Die Konzeption und prototypische Implementierung eines Muster-basierten Ansatzes zur Erstellung von Computerspielen für Sehgeschädigte

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1. Motivation
1.2. Zielsetzung
1.3. Struktur der Arbeit

2. Grundlagen
2.1. Sehschädigung
2.1.1. Definition
2.1.2. Häufige Ursachen
2.1.3. Entwicklung in Deutschland
2.2. Game Accessibility
2.2.1. Definition
2.2.2. Wichtigkeit
2.2.3. Unterschied zu Software Accessibility
2.2.4. Methoden und Konzepte
2.2.5. Beispiele
2.3. Audio Spiele

3. Muster-basierter Ansatz
3.1. Mustersprache für Game Accessibility
3.2. Kollektion der Entwurfsmuster
3.2.1. Navigation
3.2.2. Darstellung
3.2.3. Anpassung
3.2.4. Spielverständniss

4. Spielkonzept
4.1. Überblick
4.1.1. Musikerstellung
4.1.2. Genre
4.1.3. Zielgruppe und mögliche Einsatzgebiete
4.2. Benutzerschnittstellen
4.2.1. Visuell
4.2.2. Auditiv
4.3. Spielkomponente
4.3.1. Spielbrett und Audio-Pads
4.3.2. Werkzeuge
4.3.3. Instrumente
4.4. Konfiguration
4.5. Accessibility Features

5. Prototypische Implementierung
5.1. Allgemeines
5.1.1. Hardware Anforderungen
5.1.2. Verwendete Software und Frameworks
5.1.3. Projektstruktur
5.1.4. Designentscheidungen und -methoden
5.2. Architektur
5.2.1. Spiel-Engine
5.2.2. GUI-Framework
5.2.3. Musik-Framework
5.3. Systemkomponente
5.3.1. Fenster
5.3.2. Spielbrett
5.3.3. Werkzeuge
5.3.4. Menüleiste
5.3.5. Mauszeiger und Schnellhilfe
5.3.6. Optionen Manager
5.3.7. Audio Steuerung
5.3.8. Instrumente

6. Zusammenfassung und Ausblick
6.1. Zusammenfassung
6.2. Ausblick

A. Anhang
A.1. CD-Inhalt
A.2. Tastaturkürzel
A.3. Performance-Vergleich der GUI Frameworks
A.4. Klassendiagramm vom Gesamtsystem
A.5. Quelltext der Tool -Klasse

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1.1. Vorgehen und Struktur der Arbeit

2.1. Wahrnehmung mit und ohne Sehbehinderung

2.2. Auswirkungen von Sehbehinderung und Blindheit

2.3. Sehgeschädigte interagieren mit dem Computer

2.4. Aspekte auditiver Benutzerschnittstellen

2.5. Haptische Eingabegeräte

2.6. Auswahl und Bewegung einer Figur in UA-Chess

2.7. PowerUp - ein Mehrspieler Explorationsspiel

2.8. Audio Spiele - der Vergangenheit und Gegenwart

3.1. Kategorisierung der Entwurfsmuster

4.1. Konzept der grafischen Benutzeroberfläche

5.1. Das Spiel Audio Hero

5.2. Architekturdiagramm

5.3. Prototypische implementierung in Unity3D

5.4. Klassendiagramm: WindowPanel

5.5. Klassendiagramm: AudioPad und AudioPadsManager

5.6. Klassendiagramm: Werkzeug-Komponenten

5.7. Klassendiagramm: NavigationMenu und NavigationItem

5.8. Klassendiagramm: PlayerCursor & Options

5.9. Klassendiagramm: Control & InstrumentLayer

5.10.Klassendiagramm: InstrumentManager , InstrumentSelector und InstrumentSelectorItem

5.11.Klassendiagramm: ColorSelector und GameColor

A.1. Vergleich der Performance von Unity GUI und EZ GUI

A.2. Klassendiagramm: Gesamtsystem

Tabellenverzeichnis

2.1. Definition der Sehbehinderung nach deutschem Recht

3.1. Footstep

3.2. Navigation Assistance

3.3. Keyboard Navigation

3.4. Discrete Actions

3.5. Scanning

3.6. Multiple Rendering Modes

3.7. Zoom

3.8. Free Position

3.9. Ambience Reductor

3.10.Adaptive Difficulty Level

3.11.Slow

3.12.Customizable Controls

3.13.Customizable Sounds

3.14.Accessibility Profiles

3.15.Entwurfsmuster Self-Voicing

3.16.Accessible Documentation

3.17.Audio Journal

A.1. Tastaturkürzel

Listings

5.1. AudioPadsManager.CreateAudioPads()

5.2. PencilTool.OnAudioPad()

A.1. Tool -Klasse

1 Einleitung

Computerspiele nehmen einen hohen Stellenwert in der heutigen Gesellschaft ein. Die Entwicklung der Nutzerzahlen zeigt an, dass Computerspiele einen wichtigen Teil unseres täglichen Lebens ausmachen und signifikant an Bedeutung gewonnen haben. Der Umsatz mit Unterhaltungssoftware innerhalb der letzten zehn Jahre war immens und stellt eine beeindruckende Einführung der Technologie und Anwendung dar[1]. Die Einsatzgebiete sind vielseitig und dienen nicht nur Unterhaltungszwecken sondern auch zur Vermittlung von Lerninhalten [2, 3]. Immersive virtuelle Welten bieten ein reichhaltiges und intensives Spiel- und Lernerlebnis. Die UN Behindertenrechtskonvention fordert in Artikel 24 die Inklusion und Teilhabe von Menschen mit Behinderungen an der Gesellschaft[4]:

“ States Parties recognize the right of persons with disabilities to education. With a view to realizing this right without discrimination and on the basis of equal opportunity, States Parties shall ensure an inclusive education system at all levels and life long learning directed to:

a. The full development of human potential and sense of dignity and self-worth, and the strengthening of respect for human rights, fundamental freedoms and human diversity;

b. The development by persons with disabilities of their personality, talents and creativity, as well as their mental and physical abilities, to their fullest potential;

c. Enabling persons with disabilities to participate effectively in a free society. ”

Für diese Konvention wäre es nicht vereinbar, wenn behinderte Menschen keinen Zugang zu Com- puterspielen hätten. Die starke Grafikorientierung, steigende Komplexität und eine fehlende Adaption an die Barrieren der Spieler führt jedoch zu ihrer Ausgrenzung. Die Entwicklung von Spielen ist auf- wendig und birgt ein finanzielles Risiko. Entwickler reagieren deshalb nur zögerlich, ihre Ressourcen in die Konzeption und Realisierung von Ansätzen zu investieren, die eine höhere Zugänglichkeit er- möglichen. Konzepte mit denen Standardanwendungen zugänglich gemacht werden, können den hohen Ansprüchen im Bezug auf Interaktivität von Computer- und Videospielen nicht standhalten. Sie sind deshalb nur bedingt oder gar nicht auf diese Domäne anwendbar. Für bereits produzierte Spiele gibt es wenig Möglichkeiten einen Zugang zum Quelltext zu erlangen[5]. Es fehlen Standards in diesem Bereich und oft werden keine Schnittstellen angeboten. Die notwendige Funktionalität wird in solchen Fällen nicht sinnvoll ergänzt und sollte deshalb bereits während der Konzeption berücksichtigt werden. Grundlegende Konzepte um Spiele für Sehgeschädigte zu entwickeln sind der Einsatz von auditiven Benutzerschnittstellen und die Unterstützung alternativer haptischer Eingabegeräte. Typische Beispiele für die Verwendung von Audio in kommerziellen Computerspielen sind: Klänge zur Belebung virtueller Welten oder gesprochene Dialoge als Standard im Bereich Storytelling. Audio findet seine Anwendung in kommerziellen Produkten oft nur zur Ausschmückung oder zur Steigerung der Immersion [6, 7]. Für sehende Spieler gelten Aspekte wie die Spielbarkeit und Grafik mehr als Audio[8]. Audio hat nicht nur eine dekorative und immersive Funktionalität, sondern kann auch mit der Spielstruktur verknüpft werden und als Informationsträger für Sehgeschädigte dienen [9, 10]. Obwohl der Fokus in den letzten Jahren stark auf High-End Grafik lag, wurden neue Surround-Systeme und Audio Hardware entwickelt. Die Simulation von Raumakustik, Audiofiltern und prozeduraler Musikgenerierung in Echtzeit, öffnet Raum für neue Konzepte zur Zugänglichkeit von Computerspielen (engl. Game Accessibility) für Sehge- schädigte. In den letzten Jahren gewinnt das Thema der Zugänglichkeit immer mehr an Bedeutung und rückte in den Fokus von Wissenschaft und Industrie. Die Konzeption, Entwicklung und Evaluation von Ansätzen zur Steigerung der Zugänglichkeit stellet uns vor spannende Herausforderungen. Im Folgen- den werden die wichtigsten Gründe für die Themenwahl erläutert, die Ziele der Arbeit benannt und die Kapitelgliederung erklärt.

