Einführung in die Medieninformatik 1

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1 Einführung in die Medieninformatik 1 Wintersemester 2008/089 Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 1

2 Plan (vorläufig) Einführung Menschen: Wahrnehmung Menschen: Wahrnehmung Medien: Digitalisierung Medien: Bilder Medien: Kompression Verlustbehaftete Kompression (Bilder) Medien: Audio: Grundlagen und Bearbeitung Verlustbehaftete Kompression (Audio) Medien: Texte und Typographie Web: Grundlagen + Techniken Menschen und Medien: Interaktion Zusammenfassung und Ausblick Abschluss-Event (ganztägig!) Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 2

3 Einführung in die Medieninformatik 1 Teil 2: Menschen, psychologische und kognitive Aspekte Vorlesung Wintersemester 2008/09 Rainer Malaka Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 3

4 Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 4

5 Menschliche Faktoren, Teil 1- Übersicht Sinne, Wahrnehmung, Gedächtnis Menschliche Sinne Visuell Akustisch für Digitale Medien am wichtigsten Weitere Sinne (Tasten, Riechen, Schmecken, Bewegung) Aktionen und Motorsystem Psychologische Aspekte Psychologie der Wahrnehmung Gedächtnis Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 5

6 Der Mensch Verarbeitung von Informationen visuell akustisch haptisch durch Bewegung (Geruch, Geschmack) Information wird gespeichert Information wird verarbeitet und angewandt Wieviel Information? Menschlicher MenschlicherInput Input p. p. Stunde Stunde im imleben Gelesener GelesenerText Text KB KB GB GB Audio Audio (Sprache) (Sprache) MB MB TB TB Sehen Sehen (TV-Qualität) (TV-Qualität) 2 GB GB PB Prof. 8 PB Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 6

7 Visuelles System Zwei Verarbeitungsstufen: Physische Wahrnehmung des Stimulus Verarbeitung und Interpretation 80% des Gehirns verarbeitet visuelle Information Aufbau des Auges Sehzellen Stäbchen für Helligkeit Zapfen für Farben Zapfen blau, grün, rot nur Zapfen ungleiche Verteilung Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 7 Bildquelle: de.wikipedia

8 Visuelles System Wahrnehmung elektromagnetischer Wellen Länge nm Frequenz THz Farben violett, blau, grün, gelb, orange, rot 8% der Männer und 1% der Frauen sind farbenblind Reizparameter und Sinneseindrücke Intensität -> Helligkeit Frequenz -> Farbe Frequenzgemisch -> Sättigung gamma ultraviolet visible microwave tv Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 8

9 Visuelles System Regelung Akkomodation Nahpunkt bei 50jährigen ca. 50 cm Pupille dunkel-hell: in 1 s von 8 auf 4,5 mm; 1 s von 4,5 auf 4 mm Adaptation dunkel-hell 1 s (max. 15 bis 60 s); hell-dunkel max min Bildquelle: de.wikipedia Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 9

10 Visuelles System Auflösung räumlich 1 Bogenminute => in 10 m Entfernung 3 mm zeitlich 15 bis 50 ms Gesichtsfeld: liegende Ellipse horizontal -100 bis +100 Wahrnehmung -60 bis +60 Farbsehen -30 bis +30 Erkennen von Symbolen -10 bis +10 Lesen von Wörtern vertikal -55 bis +80 Wahrnehmung -30 bis +40 Farbsehen Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 10

11 Visuelles System Sehschärfe in Mitte (ca. 2 ) des Gesichtsfeldes Maximum (1 ) in Peripherie nur ein Vierzigstel daher Augenbewegung auf Objekt horizontal -15 bis + 15, vertikal 0 bis 30, sons t Kopfbewegungen Augenbewegung Sakkade (50 ms): Sprung, nicht wahrgenommen Fixation ( ms) zwischen den Sakkaden Eindruck kontinuierlichen Gleitens beim Suchen Flimmern Flimmerverschmelzungsfrequenz bei Dunkeladaptation ca. 20 Hz, bei Helladaptation ca. 70 Hz in der Peripherie höher steigt mit Helligkeit, Kontrast, Fläche steigt mit Müdigkeit Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 11

