Developing augmented reality solutions through user involvement

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Tossavainen, Timo, Dr., ZenRobotics Ltd, Helsinki, Finland
dc.contributor.author Siltanen, Sanni
dc.date.accessioned 2015-05-07T09:01:07Z
dc.date.available 2015-05-07T09:01:07Z
dc.date.issued 2015
dc.identifier.isbn 978-951-38-8249-5 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-951-38-8248-8 (printed)
dc.identifier.issn 2242-1203 (electronic)
dc.identifier.issn 2242-119X (printed)
dc.identifier.issn 2242-119X (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/15917
dc.description.abstract Augmented reality (AR) technology merges digital information into the real world. It is an effective visualization method; AR enhances user's spatial perception skills and helps to understand spatial dimensions and relationships. It is beneficial for many professional application areas such as assembly, maintenance and repair. AR visualization helps to concretize building and construction projects and interior design plans – also for non-technically oriented people, who might otherwise have difficulties in understanding what the plans actually mean in the real context. Due to its interactive and immersive nature AR is applied for games and advertising as well. Although AR is proven to be a valuable visualization method it is not yet commonly used in beneficial consumer level applications. This work first finds out reasons for this and then focuses on developing AR towards wider use. The work is threefold: it considers human factors affecting adoption of the technology, economic factors affecting the viability of AR technology, and development of applications and technical solutions that support these factors. In this thesis user centric and participatory methods are used to find out reasons that hinder the use of AR, especially in interior design. The outcomes of the studies are manifold: desired features for AR services, bottlenecks preventing the use, user experience (UX) issues and business viability factors. A successful AR solution needs to have a viable business ecosystem besides a reliable technical framework. The presented application development in assembly guidance and interior design visualization considers UX factors and demonstrates the use of AR in the field of question. A serious bottleneck for using AR in interior design arises from a typical use situation; a consumer wants to redesign a room. The space where the interior design plan is made is not empty and augmentation does not look realistic when the new furniture is rendered on top of the existing furniture. This problem can be solved by using diminished reality, which means that the old furniture is removed digitally from the view. This work presents a diminished reality solution for AR interior design. A complete pipeline implementing diminished reality functionality is described. Algorithms and methods are developed to achieve real time high quality diminished reality functionality. The presented practical solution has a great effect for the whole AR interior design field, and enhances it towards real use. The possibilities of using AR are huge. In order to make beneficial AR solutions, researchers should be able to reveal the users' needs – both existing and emerging ones – and develop technology to fulfil those needs. This thesis demonstrates that this can be achieved by developing augmented reality solutions through user involvement. en
dc.description.abstract Lisätty todellisuus (engl. Augmented Reality, AR) liittää digitaalista informaatiota todelliseen ympäristöön. Lisätty todellisuus on vaikuttava visualisointimenetelmä: se auttaa käyttäjää hahmottamaan tilaa ja ympäristön mittasuhteita ja esineiden välisiä yhteyksiä. Se on hyödyllinen monilla sovellusalueilla, esimerkiksi kokoonpano-, huolto- ja korjausopastuksessa. Lisätyllä todellisuudella tuotettu visualisointi auttaa konkretisoimaan rakennusprojekteja ja sisustussuunnitelmia – myös ihmisille, jotka eivät ole teknologisesti suuntautuneita ja joilla muutoin saattaisi olla ongelmia ymmärtää suunnitelmia ja niiden merkitystä käytännössä. Interaktiivisen ja mukaansatempaavan luonteensa vuoksi lisättyä todellisuutta hyödynnetään myös peleissä ja mainonnassa. Vaikka AR on osoittautunut toimivaksi ja hyödylliseksi visualisointimenetelmäksi, sitä ei vielä laajalti käytetä hyödyllisissä kuluttajasovelluksissa. Tässä työssä tutkitaan syitä vähäiseen hyödyntämiseen ja kehitetään lisättyä todellisuutta käyttäjän tarpeet huomioiden, jotta se saataisiin yleiseen käyttöön. Työssä on kolme osuutta: siinä tutkitaan inhimillisiä tekijöitä, jotka vaikuttavat teknologian omaksumiseen, ja liiketoimintaekosysteemiin liittyviä tekijöitä, jotka vaikuttavat teknologian elinkelpoisuuteen. Lisäksi kehitetään sovelluksia ja teknisiä ratkaisuja, jotka tukevat edellä löydettyjä tekijöitä. Tässä opinnäytteessä selvitetään käyttäjälähtöisten ja käyttäjiä osallistavien menetelmien avulla seikkoja, jotka hidastavat lisätyn todellisuuden hyödyntämistä erityisesti sisustussuunnittelussa. Tulokset ovat monitahoisia: lisättyä todellisuutta hyödyntävän palvelun toivottuja ominaisuuksia, hyödyntämistä estäviä pullonkauloja, käyttäjäkokemukseen