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Soundkarten & Multimedia
Ausgabegeräte für Blinde & SehbehinderteIn den frühen 70er Jahren wurde ein Forschungsprojekt von F.H. Papenmeier und Prof. Dr. Werner Boldt an der Universität Dortmund (REHA-Technik) gestartet. Es handelte sich dabei um die Entwicklung eines elektronischen Ausgabemediums für Sehbehinderte. Nach fünf Jahren Entwicklung wurde dann schließlich in Kooperation mit einer kommerziellen Firma das erste Ergebnis vorgestellt: BRAILEX, die erste Braillezeile. Es handelte sich dabei um eine Erweiterung für den Computer, mit deren Hilfe der Bildschirminhalt auch für Blinde sichtbar gemacht werden konnte. Es war möglich jedes Zeichen einer Zeile des Bildschirms in eine spezielle Computer-Braille-Schrift zu übersetzten. Diese unterscheidet sich im wesentlichen durch die Anzahl der Punkte, die ein Zeichen beschreiben (8 gegenüber 12). Mit Hilfe von Steuertasten konnte der sichtbare Ausschnitt verändert werden. Diese Variante bildete bis auf kleine Änderungen (Interfaces zu anderen Geräten, wie z.B. eine speziellen Schreibmaschine, usw.) den stand der Technik für etwa 10 Jahre. In den frühen 80ern wurde dann ein eigene Schreibmaschine für Blinde entwickelt. Sie verfügte über eine Braille-Tastatur und eine Braillezeile, welche die aktuelle Zeile wiedergab. Weitere fünf Jahre später wurde dann ein weitere Meilenstein gesetzt, die Entwicklung einer Braillezeile für den PC. Sie war im wesentlichen eine angepasste Version der BRAILEX. Eröffnete allerdings einen viel größeren Markt. Jedoch verlor mit dem Entstehen der ersten graphischen Benutzeroberflächen die Braillezeile an Attraktivität, obwohl auch für Windows spezielle Softwarelösungen erarbeitet wurden. Ein weiterer großer Schub war der Boom des Internet, der das Thema Blinde und Computer auch in das gesellschaftliche Bewusstsein brachte. Es wurden auch Erweiterungen zu normalen Zeilen angeboten. So wurde beispielsweise eine Braille mit zusätzlichem Übersichtsfeld entwickelt, auf dem der Inhalt des Bildschirm grob als Relief angezeigt wurde. Ein ähnliches Projekt wurde auch an der Technischen Universität Wien bearbeitet, in dem es darum ging den Inhalt des Bildschirms als Relief darzustellen und so auch Bilder gut sichtbar zu machen, und vielleicht die Braillezeile überflüssig zu machen. Über den Erfolg bzw. Misserfolg des Projekts ist leider nichts zu finden. Eine andere Möglichkeit für Sehbehinderte mit dem Computer zu arbeiten wurde erst später als die Braillezeile entwickelt: die Sprachausgabe. Bei der Sprachausgabe werden alle Informationen des Bildschirms in Sprache umgewandelt und entweder mit spezieller Hardware oder mit Software über normale Soundkarten ausgegeben. Im allgemeinen ist diese Variante der Ausgabe nicht so effizient wir beispielsweise die Braille, da der Informationsfluss nicht genau gesteuert werden kann. Im Internet findet die Sprachausgabe jedoch häufig Anwendung. Auf dem PC wurde bereits 1989 mit dem ersten Soundblaster ein (zwar beschränktes) Sprachausgabe Programm angeboten. Heute werden vor allem Browser-Plugins (beispielsweise von Appell und IBM) und eigenständige Browser (Brooks-Talk) angeboten, allgemeine Screenreader sind meist um einiges teurer. Aber auch dir dauerhafte Ausgabe auf Papier ist mit Hilfe spezieller Drucker möglich. Über diese Drucker war aber keine Entwicklungsgeschichte