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01.08.1986

Der Blick über den Gartenzaun erweitert den Horizont:Präsentationsgrafik im technischen Einsatz

Die Erfordernisse der Präsentationsgrafik im technisch-wissenschaftlichen Bereich vergleicht Joachim Hachmeister* mit denjenigen im kaufmännisch-organisatorischen Sektor. Sein Fazit: Was dem Kaufmann recht ist, kann dem Ingenieur nur billig sein. Angesichts der Leistungsfähigkeit technischer Grafiksoftware wäre allerdings auch der umgekehrte Schluß nicht abwegig.

Der Einsatz computerunterstützter Grafik hat im Bereich kaufmännischer Anwendungen in letzter Zeit einen rapiden Aufschwung genommen. Motoren dieses Trends waren der Preisverfall bei Personal Computern einerseits und das Angebot von kombinierten Kalkulations- und Grafikprogrammen andererseits. Demgegenüber ist bei potentiellen technischen Anwendern - insbesondere in der Industrie - noch eine gewisse Zurückhaltung beim Einsatz des PC als grafischer Arbeitsplatz festzustellen.

Softwarelücke im Ingenieurbereich

Fragt man die Anwender nach dem Grund, so wird als Antwort oft die Softwarelücke genannt, das heißt das mangelnde Angebot an leistungsfähiger und kostengünstiger Standardsoftware für technische Applikationen. Sucht man in einschlägigen Softwarekatalogen, so wird dieser Eindruck bestätigt: Die Rubrik "Technische Präsentationsgrafik" wird oft gar nicht erst aufgeführt. Dennoch scheint es sich hierbei um eine Informationslücke zu handeln: Konzepte zum Einsatz von Standard-Grafiksoftware in Technik und Wissenschaft existieren nämlich bereits durchaus.

Von entscheidender Bedeutung bei der Beurteilung eines Softwaresystems ist die Schnittstelle zum Benutzer. Für den Forschungs- und Versuchsingenieur steht dabei neben dem Bedienkomfort eine größtmögliche Flexibilität im Vordergrund. Der Hauptgrund dafür, daß sich die am Markt gängigen Busineßgrafiksysteme im technischen Bereich nicht durchsetzen konnten, liegt in der mangelnden Anpassungsfähigkeit an spezielle Anwendungen: Umsatzdiagramme sehen in allen Unternehmen gleich aus, technische Auswertungen haben viele Gesichter.

Dem Wunsch nach Vielseitigkeit entspricht das Angebot von Routinebibliotheken, die von höheren Programmiersprachen wie Fortran oder Pascal her angesprochen werden können. Hier kann der Benutzer aus

einer Vielfalt von Befehlen - vom einfachen Vektor bis zum beschrifteten Diagramm - ein völlig individuelles Bild erzeugen. Der Nachteil dieser Methode liegt auf der Hand: Der Anwender muß über Programmierkenntnisse verfügen - und er muß die Zeit haben, selbst Programme zu entwickeln.

Hier bietet sich ein neuer Weg an, der es dem Ingenieur ermöglicht, sich verstärkt auf seine eigentliche Aufgabe zu konzentrieren: der Grafikinterpreter. Man versteht darunter ein Programm, das den umfangreichen Befehlsvorrat einer Routinebibliothek bietet, aber vom Benutzer im Dialog betrieben werden kann. Hilfreich ist dabei die unmittelbare Ausführung der Befehle am Grafikbildschirm mit der Möglichkeit, Fehleingaben sofort zu korrigieren. Fertige Befehlslisten können gespeichert und mit unterschiedlichen Eingangsdaten, die von einer Datei eingelesen werden, wiederholt ausgegeben werden.

Manchem Benutzer wird aber auch diese Methode als zu aufwendig erscheinen, weil er zunächst selber ein Bild (zumindest im Kopf) entwerfen und es dann aus einzelnen Elementen zusammenfügen muß. Hier hilft ein menügesteuertes System mit vorgefertigten Diagrammen weiter, die allerdings in der Regel funktionell über das hinausreichen müssen, was in Busineßgrafik-Programmen angeboten wird. Der Gewinn an Komfort geht jedoch zu Lasten der Flexibilität (siehe oben).

Welcher der drei dargestellten Bedienphilosophien ist nun der Vorzug zu geben? Die Beantwortung dieser Frage hängt natürlich von der jeweiligen Anwendung ab. So ist es etwa bei einer Echtzeitdarstellung von Meßwerten notwendig, Erfassungssoftware und Grafikausgabe programmtechnisch zu integrieren - möglich nur mittels Routinebibliothek. Ein anderer Fall ist die Erstellung eines komplexen Kennlinien-Diagramms - machbar mit dem Grafikinterpreter, unmöglich mit typischen "fertigen" Programmen. Schließlich sind aber auch einfache Anwendungen wie statistische Auswertungen denkbar. Sie sollten mit minimalem Aufwand zu erzeugen sein. Das Dilemma für den Anwender besteht nun darin, daß er sich meist sehr variablen Anforderungen hinsichtlich der Präsentationsgrafik gegenübersieht.

Die Lösung bietet hier ein integriertes Programmkonzept, das alle drei Benutzerschnittstellen beinhaltet. Dabei muß maximale Durchlässigkeit zwischen den einzelnen Schalen gewährleistet sein: Grafiken sollten zum Beispiel beliebig kombinierbar sein, egal, wie sie erzeugt werden.

