User requirements and usability of mixed reality applications

Abstract

The aim of this thesis is to study user requirements and usability of mixed reality applications. The thesis consists of user studies, usability evaluations, literature review, and framework development. The initial mixed reality application's usability framework is based on a literature review and it is further developed according to the results from the user studies and usability evaluations.

The first user studies resulted in context of use analysis (defined users, their tasks, used equipment and environment) and user requirements for the mixed reality applications. Usability studies (heuristic analysis, user tests, expert reviews, and summative evaluations) were conducted iteratively throughout the development process and the results were fed back to the developers for further improving the design.

Mixed reality applications follow some of the traditional usability guidelines (consistency of the user interface) and virtual reality guidelines (the presentation of the virtual objects for the user). In addition to these guidelines mixed reality has specific guidelines. Mixed reality application is highly dependent of the environment of use, which cannot be ignored during the development and it still faces some technological problems, which highly affect usability: for example lack in the accuracy of tracking systems and lags caused by both dynamic and static errors.

Tämän lisensiaatintyön tutkimuksen kohteena oli tehostetun todellisuuden tuotteiden käyttäjävaatimukset ja käytettävyys. Työ koostuu kirjallisuustutkimuksesta sekä käytettävyystutkimuksista ja käytettävyysarvioinneista, joissa tutkittiin kolmen tehostetun todellisuuden laitteen käyttäjävaatimuksia ja käytettävyyttä.

Kirjallisuustutkimuksen perusteella kehitettiin alustava kehys tehostetun todellisuuden käytettävyyden ohjeistukselle. Käyttäjätutkimuksien ja käytettävyysarviointien tulokset analysoitiin kehyksen puitteissa, jonka jälkeen kehystä täydennettiin.

Ensimmäisissä tutkimuksissa kartoitettiin käyttökontekstit eli käyttäjät, heidän tehtävänsä, työkalut ja ympäristö, mistä johdettiin käyttäjävaatimukset. Käyttäjävaatimuksia sovellettiin iteratiivisessa tuotekehityksessä, jonka eri versioille tehtiin käytettävyystestejä käyttäjillä ja ilman. Testien tulokset jaettiin kehittäjille ja niitä käytettiin tuotekehityksen tukena. Kehityksen lopussa suoritettiin loppuarvioinnit, joissa pohdittiin tulevaisuuden kehityssuuntia.

Tehostetun todellisuuden tuotteiden tulee olla perinteisten käytettävyysohjeiden mukaisia (esimerkiksi käyttöliittymän tulee olla yhdenmukainen) ja ne hyötyvät myös virtuaalisen todellisuuden ohjeista (esimerkiksi virtuaalisten kohteiden esittäminen käyttäjälle). Nämä ovat kattavia ohjeistuksia, mutta niiden lisäksi tehostettu todellisuus sisältää erityisominaisuuksia, jotka tulee ottaa huomioon niiden käyttäjävaatimuksissa sekä käytettävyydessä. Tehostetun todellisuuden tuotteet ovat vahvasti sidoksissa käyttökontekstiin eli käyttöympäristöön tulee kiinnittää erityistä huomiota. Tuotteet kärsivät vielä teknologian kehittymättömyydestä, erityisesti erilaiset järjestelmäviiveet ja -virheet sekä paikannuksen puutteet vaikuttavat vahvasti tehostetun todellisuuden tuotteiden käytettävyyteen.