im Internet auffindbar daher sind hier lediglich Bilder zur Illustration. Ein Drucker dieser Art kann 10 bis 70 Zeichen pro Sekunde ausgeben, dies kann bei teureren Modell sogar beidseitig geschehen. Technisch dürften diese Drucker nicht viel aufwendiger als normale Drucker sein. Jedoch preislich sind Drucker ab 20.000 ATS erhältlich. Motive & IdeenDie Entwicklung der ersten Braillezeile wurde an einer deutschen Universität gemacht, dabei spielten keine kommerziellen Unternehmen mit. Erst als konkrete Konzepte vorhanden waren wurde ein Parten für die weitere Vermarktung gesucht. Die Motive für das Forschungsprojekt lagen also nicht im wirtschaftlichen. Über die weiteren Hintergründe, beispielsweise den Auftraggeber konnten wir allerdings keine Informationen beschaffen. Konzepte, Vorbilder & technische RealisierungenDas Vorbild für die Computer-Braille-Schrift war klarerweise die normale Braille-Schrift, dabei mussten jedoch Abstriche gemacht werden, da eine Realisierung mit 12 Zeichenpunkten am Computer zu aufwendig gewesen wäre. Es wurde daher ein abgeänderter 8 Punkte-Code erstellt, der relativ leicht auf die Zeichen des Bildschirms umzulegen war. Technisch wurde die Braille über normale Schnittstellen (z.B. serielle Schnittstelle) am dem jeweiligen Computer angeschlossen und über spezielle Software angesteuert. Die Umrechnung der Daten auf die Blindenschrift erfolgte jedoch in Hardware in der Zeile selbst. SpeichergeräteIn gewissen Sinne waren die Lochkarten die Vorfahren der heutigen Speichermedien, sie dienten unter anderem als Ausgabemedium der ersten Computergenerationen. Schon 1805 wurden Lochkarten zur Steuerung von Webmaschinen verwendet. Die erste Rechenmaschine, welche die Idee der Lochkarte verwendete wurde bereits 1838 von Charles Babbage erfunden, jedoch zur damaligen Zeit als Unsinn abgetan. 1886 wurden Lochkarten das erste mal als Speichermedium eingesetzt, bei einer Volkszählung in den USA wurden Lochkarten zum Zählen verwendet. Das System der Lochkarten wurde bis Mitte des 20.Jahrhunderts beibehalten. Der nächste große Sprung war die Verwendung von CRT-Röhren zur dauerhaften Speicherung von Daten. Dabei konnten jedoch nur wenige Bits gespeichert werden, und es wurden andere Techniken entwickelt um größere Datenmengen zu speichern. Die Erfindung von Magnetbändern (1935, durch Fritz Pfleumer) stellte den entscheidenden Schritt für die Speicherung großer Datenmengen dar. Ab 1957 wurden dann Computer Systeme entwickelt, die Disketten verwendeten. Die 8½ Zoll große Scheibe konnte Daten bis 200kb Speichern. Aus ihre entstanden später die 5¼ und schließlich 1981 die 3½ Zoll Disketten. Die Festplatte ist heute das am weitesten verbreitete Speichermedium der Welt. Das System der Speicherung ist ähnlich dem von Disketten, allerdings ist die Datendichte und die Genauigkeit des Zugriffes um vieles größer. Der erste PC, der standardmäßig mit einer Festplatte ausgeliefert wurde, kam 1981 von Vector Graphics Inc. auf den Markt. Sie bot platz für ca. 10 MB Daten. Im laufe der Jahre wurde die Datendichte immer weiter erhöht So hat sich die Datendichte von 1985 bis 1998 um das 30ig Fache erhöht. In Zukunft werden allerdings neue Speichertechniken, die meist eine Kombination aus optischen und magnetischen Speichertechniken darstellen, die Rolle der Massenspeicher übernehmen. Motive & IdeenMan brauchte einfach eine Möglichkeit große Datenmengen billig und dauerhaft sic hern zu können. Konzept, Vorbilder & technische Realisierungen
