Una Aproximacin al Proceso de Diseo e Implementacin de Interfaces de Usuario para

Aplicaciones Groupware

Victor M.R. Penichet1, Mara L. Rodrguez2, Mara D. Lozano1, Jos L. Garrido2 Jos A. Gallud1, Manuel Noguera2, Ricardo Tesoriero3, Mara V. Hurtado2

1Departamento de Sistemas Informticos, Universidad de Castilla-La Mancha, 02071 Albacete, Spain

{victor.penichet, maria.lozano, jose.gallud}@uclm.es 2Departamento de Lenguajes y Sistemas Informticos, Universidad de Granada,

E.T.S.I.I.T., c/Periodista Daniel Saucedo Aranda s/n,18071 Granada, Spain {mlra, jgarrido, mnoguera, mhurtado}@ugr.es

3Laboratorio de Investigacin y Formacin en Informtica Avanzada Facultad de Informtica, Universidad Nacional de La Plata, Argentina

ricardo.tesoriero@lifia.info.unlp.edu.ar

Resumen. Este artculo presenta una propuesta concreta que permite abordar el desarrollo de interfaces de usuario para aplicaciones groupware. La propuesta contempla importantes cuestiones de diseo e implementacin de especial relevancia para este tipo de interfaces, tales como proporcionar conciencia de grupo (group awareness) tanto acerca de las acciones bsicas de la manipulacin de los componentes de la interfaz, como acerca de otros tipos de conciencia de grupo como presencia de actores, social (roles que desempean los actores, ...), etc. Respecto al diseo, se ha aplicado el modelo de proceso TOUCHE el cual define una serie de facetas para describir objetos de interaccin abstractos. Estos objetos a nivel de diseo se emplean como base para obtener objetos de interaccin concretos dentro de una plataforma de soporte al desarrollo de estas interfaces de usuario. De esta manera se alcanza una propuesta integral para el desarrollo de este tipo de interfaces, teniendo en cuenta de forma explcita la percepcin de la actividad conjunta de un grupo de usuarios implicados en una tarea comn, lo cual contribuye a una colaboracin ms efectiva.

1 Introduccin

Actualmente, las aplicaciones groupware son una herramienta estratgica en cualquier organizacin y una pieza clave para su aceptacin es la interfaz de usuario, ya que debe facilitar el proceso de compartir informacin entre un grupo de personas que realizan una tarea comn. Adems, la interfaz de usuario es un aspecto crucial para la usabilidad de estas aplicaciones porque debe mejorar la comunicacin, colaboracin y coordinacin entre los usuarios que interaccionan con el sistema.

Por lo tanto, las metodologas y tcnicas para el desarrollo de interfaces de usuario deben tener en cuenta las particularidades y caractersticas especficas propias de este

tipo de aplicaciones. De esta manera, aspectos relacionados con requisitos, diseo y tecnologa plantean nuevos desafos para la generacin de interfaces de herramientas groupware.

Las interfaces de aplicaciones groupware presentan la actividad del grupo y son controladas por varios usuarios. Su principal problema es la complejidad manifiesta en su comportamiento y que se debe al mayor grado de actividad y concurrencia que presentan. Por lo que las interfaces de estos sistemas deben soportar la interaccin entre el usuario y el sistema de manera que se puedan efectuar tareas individuales y tareas comunes del grupo, y la interaccin social de los miembros del grupo.

Adems, deben incluir informacin sobre quin est utilizando el sistema, dnde estn trabajando y qu estn haciendo, es decir dar soporte a la conciencia de grupo (group awareness). Para lograr una colaboracin efectiva es necesario considerar varios tipos de conciencia de grupo [12]: Informal: Quin est utilizando el sistema, dnde estn localizados, etc. Estructura de grupo: Roles, responsabilidades y estatus de los miembros del grupo. Social: Conocimiento sobre el estado emocional, atencin e inters de los otros

usuarios en la colaboracin. Espacio de trabajo (Workspace): La informacin necesaria sobre la interaccin con

otros usuarios en un espacio de trabajo compartido para una colaboracin efectiva. Tambin es importante que las acciones de un usuario se muestren a los otros

usuarios que colaboran en la misma tarea (feedthrough) [3]. Por ejemplo, observar a otra persona navegar a travs de los elementos de un men suministra indicios sobre lo que est haciendo o quiere hacer.

