Volume 10, Issue 3 - Themenheft: "Modellbasierte Entwicklung von Benutzungsschnittstellen“

This article presents the past, present and future of model-based user interface development. After 30 years of research there has been significant success in modeling user interfaces. This article aims to give a comprehensive overview of the history, describes important aspects and current approaches, lists actual challenges of model-based user interface development and gives implications for the next generation. Zusammenfassung Dieser Artikel gibt einen Überblick über die letzten 30 Jahre der Forschung im Bereich der modellbasierten Entwicklung von Benutzungsschnittstellen. Dazu wird zunächst die Geschichte aufgearbeitet, bevor wesentliche Konzepte und aktuelle Ansätze beschrieben werden. Der letzte Abschnitt zeigt aktuelle Herausforderungen auf und gibt Implikationen, wie diesen zukünftig begegnet werden kann.

Zusammenfassung Storyboarding als Analyseinstrument und Prototyping-Methode für das ”User-Centered Design“ etabliert sich aufgrund der Einfachheit, bildliche Darstellungen zu erstellen und zu verstehen. Da in ubiquitären Umgebungen oftmals sehr komplexe Interaktionen stattfinden, die zusätzlich stark vom Kontext beeinflusst werden, stellen modellgestützte Storyboards eine gute Möglichkeit dar, ubiquitäre interaktive Systeme zu modellieren. Detaillierte Interaktionsabläufe können mit Hilfe von Interaction-Cases aus den Storyboards abgeleitet werden. In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, wie anhand von Storyboards Kontext für kontextsensitive ubiquitäre Systeme identifiziert und in kontextadaptive Interaction-Cases überführt werden kann. Dazu werden Ergebnisse einer Benutzerbefragung herangezogen. Abstract Storyboarding as a method can be used for the analysis process and also prototypes in user centered design because it is easy to use and illustrations are easily comprehensible. In ubiquitous environments very complex interactions occur and are affected by the either the system's or the user's context. Model-based storyboards can be used to model ubiquitous interactive systems and to derive detailed interaction processes that can be modeled in interaction-Cases. This paper presents a method how storyboards can be used to show context in context sensitive ubiquitous systems and to transform interactions and context from storyboards into context adaptive Interaction-Cases. The process was refined using findings from a user study, which is presented as well.

Zusammenfassung Die Zusammenführung modellbasierter und nutzerzentrierter Entwurfsprozesse bei der Entwicklung von Benutzungsschnittstellen kann die Gebrauchstauglichkeit der resultierenden Benutzungsschnittstellen verbessern. Aus der Kombination der Entwurfsprozesse erwachsen Anforderungen an die notwendigen Modelltransformationen. Als zentrale Herausforderung wird in diesem Beitrag die Überwindung der Abstraktionslücke zwischen abstrakten und konkreten Modellen betrachtet. Anhand einer Transformation innerhalb des nutzerzentrierten Entwicklungsprozesses der Useware zur Integration einer domänenspezifischen Sprache der Automatisierungstechnik, werden die Herausforderungen der Modelltransformationen analysiert und mit den Mitteln der modellgetriebenen Software-Entwicklung gelöst. Weiterhin wird die Unterstützung von iterativem Vorgehen in modellbasierten Entwicklungsprozessen untersucht und als Lösung das Persistant Transformation Mapping vorgeschlagen. Abstract Joining model-based and user-centered design processes for the development of user interfaces can improve the usability of the resulting user interfaces. Due to the combination of the design processes challenges arise for the necessary model transformations. Bridging the abstraction gap between abstract and concrete models is the key challenge that is addressed by this paper. By example of a transformation within the user-centered development process to integrate a domainspecific language of the automation challenges are analyzed and solved by means of the model-driven software development. Furthermore, the support of iterative procedures in model-based development processes is examined and as a solution the Persistent Transformation Mapping is proposed.

