

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Organisation von Information

• Eigenschaften von Bereichen– Gruppen

– Listen

– Tabellen,

– Beschriftungen

– Feldern

• Erwartungskonformität von großer Bedeutung bei Anordnung von Informationen

• Beispiel: Information mit höchster Priorität im europäischen Kulturkreis werden ganz links angezeigt

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Graphische Objekte und Codierung

• Graphische Objekte besitzen in der Regel die Zustände „aktiv“ oder „nicht aktiv“. Diese Zustände sollten eindeutig durch Codierungsverfahren voneinander unterscheidbar sein.

• Codes sollten unterscheidbar, konsistent und sinnhaltig sein.

– Graphische Codierung (Symbol für Abspielen/Starten )

– Codierung mittels Farbe

– Andere Codierungsverfahren (Blinken, Grosse Schrift vs. Kleine Schrift)

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Gestaltungsgesetze (1)

• Gestaltungsgesetze zur räumlichen oder zeitlichen Anordnung von Informationen

– Gleichartigkeit• Beispiel

– Nähe • Beispiel

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Gestaltungsgesetze (2)

– Geschlossenheit • Beispiel

– Symmetrie • Beispiel

– Gute Fortsetzung• Beispiel

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Rapid Prototyping von Software

Ziele• Frühzeitige Fehlererkennung durch Einbindung späterer Benutzer schon in

der Entwicklungsphase

• Kostensenkung durch Vermeidung von Ausfällen und Fehlerkorrekturen

• Verkürzung der Entwicklungszeit

Grenzen• nur Systeme die leicht simuliert werden können

• Keine Back-End-Systeme, wie z.B. große Datenbanken oder Steuerungssysteme

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Rapid Prototyping von Software

Auf unseren Fall bezogen

• Macromedia Flash als Entwicklungswerkzeug(schnelles und flexibles Implementieren und Testen)

• Konzentration auf das Benutzerinterface für den Touchscreen

• Vernachlässigung der Hardware(z.B. Kopplung von Beamer, Lichtern mit dem System)

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Begriffe im Zusammenhang mit Usability-Tests

Usability• Es gibt keine eindeutige deutsche Übersetzung für das Wort

„Usability“. Oftmals bezeichnet man es als

– Nutzerfreundlichkeit

– Benutzungsfreundlichkeit

– Nutzungsfreundlichkeit

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Ziele von Usability-Tests

• Untersuchung der Benutzbarkeit von Anwendungen

• Umgang der Testteilnehmer mit der Lernumgebung wird beobachtet

• Wo treten bei den Testpersonen Gebrauchsschwierigkeiten auf

Gewinnung von wichtigen Hinweisen– Ist Software für Zielgruppe geeignet

– Lohnen sich die Anschaffung einer bestimmten Infrastruktur

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Phasen bei der Testplanung

• Es können folgende Schritte bei der Testplanung unterschieden werden

– Definition von Testgrund und Testziel

– Taskanalyse

– Auswahl der Testpersonen

– Bestimmung der Testleiter

– Festlegen der Testumgebung

– Definition der Testmethoden

– Auswertung des Tests

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Taskanalyse

• Analyse der Arbeitsaufgaben

• Finden geeigneter Aufgabenstellungen -> Taskliste

• Taskliste enthält alle Aufgaben, die die Testperson zu lösen hat.

• Dabei ist es wichtig Prioritäten zu setzten, da nicht alle Szenarien getestet werden können

• Es gilt festzulegen welche Kriterien erfüllt seinen müssen damit die Testpeson die Aufgabe richtig gelöst hat

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Auswahl der Testpersonen

• Wer sind unsere Testpersonen– Testpersonen sollten Eigenschaften des Softwareendnutzers

haben

– Personen sollten nicht in die Softwareentwicklung involviert sein

• Wie viele Testpersonen benötigt man– Mit 5 Testpersonen kann man im Durchschnitt 85% aller

Usability-Probleme aufdecken

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Auswertung des Usability Tests (1)

• Fragebögen zur Bewertung der Software durch die Testperson

• Videoaufnahme der Testperson und des Monitors

• Einstufung und Bewertung des Resultats der Testperson

– Genaue Festlegung der Aufgabe– Kurzbeschreibung– Ausgangspunkt– Erfolgskriterium– Zeitgrenze

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• Betrachtung der Fehleranzahl

• Betrachtung der Bearbeitungsdauer der einzelnen Aufgaben

– Entsprechen die Werte den Erwartungen?

– Gibt es große Abweichungen zwischen der schnellsten und langsamsten Bearbeitungszeit einer Aufgabe bei verschiedenen Testpersonen?

– Welche Kommentare gibt eine Testperson während eines Tests oder im Interview, wenn eine Aufgabe nicht erfolgreich bearbeitet werden konnte?