1.1 Motivation

Im Rahmen der Ausbildung an der Technischen Universität Darmstadt beschäftigte sich der Verfasser innerhalb der Forschungsgruppe Serious Games (Lehrstuhl Multimedia Kommunikation) mit den The- men virtuelle Lernumgebungen, Authoring und Netzwerkprogrammierung. Das Wissen welches sich der Verfasser aus der Vorlesung “Serious Games” und dem Seminar “Digital Storytelling” angeeignet hatte, nutzte er in einem Praktikum (“Woodment: Multiplayer Browser Serious Game for Project Management Education”, WS09/10) und einem umfangreichen Bachelorpraktikum (“A Knowledge Authoring System for the Serious Game Woodment”, SS 10). Daraus resultierten eine wissenschaftliche Publikation[3] und mehrere Prototypen. In seiner knapp zweijährigen Tätigkeit als Hilfswissenschaftler, unterstützte er die Entwicklung eines 3D-Lernadventure für die “Serious Games” Vorlesung (SS10)[11], sowie eine Mehr- spieler Simulationsanwendung für Sportstudenten (Virtual Sports Teacher). Außerdem betreute er die praktischen und theoretischen Übungen zur Vorlesung “Serious Games” (SS11).

Die Suche nach einem Thema für die Abschlussarbeit machte ihn auf das Computerspiel Genre Audio- Only aufmerksam. Das Besondere an diesen Spielen ist, dass sie ausschließlich über eine auditive Benut- zerschnittstelle verfügen und damit für Sehgeschädigte zugänglich sind. Das Thema der Zugänglichkeit ist ein Teil dieses Genres. Das Angebot an Audio-Only Spielen ist jedoch im Vergleich zum kommerziellen Computerspiele-Markt sehr gering und oft von schlechter Qualität. Sehgeschädigte die Mainstreamspiele meistern wollen, brauchen viel Geduld. Sie benötigen die Hilfe von sehenden Menschen, welche ihnen die Bedienungsanleitung vorlesen und die Menüstruktur erklären. Mit großem Aufwand erlernen sie ein Computerspiel. Viele Spieler wünschen sich den Austausch und gemeinsames Spielen mit ihren se- henden Freunden. Leider ist dies nicht möglich, da die Industrie kaum Mühe in die Zugänglichkeit der Computerspiele investiert. Um einen größeren Fortschritt im Bereich der Zugänglichkeit zu erreichen, sollte die Popularität und das Interesse an diesem Thema gesteigert werden. Die erkannten Schwierig- keiten in der Interaktion zwischen Menschen und Spielen sowie das Interesse an der Konzeption und Entwicklung eben solcher, ließ die Idee für die vorliegende Arbeit entstehen. Das Potenzial der uns zur Verfügung stehenden Audiotechnologie wird in Computer und -Videospielen nicht ausreichend aus- geschöpft. Der soziale Aspekt einen Beitrag zur Verbesserung der Lebensumstände zu leisten und das Angebot an zugänglichen Spielen zu erweitern, bedeutet eine große Herausforderung.

1.2 Zielsetzung

In der vorliegenden Arbeit werden zwei Hauptziele verfolgt: die Entwicklung eines Muster-basierten Ansatzes, sowie die Konzeption und prototypische Implementierung eines Computerspiels. Die spezielle Zielgruppe der Sehgeschädigten muss analysiert werden, um ihre Anforderungen und Besonderheiten kennenzulernen. Es gilt zu bestimmen, was die Zugänglichkeit von Computerspielen ausmacht und wel- che Konzepte und Methoden den Stand der Technik darstellen. Ausgehend von diesen Grundlage müssen bestehende Computerspiele im Bezug auf ihre Zugänglichkeit für Sehgeschädigte betrachtet werden. Es ist ein Ansatz gefordert, mit dem die zahlreichen Forschungsarbeiten und Spiele in ihren Konzepten im Bezug auf die Zugänglichkeit analysiert werden. Die Probleme der Zugänglichkeit für Sehgeschädigte müssen erkannt und Lösungen in Form von Entwurfsmustern erarbeitet werden. Die Muster sind mit Hil- fe einer zuvor definierten Mustersprache in eine konsistente und wiederverwendbare Form zu bringen. Dadurch soll eine, auf die Entwicklung von Computerspielen für Sehgeschädigte anwendbare, Kollektion an Mustern enstehen. Diese soll die Basis bilden für die Konzeption und prototypische Implementierung eines für Sehgeschädigte zugänglichen Computerspiels. Mehrere der entwickelten Muster sollen dabei eingesetzt werden und das Spiel soll über eine visuelle und auditive Benutzerschnittstelle verfügen.

1.3 Struktur der Arbeit

Die vorliegende Arbeit richtet sich primär an Computerspiele Programmierer und Designer sowie Autoren von Multimedia-Inhalten, welche an dem Thema Game Accessibility interessiert sind. In Kapitel 5 werden Quelltext-Ausschnitte nur aufgeführt, um die Implementierung zu verdeutlichen. Eine ausführbare Version des Prototypen und der gesamte Quelltext ist auf der beiliegenden CD zu finden. Grafisch ist die Struktur der Arbeit und Vorgehensweise in Abbildung 1.1 visualisiert.

In Kapitel 2 werden die Grundlagen der Arbeit betrachtet: Sehschädigung, Game Accessibility und Au- dio Spiele. In Kapitel 3 wird der Muster-basierte Ansatz vorgestellt, eine Mustersprache für die Domäne der Zugänglichkeit für Sehgeschädigte definiert und eine Kollektion an Mustern entwickelt. Kapitel 4 stellt ein Konzept für ein zugängliches Audio-basiertes Computerspiel vor. In der Konzeption und Ent- wicklung dieses Spiels finden mehrere der vorgestellten Entwurfsmuster ihre Anwendung. Die proto- typische Implementierung des Spiels wird in Kapitel 5 beschrieben. Den Abschluss findet die Arbeit in Kapitel 6 mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick auf weiterführende Arbeiten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.1.: Vorgehen und Struktur der Arbeit

2 Grundlagen

In diesem Kapitel werden die Grundlagen für die vorliegende Arbeit geschaffen. Diese gliedern sich in die Themenbereiche Sehschädigung, Game Accessibility und das Genre Audio Spiele.

2.1 Sehschädigung

Das Sehen gehört zu den wichtigsten fünf Sinnen eines Menschen. Mit keinem Sinnesorgan können wir nur annähernd so viele Informationen in so kurzer Zeit aufnehmen. Schätzungen zufolge werden 70% aller für den Menschen wichtigen Informationen über das Sehsystem aufgenommen. Insbesondere auf- grund der heutigen stark visuell ausgerichteten Gesellschaft, ist der Stellenwert des Sehens noch höher einzustufen. Die Blindheit ist demzufolge ein harter Schicksalsschlag. Wenn das Sehen ausfällt, so hat dies erhebliche seelische, psychosoziale und auch körperliche Folgen für die Betroffenen, deren Umfeld und die Gesellschaft als Ganzes (s. Abbildung 2.2)[12]. Der Verlust von Sehkraft führt unter anderem, je nach Stadium der Erkrankung, zu Arbeitsunfähigkeit, Frühberentung, Verlust von Lebensqualität und Institutionalisierung[13].