Zusammenfassung Die Erstellung der Benutzungsschnittstelle nimmt mittlerweile einen großen Teil im Entwicklungsprozess ein. Je komplexer Anwendungen werden, desto zeit- und kostenintensiver wird es, geeignete Oberflächen zu erstellen. Eine automatisierte Lösung könnte hier Abhilfe schaffen. Vorhandene Techniken bieten maximal eine Teilautomatisierung und sind zudem nicht in den Arbeitsprozess der Entwickler ohne Störungen einzubinden, da sie oftmals eigene Modellierungssprachen voraussetzen. Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf dem Cameleon Reference Framework und verwendet als Ausgangsbasis für die Generierung die UML. So kann das Verfahren ohne aufwendiges Einarbeiten angewendet werden. GUIs für unterschiedliche Zielplattformen können automatisch aus UML-Diagrammen erzeugt werden. Durch den Einsatz von Beautifications ist es zudem möglich, wiederverwendbare Anpassungen der Oberflächen zu erstellen und so Expertenwissen bezüglich Interaktion und Gestaltung einzubringen. Abstract The design and realization of user interface is an important part in the software development process. The more complex applications become, the more time-consuming and cost-intensive it will be to build suitable user interfaces. Automatic model driven approaches are seen to produce relief. Present techniques offer automation of the UI-generation, but not for the entire process. The automation is hard to be integrated into developers' current workflows, because they often require special modeling languages. Our approach is based on the Cameleon Reference Framework and relies on UML as basis for the UI-generation process. The way of modeling can be easily applied without further practice. We show that is possible to derive different platform specific GUIs from a single UML model. With the use of additional beautifications it facilitates to realize re-usable UI-customizations in order to integrate expertise from the fields of design and interaction modeling.

Zusammenfassung Komplexe interaktive Anwendungen stellen sowohl für die Nutzer als auch für die Entwickler eine große Herausforderung dar, z.B. das Infotainmentsystem moderner Fahrzeuge. Dem Nutzer wird Multimodalität (Sprachbedienung neben der grafisch-haptischen Bedienung) angeboten, um die Ablenkung während des Fahrens zu reduzieren. Da die Kombination der verschiedenen Interaktionsmöglichkeiten die Komplexität der Anwendung deutlich erhöht, ist es notwendig, schon die Entwicklung dieser Systeme möglichst optimal zu unterstützen. Wir stellen einen Ansatz zur Modellierung multimodaler interaktiver Anwendungen in Form einer domänenspezifischen Modellierungssprache vor. UML-Zustandsautomaten werden in erweiterter Form verwendet. Benutzerschnittstellen verschiedener Modalitäten werden zu ausführbaren Modellen kombiniert, so dass eine interaktive Simulation der Anwendung möglich wird, die die multimodale Benutzerschnittstelle einschließt. Abstract Handling complex interactive applications is a challenge both for the user and the developer. A typical example is the infotainment system in modern cars. Multimodality (haptic and speech input) supports the user by reducing distraction while driving. The combination of these different modalities increases the system's complexity. Hence, an appropriate development method has to be provided to support developers in an optimal way. We present an approach for modelling multimodal interactive applications with a domain-specific modelling language. UML state diagrams are used and extended to enable integration of user interfaces for different modalities to one multimodal, executable application.

Zusammenfassung Neuartige Interaktionsformen, wie die Verwendung von Gesten zur Steuerung von Benutzungsschnittstellen ermöglichen eine Anwendungsbedienung auch in Situationen wo hardwarebasierte Steuerungen nicht verwendbar sind oder können Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen unterstützen. Das große Spektrum an denkbaren Gesten bietet zahlreiche Interaktionsmöglichkeiten, erfordert aber auch umfangreiche Nutzertests um eine intuitive, fehlertolerante, sowie zielgruppengerechte Steuerung zu entwickeln. Dieser Beitrag beschreibt wie mittels der modellbasierten Entwicklung basierend auf Interaktoren, die mit Zustandsdiagrammen beschrieben und Mappings verbunden werden, multimodale Benutzungsschnittstellen entworfen und direkt ausgeführt werden können. Dabei steht die schnelle Entwicklung von verschieden prototypischen Interaktionsvarianten im Vordergrund. Abstract New forms of interactions such as the gesturebased control of interfaces could enable interaction in situations where hardware controls are missing and support impaired people where other controls fails. The rich spectrum of combining hand postures with movements offers great interaction possibilities but requires extensive user testing to figure out a user interface navigation control with a sufficient performance and a low error rate. In this paper we describe a model-based interface design based on assembling interactors and multimodal mappings to design multimodal interfaces. We propose to use state charts for the rapid generation of different user interface controls to accelerate user testing.

