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Gestaltung der Benutzeroberfläche

Die Benutzungsoberfläche ist der für den Benutzer sichtbare Teil der Interaktionsschnittstelle eines Softwareproduktes. Hierunter fallen alle Einheiten, Formen und Techniken über welche der Benutzer mit dem Computersystem kommuniziert. Diese Benutzerschnittstelle ist zu einem gewissen Grad abhängig von der Hardware und der verwendeten Betriebssoftware des Systems und natürlich direkt abhängig von der benutzten Anwendungssoftware.

Die Benutzeroberfläche bestimmt mit vielen Faktoren die Form der Interaktion zwischen dem Benutzer und dem Computersystem. Die Mensch-Computer-Interaktion (MCI) ist ein wechselseitiger Informationsaustausch zwischen dem Benutzer und dem System, dieser ist durch die Natur der Sache zwar regelgebunden und formalisiert, zumindest bei modernen interaktiven Systemen liegt die Kontrolle im Regelfall beim Benutzer. Prinzipiell lassen sich Dialoge in drei Abschnitte einteilen:

1. Das System wartet auf die Auslösung einer Funktion durch den Benutzer oder fordert dazu auf.
2. Der Benutzer löst eine der zur Verfügung stehenden Funktionen aus.
3. Die Ausführung der Funktion und die Ausgabe des Ergebnisses durch das System (inkl. Fehlermelungen, Hilfen und Erklärungen).

Als Benutzer- oder Benutzungsschnittstelle sind die Teile eines Computersystems zu verstehen, mit denen der Benutzer agiert und hantiert, um den Computer dazu zu bringen das zu tun was er (der Benutzer) möchte. Zunächst gehört dazu die Hardware, wie Maus, Tastatur und Bildschirm oder Drucker. Aber auch Teile der Software, nämlich jene die bestimmen, was auf dem Bildschirm gezeigt wird oder wie auf Bewegungen oder Tastendruck von Maus und Tastatur reagiert wird.

Wirklich wichtig sind aber die Informationen, die zwischen der Welt des Benutzers, seiner Aufgabe und dem Computer ausgetauscht werden. Wie leicht und kompatibel dieser Austausch funktioniert, davon hängt die Qualität der Schnittstelle ab. Wichtige Kriterien für die Gestaltung der Benutzerschnittstelle sind daher das werkzeugunabhängige aber auch das werkzeugspezifische Wissen des Benutzers, hierunter ist das Wissen vom Computer einerseits und das mentale Modell des Anwendungssystema andererseits zu verstehen. Des weiteren spielen die kognitive Fertigkeiten des Benutzers für die Benutzung des Computersystems eine wesentliche Rolle.

Die Mensch Maschine Interaktion lässt sich beschreiben als eine Dreiecksbeziehung zwischen Benutzer, (seiner) Aufgabe und (dem benutzten) Werkzeug. Natürlicherweise im Rahmen des vorhandenen Arbeitsumfeldes. Der Computer ist hier das Werkzeug, welches die kognitive Funktion des Benutzers unterstützt und beeinflusst.

Durch die Gestaltung von Benutzerschnittstellen wird die Art und Qualität der Aufgaben, das Problemlöseverhalten der Benutzer sowie das Lernen von Fertigkeiten und deren Einsatz bei der Aufgabenbearbeitung beeinflusst. Daher ist die Gestaltung von Benutzerschnittstellen immer auch Arbeits- und Aufgabengestaltung.

Um diese "Dreifaltigkeit" bei der Gestaltung der Interaktion entsprechend zu berücksichtigen, kann das von Tom Moran in den frühen achtziger Jahren entwickelte Modell herangezogen werden. Hierin wird die Benutzungsschnittstelle in eine Hierarchie von vier Ebenen zerlegt, wobei eine Ebene auf die jeweils untergeordnete abgebildet wird.

• Auf der Aufgabenebene verfolgt der Benutzer das Ziel eine bestimmte Arbeitsaufgabe zu erledigen und damit weitere Aufgabenziele zu erreichen. Dieses ist sein Primärziel, dafür setzt er seine Kompetenz, sein Wissen und seine Kenntnisse über Problemlösungsstrategien ein. Hierbei muss das Computersystem unterstützen und darf nicht behindern!

