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B. Bornemann-Jeske (INF Gesellschaft für Informatik und Organisation mbH, Richardstr. 45, D-2000 Hamburg 76)

Die neuen Technologien in der beruflichen Rehabilitation, Grafische Benutzeroberflächen Dieser Aufsatz ist ein Teil des Berichtes von Brigitte Bornemann-Jeske und Reinhard Nachtsheim "Die neuen Technologien in der beruflichen Rehabilitation" und stellt grundlegend Status Quo und Trends der Rehabilitationstechnik auf Basis der Informations- und Kommunikationstechnologien dar. Der Teil über Blinde und hochgradig Sehbehinderte konzentriert sich auf die Problematik der grafischen Benutzeroberflächen und des Grafikzugangs für Blinde.

Der Bericht über den ersten von der UNO mitgetragenen Weltkongreß "Informationstechnik für Behinderte am Arbeitsplatz" vom Dezember 1991 in Washington entstand mit Förderung durch die Freie und Hansestadt Hamburg, Behörde für Arbeit, Gesundheit und Soziales, Landesamt für Rehabilitation RE 3 - Hauptfürsorgestelle. Die Verantwortung für den Inhalt liegt bei den Autoren.

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3.4 Fortschritt und Rückschritt am Beispiel des Computerzugangs für Blinde

Die Blinden und hochgradig Sehbehinderten profitierten in der Vergangenheit am deutlichsten von der Computertechnik und waren die eigentliche Referenzgruppe für das Thema "Computer und Behinderte". Dies manifestierte sich in einer Dominanz der Blinden im Kongreßprogramm. Mehr als ein Viertel aller Arbeitsgruppen befaßten sich thematisch mit Entwicklungen für Blinde, und in den Überblicken zu Bildung, Informationszugang, Integration am Arbeitsplatz etc. hatten Erfahrungen mit Blinden ebenfalls einen hohen Anteil. Im Unterschied zu den oben beschriebenen Entwicklungen für motorisch Behinderte und Gehörlose kann jedoch nicht festgestellt werden, daß Blinde von den neuen Tendenzen in Informatik und Elektronik wesentlich profitieren. Der Siegeszug grafischer Benutzeroberflächen, deren visuelle Strukturierung Software für die Sehenden leichter verständlich macht, schließt Sehbehinderte und Blinde aus. Die bisher guten Integrationsmöglichkeiten Blinder basierten nicht zuletzt auf ihrem Zugang zu marktüblicher Standardsoftware und zu allgemein verfügbaren digitalen Informationsangeboten (1). Sollten sie in Zukunft wieder vom allgemeinen Informationsfluß abgeschnitten werden, so wäre hiermit die begonnene Epoche gleicher Karrierechancen nach kurzem Anlauf beendet.

Heute steht das Thema "Computer und Blinde" für die große Anstrengung, die aufgebracht werden muß, um den erreichten Stand zu halten. Ein Trost mag sein, daß die blindenspezifische Grundlagenforschung, die zur Erreichung dieses Ziels führen soll, vielleicht in Zukunft den Zugang Blinder zu grafischen Informationen verbessern kann.

3.4.1 Die Problematik der grafischen Benutzeroberflächen

Die blindentechnischen Hilfsgeräte für den Zugriff auf den Computerbildschirm basieren im Prinzip auf dem Standard des Betriebssystems MS-DOS, das den Bildschirm in ein Raster von 25 Zeilen zu 80 Zeichen einteilt und in einem speziellen Bereich des Arbeitsspeichers zwischenspeichert. Jedes Rasterfeld enthält ein Textzeichen im ASCII-Code sowie ein Attribut für die Gestaltung (Farbe, fett, unterstrichen, revers, blinkend). Die Blindenhilfsmittel greifen auf diesen Bildschirmspeicher zu, übertragen die Textzeichen in synthetische Sprache, Braille oder Großschrift und werten die Zeichenattribute sowie die Veränderungen des Bildschirminhalts aus.

Die grafischen Benutzeroberflächen - nach dem Apple Macintosh kamen MS-Windows für MS-DOS, Presentation Manager für OS/2, und eine Vielzahl unter Unix - brechen den alten DOS-Standard auf vielfache Weise. Der Textmodus, d.h. der zeichenweise gerasterte Bildschirmspeicher, wird nicht mehr verwendet, alle Informationen gehen direkt im Grafikmodus, d.h. in Bildpunkte gerastert, auf den Bildschirm. Grafische Elemente werden nicht nur in spezifischen Anwendungen, sondern zur Steuerung aller Progamme verwendet. Textzeichen werden wie im Druckbild in verschiedener Größe und Form dargestellt. Hiermit ist die Basis der klassischen Blindenhilfsmittel hinfällig. Der Grafikmodus kann bisher lediglich nach dem Verfahren der Pixelvergrößerung Sehbehinderten zugänglich gemacht werden, wobei allerdings nur geringe Vergrößerungsfaktoren von praktischem Nutzen sind.

