Untersuchung von Aufmerksamkeitseffekten für die gezielte Gestaltung von Visualisierungsoberflächen für zeitgemäße Mensch-Maschine-Interaktion

Steuerungs- und Überwachungstätigkeiten in Leitwarten spielen eine bedeutsame Rolle in der modernen Arbeitswelt. Diese Arbeitsplätze werden üblicherweise mit einer Vielzahl an Bildschirmen, die komplexe Visualisierungen enthalten, durchgeführt. Die einhergehende hohe Verantwortung der Tätigkeit erfordert eine menschgerecht zu gestaltende Interaktion mit der Technik (Hoppe et al. 2019). In den letzten Jahren haben sich in diesem Arbeitsbereich einige laufende Trends weiter fortgesetzt bzw. verstärkt. Das betrifft sowohl die Tätigkeiten im industriellen Kontext, wie z. B. in Kraftwerken, Netzleitstellen, der Prozessindustrie oder Prüfständen (Thomas und Trampert 2019; Tornelli et al. 2017; Haag 2015, S. 59 ff.; VDI/VDE 2013) als auch in anderen Einsatzfeldern, wie den Rettungsleitstellen, Sicherheit und Grenzschutz (Boecker 2017) oder im Gesundheitswesen (Meinecke und Albat 2015). Ebenfalls ist eine verstärkte Tendenz zur Arbeitsverdichtung durch Zentralisierung der Überwachung von mehreren Anlagen oder Bereichen zur selben Zeit zu verzeichnen (Lafrenz und Jeschke 2017). Damit ist von erhöhten Anforderungen an die Bedienenden auszugehen. Zudem werden Veränderungen in der Mensch-Maschine-Interaktion durch neue Technik, wie z. B. durch Touchscreens oder Sprachsteuerung, erwartet. Dabei sind diese neuen Möglichkeiten eher als ergänzend zu den bisherigen zu verstehen, die Grundprinzipien der visuellen Informationsaufnahme werden nach Aussagen der von Lafrenz und Jeschke befragten Experten*innen mindestens für die kommenden zehn Jahre weiterhin bestehen bleiben. Der Hauptteil der für die Tätigkeit nötigen Informationen wird somit über den visuellen Informationskanal vermittelt. Nach Schlick et al. (2018, S. 354) wird davon ausgegangen, dass dies 80–90 % aller arbeitsbezogenen Informationen sind. In stark visualisierten Arbeitsumgebungen ist anzunehmen, dass sich der Wert eher am oberen Ende dieses Bereiches bewegt. Hauptinteraktionsmittel für die Steuerung und Überwachung der Anlage sind visuelle grafische Benutzeroberflächen. Typische Konfigurationen sind in der Regel mit vielen Bildschirmen versehen, wovon nur ein relativ geringer Teil im Normalbetrieb im Bereich einer „visuellen Komfortzone“ aktiv genutzt wird (Kockrow 2014, S. 146; Kockrow und Hoppe 2016), welche in besonderen Betriebszuständen sowie für Kontroll- und Überblicksdarstellungen jedoch trotzdem notwendig sind. Damit kann es sein, dass sich für die Abschätzung des Prozesszustandes bzw. das Einleiten von Bedienhandlungen wichtige Informationen außerhalb des direkten Blickfeldes der Operator*innen befinden. Sie befinden sich dann im peripheren Blickfeld und werden dort wesentlich schlechter wahrgenommen. Zusätzlich erschwert wird die Erkennung relevanter Signale dadurch, dass laufende Prozesse ein Grundrauschen von Veränderungen auf den Bildschirmen erzeugen. Insgesamt ist die Tätigkeit gekennzeichnet durch hohe Verantwortung für die Aufrechterhaltung des sicheren Betriebes und den hohen Entscheidungsdruck in kritischen Situationen (Hoppe et al. 2019). Üblicherweise bestehen zwar technische Sicherungsmaßnahmen (z. B. DIN EN 61511-1:2019), das Eingreifen ebendieser bedeutet jedoch mindestens Zeitverzögerungen oder Produktionsverluste und sollte möglichst vermieden werden. Zusätzlich kann diese Tätigkeit durchaus durch Extreme psychischer Belastung und Beanspruchung geprägt sein: eine sehr geringe Belastung in Phasen der Überwachung kann sehr hoher Belastung in kritischen Situationen gegenüberstehen (Kockrow et al. 2016). Umso bedeutsamer erscheint es deshalb, die Informationsdarstellung dynamisch und angemessen zu gestalten, um wenn nötig die Aufmerksamkeit dadurch gezielt lenken zu können.

