Abschnitt 3.2 - 3.2 Wahrnehmung von Informationen
Beschäftigte müssen mit ihren Sinnen Informationen erst erkennen, bevor sie diese aufnehmen und umsetzen können. Für die Softwaregestaltung sind das visuelle, das auditive und das haptische System von Bedeutung.
Abb. 3
Prozess der visuellen, akustischen und taktilen Wahrnehmung
Der Prozess der visuellen, akustischen und haptischen Informationswahrnehmung ist in der Abbildung 3 schematisch dargestellt. Die Sinnesorgane nehmen jeweils nur bestimmte Arten und Qualitäten von Reizen auf und leiten sie über Nervenfasern an das Gehirn weiter. Reize, die das Auge als Teil des visuellen Systems aufnimmt, sind Farben eines begrenzten Spektrums von Wellenlängen sowie Helligkeits- und Farbintensitäten. Mit ausreichendem Kontrast können sie im Gehirn als Zeichen, Strukturen oder Bilder wiedererkannt werden.
Das Ohr als Teil des auditiven Systems nimmt Schalldrücke in einem begrenzten Frequenz- und Intensitätsbereich auf, die dann nach Weiterleitung des Reizes an das Gehirn als Ton, Geräusch, Laute oder Klangfolgen interpretiert werden.
Die Haut als Teil des haptischen Systems nimmt Informationen zu Ort, Druck und Temperatur auf und leitet diese Reize an das Gehirn weiter. Dort werden diese Informationen mit der Handlung des Beschäftigten verknüpft.
3.2.1 Das visuelle Sinnessystem
Eine Informationsaufnahme mithilfe des visuellen Sinnessystems setzt grundsätzlich voraus, dass sich die Informationen im Gesichtsfeld des Menschen befinden. Eine zuverlässige Tiefenwahrnehmung aller Farben ist auf ca. 19° Winkelabweichung von der Sehachse in alle Richtungen begrenzt. Bei größeren Winkeln können Menschen noch Graustufen und Bewegungen erfassen, sofern nicht durch Kopfbewegungen ein größeres Blickfeld entsteht. Für die Farbgestaltung von Informationsdarstellungen sind sowohl Grenzwerte des menschlichen Sehraumes als auch seine Aufgaben zu berücksichtigen.
Bei ausreichenden Leuchtdichten kann der Mensch über die Farbrezeptoren der Augen (Zapfen) Farben von Blau-violett bis hin zu Purpurrot wahrnehmen. Dies entspricht einem Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis 780 nm aus dem Spektrum der elektromagnetischen Strahlung (siehe Abbildung 4). Wellenlängen außerhalb dieses Bereichs sind zur Informationsdarstellung nicht geeignet.
Unterschiede zwischen Farben können Menschen nur bei ausreichender Helligkeit sicher erkennen und wenn sie im Spektrum und/oder in ihrer Intensität ausreichend weit auseinanderliegen. Das ist z. B. bei unterschiedlichen Grundfarben (rot, blau, gelb) oder bei Schwarz-Weiß-Darstellungen der Fall. Im Spektrum zu nahe beieinander und daher schlecht unterscheidbar sind z. B. schwarze Schrift auf grauem Untergrund oder gelbe Linien auf weißem Hintergrund.
Mithilfe von Hell-Dunkel-Rezeptoren (Stäbchen) auf der Netzhaut werden Helligkeitsabstufungen (Lichtintensitäten) wahrgenommen. Bei Dunkelheit sind Farben allenfalls als Schwarz-Weiß-Unterschiede in Grauabstufungen erkennbar.
Abb. 4
Mithilfe eines Prismas wird "weißes" Sonnenlicht in seine Spektralfarben zerlegt.
Die Softwaregestaltung sollte berücksichtigen, dass eine ausgewogene Leuchtdichteverteilung die Sehwahrnehmung unterstützt. Große Helligkeitsunterschiede, die zu erhöhten Anforderungen an die Hell-Dunkel-Adaptation führen, sollten vermieden werden. Bei ausreichender Beleuchtung sind die Leuchtdichten in der Umgebung und am Arbeitsplatz zudem so, dass bei Verwendung eines hellen Hintergrundes für die Bildschirmdarstellung mit weniger störenden Spiegelungen gerechnet werden kann. Dies ist einer der Gründe, weshalb die Positivdarstellung (dunkle Schrift auf hellem Grund) von Software grundsätzlich zu empfehlen ist.
Immer wenn ein Ausschnitt einer Bildschirmanzeige direkt angeschaut wird, fällt dieser Ausschnitt genau auf die Stelle des schärfsten Sehens auf der Netzhaut (Netzhautgrube/Fovea centralis) des Menschen (siehe Abbildung 5).