• Auf der Semantischen Ebene werden die geeigneten Werkzeuge für die Aufgabenbearbeitung aus der verfügbaren Funktionalität des Computersystems ausgewählt. Unter "Funktionalität des Computersystems" ist die gesamte Menge der verfügbaren Systemfunktionen und repräsentierter Objekte zu verstehen.

• Auf der Syntaktischen Ebene muss der Benutzer sein Wissen einbringen, um die ausgewählten Systemfunktionen auszuführen. Der Benutzer muss sich die Fragen beantworten: Wie heißt das Objekt (z.B. Datei)? Was muss ich tun um sie auszuwählen? Wie starte ich die Systemfuntion, um das gewünschte Objekt zu bearbeiten?

• Die Interaktionsebene unterteilt sich ihrerseits nochmals in:
  1. Eine Kommunikationskomponente bei der der Benutzer die erkannten Befehle in Handlungen umgesetzt, um diese wirklich zur Ausführung zu bringen. Zum Beispiel wird die Mauszeiger zum gewünschten Objekt bewegt, der rechte Mausknopf gedrückt und die gewünschte Systemfunktion aus dem Popupmenü gewählt.
  2. Eine Physikalische Komponente durch die die Gestaltung und räumliche Anordnung der Teile des Systems sowie deren technische Eigenschaften festgelegt sind. Hierbei ist zum Einen die Hardware und ihre Platzierung im Arbeitsumfeld, aber auch die aktuellen Einstellungen gemein, zum Anderen aber auch die Platzierung von Objekten und Werkzeuge auf der Arbeitsoberfläche des Computers.

Ob eine Computeroberfläche benutzbar ist, lässt sich nur an den Reaktionen der Benutzer feststellen. Diese Reaktionen sind aber abhängig von den Eigenschaften des Systems, von den Fähigkeiten des Benutzers und den Merkmalen der durchzuführenden Aufgaben. In eine solche Beurteilung fließen natürlich subjektive Faktoren ein: Watt den een sin Uhl, is den annern sin Nachtigall! Dies ist auch richtig, denn die Gebrauchstauglichkeit eines Computerprogramms definiert sich nun mal über die Tauglichkeit zum Gebrauch bei der Lösung einer Aufgabe durch einen Benutzer, aber wenn mehrere Individuen mit dem gleichen Programm arbeiten müssen, kann man es nun mal nicht allen recht machen.

Aber es gibt auch Wege aus diesem Dilemma. Zum Ersten kann man es sich ganz leicht machen und sagen wer bezahlt der bestimmt, alles wird so gemacht wie es der Auftraggeber will. Was aber wenn Gebrauchstauglichkeit gefordert wird? Dann lassen sich bestimmte Hilfsmittel heranziehen, welche die Entscheidungen erleichtern:

• Durch Einbeziehen von Möglichkeiten zur Individualisierung ergibt sich ein breiteres Spektrum von Benutzern, die sich mit der Gebrauchstauglichkeit arrangieren können, da die Anwendung angepasst werden kann.

• Die Verwendung von Usability Heuristiken, welche auf die "Best Practices" der Gestaltung basieren (vgl. Prüftechniken).

• Wenn eine genügend große Stichprobe späterer Benutzer zur Untersuchung der Gebrauchstauglichkeit herangezogen werden kann, dann wird das statistische Mittel eine gute Näherung des allgemeinen Empfindens ergeben. Hierdurch können Hauptmerkmale und Unterschiede der Benutzerstrukturen berücksichtigt werden, um es für die meisten gut zu machen.

• Schließlich ist die Konformität zu bestehenden Normen (siehe Normen&Gesetze) ein wesentliches Kriterium, diese trägt zur besseren Konsistenz der Anwendung mit seiner Umgebung und eventuellen anderen Programmen bei. Dies fördert zugleich die Erlernbarkeit und die Transparenz der Anwendung.