12 Auditives System Wahrnehmung mechanischer Wellen Länge 0,02-20 m Frequenz Hz Lautstärke dB Reizparameter und Sinneseindrücke Intensität -> Lautstärke Frequenz -> Tonhöhe Frequenzgemisch -> Klang(farbe) Regelung geringe Adaptation Schwelle ca W/cm2 Auflösung räumlich mehrere Grad zeitlich 2 bis 3 ms Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 12

13 Auditives System Informationen über Distanzen Richtungen Objekte... Aufbau des Ohrs: Außenohr: schützt, verstärkt Klang Mittelohr: leitet Vibrationen ans Innenohr Innenohr: frequenzspezifische Sinnesnerven übertragen Reiz Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 13

14 Haptik (Berührung) Drei Sinneswahrnehmungen über unterschiedliche Rezeptoren: Mechanorezeptoren (diskret und kontinuierlich) Schmerz (Hitze/Schmerz) Temperatur (heiß/kalt) Einige Regionen reizbarer als andere Finger Auflösung (räumlich, zeitlich) abhängig von Ort und Stimulus Kinesthesis Wahrnahme der eigenen Körperposition Beeinflusst Bequemlichkeit Wichtig für Maus, VR, AR (Chirurgie) Verschiedene Behinderungen, speziell für Sehbehinderte force-feedback Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 14

15 Weitere Sinne Gleichgewichtssinn Simulation Geruchssinn erste Prototypen bisher keine praktische Relevanz Geschmackssinn bisher keine praktische Relevanz Wärmeempfinden bisher keine praktische Relevanz Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 15

16 Motorisches System Parameter Erreichbarkeit, Geschwindigkeit, Beweglichkeit, Genauigkeit Antwortzeit auf einen Stimulus: Reaktionszeit + Bewegungszeit Bewegungszeit hängt ab von Alter, Fitness, Reaktionszeit hängt ab vom Stimulus: visuell ~ 200ms auditorisch ~ 150 ms Schmerz ~ 700ms Höhere Reaktionszeit vermindert Genauigkeit bei untrainierten Nutzern, aber nicht bei trainierten Oft Fehlerquelle Falsche Tasten Double-click vs. single click Prinzipien Feedback ist wichtig Augenbewegungen sollten minimiert werden Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 16

17 Visuelle Wahrnehmung Psychologische Gestaltgesetze Gesetz der Nähe räumliche Nachbarschaft zeitliche Nachbarschaft Gesetz der Ähnlichkeit / Gesetz der Gleichheit Farbe, Helligkeit, Größe, Orientierung, Form Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 17

18 Visuelle Wahrnehmung Gesetz der Gleichheit versus Gesetz der Nähe Abschwächung Verstärkung Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 18

19 Visuelle Wahrnehmung Gesetz der guten Fortsetzung räumliche Einfachheit, Harmonie, Gesetzmäßigkeit zeitliche Einfachheit, Harmonie, Gesetzmäßigkeit Gesetz der guten Fortsetzung versus Gesetz der Gleichheit Gleichheit der Form meist schwächer Gleichheit der Farbe meist stärker Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 19

20 Visuelle Wahrnehmung Gesetz der Schließung Vervollständigung von Konturen Inneres - Äußeres Figur Hintergrund Gesetz der Symmetrie wenn keine anderen Gesetze greifen symmetrische Zwischenraum als Figur unsymmetrischer Zwischenraum als Hintergrund Vexierbild keine klare Figur-Grund-Unterscheidung Prinzip der guten Gestalt Zusammenwirken der Gestaltgesetze Entstehung möglichst einfacher, regelmäßiger, symmetrischer, geschlossener Figuren Figur-Grund-Unterscheidung Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 20

