Animation som illustration

EXAMENSARBETE U05-065 Avdelningen för informatik vid Institutionen för Ekonomi och Informatik Animation som illustration 3D-animation som ett verktyg att visualisera belastningsergonomi Johan Billing

DEGREE PROJECT Högskolan Trollhättan Uddevalla Institutionen för Ekonomi och Informatik Animation som illustration 3D-animation som ett verktyg att visualisera belastningsergonomi Johan Billing Examinator: Lena Pareto Handledare: Lena Pareto Institutionen för Ekonomi och informatik Institutionen för Ekonomi och informatik

DEGREE PROJECT Uddevalla, 2005 U05-065

DEGREE PROJECT Animation as illustration 3D-animation as a tool in visualizing ergonomics Johan Billing Abstract The goal of this project is to discuss animations potential in instructions and to find a successful design of an instructional animation about ergonomics. Therefore pedagogy, visual communication and instructional design will be considered. In extent, some ergonomic theory will be covered. Finally, a number of guidelines for design of instructional animations have bin selected. To realize those guidelines, an illustrative example of a ergonomic instruction was created. Animations in instructions must be trustworthy, and uphold a good attitude and relevance to the observer. An instruction should be rich in the sense that it should be detailed enough to be rememberable, but only details that have an instructional function should be included According to the literature, pictures, and especially animations, are powerful in catching and keeping the observers attention, but also to present a meaningful context and motivate the observer. It could also be useful to have visual accents in form of words, arrows and colours to attract structure and observe. As few colours as possible should be used, as long as they doesn't have a clear instructional purpose. It is also impotent that the pictures that are shown fit the goal of the instruction. While animations have a capacity to show things that can't be photographed, as well as easily illustrate changes over large times, it is clear that animations have it's great purpose in instructions. The animations capacity to control colour of a three dimensional object also appear to be very useful. To summarize, animations with there ability to control every piece can be a very successful instructional tool. But still, errors are easily made and a good knowledge in instructional design and visual communication are required to make animations the great tool in instructions. Publisher: University of Trollhättan Uddevalla, Department of Economics and Informatics P.O. Box 795, SE-451 26 Uddevalla, SWEDEN Phone: + 46 522 65 60 01 Fax: + 46 522 65 60 99 Examiner: Lena Pareto, HTU Advisor: Lena Pareto, HTU Subject: Media informatics Language: Swedish Number: U05-065 Date: November 15, 2005 Keywords instructional design, visualizing, 3D-animation, visual communication

Animation som illustration 3D-animation som ett verktyg att visualisera belastningsergonomi Johan Billing Sammanfattning Målet med arbetet är att diskutera animationens potential i instruktionssammanhang samt att finna en god visuell design av en instruktionsfilm om belastningsergonomi. Vi kommer därför att behandla pedagogik, visuell kommunikation och instruktionsdesign. Även området ergonomi tas upp. Slutligen ställs en rad designriktlinjer upp och för att praktisera och realisera dessa skapades ett illustrativt exempel. Animationen ska bygga upp en trovärdighet, en god attityd och relevans till sin betraktare. Således ska alla detaljer som inte har en funktion för instruktionen plockas bort. Målet är att försöka skapa minnesbilder hos betraktaren. Använd bildkomposition och klippteknik för att föra betraktaren genom animationen. Teorin har också påpekat att man kan använda bilder, men framförallt animationer, för att fånga och bibehålla uppmärksamheten, men även för att presentera en meningsfull kontext och på så vis motivera betraktaren. Man kan även använda visuella betoningar i form av ord, pilar och färger för att attrahera, strukturera och uppmärksamma. Använd så få färger som möjligt som inte har någon funktion. Se till att de bilder som visas väl stämmer överens med instruktionens målsättning. Vi kan konstatera att animation har en styrka i att visa det som inte kan fotograferas. Då animationen också ger möjligheten att illustrera förändringar över tid och även har potentialen att visualisera i tre dimensioner ser vi goda möjligheter att skapa framgångsrika animationer. Då man i animation har stora möjligheter att även påverka färgen för olika områden kan den illustrativa förmågan bli mycket god. Sammanfattningsvis kan vi konstatera att animation genom sin möjlighet till kontroll av varje del, kan bli ett framgångsrikt visualiseringsverktyg i instruktioner. Dock krävs goda kunskaper i instruktionsdesign. Utgivare: Högskolan Trollhättan Uddevalla, Institutionen för Ekonomi and Informatik Box 795, 451 26 Uddevalla Tel: 0522-65 60 01 Fax: 0522-65 60 99 Lena Pareto, HTU Examinator: Handledare: Lena Pareto, HTU Huvudämne: Medieinformatik Språk: Svenska Nivå: C-nivå Poäng: 10 Rapportnr: U05-065 Datum: 2005-11-15 Nyckelord: instruktionsdesign, visualisering, 3D-animation, visuell kommunikation i

