Grundlagenforschung im XR-Café

  • Bild Florian Bliesch
    Bereichsleiter Innovation und Business Development

adesso mobile und der Lehrstuhl für Software Engineering an der Universität Duisburg-Essen erarbeiten Methoden, Standards und Best Practices für die Anwendungsentwicklung in der Virtual und Augmented Reality.

Softwareentwicklung für die virtuelle oder augmentierte Realität stellt den klassischen Entwicklungsprozess vor neue Herausforderungen, die hauptsächlich der inhaltlichen und technologischen Neuartigkeit des Mediums geschuldet sind. Somit muss die „zielorientierte Bereitstellung und systematische Verwendung von Prinzipien, Methoden und Werkzeugen für die arbeitsteilige, ingenieurmäßige Entwicklung und Anwendung von umfangreichen Softwaresystemen“ – um Helmut Balzert aus seinem Lehrbuch der Software-Technik zu zitieren – in vielerlei Hinsicht neu gedacht, verprobt und in tragfähige und reproduzierbare Standards überführt werden.

Methoden, die auch in der Praxis Bestand haben sollen, müssen gleichberechtigt im Spannungsfeld zwischen Wissenschaft, Forschung und Produktionsalltag entstehen: Deshalb hat adesso mobile gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Software Engineering von Prof. Dr. Volker Gruhn an der Universität Duisburg-Essen das „XR-Café“ gegründet. Innerhalb der Kooperation behandeln wir gemeinsam produktionsnahe Fragestellungen rund um den vollständigen Production Lifecycle einer XR-Anwendung, angefangen mit nutzerzentrierter Anforderungserhebung und Konzeption, Architektur in Back- und Frontend, UI-/UX-Design und Anwendungsentwicklung bis hin zu Test, Qualitätssicherung, Datenschutz und Betrieb. Eine Extended Reality-Anwendung definieren wir dabei als Software, die auf beliebigen, dafür geeigneten Devices Technologien der virtuellen oder augmentierten Realität verwendet, um einen spezifischen Use Case inklusive ihrer dazu notwendigen Backend-Dienste abzubilden.

Hierbei wenden wir konsequent wissenschaftliche Standards an, auf deren Basis wir praxisrelevante Herausforderungen analysieren, diskutieren und dann in konkrete Handlungsempfehlungen überführen. Die so entstehenden Wirkungsbehauptungen werden in Hinblick auf ihre Anwendbarkeit in konkreten Produktionsszenarien mit einer formativen Evaluation überprüft und erlangen erst dann den Status einer „Best Practice“.

XR-Café – erste Workshopserie

Für die erste Workshopserie im Jahr 2021 wurden folgende Handlungsfelder definiert und bearbeitet:

XR Café Workshops

Darauf aufbauend haben wir im ersten Schritt verschiedene zentrale Fragestellungen identifiziert:

Icon Verständlich

Wie können wir User-Interaktionen innerhalb von VR- oder AR-Anwendungen nachvollziehbar und vollständig beschreiben und an die ausführenden Software-Entwickler:innen in Form von Anforderungen übergeben? 

Da sich die Interaktion in AR und VR von der Interaktion innerhalb „klassischer“, ausschließlich im zweidimensionalen Raum agierender Software grundlegend unterscheidet, müssen bestehende Methoden zur Gestaltung, Dokumentation und Kommunikation von Interaktionsmodellen vertieft, modifiziert oder grundlegend erweitert werden.

Ziel: Den Designer:innen soll ein standardisiertes Methodenset an die Hand gegeben werden, das sie in der Kommunikation mit anderen Gewerken im Software-Entwicklungsprozess unterstützt.

Wie können wir XR-Anwendungen durch die Simulation von User-Interaktion, realen, dreidimensionalen Umgebungen und verschiedenen Geräteklassen automatisiert testen? 

Eine funktionierende Qualitätssicherung ist im Umgang mit komplexen Software-Projekten ein kritischer Erfolgsfaktor. Einen besonderen Stellenwert hat dabei die automatisierte Durchführung von Softwaretests, die bei der Entwicklung von XR-Anwendungen in Ermangelung inhaltlicher und technischer Prozesse bislang nur eingeschränkt angewendet werden können. Eine besondere Herausforderung ist dabei die Wechselbeziehung zwischen Software und der „realen“, entsprechend chaotischen Welt, insbesondere im Bereich der Augmented Reality, in der sich digitale und „echte“ Realität nahtlos begegnen.

Ziel: Die übergeordnete Qualitätssicherung von XR-Anwendungen soll durch automatisierte Tests unterstützt werden, die eine XR-Anwendung in ihrem kompletten Nutzungskontext aus Software, realer Umgebung und User-Interaktion simulieren können.

Icon Feedback Animation

Wie können wir User Feedback zeitnah erheben, interpretieren und im laufenden Entwicklungsprozess zielgerichtet verwerten?

Für die Entwicklung von XR-Anwendungen ist häufiges und qualifiziertes User Feedback im Vergleich zu klassischer Software-Entwicklung noch relevanter, da es bisher nur wenige verlässliche Standards und Heuristiken für XR-Anwendungen gibt. Über den Aspekt der operativen Qualitätssicherung hinaus erhoffen wir uns zusätzlich grundlegende Erkenntnisse bei der Erhebung und Interpretation von User Feedback als Basis nutzerzentrierter XR-Anwendungsgestaltung.

Ziel: User Feedback soll methodisch und prozessual niedrigschwellig in den Software-Produktionsprozess einfließen und dabei die Qualität der XR-Anwendung an sich steigern. Parallel sollen die erhobenen Daten und Informationen als Grundlage für die Formulierung einer abstrakten Qualitätsdefinition für Software im XR-Bereich dienen.

In den nächsten Blogeinträgen werden wir Ihnen die aktuellen Arbeitsergebnisse zusammen mit einem Ausblick auf die Aktivitäten im Jahr 2022 vorstellen. Wir freuen uns über Feedback und Anregungen aus der XR-Community oder auch konkrete Fragen zu Ihrem XR-Projekt – melden Sie sich gerne bei uns!

Team des XR-Cafés

Das interdisziplinäre Team des XR-Cafés setzt sich aus folgenden Expert:innen zusammen:

adesso mobile

  • Maria Grotenhoff – Creative Director XR
  • Jasmin Rein – Consultant Human-Computer Interaction und UX
  • Carla Schorr – 3D Artist
  • Mario Petricevic – Senior Software Engineer
  • Justin Loose – Senior Software Engineer

Universität Duisburg-Essen

  • Dr. Marc Hesenius – Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Ingo Börsting, M. Sc. – Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Markus Heikamp, M. Sc. – Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • Wilhelm Koop, M. Sc. – Wissenschaftlicher Mitarbeiter
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