21 Visuelle Wahrnehmung Konturen Zwang zur Kontur Bildung vertrauter Formen Menschen Spezielle Mechanismen für Gesichter Menschen wecken Aufmerksamkeit Change Blindness! vgl. Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik

22 Change Blindness Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 22

23 Literatur Kai Bruns, Klaus Meyer- Wegener, Taschenbuch der Medieninformatik, 2005, 520 Seiten 29,90 [D] ISBN Weitere Literatur später Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 23

24 Quellen Thompson P (1980) Margaret Thatcher: a new illusion. Perception 9: Cliparts: Office PPT Cliparts und Buch-Cover von den jeweiligen Verlagen Fachbuchverlag Leipzig Kursmaterial der Georgia Tech HCI faculty. Contributors include Gregory Abowd, Jim Foley, Diane Gromala, Elizabeth Mynatt, Jeff Pierce, Colin Potts, Chris Shaw, John Stasko, and Bruce Walker. Checker-Shadow Illusion von Edward H. Adelson Adelson EH (1993) Perceptual organization and the judgment of brightness. Science 262: Adelson EH (2000) Lightness Perception and Lightness Illusions. In The New Cognitive Neurosciences, 2nd ed., M. Gazzaniga, ed. Cambridge, MA: MIT Press, pp Sammlung optischer Illusionen von Michel Bach (Uni freiburg) Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 24

25 Administrativa Pflichtvorlesung für Medieninformatik/Digitale Medien (Bachelor) Wahlpflicht: Informatik Termine: Vorlesung: Mittwoch: 13:00-15:00 (13:15-14:45) Tutorien: Donnerstags 10:00-12:00 und 13:00-15:00 Web-Seite: Medien.Informatik.Uni-Bremen.de Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 25

26 Übungen und Tutorien Ziel: Umsetzung des Stoffes in eigene Arbeit Learning by Doing z.t. in Kleingruppen Aufgaben für eine bis drei Wochen Aufgaben bauen aufeinander auf Treffen wöchentlich in den Tutorien Außerdem Einzelarbeit und in kleineren Gruppen Thema im ersten Semester: Entwicklung einer (digitalen) Medienkampagne Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 26

27 Vorlesung, Folien und Tutorien Sinn der Vorlesung: Zusammenhänge erklären Wichtige Dinge herausarbeiten Zeigen, in welche Richtungen man weiter machen kann Denkweise vermitteln Sinn der Folien: Ersetzen ein Skript Werden nicht alle in der Vorlesung behandelt Sollten mit Vorlesung und Tutorium verständlich sein Umfassen den kompletten relevanten Stoff Sinn der Tutorien: Ergänzen die Vorlesung, Raum für Nachfragen, Exkurse Vermitteln weitere Details des Stoffs Erklären und besprechen Übungsaufgaben Diskussion und Präsentation der Übungsergebnisse Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 27

28 Administrativa Tutoren und Tutorien (alle im MZH): Benjamin Walther-Franks, bwf (at) tzi.de T1: Donnerstag 10:00-12:00 Uhr, Raum MZH 5300 Dominik Menke, dmke (at) informatik.uni-bremen.de T2: Donnerstag 10:00-12:00 Uhr, Raum MZH MIR/5212 Hidir Aras, aras (at) tzi.de T3: Donnerstag 13:00-15:00 Uhr, Raum MZH 7210 Patrick Eichelberg, avalon (at) tzi.de T4: Donnerstag 13:00-15:00, Raum: MZH MIR/5212 Dennis Krannich, krannich (at) informatik.uni-bremen.de T5: Donnerstag 10:00-12:00 Uhr, Raum MZH 8090 Beginn der Tutorien: 6. November! Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 28

29 Anwendungstutorium Freitags 13:15-14:45 oder 15:15-16:45 Ort: MIR/5212 Ziel: Einführung in Tools und Werkzeuge Bildbearbeitung: Photoshop/GIMP Audiobearbeitung: Audacity Web Teilnahme nur nach Anmeldung! Anmeldung in den regulären Tutorien Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 29