B U S E R. Low Vision. Institut für Optometrie. Fritz Buser Dipl. Augen optiker SBAO. Anton Scheidegger Dipl. Archtekt FH

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1 Untersuchung zur Verbesserten Lesbarkeit von Bildschirminformationen für Sehbehinderte im öffentlichen Verkehr im Auftrag des Bundesamtes für Verkehr Low Vision B U S E R Fritz Buser Dipl. Augen optiker SBAO Anton Scheidegger Dipl. Archtekt FH n Fachhochschule No rdwestschweiz Institut für Optometrie Prof. Dr. Roland Joos Dipl. Physiker

2 Untersuchung im Auftrag des Bundesamtes für Verkehr 634.0/ /138 Verbesserte Lesbarkeit von Bildschirminformationen für Sehbehinderte im öffentlichen Verkehr Projektverantwortlicher: Fritz Buser dipl. Augenoptiker SBAO, Lichtdesinger SLG In Zusammenarbeit mit Anton Scheidegger dipl. Architekt FH, Mitarbeiter der Fachstelle Behinderte und öffentlicher Verkehr Prof. Dr. Roland Joos, dipl. Physiker, Dozent an der Fachhochschule Nordwestschweiz Publikationsdatum: September 2008 / Ergänzung Dezember 2008

3 Untersuchung Verbesserte Lesbarkeit von Bildschirminformationen für Sehbehinderte im öffentlichen Verkehr 0 Zusammenfassung 0.1 Einleitung Das Bundesamt für Verkehr hat der Firma Low Vision Buser den Auftrag für eine Studie mit dem Titel Verbesserte Lesbarkeit von Bildschirminformationen für Sehbehinderte im öffentlichen Verkehr in Auftrag gegeben. Diese Studie wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Optometrie der Fachhochschule Nordwestschweiz und der Fachstelle Behinderte und öffentlicher Verkehr durchgeführt. Es nahmen 22 sehbehinderte Testpersonen teil, die sich einem 2 stündigen Test unterzogen haben. 0.2 Kontrast Die Fähigkeit, Kontraste erkennen zu können nimmt zwischen K = 0.63 und K = 0.25 mässig, bei einer Reduktion auf stark ab. Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass der Kontrast auf dem Bildschirm bei einer ungünstigen Positionierung durch die unerwünschten Reflektionen von Himmel, Beleuchtungskörpern und hellen Flächen drastisch absinkt. Um diese Kontrastverminderung zu kompensieren muss die Leuchtdichte des Hintergrundes erhöht werden und / oder die Zeichen vergrössert werden. Höhere Leuchtdichte des Bildschirmes bedeutet mehr Stromverbrauch und kürzere Lebensdauer, daher gilt: Durch eine optimale Positionierung des Bildschirmes kann der Kontrast optimiert und es können Energiekosten gespart, resp. die Lebensdauer des Bildschirms verlängert werden. Optimal ist das Tiefsetzen der Bildschirme, weil die Benutzer sich dabei selber Schatten machen können und weil sie durch die Verkürzung der Lesedistanz eine Vergrösserung erreichen. 0.3 Schriftqualität Serifenlose Schriften sind ohnehin die Norm, halbfette Schriften mit offenen Zeichen, z.b. Frutiger eignen sich besonders gut. 0.4 Hintergrund Ein heller Hintergrund eignet sich besonders gut. Roter und blauer Hintergrund sind ebenfalls geeignet, hingegen sollte ein schwarzer Hintergrund vermieden werden. 0.5 Leuchtdichte Eine höhere Leuchtdichte alleine hat nur geringen Einfluss auf die Lesbarkeit. Hingegen kann die Verminderung des Kontrastes durch Störlicht durch eine Erhöhung der Leuchtdichte teilweise kompensiert werden.

4 0. Zusammenfassung Fazit Moderne Bildschirme sind leistungsfähig und können grundsätzlich für eine gute Lesbarkeit eingerichtet werden. Voraussetzungen für die Sehbehindertentauglichkeit sind: Die Möglichkeit sich beliebig den Informationen auf dem Bildschirm annähern zu können Geeignete Positionierung ohne starke Reflexbilder Klares, schnörkelfreies und selbsterklärendes Layout unter Ausnutzung der gesamten Bildschirmfläche. Verwendung guter und klarer Schriften.

