Lugemispäevik. Mark Billinghurst & al. KÄESHOITAVA LIITREAALSUSE KASUTAJALIIDESE ARENDAMISEST.

SISSEKANNE # 107

Käesolev peatükk käeshoitava liitreaalsuse kasutajaliidese arendamise teemal, millest alljärgnevalt püüan lühikese ülevaate anda,  pärineb 2014. a. ilmunud Oxfordi ülikooli virtuaalsuse käsiraamatust (The Oxford Handbook of Virtuality, toim. Mark Grimshaw) ning koondab nelja autori (Mark Billinghurst, Huidong Bai, Gun Lee, Robert Lindeman) visiooni.

Liitreaalsus (augmented reality – AR, siin edaspidi LR) võimaldab kasutajatel näha arvuti genereeritud virtuaalseid objekte kuvatuna otsepildis reaalse keskkonna „peale“ nii, et kasutajani jõudev pilt on virtuaalse ja reaalse keskkonna kombinatsioon. Ron Azuma definitsiooni järgi (1997) on LR kasutajaliidestel kolm võtmetunnust:

• virtuaalne ja reaalne keskkond on kombineeritud;
• virtuaalsisu on reaalajas interaktiivne;
•  virtuaalsisu saab reaalses aegruumis fikseerida.

Need karakteristikud näitavad, millistest eeldustest peaks hea kasutajasõbraliku LR liidese  arendamisel lähtuma. Näiteks peaks seade omama sellist ekraani, mis võimaldaks kuvada üheskoos nii virtuaalse kui reaalse sisu ning jälgimistehnoloogiat, mis suudaks leida kasutaja vaatepositsiooni (Billinghurst & al, 2014).

LR puhul on kasutatud pea külge kinnitatavat kuvaseadet (nn. HMD – head mounted display), millega saab vaadata virtuaalset sisu. Kasutajate jaoks on see siiski ebamugav, sest nad on kogukad ja piiratud resolutsiooniga, takistuseks on ka kõikvõimalikud kaablid ja juhtmed jms kaasatud riistvara. 

Viimasel ajal on aga LR rakendused (nn. HHAR – hand held augmented reality) kolinud käepärastele platvormidele – tahvelarvutitesse, telefonidesse jt nutiseadmetesse -,  kuid siingi on optimaalse kogemise saamisel puuduseks asjaolu, et seadet tuleb ühe käega hoida/kontrollida. Kõige perspektiivikam on arendada ja disainida nn käed-vabad-tehnoloogiale toetuvat LR süsteemi. Billinghurst & al (2014) annavad ülevaate LR arendusega seotud uuringutest ja arengutest, millest selgub, et suurim väljakutse on algul olnud seadmete võimsus – juba jälgimistehnoloogia on väga ressursimahukas, andmete töötlemine ja viimistlemine kasutajasõbralikuks lõpp-produktiks seda enam. Mõistagi on aastate jooksul toimunud suur arenguhüpe, kasvõi näiteks nutiseadmetes eri sensorite lisandumine, mis toetavad LR tehnoloogiat.

HMD ja HHAR tehnoloogia erinevad üksteisest mitmel moel:

•  HHAR on käeshoitav, HMD on peaskantav süsteem;
•  HHAR võimaldab HMD-st oluliselt laiemat perifeerset vaadet;
•  HHAR süsteemis on kuva ja sisend omavahel seotud ning puutetundliku ekraaniga seadme korral (nt iPhone) võivad kuva- ja sisendiala olla samad;
• HHAR rakenduste kasutuskord on enamasti lühiajaline, võrreldes HMD rakendustega, milles LR vaade jääb alati nähtavaks.

See tähendab, et HMD süsteemide jaoks välja töötatud liidese metafoorid ei pruugi HHAR süsteemidele sobida. Näiteks kasutavad töölauapõhised LR rakendused käegakatsutavat LR (tangible augmented reality - TAR) metafoori, milles virtuaalse sisuga manipuleerimiseks kasutatakse füüsilisi objekte. See töötab väga hästi HMD-põhiste LR-rakendustes, kus kasutaja saab füüsilisi objekte käega haarata ja neid otse teisaldada. TAR-liidesed eeldavad siiski, et kasutajal on füüsiliste sisendseadmetega manipuleerimiseks mõlemad käed vabad (Billinghurst & al, 2014).

