Vision

De wereld van Morgen
Hans Goedvolk
 

4.2 Mens/computer-interactie

vorigevolgende

Een belangrijke reden voor de groeiende toepassingsmogelijkheden van IT is de steeds betere interactie tussen mens en computer. Deze ontwikkeling verloopt langs drie lijnen:

  • de gebruikersinterfaces van computers ondersteunen de zintuigen van de gebruiker beter en sluiten beter aan op zijn motoriek en spraak;
  • de realiteitswaarde van de aangeboden gegevens neemt voor de gebruiker verder toe door informatietechnologieŽn zoals multimedia en virtual reality;
  • de toepassingen geven een betere interactie met de gebruiker, waardoor hij de toepassingen als nog realistischer ervaart.

Afbeelding 4.2 Ontwikkeling van mens/computer-interactie.

In deze paragraaf beschrijven we de ontwikkelingen op het gebied van gebruikersinterfaces en de wijzigende interactie tussen toepassingen en gebruiker.

4.2.1 Character User Interface

De ontwikkeling van de gebruikersinterfaces is begonnen met de klassieke Character User Interface (CUI). De terminals van centrale computers en de MS-DOS PC's hebben als standaard een CUI. Een CUI beeldt alleen gegevens af in de vorm van velden en tekst die zijn opgebouwd uit lettertekens en cijfers. Een scherm met 24 regels van 80 karakters is gebruikelijk.

De CUI toont de gebruiker schermen met alfanumerieke gegevens op vaste locaties. Via het toetsenbord kan de gebruiker nieuwe gegevens op het scherm toevoegen en deze vervolgens invoeren in de computer. De toepassingen verlopen meestal volgens een vaste volgorde en een onderlinge samenhang van de schermen. Veelal ontbreekt de mogelijkheid dat de gebruiker met een aantal toepassingen tegelijk bezig is. De CUI is alleen geschikt voor toepassingen zoals het on line opvragen en bijwerken van gegevens en simpele tekstverwerking.

Afbeelding 4.3 De ontwikkeling van gebruikersinterfaces.

 

4.2.2 Graphical User Interface

De volgende ontwikkeling is de Graphical User Interface (GUI). Een GUI is mogelijk door beeldschermen waarop de computer ieder beeldpunt afzonderlijk aanstuurt. Naast zwart-wit is weergave van grijstinten en kleuren mogelijk. De computer kan nu op de beeldschermen teksten in opgemaakte vorm, tekeningen en grafieken afbeelden.

Belangrijke kenmerken van de huidige GUI's zijn bijvoorbeeld:

  • de windows of vensters waarin documenten, tekeningen en dergelijke staan afgebeeld;
  • een pointing device, de zogenaamde muis, die een pointer in de vorm van een pijltje op het scherm aanstuurt. Met de pointer kan de gebruiker zaken op het scherm aanwijzen en vervolgens, door een knop op de muis in te drukken, selecteren of activeren. Door de knop ingedrukt te houden kan hij een geselecteerd voorwerp op het scherm verplaatsen of van vorm veranderen;
  • menu's, zowel pull-down- als pop-upmenu's, waarmee de gebruiker functies zoals printen en opbergen kiest

Voor een GUI is aparte programmatuur nodig die voor de diverse toepassingen de presentatie op het scherm en de acties met de muis afhandelt. Deze programmatuur is een aanvulling op een besturingssysteem, of een onderdeel ervan. De GUI met bijbehorende programmatuur is in eerste instantie ontwikkeld door Rank Xerox, maar het is Apple geweest die de GUI via zijn Macintosh computers tot een succes heeft gemaakt. De GUI is bij Apple een integraal onderdeel van het besturingssysteem. Bij MS-DOS PC's is Microsoft Windows na de succesvolle introductie van Windows 3.1 de meest gebruikte GUI ter wereld geworden. Nieuwe PC's worden inmiddels compleet met Microsoft Windows geleverd. Leveranciers van tekstverwerkers, tekenpakketten en dergelijke hebben inmiddels nieuwe versies van hun pakketten uitgebracht die gebruik maken van Microsoft Windows. Gezien de vele MS-DOS PC's die overgaan op Microsoft Windows, zullen het gebruik en de populariteit van de GUI sterk toenemen.