2.1.1 Definition

Der Begriff Sehschädigung wird unterteilt in Sehbehinderung und Blindheit. Eine Person gilt als sehbe- hindert, wenn trotz Korrektur mit optischen Gläsern keine normalen Sehfunktionswerte mehr erreicht werden können. Die Angabe der Sehschärfe ist im weiteren wie folgt zu lesen: der Bruch 1/10 bedeu- tet, dass eine sehbehinderte Person mit 1/10 Sehkraft erst aus 1 Meter Entfernung das erkennen kann, was eine normalsichtige Person aus 10 Meter Entfernung sieht. Eine Person ist als blind einzustufen, wenn sich die Sehleistung unter 1/50 (2%) der Norm (100%) befindet. Es kann theoretisch sein, dass bei einem blinden Menschen noch ein Sehrest vorhanden ist, dieser beschränkt sich jedoch meist auf eine Hell-/Dunkelwahrnehmung. Eine völlige Blindheit (sog. Amaurose) besteht, wenn Lichteindrücke überhaupt nicht wahrgenommen werden. Die in Deutschland gesetzlich festgelegte Blindheit lautet im Bundessozialhilfegesetz (BSHG in der Fassung vom 07.08.1974) §24 Absatz 1 Satz 2 wie folgt:

“ Als blind gelten (neben den Vollblinden) Personen,

1. deren Sehschärfe auf dem besseren Auge nicht mehr als 1/50 beträgt
2. oder bei denen durch Nr. 1 nicht erfasste, nicht nur vor ü bergehende Störungen des Seh- vermögens von einem solchen Schweregrad vorliegen, dass sie der Beeinträchtigung der Sehschärfe nach Nr. 1 gleichzustellen sind. ”

Die Vorraussetzungen nach Nr. 2 sind gemäß dem Beschluss der Bildungskommission des Deutschen Bildungsrates von 1973 als erfüllt anzusehen, wenn die Sehschärfe auf dem besseren Auge für die Ferne und/oder Nähe auf 1/3 (30%) bis 1/20 (5%) herabgesetzt ist oder ein Gesichtsfeldausfall von ent- sprechendem Schweregrad vorliegt. Als hochgradig sehbehindert gilt die betroffene Person mit einer Herabsetzung auf 1/20 (5%) bis 1/50 (2%) der Norm. Die Sehbehinderung kann auch durch nicht exakt messbare Beeinträchtigungen wie z.B. erhöhte Blendungsempfindlichkeit oder Anomalien der Farbwahr- nehmung definiert sein. Im internationalen Vergleich ist nach der Definition der WHO der Grad 3, 4 und 5 der Gruppe der Blinden und hochgradig Sehbehinderten zuzuordnen. Die Gruppe der Sehbehinderten entspricht dem Grad 1 und 2 der WHO Definition. Weiterhin ist zu beachten, dass der Begriff “Sehbe- hinderung” im deutschsprachigen Raum unterschiedliche Bedeutungen haben kann. Eine strukturierte Abgrenzung der Sehschädigung nach deutschem Recht kann der Tabelle 2.1 entnommen werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2.1.: Definition der Sehbehinderung nach deutschem Recht

2.1.2 Häufige Ursachen

Die Ursachen für eine Erblindung können sehr vielfältig sein. B. Bertram errechnete die Häufigkeit der Erblindungsursachen aus den WHO-Europazahlen[14]. Die drei häufigsten Ursachen bilden mit 50% die altersabhängige Makuladegeneration (AMD), danach folgt das Glaukom und die diabetische Retinopathie mit 18% und 17%. Die AMD sowie die diabetische Retinopathie verzeichnen einen enormen Anstieg von 84% bzw. 80% als Ursache für Neuerblindungen in Deutschland[15]. Im folgenden wird kurz auf die drei am häufigsten auftretenden Ursachen, die das Sehvermögen beeinträchtigen eingegangen und die Wahrnehmung einer betroffenen Person in Abbildung 2.1 visualisiert.

1. Die altersabhängige Makuladegeneration stellt eine Sehstörung dar, bei der zunehmend die Makula lutea (Gelber Fleck) beeinträchtigt wird. Diese Stelle auf der Netzhaut ist für die wesentliche Sehleistung beim Menschen verantwortlich. Im Endstadium führt diese Erkrankung nicht zur Er- blindung. Alltägliche Tätigkeiten wie z.B. Lesen, Erkennen von Gesichtern, Autofahren und Unter- scheiden von Farben sind jedoch nicht mehr möglich. Man unterscheidet zwischen zwei Formen der AMD: die häufiger und langsamer auftretende trockene Makuladegeneration und die feuchte, schneller verlaufende Form. Das Resultat dieser Erkrankung ist, dass die betroffene Person in der Mitte des Gesichtsfeldes verschwommen oder verzerrt sieht oder einen dunklen Fleck wahrnimmt. Weltweit sind 25 bis 30 Millionen Menschen daran erkankt und ca. 500.000 Neuerkrankungen kommen jährlich hinzu [16, 17].

2. Als Glaukom oder Grüner Star bezeichnet man eine Gruppe von Augenkrankheiten, die verschiedene Ursachen haben. Die Folge ist eine Drucksteigerung in der Augenkammer. Im fortgeschrittenen Stadium werden die Nervenzellen der Netzhaut (Retina) und der Sehnerv (Nervus Opticus) geschä- digt. Ein unbehandeltes Glaukom führt von Gesichtsfeldausfällen bis hin zur Erblindung. Nimmt der Betroffene selbst die Sehstörung wahr, so ist die Schädigung so weit fortgeschritten, dass sie in der Regel nicht mehr rückgängig gemacht werden kann. Mit einer unkomplizierten Messung des Augeninnendrucks kann ein Augenarzt diese Krankheit frühzeitig erkennen und behandeln. In Deutschland leiden ca. 500.000 Deutsche an einem erhöhten Augeninnendruck, davon droht 10% die Erblindung[18].

3. Die diabetische Retinopathie ist eine Erkrankung der Netzhaut, welche durch die Zuckerkrankheit Diabetes mellitus hervorgerufen wird. Ein dauerhaft erhöhter Blutzuckerwert führt bei Diabetikern zur Veränderung der Gefäße (Diabetische Mikroangiopathie). Dies betrifft auch die Blutgefäße der Netzhaut und verursacht eine unbemerkte Schädigung, die bis hin zur Erblindung voranschreiten kann. Es werden drei Arten unterschieden: Nicht-proliferative Retinopathie, Proliferative Retino- pathie und Diabetische Makulapathie. Die Sehfähigkeit verschlechtert sich erst in einem späten Stadium. Bereits ein Drittel der Typ-2 Diabetiker leiden an einer Retinopathie. Ein frühzeitiger Arztbesuch kann das Augenlicht erhalten. Nach 20 Jahren Krankheitsdauer weist 90% der Diabe- tiker eine Erkrankung auf[17].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.1.: Wahrnehmung mit und ohne Sehbehinderung¹