• Gibt es keine Einheitlichkeit, so kann durch das gezielte Realisieren alternativer Vorgehensweisen die subjektive Gebrauchstauglichkeit erhöht werden. Dies ist schon im Hinblick auf unterschiedlich erfahrene Benutzer angeraten.

• Der Benutzer darf nur mit Arbeitschritten belastet werden, die direkt zur Erledigung seiner Arbeitsaufgabe dienen.
• Es sollen (nur) die Informationen angezeigt werden, die für den aktuellen Dialogschritt erforderlich sind.
• Das Dialogverhalten innerhalb der Anwendung muss einheitlich und konsistent sein.
• Der Benutzer muss jederzeit auswählen können, ob er einen Dialogschritt durchführen, abbrechen oder zurücknehmen will.
• Dialoge sollen den Benutzer direkt ansprechen und aktivierend sein.
• Ungültige Eingaben sind so früh wie möglich, also beireits von der Oberfläche, zu verhindern.
• Es sollten nie mehr als 40 bis 50% eines Dialogfensters mit Dialogelementen versehen sein.
• Die Verwendung von Zeichenattributen (Kursiv, Fett, Unterstrichen) und Farben sollte sparsam erfolgen.

Die Interaktion des Benutzers mit dem Computer wird Dialog genannt, da sich ein wechselseitiger Informationsaustausch zwischen beiden abspielt. Hinsichtlich diesem Wechselspiel hat sich seit Beginn der Dialogsysteme nicht viel verändert, technisch sind lediglich Informationsmenge und -darstellung verbessert worden, auch hat man sich um mehr Ergonomie bemüht. Eine besondere Veränderung hat sich durch den Personal Computer und die Fähigkeit der Systeme zum Mutlitasking bzw. -processing ergeben, wordurch es dem Benutzer möglich ist zeitgleich unterschiedlichste Aktionen durchzuführen. Hinsichtlich eines Dialogfadens bleibt dabei das alte Wechselspiel des Dialoges erhalten.

Ob der Dialog mittels einer grafischen oder textorientierten Oberfläche durchgeführt wird, ist für die Dialogform prinzipiell gleichgültig. Allerdings scheint eine rein textorientierte Oberfläche heutzutage nicht mehr zeitgemäß. Die ISO 9241 unterscheidet in den Teilen 14 bis 17 vier unterschiedliche Dialogführungen (vgl. Normen: DIN EN ISO 9241):

... mittels Menüs

Durch Menüs wird die Auswahl von Aktionen in festgelegtem Umfang ermöglicht. Der Benutzer wählt aus einer (Menü-)Liste den gewünschten Befehl aus, welcher durch den Rechner ausgeführt wird. Sofern Parameter oder Einstellungen erforderlich sind, wird für die Eingabe ein entsprechender weiterer Dialog geöffnet. Unterschiedliche Typen von Menüs sind: permanent voll oder teilweise sichtbare Menüs (Pull-Down) sowie auf Anforderung angezeigte Menüs (Pop-Up). Für die Benutzbarkeit von Menüs ist deren Strukturierung wichtig, so kann ein Menüpunkt seinerseits wiederum ein Untermenü umfassen. Diese Struktur kann in die Breite und in die Tiefe gehen.

Vorteile:

• Leicht erlernbar, da Befehle wiedererkannt und nicht erinnert werden müssen.
• Geringe Fehlerquote, da prinzipiell für einen Befehl keine Fehleingaben möglich. (Ob der richtige Befehl selektiert wurde steht auf einem anderen Blatt.)

Nachteile:

• Für geübte Benutzer ist die Bedienung umständlich und dauert lange.
• Durch die Menüs werden Anwendungsinformationen überlagert.