Natürlich läßt sich auch mit einfacher Vektorplot-Software jede beliebige Grafik erzeugen. Nur kann man dann gleich mit Stift und Lineal arbeiten. Je höher die "lntelligenz" der in ein Präsentationsgrafiksystem eingebauten Funktionen ist (insbesondere bei Routinebibliotheken und Interpretern), desto effizienter läßt sich mit ihm arbeiten.

Ein absolutes Muß für den technischen Einsatz ist eine beliebige Skalierung, wahlweise halb oder ganz logarithmisch. Dabei ist es wichtig, daß nicht nur Kurven skaliert werden sondern alle grafischen Funktionen in skalierten Einheiten ausführbar sind. Beispiele hierfür sind Clipping-Windows zum Begrenzen von Ausreißern in Meßreihen oder die Beschriftung von Diagrammen an meßwertabhängigen Positionen.

Überhaupt spielt die Beschriftung eine wichtige Rolle im Rahmen der Präsentationsgrafik. Zwar sollte sie sparsam verwendet werden (sonst könnte man gleich Tabellen ausdrucken), aber Überschriften, Legenden Achsenbeschriftung und Markierungen runden ein Diagramm ab. Dabei ist zu beachten, daß bei technischen Darstellungen neben normalen Texten auch Formelzeichen, Exponenten, Indizes sowie variable Zahlenausdrücke möglich sein müssen.

Zu den auch in der Business Grafik üblichen Diagrammformen wie Linien-, Balken- und Kreisdiagramm kommen in der technischen Anwendung Sonderformen wie zum Beispiel Höhenliniendiagramme oder die Darstellung analytischer Funktionen (zum Beispiel Sinus, Cosinus, Tangens) vor. Nicht zu vergessen ist schließlich die Möglichkeit, dreidimensionale Abhängigkeiten plastisch darzustellen. Je größer die Auswahl an Diagrammformen ist, desto eher wird man seine Ergebnisse adäquat darstellen können.

Portabilität und Geräteunabhängigkeit

Ein absolutes K.-o.-Kriterium ist es, wenn das gewünschte Grafiksystem auf dem Rechnersystem des Anwenders nicht angeboten wird oder aber ein bestimmtes Ausgabegerät nicht unterstützt. Technische Präsentationsgrafik wird oft nicht als Komplettsystem, sondern als Add-On zu vorhandenen Rechnersystemen gewünscht. Dabei ist vor allem in größeren Unternehmen keinerlei "Linientreue" festzustellen, das heißt, Rechnerfamilien verschiedener Hersteller führen ein lebhaftes Mit- und Gegeneinander. Hier sind die Anbieter im Vorteil, deren Systeme portabel genug sind, um unter vielen Betriebssystemen verfügbar zu sein.

Ähnliches gilt für den Anschluß unterschiedlicher Ausgabegeräte. Im Bereich der Präsentationsgrafik haben bisher Bestrebungen zur Normung von Schnittstellen nicht annähernd den Widerhall gefunden wie im CAD-Sektor. Dies hat vor allem zwei Gründe: Erstens gibt es bereits seit Jahren weitverbreitete Industriestandards wie PLOT10, HP-GL oder Calcomp, auf die sowohl Software- wie auch Perihperiehersteller Rücksicht nehmen. Daher ist der Trend neue, den Normen entsprechende Geräte zu kaufen, nicht sehr stark: Entweder der alte Stiftplotter tut's noch, oder man kauft etwas Kompatibles, damit die Software nicht geändert werden muß. Zweitens besitzt bei der Auswahl eines Präsentationsgrafiksystems die Qualität der Benutzerschnittstelle meist einen höheren Stellenwert als das genormte Kernsystem, von dem der Benutzer in der Regel nichts bemerkt.

Der Konservativismus bei den Peripheriegeräten kann nur durch Grafiksoftware behoben werden, die sowohl alte Standards als auch neue Technologien unterstützt. Als Beispiel ist hier die Entdeckung der Matrixdrucker als grafisches Ausgabegerät zu nennen: Sie sind oft preiswerter und robuster als Plotter und können ohne Probleme Endlospapier verarbeiten. Sie ersetzen in vielen Anwendungen heute den analogen Linienschreiber.

Matrixdrucker ersetzen Plotter

Die Ausgabequalität ist zwar oft mäßig, aber für interne Dokumentationen ausreichend. Hierfür ist es aber notwendig, daß der Drucker eben nicht nur als Hardcopy-Einheit verstanden wird, sondern vom Grafiksystem als eigenhändiges Grafikgerät betrieben wird. Ähnliches gilt

für den Einsatz höherwertiger Drucktechniken wie Thermotransfer, Laser- und Tintenstrahl.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß ein Präsentationsgrafiksystem für technische Anwendungen anderen, nicht selten höheren Ansprüchen genügen muß als ein Busineßgrafik-Paket. Dies gilt insbesondere für Flexibilität in der Bedienung und einen großen Funktionsumfang. Sofern diese Bedingungen jedoch erfüllt sind, besteht kein Grund, auf den Einsatz eines Standard-Grafikpaketes zu verzichten. Was dem Kaufmann recht ist, sollte dem Ingenieur nur billig sein!

*Joachim Hachmeister ist Mitarbeiter der TCAE GmbH in Röhrmoos bei München