Prototyping im Rahmen des Usability Engineering · Prototyping im Rahmen des Usability Engineering VL MMS Wintersemester 2011 Professur für Prozessleittechnik. L. Urbas, J. Ziegler

Prototyping im Rahmen des Usability Engineering

VL MMS Wintersemester 2011Professur für Prozessleittechnik

L. Urbas, J. Ziegler

30.11.2010 MMST (c) Urbas, Ziegler 2006-2010 Folie 2

Inhalt und Ziele• Prototypen

– Begriffsbestimmung und Einordnung

– Arten von Prototypen und deren Verwendung

• Prototyping– Begriffsbestimmung und Einordnung

– Methoden

– Diskussion

Prototypen


Prototyp

= Eine vorläufige Form oder Instanz eines Produkts oder einer Produktkomponente, die als Modell (physisch, elektronisch, digital, analytisch usw.) für eine spätere oder die endgültige Version des Produkts dient. [Microsoft MSDN Glossary]

• Je nach Anwendungszweck wird unterschieden nach:

− Demonstrationsprototyp

− Funktionaler Prototyp

− Labormuster

− Pilotsystem


Zielgruppen für Prototypen [nach C. Hübscher, 2008]

• Entwickler:− Ziel: Entwurfs- und Gestaltungsmöglichkeiten prüfen− => „reflection-in-action“− Fokus: Konzepte, Struktur, Machbarkeit

• Projektmannschaft:− Ziel: Ideen etc. in der Gruppe prüfen und demonstrieren− Fokus: Ideen und Konzepte verdeutlichen

• Nutzer:− Ziel: Anforderungen evaluieren, Usability Testing− Fokus: Funktionalität, Interaktion

• Geldgeber / Geschäftsleitung:− Ziel: Überzeugungsarbeit leisten, Arbeitsfortschritte demonstrieren− Fokus: Funktionalität, Optik


Ausprägungen von Prototypen

• Prototypen unterscheiden sich vom Endprodukt durch− die verwendeten Materialien und Herstellungsprozesse

− die Herstellungsgenauigkeit und Detailliertheit

− die Funktionalität

• Dimensionen:

− Darstellungstreue (Level of Visual Refinement)

− Funktionsumfang (Breadth of Functionality)

− Funktionstiefe (Depth of Functionality)

− Interaktivität (Richness of Interactivity)

− Datengehalt (Richness of Data Model)

− Technische Reife (Technical Maturity) [M. McCurdy et al. 2006]


Darstellungstreue• Skizze (Stift oder Tafel)

• Darstellung auf der Zielplattform

• Drahtgittermodell (Wireframe)

• Vollständig gerenderte Darstellung


Funktionsumfang und -tiefe

• Horizontaler Prototyp− gesamte Bandbreite an Funktionen

− Funktionalität gering ausgeprägt

• Vertikaler Prototyp− kleine Auswahl an Funktionalitäten in

realitätsnaher Ausprägung


High vs. Low Fidelity Prototypes

• Frage: Wie detailgenau und funktionstüchtig muss ein Prototyp sein, um effektiv zu sein?

⇒ Anzahl der gefundenen Usability-Probleme unabhängig von der Prototyping-Methode (Papierskizzen oder reales System)

⇒ einige Usability-Probleme prinzipiell nur in funktionstüchtigen Systemen erkennbar [Virzi et. al. 1996)]

⇒ Usability-Testing von Webseiten ist weitgehend unabhängig von Prototyping-Methode und Detaillierungsgrad [Miriam et al. 2002]

[Usability problem identification using both low- and high-fidelity prototypes. Virzi et al. 1996]

[HIGH-FIDELITY OR LOW-FIDELITY, PAPER OR COMPUTER? CHOOSING ATTRIBUTES WHEN TESTING WEB PROTOTYPES. Miriam et al. 2002]

Prototyping


Prototyping in der Softwaretechnik

= eine Methode, bei der frühzeitig Modelle des endgültigen Software-Produkts realisiert werden, um damit System-anforderungen zu ermitteln und aktive künftige Nutzer in der Entwicklungsprozess einzubeziehen. [Encyclopedia of Information Systems, Vol.3, 2003, Elsevier]

• Arten:

− Exploratives Prototyping

− Experimentelles Prototyping

− Evolutionäres Prototyping


Ansatzmethoden beim Prototyping

• Throw-Away Ansatz− ein nicht vollständiger, aber lauffähiger Prototyp wird dem

Benutzer zur expertimentellen Auswertung übergeben

− Ergebnisse der experimentellen Auswertung werden bei der Neukonstruktion des nächsten Prototypen / Produkts verwendet

