Οι χρονογραμμές (timelines) αποτελούν μια ευρέως διαδεδομένη μορφή αναπαράστασης χρονικής πληροφορίας η οποία παρουσιάζει γεγονότα με βάση το χρόνο. Ο σκοπός των χρονογραμμών είναι η παρουσίαση πληροφορίας σχετικά με χρονικές περιόδους σε συνδυασμό με την παροχή περίληψης όλων των γεγονότων. Το περιεχόμενο των χρονογραμμών ποικίλει και μπορεί να εκτείνεται από ιστορικά γεγονότα έως εκτενή δεδομένα με βάση το χρόνο, ενώ περιορίζεται μόνο από τη χρονική φύση της πληροφορίας, η οποία είναι απαραίτητη για οποιοδήποτε τύπο πληροφορίας.
Σε αυτό το πλαίσιο, η παρούσα εργασία αναλύει το σχεδιασμό, την υλοποίηση και την αξιολόγηση του TimeTunnel («Χρόνο-Σήραγγα»), ένα σύστημα που επιτρέπει την μοντελοποίηση, αποθήκευση, την απεικόνιση και την πολυτροπική αλληλεπίδραση με χρονογραμμές καθώς και με σχετική πολυμεσική πληροφορία. Το TimeTunnel χρησιμοποιεί οντολογίες για την αναπαράσταση της γνώσης με ένα τυπικό μοντέλο δεδομένων (formal data model), προσέγγιση η οποία είναι ευρέως αποδεκτή για την αποθήκευση και την ανάκτηση σημασιολογικής πληροφορίας.
Επιπλέον της τυπικής δισδιάστατης απεικόνισης που προσφέρεται από τα περισσότερα διαδραστικά συστήματα χρονογραμμών, η οποία προσφέρει τη χρονική περίληψη γεγονότων που έλαβαν χώρα σε μια χρονική περίοδο, το TimeTunnel προσφέρει μια διαφορετική άποψη της ίδιας πληροφορίας που είναι καταλληλότερη για την αίσθηση του χρόνου καθώς και για την εξερεύνηση της διαθέσιμης πληροφορίας «από πρώτο χέρι». Η άποψη αυτή χρησιμοποιεί την αλληγορία μιας σήραγγας, δηλαδή ενός διαδρόμου κατά μήκος του οποίου είναι τοποθετημένα τα γεγονότα με χρονολογική σειρά, χρησιμοποιώντας την απόσταση για να απεικονίσει το χρόνο. Στο πλαϊνό μέρος της σήραγγας, δίπλα σε κάθε γεγονός, υπάρχει μια «βιτρίνα» που μπορεί να επεκταθεί και περιέχει ποικίλα πολυμεσικά αντικείμενα, όπως κείμενα, εικόνες, βίντεο και τρισδιάστατα μοντέλα.
Το TimeTunnel είναι σχεδιασμένο ώστε να υποστηρίζει πολλαπλές πολυτροπικές τεχνικές αλληλεπίδρασης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμα και συνδυαστικά, έτσι ώστε να προσφέρουν φυσική αλληλεπίδραση σε ένα ευρύ φάσμα εγκαταστάσεων, απεικονίσεων και συσκευών εισόδου. Εκτός από τους τρόπους αλληλεπίδρασης που βασίζονται σε επιτραπέζια συστήματα (όπως το ποντίκι και η οθόνη αφής), εναλλακτικές προσεγγίσεις μελετήθηκαν και υλοποιήθηκαν στοχεύοντας συγκεκριμένα στην πλοήγηση και το χειρισμό τρισδιάστατων περιβαλλόντων. Από αυτή την άποψη, το TimeTunnel υποστηρίζει την αλληλεπίδραση μέσω κίνησης, χρησιμοποιώντας όλο το σώμα. Πρώτον, το σύστημα γνωρίζει τη θέση του χρήστη στο χώρο και τη χρησιμοποιεί ως είσοδο. Επιπλέον, οι χρήστες μπορούν να κάνουν χειρονομίες για να αλληλεπιδράσουν με το σύστημα, χρησιμοποιώντας μόνο τα χέρια τους για την αλληλεπίδραση με επιμέρους στοιχεία και τα πόδια τους για την πλοήγηση στον εικονικό χώρο. Επιπλέον, το TimeTunnel χρησιμοποιεί αντικείμενα ως δευτερεύοντα μέσα αλληλεπίδρασης, όπως το «Έξυπνο Κουτί», στο οποίο είναι τοποθετημένοι αισθητήρες.
Μια διαδικασία αξιολόγησης με 16 συμμετέχοντες διεξήχθη για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη χρηστικότητα του συστήματος και την εμπειρία χρήσης των συμμετεχόντων με αυτό. Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης ήταν ιδιαίτερα θετικά και ελπιδοφόρα, επιβεβαιώνοντας τη χρηστικότητα του συστήματος και ενθαρρύνοντας την περαιτέρω έρευνα στο συγκεκριμένο πεδίο. Επιπλέον, παρουσιάζουν ενδιαφέρουσες πληροφορίες και απόψεις σχετικά με την επιλογή των καταλληλότερων τεχνικών αλληλεπίδρασης με χρονογραμμές που εκτείνονται σε τρεις διαστάσεις.
(EL)
Timelines are a widespread concept for temporal information representation which exhibit events over time. In general, the aim of timelines is to present information regarding specific temporal periods in combination with an overview of all occurring events. The content of timelines can vary from historical events to extensive data representation and is limited only by the chronological nature which is compulsory for any type of information. Timelines are employed in various environments and contexts, including exhibition spaces, museums and education, due to their ability to provide a clear picture of temporal information.
In this context, this thesis reports on the design, development and evaluation of TimeTunnel, a system allowing the modeling, storing, visualization and multimodal interaction with timelines and related multimedia information. TimeTunnel uses ontologies as a formal data model to represent knowledge, which are a broadly accepted approach to efficiently store and retrieve semantic information.
In addition to the typical 2D view supported by most available interactive timelines, which provides a temporal overview of events occurring during a time period, TimeTunnel also provides an alternate view of the same information that is more suitable for experiencing the time dimension as well as for ‘first-hand’ exploration of the available information. This view employs a time tunnel metaphor, i.e., a long corridor along which events are placed in chronological order, using distance to represent time. On the tunnel sides, next to each event, exists an extendable ‘showcase’ comprising various multimedia information objects (e.g., texts, images, videos, 3D models).
TimeTunnel supports multiple multimodal interaction techniques, even in combination, so as to offer natural interaction in a wide range of hardware set-ups employing various display and input devices. Apart from interaction techniques oriented to desktop-based interaction (e.g., mouse, touch screen), additional approaches were studied and implemented specifically targeted to navigation and manipulation in 3D virtual environments. In this regard, TimeTunnel supports full-body kinesthetic interaction. Firstly, the system is location-aware, as the user’s position in space is tracked and handled as input. Moreover, users can interact with the system through gestures, using their bare hands to interact with items and their legs to navigate in virtual space. Furthermore, TimeTunnel integrates physical objects as supplementary means of tangible interaction (e.g. the Smart Box, a box with embedded sensors).
An evaluation study was conducted with 16 participants to assess TimeTunnel in terms of usability and user experience. The evaluation results were highly positive and promising, confirming the system’s usability and encouraging further research in this area. Furthermore, they provide interesting insights towards selecting appropriate interaction techniques for interacting with timelines in 3D space.
(EN)