Diese ursprünglich aus den Überlegungen zur Gestaltung von Leitwarten hervorgegangene Forschung gewinnt nun weitreichend an Bedeutung. So bestehen Ähnlichkeiten einer klassischen Leitwartenumgebung zur Darstellung von Prozessen mittels neuer Formen der Mensch-Maschine-Interaktion, wie beispielsweise der Virtual Reality. Diese wird heute bereits zum Training von Operator*innen in Leitwarten eingesetzt (Turk 2020). Zukünftig ist es dabei durchaus denkbar, dass Teile einer Leitwarte in die Virtual Reality übertragen werden, welche dann im normalen Betrieb als Interaktionsmedium genutzt wird. Das bringt dann die Möglichkeit mit sich, eine bestimmte Information, je nach ihrem Bedeutungszusammenhang, immer an fest definierten Winkeln des Blickfeldes anzuordnen. Ähnlich stellt sich auch die Situation beim autonomen Fahren von Kraftfahrzeugen dar, wo bestimmte Informationen in vergleichbaren Bereichen des Blickfeldes dargeboten werden könnten.

Auf Bildschirmgeräten werden üblicherweise unterschiedlich abstrahierte Informationen dargeboten, die von der bedienenden Person wahrgenommen und handlungsleitend interpretiert werden muss. Eine angemessene Gestaltung der Bedienoberfläche und der dortigen Informationsdarstellungen bilden die Grundlage für angemessene Bedienhandlungen und die Vermeidung von Fehlern (Hoppe et al. 2019; Stanton et al. 2009). Dabei sollten die Möglichkeiten und Grenzen des Menschen hinsichtlich seiner kognitiven Kapazitäten von vornherein in den Gestaltungsprozess einfließen und somit ein Ansatz des „Human Centered Design“ vorherrschen (Mentler et al. 2018).

Auch aus neueren Theorien der Embedded Embodied Cognition (Dawson 2014, S. 59 ff.) lässt sich eine große Bedeutung angemessener Informationsdarstellung ableiten. Es wird davon ausgegangen, dass äußere Hinweisreize aktiv genutzt und gezielt in die Entscheidungsfindung einbezogen werden (z. B. Wilson 2004, S. 107; Clark und Chalmers 1998). Damit wird deutlich, dass die Erkennung und Verarbeitung von Informationen im Sinne einer Kognition nicht nur ein innerer Vorgang der Berechnung eines Abbildes der Umgebung und dessen Weiterverarbeitung ist. Vielmehr wird postuliert, dass zum Teil Kognitionsprozesse in die Umgebung „ausgelagert“ werden, um die psychische Belastung und die daraus resultierende Beanspruchung vertretbar zu halten. Für die Situation in der Leitwarte könnte dies bedeuten, dass äußere Hinweisreize auf der Bedienoberfläche gezielt genutzt werden, um Arbeitsgedächtniskapazität einzusparen. So können sich die Operator*innen gezielt Inhalte zentral oder etwas weiter entfernt davon anordnen oder Zusatzinformationen ein- und ausblenden, je nach deren Bedeutung für die aktuellen Arbeitsaufgaben. Die Nutzbarmachung von externen Hinweisreizen für die Handlungssteuerung und die entsprechende Einsparung von kognitiven Ressourcen wurden bereits in Leitwarten des Eisenbahnbetriebes nachgewiesen (Sturman et al. 2019). Letztendlich kann auch die gezielte Aufmerksamkeitslenkung durch angemessene Signale als Entlastung der Operator*innen in diesem Sinne verstanden werden, da hier kognitive Ressourcen erst im Falle des Eintretens einer unerwünschten Veränderung mobilisiert werden müssen.

