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Bachelorarbeiten von Aron Diekmann und Rudi Wolf 2018

Modellierung der Farbsehfähigkeiten

Studienarbeit von Julia Seifert und Christiane Lammersen

Abbildung 1
Abbildung 2

Einleitung

Die Benutzerfreundlichkeit eines Softwaresystems wird ganz entscheidend von den individuellen Fähigkeiten eines Anwenders beeinflusst. Aus diesem Grund sind spielerische Tests implementiert worden, die dazu dienen, speziell die Farbsehfähigkeiten eines Benutzers zu modellieren. Dabei handelt es sich zum einen um einen "Farbgedächtnistest" und zum anderen um einen "Farbunterscheidungstest".

Motivation

Die Motivation zu einer solchen Aufgabenstellung war, dass es in der Wissenschaft von Bedeutung ist, technische Vorgänge wirklichkeitsgetreu nachzuahmen und große Datenmengen möglichst effektiv darzustellen. Dazu werden die vorliegenden Zahlen in Bilder umgewandelt. Der Betrachter soll damit in der Interpretation der Daten unterstützt werden und ein besseres Verständnis für die Vorgänge gewinnen. Die Abbildung der Daten auf Farbe gehört dabei zu den grundlegenden Visualisierungstechniken. Durch den Einsatz von Farben kann der Betrachter bei Operationen wie Suchen und Identifizieren von Objekten unterstützt werden, da Farbcodierungen dazu hilfreich sein können, Objekte leichter voneinander zu trennen oder diese zu betonen.

Die beiden Karten in Abbildungen 1 und 2 machen deutlich, wie Farben das Erkennen erleichtern und die Informationsaufnahme beschleunigen können. Während bei dem farbigen Ausschnitt der Fluss und die Straßen sofort ins Auge fallen, muss man sich bei der schwarz-weißen Darstellung deutlich stärker konzentrieren, um die gewünschten Informationen zu erhalten.

Eine geeignete Farbauswahl ist dabei besonders wichtig für die Qualität der entstehenden Darstellung. Damit ein Betrachter die veranschaulichten Daten und Abläufe richtig interpretieren kann, sollten bei der Auswahl der Farben folglich einige Einflussfaktoren berücksichtigt werden:

  • Farben können auf verschiedenen Bildschirmen unterschiedlich erscheinen, da die Rechnerumgebungen ihr Aussehen beeinflussen.
  • Es dürfen nur so viele Farben zur Wiedererkennung verwendet werden, wie sich der Betrachter merken kann.
  • Die zugeordneten Farben müssen für den Betrachter unterscheidbar sein. Dabei muss auch auf mögliche Farbfehlsichtigkeiten oder altersbedingte Kontrastschwächen geachtet werden.
  • Farben können je nach Erfahrung, Erziehung, Geschlecht oder Kultur mit unterschiedlichen Dingen assoziiert werden.

Adaptive Software Systeme

Damit diese Faktoren bei der Visualisierung auch berücksichtigt werden können, werden die Farbsehfähigkeiten eines Benutzers zunächst modelliert. Dazu müssen bestimmte Informationen gesammelt werden. Das aus den Informationen erstellte Modell kann nun als Quelle für adaptive Software-Systeme genutzt werden. Ein adaptives Softwaresystem passt sich selbständig mit Hilfe eines solchen Modells an den Benutzer an. Die einfachste und zuverlässigste Methode, aussagekräftige Informationen über den Benutzer zu gewinnen, besteht darin, diesen spezielle Aufgaben lösen zu lassen. Daher sind zwei Tests entwickelt worden, welche die Eigenschaften eines Anwenders erfassen sollen.

Die Farbwahrnehmingstests

Der "Farbgedächtnistest" basiert auf dem bekannten Memoryspiel. Er ist dazu ausgelegt worden, das Erinnerungsvermögen einer Person in Bezug auf Farben zu untersuchen. Anhand der Durchführung des Tests können solche Farben herausgefiltert werden, die für die Visualisierung besonders geeignet sind, weil der Anwender bei diesen besonders gute Ergebnisse erzielt hat und sich diese somit leicht einprägen kann. Im Gegensatz dazu werden aber auch solche Farben ermittelt, die auf Grund von schlechten Ergebnissen bei der Darstellung besser vermieden werden. Außerdem kann die Größenordnung der eingesetzten Farben abgeschätzt werden, mit der sich ein Betrachter nicht überfordert fühlt.

Der "Farbunterscheidungstest" dient dazu herauszufinden, wie gut eine Person dazu in der Lage ist, Farben zu unterscheiden und in welchen Bereichen des sichtbaren Spektrums möglicherweise Defizite auftreten. Dadurch kann sowohl eine mögliche Farbfehlsichtigkeit, als auch eine altersbedingte Kontrastschwäche erkannt werden. So erhält man die Möglichkeit, die ursprünglichen Farben einer Graphik so anzupassen, dass auch Menschen mit einem Sehfehler diese eindeutig unterscheiden können. Dies ist Voraussetzung für die korrekte Interpretation einer visuellen Darstellung.

 

Farbgedächtnistest

Mit dem Farbgedächtnistest soll Ihre Fähigkeit untersucht werden, mit der Sie sich Farben merken können.
Sobald Sie dazu bereit sind, drücken Sie den Knopf "Beginne mit Memory". Danach erscheint 10 Sekunden lang ein Farbfeld mit neun Farben. Diese Farben sollen Sie sich innerhalb der 10 Sekunden merken, anschließend werden die Farbfelder verdeckt. Nun erscheint eine Farbe unterhalb des Farbfeldes. Die Position dieser Farbe soll wiedergefunden werden. Dazu klicken Sie ein bestimmtes Feld an, bei dem Sie vermuten, dass sich die Farbe darunter befindet. Die Anzahl der Versuche, die Sie letztendlich benötigen, wird gezählt. Der Test wird insgesamt 5-mal wiederholt, um ein realistischeres Ergebnis zu erhalten.

Farbunterscheidungstest

Die Aufgabe besteht darin, im linken Bereich eine beliebige Farbe auszuwählen und anschließend diese Farbe im rechten zu finden. Hat man ein Farbpaar gefunden, werden die Felder ausgegraut. Werden zwei Farben verwechselt, wird der Fehler gezählt und man kann es erneut versuchen. Das Spiel ist beendet, wenn alle Farbpaare gefunden wurden.

Anschließend erhält man eine Auswertung, die Auskunft über die Anzahl der Fehler und die benötigte Zeit gibt. Anhand des Farbrades kann man erkennen, bei welchen Farben man die meisten Fehler gemacht hat. Ein hoher durchschnittlicher oder maximaler Fehler (gemessen in Grad – Abstand auf dem Farbkreis) deutet auf eine Farbfehlsichtigkeit hin.

Für weitere Informationen bitte E-Mail an jseifert(at)uni-paderborn(dot)de.

Die Universität der Informationsgesellschaft