5 Untersuchung Verbesserte Lesbarkeit von Bildschirminformationen für Sehbehinderte im öffentlichen Verkehr 2 Kontrast und Sehen 2.1 Einleitende Bemerkungen zur Zeichenerkennung Die untenstehenden Informationen wurden bewusst eingefügt, weil sie die wichtigen Zusammenhänge zur Zeichenerkennung zu verstehen ermöglichen. Zeichen, und um solche handelt es sich ja bei Schriften oder Piktogrammen, werden erkannt, wenn sie bestimmte Bedingungen der Darstellung erfüllen. Ist eine der Bedingungen nicht erfüllt, kann das Zeichen nicht oder schlecht erkannt werden. Die Bedeutung der Zeichen muss bekannt sein und sie müssen genügend gross sein. Die Zeichen müssen zum Hintergrund in der betreffenden Beobachtungssituation einen genügenden Kontrast aufweisen. Die Zeichen, resp. der Hintergrund müssen eine genügende Helligkeit aufweisen. Es sollen im Umfeld des Informationsträgers und damit im Gesichtsfeld des Beobachters keine zu grossen Leuchtdichtenunterschiede vorkommen, damit die Einstellung der Adaptationsleuchtdichte nicht erschwert wird. Wird eine der Bedingungen nur ungenügend erfüllt, kann die Optimierung der andern Bedingungen einen gewissen Ausgleich schaffen. Ein schlechter Kontrast erfordert die Erhöhung von Zeichengrösse und Leuchtdichte. Kleine Zeichen werden bei einer höheren Leuchtdichte und / oder einem höheren Kontrast besser erkannt.

6 2. Kontrast und Sehen 2-2 Eine geringe Leuchtdichte kann mit einem höheren Kontrast und / oder einer höheren Zeichengrösse teilweise kompensiert werden. Zu grosse Leuchtdichtenunterschiede können ev. durch Abschatten der Augen mit der Hand oder einem Hut vermindert werden. Die Vorschläge in diesem Bericht basieren weitgehend auf den Zusammenhängen dieser Parameter. 2.2 Visus / Auflösungsvermögen Damit Buchstaben und Zahlen erkannt werden können, müssen die einzelnen Zeichen eine bestimmte Grösse haben. Die Netzhaut ermöglicht durch ihre Struktur ein bestimmtes Auflösungsvermögen, das in Winkelminuten angegeben wird. Der Visus ist der Kehrwert des Auflösungsvermögens. (Vergl. untenstehende Tabelle) Der Landolt-Ring Dieses Sehzeichen ist das Norm-Sehzeichen in der Ophthalmologie (Augenheilkunde), Optometrie (Augenoptik) und den damit zusammenhängenden Wissenschaften. Alle andern Optotypen (Sehzeichen) müssen auf den Landolt-Ring kalibriert werden. Erscheint die Öffnung des Ringes (y) unter einer Winkelminute (1 ) und kann gerade noch erkannt werden, hat der Beobachter einen Visus von 1.0. (Fälschlicherweise oft als 100% bezeichnet) 5y Wenn ω= 1 = 1 Winkelminute Dann Visus 1.0 y Dieses Beispiel zeigt die Situation für einen Visus von Minimaler Winkel der Auflösung (MAW) / Minimal Angle of Resolution (MAR) Dieser Winkel gibt an wie gross der Öffnungswinkel sein muss, damit er gerade noch erkannt wird. Er wird in Winkelminuten angegeben. MAW = MAR = 1 = Visus 1.0 MAW = MAR = 0.5 = Visus 2.0 MAW = MAR = 5 = Visus 0.2 MAW = MAR = 2 = Visus 0.5 MAW = MAR = 10 = Visus 0.1 Es ist daran zu denken, dass ein grösserer Winkel der Auflösung eine geringere Sehschärfe bedeutet, und dass der MAR/MAW/LogMAR bei zunehmender Sehschärfe abnimmt.

7 2. Kontrast und Sehen LogMAR Hier handelt es sich um den Logarithmus des MAW/MAR. Seine Verwendung ermöglicht es, die krummen Zahlen des Auflösungswinkels, resp. des Visus in harmonischen Schritten darzustellen. Visus MAW/MAR Log/MAR Visus MAW/MAR Log/MAR Diese Darstellungsart ist gewöhnungsbedürftig, hat aber grosse Vorteile. Hierzu ein Beispiel: Proband A Visus im hohen Kontrast 0.63; Visus im schwachen Kontrast (K=0.1) 0.32 Proband B Visus im hohen Kontrast 0.1; Visus im schwachen Kontrast (K=0.1) 0.08 Es ist schwierig die Reduktion des Visus im schwachen Kontrast zu vergleichen. Die Verwendung des LogMAR vereinfacht dies. LogMAR LogMAR Differenz K=0.63 K=0.1 Proband A Hohe Differenz Proband B Geringe Differenz Aus diesem Beispiel geht hervor, dass Proband B zwar einen schlechteren Visus hat, er kann jedoch auch Informationen im schwächeren Kontrast lesen. Proband A hat zwar einen besseren Visus, seine Sehleistung ist aber bei Sehobjekten im schwachen Kontrast massiv eingeschränkt Zusatzinformationen zum Log MAR Grundsätzlich gilt, je höher der LogMAR, desto schlechter ist der Visus. Ein LogMAR von 0 entspricht einem Visus von 1.0. Ein negativer LogMAR bedeutet einen Visus über 1.0. LogMAR -0.2 entspricht einem Visus von 1.6. In der vorliegenden Studie wurden die Objekte meistens in einer halblogarithmischen Abstufung angeboten. Dies bedeutet LogMAR Schritte von 0.05.