Aus der handlungsleitenden Funktion von Signalen auf der Interaktionsoberfläche lässt sich die Notwendigkeit ableiten, die Aufmerksamkeit der Operator*innen möglichst gezielt zu lenken. Dies bedeutet im Umkehrschluss, Signale klein zu halten, da sie ansonsten diese Funktion nicht mehr erfüllen könnten. Außerdem sollen sie andere wesentliche Bereiche der Informationsdarstellung nicht überdecken, da daraus wiederum die Gefahr des Nicht-Erkennens von möglicherweise weiteren ebenfalls wichtigen Informationen besteht. Entsprechende Normen existieren für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten, wie z. B. DIN EN ISO 9241-112:2017 (S. 13). Für die Informationsdarstellung in Leitwarten existieren zwar keine solchen Vorgaben, jedoch lässt sich dieser Grundsatz auch hier gleichsinnig anwenden.

Als Gesichtsfeld wird der Bereich bezeichnet, in welchem bei ruhendem Kopf und ruhenden Augen Wahrnehmungen möglich sind (Schlick et al. 2018, S. 213). Über Ausdehnung des binokularen Gesichtsfeldes des Menschen existieren verschiedene Angaben. So gibt Bergua (2017, S. 156) einen Bereich von 100° von der Blickachse nach temporal (seitlich außen) sowie 60° nach oben (superior) und 75° nach unten (inferior) an. Andere Autoren sehen die temporale Ausdehnung bei 90° (Brandes et al. 2019, S. 746). Die Angaben für die Ausdehnung des superioren Bereiches schwanken dabei stärker. Dies reicht von 55° (Doil und Bindig 1986) bis zu 70° (Schmauder und Spanner-Ulmer 2014, S. 128). Beispielhaft sind die Ausdehnung sowie die entsprechenden Begriffe in Abb. 1 veranschaulicht.

Für die große Bandbreite von Angaben zur Ausdehnung scheinen inter- und intraindividuelle Unterschiede eine bedeutsame Rolle zu spielen. So werden ontogenetische Gegebenheiten (z. B. Ausprägung der Überaugenwulst/Torus supraorbitalis am Schädel) oder Besonderheiten wie z. B. die oft unbewusste Anspannung oder Entspannung der Muskeln an der Augenpartie als Gründe angeführt. Weiterhin vermindert sich vor allem dieser Bereich auch erheblich mit dem Alter, beginnend ab ca. dem 30. Lebensjahr, während die temporale Ausdehnung keinen so deutlichen Einschränkungen unterliegt wie z. B. Sachsenweger (1971, S. 367) oder Fischer (1950) beschreiben.

Es existiert nur ein sehr geringer Bereich von etwa 1° um die Sehachse, in dem eine visuelle Auflösung mit maximaler Sehschärfe möglich ist (Schlick et al. 2018, S. 214). Darüber hinaus vermindert sich die Sehschärfe schnell und deutlich (Schmauder und Spanner-Ulmer 2014, S. 128). Da bei Sehaufgaben in der Regel die Augen bewegt werden, erweitert sich jedoch dieser Bereich. Hier wird sowohl temporal als auch superior und inferior ein Bereich von 15° um die Sehachse als gut erkennbar beschrieben (ebd., S. 130). Alles außerhalb dieses Bereichs bis hin zu den Grenzen des Gesichtsfeldes kann als peripheres Blickfeld bezeichnet werden.