2.1.3 Entwicklung in Deutschland

In diesem Kapitel wird die aktuelle Datenlage zur Blindheit und Sehbehinderung in Deutschland zu- sammengefasst und auf die Entwicklung der Zahlen eingegangen. Blindheit und Sehbehinderung sind in Deutschland nur lückenhaft dokumentiert. Der blinde Historiker H. Mehls hat in dem Artikel “Doch die nicht sehen, zählt man nicht!” bereits im Jahr 2002 darauf hingewiesen, dass es an zuverlässigen Daten im Blinden- und Sehbehindertenwesen mangelt[19]. In Deutschland ist die Situation zum Teil so- gar schlechter dokumentiert als in anderen europäischen Ländern. Die verfügbaren Studien stützen sich auf Informationen, welche das Statistische Bundesamt und wenige Landschaftsverbände veröffentlicht haben[13]. Das Statistische Bundesamt erhob im Jahr 2005 eine Statistik von schwerbehinderten Men- schen. Es wurden 347.226 Inhaber eines Schwerbehindertenausweises erfasst, bei denen die schwerste vorliegende Behinderung Blindheit oder Sehbehinderung war[20]. Der deutsche Blinden- und Sehbe- hindertenverband (DBSV) verfügt über Daten von Blindengeldempfängern, welches das Ministerium für Gesundheit der DDR veröffentlichte. Einer Schätzung zufolge geht der DBSV von rund 150.000 Blinden und ca. 500.000 sehbehinderten Menschen in Deutschland aus[21]. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat aus den weltweit zugänglichen Studien zur Prävalenz (Häufigkeit in der Bevölkerung) und Inzidenz (Anzahl an Neuerkrankungen) von Erblindungen im Bezug auf das Jahr 2002 eine Auswertung durchgeführt[22]. Laut WHO-Europazahlen lebten in Deutschland 164.000 Blinde (0.2%, Blindness WHO Grad 3,4 oder 5) und 1.066.000 Sehbehinderte (1,3%, Low Vision WHO Grad 1 oder 2).

Aufgrund einer einzigen aus Deutschland einbezogenen Studie von Gräf et al. aus dem Jahre 1996, haben die Zahlen der WHO für Deutschland eine geschätzte Prävalenz von 0.2% bzw. 1.3% [13]. Die unterschiedlichen Zahlen resultieren vor allem aus der uneinheitlichen Definition von Blindheit und Seh- behinderung auf Bundesebene in unterschiedlichen Datenquellen. B. Bertram berichtete über den von der WHO ermittelten moderaten Anstieg der Blinden in den entwickelten Ländern zwischen 1990 und 2002 um 9% und einen erheblichen Anstieg der Sehbehinderten um 80% [14, 22]. Die Altersstruktur der bayrischen Blindengeldempfänger zeigt auf, dass die Blindheit im Alter signifikant zunimmt. In Bayern erhielten Ende des Jahres 2010 insgesamt 15.341 Personen Blindengeld, davon sind 64% über 65 Jahre und älter, 42% sind 80 Jahre und älter und 59% der Empfänger sind weiblichen Geschlechtes [23]. Die Anzahl Fälle von Blindheit und Sehbehinderung jenseits des 65.-75. Lebensjahres wird in den nächs- ten Jahren in Deutschland und anderen europäischen Ländern weiter ansteigen. Die Zunahme an alten Menschen ist eine Tatsache und der demographischen Entwicklung zu entnehmen. Daraus resultiert ein unausweichlicher Wachstum an altersabhängigen Erkrankungen und Sehschädigungen im hohen Le- bensalter. Bis zum Jahr 2030 ist mit einem Drittel mehr Blinden und einem Anstieg von über 60% an Neuerblindungen zu rechnen [13, 15].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.2.: Auswirkungen von Sehbehinderung und Blindheit nach R.P. Finger[13]

2.2 Game Accessibility

Der Zugang zu elektronisch verfügbarer Information und somit zu einem Lern- und Unterhaltungsangebot ist aufgrund der hohen soziokulturellen Bedeutung des Sehens besonders wichtig. Die aufgezeigte Anzahl Sehgeschädigter in Deutschland und die Entwicklung der Zahlen weltweit bestärken die Absicht eines zugänglichen Multimediazeitalters.

2.2.1 Definition

Game Accessibility wird als Teilgebiet der Computer Accessibility betrachtet, welche erforscht wie Soft- ware und Computer für Menschen mit verschiedenen Behinderungen zugänglich gemacht werden. Statt “Accessibilty” wird im Deutschen auch der Begriff “Barrierefreiheit” oder abgeleitet vom englischen “Zu- gänglichkeit” verwendet. Die International Game Developers Association (IGDA) hat eine Special Interest Group (GA-SIG) gegründet, um sich unter anderem mit dem Problem der Definition des Begriffes Game Accessibility zu beschäftigen[24]. Die Definition des Begriffes nach ihren Anforderungen lautet:

“ Game Accessibility can be defined as the ability to play a game even when functioning under limiting conditions. Limiting conditions can be functional limitations, or disabilities - such as blindness, deafness, or mobility limitations."

Eine eigene Definition, die im Verlauf der Arbeit entstanden ist, lautet wie folgt:

“ Game Accessibility bezeichnet im Allgemeinen zugängliche Computer- und Videospiele. Sie sind dann als zugänglich zu bezeichnen, wenn verschiedene Behinderungen der Spieler und ihre gewohnten Hilfsmittel ber ü cksichtigt werden."

2.2.2 Wichtigkeit

Computerspiele bieten eine Vielzahl von Einsatzgebieten und dienen nicht nur der Unterhaltung. Sie haben Barrieren aufgebaut, welche nicht nur ein Hindernis für eine unterhaltsame soziale Erfahrung, sondern auch die persönliche Integration behinderter Menschen darstellt. Hohe Ansprüche an die Inter- aktivität, intensiver Einsatz von Grafik und fehlende Adaption an die Barrieren der Spieler machen sie für Sehgeschädigte unzugänglich. Konzepte und Hilfssoftware die im letzten Jahrzehnt für die Zugänglich- keit von Software und Web Inhalten entwickelt wurde, findet keine oder nur eine geringe Anwendung in Spielen. Zugängliche Spiele können eine soziale Interaktion zwischen Menschen aufbauen, die sonst niemals miteinander in Kontakt getreten wären. Auch der Zugang zu einer breiteren Zielgruppe wird ermöglicht und kann aus wirtschaftlicher Sicht einen positiven Einfluss auf die Umsatzentwicklung neh- men. Die Entwickler von populären Mainstream-Spielen wie z.B. Dawn of War II , EVE Online , Dragon Quest aber auch große Spieleschmieden wie Valve und EA sind daran interessiert, ihre Produkte für eine breiten Zielgruppe zugänglich zu machen [25, 26, 27, 28, 29]. Die Analyse dieser Artikel lässt schlussfol- gern, dass in den vergangenen Jahren das Thema Game Accessibility auch in der Industrie immer mehr an Bedeutung gewinnt. P. Molyneux einer der bekanntesten Spieleentwickler stellte fest, dass in dem Spiel Fabel II ² mehr als 50% der Spieler weniger als 60% dessen Inhalts erkundet haben. Dies weckte unter anderem das Bestreben den Nachfolger Fable III zugänglicher zu machen[30]. Man erkennt daran, dass die Wichtigkeit dieses Themas immer mehr in den Fokus von Entwicklern und Forschern rückt.

