Guidelines und Design-Prinzipien - TU ChemnitzInstitute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway Guidelines und Design-Prinzipien Martin Baumann Seminar

Institute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway

Guidelines und Design-Prinzipien Martin Baumann Seminar Mensch-Computer-Interaktion 27.4.2012

Institute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway Title > Mai 2, 2012 > 2

Übersicht

!  Guidelines !  Definition ! Beispiele

! Designprinzipien ! Identifikation der Nutzer ! Beschreibung der Aufgaben ! Auswahl des Interaktionsstils

!  8 goldene Regeln des Interface-Designs nach Shneiderman ! Fehler und Fehlervermeidung ! Menschliche Kontrolle und Automation

! Automationsgrade und Kooperative Kontrolle ! Designfragen ! Effekte der Automation


Guidelines

!  Richtlinien !  „… sind (…) interne generell abstrakte Handlungsanweisungen

ohne Rechtssatzqualität nach außen.“http://www.rechtswoerterbuch.de/recht/r/richtlinien/

!  … „geben Handlungsmuster vor, die in bestimmten Situationen mit einer gewissen Entscheidungsfreiheit zu befolgen sind.“ http://www.informatikbegriffsnetz.de

!  „A guideline is a statement by which to determine a course of action. A guideline aims to streamline particular processes according to a set routine or sound practice. By definition, following a guideline is never mandatory. Guidelines are not binding and are not enforced.“ http://en.wikipedia.org/wiki/Guideline


Guidelines

!  Beispiele: Guidelines von Microsoft, Apple !  Zweck

!  Entwicklung einer gemeinsame Sprache !  Konsistenz zwischen Designern

!  Terminologie !  Erscheinungsform !  Handlungssequenzen

!  Beschreiben Best Practices !  Auf der Basis von Erfahrung, empirischen Untersuchungen !  Beispiele und Gegenbeispiele


Guidelines für Navigation durch die Schnittstelle

!  Problem: Nutzer soll Übersicht selbst bei komplexer Schnittstelle behalten !  Research-Based Web Design & Usability Guidelines (NCI, 2006)


Guidelines für Navigation durch die Schnittstelle Research-Based Web Design & Usability Guidelines (NCI, 2006)


Guidelines für Navigation durch die Schnittstelle Standardisiere Handlungssequenzen

!  Nutzer soll Aufgaben in gleicher Weise und mit der gleichen Abfolge in verschiedenen Kontexten bearbeiten können

!  Erlernen von Handlungssequenzen und deren Übertragbarkeit wird gewährleistet


Guidelines für Navigation durch die Schnittstelle Nutze Miniaturansichten als Voransicht

!  Nutze Miniaturansichten als Voransicht für große Bilder !  Nutzer kann entscheiden, ob er Bild in Vollgröße ansehen will und

muss andernfalls nicht unnötig warten


Guidelines für die Organisation des Displays „five high level goals“ von Smith und Mosier (1986)

!  Konsistenz !  Terminologie, Abkürzungen, Formate, ... standardisiert

!  Effiziente Informationsaufnahme durch den Nutzer !  Vertrautes Format, bezogen auf die Aufgaben !  Z.B., Rechtsbündigkeit von Zahlen, Linksbündigkeit von Wörtern,

Ausrichten an den Kommata, angemessene Maßeinheiten !  Minimale Gedächtnisbeanspruchung für den Nutzer

!  Nutzer sollten nicht Informationen von einem Screen erinnern müssen für den nächsten

!  Aufgaben sollten mit wenigen Schritten beendet werden können !  Gefahr des Vergessens

! Benenungen für Anfänger und gelegentliche Nutzer


Guidelines für die Organisation des Displays „five high level goals“ von Smith und Mosier (1986)

!  Kompatibilität von Datendarstellung und Dateneingabe !  Klarer Bezug der dargestellten Information zum Format der

Dateneingabe !  Wenn möglich und passend, Ausgabefelder als editierbare

Eingabefelder !  Flexibilität zur Unterstützung der Kontrollierbarkeit des Datendisplays

durch Nutzer !  Nutzer sollten Information in der für die Aufgabe am besten

geeigneten Weise erhalten !  Z.B., Möglichkeit zur schnellen Anpassung von Spaltenfolge oder

der Sortierung von Zeilen


Guidelines für die Aufmerksamkeitslenkung

!  Wichtige, zeitkritische Informationen, Informationen zu Ausnahmesituationen müssen Aufmerksamkeit des Operateurs erhalten