Cameleon Reference Framework [2] es la base de los ltimos esfuerzos realizados en la consecucin de interfaces de usuario donde la interaccin del mismo con el sistema se tiene en cuenta de forma explcita. Dicho marco de referencia se ha utilizado con xito y en este artculo se propone su extensin para el diseo de interfaces en aplicaciones groupware. Adems, se presenta una plataforma especfica para el diseo e implementacin de interfaces groupware que sigue el marco de referencia propuesto.

En el apartado 2 del artculo se discuten algunos de los numerosos trabajos relacionados con la propuesta. El apartado 3 describe el diseo y la implementacin de la interfaz de usuario para entornos groupware y, brevemente, TOUCHE como modelo de proceso. El apartado 4 describe la integracin con la propuesta de soporte para la implementacin de interfaces de usuario groupware. Finalmente, el apartado 5 muestra algunas conclusiones del trabajo.

2 Trabajos relacionados

En una aplicacin groupware, como en cualquier otro sistema, el diseo de la interfaz es fundamental, puesto que en ella radica buena parte del xito del desarrollo. HCI ha sido un rea importante y han surgido tcnicas y mtodos para facilitar su diseo. Sin embargo, los sistemas CSCW son sistemas con algunas particularidades que mereceran la pena cuidar especialmente para conseguir un diseo de interfaz de mayor calidad y ms cercano a las necesidades del usuario. La mayora de las

aproximaciones se basan en conceptos como CIO (Concrete Interaction Objetct), AIO (Abstract Interaction Objetct), Window o PU (Presentation Unit).

Existen numerosos trabajos relacionados con el diseo de la interfaz de usuario. El objeto del diseo de este tipo de interfaces, en la actualidad, pasa por conseguir que los modelos generados en el anlisis y en el propio diseo sean genricos, y posteriormente se especifiquen detalles de implementacin segn las necesidades de plataforma, o caractersticas de personalizacin, etc.

Este es el fundamento de los Objetos de Interaccin Abstractos, del ingls Abstract Interaction Objects (AIOs). La primera aproximacin, en 1990, al diseo de interfaces de usuario (UI) teniendo en cuenta esta peculiaridad fue TRIDENT [1].TRIDENT es un conjunto de herramientas interactivas que genera automticamente la UI en aplicaciones altamente interactivas.

Para ello propone el uso de los AIOs en el diseo de la UI, que proporciona una seleccin de objetos independientes de detalles de implementacin. En general, cuando se selecciona la plataforma deseada, las caractersticas particulares de implementacin, los AIOs se traducen a Objetos de Interaccin Concretos (Concrete Interaction Objects, CIOs) en la fase de implementacin. Estos CIOs especficos tambin se conocen como widgets (windows gadgets) o controls or physical interactors (segn la terminologa IFIP).

Los AIOs (logical interactors segn la terminologa IFIP) abstraen caractersticas de conjuntos de CIOs independientes del entorno. Vanderdonckt y Bodart propusieron una clasificacin de hasta seis tipos de AIO. Cada AIO se puede corresponder con 0, 1 o varios CIOs en cada entorno y adems pueden ser simples y compuestos.

En 2001, la metodologa IDEAS [8] propone un Modelo de Dilogo para la descripcin grfica de la GUI que lleve a la implementacin final de la UI. Este Modelo de Dilogo es una descripcin abstracta de las acciones, y sus posibles relaciones temporales, que los usuarios y los sistemas pueden llevar a cabo a nivel de UI durante una sesin interactiva. Para todo ello se hace uso de los AIOs.

Entre 2000 y 2002 surge UMLi [13] como una nueva notacin que extiende mnimamente UML para poder llevar a cabo el diseo integrado de aplicaciones y sus interfaces de usuario. Basada en modelos de interfaces de usuario declarativos, es un nexo entre desarrolladores de UI y desarrolladores de aplicaciones, es decir, se describe al mismo tiempo la interfaz y la aplicacin. El Diagrama de Interfaz de Usuario que proponen hace uso de seis AIOs o constructores que especifican el rol de cada objeto de interaccin en una presentacin de UI.