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• Gründe für Abbrüche und nicht erfolgreiche Aufgaben– Bei welchen Schritt ist die Testperson gescheitert?

– Wieso gescheitert?

• Messgrößen– Learning time

– Time to perform

– Errors

– Subjective measures

Verbesserungsvorschläge

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• CAAD Prototyp– Prototyp– Ergebnisse Usability-Test

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CAAD-Prototyp

• Konzept «Building IP» (BIP)– Alle Geräte direkt oder über Embedded-Systeme ans IP-Netz

anschließen– Ziel: Nicht nur einen Raum «live» steuern, sondern ein ganzes

Gebäude (fern)steuern zu können

• Technische Ausführung– End-User-Application (Flash) auf Touchscreen oder Laptop– BIP-Server informiert End-User-Application mittels XML-

Nachrichten über die vorhandenen Geräte– End-User-Application erstellt On-the-Fly eine passende

hierarchische Menustruktur– Benutzereingaben werden als XML-Nachrichten an den BIP-

Server geschickt– Transparentes gut erweiterbares auf offenen Standards

bestehendes System

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Screenshots vom CAAD-Prototyp

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Ergebnisse Usability-Test (CAAD-Prototyp)

• 22 Punkte die verbesserungsfähig sind

• Wichtigste Mängel:

– Fehlendes Feedback, nach Ausführen von verschiedenen Aktionen

– Nicht eindeutige Beschriftung von Buttons (z. B. „send camera“?; “get polycom”?)

• Andere Probleme:– Begriffe einiger Buttons (z. B. play, stop). Besser wären

standarisierte graphische Symbole wie z. B.

– Animationen sind oft überflüssig und können auch störend wirken

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• Mittelwerte für jede der 6 Aspekte: Aufgabengemessenheit, Selbstbeschreibungsfähigkeit, Steuerbarkeit, Erwartungskonformität, Fehlertoleranz, Lernförderlichkeit (1 = sehr schlecht; 7 = sehr gut)• Zusammenarbeit

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• Selbstbeschreibungsfähigkeit (3.8), Fehlertoleranz(3.75) und

Erwartungskonformität (3.7) haben schlecht abgeschnitten

• Da einige zukünftige Benutzer nur selten das System benutzen werden, haben die Selbstbeschreibungsfähigkeit und die Erwartungskonformität des Systems eine Schlüsselrolle

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• Neue Prototypen– Prototyp 1– Prototyp 2

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Neue Prototypen

• Probleme beim CAAD-Prototypen

– Hierarchisches Menü• Wichtiges nicht gleichzeitig sichtbar• Kompliziert und verwirrend

– Beschriftung der Menü-Punkte• «send camera»?

– Fehlendes Feedback• Ist das Mikrophon defekt oder

nur ausgeschaltet?

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• Unser Konzept– Reiter und Fußzeile anstatt hierarchisches Menu

Prototyp 1

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– Wichtige Einstellungen (Beamer, Mikrophon) immer sichtbar– Alle Reiter immer sichtbar

• Man weiß, wo man ist.• Man sieht, was es noch gibt und kann einfach wechseln.


• Der Reiter «Medien»

- Zweiteilung:• Quelle wählen

• Optionen dazu wählen

- Vorteile:• Übersichtlich:

Nur aktuelle Optionen sichtbar

• Schneller Wechsel möglich

Prototyp 1

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• Die anderen Reiter

Prototyp 1

- Angeordnet nach Häufigkeit der Benutzung

- Weniger wichtiges in dezenten Farben• Zusammenarbeit

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• Login

– Idee des CAAD: • Benutzer legt Einstellungen vom Büro fest• Meldet sich im Hörsaal an und erhält seine Einstellungen

– Aus Zeitgründen nicht implementiert• Zweites ähnliches Interface mit einer Verwaltungs-Funktion für die

Einstellungen der verschiedenen Hörsäle.

• Live-Demonstration

Prototyp 1

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Prototyp 2

• Kombination– Task-orientierte GUI

– Hierarchische Struktur der Formulare

• Möglichst wenige „unnötige“ Buttons (angepasste Formulare)

• Leistungsfähig?