Förord Fröet till detta arbete såddes när COOP Distribution beställde undervisningsmaterial om ergonomi. Undervisningsmaterialet skulle produceras av Digital Video Produktion i Umeå AB och levereras som film på en DVD. Under arbetets gång väcktes tankar på att delar av materialet skulle vara framgångsrikt att visualisera med 3D-grafik. Där behövdes min kompetens i form av 3D-grafiker, men även mina kunskaper i visualiserings- och instruktionsdesign. Detta blev grunden och början på mitt arbete om ergonomivisualiseringar. I arbetet hade vi hjälp av Anders Janson som är ergonom på Previa i Umeå. Vi hade även tillgång till en för medieområdet kunnig person vid namn Boh Westerlund. Boh jobbar på Digital Video Produktion i Umeå AB. Jag vill passa på att tacka Anders Janson, ergonom Previa AB, för ditt engagemang i arbetet. Du har hjälpt mig mycket med de ergonomiska aspekterna på visualiseringarna. Jag vill också tacka Boh Westerlund, Digital Video Produktion i Umeå AB, för ditt intresse och ditt sätt att se möjligheterna i arbetet. Du har flera gånger inspirerat mig, särskilt i det praktiska arbetet. Slutligen vill jag framförallt tacka Lena Pareto för mycket givande handledning. Genom att komma med nya tankar och idéer har du i många fall gett mig stor hjälp på vägen. Tack! 1

Innehållsförteckning Abstract...iv Sammanfattning...i Förord...1 1 Inledning...3 1.1 Bakgrund...3 1.2 Syfte och mål...4 2 Förutsättningar...4 2.1 Avgränsningar...4 3 Metod...5 3.1 Litteraturstudier...5 3.2 Omvärldsstudier av andra produktioner...6 3.3 Prototypverkstad...6 4 Teori...6 4.1 Ergonomi...6 4.2 Pedagogik...12 4.3 Visuell instruktion...18 4.4 Bild...26 4.5 Färg...28 4.6 Befintliga visualiseringar av ergonomi och anatomi...33 5 Designriktlinjer...36 5.1 Riktlinjer från pedagogiken...36 5.2 Riktlinjer för instruktion...37 5.3 Riktlinjer för bilden...38 5.4 Riktlinjer för färgen...39 6 Tillämpning av riktlinjer...40 6.1 Scen 1: Introducerar...40 6.2 Scen2: Fokuserar...42 6.3 Scen 3: Fördjupar...44 6.4 Scen 4: Förklarar...44 7 Diskussion...46 7.1 Prototypen...46 7.2 Animation som ett lämpligt verktyg för visualisering av ergonomi...48 7.3 Animation som ett lämpligt verktyg inom andra områden...50 7.4 Rekommendationer till fortsatt arbete...51 Referenser...52 2

1 Inledning Med hjälp av 3D-animation kan man visa objekt som inte skulle vara praktiskt möjliga att fotografera i verkligheten (Kerlow 2004). Vidare skriver Kerlow att man med film och 3D-animation kan skapa specialeffekter som visar mycket avancerade förlopp och samband. Detta genom att visa saker som inte skulle vara möjliga att visa i verkligheten. Vi ser därför att animation kan vara ett lämpligt verktyg för att visualisera aspekter på belastningsergonomi. Belastningsergonomi, menar Wirhed (1984) och Hedman (1992), handlar om hur kroppen påverkas av olika belastningar så som lyft eller sittställningar. Där är kroppsställningar, muskelstyrka och kroppsrörelser viktiga aspekter för att förklara sambanden. Samtidigt har andra egenskaper så som temperatur, vinklar, avstånd, vätskeflöden, kroppsdelars materiella egenskaper, krafter, belastningar och rörelser betydelse för att förstå belastningsergonomins aspekter. Vi kan inom belastningergonomi se att det handlar om flera samband. Det handlar om relationer mellan stort och litet samt rörelser, krafter och vinklar. I det här arbetet kommer vi vidare att titta på animationens potential som verktyg för att skapa instruktiva visualiseringar. Vi kommer att studera teori kring animationens styrkor, sätt att skapa återkallningskrokar samt vikten av bilders design i instruktionssammanhang. Vi kommer i slutändan sätta upp designprinciper samt beskriva ett illustrativt exempel för att besvara frågan: Hur kan man visualisera människan med 3D-animation för att visa aspekter på belastningsergonomi? Vilka olika vyer bör användas? 1.1 Bakgrund Bakgrunden till arbetet är att vi ser ett behov av en ökad förståelse för risken för arbetsskador. Weiner (2005) skriver att de vanligaste arbetsrelaterade besvären är tung manuell hantering, påfrestande arbetsställningar samt stress och psykiska påfrestningar. Mer än var femte kvinna som är 50 år eller äldre uppger besvär på grund av påfrestande arbetsställningar. 16 % av kvinnorna i samma åldersgrupp uppger att de har problem med axlar, armar och rygg. COOP Distribution är det företag som uppmärksammat behovet av utbildning inom ergonomi. Företaget distribuerar matvarorna till COOPs matvarubutiker. Distribueringen sker från samlingscentraler där matvarorna lastas om. Arbetet på dessa samlingscentraler består till stor del av tunga lyft vilket innebär en ökad risk för 3