De GUI-software voor PC's (Apple en Microsoft Windows) ondersteunt als standaard het digitaal vastleggen van geluid. Deze functie wordt gebruikt voor het geven van signalen of voor het toevoegen van gesproken tekst in documenten.

Uit onderzoek blijkt dat gebruikers een GUI veel beter accepteren dan een Character User Interface. De gebruiker ervaart de vrijheid die het werken met diverse toepassingen in afzonderlijke windows hem geeft, als positief. De vrije volgorde en samenhang waarin hij een aantal toepassingen naast elkaar kan gebruiken en binnen een toepassing zijn werkzaamheden kan uitvoeren, sluiten goed aan op zijn manier van werken. Verder maakt een GUI ondersteuning van totaal nieuwe toepassingen mogelijk. Dit zijn vooral werkzaamheden met een niet-formeel karakter, zoals het bewerken van teksten, tekeningen, spreadsheets en presentaties.

4.2.3 Multimedia User Interface

Een volgende stap in de ontwikkeling van de GUI is de Multimedia User Interface (MUI). Multimedia is de informatietechnologie die zich richt op de integratie van alle soorten gegevens die we met hulp van een computer kunnen vastleggen, bewerken en weergeven.

Toonaangevend op het terrein van multimedia zijn Apple met de Macintosh en Silicon Graphics met eigen werkstations. Op een MS-DOS PC is een MUI mogelijk met Microsoft Windows met aanvullende software en uitbreidingen op de apparatuur zoals geluidskaarten, betere luidsprekers en videokaarten. De laatste tijd wint multimedia bij PC-gebruikers snel aan populariteit.

De MUI betekent ten opzichte van de GUI vooral een uitbreiding op het gebied van beeld en geluid.

Stilstaand beeld: images
Images zijn digitale rasterbeelden. Een afbeelding is opgebouwd uit stipjes (beeldpunten), zoals bij een televisiescherm. De kwaliteit van de afbeelding wordt bepaald door de dichtheid van het aantal beeldpunten uitgedrukt in dots per inch (DPI). Images kunnen worden weergegeven in zwart/wit en in kleur. Voorbeelden zijn afbeeldingen van documenten die gemaakt zijn met een scanner, of foto's die gemaakt zijn met een still-video camera. Ook fax-apparaten verzenden onderling de documenten in de vorm van images. Hierdoor is het mogelijk een computer via een telefoonaansluiting direct een document als image te laten verzenden naar een extern faxapparaat of een andere computer, en een binnenkomende fax direct op te slaan in een computer.

Bewegend beeld: video
Met video bedoelen wij hier digitaal vastgelegde videofilms, doorgaans inclusief geluid. De films kunnen bestaan uit live-opnamen, met de computer gemaakte beeldjes of een montage van beide. Met videosynthese kan men beelden samenstellen en laten doorrekenen door de computer om een zo realistisch mogelijke weergave van perspectief, lichtval, kleuren en materialen te krijgen. Door de PC of het werkstation te voorzien van een camera en microfoon is hij ook bruikbaar voor beeldtelefoon. De MUI geeft daarbij het gezicht en de stem van de gesprekspartner weer.

Stereogeluid en muziek
De MUI geeft hifi-stereogeluid weer en is dus geschikt voor muziekweergave. Videofilms zijn te combineren met stereogeluid. Met een CD-ROM als randapparaat is het mogelijk muziek van CD's af te spelen op de computer en te kopiŽren.

Het geluid kan bestaan uit live-opnamen, met de computer gemaakt geluid, of een combinatie ervan. De combinatie met videosynthese levert grote creatieve mogelijkheden.

Spraak
Naast het vastleggen en weergeven van spraak in de vorm van digitaal geluid, is het ook mogelijk spraak te herkennen en vast te leggen als digitale tekst of te gebruiken voor commando's aan de computer. Een andere ontwikkeling is spraaksynthese, waarmee bijvoorbeeld digitaal vastgelegde tekst is om te zetten naar gesproken woord. Een voorbeeld hiervan is de gesproken krant voor blinden van het dagblad Trouw.

4.2.4 Human User Interface

Gebruikersinterfaces zijn nog steeds in ontwikkeling. De fase die volgt na de MUI zal nog beter aansluiten op de menselijke zintuigen en motoriek. De bedoeling is de werkelijkheid zo dicht mogelijk te benaderen. Het einddoel van de ontwikkeling noemen we daarom de Human User Interface (HUI). De HUI bestaat uit speciale randapparatuur die weergave van de werkelijkheid voor (bijna) alle menselijke zintuigen ondersteunt, en uit randapparatuur die beter aansluiting geeft voor de menselijke motoriek.