Drucker
Der wesentliche Vorteil von Druckern gegenüber Bildschirmen, LED-Schirmen usw. ist, dass Ausgabe auf Papier keine elektrische Energie benötigt um lesbar gemacht zu werden. Außerdem können Informationen auf Papier - zu dieser Zeit - besser ausgetauscht, verschickt und bearbeitet werden. Auch kann man den Drucker als eine Art frühes "Speichermedium" ansehen: Berechnungen, die von einem Computer durchgeführt werden, waren zu Beginn des Computers recht zeit- und ressourcenaufwendig. So wurde es notwendig, gewonnene Information (Berechnungen) festzuhalten und zu verhindern diese nochmals ausführen zu müssen. Deshalb ist der Drucker dafür das ideale Gerät. So war es auch wenig überraschend, dass nach der Vorstellung der ersten Computer auch bald Computer mit Druckern folgten. Als einen der ersten Vertreter könnte man hier den im Mai 1981 vorgestellten Computer Xerox Star 8010 nennen. VorbilderDas Vorbild für den Drucker war die Schreibmaschine. Obwohl die Schreibmaschine zu Beginn kein großer Erfolg war (Der Mechanismus war langsam und schwerfällig, führte außerdem zu Zwängen bei der Eingabe, ....), setzte sich dieses Gerät durch. Es wurde nun versucht das Konzept der Schreibmaschine auf den Drucker umzulegen. Dies wurde insbesondere bei Matrix-, Thermo- und Laserdruckern verwirklicht. Wie bei der Schreibmaschine werden auch hier Anschläge über ein Farbband (Farbtrommel) durchgeführt. Doch auch das menschliche Schreiben war Vorbild für den Drucker. (realisiert durch den Plotter) RealisierungenMatrixdrucker: Das Konzept eines Matrixdrucker beruht darauf, dass über das Papier eine Matrix von Punkten geführt wird. Je nach dem welcher Buchstabe oder Zeichen gedruckt werden soll, werden Punkte der Matrix aktiviert. Technisch realisiert wurde der Matrixdrucker durch den Nadeldrucker und Tintenstrahldrucker. Nadeldrucker: Bei einem Nadeldrucker schlagen Nadeln auf ein Farbband. Dadurch werden Punkte auf Papier gedruckt, die im Ganzen gesehen Buchstaben, Zahlen oder Zeichen darstellen. Tintenstrahldrucker: Dieser Drucker ähnelt sehr dem Nadeldrucker. Doch hier werden in Matrix aufgebaute Düsen verwendet, welche Tinte auf das Papier befördern. Dieser Drucker ist gegenüber dem Nadeldrucker qualitativ besser, da die Matrix hier viel engmaschiger gewählt werden kann und somit die gedruckten Buchstaben, Zahlen und Zeichen detaillierter erscheinen. Das wesentliche Konzept hinter dem Thermodrucker ist, dass der Druck durch Wärme gesteuert wird. Die Wäre die von einem Kopf ausgestrahlt wird bewirkt ein Einfärben des Papiers. Der wesentliche Unterschied zum Tintenstrahldrucker ist, dass die Farbe nicht von einem Kopf auf das Papier gedruckt wird, sondern die Farbe bereits auf dem Papier ist und durch Wärme sichtbar gemacht wird. Thermotransferdrucker: Ein spezielles Papier, welches Farbfolien enthält, wird durch den Drucker geführt. Aufgrund von Wärme wird das Papier dazu gebracht sich zu verfärben und so einsteht ein Ausdruck. Der Vorteil im Thermotransferdrucker liegt darin, dass er schneller als der Tintenstrahldrucker ist. Allerdings ist das benötigte Spezialpapier recht teuer und damit eine wesentlicher Nachteil. Auch kann das Papier schnell beschädigt werden, da ja Farbfolien auf dem Papier selbst vorhanden sind.