arbetsskador. Därför har COOP beslutat att utbilda sin personal i hur arbetet kan göras mer hälsosamt. Utbildningen består bland annat av en DVD om ergonomi. Företaget Digital Video Produktion i Umeå AB har fått uppdraget att producera den DVD som är en del i utbildningen för personalen på COOP Distrubution. Den kommer att visa på situationer och arbetsmoment som påverkar människans fysiska hälsa på kort eller lång sikt. I DVD-produktionen finns intentionen att använda 3D-animation för att visa vad som händer i kroppen då personen gör en rörelse. Här väcktes tanken att studera hur animationen bör designas för att visa aspekter på belastningsergonomi. 1.2 Syfte och mål Syftet med arbetet är att finna riktlinjer för design av instruerande animationer samt att försöka ta reda på när animation är ett lämpligt instruktivt verktyg. Vidare är syftet även att finna en framgångsrik visuell design av 3D-animerade instruktionsfilmer för ergonomi. Instruktionsfilmerna ska övertyga allmänheten om vikten av att göra kroppsrörelser rätt. Förhoppningen är att det i förlängningen leder till färre förslitningsskador, fysiska samt psykiska skador hos allmänheten. Målet med arbetet är att sätta upp en rad riktlinjer för design av animationer i instruktioner. Detta för att hjälpa instruktionsdesignern vid skapandet av animationer. Målet är också att skapa en prototyp för att vidare visa hur designriktlinjerna kan tillämpas. 2 Förutsättningar Arbetet var begränsade till tio veckor heltid för en person. Dessa kunde vi fördela från mars till augusti, 2005. På prototypen ställer Digital Video Produktion i Umeå AB vissa krav. Visualiseringen skall passa in i DVD-produktionenen. Detta gäller framförallt berättandemässigt. Därför blir vi tämligen låsta till att använda det manus och den speakerröst som företaget tagit fram. 2.1 Avgränsningar Arbetet kommer enbart att innefatta den visuella delen av filmerna, med andra ord kommer projektet inte behandla ljud, musik eller speakerröst. I projektet har det även gjorts avgränsningar i teorin såväl som i prototypen. 4

2.1.1 I teorin Teoridelen är avgränsad till områdena ergonomi, pedagogik, visuell kommunikation och instruktionsdesign. Området ergonomi syftar till att skapa en förståelse för vad visualiseringarna ska förklara. Fem områden av ergonomi tas upp då vi ansett att dessa fem varit mest intressanta att visualisera med 3D-grafik. Här studerar vi även befintliga visualiseringar av anatomi och ergonomi. Då syftet med visualiseringarna är att förmedla budskapet på ett lättförståeligt sätt ser vi både pedagogik, visuell kommunikation och instruktionsdesign som tre viktiga områden. Det pedagogiska området syftar till att visa på aspekter för det mänskliga lärandet. Visuell kommunikation samt instruktionsdesign syftar till att visuellt förmedla budskapet till betraktaren på ett sätt så att det når fram och tas emot av betraktaren. 2.1.2 I prototypen Begränsningarna i prototypen är satta till att visualisera ett av de fem områdena av ergonomi som tas upp som intressanta. Det område som valts är visualisering av ytterlägesbelastningar i ryggen. Att visa ytterlägesbelastningar i ryggen innebär att både rörelse, belastning och olika kroppsdelars position måste visualiseras. Med rörliga 3D-illustrationer ser vi just styrkan att visualisera rörelse och objekts position i förhållande till varandra. Därför har vi valt att i prototypen illustrera ytterlägesbelastningar. Målet med prototypen är att praktisera de designriktlinjer som ställs upp och på så vis visa på hur en ergonomivisualisering kan designas. 3 Metod Wallén (1996) definierar forskning som ett systematiskt och metodiskt sökande efter ny kunskap och nya idéer. Därför har vi strävat efter att systematiskt och med vedertagna metoder skapa en framgångsrik design av ergonomivisualiseringen. Vi använde oss av följande tre tillvägagångssätt: (1) litteraturstudier, (2) omvärldsstudier av andra produktioner samt (3) prototypverkstad. 3.1 Litteraturstudier I forskningssammanhang är det enligt Holme och Solvang (1997) viktigt att skaffa sig en överblick över de källor som är, och som kan vara, relevanta för arbetet. I idealfallet skaffar man sig översikt och kunskaper om all tillgänglig information, men Holme och Solvang menar att detta i praktiken är ohanterligt och blir mycket tidskrävande. Därför får man göra ett urval i det stora utbudet av källor. De menar att man skall vara väl medveten om att urvalet kan göra att vi får ett systematiskt skevt material. Holme och 5