Hieronder volgt een overzicht van de huidige ontwikkelingen.

Zien
De MUI heeft als beperking dat het beeldscherm tweedimensionaal is. Met perspectief is een twee-en-een-halfdimensionale weergave mogelijk. De volgende stap is driedimensionale weergave met gepolariseerd licht, waarbij de kijker een speciale bril nodig heeft. Andere methoden zijn weergave via een bewegende holle spiegel en in de vorm van hologrammen. Nog beter is een driedimensionale weergave waarbij de kijker het gevoel heeft midden in het gebeuren te zitten. Deze vorm van (Virtual) Reality is mogelijk met rondom-projectie (bioscoop, vluchtsimulator) of met speciale helmen. Ook is het nu al mogelijk niet alleen het zichtbare licht maar ook opnamen uit het infrarood- of ultravioletbereik af te beelden. Dit is een vorm van hyperrealiteit waarbij het onzichtbare zichtbaar wordt.

Horen
De opvolger van stereogeluid is driedimensionale geluidsweergave. De toehoorder heeft het gevoel middenin het geluid te zitten en hoort niet alleen waar het geluid vandaan komt, maar ook de weerkaatsing tegen wanden. In combinatie met driedimensionaal beeld is audiovisuele realiteit mogelijk.

Tast/motoriek
Bij driedimensionaal beeld en geluid hoort driedimensionale invoer van gegevens. Dit is mogelijk met een driedimensionale muis waarmee de gebruiker voorwerpen in een driedimensionaal beeld aanwijst en selecteert. Een andere mogelijkheid wordt geboden door speciale handschoenen (data gloves) om de bewegingen van de handen over te brengen. Een toepassing van data gloves in combinatie met videobeeld is het op afstand bedienen van apparatuur in kerncentrales of van robots. Belangrijk voor weergave van de realiteit is dat de computer 'gevoel' teruggeeft. Bij een data glove gebeurt dit door druk op de hand uit te oefenen.

Ruiken en proeven
Computers kunnen via speciale sensoren 'ruiken' en 'proeven'. Een voorbeeld voor het 'ruiken' zijn de snuffelpalen voor het meten van luchtverontreiniging. In sommige bioscopen in de Verenigde Staten zijn inmiddels apparaten geÔnstalleerd (geuractoren) die bij films de juiste geuren afgeven.

4.2.5 Van programma naar document

De ontwikkeling van interfaces betekent ook dat de interactie tussen gebruiker en computertoepassing verandert. De GUI en vooral de MUI maken dat de gebruiker niet meer werkt met programma's, zoals WordPerfect, maar met documenten die bestaan uit objecten zoals teksten, tekeningen en videofilms. Bij de HUI zijn de documenten opgebouwd uit objecten die de gebruiker via de interface ervaart als objecten uit een bestaande of denkbeeldige werkelijkheid.

In de huidige werkwijze start de gebruiker eerst een programma op. Met behulp van het programma zoekt de gebruiker een bestaand document op dat hij wil bewerken of hij opent een nieuw document.

Bij multimediadocumenten zien we steeds vaker een andere werkwijze. De gebruiker zoekt eerst op schijf het document op dat hij wil bewerken of raadplegen. Vervolgens geeft hij het document de opdracht zich te 'openen'. Ook kan hij de computer de opdracht geven een nieuw leeg document te openen. Een document bestaat uit objecten zoals teksten en tekeningen. Wanneer in het document een tekening staat afgebeeld kan de gebruiker ook de tekening openen. Deze tekening verschijnt dan weer in een apart venster met de functies om de tekening te bewerken. Sluiten we het venster na het wijzigen van de tekening, dan verschijnt de gewijzigde tekening in het document. Het koppelen van document en tekening kan op twee manieren. In het ene geval slaan we de tekening afzonderlijk op en nemen een verwijzing naar de tekening op in de documenten waarin we de tekening gebruiken. Dit noemen we het linken van een object (de tekening) aan een ander object (het document). Het voordeel hiervan is, dat we dezelfde tekening aan verschillende documenten kunnen linken. Wijzigen we de tekening, dan is hij automatisch in alle documenten gewijzigd. De andere methode is tekeningen in hun geheel fysiek op te nemen in de documenten. Dit is het embedden van een object in een ander object.

