interactiune om-calculator (interactiuni neconventionale)

InteracInteracţţiune omiune om--calculatorcalculator

Dr. Dr. SabinSabin--CorneliuCorneliu BuragaBuraga –– www.infoiasi.ro/~busacowww.infoiasi.ro/~busaco//

11

InteracInteracţţiune omiune om--calculatorcalculator InteracInteracţţiuniiuni

neconvenneconvenţţionaleionale

Dr. Sabin-Corneliu Buraga Facultatea de Informatică

Universitatea “A.I.Cuza”

Iaşi, România httphttp://://www.infoiasi.rowww.infoiasi.ro/~/~busacobusaco//



22

“Un punct

care ieri

era nevăzut,astăzi

a ajuns

ţinta

şi

mîine

va

fi

punctul

de plecare.”

T. Macaulay



33

CuprinsCuprins

•

Ubiquitous

Computing

•

Pervasive Computing

•

Augmented Reality

•

Realitatea

virtuală



44

Ubiquitous ComputingUbiquitous Computing

•

Ubicomp, Intimate Computing, Pervasive Computing, Ambient Intelligence (AmI)

–

2003

•

Concepte-cheie:–Embedding–Specialization–Personalization



55


•

“Ubiquitous

computing

is

the

method

of enhancing

computer use

by

making

many

computers

available

throughout

the

physical environment, but making

them

effectively

invisible

to

the

user.”

(Mark Weiser, 1993)

•

Calculatoarele se “confundă” cu

mediul familiar utilizatorului



66


•

Opusă realităţii virtuale (Weiser)•

Eventuala dispariţie a “calculatorului”

(Norman)

–

Computerele ≡

instrumente obişnuite–

Calculatoarele

≡

incluse în diverse dispozitive/obiecte,

pe scale diferite

–

ambient devices

(Dan Saffer, 2006)



77


•

Evoluează în funcţie de tehnologiile-cheie pe care se bazează:– Miniaturizare– Standarde wireless– Procesoare puternice, cu consumuri reduse– Baterii cu viaţă îndelungată– IPv6– Ubiquitous

&

multimodal

Web



88


•

Paradigmă de interacţiune mai cuprinzătoare decât GUI & WIMP

•

“Many

computers

for one

person

shared

by many

persons”

(Fons

J. Verbeek, 2006)

•

Interacţiunea cu utilizatorul este dependentă de mărimea dispozitivului şi relaţia cu alte persoane



99


•

Utilizatorii deţin –

aproape permanent –

diverse dispozitive (e.g., PDA-uri, smart

phones,…) facilitând

comunicarea inter-personală şi cu mediul•

Utilizatorii posedă –

folosindu-le relativ frecvent –

anumite dispozitive mai sofisticate (e.g., laptop, Tablet

PC, digital paper

etc.)

•

Existenţa dispozitivelor

–

oferite de instituţii – accesate

de numeroase persoane (e.g., table

electronice, afişaje publice, panouri inteligente,…)



1010


•

Recurgerea la input

implicit: senzori, extinderea metodelor tradiţionale (tastatură

+

mouse), recunoaşterea gesturilor, detectarea automată a intenţiilor/acţiunilor utilizatorului (“awareness”)

•

Wearable

computing: includerea dispozitivelor direct în îmbrăcăminte –

e.g., conectare la

Internet, MP3 player,

fire-man

suit



1111




1212


Conform Yvonne Rogers, 2007



1313


•

Asigurarea experienţei cu utilizatorul –

principii etice de proiectare

(Adam Greenfield, 2004):0: First, do no harm1: Default

to

harmlessness

2: Be

self-disclosing3: Be

conservative of face

4: Be

conservative of time5: Be

deniable



1414

Pervasive ComputingPervasive Computing

•

Accesul la şi interacţiunea cu informaţii de oriunde şi oricând– E-paper

(IBM)

– Dispozitive

mobile

utilizate de persoane

cu nevoi

speciale

(Rogers, 2007)



1515


•

Discuţie: un astfel de dispozitiv ar putea fi exploatat

de oricine,

în orice situaţie?



1616


•

Accesul la şi interacţiunea cu informaţii de oriunde şi oricând– Telefonia mobilă folosită în conjuncţie cu RFID

(Radio Frequency

IDentification)•

Fiecare produs este marcat unic de un tag

RFID:

circuit + memorie (4K) + antenă + sursă de energie•

Interconectează calculatoarele –

dispozitivele

mobile –

cu obiectele (distanţă de ~10 cm)



1717




1818

Multiple User InterfacesMultiple User Interfaces

•

MUI

(Ahmed

Seffah

& Homa

Javahery, 2004)– Contexte multiple de utilizare

(stationary,

seated, standing,

moving)– Factori multipli privind utilizabilitatea:

portabilitate, attentiveness, manageability, learnability

etc.

