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D. Schwarzinger:
"Entwurf und Entwicklung einer verbesserten Middleware für das Tangible Table ToolkiT";
Supervisor: T. Grechenig; 183/1, 2010.

The area of tangible user interfaces (TUI) has spread widely in the last few years and its significance is continuously growing. TUIs support human tactile cognition in a natural way by visualizing digital information through physical representations. Therefore manipulations of real objects influence directly their virtual embodiments in the system.
Depending on the TUI application nearly any object can be digitally enhanced and used as a tangible control device. The handling of TUIs is intuitive and does not require long instructions. Furthermore the interactive input method facilitates cooperation in groups.
Yet no common standard has been established among its various interface implementa-tions. At the same time commercial implementations are still subject to high costs and tight licensing issues. In the context of this diploma thesis the Tangible Table ToolkiT (4T) framework is presented as a low priced alternative to conventional TUI systems and described in detail as well as its underlying technologies. Provided by the research group for Industrial Software (INSO) it serves as a design tool for developing TUI applications, in particular for tangible tabletops.
Together with the 4T rear projection table the framework builds an innovative TUI system on site. In addition differences between TUIs and GUIs are comparatively discussed.
This thesis focuses on the detailed technical description and intensive analysis of the 4T framework as well as its expansion by adding reacTIVision. In the course of the 4T project a framework has been established which offers various approaches for designing TUI-based applications. Prerequisites for this purpose are both the implementation of optical tracking technologies (ARToolKit, reacTIVision) and the usage of another extensible framework (OpenTracker). Another concerning matter regards the didactical relevance of physical embodiments and manipulations to generate intuitive computer interfaces on the basis of cognitive science. Designers do not need to be experienced programmers.
They can concentrate their efforts on putting their ideas into action.
Furthermore it provides reliable background information as a guideline for the design of new TUI systems.

Die Bedeutung des Forschungsbereichs der Tangible User Interfaces (TUI) hat in den letzten Jahren stark zugenommen. TUIs unterstützen auf natürliche Weise die haptischen Fähigkeiten des Menschen, indem digitale Informationen durch physische Reprä-sentationen visualisiert werden. Manipulationen des realen Objekts haben direkten Einfluss auf seine virtuelle Verkörperung im System. Je nach Applikation kann dabei beinahe jeder beliebige Gegenstand digital erweitert und als tangibles Steuerungsobjekt dargestellt werden. Die Bedienung des TUIs ist intuitiv und ohne langwierige Einschulung nachvollziehbar. Außerdem erleichtert die interaktive Eingabemöglichkeit kooperatives Arbeiten in der Gruppe.
Allerdings kam es bislang zu keiner Standardisierung der Computerschnittstellen. Zusätzlich sind die Anschaffung und Lizenzierung kommerzieller Systeme mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Als kostengünstige Alternative zu herkömmlichen TUI Systemen wird im Rahmen der vorliegenden Magisterarbeit das Tangible Table ToolkiT (4T) Framework, entwickelt von der Forschungsgruppe INSO der Technischen Universität Wien, sowie die zugrundeliegenden Technologien im Detail vorgestellt. Es dient der Gestaltung von TUI Applikationen, insbesondere jener der tischbasierten Variante Tangible Tabletop. Zusammen mit dem 4T Rückprojektionstisch bildet das Framework ein innovatives TUI System.
Des Weiteren werden auch die Unterschiede von TUIs gegenüber herkömmlichen GUIs vergleichend diskutiert.
Die vorliegende Magisterarbeit umfasst die technische Beschreibung und intensive Analyse des 4T Frameworks sowie seine Erweiterung um reacTIVision. Im Zuge des 4T Projekts wurde ein Framework geschaffen, das mittels optischer Trackingtechnologien (ARToolKit, reacTIVision) und geeignetem Rahmensystem (OpenTracker) vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten bietet. Dabei wird die didaktische Relevanz physischer Verkörperungen und Manipulationen zur Gestaltung intuitiver Computerschnittstellen anhand erkenntnistheoretischer Aspekte betrachtet. Der Designer muss über keine bemerkenswerten Programmierkenntnisse verfügen und kann sich auf die Umsetzung seiner Ideen konzentrieren. Zusammenfasend kann die vorliegende Arbeit als Leitfaden für die Entwicklung neuer TUI Anordnungen herangezogen werden.