8 2. Kontrast und Sehen Visusstufen In diesem Bericht werden die Resultate in Visusstufen verglichen. Dabei bedeuten: Visusstufe 0 = Keine Veränderung der erkannten Grösse Visusstufe 1 = Verbesserung um 1 logarithmischen Schritt Visusstufe -1 = Verschlechterung um 1 logarithmischen Schritt 2.3 Der Kontrast Damit Buchstaben und Zahlen erkannt werden können, ist neben der Grösse auch ein minimaler Kontrast notwendig, unter dem sich ein Zeichen vom Hintergrund abhebt. Kontrast kann mit Leuchtdichten- resp. Helligkeitsunterschieden beschrieben werden. Kontrast beschreibt schlussendlich das ganze Sehen. Wir sehen keine absolute Helligkeiten sondern Helligkeitsunterschiede. Hierzu eine Illustration. Jede Fläche der Treppe hat eine andere Leuchtdichte. Benachbarte Flächen haben daher einen mehr oder weniger grossen Kontrast zueinander. Kann jemand im rechten Bild auf dem Sehtest das graue Zeichen nicht erkennen, wird er auch die Treppenstufen nicht erkennen. Jede dieser Flächen hat zu den andern Flächen einen bestimmten Leuchtdichtenunterschied und damit einen bestimmten Kontrast. Der numerische Kontrastwert kann variieren, je nachdem welche Formel verwendet wird.

9 2. Kontrast und Sehen Leuchtdichte in cd/m 2 Die Umwelt wird auf dem Augenhintergrund verkleinert und umgekehrt abgebildet. Die retinale Beleuchtungsstärke ist sehr direkt (proportional) von der Helligkeit der Objekte abhängig. Die Leuchtdichte ist die einzige photometrische Einheit, die sichtbar ist. Sie wird mit dem Leuchtdichtenmessgerät bestimmt. Bei diesem Gerät wird, ähnlich dem Auge, das Bild einer zu bestimmenden Fläche mit Hilfe eines Objektivs auf eine Sensorfläche geworfen, und dessen Helligkeit bestimmt. Die Leuchtdichte sagt aus, wie hell eine Fläche dem Auge erscheint. Mit diesem Gerät lassen sich demnach auch Leuchtdichtenunterschiede bestimmen. Bei den Versuchen wurden die Bildschirmdarstellungen mit Hilfe des Leuchtdichtenmessgerätes Minolta LS-100 gemessen. Hierzu praktische Beispiele: Weisses Papier in einem normal beleuchteten Büro 125 cd/m 2 Blauer Himmel cd/m 2 Leicht bedeckter Himmel 10'000 cd/m Sehschärfe und Adaptationsleuchtdichte Bei zunehmender Leuchtdichte verbessert sich der Visus. Wird die Leuchtdichte zu hoch, vermindert sich die Sehleistung und es kommt zu einer Absolutblendung. Bei der Adaptationsleuchtdichte handelt sich um diejenige Leuchtdichte, auf die das Auge adaptiert. Je höher die Adaptationsleuchtdichte, desto besser ist auch das Kontrastsehen. verringerte Umgebungsleuchtdichte 100 geblendeter Beobachter 80 1/K unsichtbar s sichtbar unsichtbar cd/m -2 2 niedere Leuchtdichte Absolutblendung 1/K s = Unterschieds-/Kontrastempfindlichkeit