Solvang samt Wallén (1996) betonar också vikten av att källkritiskt granska de källor man använder sig av. De teorier som vi i huvudsak behandlade genom litteraturstudier var visuell kommunikation. Vidare fann vi att även instruktionsdesign och pedagogik var två andra intressanta områden. Utifrån teorierna skapade vi sedan förslag på visualiseringar. Teori om instruktionsdesign visade att det är mycket viktigt för designern att förstå det som ska instrueras. Därför studerade vi även ämnet ergonomi. Anders Janson, ergonom på Previa, förklarade också vad han ansåg var viktigt inom de olika ergonomiområdena. 3.2 Omvärldsstudier av andra produktioner För att se vad som tidigare producerats inom liknande områden gjorde vi omvärldsstudier. Här tittade vi framförallt efter tidigare visualiseringar inom ergonomi, men även visualiseringar av människokroppen. 3.3 Prototypverkstad I stadiet prototypverkstad gjordes prototyper av 3D-visualiseringen utifrån teorin och även från omvärldsstudierna. Varje prototyp användes som underlag för att tillsammans med Anders Janson, ergonom, och Boh Westerlund, mediaproducent, diskutera hur filmerna kunde förbättras. Detta gjordes med utgångspunkt från de ergonomiska aspekterna, att filmen skulle visa de ergonomiska aspekterna så tydligt som möjligt. Denna feedback gav nya riktlinjer för visualiseringarna. Den slutliga prototypen beskrivs under rubriken Prototypbeskrivning. Under utvecklingen av prototypen besökte vi även COOP Distribution. Där studerade vi hur arbetet på platsen gick till och försökte skapa oss en uppfattning om hur inställningen till ergonomiutbildningen var. Vi filmade även sekvenser som skulle användas i prototypen. 4 Teori För att börja behandla frågeställningen, hur man kan visualisera belastningsergonomi, ska vi här börja med att introducera området ergonomi. Detta för att få en uppfattning om vad det handlar om, och vad som är av vikt att visualisera. 4.1 Ergonomi Vi har tillsammans med Anders Janson, ergonom, samt Boh Westerlund, sakkunnig inom medieområdet, valt ut fem aspekter på ergonomi som kan vara lämpliga att 6

visualisera med 3D-grafik. Dessa har valts utifrån 3D-animationens styrkor, att visa saker som inte skulle gå att visa i verkligheten samt att visa förändring över tid. De fem ergonomiaspekterna är (1) ryggens ytterlägesbelastningar, (2) flödet av ledvätska i lederna, (3) ledernas brosktjocklek vid olika temperaturer, (4) muskelstyrka i olika lägen och (5) blodflödet i musklerna. 4.1.1 Ryggens ytterlägesbelastningar Hos icke idrottande människor menar Wirhed (1984) att den vanligaste anledningen för ryggbesvär är dåligt tränade rygg-, ben- och bukmuskler. Skador hos icke tränande personer kan också bero på slitage genom för ensidiga rörelser eller för mycket stillasittande. Ryggbesvär hos idrottsutövande människor beror oftast på tre anledningar; (1) för stora belastningar, (2) snedbelastningar eller (3) för snabba rörelser. Risken med ytterlägesbelastningar består i en snedbelastning (Bjålie et al. 1998, Hedman 1992). För att förstå ryggens svaghet vid ytterlägesbelastningar kommer vi att börja titta på ryggens uppbyggnad. Vi kommer först därefter gå in på vad som påverkar ryggen och utsätter den för en risk att skadas. Barcsay (1976), Bjålie et al. (1998), Hutchinson, Mallatt och Elaine (2001) och Wirhed (1984) skriver att ryggen består av totalt 24 kotor. Dessa delas in i sju stycken halskotor, tolv bröstkotor och slutligen fem ländkotor. Mellan varje kota finns en slags stötdämpare som kallas för disk eller mellankotsskiva. Vidare skriver Bjålie et al. och Wirhed att disken består av en kärna som är omgiven av ett trådbrosk. Bjålie et al. menar att den inre kärnan består av en mjuk massa som ger ryggraden en fjädrande effekt. Bjålie et al. (1998) skriver att det finns tre långa ligament som följer ryggraden. Ett av ligamenten följer ryggradens framsida (märkt 1 i bild 1). Det andra ligamentet löper längs den främre delen i kothålet (märkt 2 i bild 1) och det tredje och sista ligamentet följer kotbågarna (märkt 3 i bild 1). Bild 1: Kotsegment. (Wirhed 1984, s. 60) 7

