Effects of personal displays and transfer techniques on collaboration in multi-touch based multi-display environments

Abstract

Computerumgebungen mit mehreren Bildschirmen (Multi-display environments, MDE) bestehen aus ein oder mehreren gemeinsam verwendeten Displays und zusätzlichen Geräten mit Bildschirmen für jeden Kollaborator. Im Unterschied zu herkömmlichen gemeinsam verwendeten Computersystemen geben sie Benutzern mehr Flexibilität. Die zunehmende Verfügbarkeit von mobilen Geräten, wie zum Beispiel Mobiltelefone oder Tablet Computer (Tablets), bietet eine Möglichkeit deren Integration in MDEs zu untersuchen. Jedoch existieren kaum Informationen, wie digitale Dokumente zwischen mehreren multi-touch Geräten ausgetauscht werden können, sowie über die Bedeutung von persönlichen Geräten in digital unterstützten Computerumgebungen.<br />In dieser Arbeit wird die Implementierung einer MDE mit multi-touch Eingabemöglichkeit auf sowohl der geteilten multi-touch Arbeitsfläche als auch auf den persönlichen Tablets präsentiert. Das entwickelte System wurde in Bezug auf Effizienz, Benutzerpräferenzen und Kollaborationsstrategien evaluiert und mit einem herkömmlichen multi-touch System verglichen. Acht Teilnehmerpaare mussten eine gemeinschaftliche Sortierungsaufgabe in vier verschiedenen Bedingungen lösen. Eine der Bedingungen stellte ausschließlich die geteilte multi-touch Arbeitsfläche zur Verfügung, die anderen drei Bedingungen inkludierten zusätzlich die persönlichen multi-touch Tablets. In den Bedingungen mit den Tablets konnten die Teilnehmer digitale Dokumente mit je einer von drei spezifisch entwickelten Technik von der geteilten Arbeitsfläche auf ihre Tablets transferieren. In der ersten Technik (buttons) befand sich bei jedem Dokument pro Benutzer eine Schaltfläche.<br />In der zweiten Technik (containers) befanden sich zwei Container auf der geteilten Arbeitsfläche, in die Dokumente gezogen werden konnten. In der dritten Technik (lenses) konnten Teilnehmer die Tablets über die Arbeitsfläche bewegen und anschließend Dokumente damit aufnehmen. Basierend auf der Analyse von Beobachtungen, Protokollen, Videoaufnahmen, Interviews und Fragebögen wurden vier unterschiedliche Kollaborationsstrategien im Bereich von MDEs identifiziert. Die Teams variierten die Strategien zwischen den Bedingungen mit den unterschiedlichen Transfertechniken. Die Analyse der Benutzerpräferenzen ergab, dass die lenses Technik signifikant schneller als die buttons Technik bezüglich der Lösungsgeschwinigkeit war. Das könnte durch die Einfachkeit der buttons Technik erklärt werden, die zu einem erhöhten Transfer von Dokumenten und weniger koordinierten Strategien führte.<br />Obwohl die Benutzer die Kollaboration mit den Tablets bevorzugten, ist die Effizienz und die Intensität der Zusammenarbeit höher in der Bedingung ohne Tablets. Die zusätzliche Verwendung von Tablets bewirkte keine Verschlechterung des Bewusstseins über die Aktivitäten der Arbeitspartner. Die Verwendung von den Tablets ermöglichte den Benutzern, unterschiedliche Strategien zur Lösung der Aufgabe zu verfolgen.<br />

Multi-display environments (MDE) consist of one or multiple shared displays for co-located collaboration and include additional input devices with displays for each collaborator. They improve traditional collaborative computer environments by giving users more fexibility. The increased availability of portable devices, like mobile phones or tablet computers (tablets), provides an opportunity to investigate their integration into collaborative MDEs. However, little information is available regarding techniques for sharing and transferring digital content between serveral multi-touch surfaces and the role of personal devices in digitally supported collaborative environments. In this thesis, the implementation of a MDE with multi-touch input on both shared and personal displays is presented. This system was evaluated regarding task performance, user preferences and collaboration strategies and compared to a standard multi-touch tabletop setting.<br />Eight participant pairs had to solve a collaborative sorting task in four different conditions. One of the conditions only involved the shared display and the other three included the use of additional tablets as personal displays. In the conditions with personal displays, participants were able to transfer documents from the tabletop onto their tablets with one of three specifically developed transfer technique. In the first technique (buttons), each document featured one button per user for transferring it. In the second technique (containers), the shared surface featured two containers representing the participants' tablets, enabling drag-and-dropping of documents. The third technique (lenses) allowed participants to pick up documents by moving the tablet across the tabletop. Based on the analysis of observational data, system log files, video recordings, interviews and questionnaires four distinct collaboration strategies, specific for MDEs, were identified. Teams chose diverse strategies in the conditions with different transfer techniques. The analysis of users' performance showed that the lenses technique was significantly faster regarding task completion time compared to the buttons technique. This could be caused by the simplictity of the buttons technique that led to an increased document transfer between devices and less coordinated task-solving strategies. Although users preferred the collaboration with the tablets, overall task performance and the amount of close collaboration was slightly higher in the condition without the tablets. The additional use of personal multi-touch tablets did not decrease the awareness of collaborators' activities. Working with the tablets enabled participants to choose diverse collaboration strategies to solve the given task.