10 2. Kontrast und Sehen Beleuchtungsstärke in Lux Die Beleuchtungsstärke zeigt, wie viel Licht auf eine Fläche fällt. Sie ist daher unabhängig davon, ob das Licht auf eine dunkle oder helle Fläche fällt. Bei den Versuchen wurde zum Garantieren gleich bleibender Bedingungen die Raumhelligkeit auf eine horizontale Beleuchtungsstärke von 600 Lux gedimmt. Die Messung erfolgte mit einem Luxmeter der Firma Gossen. Das Luxmeter bestimmt dabei, wie viel Licht aus dem ganzen Raum auf eine bestimmte Fläche fällt. Die Lux können also nicht direkt gesehen werden Der Weber-Kontrast Dies war bisher die gebräuchlichste Formel für einen Kontrast. Sie lautet: LU L L U = Leuchtdichte des Hintergrundes O L O = Leuchtdichte des Objektes K w = L max Der Kontrastwert ist positiv, wenn der Hintergrund dunkler als die Sehzeichen ist; er ist negativ, wenn er heller als die Sehzeichen ist Der Michelsen-Kontrast Dieser Kontrast wurde ursprünglich angewendet wenn nicht eindeutig zwischen Vordergrund und Hintergrund unterschieden werden konnte. So kann bei einem Gittermuster nicht eindeutig bestimmt werden, ob die helleren Streifen Hinter- oder Vordergrund darstellen. Die Formel dazu lautet: L L L K max = m L + max min min Immer öfter wird der Michelsen-Kontrast aber auch für Markierungen, Schriften etc. verwendet. Dies ist auch im Zusammenhang mit Sehbehinderung der Fall. Aus diesem Grund wurde auch bei der Untersuchung mit dieser Formel gearbeitet. Allerdings ist die Formel für diesen Fall modifiziert. K m = L L U U L + L O O L U = Leuchtdichte des Hintergrundes L O = Leuchtdichte des Objektes Es gilt auch hier, dass der Kontrastwert bei dunklem Hintergrund und hellem Objekt positiv, andernfalls negativ ist. Dies steht im Gegensatz zu der im Sehbehindertenwesen üblichen Bezeichnung, bei der weisse Schrift auf schwarzem Hintergrund als negativer Kontrast bezeichnet wird.

11 2. Kontrast und Sehen Einige Beispiele und Extremwerte K m =1.0 Dieser maximale Kontrast wird erreicht, wenn sich eine Fläche ohne Helligkeit von einer leuchtenden Fläche abhebt. Es handelt sich demnach um einen theoretischen Wert. K m =0 Dieser Wert wird erreicht, wenn beide Flächen die gleiche Leuchtdichte aufweisen. K m = 0.1 Dies ist ein Wert, der erreicht wird wenn sich die beiden Leuchtdichten im Verhältnis 1:19 unterscheiden. Etwa 95% der im Laufe der Jahre beim SZB getesteten sehbehinderten Personen mit verwertbarem Sehen konnten benachbarte Flächen in einem Kontrast von 0.1 unterscheiden. Die Bestimmung des Kontrastsehens erfolgte durch den Vergleich des Visus, ermittelt mit einer Sehprobe mit hohem Kontrast, mit demjenigen einer Sehprobe im Kontrast von 0.1. (siehe unten) K m =0.8 Dieser Wert wird bei einem Druck auf weissem Papier erreicht, er ist auch für die Durchführung eines Sehtests vorgeschrieben. Das Kontrastsehen wird ermittelt, indem der Visus im hohen (K m = 0.8) mit demjenigen im niedrigen Kontrast (K m = 0.1) verglichen wird. Das Resultat wird als Differenz der LogMAR-Werte notiert. Es ist allerdings so, dass der Kontrast allein nichts über die Erkennbarkeit aussagt, weil zu sehende Objekte, resp. der Hintergrund, auch eine bestimmte Leuchtdichte aufweisen müssen. Hierzu das untenstehende extreme Beispiel: Werden an einer schwarzen Fläche im Vordergrund wenige Photonen reflektiert, und im ebenfalls praktisch schwarzen Hintergrund 10 x mehr Photonen reflektiert, ergibt sich photometrisch gesehen ein hoher Kontrast von 0.8. Wegen der geringen Leuchtdichte wird aber eine praktisch gleichmässig schwarze Fläche gesehen.

12 2. Kontrast und Sehen 2-8 Schwarze Fläche 1% Reflektionsgrad Dunkelgraue Fläche 10% Reflektionsgrad K m =0.8 Graue Fläche 81% Reflektionsgrad Weisse Fläche 100% Reflektionsgrad K m =0.1 Hier zeigt sich, dass der hohe Kontrast links wegen der geringen Leuchtdichte kaum sichtbar ist, während der niedere Kontrast rechts gut erkannt werden kann. Aus diesem Grund müssen alle Kontrastnormen jeweils eine Mindestleuchtdichte oder, im Fall von Markierungen, einen minimalen Reflextionsgrad angeben. 2.4 Einflüsse auf das Kontrastsehen Strukturgrösse Je feiner eine Struktur ist, desto höher muss der Kontrast sein, damit auch feine Details erkannt werden können. Umgekehrt können auch Details in schwachem Kontrast erkannt werden wenn die Struktur genügend gross ist. An dieser Stelle kann auch begründet werden, warum gedruckte Informationen einen höheren Kontrast aufweisen müssen als solche auf Monitoren. Die Informationsmenge ist auf einem Plakatfahrplan wesentlich grösser als auf einem Abfahrtsmonitor. Dies bedingt eine entsprechnd kleinere Darstellung. Die Information hat demnach eine sehr feine Struktur, was einen sehr hohen Kontrast erfordert.