Zusammenfassung Manuelles Erstellen von User Interfaces (UIs) ist teuer und zeitaufwändig, insbesondere für UIs, die auf mehreren Endgeräten mit verschiedenen Eigenschaften (z.B. Größe bzw. Auflösung des Bildschirms) ablaufen sollen. Etwa sind Webseiten, die für PCs konzipiert wurden, oft nur schlecht auf einem Smartphone zu bedienen. Daher wird es im Allgemeinen für gute Bedienbarkeit nötig sein, verschiedene UIs für verschiedene Geräte zu erstellen. Eine Möglichkeit zur Verbesserung ist die automatisierte Generierung von UIs aus Modellen mit hoher Abstraktion. Dies sind meist Task-basierte Modelle. Wir definieren hingegen Kommunikationsmodelle zur Spezifikation kommunikativer Interaktion durch Diskurse im Sinne von (Klassen von) Dialogen. Ähnlich wie bei einigen Task-basierten Ansätzen verwenden auch wir automatisierte Modell-Transformationen in immer konkretere Modelle und letztlich Code für die UIs. Unser Ansatz zeichnet sich allerdings durch Optimierungen aus, die automatisch für gegebene Geräte-Spezifikationen erfolgen. Konkret ergeben sich dadurch sogar spezielle Anpassungen für verschiedene Smartphones (iPhone vs. Android-basierte Geräte). Abstract Manual creation of user interfaces (UIs) is expensive and time-consuming, especially for UIs supposed to run on several devices with different properties (e.g., size and resolution of their screens). For instance, Web pages designed for PCs are often only poorly readable on a Smartphone. So, it will be generally necessary for good usability to create different UIs for different devices. One possibility for improvement is the automated generation of UIs from models on a high level of abstraction. These are usually task-based models. In contrast, we define communication models for the specification of communicative interaction based on discourses in the sense of (classes of) dialogues. Analogously to some of the task-based approaches, we also use automated model transformations to more and more concrete models and finally code for the UIs. Our approach, however, is unique through optimizations, which automatically apply given device specifications. In fact, even specific adaptations result for different Smartphones (iPhone vs. Android-based devices).

Zusammenfassung Das Konzept der User Experience erfreut sich in Forschung und Praxis anhaltend großer Beliebtheit und ist in Online-Prozessen zu einem zentralen Baustein für den langfristigen Erfolg eines Webangebots geworden. User Experience Monitoring ermöglicht es – anders als es durch etablierte Tools oder bekannte Messinstrumente geschieht – die User Experience eines Online-Prozesses permanent zu überwachen. So wird es möglich, Veränderungen im Nutzungsverhalten genau nachzuvollziehen und den Erfolg von Website-Optimierungsmaßnahmen direkt zu kontrollieren. Geschäftskritische Prozesse (z.B. Buchungs-, Kauf- oder Registrierungsprozesse) können so um ein Vielfaches schneller und effizienter als bisher möglich visualisiert, analysiert und optimiert werden.

Zusammenfassung Ein „intuitives Bedienkonzept” gilt als ein unabdingbares Qualitätsmerkmal interaktiver Produkte. Doch was genau Anwender sich hiervon versprechen, und welche Merkmale „intuitive” Nutzungserlebnisse aufweisen, ist weniger eindeutig. Der vorliegende Beitrag stellt einen Ansatz vor, der sich dem Erlebnis intuitive Interaktion aus phänomenologischer Sichtweise nähert. Neben Schilderungen aus Nutzersicht wurden Erkenntnisse der Intuitionsforschung aus der Entscheidungspsychologie berücksichtigt. Die hierbei identifizierten vier Komponenten intuitiver Interaktion (Mühelosigkeit, Gefühlsgeleitet, Verbalisierungsfähigkeit, Magisches Erleben) bildeten die Grundlage für die Entwicklung des INTUI-Fragebogens, mit dessen Hilfe sich verschiedene Pattern des Erlebens intuitiver Interaktion abbilden lassen. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über bisherige Studienergebnisse zu Einflussfaktoren auf INTUI-Pattern und die Entstehung von Intuitivitätsurteilen sowie einen Ausblick auf zukünftige Forschungsfragen.

Zusammenfassung Musik macht vieles leichter. Auch während geistiger Arbeit am Schreibtisch schätzen viele Menschen Musik, als ein Mittel zur Motivation und gegen das Gefühl des Alleinseins. Wenn die Musik allerdings zu viel Aufmerksamkeit bindet, kann dies die Konzentration stören. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Gestaltung eines Konzepts, das den Einklang von Musikhören und geistiger Arbeit unterstützt, indem es die Bindung von Aufmerksamkeit durch die Musik steuerbar macht und es so erlaubt, Musik an die kognitiven Anforderungen der Arbeitsaufgabe anzupassen. Im Vordergrund des Gestaltungsprozesses standen das zu erzeugende Erlebnis und die damit verbundenen Bedürfnisse der Nutzer. Die Interaktion und die formale Gestaltung wurden aus diesem Erlebnis abgeleitet.