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03.06.1977

Erweiterte Formen des Mensch-Maschine Dialogs

Auf den technischen Möglichkeiten der grafisch-optischen Eingabe und Ausgabe bei interaktiven grafischen Systemen basiert die Entwicklung und Realisierung neuer und bequemer Ausdrucksformen zur Verbesserung des Mensch-Maschine-Dialogs. So kann vermieden werden, daß Informationen, die sich durch eine grafische Kurve leicht beschreiben lassen, durch eine unübersichtliche und unverständliche Zahlentabelle in den Computer eingegeben und vom Computer wieder ausgegeben werden müssen.

Beispiele für Techniken des grafischen Diaglos sind:

- Zeigen einer im Computer eingespeicherten Struktur in grafisch-optischer Form

- Hervorhebung von Teilstrukturen durch Blinken, Stricheln, Einfärbung, Strichstärke

- Erweiterung von Symbolvorräten durch grafische Sonderzeichen wie Symbole für Wald, Kirche etc. in der Kartografie und Symbole für Widerstände, Kondensatoren etc. beim Entwurf von Schaltkreisen

- Schnelle Steuerung und Programmbeeinflussung durch Eingabe von Punkten im Bild

- Änderungen von Daten und Datenstrukturen durch Einfügen und Löschen von Linien und Punkten unter Verwendung des grafischen

Tabletts.

Diese Techniken können vorteilhaft eingesetzt werden, um zum Beispiel flächenbezogene Daten zu erfassen, darzustellen und zu verändern oder den Entwurf von Schaltplänen zu unterstützen.

Durch grafische Tabletts können Linien in den Computer eingegeben werden. Hierbei wird ein Pen im Format eines Kugelschreibers vom Benutzer über das grafische Tablett bewegt. Dabei werden in kleinen Zeitintervallen von etwa 1/100 Sekunde automatisch die entsprechenden Positionen dem DV-System übergeben. Das Wesentliche an dieser Eingabeform ist eine Anlehnung an dem Menschen vertraute Ausdrucksformen. Das zur Erkennung von Schreibvorgängen benötigte Mustererkennungsprogramm kann in einem sogenannten Interface-Rechner ablaufen. Dieser Interface-Rechner formt die vom Bearbeiter eingegebene kontinuierliche Punktfolge in ein Befehlskommando um und schickt nur dieses Befehlskommando an den Hauptrechner. Hierdurch wird ein Engpaß bei der Datenübertragung zum Hauptrechner vermeiden.

Zukünftige Möglichkeiten

Durch den technischen Fortschritt wird sich die erforderliche Hardware so weit verbilligen, daß sie eine größere Verbreitung findet. Das gilt zum Beispiel für grafische Systeme, die farbliche Darstellungen am Bildschirm erlauben.

Die Einbeziehung von Farbinformation erhöht die Übersichtlichkeit grafischer Darstellungen und gibt ein zusätzliches Unterscheidungskriterium für verschiedenartige Klassen von Objekten. Ein Nachteil der gegenwärtig verbreiteten interaktiven grafischen Systeme ist darin zu sehen, daß durch die Trennung von Darstellungsmedium (Bildschirm) und Erfassungsmedium (grafisches Tablett) eine gewisse Entkopplung zwischen Ein- und Ausgabe besteht. Eine Verbesserung dieser Situation kann die Weiterentwicklung von Plasmadisplays bringen, bei denen ein Diapositiv, das die zu verarbeitende grafische Struktur enthält, in die Bildschirmfläche des Displays eingeblendet werden kann, so daß das Display zugleich auch die Tablettfunktion übernimmt. Dies unterstützt grafische Erfassungs- und Korrekturverfahren erheblich.

Zusätzliche Verbesserungen der Mensch-Maschine-Kommunikation ergeben sich durch Einbeziehung sogenannter Touch-Sensitiv-Eingabegeräte, bei denen mit dem bloßen Finger auf den Bildschirm gezeigt wird und der so positionierte Punkt erfaßt wird. Solche Systeme - sie basieren auf der Reflexion von vom Rand des Displays ausgesendeten Ultraschallwellen - sind bereits auf dem Markt.

Andere Methoden zur Erweiterung der Mensch-Maschine-Kommunikation sind zur Zeit noch im technischen Entwicklungsstadium oder im Laborstadium. Erwähnenswert ist ein Gerät, das vor die Augen des Betrachters montiert wird und mit dem dreidimensionale Darstellungen erkannt werden können (head-mounted

display). Dreht der Betrachter seinen Kopf, so wird automatisch im Rechner eine Rotation des Darstellungsobjektes vorgenommen. Solche Geräte werden beim Design von Maschinen- oder Karosserieteilen eingesetzt, um ein in der Datenverarbeitungsanlage gespeichertes Objekt von allen Seiten betrachten zu können. Eine andere Anwendungsmöglichkeit für dieses Gerät ist die dreidimensionale Darstellung eines geplanten Gebäudekomplexes, um dessen Einordnung in das Stadtbild einzuschätzen.

Behindert wird die Entwicklung durch zwei Engpässe. Einerseits sieht die Industrie noch keinen großen Markt für komfortable Displays mit allen denkbaren Kommunikationsformen, so daß sie bisher vorwiegend in aufwendigen und teuren Sonderanfertigungen realisiert wurden. Zum anderen fehlt es noch an geeigneten grafischen Softwaresystemen, die eine bequeme Ausnutzung der vollen Möglichkeiten moderner Kommunikationsgeräte erlauben.

* Die Autoren arbeiten am Institut für grafische Datenverarbeitung und Strukturerkennung (IGF) der Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung, Bonn.