• Live-Demonstration

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Prototyp 2

• Fazit– Implementierung sehr aufwändig

– Geringer Unterschied in der Effizienz• Weniger Klicks vs. Mehr Formulare

– Schwierige Navigation für den Benutzer

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Ergebnisse Usability-Test (Prototyp 1)

• Beschreibung der Benutzer– Leute die gewisse Erfahrungen mit Computersystemen haben

– Studenten, Professoren oder externe Fachleuten an einer technischen Hochschule

• Beschreibung der Aufgaben (Tasks)– Der Usability Test hatte die Zielsetzung die Effektivität, Effizienz

und Benutzerzufriedenheit zu evaluieren

– Diese drei Aspekte wurden für alle Tasks, die wir ausgewählt haben, geprüft

– Alle Aufgaben waren genau die gleichen oder möglichst ähnliche wie diejenigen der Tests des CAAD-Prototyps

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• Wenn und wo– 17.01.2005 an der ETH Zürich

• Wer– Sechs Personen haben als Testpersonen mitgewirkt (somit

können etwa 85% aller Usability-Probleme aufgedeckt werden)

• Wie– Die quantitative Resultate wurden durch Fragebogen

gesammelt, die die Testpersonen nach jeder Aufgabe ausfüllen mussten

– Für jede Frage der Fragebogen wurden Mittelwert und Standardabweichung ausgerechnet

– Der Test wurde mit Hilfe einer Videokamera aufgenommen • Anhand des Videos lässt sich auch die Mimik und Gestik einer

Testperson, das unbewusste Verhalten, aufzeichnen

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• Mittelwerte für jede der 6 Aspekte: Aufgabengemessenheit, Selbstbeschreibungsfähigkeit, Steuerbarkeit, Erwartungskonformität, Fehlertoleranz, Lernförderlichkeit (1 = sehr schlecht; 7 = sehr gut)

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• Die Testpersonen hatten generell einem guten bis sehr guten Eindruck des Systems (alle Aspekte haben einen Mittelwert über 4)

• Lernförderlichkeit (6.37): Die Bedienung des Systems ist leicht erlernbar

• Aufgabengemessenheit (6.18): Die Einfachheit des Interfaces ermöglicht eine unerschwerte Durchführung der Aufgaben

• Steuerbarkeit (5.87): Das System ermöglicht einen sehr leichten Wechsel zwischen einzelnen Menüs und Masken und erzwingt keine unnötigen Unterbrechungen der Arbeit

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• Die Selbstbeschreibungsfähigkeit hat am schlechtesten abgeschnitten (4.03)– Das System bietet z. T. keine situationsspezifische Erklärungen

– Die erste Maske (Medien) ist sehr voll, daher bietet das System einen nicht so guten Überblick über ihr Funktionsangebot

– Einige Button wurden nicht optimal gewählt (z. B. Ton, Movies)

Wenn dieses System weiterentwickelt wird, sollte man versuchen die Selbstbeschreibungsfähigkeit des Systems zu verbessern

Unseres System hat im Usability-Test bessere „Noten“ bekommen als der Test des CAAD-Prototyps

• Zusammenarbeit

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• Wichtigste Probleme– Nicht genügen klare Wahl der Bezeichnung von einigen Buttons

(z. B. die Buttons „Movie abspielen“ und Videokassette, konnten von den Testpersonen nicht immer gut unterschieden werden)

– Einschalten des Beamers vergessen oder etwas Mühe beim ersten Einsatz des Beamers, und auch des Dozenten-Mikrophon, dessen Einschaltknöpfe in der Fusszeile zu finden

– Teilweise Fehlen von Warnungen (z. B. wenn man eine Präsentation startet ohne den Beamer einzuschalten) durch das System, wenn der Benutzer einige Aufgabe löst. Dies führte bei einigen Leuten zu Unsicherheiten

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• Verbesserungsvorschläge (1)

– Wahl der Bezeichnung von einigen Buttons weiter bedenken (z. B. könnte der Term „Ton“ durch „Lautstärke“ ersetzt werden)

– Benutzer hinweisen, dass im System gespeicherten Daten (Movies, Musik etc.) vorhanden sind. Eine Möglichkeit dafür wäre, die Buttons für gespeicherte Daten in einer eigenen Untergruppe mit aussagekräftigem Titel zusammenzufassen

– Fehlerhafte Eingaben sollten deutlich angezeigt werden und sich einfach beheben lassen

• Zusammenarbeit

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• Verbesserungsvorschläge (2)

– Fusszeile (wo auch die Buttons „Beamer“ und „Mikrophon Dozent“ vorhanden sind) stärker hervorheben. Dies könnte durch eine Hintergrund-Farbe geschehen

– Oder, die Position der Fusszeile verbessern. Am besten ist wohl die Fusszeile in eine Kopfzeile zu verwandeln

– Die im System gespeicherte Präsentationen, Musikstücke und Movies sollten alphabetisch angeordnet sein, damit ihre Suche erleichtert wird

• Zusammenarbeit

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Agenda

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• Zusammenarbeit


Zusammenarbeit (1)

• Kick-Off Ende November in Karlsruhe– Grobe inhaltliche Gliederung

– Aufgabenteilung

– Meilensteine

– Termine der Videokonferenzen

• Videokonferenzen– Kontrolle der Meilensteine

– Entstandene Fragen besprechen

– Weiteres Vorgehen

• Zwischenpräsentation Mitte Dezember

• Zusammenarbeit

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