2.2.3 Unterschied zu Software Accessibility

Der Stand der Technik ermöglicht es heute jedem Sehgeschädigten einen Computer bedienen zu können. Zahlreiche Hilfsgeräte und -programme wie z.B. Bildschirmleseprogramme (engl. Screenreader), Vergrö- ßerungssysteme und die Braillezeile (s. Abbildung 2.3) wurden entwickelt um Desktop-Anwendungen zugänglich zu machen. Es existiert eine Vielzahl an freien und kommerziellen Bildschirmleseprogram- men, die den Zugang zum Web oder Standardanwendungen ermöglichen. Ein Beispiel dafür ist die An- wendung Job Access with Speech (JAWS)[31]. Solche Hilfsmittel finden ihre Anwendung hauptsächlich für das text-basierte Arbeiten. Ein Text kann zum Beispiel akustisch mit Hilfe von Sprachsynthese oder über die Braillezeile wiedergegeben werden. Screenreadernutzern gehen grafische Informationen wei- tesgehend verloren. Sie erscheinen ihnen lediglich als einfacher Text (im Fall von Webseiten muss dafür ein bestimmtes Attribut gesetzt werden). Weiterhin kann der Computer an die speziellen Sehanforde- rungen z.B. durch Änderung der Auflösung, Farb- und Kontrastschema, Schriftgröße und Mauszeiger Einstellungen angepasst werden[32]. Das Problem von Hilfssoftware ist, dass sie einen Zugang zu der Anwendung benötigt. Sie ist auf Accessibility Schnittstellen angewiesen. Solche Schnittstellen bieten Informationen an, welche weiter verarbeitet werden um andere Aus- und Eingabemöglichkeiten bereit- zustellen[33]. Aus diesem Grund wurden Accessibility Frameworks für Windows³ Mac⁴ und Linux⁵ entwickelt. Es bestehen auch spezifische Entwicklungs Frameworks z.B. für Java⁶ und Mozilla⁷ die ein ähnliches Konzept verfolgen. Die Zugänglichkeit von Computerspielen stellt ein komplexeres Problem dar als die von Standardsoftware und Webanwendungen [33, 34]. In dem Bereich der Game Accessibili- ty existieren keine Accessibility Frameworks, die von Spielen implementiert werden könnten. Aufgrund einer starken Grafikorientierung und hohen Anforderungen an die Interaktivität, sind Methoden von Standardanwendungen nur gering nutzbar. Es ist zum Beispiel nicht zumutbar wenn sich schnell än- dernde Ereignisse als Sprachnachrichten präsentiert werden. Konzepte aus dem Bereich der auditiven Benutzerschnittstellen und alternative Eingabegeräte müssen herangezogen werden, um Spiele für Seh- geschädigte zugänglich entwickeln zu können.

(a) Computerschulung (b) Braillezeile

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.3.: Sehgeschädigte interagieren mit dem Computer

2.2.4 Methoden und Konzepte

Zahlreiche Arbeiten beschäftigen sich mit der Entwicklung von Spielen, die als Anforderung für Sehge- schädigte zugänglich sein sollen. Mehrere solcher Spiele werden im nächsten Kapitel vorgestellt. Diese Spiele implementieren verschiedene Konzepte und treffen Designentscheidungen, um die Zugänglichkeit zu steigern.

Gamasutra⁸ ist eine der größten Webseiten die sich hauptsächlich an Spieleentwickler richtet. Mehrere Artikel zum Thema Game Accessibility wurden auf dieser Plattform veröffentlicht. K. Mensah analysiert die Zugänglichkeit des auf Mobilen Endgeräten populären Spiels Angry Birds [35]. G. Andersen betrach- tet die Probleme der Navigation für Sehgeschädigte in virtuellen Umgebungen und schlägt verschiede- ne Lösungen vor[36]. Ein weit verbreiteter Ansatz beschreibt zugänglichkeits Probleme in Form einer Sammlung von kurzen Regeln, den sogenannten Richtlinien. In dem Bereich der Accessibility Richtlinien gibt es drei Forschungsprojekte. Das erste Projekt ist von der International Game Developers Association (IGDA) in welcher die Games Accessibility Special Interest Group (GA-SIG) insgesamt 19 Richtlinien auf Basis von 20 zugänglichen Spielen aufgestellt hat[24]. Das zweite Projekt ist das Unternehmen MediaLT , welches basierend auf der IGDA 25 Richtlinien veröffentlichte[37]. Ein weiteres Projekt von der Univer- sität Linz, nimmt die vorherigen Kollektionen als Basis und veröffentlichte zusammen mit der MediaLT als Partner, 34 Richtlinien veröffentlicht[34]. Die vorgestellten Richtlinien adressieren vier Gruppen: visuelle, auditive, körperliche und kognitive Behinderungen. E. Folmer schlägt jedoch einen Alternativen Muster-basierten Ansatz vor[38] der in Kapitel 3 vertieft wird. In der Entwicklung solcher Spiele werden drei grundlegende Ansätze verfolgt:

1. Unzugängliche Spiele werden mit Hilfe technischer Hilfsmittel wie z.B. einer Braillezeile oder speziellen Eingabegeräten zugänglich gemacht. Die Schwierigkeit bei diesem Ansatz ist, dass viele Spiele keine zusätzlichen technischen Hilfsgeräte unterstützen und die notwendigen Schnittstellen fehlen. Mit einem haptischen Eingabegerät ist es z.B. nicht möglich die gleiche Informationsdich- te und Aufnahmegeschwindigkeit zu erreichen, wie es mit dem visuellen System eines Menschen möglich wäre. Die Kompatibilität wird meistens mit einer Low-Level Adaption für ein konkretes Spiel realisiert. Das Gameplay kann nicht eins-zu-eins übernommen werden und es wird riskiert Spielspaß zu verlieren. Ein weiterer relevanter Punkt sind die zu hohen Hardware Kosten für spe- zielle Eingabegeräte, welche die Popularität des Spiels beeinträchtigen können. Yuan et al. haben ein haptisches Eingabegerät entwickelt, um das Spiel Guitar Hero ⁹ für Sehgeschädigte zugänglich zu machen, dabei sind sie auf die oben aufgezählten Probleme gestoßen[5].

2. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein zugängliches Computerspiel von Grund auf für eine spezielle Zielgruppe zu entwickeln. Die zugänglichkeits Aspekte werden bereits während der Entwick- lung eingeplant wie z.B. in Audio-only für Sehgeschädigte oder Singel-Switch Spiele für motorisch beeinträchtigte. Dieser Ansatz ist vielversprechender, hat jedoch auch seine Nachteile. Die kleine und spezielle Zielgruppe rechtfertigt nicht die hohen Produktionskosten von qualitativ hochwer- tigen Spielen. Außerdem kann sich dadurch eine soziale Ausgrenzung zwischen Eingeschränkten und Uneingeschränkten Spielern entwickeln.

3. Der vielversprechendste Ansatz sind universell zugängliche Spiele. In diesem Ansatz werden Spiele von Grund auf mit dem Gedanken der Zugänglichkeit für verschiedene Barrieren der Spieler entwickelt. Der Ansatz wird von Grammenos et al. unter anderem erfolgreich für das ausgezeichnete Spiel UA-Chess angewendet. Unter der Bezeichnung “Universally Accessible Games" sind Spiele zu verstehen, die sich adaptiv an die menschliche Charakteristik anpassen und gleichzeitig die Inter- aktion von Menschen mit verschiedenen Fähigkeiten ermöglichen[39]. Es ist zu vermuten, dass sich diese Herangehensweise in Kombination mit dem Muster-basierten Ansatz durchsetzen wird.

Auditive Benutzerschnittstellen

“ Benutzerschnittstellen sind der Angelpunkt der Mensch-Maschine Interaktion. Größte Beach tung wird dabei nach wie vor den graphischen Oberflächen geschenkt, jedoch können auch die ü brigen Sinne des Menschen angesprochen werden. Besonders das Gehör bietet gute Grundvor raussetzungen für die Informationsaufnahmen, da es komplexe Informationen aufnehmen kann und der kognitive Apparat auch gewohnt ist, diese zu verarbeiten [...] ” [40]