!  Techniken: !  Intensität

!  nutze zwei Stufen, wobei die hohe Intensität, sparsam eingesetzt, zur Aufmerksamkeitslenkung dient)

!  Markierungen !  Unterstreichungen, Rahmen, Pfeile, oder nutze Hinweise wie

Sterne, Aufzählungszeichen,Gedankenstriche, + oder x !  Größe

!  nutze bis zu 4 Größen, größere Items ziehen mehr Aufmerksamkeit

!  Schrift !  nutze bis zu 3 Schriftarten


Guidelines für die Aufmerksamkeitslenkung

!  Techniken !  Inverse Farbgebung !  Aufblinken

!  nutze blinkende Displays (2-4Hz) oder blinkende Farbwechsel, allerdings sehr sorgsam und in begrenztem Bereich

!  Farbe !  nutze bis zu 4 Standardfarben und weitere Farben für

gelegentlichen Gebrauch !  Audio / Ton

!  nutze weiche Töne für reguläres, positives Feedback und raue, derbe Geräusche für seltene Notfallereignisse

(Displaytechnik mit inver3erte Farben)


Guidelines für die Dateneingabe „five high level goals“ von Smith und Mosier (1986) !  Konsistenz der Dateneingabe-Aktionen

!  Ähnliche Eingabesequenzen !  Minimale Anzahl von Eingabe-Aktionen durch Nutzer

!  Größere Produktivität, weniger Fehler !  Minimale Gedächtnisbeanspruchung für Nutzer

!  Kein Erinnern von langen Eingabelisten oder komplexe Kommandos !  Kompatibilität von Datendisplay mit Dateneingabe

!  Enger Bezug zwischen Format der Dateneingabe und der dargestellten Information

!  Flexibilität zur Unterstützung der Kontrollierbarkeit des Datendisplays durch Nutzer !  Flexible Anordnung entsprechend der Aufgaben, v.a. bei Experten !  Aber: geht auf Kosten der Konsistenz!


PRINZIPIEN


Prinzipien

!  Design-Prinzipien sind fundamentaler, breit anwendbar, dauerhafter !  Brauchen aber auch mehr Klärung !  5 fundamentale Bereiche der Interface-Gestaltung

! Expertisegrad der Nutzer !  Aufgabenidentifikation !  Auswahl des Interaktionsstil !  Fehlervermeidung !  Umgang mit Automation

!  „8 golden rules of interface design“


Prinzipien Eight Golden Rules of interface design (Shneiderman, 2010)

1.  Sei konsistent 2.  Ziele auf universelle Bedienbarkeit 3.  Biete informatives Feedback 4.  Gestalte Dialoge, die abgeschlossen sind 5.  Vermeide Fehler 6.  Erlaube einfache Rücksetzungsmöglichkeiten 7.  Unterstütze Gefühl der Kontrollierbarkeit beim Nutzer 8.  Reduziere Beanspruchung des Arbeitsgedächtnisses


Prinzipien Bestimme den Expertisegrad der Nutzer

!  Design beginnt mit Beschreibung der Nutzerpopulation !  Unterschiede betreffen:

!  Hintergrundwissen und Nutzungsmuster !  Ökonomischer Status !  Behinderungen und Fähigkeiten !  Kultureller Hintergrund !  Ziele !  Einstellung zu Technologien !  Vertrautheit mit HMIs !  Präferenzen !  ...



