Standardisierte Auszeichnungssprachen der Computergraphik für interaktive Systeme

Abstract

Computergraphik wird in vielen Bereichen der anwendungsorientierten Informatik, von der optischen Gestaltung graphischer Benutzungsoberflächen bis zur Visualisierung wissenschaftlicher Zusammenhänge eingesetzt. Auszeichnungssprachen zur Beschreibung graphischer Information erweitern diese Einsatzmöglichkeiten um die Animation und die Interaktion mit den Inhalten. In dieser Arbeit werden neue Verfahren und Strategien entwickelt, die den Einsatz von standardisierten Auszeichnungssprachen der Computergraphik in den Bereichen Benutzungsoberflächen und Lehrmaterialien ermöglichen. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf der Zugänglichkeit von graphischen Inhalten für blinde Menschen, insbesondere durch interaktive Exploration von taktilen Darstellungen.

Diese Arbeit stellt Methoden für die Beschreibung von skalierbaren Interaktionselementen mit Auszeichnungssprachen vor, die an verschiedenste Anzeigegeräte angepasst werden können. Darauf aufbauend entstanden neue Konzepte für zoombare Benutzungsoberflächen zur variablen Größendarstellung von Interaktionselementen und deren Inhalten. Erstmals werden auch Methoden vorgestellt, um die Darstellung von Benutzungsoberflächen, die mit Auszeichnungssprachen beschrieben werden, auf andere Rechner zu übertragen.

Der Einsatz von Graphiken, die auf Auszeichnungssprachen basieren, bietet bei deren Erstellung, Handhabung und Anwendung erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlicher Rastergraphik. Diese Arbeit stellt neue Verfahren vor, um die Formatierungen von Graphiken in Lehrmodulen anzupassen. Entwickelt werden unter anderem Konzepte für die Generierung von Lehrmodulen, die eine flexible Wiederverwendung in verschiedenen Lernszenarien ermöglichen.

Für blinde Menschen bilden textuelle Inhalte die Hauptinformationsquelle bei ihrer Arbeit mit Computersystemen. Die ganzheitliche Darstellung von textuellen und graphischen Inhalten ist für viele Anwendungen jedoch unabdingbar. Mit Graphik, die auf Auszeichnungssprachen basiert, können erstmals Verfahren für die taktile Repräsentation präsentiert werden, die eine ganzheitliche Erschließung der graphischen Inhalte ermöglichen. Dazu werden Methoden vorgestellt, die blinden Menschen den Zugang zu mathematischen Ausdrücken, zu 2D- und zu 3D-Graphiken gestatten. Dies wird an einem taktilen Web-Browser demonstriert, der den Zugang zu diesen unterschiedlichen Graphikarten integriert.

Computer graphics is used in many fields of computer science, ranging from the presentation of user interfaces to the visualization of scientific aspects. These application areas are extended by techniques for animation and for interacting with the content, based on the description by markup languages. This thesis proposes new methods and strategies for standardized markup languages for user interfaces and for learning materials. One focus is on the access to the graphical content for visually disabled people, achieved by an interactive exploration of tactile representations.

In this thesis new methods for the description of scalable components for graphical user interfaces by using markup languages are presented. The components can be adapted to the limitations of a variety of output devices. Zoomable user interfaces provide a variable size for the components and the content. Novel methods are introduced for transmitting algorithmically generated user interfaces described by markup languages to various other computers.

Graphics based on markup languages has substantial advantages in their creation, handling and application compared to conventional raster graphics. This thesis presents new methods and strategies in order to adapt the visual attributes of the graphics to the formatting of learning modules in different learning platforms. Among others, concepts for generating learning modules, which allow a flexible re-use in different learning scenarios, are developed.

Plain text is the main source of information for visually disabled people working with computers. However, in many applications the holistic access to documents consisting of text and graphics is indispensable. To access graphical contents by means of tactile representations, methods are proposed for graphics based on markup languages. Additionally, methods for visually disabled people are developed to use mathematical expressions, as well as 2D- and 3D-graphics. All concepts are integrated into a tactile web browser where all variants of graphics can be accessed in a unique way.