Der Siegeszug grafischer Benutzeroberflächen erzeugte bei den Blinden wachsende Besorgnis, seitdem sie auch in Programmierung und Textverarbeitung, die Domänen blinder Computernutzer, einzudringen begannen. Namhafte Stimmen bezweifelten, daß der Zugang prinzipiell möglich sei, zumindest nicht auf eine sowohl für die Hilfsmittelhersteller wirtschaftliche als auch für die blinden Nutzer praktikable Weise (2). Die Grafiksymbole und optischen Effekte, die die Bildschirminformation für den Sehenden strukturieren und die Aufmerksamkeit lenken, sind für den Blinden nur Störsignale, hinter denen die eigentliche Information mühsam erschlossen werden muß. In der Einschätzung der Chancen, diese Schwierigkeiten zu überwinden, hat der Kongreß jedoch einen Stimmungsumschwung eingeleitet.

Es wurden zwei Prototypen von Blindenterminals vorgestellt, die bereits einige Teilschritte im Zugang zu grafischen Benutzeroberflächen bewältigt hatten: der IBM Screen Reader für OS/2 und das Taktile Grafiktablett des Trace-Zentrums der Universität Wisconsin für den Macintosh (3). Vermißt wurde der deutsche Braillezeilenhersteller Papenmeier, der kurz zuvor auf der Rehabilitationsmesse in Düsseldorf ein Labormuster für den Zugang zu MS-Windows gezeigt hatte.

Geklärt ist der Zugang zu den Textinformationen des grafischen Bildschirms. Nachdem Experimente mit der Analyse des grafischen Bildschirms nach dem Verfahren der optischen Zeichenerkennung bisher ohne praktikables Ergebnis blieben (4), basieren die auf dem Kongreß gezeigten Ansätze auf dem Verfahren, Textinformationen vor ihrer Zerlegung in Pixel auf einer tieferen Ebene des Betriebssystems abzufangen. Dieses Verfahren ist allerdings vom jeweiligen Betriebssystem abhängig und kann sich mit künftigen neuen Versionen ändern. Ein universelles Hilfsmittel für alle grafische Software wird also vorerst nicht entstehen.

Die gewonnenen Informationen über Textzeilen, deren Positionierung, Schriftart und Größe werden in einer Datenbank gespeichert, so daß ein Modell des Bildschirminhalts entsteht, auf das ähnlich wie auf den DOS- Bildschirmspeicher zugegriffen werden kann. IBM prägte hierfür den Begriff des "Off-Screen Model". Grafische Bedienelemente wie Programmsymbole, Schaltflächen etc. sind hierin im Prinzip auf dieselbe Weise unterzubringen, wenn auch die praktische Umsetzung noch am Anfang steht.

Die Präsentation der Information für den blinden Nutzer ist eine weitere, ebenso schwierige Frage. Der IBM Screen Reader zeigte, daß zumindest die Verfolgung der aktuellen Fenster und Boxes, anders als in ähnlich strukturierten DOS-Programmen, kein Problem ist. Per Sprachausgabe wurden die jeweiligen Titel und Optionen beim Wechsel der Fenster automatisch angesagt. Differenziertere Programme mit grafischen Bedienelementen und druckgetreuer WYSIWYG-Textdarstellung wurden noch nicht gezeigt.

Das taktile Grafiktablett ist besonders interessant, weil es neue Ansätze auch in der Gerätetechnik zeigt. Es besteht im wesentlichen aus einem berührungsempfindlichen Tablett, das den Bildschirm repräsentiert, und einer Maus mit integriertem Optacon, auf dem die darunterliegende Fläche durch vibrierende Stifte abgebildet wird. Hiermit kann der Bildschirm abgetastet werden. Eine Sprachausgabe spricht den Text, auf den die Maus zeigt, und kann auch unabhängig von der Maus verwendet werden. Erprobt wird Stereoton für räumliches Hören, um die Orientierung auf der Fläche zusätzlich auch durch akustische Rückmeldung zu erreichen. Schaltfelder am Rande des Bildschirmabbilds können mit eigenen Routinen belegt werden und geben schnellen Zugriff auf häufig benötigte Programmfunktionen. Als Alternative hierzu wird ebenfalls die Spracheingabe erprobt. Dieser Prototyp ist beispielgebend für den multimedialen Ansatz, die Wahrnehmungsmöglichkeiten Blinder umfassend zu nutzen.