En 2004, una ltima evolucin de los AIOs propone el uso de facetas para su descripcin. En el marco de la tesis de Quentin Limbourg [7] se desarrolla un lenguaje para el desarrollo de UI independientes de la plataforma final y de otras caractersticas de implementacin: UsiXML [6]. El Modelo de Interfaz de Usuario Abstracto (AUI) representa esta realidad en base a los AIOs y las relaciones de interfaz de usuario abstractas. Estos conceptos constituyen un vocabulario independiente de la implementacin. Una novedad presentada en [7] en relacin a los AIOs es su divisin en slo dos tipos: aquellos que no contienen ningn otro, Abstract Individual Components (AIC); y los que agrupan otros objetos de interaccin, los Abstract Containers (AC). Las facetas (facets) se emplean para describir cada AIC. Cada AIC puede estar compuesto por mltiples facetas. Cada una de ellas describe una funcin particular que el AIC correspondiente puede llevar a cabo en el mundo

fsico. En concreto se identifican cuatro tipos de faceta: input, output, navigation y control.

La mayora de las aproximaciones estn basadas en el Cameleon Reference Framework [2] que define los pasos para el desarrollo de UI para aplicaciones interactivas multi-contexto. Los cuatro pasos que identifica son los siguientes: Final UI (FUI): es la UI operacional, la implementacin en un contexto

determinado con detalles de plataforma, lenguaje, etc. Concrete UI (CUI): concretiza un AUI para un contexto de uso determinado a

travs de los correspondientes CIOs. Es independiente de la plataforma y se considera una reificacin de un AUI a nivel superior y una abstraccin del FUI con respecto a la plataforma.

Abstract UI (AUI): define los espacios de interaccin (o unidades de presentacin) agrupando tareas de acuerdo a varios criterios (AIOs).

Task & Concepts (T&C): describe las tareas que se han de llevar a cabo los conceptos del dominio requeridos por esas tareas para realizadas. Sin embargo, las metodologas para el desarrollo especfico de entornos

colaborativos no son tantas. AMENITIES (A MEthodology for aNalysis and desIgn of cooperaTIve systEmS) [4] es una metodologa que surge con el objeto de abordar la complejidad de los entornos colaborativos. Se centra en el grupo y cubre aspectos relevantes de su comportamiento y estructura. [9] propone un marco metodolgico, CIAM (Collaborative Interactive Applications Methodology), basado en un conjunto de modelos que permiten a los ingenieros guiar el proceso de diseo y desarrollo de la Interfaz de Usuario en aplicaciones interactivas para el trabajo en grupo. TOUCHE [10] es un modelo de proceso y una metodologa para el desarrollo de interfaces de usuario para aplicaciones groupware desde la elicitacin de requisitos hasta su implementacin, considerando las caractersticas y particularidades de estos sistemas desde el inicio. TOUCHE es un modelo de proceso centrado en los Usuarios y Dirigido por Tareas.

En AMENITIES se proponen una serie de elementos tpicos de la interfaz de usuario final [11] pero carece de los AIOs y CIOs previos identificados tpicamente en las etapas de diseo e implementacin. Estos elementos s se emplean en el modelo de proceso propuesto por TOUCHE, pero no llega a definir los elementos de un toolkit para aplicaciones groupware. La integracin de estas dos propuestas es la aproximacin que se presenta en este trabajo para el diseo e implementacin de interfaces de usuario para aplicaciones groupware.

3 Diseo e implementacin de la interfaz de usuario para sistemas groupware

Siguiendo con el proceso tpico propuesto en el marco de referencia Cameleon para el desarrollo de aplicaciones interactivas se trata de disear un AUI, una interfaz de usuario abstracta como proceso de reificacin a partir de las tareas y dems conceptos abordados en la etapa de anlisis. Para ello se han de identificar los AIOs correspondientes, que a su vez son una abstraccin de los CIOs que concretaran la interfaz de usuario (CUI) en la fase de implementacin.