Laserdrucker: Bei einem Laserdrucker wird mittels eines Laserlichtes das Papier erhitzt. Dann wird es durch eine Farbtrommel geführt und an den erwärmten Stellen bleibt die Farbe haften. Plotter: Das Konzept des Plotters entspricht am ehesten dem menschlichen Zeichen. Wie der Mensch einen Stift über das Papier führt, so soll auch der Plotter einen Stift über das Papier führen. MonitoreEntwicklungsgeschichteDer heutige Monitor funktioniert nach einem Prinzip, dass von K.F. Braun 1897 entwickelt wurde. Der "Urtyp" des Monitors ist die Braun'sche Röhre. Monitore gab es zuerst einfarbig - in grün, bernsteinfarben oder grau.
Aktuelle Monitore beschränken sich auf eine 2-dimensionale Ausgabe, doch man wollte schon sehr früh(ca. 60-er Jahren) ein 3-dimensionales Ausgabegerät verwirklichen. Warum wir Menschen in der realen Welt Dinge 3-dimensional wahrnehmen hat einen einfachen Grund: Wir betrachten die Objekte aus unterschiedlichen Blickwinkel, wodurch jedes Auge ein unterschiedliches Bild sieht. Nun werden diese beiden Bilder von unserem Gehirn interpretiert und wir erhalten den Eindruck von Distanz, Größe und Transparenz. 1968 wurde von Ivan Sutherland das erste 3D-display veröffentlicht. Bei diesem 3D-display wurden vor den Augen zwei Displays positioniert, die zwei unterschiedliche Bilder erzeugten und dadurch einen 3D-Effekt erzielten. Ähnliche 3D-displays(sog. 3D-Brillen) werden heutzutage auch angeboten, konnten sich aber nie wirklich durchsetzen. Die Nachteile von 3D-Brillen sind, dass sie nur von einer Person genutzt werden können und das Objekte nicht aus verschiedenen Positionen betrachtet werden können. 3D-displays, die es erlauben, dass Benutzer Objekte aus unterschiedlichen Positionen betrachten können, werden in der Forschung(Virtual Reality) eingesetzt. 3D-LCD-Displays: Bereits im Jahr 1994 begann Philips mit der Entwicklung von 3D-LCD-displays. 3D-displays sind herkömmliche LCD-Displays, wobei aber gleichzeitig zwei unterschiedliche Bilder erzeugt werden, und somit ein 3-dimensionales Bild erzeugen. Im Gegensatz zu 3D-Brillen hat man bei dieser Technik völlige Bewegungsfreiheit und es können 3D-Objekte von mehreren Benutzern gleichzeitig betrachtet werden. Im Jahr 1995 wurde das erste monochrome 3D-LCD-display präsentiert. In den folgenden Jahren wurde die Technik weiter verbessert. Zur Zeit sind von Philips 14,5-Zoll Farb-3D-LC-displays für Entwickler erhältlich. Holographie:
Die Geschichte der flüssigen Kristalle:
Bei aktuellen TFT-Bildschirmen werden die dünnen Gläser einer Flüssigkristall-Zelle wie beim Kreuzworträtsel mit einem Gitter aus senkrecht (z. B. 640) und waagerecht (z. B. 480) verlegten, durchsichtigen Leiterbahnen überzogen. Da das Netz aus winzigen Transistoren auf den Gläsern der Flüssigkristall-Kammer so dünn wie ein Film ist, war der Name für diese LC-Technik schnell gefunden: Dünnfilmtransistor-Technik oder auf englisch: Thin Film Transistor (TFT)-Technik. An jedem Kreuzungspunkt der transparenten Leiterbahnen liegt ein mikroskopisch kleiner Transistor. Die einzelnen Transistoren können gezielt ein- oder ausschalten werden. Je nachdem wie hoch die angelegte Spannung an diesen Transistor-Punkten ist, entsteht ein stärkeres oder schwächeres elektrisches Feld. Die Flüssigkristalle reagieren darauf. Je stärker es ist, desto weniger Licht wird durch die Flüssigkristalle hindurchgelassen.. Der Punkt erscheint dunkler. Addiert man die Lichtintensitäten der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau, lassen sich unterschiedliche Farbtöne erzeugen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weiterführende Informationen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Verweise auf Arbeiten anderer gruppen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
keine | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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