– Metode neconvenţionale de input/output– Trebuie

adoptate

noi

metodologii

de evaluare



1919

Multiple User InterfacesMultiple User Interfaces

•

Exemplu: simulator multi-modal

de şofat

(Benoit

et

al., 2007)



2020

Sharable InterfacesSharable Interfaces

•

Proiectate pentru a fi utilizate de mai mult de 1 persoană la un moment dat– Input-uri multiple, eventual simultane– Afişaje de dimensiuni mari permiţând

interacţiuni

tactile

sau prin gesturi– Exemple: tabla interactivă

(smartboard),

masa interactivă

(tabletop)



2121

HumanHuman--Robot InteractionRobot Interaction

•

Robot = dispozitiv jucând simultan rol de produs şi de serviciu electronic



2222


•

Aspecte privind proiectarea (Saffer, 2006):– Autonomia robotului

•

Abilitatea de a acţiona independent de

utilizator•

Exemplu: stimulatoare cardiace

– Interacţiunea socială•

Proprietăţi empatice, pro-activitate, “curiozitate”

etc.

•

Exemplu: robotul recepţionist Valerie



2323


•

Decizii

legate de design:– Forma: Robotul va fi umanoid?

Care vor fi caracteristicile fizice (mărime, formă) şi ce materiale vor fi utilizate?

– Funcţia: Cum va comunica & se va exprima? Se va recurge la sunet, mişcare, gesturi, lumină, culoare, miros?

– Comportament: Cum se va comporta robotul într-o situaţie dată? Cât de social va fi? Cum va interacţiona cu oamenii, conform contextului?



2424

Augmented RealityAugmented Reality

•

Combinaţie a unei scene reale vizualizată de utilizator cu o scenă virtuală generată de calculator

•

Utilizatorii trebuie să fie conştienţi de părţile virtuale suprapuse realităţii

•

Aplicaţii în medicină (chirurgie virtuală), ştiinţă

(simulări), advertising, turism

etc.



2525

Augmented RealityAugmented Reality

•

Exemplu:

augmented

sound

reality

– utilizatorul plasează surse sonore virtuale în cadrul lumii reale (Michael

Haller, 2005)



2626

Mixed RealityMixed Reality

De la medii

reale

la medii

virtuale(Milgram

& Kishino, 1994)



2727


•

Exemplu: ghid

virtual

pentru realizarea unui tur via interacţiune non-verbală (Huang

et

al., 2007)



2828


•

Exemplu: efectuarea unui gest semnificând “negaţie”

în Japonia de către agentul virtual juxtapus realităţii “fizice”

(Huang

et

al., 2007)



2929

CuprinsCuprins

•

Realitatea virtuală–Definiţii & caracterizare–Medii virtuale distribuite–Studiu de caz: Second

Life

–Alte abordări–Viitor



3030

RealitateaRealitatea virtualăvirtuală

•

Simulare generată de calculator a unui mediu 3D în care utilizatorul vizualizează şi manipulează conţinutul mediului

•

Dinamică, în interacţiune permanentă cu utilizatorul, tridimensională



3131


•

Combinaţie avansată de hardware şi software hipermedia

•

Utilizatorul unui sistem virtual are libertatea de a explora lumea creată de calculator şi de a interacţiona direct cu ea

•

Ciberspaţiu

(William

Gibson, Neuromancer, 1984) “Cyberspace…

a global artificial reality

that

can

be

visited

simultaneously

by

many

people

via networked

computers.”



3232


•

A virtual world is a a computer-based simulated environment intended for its users to inhabit and to interact via avatars



3333


Lumi virtualeLumi virtuale

StaticeStaticeDinamiceDinamice

InteractiveInteractiveNeinteractiveNeinteractive

Multi UserMulti User SingleSingle

UserUser

ColaborativeColaborativeDistribuiteDistribuite



3434


•

Mediu

virtual distribuit: sistem software care permite

interacţiunea în timp-real, de la distanţă, a mai multor utilizatori, încorporând grafică 3D şi sunet stereo/surround



3535


•

Iluzia spaţiului comun– Iluzia localizării în acelaşi spaţiu 3D

(camera, clădire, areal etc.)– Uzual, spaţiul este fictiv, fiind generat electronic– Trebuie să prezinte aceleaşi proprietăţi pentru

toţi utilizatorii (aspect meteo, acustică, textură,…)



3636


•

Iluzia prezenţei comune– Fiecare participant ia forma unei persoane virtuale

avatar•

reprezentare grafică

– umană

sau

nu

•

model al structurii corpului (e.g., prezenţa membrelor)•

model al deplasării (mulţimea mişcărilor şi gesturilor pe care le poate executa)