Somit sollte sich die Erkennung von Signalen bei steigendem Winkel ab den beschriebenen ca. 15° um die Sehachse verschlechtern. Dies leitet die Hypothese H1 ab:

Trotz abnehmender Sehschärfe werden Bewegungen im peripheren Blickfeld vergleichsweise gut erkannt (Schlick et al. 2018, S. 221; Finlay 1982). Die Bewegungswahrnehmung sollte sich mittels ein- und ausgeblendeter Signale anregen lassen. Daraus ergibt sich die Hypothese H2:

Bei der Anregung der Bewegungswahrnehmung durch blinkende Signale ist jedoch zu beachten, dass die Frequenzen hier nicht unendlich gesteigert werden können, da auch im peripheren Blickfeld eine Flimmerverschmelzungsfrequenz erreicht wird. Einen Beleg dafür liefert Mester (1988, S. 102). In den dort durchgeführten sportwissenschaftlichen Experimenten mit Testfeldern in einer Ausdehnung von 0,5° des Sehwinkels war die Flimmerverschmelzungsfrequenz deutlich niedriger als im fovealen Bereich, und zwar zwischen ca. 20–30 Hz. Dabei war sie temporal umgekehrt-U-förmig ausgeprägt mit Minima bei ca. 20° und 90° Grad und einem Maximum bei 50°.

Ein weiteres bedeutsames Merkmal des peripheren Blickfeldes ist die in den weiteren Bereichen fehlende Farbwahrnehmung. Diese sind z. B. für blaue Lichtreize bis auf etwa 70°, für rote nur bis auf etwa 50° temporal möglich (Birbaumer und Schmidt 2010, S. 377). Superior und inferior werden ebenfalls nicht die Gesichtsfeldgrenzen für weißes Licht erreicht. Damit fällt die Farbe als ein sinnvoll zu verwendender Einflussfaktor weg, vielmehr muss an den subjektiv empfunden Helligkeitskontrasten angesetzt werden, was sich durch entsprechende Leuchtdichtekontraste auf den Bildschirmen realisieren lässt. Im äußeren Gesichtsfeld werden nur noch bedeutsame Helligkeitskontraste erkannt (Schmauder und Spanner-Ulmer 2014, S. 128). Das leitet zur Hypothese H3:

Für die experimentelle Umsetzung ist außerdem die Frage nach der Verteilung dieser eben angesprochenen Eigenschaften im peripheren Blickfeld von Bedeutung, da sich der experimentelle Aufbau daran orientieren muss. Hier gibt es bereits Vorerkenntnisse. So konnte McColgin (1960) zeigen, dass die Isogrammlinien der Schwellen für die Erkennung von Bewegungen in der peripheren Ausdehnung des Gesichtsfeldes folgen: Sie sind nasal/temporal etwa doppelt so weit ausgedehnt wie im superioren und inferioren Bereich. Gleiches gilt für die Helligkeits- bzw. Leuchtdichtekontraste, wie z. B. Aulhorn und Harms (1972, S. 102 ff.) oder Mester (1985, S. 329) nachweisen konnten. Eine physiologische Begründung ist durch eine vergleichbare Verringerung der Dichte relevanter Photorezeptoren im peripheren Umfeld der Stelle schärfsten Sehens (Fovea Centralis) in der Retina (Curcio et al. 1990) sowie eine vergleichbare Weiterverarbeitung in den rezeptiven Feldern (Brandes et al. 2019, S. 737 f.) des zentralen Nervensystems gegeben. Insofern können Erkenntnisse, die experimentell in Ausschnitten oder Teilbereichen des peripheren Blickfeldes gewonnen wurden, auf übrige, nicht abgedeckte Bereiche übertragen werden.

Der Versuchsaufbau und das detaillierte Vorgehen wurde in vorangegangenen Veröffentlichungen (Hoppe et al. 2019; Ganßauge et al. 2020) bereits eingehender beschrieben, weshalb die Darstellung hier eher überblicksartig erfolgt.