... mittels Kommandosprachen

Kommandosprachen basieren auf der Eingabe von Befehlen in einer vorgebenen Syntax. Jedem Befehl können in der Regel Parameter mitgegeben werden. Die meisten Umgebungen ermöglichen die Zusammenfassung von mehreren Befehlen in sogenannten Batch-Dateien, die ebenfalls zur Ausführung gebracht werden können. Des weiteren wird vielfach die Möglichkeit der Ausgabeumlenkung geboten, wodurch das Ergebnis eines Befehls alsEingabe eines weiteren genutzt werden kann. Dadurch lassen sich umfangreiche und sehr mächtige Aktionen ausführen. Insbesondere wenn mehr als nur ein Objekt bearbeitet werden soll.

Vorteile:

• Der geübte Benutzer kann sehr schnell und effizient arbeiten.
• Es sind mächtige Befehle realisierbar.
• Aktionen über viele Objekte lassen sich leicht durchführen.

Nachteile:

• Hoher Lernaufwand, außerdem ist eine Nutzung ohne Kenntnis der Syntax nicht möglich.
• Die Eingabe ist fehleranfällig, da Befehle und Parameter errinnert werden müssen.
• Die Auswirkungen von Fehlern können beträchtlich sein.
• Die Auswirkung eines Befehls rückgängig zu machen ist nur in Ausnahmen möglich.

... mittels direkter Manipulation

Dieser Dialogstil basiert auf dem Vorhandensein eines Zeigeinstrumentes, wie z.B. der Maus. Der Dialog ist dann ähnlich aufgebaut wie natürliche Handlungen, es wird ein Gegenstand ausgewählt und danach werden die gewünschten, möglichen Handlungen an diesem Gegenstand durchgeführt. Dabei erlauben Ikonen (Sinnbilder) eine einfach erkennbare bildliche Darstellung von Gegenständen und Aktionen aus der realen Welt, die hiermit dargestellte "Modellwelt" dient als Metapher[1] . Beispielsweise wird eine Datei gelöscht, in dem die entsprechende Ikone selektiert und über den Bildschirm auf das Symbol für einen Papierkorb gezogen wird und dort losgelassen (deselektiert) wird. Das Auslösen einer Funktion erfolgt oftmals implizit mit der Auswahl des Objekts. Aber zu jedem Objekt können auch Menüs benutzt werden, um aus einer größeren Menge von Operationen die gewünschte auszuwählen.

Vorteile:

• Geringer Lernaufwand, da die Benutzung in vielen Fällen intuitiv möglich ist.
• Durch die Verwendung bekannter Metaphern wird eine schnellere Erlernbarkeit durch die Verknüpfung von neuem und altem Wissen gefördert.
• Es wird schnell eine effiziente Benutzung des Systems erreicht, welche auch für Experten in den meisten Fällen hinreichend ist.
• Förderung des explorativen Lernens, dadurch ist dem Benutzer ein angstfreies Benutzen möglich, welches sein Kompetenz- und Kontrollbewußtsein erhöht.

Nachteile:

• Ungeübte Benutzer müssen erst die Benutzung des Zeigeinstrumentes erlernen.
• Durch unzureichende Analogien zwischen dem Alltagswissen und der Umsetzung kommt es zu Metaphernbrüchen.
• Durch die intuitive Benutzbarkeit wird die Aneignung von spezifischen Kenntnissen in vielen Fällen verhindert.

... mittels Formularen

Formulare dienen der Eingabe von strukturierten Daten in einen Datenbestand (Datenbank) aber auch der Ausgabe, insbesondere wenn diese Daten verändert werden sollen. Formulare sind strukturierte Ein-/Ausgabe-"Masken" die dem Benutzer zur Erfassung oder Veränderung der Daten auf dem Bildschirm präsentiert werden. Die Strukturierung der Formulare und die Navigation zwischen den Feldern soll so erfolgen, wie es den Erwartungen des Benutzer entspricht. Existierende Papierformulare geben demzufolge Struktur und Navigation weitestgehend vor. Entscheidend ist, dass es durch ein Formular erlaubt wird, Daten zu sammeln, bevor diese an eine Datenbank geschickt werden.