AUI

AIO

AC AIC

facet

input output navigation control

AUI_Relationship

AWAC

visibility

expressive artifact

embodiment

Se tomar como base de esquema conceptual el de UsiXML para el modelado de la UI abstracta [6] puesto que la incorporacin de las facetas es una de las ltimas evoluciones en el diseo de la UI de sistemas interactivos. TOUCHE enriquece este modelo conceptual como aparece en la Figura 1 para dar soporte a estas nuevas caractersticas propias de las aplicaciones groupware:

AWAC. Un Abstract Container (AC) podra ser adems un AWAC o Abstract Workspace Awareness Container si se trata de un contenedor que facilitar un contexto compartido donde el usuario interactuar y mediante el que obtendr awareness del resto de usuarios del sistema, es decir, es algo ms que una simple ventana, cuadro de dilogo, marco, etc. Es una instancia que probablemente reflejar un cambio realizado en ella en el resto de instancias remotas.

Embodiment, expressive artifact y visibility son las tcnicas computacionales que darn soporte al awareness de alguna manera teniendo en cuenta los elementos presentes e histricos previamente comentados. En esta etapa de diseo se representan como facetas adicionales de los AICs (Abstract Individual Components). Es decir, habr nuevos AICs que con estas facetas den soporte al awareness en el sistema. Por ejemplo un telepuntero es una reificacin de un AIC que representa los usuarios que estn interactuando en un AWAC.

Fig. 1. Modelo conceptual basado en el modelo conceptual para interfaces de usuario abstractas de UsiXML para el modelado de la UI abstracta de los sistemas CSCW. Las nuevas inclusiones aparecen sombreadas

La etapa de implementacin del sistema consiste en generar la UI final (FUI) del usuario en base a los AIOs definidos en la etapa de diseo. Es un proceso de reificacin de cada uno de dichos componentes que concretizarn los elementos a emplear segn detalles de implementacin, plataforma objetivo, personalizaciones de usuarios, etc. En esta etapa se tienen en cuenta detalles de implementacin, se identifican los CIOs independientes de la plataforma. Para esta identificacin, en TOUCHE se contina con la extensin del modelo de Limbourg. Concretamente se mantiene la idea de dos tipos de CIO que forman el CUI: los grficos o Graphical CIO y los auditivos o Auditory CIO. Asimismo se mantiene la idea de que ambos tipos puedan ser contenedores o componentes individuales. Por otro lado, los CIOs en una aplicacin groupware pueden ser elementos simples como los vistos hasta ahora

para interfaces de aplicaciones HCI, pero tambin podra tratarse de CIOs compuestos, sin que esto deba confundirse con los contenedores.

Por este motivo, los CIOs que se propongan para el diseo de interfaces de usuario en sistemas CSCW pueden pertenecer a cualquiera de los tipos propuestos en [6] ms el tipo elemento compuesto que se ha presentado y que formalmente se ha llamado Composed Groupware Component (CGC). Es decir, los CIOs simples podran clasificarse como Graphical Container, Graphical Individual Component, Vocal Container o Vocal Individual Component. Mientras que un CGC es un tipo nuevo que podra estar formado por CIOs de cualquiera de los tipos anteriores. El modelo conceptual extendido se muestra en la Figura 2. Puesto que un CGC podra contener elementos tanto grficos como auditivos, el CIO est al mismo nivel que estos dos.

Fig. 2. Modelo conceptual de clasificacin de CIOs extendido de [6] para contemplar CIOs de aplicaciones groupware. Sombreada la propuesta aadida

La interfaz de usuario final (FUI) contiene, por fin, los elementos necesarios para la implementacin de la interfaz de usuario en la aplicacin groupware. Estos elementos son dependientes tanto de la modalidad como de la plataforma elegida. Es en este punto donde se encuentra la integracin con la propuesta de la plataforma [5, 11], puesto que los CIOs definidos y las facetas anteriores, encajan en el toolkit especificado para conseguir una implementacin de interfaces de usuario para aplicaciones groupware.