Für die Untersuchung wurde im vollklimatisierten Labor des Fachgebiets Arbeitswissenschaft/Arbeitspsychologie an der BTU Cottbus-Senftenberg unter gleichbleibender, standardisierter Beleuchtungssituation ein Laborarbeitsplatz eingerichtet. Dieser orientierte sich im Aufbau an einem Leitwarten-Arbeitsplatz. Dabei wurden die DIN EN ISO 11064-4:2014 zur ergonomischen Gestaltung von Leitzentralen eingehalten. Auf einem stufenlos höhenverstellbaren Tisch wurden fünf Monitore halbkreisförmig angeordnet. Damit war ein gleichbleibender Abstand von 76,6 cm für den Betrachter sichergestellt. Der Tisch und ein vielfältig einstellbarer Bürostuhl ermöglichten eine ergonomische Sitzhaltung. Für gleichbleibende Bedingungen für rechts- und linkshändige Versuchspersonen sowie zur Vermeidung von Überbeanspruchungen des Hand-Arm-Systems während des Versuchs kam eine ergonomische Rollermaus zum Einsatz (Kluth und Keller 2015). Eine Kinnstütze unterstützte die zentrale Ausrichtung und die Vermeidung von Drehungen des Kopfes aus dem zentralen Blickbereich heraus.

In den peripheren Bildschirmen wurde eine komplexe Hintergrundgrafik dargestellt. Diese Grafik orientierte sich an den Schemata für die chemische und petrochemische Industrie (DIN EN ISO 10628-2:2013). Dieser komplexe Hintergrund wurde für eine bessere Prozessnähe mit einem Grundrauschen versehen. Durch veränderliche Zahlen- und Balkenanzeigen innerhalb der Prozessdarstellung wurden Bewegungsmuster generiert, die sich an den Schwellen der Bewegungswahrnehmung im peripheren Bereich (McKee und Nakayama 1984) orientierten und im Vorversuch als wahrnehmbar eingestuft werden konnten. Etwa ein Drittel der über den Bildschirm gleichverteilten Anzeigen änderte sich alle 3 s und erzeugte so das Grundrauschen. Abb. 2 zeigt den Versuchsarbeitsplatz.

Ausgehend von der Zielstellung, Mindestgrößen für die Erzeugung von Aufmerksamkeit zu untersuchen, wurden die Signale als Umrandung einer für den spezifischen Abstand von 76,6 cm normierten und in einer mindestgroßen Schrift mit vier Ziffern bzw. Symbolen dargestellt (DIN 1450:2013; Schmidtke und Jastrzebska-Fraczek 2013, S. 61). Sie waren außen 13,5 mm hoch, 21,5 mm breit und 3 mm dick. Wird die Breite zu Grunde gelegt, umspannten die Signale somit einen Sehwinkel von 1,6°.

Bei der Darstellung der Signale im peripheren Blickfeld wurde aufgrund der eingangs beschriebenen Schwierigkeiten der inter- und intraindividuell verschiedenen Ausdehnung des Gesichtsfeldes superior und inferior sowie dessen vergleichbaren Eigenschaften in allen Bereichen für eine vertikale Anordnung der Bildschirme, die den nasalen und temporalen Bereich bis jeweils 90° abdeckt, entschieden. Das heißt, die Signale wurden entlang der horizontalen Anordnung der Bildschirme variiert dargeboten. Da nun Überdeckungseffekte durch die inter- und intraindividuell unterschiedliche Ausdehnung des Gesichtsfeldes nach oben (superior) bei unterschiedlichen Versuchspersonen keinen Störfaktor mehr darstellen können, wurde damit die interne Validität der experimentellen Ergebnisse unterstützt (Döring und Bortz 2016, S. 206). Ansonsten hätten möglicherweise Signale nicht erkannt werden können, da sich z. B. durch leichte Anspannung bei der Aufgabenlösung und ein unbewusstes leichtes Herunterziehen der Augenbrauen das Gesichtsfeld nach oben hin eingeschränkt und dies die Ergebnisse verzerrt hätte. Die gewählten Winkel α_P für die Einblendung der Signale (15°, 40°, 65° und 90°) können aufgrund der eingangs dargestellten vergleichbaren Eigenschaften im peripheren Blickfeld in die Bereiche von ca. 15°, 28°, 42° und 55° superior übertragen werden, wenn die Grenzen der Ausdehnung nach Doil und Bindig (1986) zugrunde gelegt werden.