Abb. 5
Prozess der visuellen Wahrnehmung
Abb. 6
Betrachtung eines Sehobjekts durch Blicksprünge auf Teile des Sehobjekts und Zusammenstellung als ganzes Sehobjekt
Soll ein größeres Sehobjekt auf der Bildschirmanzeige betrachtet werden, so werden zum scharfen Sehen Ausschnitte von Sehobjekten nacheinander auf die Fovea centralis fokussiert. Dazu sind Kopfbewegungen oder Bewegungen des Augapfels in Form von ruckartigen Blicksprüngen (Sakkaden) notwendig (siehe Abbildung 6). Die Wahrnehmung eines größeren Sehobjekts auf der Bildschirmanzeige, das aus mehreren Ausschnitten zusammengesetzt werden muss, benötigt mehr Zeit und ist mit einer höheren Belastung verbunden.
Um ein scharfes Bild zu erzeugen, muss die Brechkraft der Augenlinse ständig so verändert werden, dass unterschiedlich weit entfernte Bilder auf der Netzhaut scharf abgebildet werden. Diesen Vorgang der Brechkraftanpassung der Augenlinse nennt man Akkommodation (siehe Abbildung 7). Je größer der Entfernungsunterschied, desto mehr Zeit wird benötigt, um die optimale Akkommodation einzustellen und somit Gegenstände in verschiedenen Entfernungen zu erkennen. Zeiten von mehr als einer halben Sekunde sind keine Seltenheit; der Zeitbedarf nimmt in der Regel im höheren Lebensalter zu. Bildschirmanzeigen und andere Medien, die als Informationsquelle dienen, sollten daher eine ähnliche Entfernung zum Auge haben. Sind unterschiedliche Entfernungen erforderlich, sollten Informationen nach Priorität strukturiert werden.
Abb. 7
Akkommodation - Veränderung der Augenlinse zum Scharfstellen von Sehobjekten
Die Anpassung des Auges an unterschiedliche Beleuchtungsstärken (zum Beispiel Nachthimmel oder Sonnenschein, dunkel oder hell) wird Adaptation genannt. Für die Adaptation sind die Regulierung des Lichteinfalls durch den Pupillenreflex sowie die Photorezeptoren der Netzhaut des Auges (Stäbchen und Zapfen) verantwortlich. Die Adaptation im Bereich der Netzhaut ist ein langsamer Stoffwechselprozess, den der Mensch nicht beschleunigen kann. Für die vollständige Dunkeladaptation nach einem Aufenthalt bei Tageslicht mit plötzlichem Übergang in Dunkelheit werden ca. 40 Minuten benötigt. Auch wenn an Arbeitsplätzen, an denen mit Software gearbeitet wird, Übergänge nicht so extrem oder schnell auftreten, sind die Adaptationszeiten bei Darstellungen auf dem Bildschirm zu berücksichtigen.
Die Farb- und Beleuchtungsbedingungen der Bildschirmanzeige sind mit der näheren und weiteren Arbeitsumgebung abzustimmen. Da während der Aufgabenbearbeitung normalerweise Blickwechsel zwischen Bildschirm und Arbeitsumgebung stattfinden, sind hier geringe Helligkeitskontraste zu empfehlen. Grundsätzlich sind neben einer Positivdarstellung auf dem Bildschirm auch helle und reflexionsarme Bildschirmgehäuse und Schreibtischoberflächen gefordert. Damit werden geringere Anforderungen an die Hell-Dunkeladaption der Augen gestellt und die Wahrnehmung der Informationen wird erleichtert. Diese Grundorientierung der Software (mit Positivdarstellung) ist dann auch die Vorlage für die Gestaltung der Bildschirmanzeigen innerhalb der Software.
 | Warum eigentlich Softwareergonomie? |
|---|---|
| Das visuelle System verrichtet bei der Tätigkeit am Bildschirm Schwerstarbeit. Dateneingabe- oder Dialogtätigkeit erfordern etwa 12.000 bis 33.000 Kopf- und Blickbewegungen zwischen Bildschirm, Tastatur und Vorlage sowie 4.000 bis 17.000 Pupillenreaktionen pro Arbeitstag. Bei der Arbeit am Bildschirm kann die Belastung der Augen und des Sehvermögens hoch sein und gesundheitliche Beschwerden können auftreten. Darauf kann durch die Gestaltung der Software, der Mensch-System-Interaktion sowie der Schnittstellen umfangreich Einfluss genommen werden. | |
3.2.2 Das auditive Sinnessystem
Das Ohr setzt Schallwellen als Druckschwankungen in der Luft in elektrophysiologische Signale um und leitet sie dann zum Gehirn weiter (siehe Abbildung 8). Dort werden sie je nach Wellenlänge und Amplitude als Töne mit Höhe und Intensität interpretiert. Schallquellen können zudem lokalisiert werden.