Audio Rückmeldung wird in Betriebssystemen wie MacOS oder Windows nur sehr sporadisch eigesetzt und besteht aus nur wenigen Tönen, die bei bestimmten Ereignissen (z.B. Löschen von Dateien) ausge- löst werden. Im Vergleich dazu findet die Audio Rückmeldung bei Spielen und Multimedia Produkten vermehrt ihren Einsatz. In der Entwicklung von Spielen für Sehgeschädigte bietet es sich an Ton als eine Informationsquelle zu nutzen. Spielbezogene Informationen können über eine auditive Schnittstelle an die Spieler übermittelt werden[6]. Audio-only Spiele, die nur über eine auditive Repräsentation verfü- gen, zeigen uns die Anwendbarkeit auditiver Benutzerschnittstellen zur Zugänglichkeit von Computer- spielen für Sehgeschädigte. Die Vorteile dieser Schnittstellen liegen nicht nur darin, visuelle Information auditiv zugänglich zu machen. Im Bereich des Mobile Gaming ist zum Beispiel die Größe des Bildschirms beschränkt. Es fehlt oft der Platz für zusätzliche Information oder der vorhandene Platz ist bereits visuell überladen. An dieser Stelle kann eine auditive Repräsentation die Größe der Bildschirme reduzieren bzw. mehr Information bereitstellen. Ein weiterer Vorteil der audititven Rückmeldung ist, dass der Anwender von dem Gerät das er verwendet wegschauen kann[41]. Diese Art der Rückmeldung kann die visuelle Repräsentation ergänzen, oder vollständig ersetzen. In Abbildung 2.4 werden die verschiedenen Aspekte auditiver Benutzerschnittstellen zusammengefasst und visualisiert. Die Aspekte sind in fünf Kategori- en aufgeteilt: Typen, Bestandteile, Ausführung, Sound als... und Verständnis. Zum Beispiel werden drei Typen von Sounds unterschieden und die Bestandteile gliedern sich in Grundlegende, Räumliche und Musikalische Eigenschaften. Man erkennt daran, dass viele Eigenschaften bei der Konzeption einer au- ditiven Schnittstellen zusammenspielen. Eine ausführliche Einführung in dieses Thema kann der Arbeit von W. Gaver entnommen werden[42].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.4.: Aspekte auditiver Benutzerschnittstellen nach C. Thornton[43]

Haptische Eingabegeräte

Ein weiterer verbreiteter Ansatz, der oft in Kombination mit auditiven Schnittstellen verwendet wird, sind haptische Eingabegeräte. Ihr Einsatz kann die Anzahl an Sound Objekten in einem Spiel deutlich reduzieren. Sehgeschädigte können mit solchen Geräten nicht nur Informationen an ein Spiel senden, sondern auch haptische Signale als Rückmeldung erhalten. B. Yuan et al. haben einen haptischen Hand- schuh entwickelt, um das populäre Spiel Guitar Hero für Sehgeschädigte zugänglich zu machen[5]. Weitere Beispiele zeigen, dass auch auf dem Markt verfügbare haptische Eingabegeräte zur Steigerung der Zugänglichkeit in Spielen eingesetzt werden können [44, 45]. Die Firma Senseable hat eine Tech- nologie mit dem Namen Phantom entwickelt, welche eine 3D Kraftrückkopplung (engl. Force Feedback) ermöglicht. Auch die Standard Wii-Fernbedienung kann zur Navigation in virtuellen Umgebungen für Sehgeschädigte eingesetzt werden[46]. Abhängig von der konkreten Situation ist es möglich verschie- dene haptische Signale an die Spieler weiterzuleiten. Der Einsatz solcher Geräte kann das erspüren von Hindernissen rund um den Avatar eines Spielers möglich machen. Wenn der Spieler z.B. ein Objekt fo- kussiert, dann kann durch die Vibration signalisiert werden in welcher Richtung sich das Objekt befindet. Es wird jedoch keine Information über die Eigenschaften oder die Möglichkeiten der Interaktion mit dem jeweiligen Objekt geliefert.

Ein weiteres Gerät ist die Braillenzeile (s. Abbildung 2.3). Dabei handelt sich um ein reines Ausga- begerät, welches Zeichen in Brailleschrift darstellt und unter Sehgeschädigten recht verbreitet ist. Die Rückmeldung kann von dem Anwender mit den Fingerkuppen abgetastet werden. Ein solches Gerät ist in entspannteren Spielen anwendbar wie z.B. Puzzle- oder Abenteuerspiele. Der Spieler sollte ge- nügend Zeit haben, um die Ausgabe zu analysieren. Ein Problem der vorgestellten Geräte sind hohe Anschaffungspreise (ausgenommen der Wii-Fernbedienung) und ihr Einsatz in actionreichen Spielen. Der Anschaffungspreis für eine Braillenzeile beträgt ungefähr 10.000€ und für das Sensable Phantom etwa 1700€. Ein sinnvoller Einsatz dieser Technologie zur Steigerung der zugänglichkeit von Compu- terspielen für Sehgeschädigte ist in Kombination mit auditiven Benutzerschnittstellen möglich[44].

(a) Sensable Phantom (b) Wii Remote mit Nunchuck-Erweiterung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.5.: Haptische Eingabegeräte

2.2.5 Beispiele

In diesem Kapitel werden mehrere für Sehgeschädigte zugängliche Spiele vorgestellt.

UA-Chess

UA-Chess ist ein Web-basiertes Schachspiel[47]. Entwickelt wurde es von der Human-Computer Inter- action Laboratory in enger Kooperation mit dem Centre for Universal access & Assistive Technologies . Das Spiel funktioniert in jedem Flash-fähigen Browser. Es wurde nicht nur für Sehgeschädigte zugänglich gemacht, sondern für Spieler mit verschiedene Behinderungen - es ist also ein universell zugängliches Spiel[39].

In UA-Chess können zwei Spieler an einem Computer oder über das Netzwerk eine Schachpartie star- ten. Zu Beginn des Spiels kann jeder Spieler ein Profil aus der folgenden Auswahl wählen: Default , Blind , Motor_MultiSwitch , Motor_SingleSwitch , User1 und User2 . In einem lokalen Spiel wird automatisch das Profil des jeweiligen Spielers geladen, sobald er an der Reihe ist. Menschen mit verschiedenen Einschrän- kungen können dadurch gemeinsam spielen. Das Spiel kann vollständig nur über die Maus oder Tastatur bedient werden (eine Kombination der Eingabemethoden ist auch möglich). Die Navigation für Sehge- schädigte wird durch die Abtast-Methode und eine Sprachausgabe realisiert. Die Abtast-Methode wird realisiert durch einem blauen Marker, der den aktiven Interaktionsbereich anzeigt. Der Spieler kann mit Shift zum nächsten Bereich weiterschalten und mit der Eingabetaste in den Bereich schalten, um eine weiter Auswahl zu treffen. In Abbildung 2.6 wird visualisiert wie ein Spiele mit dieser Methode eine Figur bewegt. Jede Eingabe wird auditiv ausgegeben. Für die Sprachausgabe wird die Speech Application Language Tags (SALT) Technologie verwendet. Zusätzlich können die Spieler die Kommandozeile nutzen, um schneller einen Zug zu machen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.6.: Auswahl und Bewegung einer Figur in UA-Chess

PowerUp

PowerUp ist ein Mehrspieler 3D explorations Lernspiel[48]. Entwickelt wurde es ursprünglich von IBM und anschließend mit Hilfe der University of Washington für verschiedene Behinderungen der Spieler zugänglich gemacht. In PowerUp erkunden die Spieler eine virtuelle Welt und lösen im Team verschie- dene Puzzle aus den Themengebieten der Mathematik und Naturwissenschaft. Die Autoren haben das Ziel verfolgt nicht nur auf das konkrete Spiel zugeschnittene Aspekte zu entwickeln sondern solche, die für virtuelle Welten im Allgemeinen anwendbar sind. Aus diesem Grund wurde zu Beginn eine Anforde- rungsanalyse in Form einer Umfrage mit 25 Teilnehmern durchgeführt. Eine Vielzahl an Funktionalität wurde realisiert, um die virtuelle Welt für Spieler mit verschiedenen Behinderungen zugänglich zu machen.