4 Soporte para la implementacin de interfaces groupware

Se ha diseado e implementado una plataforma de componentes grficos (multi-user widgets), accesibles a travs de una API [5], que simplifica el desarrollo de interfaces groupware a travs de extensiones de componentes estndares (botones, mens, campos de texto, etc,) y de componentes especficos para sistemas groupware (telepunteros, chat, lista de usuarios conectados, etc.). La plataforma soporta los tipos de interaccin presentes en sistemas groupware y consta de un mdulo de metainformacin dinmico que permite gestionar los cambios producidos en la aplicacin. En concreto, el mdulo de metainformacin consta de una serie de

usuarios, roles que pueden desempear dichos usuarios, componentes que conforman una aplicacin y permisos a nivel de usuario y a nivel de rol sobre esos componentes. Los cambios en la metainformacin producirn una realimentacin inmediata sobre la aplicacin para reflejar los cambios producidos. Por tanto, estaremos frente a un mdulo de metainformacin dinmico.

En las propuestas basadas en el marco de referencia Cameleon [2], en la fase de diseo se identifican los AIOs independientes de la modalidad (interaccin grfica, vocal, reconocimiento y sntesis del habla, interaccin basada en video, virtual, realidad mixta o aumentada) y de la plataforma (tanto software como hardware: sistema operativo y dispositivo), en la fase de implementacin se reifican los CIOs a partir de esos AIOs. Estos CIOs son todava independientes de la plataforma. En trabajos previos como IDEAS [8] los CIOs son elementos ya dependientes de la plataforma, o al menos, donde esa caracterstica no es tan relevante. En este trabajo el esfuerzo se centra en el inters que puede suscitar tener en cuenta aspectos relativos a groupware explcitamente, por lo que se ha seguido esta modalidad. Por tanto se aunan los pasos de interfaz de usuario final (FUI) con interfaz de usuarios concreta (CUI).

Los componentes propuestos en la API siguen el modelo propuesto en TOUCHE, ya que se han desarrollado CIOs en base a los AIOs caracterizados con las facetas embodiment, expressive artifact y visibility. Los CIOs son replicados permitiendo que varios usuarios estn interactuando con el componente de forma simultnea manteniendo un estado consistente global. Un componente replicado normalmente mantendr un estado comn con cada una de las instancias de dicho componente que se estn ejecutando en un determinado momento. Para ello, esos componentes que mantienen un estado comn, debern sincronizar su estado con el de los dems componentes cuando se inician.

Se ha creado un conjunto de componentes, como extensiones de componentes estndares, con un comportamiento distribuido. De estos componentes, provenientes de AIOs con faceta expressive artifacts hemos desarrollado los CIOs que figuran en la Tabla 1.

A la hora de inicializar el CIOs DILista existe la posibilidad de elegir entre modo replicado o local. En el modo replicado aadir y eliminar elementos de la lista es un comportamiento distribuido, mientras que en el modo local no se notifica a ninguna instancia del componente.

Adems, a partir de AIOs con las facetas embodiment y expressive artifact tenemos el CIO que aparece en la Tabla 2.

La seleccin del men podr ser controlada por un nico usuario de forma simultnea. Hasta que dicho usuario no cierre el men otro usuario diferente no podr abrirlo ni interactuar con l. Por este motivo en la barra de men se mostrar en cada momento el usuario que tiene abierto el men. Adems, se han desarrollado CIOs especficos (Tabla 3) para sistemas groupware a partir de AIOs caracterizados con las facetas incorporadas (embodiment, expressive artifact y visibility).

Todos estos CIOs nos dan informacin general sobre la estructura de grupo de la conciencia de grupo ( group awareness) del sistema [12]. Por ejemplo, el CIO DIChat, que se puede observar en la Figura 3 a), permite chatear con los dems usuarios que estn conectados. Su funcionamiento es tan simple como escribir un

texto en el campo destinado a ello, que tiene un comportamiento replicado, y pulsar sobre el botn Enviar, el cual presenta un comportamiento local a cada usuario. En la ventana de salida de mensajes, cada mensaje aparecer precedido por el nombre del usuario que lo ha escrito.