Noch keine Lösung gibt es für die Darstellung von Braille und Großbild, die für konzentriertes Arbeiten am Text unverzichtbar sind. Hier gibt es grundlegende Gestaltungsprobleme, da diese Medien zeichenweise gerastert sind und den grafischen Bildschirm nicht 1:1 abbilden können. Auch gilt es eine größere Vielzahl an Zeichenformaten zu kontrollieren. Die Entwickler stimmen darin überein, daß die grafischen Bedienelemente - Programmsymbole, Statusanzeigen, Schaltflächen etc. - erkannt und auf Bezeichnungen in Text zurückgeführt werden können, doch in welcher Form sie dargestellt und bedient werden sollen, ist noch durchaus zweifelhaft.

Als Resümee kann festgehalten werden, daß die Analyse des komplexen grafischen Bildschirms im wesentlichen gelungen ist. Die erkannten Daten, Bedienelemente und Situationen müssen jedoch in einer für den blinden Bediener handhabbaren Weise neu gestaltet werden. Entscheidend wird die größtmögliche Reduktion der zu beobachtenden Elemente, ein klares Strukturbild und die Nutzung aller Wahrnehmungsmöglichkeiten sein. Für die Lösung dieser Designaufgabe scheinen bisher noch die Ansätze zu fehlen. Die Situation verlangt eine innovative Idee wie seinerzeit die Erfindung des Braille, das ebenfalls einen grundlegend neuen Weg in der Informationsdarstellung für Blinde ging.

Obwohl der erreichte Stand mehr Probleme als Lösungen zeigt, hat der Kongreß doch wesentliche Impulse für die weitere Entwicklung gegeben. IBM ist offenbar bereit, seine Erkenntnisse der Allgemeinheit zur Verfügung zu stellen, wie in einer privaten Konferenz mit den anwesenden Herstellern von Braillezeilen deutlich wurde. Sollte dieser Weg gangbar sein, so könnten die mittelständischen Firmen ihre Kapazitäten auf die blindengerechte Darstellung konzentrieren. Es zeigten sich auch solche Firmen interessiert, die bis dahin die Praktikabilität eines Zugangs Blinder zu grafischen Benutzeroberflächen zurückgewiesen hatten (5).

3.4.2 Möglichkeiten des Grafikzugangs für Blinde

Im Zusammenhang mit dem Problem der grafischen Benutzeroberflächen wurden auch die Möglichkeiten des Zugangs Blinder zu grafischen Informationen generell diskutiert, von einfachen geometrischen Figuren zu Stadtplänen, Landkarten und Zeichnungen aller Art. Während in der Vergangenheit die Herstellung tastbarer Grafiken auf Papier und Plastik ein aufwendiges Verfahren war, könnte das Angebot durch grafische Software auf eine neue, allgemein verfügbare Basis gestellt werden. Voraussetzung ist ein tastbares Abbild des Bildschirms in geeigneter Qualität. Neben neuen gerätetechnischen Ansätzen wurde auch Grundlagenforschung zur Optimierung des menschlichen Tastsinns vorgestellt.

Von tastbaren Drucken ist bekannt, daß der Tastsinn kleinräumige flächige Strukturen nicht unterscheiden kann. Der Nutzen für die Orientierung in grafisch gesteuerten Programmen ist daher gering. Forschungen der Universitäten Montreal und Uppsala über Oberflächenstrukturen, Profile und Rasterungen sollen die Grenzwerte taktiler Wahrnehmung ermitteln (6). Taktile Displays wie das Optacon erreichen bisher allerdings nicht das Auflösungsvermögen der Fingerspitzen und sind mit vertretbaren Kosten nur in kleiner Abmessung herstellbar. Wie die Demonstration des oben beschriebenen taktilen Grafiktabletts des Trace-Zentrums zeigte, sind hiermit auch einfache Formen wie Kreise nur mühevoll zu erkennen, da die kinästhetische Wahrnehmung durch das schwerfällige Nachführen der Maus gestört wird. Als interessanter Lösungsansatz wurde ein Konzept der Universität Hagen vorgestellt, auf Basis einer bioelektrisch sensitiven Flüssigkeit ein fein gerastertes, vollflächiges Bildschirmabbild herzustellen, das mit den Fingerspitzen aktiviert wird und zugleich wie eine Maus die Aktionen des Bedieners an das System zurückmelden kann (7).