Wirhed (1984) och Åstrand (1990) menar att trycket på diskarna varierar beroende på kroppsställning och yttre belastning. Men även belastningens avstånd från ryggraden är avgörande. En oskadad disk hos en ung person tål en belastning motsvarande 800 kg (~8000 N). Wirhed menar att diskarna hos äldre personer i de flesta fall tål endast hälften så mycket (~4000 N). Om diskarna utsätts för belastning under längre tid, eller mycket stor belastning, kan vätska pressas ut ur diskarna. Detta gör att och disken blir tunnare vilket leder till en förkortning av kroppslängden. Ryggdiskarnas tjocklek i relation till kroppshållningen är ett exempel på hur kroppens små delar påverkar människokroppen i stort. För att visa detta med bilder krävs att man kan visa både detaljer, och helheten. Detta är en situation där vi ser att 3D-animation troligen skulle kunna bli en framgångsrik visualiseringsmetod. Då en disk utsätts för mycket stora belastningar kan diskens kärna (märkt 1 i bild 2) spränga isär det omgivande trådbrosket (märkt 2 i bild 2) (Wirhed 1984). Hedman (1992) och Wirhed menar att disken också lätt tar skada om den utsätts för sned belastning, t.ex. vid lyft med böjd och vriden rygg. Vidare menar Wirhed att risken är särskilt stor då disken belastas samtidigt som bålen vrids. Detta är en rörelse som uppstår när man t.ex. skottar snö. I denna rörelse blir trycket på disken störst snett bakåt mot det område av disken som inte vaktas av något extra ligament. Bild 2: Bilden visar en sprucken disk. Kärnan (1) har pressats genom trådbrosket (2) och klämmer på en nerv. (Wirhed 1984, s. 61) Som vi kan läsa i stycket innan har Wirhed (1984) gjort en liknelse för att beskriva hur rörelsen ser ut. Vi tror oss att denna liknelse kan bli väldigt stark om man dessutom ser hur rörelsen ser ut, och i den situation den sker. Då har man även möjlighet att visa precis vilken del av rörelsen det är som är farlig. 8

4.1.2 Flödet av ledvätska i lederna Vi måste enligt Åstrand (1990) röra på oss för att hålla lederna i bra kondition. För att förklara detta kommer vi här titta på hur lederna i kroppen är uppbyggda. Bjålie (1998) och Wirhed (1984) skriver att en led alltid har en ledkapsel som omger de i leden ingående benen. Benens ändar är broskbeklädda. Inuti leden finns ett inre skikt som kan producera äggvitehaltig vätska som har i uppgift att smörja leden och ge broskcellerna näring. Denna vätska kallas även synovialvätska och kapselns inre skikt för synovialhinna. Bild 3: Ledkapsel. (Wirhed 1984, s. 10) Åstrand (1990) skriver att en ämnesomsättning i leden är nödvändig för att cellerna i leden ska överleva. Transporten av byggstenar och avfallsprodukter sker i huvudsak genom något som kallas diffusion. Detta förklarar Åstrand som att substanser kryper i riktning mot områden med lägre koncentration. Detta är en mycket långsam process. Den snabbas dock på genom den pumpeffekt som skapas då leden omväxlande belastas och avlastas. Därför är det viktigt att lederna används för att de ska hållas i god kondition. Ledens behov av rörelse är ett exempel på hur kroppens mindre delar påverkas av de större. Det krävs att både detaljer och helheten kan visualiseras. Vi ser att även rörelsen, den pumpeffekt som skapas, också kan bli framgångsrik att visualisera med 3Danimation. 4.1.3 Ledernas brosktjocklek vid olika temperaturer och läge För att inte få problem och smärtor från lederna krävs enligt Wirhed (1984) att brosket inte slits ner, eftersom ett tjockare ledbrosk tål en högre belastning. Ledbroskets tjocklek beror på den belastning den normalt utsätts för. Vidare skriver Wirhed att brosket har en förmåga att suga upp substanser och tillfälligt förtjockas. Detta sker då 9

