StressMirror

• › StressMirror Konzept und Dokumentation [PDF | 1 MB ] [link 02]
• › Korrelation: zwei Messwerte zu einem Zeitpunkt ergeben als Wertepaar einen Punkt im Koordinatensystem [JPEG | 35 KB ] [link 03]
• › Von der Seite betrachtet wird der Soundgraph (in Abhängigkeit von Zeit) sichtbar [JPEG | 23 KB ] [link 04]
• › Von oben betrachtet wird der Graph des Hautwiderstandes sichtbar [JPEG | 61 KB ] [link 05]
• › Eine verschiebbare Ebene in die Z-Tiefe grenzt den Wertebereich ein. [JPEG | 32 KB ] [link 06]
• › Filmsequenz, die Funktionalitäten der Korrelationsdarstellung aufzeigt [4 MB ] [link 07]

Inhaltliche Beschreibung

Entspannung assoziiert Ruhe – Stress wird mit Unruhe in Verbindung gebracht. Deshalb werden die gemessenen Stresswerte über "Ruhe–Unruhe" sowie "Chaos–Ordnung"-Beziehungen visualisiert.

Da der Hautwiderstand direkt am Menschen gemessen wird, ist es zudem sinnvoll, diese Werte auf sein Abbild zu übertragen. Aus diesen beiden Überlegungen entstand eine Anwendung, die live-Webcam-Bilder einer Person über deren Biofeedbackwerte verändert. Je gestresster die Testperson ist, umso unruhiger und ungeordneter wird das Bild, je entspannter sie ist, umso ruhiger und geordneter verhält es sich.

Ein entspannter Benutzer sieht sich einem ruhigen, nahezu fotorealistischen Spiegelbild gegenüber. Ein gestresster User wird in einem unruhigen, verfremdeten Bild dargestellt. Die Unruhe der Person spiegelt sich in der Unruhe des Bildes wider.

Dabei verändert der am Menschen gemessene Hautwiderstand lediglich die Bildpunkte, die die Person beschreiben. Der Hintergrund ist von diesen Änderungen unbeeinflusst. Um den Fokus auf die Messvisualisierung zu legen aber dennoch eine Orientierung im Raum zu ermöglichen, wird der Hintergrund weich gezeichnet.

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Wie kann man Bezüge herstellen zwischen Biofeedback-Daten und weiteren Relevanten Messdaten? Mit dieser zentralen Frage setzt sich die wissenschaftlichere Ausprägung von StressMirror auseinander.

Exemplarisch wurden hierfür der Hautwiderstand (Indikator für Stress) und die Lautstärke (akustische Außeneinflüsse) gemessen und abgebildet.

Ausgangspunkt ist die klassische Korrelation, die zwei Messwerte zu einem Zeitpunkt als Wertepaar in ein Koordinatensystem einträgt (x-Wert = Hautwiderstand, y-Wert = Lautstärke). Auf diese Weise entsteht pro Zeiteinheit ein Punkt im Koordinatensystem.

Naturgemäß ergeben sich Häufungen in bestimmten Bereichen. Dadurch kann die Quantität der einzelnen Messwerte an einem Punkt nicht mehr bestimmt werden. Außerdem berücksichtigt die klassische Korrelationsdarstellung keine zeitliche Komponente.

Deshalb wurde die Darstellung um eine dritte Achse erweitert, die in der Z-Tiefe Platz für die Zeit schafft. Der jeweils aktuelle Messwert erscheint vorne. Ältere Werte wandern in die Tiefe.

Diese Darstellung hat den zusätzlichen Vorteil die Kombination aus den beiden ursprünglichen Messgrößen nachvollziehbar zu gestalten. Denn dreht man das dreidimensionale Koordinatensystem, erscheint von der Seite betrachtet der Graph der Lautstärke (in Abhängigkeit von der Zeit); von oben betrachtet wird der Graph des Hauwiderstandes sichtbar.

Um diese Beziehungen zu verdeutlichen, können die Korrelations-Punkte mit den Achsen verbunden werden. Hierdurch werden die Graphen der einzelnen Komponenten sichtbar.