13 2. Kontrast und Sehen 2-9 Die grössere Informationsmenge erfordert eine sehr kleine Schrift. Leider vermindert die unnötige Abdeckscheibe auf den Plakatfahrplänen den Kontrast. Sie macht hauptsächlich im oberen Bereich das Lesen fast unmöglich Leuchtdichte Mit zunehmender Leuchtdichte im Gesichtsfeld steigt auch die Empfindlichkeit für schwache Kontraste. Demzufolge ist eine Erhöhung der Leuchtdichte eine Möglichkeit die Lesbarkeit trotz schlechterem Kontrast zu gewährleisten. Die Adaptationsleuchtdichte ist diejenige Leuchtdichte, auf die das Auge adaptiert. Je höher die Adaptationsleuchtdichte desto besser ist das Kontrastsehen. Kurve der Kontrastempfindlichkeit Kontrastempfindlichkeit grobe Strukturen feine Kontrast Visus Einfluss der Adaptation auf das Kontrastsehen Je gleichmässiger die Leuchtdichte im Gesichtsfeld ist, desto besser kann das Auge adaptieren und desto besser ist die Empfindlichkeit für schwache Kontraste. Ursachen für unterschiedliche Leuchtdichten im Gesichtsfeld können sein: Ungeschützte Lichtquellen Der helle Himmel Starkes Licht / Schattenspiel

14 2. Kontrast und Sehen 2-10 In der Untersuchung konnte dies sehr gut mit dem folgenden Test nachgewiesen werden. dackux xicuna ogeron torade fituma diprez pewubi ocasao Die Reduktion der Sehleistung durch die unterschiedlichen Leuchtdichten auf dem Bildschirm war signifikant. 2.5 Schlussbemerkung Die in diesem Bericht gemachten Vorschläge basieren neben den Erkenntnissen der Untersuchung weitgehend auf den hier beschriebenen Zusammenhängen.

15 Untersuchung Verbesserte Lesbarkeit von Bildschirminformationen für Sehbehinderte im öffentlichen Verkehr 3 Die Untersuchung 3.1 Die Testpersonen Der Vertrag mit dem BAV sah vor, dass eine Untersuchung mit Personen durchgeführt wird. Im Interesse der Untersuchung und wegen der Gefahr, dass sich einige Testpersonen nicht eignen könnten, wurde von Anfang an mit einer grösseren Anzahl von sehbehinderten Personen gearbeitet. Konkret konnten die Daten von 20 Testpersonen ausgewertet werden. 2 Testpersonen mussten als praktisch blind gelten und konnten nicht in die Studie einbezogen werden Die Probanden Dank der Hilfe der Retina Suisse und vieler andere Beratungsstellen konnten 22 Personen unterschiedlichen Alters, Diagnose und Sehbehinderungsgrades gefunden werden. In der folgenden Liste sind aufgeführt: Alter, Diagnose, Visus, Kontrastsehen (LCS) und Vergrösserungsbedarf (VBD) der 20 Personen, die in die Untersuchung einbezogen wurden. Nr Alter Diagnose Fernvisus LCS VBD 1 w 38 Glaukom, Aphakie, Netzhautablösung m 75 Altersbedingte Makuladegeneration w 42 Hornhautkrankheit mit Trübung w 70 Hohe Kurzsichtigkeit w 40 Diabetes m 61 Amblyopie w 48 Hohe Kurzsichtigkeit, Makuladegeneration m 66 Altersbedingte Makuladegeneration w 66 Netzhautablösung mit Membran w 51 Aniridie m 42 Nystagmus m 21 Morbus Stargardt (Juvenile Makuladegeneration) m 70 Zapfendystrophie w 39 Retinitis Pigmentosa m 80 Altersbedingte Makuladegeneration w 53 Hohe Kurzsichtigkeit m 50 Glaukom, Pseudophakie (Staroperation mit Implantat) 18 m 76 Altersbedingte Makuladegeneration w 47 Zapfendystrophie, Makuladegeneration w 63 Optikusatrophie Damen und 9 Herren nahmen an der Untersuchung teil.