Die Frequenz f_B wurde anhand der Richtwerte von üblichen Normen für Warn- und Notsignale festgelegt. Die Bandbreite reichte von \(f_{B}\)= 0 Hz (nur einblenden) bis \(f_{B}\)= 5,0 Hz (DIN EN 842:2009; Schmidtke und Jastrzebska-Fraczek 2013, S. 38–41; Neudörfer 2014, S. 468–477). Damit hat auch die höchste Frequenzstufe eine ausreichende Distanz von der Flimmerverschmelzungsfrequenz. Die Abstände zwischen den Frequenzstufen wurden festgelegt, indem in den Vorversuchen nach der Methode der direkten Größenschätzung eine Bandbreite von Frequenzen peripher dargeboten und durch Zuordnung eines Zahlenwertes von N = 6 Teilnehmer*innen klassifiziert wurden. Diejenigen, welche ausgewählt wurden, waren anhand der Skalierung gut unterscheidbar und mit vergleichbaren Abständen wahrgenommen wurden.

Gleiches erfolgte für die Feinermittlung des Leuchtdichtekontrastes auf den Bildschirmen als technische Ausprägung eines wahrgenommenen Helligkeitskontrastes. Als Richtwert diente hierbei der in Normen für Bildschirmdarstellungen (DIN EN ISO 9241-6:2001, S. 18) empfohlene Wert von \(C_{W}=\) 3 (mittelgrau, vgl. Tab. 1), dieser wurde zusammen mit dem höchsten auf den verwendeten Bildschirmen erreichbaren Wert von \(C_{W}=\) 15,12 (schwarz) als Ankerwerte verwendet, welche um eine mittlere sowie eine niedrige Kontrastabstufung ergänzt wurden. Die niedrigste Kontrastabstufung „hellgrau“ wurde mittels Konstanzmethode aufgrund ihrer Nähe zur unteren Wahrnehmungsschwelle peripher ermittelt. Die Zwischenstufe zwischen dem aus der Norm abgeleiteten Wert „mittelgrau“ und dem technisch erreichbaren Maximalwert von „schwarz“, wurde aufgrund der Methode der direkten Größenschätzung als gleichabständig zu diesen Ankerwerten festgelegt. Der Verzicht auf eine farbige Darstellung und die daraus resultierende Verwendung von Graustufen erfolgte aufgrund der eingangs dargestellten fehlenden Farbwahrnehmung des Auges in der Peripherie. Abb. 3 zeigt den komplexen Hintergrund mit einer symbolischen Darstellung der vier Leuchtdichtekontraststufen.

Die Tab. 1 fasst übersichtlich sämtliche Abstufungen für die verwendeten unabhängigen Variablen zusammen. Die Kombination aus diesen Variablen ergab 64 Signale.

Als Kontrollvariablen wurden versuchsbegleitend neben den Versuchsdaten weitere subjektive und objektive Daten erfasst. Eine im Voraus durchgeführte Befragung stellte den normal ausgeruhten und durch aufmerksamkeitsverändernde Substanzen unbeeinflussten Zustand der Probanden*innen sicher. Mit einem Blickerfassungssystem (Firma Ergoneers, Typ Dikablis Professional Glasses) wurden die Blickrichtungen der Versuchspersonen aufgezeichnet, um kontrollieren zu können, ob der Blick tatsächlich wie intendiert im zentralen Bereich verblieben war. Zur Kontrolle auf ein mögliches zu hohes Arousal im Sinne eventueller Schreckreaktionen während der Einblendung von Signalen wurde mittels eines EKG-Systems (Firma BioSign, Typ eMotion Faros 180) die Herzschlagfrequenz aufgezeichnet. Ergänzt wurden die objektiven Maße durch subjektive Skalen, z. B. zur wahrgenommenen Beanspruchung (KAB; Müller und Basler 1993) sowie zum Umgang mit der Rollermaus.