Die perspektivische Darstellung erleichtert zwar die Orientierung im Raum, erschwert jedoch die Lesbarkeit der Grafen. Deshalb kann stets in einen 2D-Modus gewechselt werden, um die Graphen genau analysieren und interpretieren zu können.

Um die Orientierung im Raum zu erleichtern, können Hilfslinien und -ebenen eingeblendet werden. Eine verschiebbare Ebene in die Z-Tiefe kann zum Eingrenzen des Wertebereichs verwendet werden. Es ist möglich, die Verbindungen der Korrelationspunkte zu X- und Y-Achse nur auf dieser Ebene einzublenden. Auf diese Weise können Einzelwerte analysiert werden. Dies funktioniert besonders gut, wenn die Aufzeichnung der Werte angehalten und die Z-Ebene durch einen still-stehenden Graphen bewegt wird. Zur näheren Betrachtung der einzelnen Punkte, können diese auch heran gezoomt werden.

Auch parallele Ebenen zu X- und Y-Achse helfen bei der Analyse der Darstellung. Sie können als Filter dienen. Durch Einblenden einer Ebene, die entlang der X-Achse verschoben wird, können beispielsweise die Sound-Amplituden sichtbar gemacht werden, die über einem bestimmten Hautwiderstand-Pegel liegen.

Technische Beschreibung

Beide Anwendungen wurden mit Processing (http://processing.org), einer java-basierten Programmiersprache und -umgebung für Gestalter, programmiert.

Über die serielle Schnittstelle werden in Echtzeit die Daten des Hautwiderstandes eingelesen und verarbeitet. Auch die Bilddaten der Webcam werden über Processing bearbeitet. Die Anwendungen laufen sowohl in Echtzeit als auch mit aufgezeichneten Daten.

Hardware / Software

Es handelt sich um eigenständige Programme, die Java Runtime Enviroment benötigen.

Zur Bedienung der Anwendungen ist eine Tastatur und eine Maus mit Scrollrad erforderlich.

Im Echtzeitmodus benötigen beide Anwendungen ein Körperspannungsmessgerät. Es wurde das Messgerät der Anwendung StressX verwendet.

Für das digitale Spiegelbild ist eine Webcam erforderlich. Es wurde mit der Logitech QuickCam Pro 4000 gearbeitet.

Hochschule / Fachbereich

Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt
Gestaltung

URL der Hochschule

» http://gestaltung.fh-wuerzburg.de [link 08]

Betreuer des Projekts

Prof. Eric Schöls

Kommentar des Betreuers

In ihrer Projektarbeit mit dem Titel "Stress Mirror" beschäftigen sich Marion Rüth und Steven Schmidt mit der Messung und Visualisierung von Stress in Echtzeit. Im Vordergrund ihrer Auseinandersetzung steht dabei die möglichst direkte und emotionale Darstellung einer körperlich/seelischen Anspannung. Geschickt übertragen sie die gemessenen Ergebnisse direkt auf den Probanden, oder zeigen sie parallel auch als wissenschaftlich exakte Informationsgrafik. Beide Visualisierungsmethoden sind von höchster grafischer Qualität und nutzen die durch das rechnergestützte Medium gegebenen Möglichkeiten ideal. Der kluge Einsatz der erweiterten Korrelationsdarstellung erlaubt die Einbindung weiterer, unterschiedlicher Messdaten, was die Arbeit insgesamt auch zum Therapie-Tool für verschiedene Einrichtungen macht.

Marion Rüth und Steven Schmidt haben ihre Arbeit selbständig konzipiert, gestaltet und programmiert. Während ihrer Recherche arbeiteten sie eng mit Ärzten und medizinischen Einrichtungen zusammen. Das Ergebnis ist ein hervorragendes Beispiel im »Computational-Umfeld« und zeigt eindrucksvoll, wie fruchtbar die Zusammenarbeit zwischen Design und Wissenschaft sein kann.

Seminar / Kurzbeschreibung

"StressMirror" entstand als Studienarbeit im Projekt "Design and Medicine". Dieses Projekt wurde als hochschulübergreifendes Thema zeitgleich von Studierenden am Rochester Institute of Technology (RIT) bearbeitet.

Zuordnung Forschungsbereich

Die Arbeit wurde am Fachbereich Gestaltung der Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt im Studienschwerpunkt Elektronische Medien entwickelt.