− Prototyp wird anschließend komplett verworfen



• Inkrementeller Ansatz− Zunächst wird ein stabiler Programmkern aufgebaut

− Danach werden schrittweise neue Funktionen und Systemteile hinzugefügt

− Noch fehlende Elemente werden durch Simulationen oder Mock-Ups ersetzt

− Prototyp wird am Ende des Entwicklungsprozesses zum Produkt



• Evolutionärer Ansatz− Anforderungsdefinition und Systemspezifikation sind zu keinem

Zeitpunkt festgelegt

− Architektur passt sich permanent den veränderlichen Anforderungen an

− Prototyp wird am Ende des Entwicklungsprozesses zum Produkt


Prototyping-Methoden

• Prototyping-Methoden unterscheiden sich erheblich durch

− Kosten und Aufwand zur Umsetzung der Methode− Genauigkeit, Vollständigkeit und Umfang der angebotenen

Funktionalität und des dargestellten Nutzungskontexts− Nutzbarkeit für bestimmte Zielstellungen

• Auswahl und Anwendung erfordert genaue Kenntnisse der Ziele, Fähigkeiten und Möglichkeiten sämtlicher beteiligter Interessengruppen


Storyboard

• Skizzen oder Screenshots illustrieren eine spezifische Interaktion mit dem System oder einer Person

• Abfolgen dieser Abbildungen stellen einen Dialog mit oder einen Ablauf im System dar

• Eigenschaften:− Schnell, flexibel und mit geringem Aufwand realisierbar− sehr geringe bis keine Funktionalität

• Anwendungsbereiche:− Gestaltung von Dialogen und Nutzerinteraktionen in frühen

Entwurfsphasen− Frühzeitige Visualisierung von Informationen


Storyboard


Mock-Up

• Eine meist wirklichkeitsgetreue Attrappe bzw. Nachbildung eines Produkts oder Systems ohne weitere Funktionalität

• Eigenschaften:− Schnell, flexibel und mit geringem Aufwand realisierbar− sehr geringe bis keine Funktionalität

• Anwendungsbereiche:− Gestaltung von Produkten in frühen Entwurfsphasen− Anschauungsmodelle für Kunden und Entscheidungsträger− Substitute für (noch) nicht vorhandene Systemkomponenten


Mock-Up

Paper/Cardboard Mockup Physical Mockup


Wizard-of-Oz

• Die Funktionalität eines Systems wird durch einen (verborgenen) Menschen simuliert

• Eigenschaften:− Flexibel und mit mäßigem Aufwand realisierbar− Beliebige durch Menschen simulierbare Funktionalität realisierbar− Wirklichkeitsnahe Integration des menschlichen Anteils teilweise

schwierig (Platzmangel, Reaktionsverzögerung, Missverständnis)

• Anwendungsbereiche:− Erprobung potentieller neuer Funktionalität am Nutzer noch vor

der Realisierung− Exploration von Nutzerreaktionen auf neue bzw. geänderte

Interaktionen


Wizard-of-Oz

(Flemisch et al., 2008)

• Erprobung neuartiger Stick-Controller

− Bediengeräte von Proband und Untersucher sind gekoppelt

− Untersucher reagiert auf Aktionen des Probanden und führt die gewünschte Bedienung aus

− Der Untersucher induziert ein Feedback, indem er z.B. leicht am Bediengerät rüttelt

− Durch gezieltes Fragen und lautes Denken kann das Nutzererleben direkt untersucht werden


Off-the-shelf Prototyp

• Die Funktionalität eines Systems wird durch handelsübliche Werkzeuge und Geräte simuliert

• Eigenschaften:− Flexibel und mit geringem Aufwand realisierbar − Simulation von Funktionalität limitiert durch reale (technische)

Beschränkungen

• Anwendungsbereiche:− Erprobung potentieller neuer Systeme am Nutzer noch vor der

Realisierung− Exploration von Zielen und Aktivitäten potentieller zukünftiger

Nutzer


Video/Animation Prototyp

• Videofilm stellt eine visionäre Situation oder Handlung dar

• Eigenschaften:− Beliebig wirklichkeitsnahe Darstellung möglich− Frei von realen (technischen) Beschränkungen− Rein statischer Prototyp (nicht interaktiv, nicht veränderbar)− Sehr hoher Aufwand zur Realisierung notwendig

• Anwendungsbereiche:− Darstellung einer Vision oder Vorstellung über ein System oder

Szenario− Glaubwürdige Visualisierung von Zukunftskonzepten (meist nur

langfristig erreichbar)