Für das Ohr des Menschen ist nur ein Teil der Schalldruckwellen (Frequenzbereich zwischen ca. 20 Hz bis 20 kHz) als Ton hörbar. Der wahrnehmbare Frequenzbereich engt sich mit zunehmendem Alter ein. Die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Töne kann abhängig von den Frequenzunterschieden schwierig sein (z. B. Hören von Tönen bei Hintergrundgeräuschen). Der auf eine Arbeitsschicht bezogenen Schalldruckpegel (Beurteilungspegel) sollte 80 dB(A) nicht überschreiten. Er sollte abhängig von den Aufgaben, z. B. andauernd hohe Anforderungen an die Konzentration oder Sprachverständlichkeit, unterhalb von 55 dB(A) liegen. Die Wahrnehmbarkeit ist frequenzabhängig: Die Hörschwelle für niedrige und hohe Frequenzen des wahrnehmbaren Bereichs liegt bei ca. 60 dB, während Töne von etwa 4 kHz bereits bei 0 dB erkannt werden.
Akustische Signale sollten nur der Orientierung dienen und können eine weitere, z. B. visuelle Kodierung, unterstützen. Werden sie für Fehlermeldungen verwendet, dann kann aus dem akustischen Signal allein noch nicht erkannt werden, wo der Fehler war und wie er zustande gekommen ist - es sei denn, es handelt sich um eine Sprachausgabe oder eine kodierte Tonfolge. Da akustische Signale meist plötzlich auftreten, kommt es sofort zu einer Ablenkung der Aufmerksamkeit, um das akustische Signal zu lokalisieren und zu interpretieren. Die Aufgabenbearbeitung und andere Wahrnehmungsprozesse werden dadurch unterbrochen. Um Störungen zu vermeiden, sollte möglichst nicht akustisch informiert werden. Für Menschen mit Sehbehinderung hingegen können akustische Signale essenzielle Informationsquellen sein (siehe Kapitel 10 "Barrierefreie Gestaltung von Software").
Weitere Informationen zur Gestaltung von akustischen Signalen bieten die DIN EN ISO 9241-112 und DIN EN ISO 7731.
3.2.3 Das haptische Sinnessystem
Mit der Haut als Teil des haptischen Sinnessystems besitzt der Mensch die Fähigkeit, Informationen zu erfühlen und zu ertasten. Er kann sich dadurch Oberflächeneigenschaften von Objekten zunutze machen. Beim Annähern an oder Berühren eines Gegenstandes, z. B. bei der Nutzung von Eingabegeräten oder Touchscreens, leiten Rezeptoren Informationen über Druck und Temperatur an das Gehirn weiter. Bei Eigenbewegung von Körperteilen (wie z. B. Arm, Hand, Finger) kommen Informationen über die Stellung im Raum und die aktive Kraftausübung hinzu, wenn Form, Größe und Struktur von Gegenständen ertastet werden. Eine Beschreibung der haptischen Wahrnehmung und eine kontrollierte Handlungssteuerung sind möglich, insbesondere, wenn diese Informationen mit bekannten Erfahrungen aus dem Gedächtnis verknüpft werden.
Weitere Informationen zur Gestaltung von Eingabemitteln und Touchscreens bieten DIN EN ISO 9241-410 zu Gestaltungskriterien für physikalische Eingabegeräte und VDI/VDE 3850 Blatt 2 zu Merkmalen, Gestaltung und Einsatzmöglichkeiten von Benutzungsschnittstellen mit Touchscreens.
Abb. 8
Auditive Wahrnehmung
3.2.4 Ausgewählte Prozesse der Wahrnehmung
Bei einem einzelnen Wahrnehmungsvorgang nehmen wir immer nur einen kleinen Ausschnitt aus einem ganzen Bild, einen Einzelton aus einer Klangfolge oder einen Buchstaben aus einer Braillezeile (Computer-Ausgabegerät für Menschen mit Sehbehinderung, das Zeichen in Brailleschrift darstellt) wahr. Die einzelnen Sinneseindrücke müssen daher in einem zeitlichen und räumlichen Prozess organisiert werden, um den Zusammenhang zu erkennen.
Bedeutende Organisationsprinzipien zur Informationsdarstellung, die unsere Wahrnehmung unterstützen, sind:
- a.
Unterscheidung von Figur und Hintergrund
- b.
Gliederung in Bereiche
- c.
