Designing and evaluating immersive analytics environments for spatio-temporal data

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Wagner Filho, Jorge Alberto
• Orientador(a): Nedel, Luciana Porcher
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Análise imersiva; Realidade virtual; Estereoscopia; Protótipo
• Palavras-chave em Inglês: Space-time cube; Exploration metaphors; Interac tion metaphors; Trajectory visualization; Urban data visualization
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/291507

Neste trabalho, investigo a hipótese de que ambientes imersivos e estereoscópicos de Realidade Virtual, aliados à interação natural incorporada, melhor suportarão a exploração visual de representações tridimensionais de dados espaço-temporais. O desafio de pesquisa nesta tese é investigar esta hipótese e identificar as escolhas de projeto mais eficientes para visualização e interação em tais ambientes através de avaliações iterativas com usuários. Com esta finalidade, relato o projeto de um protótipo imersivo baseado na represen tação visual do Cubo Espaço-Temporal, validado em comparação com um referencial baseado em desktop. Considerando que o espaço de projeto para interfaces de usuário para aplicações de Análise Imersiva é vasto e carece de diretrizes claras, também relato dois estudos controlados adicionais com usuários investigando os efeitos de três fatores relevantes: modo de exploração, quadro de referência e metáfora de interação. Minhas descobertas indicam que, embora um Cubo Espaço-Temporal imersivo leve a um desempenho semelhante nas tarefas em comparação com o referencial baseado em desktop, ele resulta em pontuações de usabilidade mais altas, maior preferência dos usuários e menor carga de trabalho mental percebida. Além disso, diferentes quadros de referência imersivos apresentam vantagens complementares. Embora a exploração egocêntrica em escala de sala reduza significativamente ainda mais a carga de trabalho mental, a exploração exocêntrica melhora o desempenho em algumas tarefas. A combinação de navegação e manipulação facilita as tarefas, reduzindo as percepções de carga de trabalho, demanda temporal e esforço físico. Em relação às metáforas de interação, não encontrei diferenças significativas entre mãos virtuais e raios virtuais de apontamento no desempenho das tarefas, na carga de trabalho ou nos padrões de interatividade. No entanto, a maioria dos participantes preferiu um modo combinado e se beneficiou dele ao escolher a melhor alternativa para cada tarefa de baixo nível. Concluo este trabalho integrando minhas descobertas para propor um novo protótipo imersivo adequado para explorar conjuntos maiores de dados do mundo real de dados de origem-destino no domínio urbano. Ao reimaginar e estender um sistema de visualização convencional, discuto o conceito de extensões imersivas e reflito sobre os potenciais benefícios e limitações introduzidos pela Análise Imersiva.