Engineering 3d virtual world applications : design, realization and evaluation of a 3D e-tourism environment

Abstract

Die Popularität und Verbreitung von virtuellen 3D Welten ist in den letzten Jahren stetig gestiegen und mittlerweile verbringen Millionen von Menschen regelmäßig ihre Zeit in solchen Welten. Dennoch werden die spezifischen Eigenschaften dieser virtuellen Umgebungen oft nicht richtig verstanden und es fehlt an Erfahrung in der Entwicklung von 3D Welten. In dieser Arbeit präsentieren wir daher ein holistisches Entwicklungsmodell, welches auf die Entwicklung von Applikationen in virtuellen 3D Welten zugeschnitten ist. Das Modell vereinigt das Wissen aus den Bereichen der Software Entwicklung, virtueller 3D Welten und virtueller Realität, mit dem Ziel, einen effizienten und flexiblen Prozess zur Verfügung zu stellen, der alle Phasen des Entwicklungszyklus abdeckt. Die grundlegende Struktur basiert dabei auf einer iterativen und inkrementellen Vorgehensweise, welche von einem etablierten Software Entwicklungsprozess, dem "Rational Unified Process", abgeleitet worden ist und an die Applikationsentwicklung in virtuellen 3D Welten angepasst wurde.<br />Dieses Entwicklungsmodell ist das Ergebnis unserer Forschung im Bereich von virtuellen 3D Welten, wo wir eine 3D e-Tourismus Umgebung entwickelt haben. Die Entwicklung dieser Umgebung half uns einerseits dabei die Eigenschaften und Besonderheiten von virtuellen 3D Welt zu verstehen und ermöglichte es uns andererseits, Benutzerstudien in einer virtuellen 3D Welt durchzuführen. Die Umgebung wurde anschließend in einer qualitativen Benutzerstudie evaluiert um die Akzeptanz von virtuellen 3D Welten im Tourismus zu erforschen und zu überprüfen, ob virtuelle 3D Welten für Aufgaben im "realen" Tourismus geeignet sind. Die Evaluierung wurde deshalb anhand eines realen Anwendungsfalles konzipiert, in welchem die Benutzerinnen und Benutzer zwei Hotelzimmer buchen mussten.<br />Die Resultate zeigen, dass die Benutzerinnen und Benutzer in der Lage waren die Navigations- und Interaktionsmetaphern schnell zu erlernen und dass virtuelle 3D Welten neue Möglichkeiten für den Tourismus, wie zum Beispiel 3D Produkte, eröffnen können.<br />

3D Virtual Worlds have seen a rise in popularity during the last decade and by now millions of people regularly spend their time in such worlds. However, often the characteristics of these environments are not well understood and the level of experience in developing 3D Virtual World applications is rather limited. In this thesis we therefore propose a holistic process model that is tailored at the development of applications in 3D Virtual Worlds. The model aggregates the knowledge of related work in the areas of software engineering, 3D Virtual Worlds and Virtual Reality to create a powerful and flexible process that covers all stages of the development cycle. The general structure follows an iterative and incremental process that is based on a well established software engineering process, the Rational Unified Process, and is further adapted to support the development of 3D Virtual World applications.<br />The process model is the outcome of our research in 3D Virtual Worlds where we created a 3D e-Tourism environment. The development of the environment helped us to establish an understanding of the properties of 3D Virtual Worlds and provided us with a research testbed for conducting user studies in 3D Virtual Worlds. This research testbed was then used in a qualitative user study to evaluate the acceptance of 3D Virtual Worlds in the tourism domain and to investigate the suitability of 3D Virtual Worlds for real world tourism tasks. The evaluation was therefore designed along a use case in e-Tourism in which users had to book two hotel rooms. The results show that users were able to quickly adopt the navigation and interaction metaphors used in the environment and indicate that 3D Virtual Worlds can provide new opportunities for tourism, such as 3D products.