Prinzipien der Gruppierung - Gestaltgesetze
- d.
visuelle Bewegungswahrnehmung
a. Unterscheidung von Figur und Hintergrund
Eine Interpretation von Gesamtbildern wird erleichtert, wenn sie leicht in ihre elementaren Bestandteile "Figur" und "Hintergrund" zerlegt werden können. Der Hinter- bzw. Untergrund ist der Bestandteil, von dem sich eine Figur abheben kann (z. B. dunkler Text auf hellem Papier). Die Einteilung von Figur und Hintergrund entsteht durch die Reizverarbeitung im Gehirn, bei der Wahrnehmungstäuschungen und Erfahrungswissen eine Rolle spielen (vgl. das weiße Dreieck in der Abbildung 9).
Abb. 9
Prinzip der Figur-Hintergrund-Gliederung
Die Unterscheidbarkeit informationsrelevanter Signale vor einem Hintergrund unwichtiger Informationen kann durch qualitative Veränderungen oder Mehrfachkodierung verbessert werden. Dies verringert die Anstrengung beim Filtern der Signale. Hilfreich sind Veränderung der Intensität und eine unterschiedliche Kodierung von Signalen durch Form, Farbe, Dauer oder Zeitcharakteristiken, eine reduzierte Intensität des Hintergrundes (Rauschen) und ein Maskieren und Filtern mithilfe technischer Systeme (siehe auch DIN EN ISO 10075-2).
b. Gliederung in Bereiche
Die Strukturierung des Bildschirms durch eine konsistente (gleichbleibende) Gliederung erleichtert die Wahrnehmung als vollständiges Bild mit allen seinen Einzelteilen und dadurch auch die Orientierung auf dem Bildschirm. Gliederungen durch abrupte Veränderungen von Textur oder Wechseln in der Farbqualität (Ton, Sättigung oder Helligkeit) markieren "Grenzen" zwischen Bereichen.
Diese Grenzen werden vom Sinnessystem wahrgenommen und im Gehirn als solche weiterverarbeitet, sodass der Mensch sowohl ein Bild als Ganzes erkennen als auch darin enthaltene einzelne Bereiche voneinander trennen kann. Weitere Möglichkeiten zur Gliederung oder zur Abgrenzung von Bereichen auf dem Bildschirm zeigt Kapitel 8 "Informationsgestaltung".
c. Prinzipien der Gruppierung - Gestaltgesetze
Das visuelle, auditive und haptische System des Menschen folgt Prinzipien der Gruppierung, auch als Gestaltgesetze beschrieben. Werden einzelne Reize für Auge, Ohr oder Haut nur als einzelne Teile betrachtet, dann werden sie selten korrekt wahrgenommen und verarbeitet. Verschiedene Arten der Anordnung von einzelnen Teilen beeinflussen die Wahrnehmung der Gesamtstruktur. Von den Gestaltgesetzen werden die Gesetze der Nähe, der Ähnlichkeit und der Geschlossenheit im Kapitel 8 "Informationsgestaltung" anhand von Beispielen illustriert.
d. Visuelle Bewegungswahrnehmung
Die Wahrnehmung von Bewegungen oder Veränderungen von Informationen beinhaltet im Vergleich zu statischen Bildern zusätzliche wichtige Informationen und Impulse.
Bewegungen erregen unsere Aufmerksamkeit: Eine Bewegung im Gesichtsfeld löst eine sofortige Augenbewegung zur Kontrolle aus. Dadurch wird das sich bewegende Objekt in der Fovea centralis (Stelle des schärfsten Sehens auf der Netzhaut) fokussiert und kann dann erkannt werden.
Die Bewegungen eines Objektes relativ zu einer Beobachterin bzw. einem Beobachter vermitteln Hinweise zur räumlichen Tiefe und dreidimensionalen Gestalt von Objekten.
Bewegungen vermitteln Informationen, durch die sich Figur und Untergrund unterscheiden lassen. Ein sich bewegendes Objekt wird meist als Figur vor einem unbewegten Untergrund wahrgenommen.
Durch Bewegungen kann die Benutzerin bzw. der Benutzer zudem aktiv mit der Software interagieren. So kann anhand der Bewegungen des Mauszeigers auf dem Bildschirm bewertet werden, welche Bewegungen mit der Hand an der Maus erforderlich sind, um das Ziel zu erreichen.
Die Bewegungswahrnehmung dient dem Erkennen von Veränderungen und einer räumlichen und zeitlichen Orientierung beim Schreiben eines Textes oder beim Platzieren einzelner Objekte auf dem Bildschirm. Mithilfe von Bewegung können andauernde Prozesse gekennzeichnet werden (z. B. Fortschrittsbalken). Da blinkende, erscheinende oder sich bewegende Animationen von der eigentlichen Aufgabenbearbeitung ablenken, sollten diese nur eingesetzt werden, wenn die Aufgabe unterbrochen werden kann oder die Animationen für die Bearbeitung der Aufgaben unabdingbar erforderlich sind (z. B. Fehlermeldung).