A 3d walkthrough application for dense urban areas: cognitive principles and design guidelines

• A. da Mota Silveira ^[1] ; A. Ros Santamaría ^[1] ; L. Pérez Vidal ^[1]
  1. [1] Universitat Politècnica de Catalunya

     Universitat Politècnica de Catalunya

     Barcelona, España

     
• Localización: El empleo de los SIG y la teledetección en planificación territorial: aportaciones al "XI Congreso de Métodos Cuantitativos, SIG y Teledetección", celebrado en Murcia, 20-23 de septiembre, 2004 / coord. por Fernando Silió Cervera; Carmelo Conesa García (aut.), Carmen Granell Pérez (aut.), Yolanda Álvarez Rogel (aut.), Angela de Meer Lecha-Marzo (aut.), Olga de Cos Guerra (aut.), 2004, ISBN 84-8371-486-8, págs. 125-139
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    “Wayfinding” puede ser interpretado como un problema de toma de decisiones en un entorno espacial. Para llevar a cabo tareas tan sencillas como ir de casa al trabajo; los seres humanos tomamos centenares de decisiones y un número equivalente de acciones. Decisiones y acciones son los elementos fundamentales que constituyen este proceso. Por este motivo, la comprensión del comportamiento humano es de gran importancia para los diseñadores de sistemas de información relacionados con navegación, ayudándoles a construir sistemas para entornos geográficos más precisos. El proceso de navegación puede ser abstraído como el seguimiento de una secuencia de nodos en una red, donde cada nodo está asociado a un arco que conduce al siguiente nodo. Los diseñadores de aplicaciones “walkthrough” deben tener en cuenta este hecho, y diseñar sus sistemas para que sean visualmente consistentes, así como destacar la información esencial con el propósito de ayudar al usuario a seguir una ruta, mientras que se omite la información menos relevante. Hoy en día hay una gran cantidad de servicios “online”, disponibles por ejemplo en inter- net, que generan mapas electrónicos. Pero aunque es notorio que la visión humana tiene una gran capacidad para analizar patrones y formas, casi la totalidad de estos servicios “online” presentan mapas en dos dimensiones, algunas veces complementados con listas de instrucciones. Los mapas bidimensionales son relativamente fáciles de dibujar y no necesitan ningún hardware adicional. Sin embargo, al disponer cada vez más capacidad de computación en las tarjetas gráfi cas, muchas de las limitaciones, que antes impedían el uso de entornos más complejos, ya no representan un impedimento, y muchos investigadores están trabajando en temas abiertos de visualización. En este artículo se proponen y analizan guías para el desarrollo de entornos de navegación que sean consistentes con los principios cognitivos que son inherentes a la navegación y percepción humana. Se hace un estudio de los trabajos relevantes en el área de psicología cognitiva para obtener información de cómo las personas solucionan los problemas relaciona- dos con rutas. Además se indican qué aspectos de la información de entorno son relevantes para la comunicación a través de la visualización. Tras un resumen de los trabajos anteriores, se exponen conceptos utilizados en cartografía bidimensional para entornos 3D. Final- mente, se describe brevemente la arquitectura de una aplicación experimental que utiliza los conceptos sugeridos dentro de un contexto de navegación de entornos virtuales urbanos.

  • English

    Wayfinding can be interpreted as a decision making problem in a spatial setting. In order to perform even simple tasks like as going from home to work we make hundreds of decisions and take as many behavioural actions. Decisions and actions are the building blocks of this process. Therefore, understanding human behaviour should aid information systems design- ers to better support decision making in geographical space. The wayfi nding process can be abstracted as following a sequence of nodes where each node is associated with a path leading to the next node. Walkthrough applications should take that in consideration and be designed to be visually consistent and stress essential information to help the users follow a route, while abstracting or omitting less important details. A wide variety of online mapping services are available on the Internet. While it is well known that the human vision has powerful capabilities for analyzing structures, shapes and patterns the vast majority of those services provide directions as a set of 2D maps sometimes complemented with text descriptions. Bidimensional maps are relatively easy to depict and do not require additional hardware. However, as more and more computational power is brought to graphic accelerators cards many of the limitations that hinder the development of 3D environments are being removed and many researchers are working to address open 3D real time visualization issues. In this paper we propose and analyze guidelines for developing navigation environments consistently with the cognitive principles that are inherent to human navigation and to hu- man perception of information. We review research in cognitive psychology to obtain insight on how people think about routes and analyze which aspects of the data are most important to communicate through the visualization. We discuss previous work in the area and extend cog- nitive design guidelines used for depicting electronic 2D maps to three-dimensional setting. Finally, we outline an implementations of a experimental application which implements the techniques proposed within a context of 3D environments for navigating routes in a virtual representation of urban environments.