Ein interaktives taktiles Display bietet die Möglichkeit, Grafiken mit zusätzlicher Information in Sprache zu verknüpfen oder die Aktionen des Benutzers durch intelligente Verfahren zu unterstützen. An der Universität Newcastle wurde mit einem Digitalisierbrett und einer Sprachausgabe ein relativ einfaches interaktives Display NOMAD entwickelt, das für didaktische Zwecke und geografische Karten eingesetzt wird (8). Auf das Brett werden taktile Folien aufgelegt, Texterläuterungen zu einzelnen dargestellten Elementen werden beim Berühren gesprochen. Mit diesem Verfahren konnte bei geografischen Karten eine deutliche Verbesserung des Nutzens der grafischen Information erzielt werden. Erprobt wird ebenfalls der Einsatz der sprachlichen Rückmeldung für das Training der taktilen Wahrnehmung.

Die Verknüpfung taktiler Grafiken mit Sprache scheint der vielversprechendste Ansatz für die Nutzbarmachung grafischer Informationen zu sein, wobei allerdings der Einsatz vorerst auf didaktische Anwendungen beschränkt bleibt. Um diese Beschränkung zu überwinden, wäre an allgemein verfügbare oder automatisch produzierte Texterläuterungen zu denken. Im Trace-Zentrum werden Verfahren der Mustererkennung erprobt, um einfache geometrische Figuren, wie sie in Geschäftsgrafiken verwendet werden, zu beschreiben (9). Interessant sind auch die im Folgenden dargestellten neuen Ansätze zur Standardisierung multimedialer Dokumente, die die textliche Beschreibung grafischer Informationen unterstützen können.

3.4.3 Internationale Software-Standards als Lösung-

Die Probleme der Hilfsmittelhersteller, den Fortschritten der Informationstechnik zu folgen, lassen sich zum großen Teil auf den Mangel an Standards in der Speicherung und Übermittlung der Information zurückführen. Nachdem ASCII und der DOS-Bildschirmspeicher als Standards nicht mehr ausreichten, haben beinahe alle Software-Hersteller ihren eigenen Weg genommen, um beispielsweise Grafiken als Bitmuster oder in geometrischen Formeln aufzuzeichnen. Der Aufbau des Bildschirms ist an keiner Stelle des Systems dokumentiert und muß von anderen Systemen, die darauf zugreifen wollen, wie ein Teil der Außenwelt nach Methoden der Mustererkennung analysiert werden. Die Absurdität dieser Situation betrifft inzwischen auch die Mainstream-Produktion, so daß Aussicht besteht, im Rahmen neuer Standardisierungsbestrebungen auch den Interessen der blinden Nutzer entgegenzukommen.

David Stone, der Software-Leiter von Digital Equipment, erläuterte die Problematik am Beispiel einer Tortengrafik (10) - eine Form, die von Blinden auch bei taktiler Präsentation nur schwer zu erkennen ist. Wenn die konstruktiven Daten der Grafik nicht auf dem Weg zum Bildschirm in Pixel aufgelöst würden, sondern erhalten blieben, könnten sie mit dem Blindenhilfsmittel als Text oder Sprache dargestellt werden: die Bezeichnung "Tortengrafik", der Titel, die Größe der Segmente usw.. Ein ähnliches Problem stellt sich bei der Übersetzung in eine andere Sprache, insbesondere ins Japanische, das ein völlig anderes Layout verlangt als Englisch oder Französisch. Arbeitsgruppen in multinationalen Konzernen können bisher nur dann grenzübergreifend zusammenarbeiten und Daten austauschen, wenn sie sich auf eine Sprache einigen - eine Bedingung, die mit dem Strukturwandel des Welthandels nicht mehr lange vorausgesetzt werden kann. Vor diesem Hintergrund arbeiten die Software-Produzenten an einem neuen Konzept, das die Verarbeitung der Daten von der Präsentation trennt und das Ergebnis in einem Interface dokumentiert. Auf dieses Interface, das definiert und standardisiert werden muß, kann dann mit Übersetzungssoftware für verschiedene Sprachen und für verschiedene Gestaltungskonzepte oder Gerätetypen zugegriffen werden. Die Aufbereitung für die Braillezeile wäre damit auf derselben Basis möglich wie die Aufbereitung für den Bildschirm. Im Ergebnis sollen Amerikaner, Europäer und Japaner, Blinde und Sehende mit derselben Software zusammenarbeiten können, jeder in seiner eigenen Sprache und mit seinem persönlichen Wahrnehmungsvermögen.