De huidige situatie is overigens nog een mengvorm. Zowel bij Apple Macintosh als Microsoft Windows is het nog steeds mogelijk rechtstreeks een programma op te starten. Dit is nodig als je direct een nieuw document wilt aanmaken. Bestaande documenten kunnen echter rechtstreeks worden geopend. In dat geval start het programma waarmee het document is aangemaakt en dit verzorgt het tonen van het document. Opent men binnen een tekstdocument een tekening, dan start naast de tekstverwerker ook het tekenpakket. Bij toepassing van object linking en embedding kan dit overigens betekenen dat er zo veel objecten van verschillende programma's tegelijkertijd geopend worden, dat er onvoldoende computergeheugen is voor deze programma's.

Taligent
IBM, Apple en Hewlett-Packard hebben een samenwerkingsverband gevormd onder de naam Taligent. Dit samenwerkingsverband werkt aan een nieuwe GUI met een besturingssysteem waarbij consequent objectoriŽntatie wordt toegepast. De gebruiker kan bij Taligent documenten openen en krijgt dan de beschikking over kleine programma's in de vorm van 'gereedschappen' waarmee hij objecten kan toevoegen en bewerken. Een belangrijk verschil met de huidige situatie is dat de gebruiker geen complete programma's, zoals tekstverwerkers, meer opstart, maar steeds aparte gereedschappen om documenten te zoeken, te openen en te presenteren en om objecten in de documenten te bewerken. Er is dus alleen geheugenruimte nodig voor de gereedschappen die op een bepaald moment gelijktijdig in gebruik zijn.

Het uitgangspunt bij Taligent is dat de gebruiker software aanschaft voor de soorten objecten waarmee hij wil werken. Bovendien kan hij per soort object zelf kiezen welke bewerkingen hij erop wil kunnen uitvoeren. Hij moet minimaal een object kunnen presenteren en ter aanvulling koopt hij de 'gereedschappen' waarmee hij de objecten kan creŽren en bewerken. Een voordeel voor de gebruiker is, dat hij niet meer een compleet pakket behoeft te kopen dat alle functies bevat voor tekstverwerking, tegenwoordig zelfs inclusief tekenpakket. De gebruiker schaft alleen de software aan voor de soorten objecten en gereedschappen die hij nodig heeft voor zijn manier van tekstverwerking en tekenen. Ook kunnen dezelfde gereedschappen voor verschillende objecten worden gebruikt. Voor zelfstandige teksten in een document en voor een tekst in een tekening is dezelfde spellingcontrole te gebruiken. Gereedschappen als kopiŽren of verplaatsen van objecten in een document of tussen documenten zijn voor alle objecten te gebruiken.

Een voordeel is ook, dat niet iedere softwareleverancier een pakket met alle gereedschappen moet leveren, maar dat een aantal leveranciers gezamenlijk alle gereedschappen voor bepaalde typen objecten leveren. Leveranciers kunnen zich specialiseren in gereedschappen voor bijvoorbeeld spellingcontrole, vertalen, complexe grafische objecten en opmaak van teksten.

4.2.6 Samenvatting

De gebruikersinterface sluit steeds beter aan op de menselijke zintuigen en motoriek. Dit maakt niet alleen de communicatie tussen mens en computer eenvoudiger. De interface kan ook de communicatie tussen mensen onderling goed ondersteunen wanneer we hun computers via telecommunicatie doorverbinden. Mensen kunnen rechtstreeks met elkaar overleggen via beeldtelefoon, of fraaie multimediadocumenten uitwisselen.

De gebruiker werkt op termijn niet meer met programma's maar met documenten die zijn samengesteld uit objecten en hij heeft de beschikking over gereedschappen om documenten en objecten te bewerken.

De GUI is op dit moment sterk in opkomst. Gezien de dalende prijs van multimedia zullen veel gebruikers de GUI van hun PC of werkstation in de komende jaren uitbreiden tot een MUI. Een brede toepassing van de HUI zal voorlopig nog op zich laten wachten, omdat de technologie nog erg kostbaar is en nog niet compleet beschikbaar.

vorigvolgende
website: Daan Rijsenbrij