•

model fizic (e.g., greutate, înălţime etc.)– Avatarul

ar trebui să fie controlat de om



3737




3838


•

Iluzia timpului comun– Interacţiunea în timp-real dintre utilizatori

– Persistenţa: într-o lume virtuală

persistentă, acţiunea continuă să se dezvolte, chiar dacă unii utilizatori nu participă

la un moment dat



3939


•

Posibilitatea comunicării– Prin gesturi, prin text introdus de la

un dispozitiv de intrare, prin voce etc.•

Partajarea informaţiilor– Interacţiunea cu mediul –

selectare, mutare,

transformare, partajare, creare, distrugere de obiecte virtuale



4040


•

Caracterul social al aplicaţiilor actuale de realitate virtuală (VR + Web 2.0)

•

Diferenţele majore între a fi online

faţă de offline

(Aleks

Krotoski, 2007):

– Anonimitatea “anonymity

becomes

pseudonymity”

– Înfăţişarea fizică– Calitatea relaţiilor personale– Absenţa aşa-numitelor social clues



4141


•

Lumile virtuale pot fi considerate (Kirstie

L. Bellman, 2005):

– Modele

– oferă reprezentări ale utilizatorilor umani şi altor

entităţi (agenţi)

“If

they’re

good

enough, they

can

serve many

purposes.”– Seturi de procese umane & computaţionale– Interfeţe între realitatea “fizică”

şi virtual



4242


•

Origini ale mediilor virtuale distribuite:– Interacţiuni sociale via Internet:

MUD

–

Multi-User Dungeon

(1978), social-MUDs– Medii virtuale militare: SIMNET

(1983),

DIS

–

Distributed

Interactive Simulation

(1993)



4343


•

Origini ale mediilor virtuale distribuite:– Medii virtuale academice: NPSNET

(1991),

PARADISE

(1993), DIVE

(1992)– Jocuri în reţea: Flight

(SGI, 1983-1992),

Dogfight

(1984), Doom

(1994) ⇒ MMORPG (Massively Multiplayer Online

Role-Playing Games)



4444


Con

form (A

. Shaikh

et al., 20

06

)



4545


•

Istoric

al

mediilor virtuale distribuite:– Habitat

(1985): lume virtuală

2D multi-user

oferită

pe scară

largă



4646


•

Istoric

al

mediilor virtuale distribuite:– Alpha World

(1995): prima lume 3D lansată

public

•

In prezent, Active Worlds



4747


•

Istoric

al

mediilor virtuale distribuite:– VRML –

Virtual Reality Modeling Language

•

limbaj

descriptiv

de modelare

3D•

VRML 1.0 (1995), VRML 2.0 (1996), VRML97 (1997, standard ISO)

– X3D

–

Extensible 3D Graphics

(prezent) •

extinde

VRML

•

standard bazat

pe

XML propus de Consorţiul Web3D: www.web3d.org/x3d



4848


•

Metodologii

de proiectare

a mediilor

virtuale:– Procese

de design: 3D design, multimedia elements

design, components internal architecture design, system design

– Procese

de implementare: components support implementation, core implementation

– Exemplu: SENDA

(Sánchez-Segura, 2005)



4949


•

Dificultăţi de proiectare (Joseph

Goguen, 2005):

– Proiectarea unor noi medii de comunicare– Crearea de noi metafore/idiomuri– Creşterea utilizabilităţii hardware-ului,

precum dispozitivele wireless– Oferirea de suport persoanelor cu nevoi speciale– Apariţia altor genuri (e.g., poeme interactive)



5050


Componente

arhitecturale

(Michael Haller, 2005)



5151


•

Proiectul Croquet (A. Kay, J. Lombardi, M. McCahill

et

al., 2006)

– Sistem de operare colaborativ

pentru Internet

– Interacţiune 3D cu utilizatorul pe baza OpenGL

– Furnizează spaţii informaţionale (proprii/partajate) care pot fi străbătute via portaluri virtuale

– Arhitectură

software + mediu

de dezvoltare open source



5252




5353

Second LifeSecond Life

•

Mediu virtual 3D online

comercial dezvoltat de Linden

Lab

(din 2003)

•

Permite utilizatorilor înregistraţi (residents) să realizeze activităţi &

interacţiuni sociale

multiple (evenimente, jocuri, comerţ electronic, colaborări, educaţie,…)

•

Estimativ, 600 de mii de utilizatori frecvenţi dintr-un total de aproximativ

7

milioane



5454




5555


•

Utilizatorii pot genera conţinut virtual şi au la dispoziţie suport pentru social networking

•

Economia SL se bazează pe o monedă fictivă (Linden

dollar)

– Tranzacţii economice

de tip B2C sau

C2C– Prezenţe ale mărcilor de prestigiu– Publicitate “virtuală”– Vezi

http://secondlife.com/whatis/economy-graphs.php



5656


•

Instrumente pentru partajare/creare de conţinut multimedia, inclusiv

streaming

•

Utilizări majore: e-business, e-learning, organizare de evenimente virtuale, simulări de diverse tipuri, jocuri sociale etc.