!  Beispiel: Unterscheidung in 3 Expertisegruppen und die Designziele

!  Anfänger bzw. Einsteiger !  Gefahr: Lernprozesse werden durch Ängstlichkeit gehemmt !  Designmaßnahmen: Instruktionen, Dialogboxen und Onlinehilfen

!  Vokabular auf wenige vertraute Begriffe reduzieren, konsistente Begriffsnutzung -> Wissensaufbau

!  Eingeschränkte Anzahl von Aktionen ermöglichen !  Unterstützung des Wissensaufbaus,

Erfolgserleben, Reduktion der Ängstlichkeit, Zuversicht, positives Feedback

!  Informatives Feedback und konstruktive, spezifische Fehlermeldungen



!  Beispiel: Unterscheidung in 3 Expertisegruppen und die Designziele !  Sachkundige

!  Problem: besitzen Wissen, aber nutzen System selten und mit längeren Unterbrechungen !  Stabiles Aufgabenwissen und breites Wissen über

Schnittstellenkonzepte !  Schwierigkeiten beim Erinnern von Menüs oder Auffinden von

Funktionen !  Designmaßnahmen:

!  geordnete Menüstrukturen, konsistente Terminologien, !  Hilfe beim Wiedererkennen von Optionen, !  konsistente Handlungsabläufe, !  bedeutsame Aussagen !  Kontext-abhängige Hilfe



!  Beispiel: Unterscheidung in 3 Expertisegruppen und die Designziele

!  Experten !  Vertraut mit Aufgabe und Schnittstelle !  Schnelle und effiziente Aufgabenbearbeitung !  Designmaßnahmen:

!  schnelle Antwortzeiten, !  kurzes, nicht ablenkendes Feedback !  Shortcuts !  Möglichkeit zur Definition von Makros !  Beschleunigung der Arbeit



!  Strategien für Umgang mit unterschiedlichen Expertisegruppen !  Multi-Ebenen-Strategie

!  Anfängern wird minimale Untermenge von Objekten und Handlungen präsentiert

!  Nach Zuwachs an Vertrauen durch Erfahrung wird Nutzern Zugang zu komplexeren Aufgaben und Schnittstellenkonzepten gewährt

!  Beispiel Handy-Nutzung: !  Telefonieren -> Nutzung der Menüs -> Speichern von

Nummern !  Personalisierung der Menüinhalte !  Kontrolle über Feedbackintensität

!  Anfänger -> informatives Feedback !  Erfahrene -> weniger Feedback gewünscht


Prinzipien Identifiziere die Aufgaben

!  Aufgabenanalyse notwendig: Beobachtung und Interviews !  Aufgabenhäufigkeit und Abfolge von Aufgaben

!  Ziel: Aufbau einer Handlungshierarchie von high-level Aktionen zu atomaren Handlungen !  Werden von Nutzern mit einem Kommando ausgeführt

!  Relative Aufgabenhäufigkeit wichtig z.B. für Gestaltung von

Menübäumen, Kommandos !  Häufige Aktionen schnell und einfach ausführbar !  Beispiel: Textverarbeitung

!  Häufige Aufgaben -> Spezialtasten (Cursor, Del, Ins) !  Weniger häufige Handlungen -> Einzelner Buchstabe + CTRL !  Seltene Handlungen -> Sequenz von Menüauswahlen


Prinzipien Auswahl eines Interaktionsstils

!  Nach Beschreibung der Nutzer, der Aufgaben, Objekte und Handlungen !  Bestimmung des geeigneten Interaktionsstils

!  Direktmanipulation !  Geeignet wenn visuelle Repräsentation der

Objekte und Handlungen möglich !  Starke Vereinfachung durch direkte Manipulation von

Objekten !  Beispiele: Desktop-Metapher,

Flugüberwachungssysteme, ... !  Schnelle Ausführung von Handlungen durch Zeigen

auf visuelle Repräsentationen von Objekten und Handlungen

!  Ergebnisse sind direkt beobachtbar



!  Menü-Auswahl !  Auswahl einer Option aus Liste !  Wenn Bedeutung der Items sinnvoll und

unterscheidbar, wenig Lernen und Memorierung beim Nutzer notwendig !  Genaue Aufgabenanalyse notwendig!