liittyviä asioita sekä liiketoimintaekosysteemiin liittyviä asioita. Menestyvä AR-ratkaisu tarvitsee elinkelpoisen liiketoimintaekosysteemin luotettavan teknisen kehyksen lisäksi. Työssä esitetty kokoonpano-opastuksen ja sisustussuunnittelun visualisoinnin sovelluskehitys ottaa huomioon käyttäjäkokemukseen liittyviä tekijöitä sekä demonstroi lisätyn todellisuuden käyttöä näihin tarkoituksiin. Sisustussuunnittelun tyypillisessä käyttötilanteessa törmätään usein vakavaan pullonkaulaan. Kun kuluttaja haluaa uusia sisustuksen, on tilassa, johon suunnitelma tehdään, usein ennestään huonekaluja. Jos virtuaaliset huonekalut lisätään olemassa olevien huonekalujen päälle, lopputulos ei näytä realistiselta. Tämä ongelma voidaan ratkaista käyttämällä häivytettyä todellisuutta, mikä tarkoittaa sitä, että vanhat huonekalut poistetaan näkymästä digitaalisesti. Tässä työssä esitetään häivytetyn todellisuuden ratkaisu, joka tukee lisätyn todellisuuden käyttöä sisustussuunnittelussa. Työssä käydään läpi kaikki vaiheet häivytetyn todellisuuden toteuttamiseksi. Kehitettyjen algoritmien ja metodeiden avulla saavutetaan korkealaatuinen ja reaaliaikainen häivytetyn todellisuuden toiminnallisuus. Tässä esitetyllä käytännöllisellä ratkaisulla on suuri vaikutus lisätyn todellisuuden käyttöön sisustussuunnittelussa. Kehitetty ratkaisu on iso askel kohti laaja-alaista lisätyn todellisuuden käyttöä kuluttajasovelluksissa. Lisätyllä todellisuudella on paljon hyödyntämismahdollisuuksia. Jotta voidaan kehittää hyödyllisiä lisätyn todellisuuden sovelluksia, tutkijoiden on saatava selville käyttäjien tarpeet – sekä nykyiset että tulevat – ja kehitettävä teknologiaa, joka täyttää käyttäjien tarpeet. Tässä työssä osoitetaan, että tämä on mahdollista ottamalla käyttäjät mukaan lisätyn todellisuuden kehitystyöhön. fi
dc.format.extent 134 + app. 117
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.publisher VTT Technical Research Centre of Finland en
dc.publisher Teknologian tutkimuskeskus VTT fi
dc.relation.ispartofseries VTT Science en
dc.relation.ispartofseries 87
dc.relation.haspart [Publication 1]: Kymäläinen, T. and Siltanen, S. 2012. Co-designing novel interior design service that utilizes augmented reality, a case study. In: Cipola-Ficarra, F. V. (Ed.) Advanced research and trends in new technologies, software, human-computer interaction, and communicability, IGI Global. Pp. 269–279.
dc.relation.haspart [Publication 2]: Kymäläinen, T. and Siltanen, S. 2013. User-created interior design service concepts, interfaces and outlines for augmented reality. In: Cipola-Ficarra, F. V. (Ed.) Emerging software for interactive interfaces, database, computer graphics and animation: pixels and the new excellence in communicability, cloud computing and augmented reality. Blue Herons. Pp. 28–47.
dc.relation.haspart [Publication 3]: Siltanen, S., Oksman, V. and Ainasoja, M. 2013. User-centered design of augmented reality interior design service. International Journal of Arts & Sciences, Vol. 6, No. 1, pp. 547–563.
dc.relation.haspart [Publication 4]: Siltanen, S., Aikala, M., Järvinen, S. and Valjus, V. 2014. Augmented reality enriches print media and revitalizes media business. ACM Computers in Entertainment. 16 pages. In print.
dc.relation.haspart [Publication 5]: Siltanen, S., Hakkarainen, M., Korkalo, O., Salonen, T., Sääski, J., Woodward, C., Kannetis, T., Perakakis, M. and Potamianos, A. 2007. Multimodal user interface for augmented assembly. Multimedia Signal Processing (MMSP). IEEE 9th Workshop on 1–3 October 2007, Crete. Pp. 78–81.
dc.relation.haspart [Publication 6]: Siltanen, S. and Woodward, C. 2006. Augmented interiors with digital camera images. In: Piekarski, W. (Ed.). 7th Australasian User Interface Conference (AUIC); CRPIT. Vol. 50. ACS. Pp. 33–36.
dc.relation.haspart [Publication 7]: Siltanen, S. 2015. Diminished reality for augmented reality interior design. Submitted to The Visual Computer, Springer, 18 pages.
dc.subject.other Computer science en
dc.title Developing augmented reality solutions through user involvement en
dc.title Lisätyn todellisuuden kehitystyö ja käyttäjien osallistaminen fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Perustieteiden korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Science en
dc.contributor.department Tietojenkäsittelytieteen laitos fi
dc.contributor.department Department of Information and Computer Science en
dc.subject.keyword augmented reality en
dc.subject.keyword AR en
dc.subject.keyword diminished reality en
dc.subject.keyword user involvement en
dc.subject.keyword interior design en
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-951-38-8249-5
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Oja, Erkki, Emeritus Prof., Aalto University, Department of Computer Science, Finland
dc.opn Väänänen-Vainio-Mattila, Kaisa, Professor, Tampere University of Technology, Department of Pervasive Computing, Human-Centered Technology (IHTE), Tampere, Finland
dc.rev Billinghurst, Mark, University of Canterbury, HIT Lab NZ, Christchurch, New Zealand
dc.rev Dünser, Andreas, CSIRO – Digital Productivity, Kenmore, Queensland, Australia
dc.date.defence 2015-05-22


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account