leden blir varm. Vid långvarig träning kan även ledbrosken förtjockas genom att fler broskceller bildas. Wirhed menar att ledbrosket även kan förtunnas genom att slitas ner av för höga belastningar, eller av snedbelastningar. Ledbrosket är normalt även tunnare i ytterläget av ledens rörlighet. Detta gör att leden tål mindre belastning om den är kall, och om belastningen är då leden är i ett ytterläge. Ledernas brosktjocklek är ett exempel på hur 3D-animationens styrka att visa objekt i flera dimensioner kan komma till användning. Då vi även kan använda animationens möjligheter att visa förändring över tid kan slitaget visualiseras på ett mer lättbegripligt sätt än med stillbilder. 4.1.4 Muskelstyrka i olika lägen En muskels styrka menar Bjålie et al. (1998) och Grandjean och Kroemer (1997) varierar beroende på hur sträckt den är. Detta beror på muskelns uppbyggnad. En muskel består av muskelfibrer som i sin tur består av bland annat myosinfilament (lila, mörkare strängar i bild 4) och aktinfilament (röda, ljusare strängar i bild 4). Då muskeln är ihopdragen (kontraherad) har myosin- och aktinfilamenten klättrat in över varandra, så som vi kan se i bild 4. Det är då förhållandevis många myosin- och aktinceller som är i kontakt med varandra vilket gör att muskeln blir stark. Bild 4: Visar myosin- och aktinfilamentens position i förhållande till varandra då muskeln är sträckt respektive kontraherad. (Bjålie et al. 1998, s. 192) I de fall då myosin- och aktinfilamenten klättrat så långt att de klättrat förbi varandra menar Bjålie et al. (1998) och Grandjean och Kroemer (1997) att muskelkraften 10

minskar. Detta beror på att det då är färre myosin- och aktinceller som är i kontakt med varandra. Detta sker då muskeln är väldigt ihopdragen. Det samma händer då muskeln blir utsträckt. Då är myosin- och aktinfilamenten för korta för att alla dess celler ska kunna vara i kontakt. Bild 5: Graf över en muskels styrka i förhållande till dess längd. (Bjålie et al. 1998, s. 197) 4.1.5 Blodflödet i musklerna Vid fysiskt arbete menar Åstrand (1990) att musklerna blir trötta. Arbetar vi fysiskt hårt en längre stund kan de arbetande musklerna utsättas för muskeltrötthet. Muskeln blir då svagare och risken för skador blir större. Vi ska nu titta på vad muskeln behöver vid arbete, detta för att förklara anledningen till muskeltrötthet. För att muskelns myosin- och aktinfilament ska kunna släppa och greppa vid varandra skriver Bjålie et al. (1998) att det krävs ett ämne som heter ATP. För att muskelns celler ska kunna framställa ämnet krävs bland annat glukos, syre och fettsyror transporteras med hjälp av blodet till muskeln. Vid muskelcellens omvandling av glukos till ATP skapas även mjölksyra. Bjålie et al. menar att denna slaggprodukt har inte någon funktion i muskeln och transporteras därför bort med hjälp av blodet. 11