•

Servicii importante: Teen

Second

Life, Second

Life Library

2.0, New

Media Consortium

Campus,

Exploratorium’s

SPLO Museum•

De vizitat: http://sleducation.wikispaces.com/



5757




5858




5959




6060

Second Life: Second Life: arhitecturaarhitectura

•

Concepte de bază:–Insula

(island)

•

Punct central al mainland-ului•

Mediul (lumea) virtual(ă)

este

constituit(ă)

din grupuri de insule•

Un set de insule poate

forma o insulă mai mare



6161

Second Life: Second Life: arhitecturaarhitecturaC

omm

onw

ealth Islan

d



6262


•

Concepte de bază:–Teren

(piece of land)

•

Zonă dintr-o insulă care poate fi vândută separat unui rezident



6363




6464


•

Concepte de bază:–Clădire

(building)

•

Construcţie proiectată & ridicată pe un teren, conform preferinţelor rezidentului

•

Poate stoca anumite conţinuturi generate de utilizator



6565




6666

Second Life &Second Life & ee--businessbusiness

•

Consolidarea mărcii (branded

presence): Adidas, BMW, Dell, Cisco, Reebok, Nissan, Vodafone,…

•

Marketing

& comunicarea cu publicul

–

adverworlds•

Dezvoltarea de produse/servicii: Toyota, PA Consulting etc.

•

Vânzări online: American Apparel, Coldwell

Banker•

Recrutare de personal

•

Colaborare & training•

Afaceri

la nivel

C2C (consumer-to-consumer)



6767




6868


•

Prezenţa IBM (Roo

Reynolds, IBM’s

use

of virtual worlds, 2007)– Australian Open Project 2007– Spaţii de întâlnire virtuală– GreaterIBM

–

proiect de inter-conectare

a foştilor &

actualilor angajaţi IBM– LotusSphere

– conferinţă virtuală desfăşurată

simultan cu cea din lumea fizică– …



6969




7070


•

Permite experimentarea unor noi mijloace de interacţiune inter-personală şi medii de comunicare

•

Oferă suport pentru observarea reală a comportamentului social, la nivel de comunitate virtuală eterogenă

•

Constituirea

de comunităţi proprii

de avatari în cadrul mediului virtual



7171


•

Poate oferi suport pentru

e-learning

(Ken

Hudson, 2007): simulări, învăţare de la distanţă, colaborare, proiecte experimentale multi-disciplinare

etc.

•

In contextul HCI: studierea comunităţilor de utilizatori, aspecte referitoare la disabilităţi, gender

issues, studii privind folosirea animaţiei &

graficii 3D, studierea noilor paradigme de interacţiune şi altele



7272


•

Critici:– Lipsa caracterului deschis, în spiritul “Web 2.0”– Probleme legate de scalabilitate

&

inter-operabilitate cu alte medii virtuale– Oamenii “deţin”

propriul conţinut generat,

atât timp cât plătesc pentru terenul virtual dorit şi pentru identitatea personală



7373

AlteAlte mediimedii

virtualevirtuale

•

Active Worlds•

Cyworld

•

Disney’s Virtual Magic Kingdom•

Entropia Universe

•

Habbo

Hotel•

The Sims Online

•

There.com

•

De vizitat

şi http://virtualworldsreview.com/



7474

AlteAlte mediimedii

virtualevirtuale



7575

ConcluziiConcluzii

•

“By the end of 2011, 80% of active Internet users (and Fortune 500 enterprises) will have a «second life», but not necessarily in Second Life.”

–

Gartner Group, aprilie

2007



7676

Fragmentated

worlds

Integrated worlds

Advancedusage

Less-advanced

usage

Digital DivideEase of mobilitySelf-governance

Dominance by gaming generationTraditional vs. virtual business

One Converged UniverseHigh penetration

Easy avatar & asset mobilityHigh scalability & securityBusiness transformation

Wild WestsIndividual “MMORPG” dominant

Virtual vandalismSecurity problems

Retreat

Virtual SilosMany competing, limited worldsDifficult avatar & asset mobility

Limited scalabilityHigh security

New business models

4 scenarii

pentru

2012 (Robin Teigland, 2007)



7777

RezumatRezumat

•

Ubiquitous

Computing

•

Pervasive Computing

•

Augmented Reality

•

Realitatea

virtuală



7878

ÎÎntrebărintrebări??

interactiune om-calculator (interactiuni neconventionale)

Technology