Tabla 1. Descripcin de los CIOs provenientes de AIOs con faceta expressive artifact

Nombre Funcionalidad Propiedades semnticas

Comentarios

DIList Seleccin, adicin y sustraccin de elementos de la lista

No visible, lectura, escritura

Replicado o local

DIComboBox Apertura y cierre de la lista. Resaltado y seleccin de un elemento

No visible, lectura, escritura

Replicado

DIButton Pulsar y soltar el botn No visible, lectura, escritura

Replicado

DIToggleButton Pulsar y soltar el botn No visible, lectura, escritura

Replicado

DICheckBox Pulsar y soltar la checkbox

No visible, lectura, escritura

Replicado

DITextField Insercin y eliminacin de texto No visible, lectura, escritura

Replicado

DITree Abrir y cerrar los niveles del rbol. Seleccin de un elemento

Lectura, escritura Replicado

Tabla 2. Descripcin del CIO: DJMenu

Nombre Funcionalidad Propiedades semnticas Comentarios DJMenu Indica el usuario que acta sobre el men No visible, lectura, escritura Replicado

Tabla 3. Descripcin de los CIOs especficos para sistemas groupware

Nombre Funcionalidad Propiedades semnticas

Comentarios

DIChat Chatear con los usuarios conectados No visible, lectura, escritura

Distribuido

DIRoleChange Indica el rol actual y permite cambiar a otro rol

Lectura, escritura Replicado

DICurrentRole Rol desempeado en cada momento Lectura, escritura Replicado DIOnlineUserList Usuarios conectados en cada

momento Lectura, escritura Replicado

DIUserListRolePlayed

Usuarios conectados en cada momento y el rol desempeado

Lectura, escritura Replicado

DIUserListSameRole Usuarios conectados con el mismo rol Lectura, escritura Replicado Telepointer Realimentacin de los movimientos

de otros usuarios Lectura, escritura Local/escritura

Replicado/lectura

Fig. 3. Representacin grfica de los componentes: DIChat y DIRoleChange

El CIO DIRoleChange, Figura 3 b), muestra para cada actor, los roles que puede desempear en el sistema, el rol que tiene en cada momento, y adems, le permite cambiar a otro rol si se cumplen las condiciones que lo permiten. Para cambiar de rol el usuario deber escoger un rol de la lista y pulsar sobre el botn Cambiar.

Todos los CIOs desarrollados en la plataforma se pueden clasificar en componentes simples y componentes compuestos. Los CIOs compuestos (DIChat, DIRoleChange, DIOnlineUser, DIUserLisRolePlayed y DIUserListSameRole) se pueden considerar casos concretos del CGC (Componed Groupware Component). Y los otros CIOs corresponden a Graphical Container y Graphical Individual Component segn la clasificacin de Limbourg.

5 Conclusiones

El desarrollo de aplicaciones groupware donde el usuario como parte de un grupo es la pieza fundamental del sistema est cobrando cada vez mayor importancia. Esto se debe entre otros muchos factores a la sustancial mejora de la infraestructura de red, las comunicaciones y las herramientas de desarrollo. La mayora de las aplicaciones tienen un componente de colaboracin, coordinacin o comunicacin. El usuario ha de ser consciente de la presencia del resto de usuarios del sistema.

En este trabajo se ha propuesto una aproximacin al desarrollo de interfaces de usuario para aplicaciones groupware basado en los marcos de referencia actuales. As, se han tomado dos propuestas anteriores para facilitar el diseo y la implementacin de interfaces a partir de objetos de interaccin abstractos que proporcionan independencia de la plataforma y la modalidad.

La plataforma desarrollada soporta el diseo de interfaces groupware mediante un toolkit que mejora la conciencia de grupo, cubre distintos tipos de awareness (localizacin, actividad bsica e intenciones), permite anticipar acciones y reduce la necesidad de coordinar tareas y recursos. Actualmente se est utilizando la plataforma para desarrollar juegos colaborativos, basados en asociaciones, para nios.

a) b)

Referencias

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10.Penichet, Victor M. R.: Task-Oriented and User-Centred Process Model for Developing Interfaces for Human-Computer-Human Environments. PhD. Universidad de Castilla-La Mancha. 2007

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