Bild 6: Bild som illustrerar ATP-produktionen i en muskelcell. (Bjålie et al. 1998, s. 197) Vid intensivt arbete skriver Bjålie et al.(1998) att muskeltrötthet kan uppstå. Detta kan bero på flera anledningar. Om arbetet är mer kortvarigt bränner muskeln i huvudsak glukos, vilket innebär en större produktion av mjölksyra. Åstrand (1990) skriver att muskeln vid aktivt arbete inte bör överskrida 40 % av sin maximala kapacitet då det innebär att syretillförseln inte räcker till. Vid statiskt arbete bör inte kapaciteten överskrida 6-8 % av den maximala. Detta beror på att blodflödet i muskeln är lägre vid statiskt arbete vilket i sin tur leder till att transporten till och från muskeln är kraftigt begränsad. Att illustrera muskelstyrkan så väl som blodflödet i musklerna är ytterligare två exempel på hur ergonomivisualiseringar ställer krav på att både detaljer och helheten skall kunna visualiseras. Rörelsen, och på så vis tiden, har i båda fallen en stor betydelse. Återigen ser vi 3D-animation som ett framgångsrikt verktyg för visualisering av ergonomi. 4.2 Pedagogik Då visualiseringarna har i avsikt att betraktaren ska lära sig ser vi en anledning att titta på ämnet pedagogik. Rieber (2000) skriver att en pedagogisk förståelse är väsentlig när det gäller design av instruktiva bilder. I pedagogik, med inriktning mot instruktionsdesign, anser han att det finns två primära pedagogiska teorier som är viktiga för instruktionsdesign. Dessa är den behavioristiska och den kognitivistiska synen. 4.2.1 Behavioristisk syn I den behavioristiska synen ser man att lärandet sker i en relation av stimulans och respons (Jerlang et al. 2001 & Rieber 2000). I visuell kommunikation ser man enligt Rieber och Bergström (2001) att en stimulans kan bestå av text eller bilder som får betraktaren att reagera. Som exempel nämner Riber att en användare inte har någon naturlig anledning att trycka på datorns mellanslagstangent eller sikta och klicka på en 12

ikon. Men då klickandet ger en respons kan man få betraktaren att fortsätta. Responsen blir en stimulans till fortsatt deltagande. 4.2.2 Kognitivistisk syn Tonvikten i den kognitivistiska teorin ligger i hur den lärande väljer, uppfattar, processar, avkodar och tar emot information från minnet (Rieber 2000). Med andra ord menar Rieber att kognitivismen behandlar tankeprocessen mellan stimulans och respons. Det finns en rad olika aspekter på kognitiv psykologi. Gemensamt för flertalet är att man försöker finna en modell på det mänskliga tänkandet utifrån informationsprocessning. Det är modeller, och inga fulländade beskrivningssystem för det mänskliga tänkandet. Jerlang et al. (2001) och Rieber beskriver tankarna bakom kognitiv psykologi som att man försöker med datorns egenskaper skapa en metafor till mänskligt tänkande. Slutligen skriver Rieber att man i den kognitivistiska teorin också kan se den behavioristiska teorins tanke med stimulans-respons. Skillnaden är att den kognitivistiska teorin försöker skapa en modell för tankeprocessen mellan stimulansen och responsen. Säljö (2000) skriver att vi i allmänhet har en allt för fysisk och datorrelaterad syn på lärande. Vi har länge sett lärande som en aktivitet där läraren lär ut kunskaper som studenterna tar in och lagrar i sitt långtidsminne. Lärande handlar mer om processande av information inom individen och med interaktion mellan individen och andra artefakter, ett lärande som påverkas av individens tidigare kunskaper och erfarenheter. 4.2.3 Uppnå reflektion Rieber (2000) skriver att man i instruktionssammanhang bör stimulera den lärande till att reflektera över informationen som bilden innehåller. Kanske är det av just den anledning som Säljö (2000) nämner, att vi i regel har en för enkel syn på lärandet. Rieber menar att det inte räcker med att vi ser en bild för att vi ska minnas den, vi måste även reflektera över den. Därför bör vi se till att instruktionen stimulerar den lärande till reflektion. Vidare skriver Rieber att relationen mellan visuell och verbal (eller textbaserad) information är avgörande för att den lärande ska börja reflektera över informationen. 4.2.4 Visuella minnesbilder För att få ett annat perspektiv på reflektion kan vi se till vår förmåga att använda bilder för att minnas. Rieber (2000) menar att vi länge har använt oss av olika visualiseringar för att komma ihåg. Han vill också säga att detta är en framgångsrik strategi. Visuell minnesteknik är hjärtat i många minneshjälpmedelssystem. I de här systemen lär sig användarna att ta fram och associera bilder till informationen som inte ska glömmas. 13