Vorteile:

• Durch die Analogie zu den Formularen der Anwendungswelt wird ein schnelles Erlernen erreich, da eine Verknüpfung von neuem mit "altem" Wissen vorhanden ist.
• Da das Formular bis zum Absenden vollständig korrigierbar ist, ist dem Benutzer ein angstfreies Arbeiten möglich, wodurch sein Kompetenz- und Kontrollbewußtsein erhöht wird.
• Der geübte Benutzer arbeitet schnell und effizient.
• Formulare sind oftmals intuitiv zu bearbeiten, da die Datenfelder mit Bezeichnern versehen sind. Dies gilt insbesondere, wenn die Felder durch Beispiel- oder Vorgabewerte vorbelegt sind.

Nachteile:

• Bei großen Formularen kann der Überblick verloren gehen, da wichtige Informationen zum Kontext aus dem Sichtfeld verschwinden. Dies kann durch Wiederholung der Informationen gemildert werden, allerdings wird der für die aktuellen Eingabefelder verfügbare Arbeitsbereich dadurch kleiner.
• Positionierung des Eingabefokus sollte dem normalen Arbeitsfluß folgen, dies ist vielfach - gerade für Anfänger - nur schwer ersichtlich.

Der Bildschirmaufbau soll die drei wichtigsten Formen der Funktionsauslösung: die Kommandoeingabe, das Maskenfüllen und die Menüauswahl unterstützen. Dabei ermöglicht die Fenstertechnik den gleichzeitigen Zugriff auf mehrere, verschiedene Informationsausschnitte; mehrere Objekte oder Ansichten desselben Objektes können parallel in verschiedenen Fenstern bearbeitet werden. Auch wenn heutzutage die grafische Oberfläche überwiegt, so können doch die Festlegungen die früher für den ganzen Bildschirm aufgestellt wurden heute auf das einzelne Fenster übertragen werden. In der Norm DIN 66290/1 zur Maskengestaltung ist eine Unterteilung in Informationsklassen vorgenommen worden, die deutlich erkennbar sein sollen:

Informationsklasse	Erläuterung
Informationsteil	Enthält die Bezeichnung des Dialogsystems und der aktuellen Maske, ggfs. spezielle Informationen über den aktuellen Zustand.
Steuerungsteil	Hier erfolgt die Steuerung der Interaktion, hier werden Eingaben Zum Aufruf von Funktionen (inkl. Hilfefunktion) oder zur Auswahl der "Folgemaske" gemacht; sowie Angaben zur Unterbrechung, Blättern und das Zurücksetzen eines Dialogschrittes.
Verarbeitungsteil	Umfasst alle Ein- und Ausgabefelder, die der aktuellen Bearbeitung der Aufgabe dienen, ggfs. Arbeitsinformationen zum aktuell bearbeiteten Objekt.
Meldungsteil	Ausgabebereich für Meldungen des Systems (z.B. Fehlermeldungen, Statusmeldungen oder allgemeines Feedback), zumeist als Statuszeile bezeichnet.

Die in der Norm beschriebenen Festlegungen und Anregungen sind für die Entwickler von Dialogsystemen gedacht. Durch Veranschaulichung und Vereinheitlichung der Benutzeroberflächen soll deren Handhabung für den Benutzer erleichtert werden.

Hartnäckig wie totgesagte oftmals sind, hat sich dies Aufteilung des Bildschirmes auch in graphische Oberflächen gerettet. Auch bei Fenstersystemen werden diese Bereiche separat ausgewiesen. So stellt die Titelzeile des Fensterrahmens den Informationsteil dar, Der Steuerungsteil wird zumeist durch die Menüleiste, aber auch durch Symbolleisten gebildet. Als Meldungsteil fungiert die Statuszeile am unteren Rand eines Fensters. Der Rest gilt als Verarbeitungsteil.

Auch die weiteren Regelungen aus der Norm muten bekannt an, zum Beispiel:

• Die Aufteilung in die Informationsklassen soll in Größe und Platzierung auf dem Bildschirm in allen Masken eines Dialogsystems einheitlich erfolgen.
• Über die individuelle Anordnung und Reihenfolge entscheidet einerseits der Arbeitsablauf, aber auch die spezifischen Hard- und Softwareeigenschaften.