Unter Accessibilty Options (s. Abbildung 2.7 a) können die Spieler u.a. folgende Funktionalität einstel- len: die Sprachausgabe (realisiert mit der Windows Speeach API ), zusätzliche Sound Effekte Schriftfarbe und -größe, Steuerung (ausschließlich mit Tastatur oder Maus). Um eine zugängliche Navigation in der virtuellen Umgebung zu ermöglichen, haben die Autoren die Werkzeuge find , controlled walk und look entwickelt. Mit Find wird das aktuelle Sichtfeld abgetastet und ein Objekt, das den Spieler interessiert automatisch anvisiert. Das Werkzeug Controlled Walk kann über das Tastenkürzel Ctrl+W aktiviert wer- den. In diesem Modus richtet sich der Avatar in Richtung Ziel aus und fängt an in dessen Richtung zu laufen, bis er an ein Hindernis gelangt. Wenn ein Hindernis wie z.B. ein anderer Spieler, der Abgrund oder eine Wand erreicht wird, bleibt der Avatar stehen. Es erklingt eine Nachricht (wenn die Sprachaus- gabe aktiviert ist) mit der Information, warum der Avatar nicht weiter läuft. Der Spieler kann versuchen mit einem Schritt das Hinderniss zu umgehen und danach erneut das Controlled Walk Werkzeug betä- tigen. Es gibt noch ein weiteres Look Werkzeug, dass verschiedene Funktionalität zum auffinden von Objekten in der Welt bereitstellt. Es basiert auf einer textuelle Beschreibung der virtuellen Welt, die von den Autoren erstellt wurde.

Die Evaluation des Spiels hat ergeben, dass die Navigation für Sehgeschädigte das größte Problem in dreidimensionalen Umgebungen darstellt. Die Teilnehmer bevorzugten als Informationsquelle die Sprachausgabe, welche im Vergleich zu verschiedenen Audio Sounds einfacher zu verstehen ist. Alle Spieler waren enthusiastisch daran beteiligt die verschiedenen Aufgaben zu lösen, was ein generelles Interesse am Audio-basierten Spielen aufzeigt.

(a) Das Accessibility Optionsfenster (b) Die Visuelle Beschreibung einer Laufsequenz

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.7.: PowerUp - ein Mehrspieler Explorationsspiel

Auditory Towers of Hanoi

Auditory Towers of Hanoi ist eine auditive Version des bekannten Spiels Türme von Hanoi - ein mathematisches Knobel- und Geduldsspiel. F. Winberg et al. erforschten die auditive direkte Manipulation am Beispiel des implementierten Spiels[49]. Das Spiel besteht aus drei Stäben, auf denen sich eine oder mehrere verschieden große Scheiben befinden. Zu Beginn sind alle Scheiben auf dem ersten Stab nach ihrer Größe geordnet. Das Ziel besteht darin, alle Scheiben vom ersten Stapel auf den letzten zu versetzen. Bei jedem Zug darf die oberste Scheibe eines Stapels auf einen anderen Stapel gelegt werden, unter der Vorraussetzung das dort nicht bereits eine kleinere Scheibe liegt. Zu jedem Zeitpunkt befinden sich folglich auf allen drei Stapeln nach ihrer Größe geordnete Scheiben.

Das Sonifikations Modell beschreibt jede Scheibe mit einem unterschiedlichen Ton, der sich in Tonhöhe und Klangfarbe unterscheidet. Je größer ein Scheibe ist, umso niedriger ist die Tonhöhe. Die Scheiben werden in zweier Gruppen unterteilt, so dass der Unterschied zwischen den Gruppen anhand der Klangfarbe deutlich erkennbar ist. Die Position der Scheiben kann anhand des Stereo Sounds lokalisiert werden, der sich in links, mitte und rechts aufteilt. Unterstützt wird die Positionsbestimmung mithilfe verschiedenen Amplituden der Töne, je nach Stab, beim platzieren einer Scheiben. Die vertikale Position ist durch die Dauer der Töne repräsentiert.

Audio Quake

Audio Quake ist ein Projekt der Loughborough Universität. Die vollständige auditive Repräsentation re- levanter Informationen, macht das Spiel für Sehgeschädigte zugänglich. Aufgrund des vielfältigen Ein- satzes von Techniken zur Navigation in virtuellen Umgebungen, hat es viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Das Spiel ist eine Weiterentwicklung des populären Ego-Shooters Quake von ID Software . Es demonstriert das bestehende Mainstream Computerspiele, mit einem Zugang zum Quelltext, für Seh- geschädigte zugänglich entwickelt werden können. Die Autoren haben nicht nur das Spiel zugänglich gemacht, sondern bieten auch ein Tool an, mit dem die 3D Struktur verändert werden kann. Die Autoren betonen, dass es wichtig ist nicht nur das Spiel zugänglich zu machen sondern auch die Hilfssoftware.

Die Rendering Engine wurde so umgeschrieben, dass alle wichtigen Informationen eine auditive Repräsentation bekamen. Die ursprüngliche Idee war Earcons (s. Abbildung 2.4) zu verwenden. Audio Quake hat eine hohe Interaktionsdichte und basiert auf der schnellen Reaktion der Spieler, deshalb bot sich dieser Ansatz an. Die Spieler sollten sich schnell an die verschiedenen Töne gewöhnen. Aus diesem Grund waren Earcons mit ähnlicher Semantik vom gleichen Typ, jedoch mit einer unterschiedlichen Klangfarbe. Die auditive Schnittstelle mit Earcons ermöglichte ein schnelllebiges Gameplay und steigernde Fähigkeiten der Spieler durch mehr Training. Experimente mit anderen Techniken wie z.B. den Auditary Icons hatten einen positiven Einfluss auf die Immersion der Spieler, beeinflussten jedoch auch die Spielgeschwindigkeit und Genauigkeit. Die Verwendung von Audio Icons ist im Spiel optional einstellbar und kann auch in Kombination mit Earcons genutzt werden.

2.3 Audio Spiele

In diesem Kapitel wird das Genre der Audio Spiele vorgestellt. Dies ist notwenig, weil im späteren Verlauf der Arbeit ein Spiel dieses Genres konzeptioniert und prototypisch implementiert wird. Audio Spiele haben sich aus Spielen für Sehgeschädigte und Mainstream Musikspielen entwickelt. Sie werden oft innerhalb kleiner Entwicklerteams mit bis zu vier Personen im Rahmen von Forschungsarbeiten, mit Hilfe der Finanzierung von gemeinnützigen Organisationen entwickelt. Das erste Audio Spiel Touch Me wurde im Jahr 1978 als Handgerät von Atari produziert. Der Spieler reproduziert eine Sequenz von blinkenden Lichtern, die mit einem Ton hinterlegt sind (s. Abbildung 2.8).

In diesem Genre wird hauptsächlich via Audio gespielt. Sie beinhalten nach Archambault et al. drei grundlegende Konzepte[50]. Das erste Konzept beschreibt Mainstream Video Rhythmusspiele, die auch als Musikspiele bezeichnet werden und im kommerziellen Markt erfolgreiche Produkte hervorgebracht haben wie z.B. Guitar Hero oder Dance Dance Revolution . Der Spieler koordiniert in diesen Spielen seine Eingabe mit dem Rhythmus des Soundtracks. Die beiden anderen Konzepte sind artistisch-musikalische Experimente und Audio-Only Spiele, welche vollständig ohne eine visuelle Repräsentation spielbar sind. Es gibt viele Audio-Only Spiele, ihre Qualität ist im Vergleich zum kommerziellen Computerspiele Markt jedoch sehr gering. Die Spieltiefe kann meistens nicht mit kommerziellen Produkten verglichen werden. Viele Audio-Only Spiele sind ausschließlich für Sehgeschädigte konzipiert und für sehende Spieler nicht interessant genug, weil oft eine grafische Schnittstelle bzw. eine ansprechende visuelle Gestaltung fehlt. Zahlreiche Audio-only Spiele sind auf der Seite AudioGames.net[10] mit einer kurzen Beschreibung als Download gelistet.