Rieber skriver att ju konstigare bilden är desto starkare blir minneskopplingen. Detta kan jämföras med vad Bergström (2001) skriver om våra vägar till att påverkas. Han menar att ju större ett sinnesintryck är, desto större påverkas vi av det. Clark (2003), Clark och Mayer (2003) och Rieber (2000) skriver att bilder i undervisningssammanhang kan förbättra den pedagogiska förmågan. Kanske är det just genom visuella minnesbilder som vi har lättare att förstå och minnas det som lärs ut. Författarna påpekar dock att svårigheten med bilder i undervisningssammanhang är att matcha bilderna med undervisningens sammanhang. 4.2.5 Motivation Rieber (2000) och Säljö (2000) skriver att mänskligt lärandet är ett otroligt komplext och dynamiskt utbyte av företeelser. Vidare anser Edigius (2002) och Rieber att instruktionens effekt är beroende av den lärandes attityd och intresse. Weiner (1990) menar att även om instruktionen är välorganiserad och väldesignad kommer den inte att ha en chans att lära ut om den inte tar hänsyn till den lärandes faktorer. I detta fall syftar Weiner på de sociala och motiverande faktorer som instruktionen har på personen som lär sig. När det gäller att härleda motivation i lärande ser Rieber (2000) två områden, ett behavioristiskt och ett kognitivt. När det gäller det kognitivistiska området ser man motivationen som en inre kraft. Något som får personen att fortsätta med uppgiften. I det behavioristiska området menar Rieber (2000) att motivation kan härledas till styrkan hos instruktionens förstärkningar. Med förstärkning i det här sammanhanget menar Rieber ett motivationshöjande element. Ju starkare förstärkningen är desto starkare blir motivationen att reagera. Vidare skriver Rieber att den lärande söker efter positiva förstärkningar i materialet. Bergström (2001) och Rieber menar att om avståndet mellan två förstärkningar blir för långt kommer den lärande att tappa intresset för instruktionen. 4.2.6 Positiva aspekter på underhållande material I visuell kommunikation pratar man om motivationshöjande element, element som finns där för att öka motivationen hos betraktaren. Dessa element kallar Bergström (2001) för förstärkningar. Bergström och Reiber (2000) anser att en förstärkning kan vara texter, bilder eller andra visuella element. Målet med en förstärkning är just att skapa en ökad motivation hos betraktaren. 14

4.2.6.1 Förstärkningsscheman Bergström (2001) skriver om olika mönster som förstärkningarna i form av bilder, animationer eller andra visuella element kan komma. Dessa mönster kallar han för förstärkningsscheman. Bergström menar att det finns tre olika typer av förstärkningsscheman; det kontinuerliga, det intervallbaserade och det variabla förstärkningsschemat. Det kontinuerliga förstärkningsschemat beskriver Bergström (2001) som en modell där förstärkningarna kommer i en jämn ström. Detta schema blir lätt alltför enahanda och förutsägbart. Det andra förstärkningsschemat är det intervallsbaserade. I detta är förstärkningarna placerade så att de kommer i jämna intervaller. Här finns risken att partierna mellan förstärkningsintervallerna blir för långa vilket leder till att betraktaren hinner tappa intresset. Slutligen nämner Bergström det variabla förstärkningsschemat. Detta är ett schema där förstärkningarna kommer ojämnt i tid och styrka. Det är ofta det mest effektiva schemat då betraktaren känner sig både överraskad och stimulerad. Rieber (2000) nämner en annan modell för design av instruktioner. Modellen kallar han för ARCS-modellen och den är uppkallad efter dess fyra komponenter: uppmärksamhet (eng. Attention), relevans (eng. Relevancy), självförtroende (eng. Confidence) och tillfredsställelse (eng. Satisfaction). Uppmärksamhet krävs för att den lärande över huvud taget ska kunna ta till sig en instruktion. Den lärande måste också känna en relevans till det som han/hon ska instrueras i. Relevansen kan antingen vara framtidsorienterat, med andra ord att kunskapen kan komma till nytta senare i livet. Men den kan också vara vad vi kallar nutidsorienterad relevans. Till exempel något som är relevant om det tillgodogör ett nuvarande behov. Den lärande ska också ha ett självförtroende inför det han/hon ska lära sig. Det behöver inte betyda att uppgiften är enkel, men framgång ska vara synligt inom räckhåll. Vi försöker att delta i aktiviteter vi upplever vara intressanta och relevanta. Vi finner dem vara tillfredsställande. 4.2.7 Negativa aspekter på underhållande material Underhållande material stimulerar betraktaren, vilket är bra för lärandet. Ändå menar Clark och Mayer (2003) att man ska vara försiktig med att lägga till underhållande eller motiverande material till instruktionen. Författarna vill här poängtera att det handlar om material som är intressant för betraktaren, men för lärprocessen onödigt material. Detta för att det intressanta materialet lätt kan distrahera betraktaren. Det underhållande materialet kan leda den lärandes uppmärksamhet bort från det relevanta materialet. Irrelevant material kan också leda till avbrott. Den lärande kan få svårt att se kopplingarna i det relevanta materialet om det underhållande materialet är i vägen. Slutligen nämner Clark och Mayer och Rieber (2000) att underhållande material också 15