Challenges in information representation with augmented reality for procedural task support
Creators: name: Müller, Tobias
Publisher: name: Universität Paderborn
Year: 2023

description: Unterstützung manueller Arbeitsvorgänge, wie z.B. die Durchführung von Montage-, Reparatur- oder Wartungsprozessen ist ein vielversprechendes Anwendungsgebiet für Augmented Reality. Jedoch ist der Einsatz nicht per se hilfreich, sondern kann auch zu Problem führen, z.B. weil relevante Teile der physischen Welt durch virtuelle Grafiken verdeckt werden oder virtuelle Objekte sich optisch schlecht von ihrem physischen Hintergrund abheben. In dieser Dissertation wird daher ein Lösungsansatz erarbeitet, um derartige Probleme schon frühzeitig im Entwicklungsprozess zu identifizieren und zu lösen. Dazu wird zunächst ein Modellierungsansatz für die Darstellung von Informationen mit Augmented Reality vorgeschlagen, der es erlaubt, diese zu beschreiben und für eine Untersuchung zugänglich zu machen. Auf dieser Basis werden dann Quellen von unnötigem sensorischen oder kognitiven Aufwand identifiziert, die sich aus einer Kombination von virtuellen und physischen Objekten bei der Unterstützung von manuellen Arbeitsvorgängen durch Augmented Reality ergeben. Um die praktische Anwendung zu erleichtern, werden diese als Darstellungsherausforderungen formuliert, die beim Design einer Darstellung von Informationen mit Augmented Reality gelöst werden müssen. Insgesamt werden sechs dieser Herausforderungen beschrieben und zusätzlich mögliche Lösungen angeführt. Für die Herausforderung Information Linking, die besagt, dass Verknüpfungen zwischen Informationen möglichst einfach erkennbar sein müssen, werden außerdem zwei empirische Studien durchgeführt, um so neue Maßnahmen abzuleiten. Abschließend wird außerdem die Nutzung des Lösungsansatzes demonstriert und es werden praktische Anwendungen aufgezeigt.
description: Supporting manual procedural tasks, such as assembly, repair or maintenance processes, is a promising area for the application of augmented reality. However, its use is not helpful per se, but can also lead to problems, e.g., because relevant parts of the physical world are obscured by virtual graphics or virtual objects stand out poorly from their physical background. Therefore, in this thesis an approach is developed to identify and solve such problems at an early stage in the development process. For this purpose, a modeling approach for information representation with augmented reality is proposed that allows to describe it and make it accessible for a detailed exploration. On this basis, sources of unnecessary sensory or cognitive effort are then identified that result from a combination of virtual and physical objects when augmented reality is used to support manual procedural tasks. To facilitate practical use, these are formulated as representation challenges that must be solved when designing information representation for an augmented reality system. A total of six of these challenges are described together with possible measures for solving them. For the challenge of information linking, which means that links between information must be as easily recognizable as possible, two empirical studies are also carried out in order to derive new measures. Finally, the application of the solution approach is demonstrated and practical applications are shown.