Video/Animation Prototyp

SUN 1992: Starfire, The Movie

„ Starfire, the Movie, showing a day in the life of a knowledge worker in the far-off distant year, 2004”

http://www.asktog.com/starfire

Digital, networked Workspace

Collaborative OfficeMulti-Touch-Screen


Computer-Animation

• automatisierte Darstellung sichtbarer Systemreaktionen fester Handlungsfolgen

• Eigenschaften:− Feste Abfolge von Eingaben und Ausgaben

− Keine Funktionalität, keine Flexibilität

− Geringer Aufwand zur Realisierung notwendig

• Anwendungsbereiche:− Darstellung graphischer Dialoge und Interaktionen in allen

Entwurfsphasen


Rapid Prototyping

• Herstellung von Modellen mittels spezieller Herstellungs-verfahren

• Eigenschaften:− Komplexe und komplizierte mechanische Prototypen realisierbar

− Verschiedene Verfahren mit sehr unterschiedlichen Produkteigenschaften

− Geringer Aufwand, aber spezielle Werkzeuge notwendig

• Anwendungsbereiche:− Detaillierte Untersuchung in allen Entwurfsphasen− Mechanische Konzept-, Geometrie-, Anschauungs- und

Funktionsmodelle


Rapid Prototyping

Im RP-Verfahren gefertigte Maschinenteile

Im RP-Verfahren gefertigtes Modell eines Reise- und Touristikzentrums (Quelle: graphisoft-nordbayern.de)


Szenario-Maschine

• Ein interaktives System implementiert einen spezifisches Szenario zur Lösung einer kompletten Arbeitsaufgabe

• Eigenschaften:− Szenario beschreibt die vollständige Bearbeitung der Aufgabe

mit einer statischen Abfolge von Handlungsschritten

− Hohe Funktionalität, aber nahezu keine Flexibilität

− hoher Aufwand zur Realisierung notwendig

• Anwendungsbereiche:− Detaillierte Darstellung bestimmter Funktionen bzw.

Interaktionen in späten Entwurfsphasen


Funktionstüchtiges (Teil-)System

• Funktionstüchtige Version eines Produkts oder Systems, die eine Teilmenge oder die Gesamtmenge der vorgesehenen Funktionalität vollständig implementiert

• Eigenschaften:− „Vorserienmodell“, „Release Candidate“

− Erst sehr spät im Entwicklungszyklus verfügbar

• Anwendungsbereiche:− Detaillierte Untersuchung bestimmter Funktionen bzw.

Interaktionen im Kontext des Gesamtsystems in späten Entwurfsphasen

− Fehlersuche vor Projektabschluss


Vorteile von Prototyping

+ Anforderungen der Anwender können laufend präzisiert und verifiziert werden.

⇒ Risiko einer Fehlentwicklung sinkt

+ Unbeabsichtigte Wechselwirkungen zwischen Komponenten des Produkts können frühzeitig erkannt werden

+ Fertigstellungsgrad ist besser verifizierbar

+ Frühzeitige Qualitätssicherung und Risikominderung


Kritik an Prototyping

― Erzeugt zusätzliche Kosten

― Setzt ausreichendes Wissen über das Anwendungsgebiet voraus

― Erfordert direkten Kontakt zwischen allen an der Entwicklung beteiligten Personengruppen

― Tendenz, Anforderungen weder korrekt zu erheben noch sauber zu dokumentieren

― Tendenz, die Innovation allein bei den Nutzern zu suchen


Zusammenfassung

• Prototypen– vorläufige Form (Modell) eines Produkts

– unterscheiden sich vom Endprodukt durch Materialien undHerstellungsprozesse, Herstellungsgenauigkeit und Detailliertheit sowie Funktionsumfang

• Prototyping– Frühe Entwicklung von Modellen des endgültigen Produkts, um

Anforderungen zu ermitteln und künftige Nutzer einzubeziehen

– Methoden unterscheiden sich durch Kosten und Aufwand zur Realisierung, dem verwendeten Prototypen sowie der Nutzbarkeit für bestimmte Ziele

– Auswahl abhängig von Zielen, Fähigkeiten und Möglichkeiten der Interessengruppen

– Bsp:Storyboard, Mock-Up, Animation, Szenario-Maschine


Literatur

• Buxton, Bill (2007): Sketching User Experiences. Morgan Kaufmann

• Dix, Alan; Finlay, Janet; Abowd, Gregory D.; Beale, Russell (2003): Human Computer Interaction. Prentice Hall

• Mayhew, Deborah J. (1999): The Usability Engineering Lifecycle: A Practitioner's Handbook for User Interface Design. Morgan Kaufmann.

• Rosson, Mary B.; Carroll, John M. (2001): Usability Engineering: Scenario-Based Development of Human-Computer Interaction. Morgan Kaufmann.

• Warfel, Todd Z. (2009): Prototyping – A Practitioner’s Guide. Rosenfeld Media.

Documents

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