16 3. Die Untersuchung 3-2 Makuladegeneration Der Funktionsverlust der Netzhautmitte führt zum zentralen Gesichtsfeldausfall, dem Zentralskotom, mit einem starken Visusverlust. Die Lesefähigkeit ist reduziert und verlangsamt. Von einigen Formen der Makuladegeneration können jüngere Personen betroffen sein. Die am häufigsten vorkommende Form betrifft ältere Menschen. Die altersbedingte Makuladegeneration ist die häufigste Ursache für Sehbehinderung im Alter. Hohe Kurzsichtigkeit / Myopia Magna Dies ist eine degenerative Erkrankung bei hoher Kurzsichtigkeit, die zu einer reduzierten Sehschärfe führt. Optikusatrophie Eine Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit des optischen Nervs. Die Übermittlung der Informationen zwischen Netzhaut und Sehzentrum ist beeinträchtigt. Amblyopie Dies ist eine Entwicklungsstörung des Sehvermögens. Sie entsteht im Kindesalter, wenn z.b. durch ein Schielen das beidäugige Sehen gestört ist. Eine Amblyopie führt zu einer Sehbehinderung, wenn das bessere Auge erkrankt oder ausfällt. Geschlechterverteilung Alterszusammensetzung der Probanden Häufigkeit / Anzahl Anzahl Probanden Alter m w Geschlecht Altersverteilung Die 20 Probanden waren zwischen 21 und 80 Jahre alt. Der Mittelwert betrug 54.9, der Median 52. Etwas mehr als die Hälfte der Probanden war unter 60 Jahre alt Visus und LCS (Low Contrast Sensitivity) Der Begriff Visus ist sicher bekannt. In unserer Untersuchung verwenden wir die Masseinheit LogMAR oder, noch einfacher, Visusstufe um die Sehleistung zu bemessen. Der LCS sagt aus, um wie viele Stufen der Visus im schwachen Kontrast (K m = 0.1) gegenüber demjenigen im hohen Kontrast (K m =0.8) absinkt.

17 3. Die Untersuchung 3-3 Eine Differenz von 0-3 LogMAR bedeutet, dass keine besonderen Probleme im reduzierten Kontrast vorhanden sind. Eine Differenz von 4-5 LogMAR bedeutet deutliche Probleme im reduzierten Kontrast. Eine Differenz von 6 und mehr LogMAR bedeutet grosse Probleme bei der visuellen Wahrnehmung von schwach kontrastierten Objekten. Reduzierte Kontraste finden wir beispielsweise bei: Schlechtem Druck Treppenstufen und Bordsteinkanten Farbiger Schrift auf farbigem Papier Besonnten Bildschirmen Anzahl Probanden Reduktion des Visus im reduzierten Kontrast K = 0.1 in logarithmischen Stufen (LCS) LCS Anzahl Probanden Vergrösserungsbedarf der Probanden Vergrösserungsbedarf Vergrösserungsbedarf Dieser Test sagt aus um wie viel ein Zeitungstext vergrössert werden muss, damit er einigermassen flüssig gelesen werden kann. Dabei sind die Grossbuchstaben der dem Test zugrunde liegenden NZZ 2.36 mm hoch. Diesem Test können wichtige Informationen über Lesefähigkeit und Fixationsprobleme entnommen werden. Es kann zudem der Grad der Sehbehinderung gut eingeschätzt werden.

18 3. Die Untersuchung x 3.2x 1x 032x Korrelationskoeffizient (VBD vs logmar)= Kontrast = 0.8 Korrelationskoeffizient (VBD vs logmar_lcs) = Kontrast = 0.1 Wenn man den Vergrösserungsbedarf logarithmisch betrachtet (was ebenso natürlich ist wie den Visus mittels logmar logarithmisch zu betrachten), ergibt sich ein recht guter linearer Zusammenhang zwischen Visus und Vergrösserungsbedarf. Dabei ist die Korrelation mit dem im reduzierten Kontrast gemessenen Visus höher als mit demjenigen, der im schwachen Kontrast gemessen worden ist Der Testraum Der Test wurde in einem Sitzungszimmer von 3x4.5 m, mit hellen Wänden und heller Decke durchgeführt. Das einzige Fenster wurde mit einem weissen Baumwollvorhang abgedeckt. 2 Lichtbalken mit je 2 Fluoreszenzröhren à 80 Watt wurden auf 2 Traversen befestigt und seitlich abgeblendet. So ergab sich eine reine Indirektbeleuchtung. Die Dimmung erfolgte mit elektronischen Vorschaltgeräten DALI, die mit einem Feller DALI Power-Drehgeber angesteuert wurden. Die Dimmung war in sehr feinen Abstufungen möglich. Die horizontale Beleuchtungsstärke wurde auf 600 Lux gedimmt. Das Bild zeigt links den Fahrplanmonitor und das Laptop für die Steuerung. Rechts befindet sich die Plexiglasscheibe für die Projektion mit dem Beamer. Vor dem Tisch steht der Stuhl für die Probanden. Auf dem Balken befindet sich die abgeschirmte Indirektbeleuchtung. Die Stehleuchte kam nicht zum Einsatz. 3.3 Der Monitor Beim verwendeten Monitor handelt es sich um ein Gerät, das in vielen Bahnhöfen für die Fahrgastinformation verwendet wird. Er wurde uns von der Firma Passenger Electronics AG in Biel kostenlos zur Verfügung gestellt. Für die sitzenden Probanden wurde es in Augenhöhe aufgestellt. Die Steuerung der Informationen erfolgte über ein zusätzliches Laptop. Der Monitor