Während der kommende Interface-Standard erst vage umrissen ist, werden auf der Ebene der Dokumente bereits konkrete Schritte zu einer Standardisierung unternommen. Der ISO-Standard "Open Document Architecture" (ODA) für multimediale Dokumente (11) wird die heutige Situation, in der jedes Textprogramm sein eigenes Speicherformat hat, beenden. ODA enthält bereits Definitionen für die logische Struktur eines Textes (Kapitelstruktur, Gliederungsstufen etc.) und eingeschlossene Grafiken. Komplette Layoutdefinitionen sind in Arbeit, ebenso der Einschluß von Video- und Tondokumenten sowie eine Hypertext-Struktur. ODA-Dokumente werden für jede Software zugänglich sein, so daß auch spezifische Programmsysteme für Blinde eine neue Bedeutung erlangen könnten.

Tom Wesley, der an der Universität Bradford in einem TIDE-Projekt zur Standardisierung elektronischer Tageszeitungen arbeitet, führte die Bedeutung aus, die ODA für den leichteren Informationszugang Blinder haben kann (12). Beispielsweise sind Anhaltspunkte für die automatische Formatierung von Braille-Drucken enthalten, ebenso für Zugriffe auf Kapitelanfänge zur schnellen Durchsicht eines Textes im Computer. Vorschläge für weitere ODA-Regelungen, die dem Zugriff Behinderter entgegenkommen, werden in Bradford entwickelt. Das Publikum und die UNO als Schirmherr des Kongresses wurden aufgefordert, die internationale ISO-Organisation zur konsequenten Berücksichtigung der Interessen Behinderter in ihrem Standardisierungswerk zu verpflichten.

Als eines der Ergebnisse des Kongresses konnte von dem Vorsitzenden Leonard Suchanek die Gründung einer Arbeitsgruppe aus amerikanischen, europäischen und asiatischen Wissenschaftlern berichtet werden, die sich der Standardisierung als in Zukunft entscheidendem Faktor des Zugangs Behinderter zu Informations- und Kommunikationstechniken widmen wird (13).



Anmerkungen

1 Bornemann-Jeske, a.a.O.

2 Informationsveranstaltung des deutschen Hilfsmittelherstellers Baum Elektronik am 23.8.91 in Hamburg. Werner Boldt: "Fortschritt und Hinschritt - Gedanken zum Tage", in: horus, Marburger Beiträge zur Integration Blinder und Sehbehinderter, Jg. 53/1991 Nr. 4, S. 144 - 148.

3 Mike Emerson, David Jameson u.a.: "Screen Reader /PM, GUI Access by Blind Computer Users", in: WCT III, S. 65 - 75; Gregg C. Vanderheiden, Ph.D. and Thomas Andersen: "A Dual Information Class Model for Providing Access to Computers with Graphic User Interfaces for People who are Blind", in: WCT III, S. 77 - 89.

4 Als Weltneuheit konnte auf der Rehabilitationsmesse in Düsseldorf im September 1991 das Großbildsystem "Argus" mit integrierter optischer Zeichenerkennung von dem deutschen Hersteller Reinecker vorgestellt werden.

5 Die Initiativen deutscher Hersteller wurden weiterverfolgt auf dem Seminar "Windows für Blinde" am 28./29.2.92 in Bremen, das von der Autorin in Kooperation mit dem Fachausschuß Informationstechnik der deutschen Blindenverbände durchgeführt wurde.

6 Nicole Trudeau, Colette Dubuisson: "Tactile Graphics in Braille Texts", in: WCT IV, S. 382-400; Gunnar Jansson, "Computer Graphics for the Blind", in: WCT IV, S. 422 - 430.

7 Jörg Fricke: "A Tactile Graphic Computer Screen and Input Table for Blind Persons", in WCT IV, S. 403 - 420.

8 Don Parkes, Richard Dear: "NOMAD: Enabling Access to Graphics and Text Based Information for Blind, Visually Impaired an other Disability Groups", in: WCT V, S. 688 - 714.

9 Vanderheiden, Andersen, Andersen, a.a.O.

10 David L. Stone, "Assistive Technology: A Look Towards the Third Wave", in: WCT I, S. 44. Details der Darstellung sind der Audioaufzeichnung des Vortrags entnommen.

11 Tom Wesley, "Technical Standards: An Issue of Importance for People with Disabilities", in: WCT I, S. 64 - 67.

12 Ebenda.

13 Leonard J. Suchanek, WCT Conference Program S. 14, Audioaufzeichnung des Plenumsvortrags am 5.12.92.

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