Die grafische Oberfläche ist heutzutage vom Computer gar nicht mehr wegzudenken. So können sich viele Heimanwender gar nicht vorstellen, mit einem Computer zu arbeiten, wenn dieser eine rein textorientierte Benutzerschnittstelle hätte. Wer heutzutage Software an den Benutzer bringen will, der muss auf das "graphical User Interface (gUI)" setzen und seine Software mit einer grafischen Oberfläche versehen. Aber auch dann kann ein schlechtes Design die gute Funktionalität einer Software so überdecken, dass eine Anwendung selbst dann nicht mit anderen Produkten konkurrieren kann, wenn es eine deutlich besser Leistungsfähigkeit aufweist.

Programmieren oder Benutzerschnittstellen zu entwerfen, sind allerdings zwei grundverschiedene Tätigkeiten. Während der Programmierer die Systeminternas meist genau versteht, hat der Designer die Aufgabe den Benutzer und seine Situation zu verstehen und in eine geeignete Benutzerschnittstelle umzusetzen. Dabei gilt, dass man keine Software erstellen kann, ohne für diese ein Design zu entwickeln. Ob man will oder nicht, man kann sich nur für gutes oder schlechtes, nicht aber für kein Design entscheiden. Darum sollte man sich ruhig explizit mit dem Design befassen und ein solches erstellen.

Während des gUI-Designs wird die Benutzerschnittstelle gestaltet und getestet. Dieser Entwicklungsabschnitt umfasst die Definition von Benutzeraktionen, die Handlungsmöglichkeiten des Benutzers, Repräsentation der Systemfunktionalität und das das Feedback. Des weiteren: Überlegungen zu Interaktionsstilen, Reihenfolge von Arbeitsschritten, die Gestaltung von Schnittstellenobjekten und natürlich das Aussehen und der Aufbau des "Bildschirms".

Folgende Ebenen des Designs sollten unterschieden werden:

• Konzeptionelle Ebene:
  Beim konzeptionellen Design werden Objekte und Operationen auf diesen Objekten definiert. Zudem werden die zu verwendenden Metaphern ausgewählt.
• Detail Ebene:
  Bei diesem Abschnitt werden die Bezeichnungen, Systemnachrichten und Menüstruktur aufgestellt. Des weiteren werden die passenden gUI-Elemente ausgewählt, deren Anordnung und der Ablauf des Dialogs entwickelt.
• Graphische Ebene:
  Dies wird oftmals als Teil des detaillierten Designs gesehen, und ist vielleicht auch nicht immer erforderlich, aber ein ansprechendes, "ästhetisches" Design wirkt sich positiv auf die Benutzerzufriedenheit aus.

Folgende Prinzipien gelten bei der gUI-Gestaltung:

• Die Konsistenz der Darstellung muss auf allen Ebenen der Dialoggestaltung beachtet werden.
• Die Benennung und die Reihenfolge von Aktionen soll sich an den Aufgaben der Benutzer orientieren und nicht an Algorithmen oder Datenstrukturen.
• Für die Effizienz der Benutzung ist es wichtig, dass - wann immer möglich - Standardwerte angenommen und angezeigt werden. Mehrfaches eingeben von Daten ist zu verhindern.
• Eine bestimmte Aufgabe sollte vollständig in einem Dialog repräsentiert werden. Sind viele Eingaben erforderlichen, ist eine Strukturierung, z.B. durch spezialisierte (Unter-)Dialoge möglich.

Bei der gUI-Gestaltung müssen zwei Aspekte unterschieden werden, der visuelle, mehr statische Aspekt und der dynamische Aspekt. Dahinter verbirgt sich:

• im visuellen: Die Anordnung, Größe, farbliche Gestaltung, Beschriftungen und Benennungen, eben der statische Aufbau eines Dialogs.
• im dynamischen: Die Festlegung in welcher Reihenfolge Interaktionen erfolgen, welche Restriktionen erforderlich sind, welche Möglichkeiten in gewissen Zuständen zur Verfügung stehen oder gesperrt sind, welche ausklappbaren Elemente andere verdecken dürfen.