!  Bearbeitung der Aufgabe mit wenigen Aktionen möglich

!  klare Struktur, alle möglichen Optionen sind gleichzeitig präsent

!  Interaktionsstil geeignet für Anfänger und gelegentliche Nutzer !  Auch für Experten, wenn schnelle Auswahl

möglich



!  Formulare !  V.a. für Dateneingabe besser geeignet

als Menüauswahl !  Darbietung von Eingabefeldern, über

die mit Cursor navigiert wird !  Voraussetzungen beim Nutzer:

!  Verstehen der Benennungen, !  Wissen über zulässige Werte &

die Methode der Dateneingabe !  Wissen, wie auf Fehlermeldungen

zu reagieren !  Am besten für Sachkundige und

Experten geeignet



!  Kommandosprache !  hohe Kontrolle !  Komplexe Kommandos möglich !  aber hohe Fehlerrate, intensives Training, schlechte

Behaltensleistung !  Geeignet für Experten

!  Natürlich-sprachliche Schnittstellen !  Verarbeitung natürlicher Sprache !  Bieten wenig Kontext für Kommandos !  Brauchen häufig Klärungsdialoge !  Benötigen mehr Zeit als gut organisierte Menüauswahl !  Geeignet, wenn Nutzer sachkundig, und nur gelegentliche Nutzung

Erwerb einer Kommandosprache verhindert


Prinzipien Fehlervermeidung

!  Fehler sind unvermeidlich! !  Erfahrene Analysten machen in fast der Hälfte ihrer Spreadsheets

(Panko, 2008) !  Kosten von Fehlern reduzieren durch Verbesserung der Fehlermeldungen

!  Erhöhen Erfolg beim Beseitigen der Fehler und erhöhen subjektive Zufriedenheit (Shneiderman, 1982)

!  Gute Fehlermeldung: !  Spezifisch !  Positiv im Ton !  Konstruktiv !  Beispiel:

!  Schlecht: „unzulässige Eingabe" oder „Syntaxfehler" !  Besser: „Der Drucker ist nicht aktiv, bitte schalten sie ihn ein."


Prinzipien Fehlervermeidung

!  Weitere Strategie: Verhinderung von Fehlhandlungen !  Häufige Fehler: „slips“ (Norman, 1983) !  Strategien zur Verhinderung dieser Fehler

!  Klar unterscheidbare Kommandos und Menüpunkte !  Vermeidung irreversibler Handlungen !  Feedback über Systemzustand !  Konsistentes Design für Aktionen !  Unterbindung falscher Handlungen

!  Z.B. Rückwärtsgang einlegen bei v > 5km/h !  Reduzierung der Eingaben

!  Automatisches Ergänzen von Kommandos !  Zusammenfassung langer Handlungssequenzen


Automation und menschliche Kontrolle Ein Blick zurück

!  1900

1908 Champs-Élysées 1900


Level of Automation & Complexity

Baustellenassistent

Kreuzungsassistent

Überholassistent

Landstraßen- & Innenstadtassistent

Quelle:eurotransport.de

Quelle:volvocars.com

Quelle:forbes.com Quelle:atzonline.com

Quelle:motor-talk.de

Quelle:webreaders.de

Quelle:greencar.com Automation und menschliche Kontrolle Beispiel Fahrzeugautomation


Automation und menschliche Kontrolle Ein Blick nach vorne


Automation und menschliche Kontrolle Manuelle versus robotische Kontrolle

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Automation und menschliche Kontrolle On/Off automation

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Switch on / off


Automation und menschliche Kontrolle Supervisory Control

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Switch on / off


Automation und menschliche Kontrolle

!  Grad der Automation in technischen Systemen wächst zunehmend !  Automation bei Routine-Aufgaben sinnvoll ! Reduziert Fehlerpotential beim Nutzer und dessen Beanspruchung

! Aber: Die Supervisionsrolle des Menschen muss aufrechterhalten werden! ! Reale Welt ist ein offenes System

! unbegrenzte Anzahl von nicht vorhergesehenen Ereignissen kann eintreten

! Menschliche Urteilsfähigkeit ist notwendig in komplexen Entscheidungssituationen!


Automation und menschliche Kontrolle

! Entscheidendes Problem: !  Automation handelt zum Teil eigenständig !  Mensch im System muss Handlungen der Automation verstehen !  Automation muss Menschen verstehen

! Schaffung eines geteilten wechselseitigen Verständnisses !  Common Frame of Reference (COFOR; Hoc, 2009)

!  Mensch-Maschine-Interaktion als Kooperation (Hoc, 2009) !  Mensch und Maschine als Partner in einem Team (Woods, 2001) ! Arbeiten gemeinsam an der Bewältigung gemeinsamer Aufgaben!


Automation und menschliche Kontrolle Geteilte und kooperative Kontrolle

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