(a) Touch Me (Atari, 1978) (b) Guitar Hero III (Neversoft, 2007)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.8.: Audio Spiele - der Vergangenheit und Gegenwart

3 Muster-basierter Ansatz

Zahlreiche Arbeiten beschäftigen sich mit der Entwicklung von Spielen, die für Sehgeschädigte zugäng- lich sein sollen. Viele dieser Spiele wurden in dem vorherigen Kapitel vorgestellt. Sie implementieren verschiedene Konzepte und treffen Designentscheidungen um die Zugänglichkeit für Sehgeschädigte zu ermöglichen. Die Entwicklung von Spielen ist eine aufwendige und risikobehaftete Aufgabe. Entwick- ler reagieren deshalb zögerlich, ihre Ressourcen in die Zugänglichkeit zu investieren. Die vorhandenen Konzepte müssen in eine Form gebracht werden, die für die Entwicklung von Computerspielen anwend- bar ist. Ein üblicher Ansatz sind Richtlinien (s. Kapitel 2.2.4). Diese stellen für die Problemdomäne der Zugänglichkeit jedoch eine unzureichende Form dar. Welie et al. haben sich mit der Wahl zwischen Richtlinien und Entwurfsmustern im Bereich des User Interface Designs beschäftigt[51]. Sie sind dabei auf mehrere Aspekte gestoßen, welche gegen diese Herangehensweise sprechen und nach E. Folmer auch auf Accessibility Richtlinien zutreffen[38]. Solche Richtlinien sind oft zu einfach, zu abstrakt, schwer wählbar bzw. interpretierbar, können Widersprüche beinhalten und Autoritätsprobleme aufweisen die ihre Validität betreffen.

In der Softwareentwicklung ist der Muster-basierte Ansatz unumgänglich. Mustersprachen machen es uns möglich, gute Designentscheidungen und die Erfahrung der Entwickler in eine konsistente, wie- derverwendbare Form zu bringen. Das primäre Ziel von Mustern ist es, Lösungen zu einem Problem in einer bestimmten Domäne zu beschreiben. Muster können auch als Kommunikationsmittel zwischen Entwicklern eingesetzt werden, weil jedes Muster einen Namen besitzt und dadurch Diskussionen über abstrakte Sachverhalte erleichtert werden. In Zusammenhang mit Spielen fanden Entwurfsmuster bereits in früheren Arbeiten ihre Anwendung, um das Wissen über Game- und Sound-Design [52, 53] oder der objektorientierten Programmierung[54] zu beschreiben. Der Domäne Game Accessibility fehlt es jedoch an strukturierten Methoden und Software Tools[39]. Die bisher einzige Arbeit, die den Muster-basierten Ansatz anwendet, ist eine Veröffentlichung von E. Folmer[38]. In dieser werden 11 Accessibility Muster vorgestellt, die mehrere Barrieren der Spieler adressieren. Die Muster-basierte Herangehensweise an die Probleme der Zugänglichkeit wird in dieser Arbeit aufgegriffen und für die Zielgruppe der Sehgeschä- digten vertieft.

3.1 Mustersprache für Game Accessibility

In diesem Kapitel wird eine Mustersprache für die Problemdomäne der Zugänglichkeit vorgestellt¹. Eine Mustersprache ist eine Sammlung von Entwurfsmustern. Die Präsentation der Muster folgt typischerweise einer bestimmten Schablone. Jedes Muster beschreibt ein wiederkehrendes Accessibility Problem, dass beim Spielen eines Computerspiels von Sehgeschädigten auftreten kann und empfiehlt dafür eine Lösung. Die Probleme sind dem Bereich der Interaktionsgestaltung zuzuordnen. Die Anwendung der Muster in diesem Gebiet wurde erstmals von D. A. Norman et al. vorgeschlagen[56]. Die verschiedenen Eigenschaften der Sprache haben die folgende semantische Bedeutung:

- Das Problem beschreibt das zugänglichkeits Problem, welches beim Spielen entsteht.
- Der Kontext beschreibt das Genre der Spiele oder den Zusammenhang in dem empfohlen wird das Muster anzuwenden.
- Eine Lösung beschreibt Ansätze, mit denen das jeweilige Problem zu lösen ist.
- Die Kräfte welche einen Einfluss auf das Problem nehmen und beachtet werden sollten.
- Gründe für den Einsatz des Musters und warum es das Problem löst.
- Beispiele von Spielen, welche das Muster erfolgreich implementieren.

3.2 Kollektion der Entwurfsmuster

Computerspiele, relevante Forschungsarbeiten und verfügbare Accessibility Richtlinien wurden analy- siert, um eine Kollektion mit Entwurfsmustern zu erstellen. Die vorgestellten Muster machen nicht nur Computerspiele für Sehgeschädigte zugänglich, sondern können auch für sehende Spieler eine Hilfe darstellen. Insgesamt wurden 18 Muster im Rahmen der Arbeit identifiziert und mit Hilfe der Muster- sprache in eine strukturierte und konsistente Form gebracht. Die Namen der Muster sind in Englisch angegeben, um eine internationale Verwendung zu ermöglichen. Alle Muster wurden anhand der Pro- bleme die sie adressieren vier Kategorien zugeordnet. An dieser Stelle ist zu vermerken, dass manche Muster auch mehreren Kategorien zugeordnet werden können. Die Verwendung der Muster soll durch diese Zuordnung erleichtert werden:

- Navigation: ein häufiges Problem stellt für Sehgeschädigte die Navigation in Computerspielen dar. Diese Kategorie adressiert Probleme in der Navigation innerhalb virtueller Umgebungen, grafischer Benutzeroberflächen bzw. Heads-up-Displays und Menüstrukturen. Die Muster in dieser Kategorie sollen den Spielern die Navigation ermöglichen und sie in dieser Aufgabe unterstützen.
- Darstellung: Sehgeschädigte haben oft Schwierigkeiten Spielelemente aufgrund ihrer Größe, un- zureichendem Kontrast oder einer ungünstigen Positionierung zu erkennen. Diese Kategorie adres- siert nicht nur Probleme in der visuellen Darstellung, sondern auch die auditive Repräsentation. Der intensive Einsatz verschiedener Töne kann den Spieler schnell in seiner auditiven Wahrneh- mung überfordern. Deshalb sind Konzepte gefragt, mit denen irrelevante auditive Informationen ausgeblendet werden können.
- Anpassung: zu hohe Anforderungen an den Schwierigkeitsgrad, eine fehlende Möglichkeit die Steuerung an die Bedürfnisse des Spielers einzustellen und ähnliche Probleme werden in dieser Kategorie adressiert.
- Spielverständnis: die verwendeten Konventionen und das Spielprinzip werden von Sehgeschädig- ten oft nicht verstanden. Sie sind auf die Hilfe sehender Menschen angewiesen, weil kein zugäng- liches Hilfsmaterial oder entsprechende Hilfestellung im Spiel bereitgestellt wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3.1.: Kategorisierung der Entwurfsmuster

20 3. Muster-basierter Ansatz

3.2.1 Navigation

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Tabelle 3.1.: Footstep

3.2. Kollektion der Entwurfsmuster 21

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.2.: Navigation Assistance

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Tabelle 3.3.: Keyboard Navigation

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Tabelle 3.4.: Discrete Actions

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Tabelle 3.5.: Scanning

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3.2.2 Darstellung

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Tabelle 3.6.: Multiple Rendering Modes

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Tabelle 3.7.: Zoom

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Tabelle 3.8.: Free Position

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¹ Quelle: Nicolas17 via Wikimedia Commons, nachbearbeitet vom Verfasser. Der Allgemeine Blinden- und Sehbehinderten- verein (ABSV) bietet unter http://www.absv.de/sbs/sbs_intro.html einen Simulator für Sehbehinderungen an.

² http://lionhead.com/fable2/Default.aspx

³ Microsoft Active Accessibilty: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms697707.aspx

⁴ Apple Accessibility: http://www.apple.com/accessibility/

⁵ Gnome Accessibilty: http://projects.gnome.org/accessibility/ KDE Accessibilty: http://accessibility.kde.org/

⁶ Desktop Java Accessibilty: http://java.sun.com/javase/technologies/accessibility/index.jsp

⁷ Mozilla Accessibilty Project: http://www.mozilla.org/access/

⁸ http://www.gamasutra.com

⁹ http://hub.guitarhero.com

¹⁰ http://www.audiogames.net/

¹ Ein formales Modell einer Mustersprache (z.B. für die Entwicklung von Tools, die mit Mustersprachen arbeiten) kann der Arbeit von J. O. Borchers entnommen werden[55].