19 3. Die Untersuchung 3-5 wurde in seiner Helligkeit so eingestellt, dass eine weisse Fläche mit 250 cd/m 2 erschien. Diese Helligkeit war notwendig, damit sowohl im positiven Kontrast (dunkler Hintergrund / helle Sehzeichen) als auch im negativen Kontrast (heller Hintergrund / dunkle Sehzeichen) gearbeitet werden konnte. 3.4 Das Programm (Monitor) Teil 1 Beim verwendeten Programm handelt es sich um ein Testprogramm, das vom Physiker Prof. Dr. Roland Joos, Dozent am Institut für Optometrie der Fachhochschule Nordwestschweiz, entwickelt worden war. Es wurde an die Bedürfnisse dieser Untersuchung angepasst. Vor der Untersuchung wurden die Parameter kalibriert. So wurde genau bestimmt, welche Leuchtdichten für die einzelnen Kontrastwerte notwendig sind. Ausserdem wurde die Grösse der einzelnen Zeichen so angepasst, dass aus einer vorgegebenen Testentfernung eine bestimmte Zeichenhöhe einem bestimmten Visus entsprach. Die einzelnen Teile werden aus praktischen Gründen erst bei der Auswertung im Detail vorgestellt. Dieses Bild zeigt die Oberfläche des Laptops für die Programmsteuerung. Das Programm hat sich sehr gut bewährt und kann für weitere ähnliche Untersuchungen eingesetzt werden Zeichen, Grösse und Auswahl Die Sehzeichenhöhe konnte in halblogarithmischen Schritten verändert werden. Damit war es möglich sehr differenziert zu messen. Ein Zufallsgenerator ermöglichte es immer wieder neue Kombinationen anzubieten. Folgende Sehzeichen kamen im Testteil 1 vor:

20 3. Die Untersuchung 3-6 Landoltringe Einzelbuchstaben und Zahlen in Helvetica mager Stationsnamen in gemischter Gross- / Kleinschreibung in Helvetica 75 bold Stationsnamen in reiner Grossschreibung in Helvetica 75 bold Logatome in Helvetica mager, Helvetica 75 bold und Frutiger 55 fett Logatome Neben dem Landoltring als Standardsehzeichen sowie Buchstaben, Zahlen und Stationsnamen wurden hauptsächlich Logatome verwendet. Hierbei handelt es sich um Kunstworte, die zwar ausgesprochen werden können aber keinen Sinn ergeben. Es wurden dabei ausschliesslich Logatome verwendet, die 6 Buchstaben aufweisen. Da diese Wörter keinen Sinn ergeben und nicht bekannt sein können, ist das Erkennen ohne wirklich dem Visus entsprechend gelesen = gesehen zu haben, ausgeschlossen. Die Logatome kommen aus dem Bereich der Audiologie. Diese Testart hat sich sehr bewährt, besteht doch keinerlei Redundanz. So könnte jopevi ebenso gut jopavi, jupavi, jepovi, japuvi etc. heissen. Die Worte waren aber gleichzeitig kurz genug um auch von Probanden mit einem Zentralskotom gelesen werden zu können, die in einigen Fällen nicht in der Lage waren Stationsnamen zu erkennen. Hier einige Beispiele von Logatomen: sefore feluta vinifo oseger cobane torade caruse wedaso zubluf ogoron sageno yoniwo jopevi tonigo odonom butasa quobir foreti Etwas verblüffend aber nachvollziehbar war die Erkenntnis, dass Logatome für französischsprachige Testpersonen angepasst werden müssten. So hatte der einzige Proband mit französischer Muttersprache erhebliche Probleme Kontrast Bei den meisten Tests wurde mit 4 Kontraststufen (nach Michelson) gearbeitet / 0.4 / 0.25 / Auf die in der Praxis für Bildschirme unrealistische Kontraststufe 0.8 wurde verzichtet. Weil zudem davon ausgegangen werden konnte, dass ein Kontrast unter 0.25 ohnehin nie vorkommt, wurde mit bewusst ein etwas grösserer Schritt nach unten gewählt Leuchtdichten Der Bildschirm wies bei der Untersuchung folgende Leuchtdichten auf: Weiss 245 cdm 2 Schwarz 12.2 cdm 2 Grau 57.8 cdm 2 Rot 54.4 cdm 2 Blau 24.1 cdm 2

