Μεθοδολογία αξιολόγησης περιβαλλόντων αλληλεπίδρασης ανθρώπου - υπολογιστή με έμφαση στις εφαρμογές επαυξημένης πραγματικότητας

Abstract

The present doctoral dissertation deals with the issue of the effective usability evaluation of Human - Computer Interfaces, with emphasis in the evaluation of Augmented Reality applications. Augmented Reality applications are considered to be an individual category of applications that require special handling when it comes to the evaluation of their interfaces, for two reasons. The first has to do with the fact that the development of these applications is quite recent; therefore for the development of their interfaces, no standards or design guidelines have been developed yet. The second reason has to do with the nature of these applications. The installation and operation of the particular applications are not limited only in a typical computer system, as in the case of the majority of typical software applications. Augmented Reality applications are installed in a variety of systems including devices such as projecting, hand-held and head mounted, where the interaction in these cases is not limited in the use of desktop screens and traditional pointing devices and keyboards. In the current thesis, the application of various usability evaluation methods was studied, with regard to the results that provide and the restrictions that pose. More specifically, there were performed a number of usability evaluation experiments concerning educational software and webpages, employing basic usability evaluation methods. Based on these experiments, useful conclusions concerning the potential and the limitations of each method were emerged. Furthermore, in the frame of this thesis, a methodological framework is proposed, that intend in the usability evaluation of applications that are either functional or in the final stage of their development. The applicability of the proposed methodological framework was examined in a series of evaluation experiments. For the accomplishment of the evaluation experiments, the Software Quality Assessment Laboratory was created, aiming at the conduction of measurements, with the employment of experimental evaluation methods. Moreover, for the enhancement of the evaluation procedure, two software tools were developed which are useful in the collection and analysis of data from the evaluation experiments. In the final section of the dissertation, the ability of applying classical methods in the usability evaluation of Augmented Reality systems was inspected and the difficulties and issues that are possible to arise during the evaluation procedure, were examine. Finally, a number of conclusions were drawn, concerning the usability evaluation of Augmented Reality applications and a methodological framework is proposed.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται το ζήτημα της αποτελεσματικής αξιολόγησης της ευχρηστίας των περιβαλλόντων Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου - Υπολογιστή (Human - Computer Interface), ενώ έμφαση δίνεται στην αξιολόγηση των εφαρμογών Επαυξημένης Πραγματικότητας (Augmented Reality). Οι εφαρμογές Επαυξημένης Πραγματικότητας είναι μία ειδική κατηγορία εφαρμογών, οι οποίες χρήζουν ειδικής αντιμετώπισης, αναφορικά με την αξιολόγηση της ευχρηστίας των περιβαλλόντων αλληλεπίδρασής τους για δύο (2) λόγους: Ο πρώτος έχει να κάνει με το γεγονός ότι η ανάπτυξη των συγκεκριμένων εφαρμογών είναι σχετικά πρόσφατη, με συνέπεια να μην έχουν δημιουργηθεί ακόμα πρότυπα ή τυποποιημένοι κανόνες δημιουργίας των περιβαλλόντων αλληλεπίδρασής τους. Ο δεύτερος έχει να κάνει με τη φύση των εφαρμογών. Η εγκατάσταση και λειτουργία των συγκεκριμένων εφαρμογών δεν περιορίζονται μόνο στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, όπως συμβαίνει στην πλειοψηφία των περιπτώσεων των κλασικών εφαρμογών αλλά σε μία σειρά από συστήματα, όπως συσκευές χειρός, συσκευές που προσαρμόζονται στο κεφάλι του χρήστη ή προβολικές συσκευές. Η αλληλεπίδραση του χρήστη με αυτές διαφέρει σε σχέση με τις κλασικές εφαρμογές, οι οποίες στην πλειοψηφία τους χρησιμοποιούν οθόνη, ποντίκι και πληκτρολόγιο. Στην παρούσα διατριβή μελετάται η εφαρμογή διαφόρων μεθόδων αξιολόγησης της ευχρηστίας, σχετικά με τα αποτελέσματα που παρέχουν αλλά και τους περιορισμούς που έχουν κατά την εφαρμογή τους. Πιο συγκεκριμένα, έχουν πραγματοποιηθεί μία σειρά από πειράματα αξιολόγησης της ευχρηστίας εφαρμογών λογισμικού -εκπαιδευτικού κυρίως χαρακτήρα-, καθώς και ιστότοπων με τη χρήση βασικών μεθόδων αξιολόγησης της ευχρηστίας. Με βάση τα συγκεκριμένα πειράματα, εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με τις δυνατότητες και τους περιορισμούς, που παρουσιάζουν οι διάφορες μέθοδοι αξιολόγησης. Επιπροσθέτως, στο πλαίσιο της διατριβής προτείνεται ένα μεθοδολογικό πλαίσιο για την αξιολόγηση εφαρμογών, οι οποίες βρίσκονται είτε σε λειτουργία είτε στο τελικό στάδιο της δημιουργίας τους. Η εφαρμοσιμότητα του πλαισίου αυτού εξετάστηκε σε πλήθος πειραμάτων αξιολόγησης. Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων αξιολόγησης δημιουργήθηκε το Εργαστήριο Αξιολόγησης Ποιότητας Λογισμικού, με σκοπό τη διεξαγωγή μετρήσεων με τη χρήση πειραματικών μεθόδων αξιολόγησης της ευχρηστίας. Επίσης, για την υποβοήθηση της διαδικασίας αξιολόγησης αναπτύχθηκαν δύο (2) εργαλεία τα οποία χρησιμεύουν για τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων των πειραμάτων αξιολόγησης της ευχρηστίας. Τέλος, εξετάζεται η δυνατότητα εφαρμογής μεθόδων αξιολόγησης κλασικών εφαρμογών λογισμικού σε συστήματα επαυξημένης πραγματικότητας, καθώς παράλληλα μελετώνται οι δυσκολίες και τα προβλήματα, που είναι πιθανό να προκύψουν κατά διαδικασία της αξιολόγησης. Προέκυψαν ενδιαφέροντα συμπεράσματα βάσει των οποίων γίνονται προτάσεις σχετικά με την αξιολόγηση τέτοιων εφαρμογών Επαυξημένης Πραγματικότητας.