Välja on töötatud mitmeid inimese ja arvuti interaktsiooni (HCI) juhiseid, millest on kasu ka HHAR-liideste arendamisel. Valdkonda puudutavad hea tava põhimõtted sõnastati juba 1988. aastal (Norman): kõrgetasemeline nähtavus, selge ja pidev tagasiside, hea kontseptuaalse mudeli olemasolu, kasutajate toimingute ja tulemuste kaardistamine.  Shneiderman  (1997) pakkus välja liidese arendamise kaheksa kuldreeglit, mis muuhulgas soovitavad sagedastele kasutajatele võimaldada otseteede kasutamist ja toimingute hõlpsamat tagasipööramist, samuti vähendada seadmetel lühiajalise mälu koormust (Billinghurst & al, 2014).

Apple on välja pakkunud omad HCI juhised, mille põhjal tuleks vältida ekraani üle-koormamist vidinatega, minimeerida nõutavat kasutajapoolset sisendit, vältida tarbetut interaktiivsust, edastada olulist teavet lühidalt ja selgelt ning pakkuda sõrmeotsa suurust vajutuspiirkonda kõigile juhtelementidele. Gong ja Tarasewich (2004) on eelnevate juhiste põhjal välja pakkunud omapoolsed praktilised nõuanded mobiilseadmete liideste arendamisel:

• mitmeotstarbelise ja dünaamilise kontseptsiooni kujundamine; 
• väikeseadmete disain;
• disain piiratud ja hajutatud tähelepanu jaoks;
• seadme kiirust ja parandusfunktsioone mõjutavad disainielemendid;
• isikustamise võimaldamine;
• naudingut mõjutavad disainielemendid.

Kokkuvõtteks pakuvad autorid (Billighurst & al, 2014) eelnevale toetudes ja omaenda kasutajakogemusest HHAR prototüüpide ehitamisel välja järgmised juhised:

1.   segamatu LR vaate võimaldamine, kus reaalse maailma vaate külge kuvatakse virtuaalsed objektid, seda siiski üle koormamata;
2.  andurite sisendi kvaliteedi märkimine: HHAR toetub tavaliselt jälgimistehnoloogiale ja sisseehitatud anduritele (nt GPS), et pakkuda kasutajapoolset vaadet. Et anduritel esineb vigu, siis jälgimisprotsessi kvaliteedi märkimine võimaldab parandada kasutajakogemuse kvaliteeti;
3. rõhuasetus HHAR liidese ja seadme ergonoomikale, et kasutamine oleks käepärane ja mugav, võimaldamaks kavatsetud ülesannete sooritamist;
4. loomuliku liikumise kasutamine sisendmehanismina, sest HHAR seadmed on hõlpsalt manipuleeritavad – seadme pööramine füüsiliselt on niisama loomulik kui seadme reageering erinevates positsioonides (nt vertikaalis / horisontaalis);
5. LR ja mitte-LR vaate kombineerimine praktilisel, sobival viisil, s.t. kasutada kumbagi optimaalselt – nt kahemõõtmeline tekstivaade võib anda märksa üksikasjalikumat teavet virtuaalobjekti kohta kui LR vaates.
6. sisendi lihtsus – kõik rakendused peaksid olema kasutatavad, kui liigutakse koos seadmega vms, puutetundlik sisestus ja vaatepunktipõhine interaktsioon on ideaalne;
7.  rakenduste viivituste minimeerimine – pihuarvutite seadmetel on tavaliselt aeglasemad protsessorid ja lihtsam graafikatarkvara, kui LR rakendused nõuavad, seega tuleks rakenduste sisu optimeerida, nii et see toimiks vastavalt reaalsele vajadustele.

Teooria illustreerimiseks kasutavad Billinghurst jt autorid kolme iseloomulikku näidet, milleks on mobiilirakendus AR Lego (reaalse LR interaktsiooni ja seadme liikumise kasutamine virtuaalse sisuga suhtlemiseks); Android-süsteemil põhinev maastikumäng GeoBoids (näitab, kuidas pihuarvuti LR rakenduses saab korraga kasutada mitmeid erinevaid interaktsiooni viise) ja CityView AR (välistingimustesse mõeldud LR rakendus, mis näitab, kuidas LR ja mitte-LR vaateid saab sobival viisil ühendada). Autorid analüüsivad nende kolme näite põhjal vastavust eelpool toodud seitsmele printsiibile ning järeldavad – kasutajate tagasisidele toetudes -, et nende järgimine (nt GeoBoids ja CityView AR) on LR rakendused muutnud kasutajasõbralikumaks, kuigi see valdkond vajab edasisi põhjalikke uuringuid.

Allikmaterjal:

Billinghurst, M. & al. (2014). Developing Handheld Augmented Reality Interfaces. The Oxford Handbook of Virtuality, ed. Mark Grimshaw. Oxford: Oxford University Press, pp. 615–635. Loetud aadressilt https://moodle.hitsa.ee/course/view.php?id=21485.