21 3. Die Untersuchung Das Programm (Monitor) Teil 2 Spezielle Darstellungen wurden mit dem Zeichnungsprogramm CorelDraw 12 gezeichnet und in einer kalibrierten Grösse dargestellt. Die Navigation erfolgte mit dem Laptop über die Pfeiltasten. Es handelte sich dabei um folgende Darstellungen: Scharfe und unscharfe Logatome in Helvetica 75 bold Piktogramme Darstellung für die Zeilenhaltung Test zum Bestimmen der Vergrösserungsreserve Abstand zum Bildschirm Hier wurde immer im selben Kontrast gearbeitet und die Grösse jeweils angepasst. Bewertet wurde nicht die effektive Grösse sondern nur die Differenz. 3.6 Das Programm (Beamer) Zur Darbietung von Sehzeichen in extrem hoher Leuchtdichte wurden Logatome in unterschiedlicher Grösse mit einem Beamer auf eine Plexischeibe projiziert. Die Projektionsrichtung war in einem geringen Winkel von schräg unten, damit das helle Bild des Objektives nicht störte. Weil die Bildqualität der beiden Darstellungsarten nicht identisch ist, wurden die Resultate nicht gegeneinander beurteilt. Die Leuchtdichten waren wie folgt: 250 cd/m cd/m cd/m Zeitaufwand Pro Proband waren 2 Stunden vorgesehen. Diese für einen einzigen Durchgang eindeutig zu lange Zeit wurde in 4 Module aufgeteilt. Jeweils 2 Module wurden am späten Vormittag und 2 am frühen Nachmittag durchgeführt. Zwischen den beiden Modulen eines halben Tages wurde eine Pause gemacht, in der der zweite Proband des Tages getestet wurde. Über Mittag gab es eine längere Pause. 3.8 Vergütung, Entschädigung Den Probanden wurde die Reise vergütet und sie wurden zum Mittagessen eingeladen. Ausserdem erhielt jede Person eine Aufwandsentschädigung von Fr Es zeugt vom hohen Engagement der Probanden, dass praktisch alle erklärten, nicht wegen der Vergütung gekommen zu sein.

22 Untersuchung Verbesserte Lesbarkeit von Bildschirminformationen für Sehbehinderte im öffentlichen Verkehr 4 Resultate 4.1 Informationen zur Statistik Box-Plot Ein Box-Plot ist eine graphische Darstellung der»häufigkeitsverteilung«einer Variablen X, die Zentrum, Streuung, Schiefe und Spannweite der Verteilung (inkl. möglicher Ausreißer) in einer Graphik zusammenfasst. Die Box umfasst die mittleren 50% der Verteilung und reicht daher vom unteren bis zum oberen»quartil«(vgl.»quartilsabstand«). Der»Median«wird durch einen senkrechten Strich oder einen Punkt in der Box verdeutlicht. Durch zwei Linien ober- und unterhalb der Box können entweder die»spannweite«der Verteilung oder mögliche Ausreißer veranschaulicht werden. Zwischen den beiden horizontalen Linien befinden sich 90% der Werte, während die oberen und unteren extremen 5% als Ausreisser gelten, und durch Punkte in der Darstellung kenntlich gemacht werden. obere Ausreisser 90% 20% 50% Median unt. Grenzbereich untere Ausreisser Eine Besonderheit stellt der gelbe Bereich dar. Weil es sich um sehbehinderte Personen handelt, interessiert uns nicht nur Median und Mittelwert, sondern auch der untere Grenzbereich Statistik > summary(lmfit); Value Std.Error DF t-value p-value (Intercept) HintergrundBalken hoch HintergrundBalken niedrig Hintergrundblau Hintergrunddunkel Hintergrundhell Hintergrundrot K_Stufe1 K K_Stufe2 K K_Stufe3 K Stilfett SehzeichenBuchstaben SehzeichenLogatome SehzeichenStat gross SehzeichenStat klein SehzeichenZahlen