Die Bindung der Aufmerksamkeit im zentralen Blickfeld erfolgte durch die „Tower of London“-Aufgabe (ToL-Aufgabe) aus der PEBL-Testbatterie (Mueller und Piper 2014). Diese stellt eine typische Aufgabe des psychologischen Problemlösens dar. Es sind komplexe Denkprozesse im Sinne von schlussfolgern, antizipieren, planen und ausführen involviert (Ward und Allport 1997). Damit ist sie als ein gutes Abbild einer Problemlösesituation an einem realen Leitstand zu betrachten. Die originale Aufgabe wurde durch Eingriffe in den Quellcode verändert, wodurch zum einen die Helligkeitskontrastverhältnisse der übrigen Umgebung angepasst (Kontrolle von Störfaktoren) und zum anderen die Schwierigkeitsstufen der Aufgabe kontrolliert vorgegeben werden konnten. Dies erfolgte nach dem bei Fimbel et al. (2009) beschriebenen Lösungsalgorithmus. Es existieren Schwierigkeitsstufen von einem bis acht Bearbeitungsschritten für die optimale Lösung. Nach einer Eingewöhnungszeit mit ansteigender Schwierigkeit, um sich mit der Aufgabe vertraut zu machen, wurde im späteren Verlauf nur noch in den höheren Schwierigkeitsstufen (vier bis acht minimale Bearbeitungsschritte) alterniert, um eine ausreichende kognitive Beanspruchung zu erzeugen. Ein weiterer Vorteil dieser Aufgabe war die relativ geringe Ausdehnung auf dem Bildschirm bei gleichzeitig guter Wahrnehmbarkeit ihrer einzelnen Elemente: Die Ausdehnung betrug lediglich ca. 7,5° horizontal und vertikal, sodass sich der Blick während der Aufgabenbearbeitung in einem relativ engen Bereich bewegte.

Der Versuch wurde an zwei Tagen durchgeführt. Unterbrochen von einer 5‑minütigen Aktivpause, betrug die Durchführungszeit an einem Tag jeweils zweimal 24 min. In dieser Zeit lösten die Versuchspersonen auf dem zentralen Bildschirm die aufmerksamkeitsbindende ToL-Aufgabe, während auf den peripheren Bildschirmen durchschnittlich alle 90 s ein zu erkennendes Signal angezeigt wurde. Die Variablen Winkel, Leuchtdichtekontrast und Frequenz waren dabei zufällig verteilt und über die linke und rechte Hälfte der Bildschirme ausbalanciert. Es wurde immer nur ein Signal zur gleichen Zeit für 15 s dargeboten, welches sofort bei Erkennung und ohne eine Kopfbewegung mittels eines Buttons im zentralen Monitor zu quittieren war. Zwischen den einzelnen Signaldarbietungen vergingen mindestens 20 s, um eine Aufmerksamkeitsbindung zur ToL-Aufgabe im zentralen Blickfeld wiederherzustellen. Insgesamt wurden jeder Versuchsperson 64 zu erkennende Signale im peripheren Blickfeld präsentiert. Der Versuchsablauf, die Erholungswirkung der Pausen sowie die Verteilung des Versuches auf zwei Tage wurden getestet und stellten sich sowohl im Vorversuch als auch im Hauptversuch als tauglich und wirksam heraus.

Durch den komplexen Versuchsaufbau und die relativ lange Versuchsdauer wurde besonderer Wert darauf gelegt, dass die Ergebnisse passende Gütekriterien aufweisen. Insbesondere auf die Absicherung der Validität wurde großer Wert gelegt. Dazu wurde zunächst sichergestellt, dass die Proband*innen angemessene körperliche Gesundheit und insbesondere Augengesundheit (keine Einschränkungen im Gesichtsfeld, keine degenerativen Augenerkrankungen) aufwiesen. Zusätzlich wurden einige spezielle Kontrolltechniken eingesetzt. Zunächst werden deshalb die Ergebnisse dieses Vorgehens dargestellt, bevor die eigentlichen experimentellen Ergebnisse berichtet werden.

Die Ergebnisse der Wirkung der unabhängigen Variablen werden zunächst allgemein deskriptiv dargelegt und später mittels inferenzstatistischer Verfahren abgesichert.