Web-Visualisierung mit Opera, Chrome und Co

Guideline für browserunabhängige Visualisierungen

Web-Browser auf Basis offener Standards wären eines der leistungsfähigsten Visualisierungswerkzeuge – wenn man sie nur ließe. Ein Plädoyer für „native“ Web-Visualisierungen ohne proprietäre Zusätze wie Flash und ActiveX.

Die ursprüngliche Idee des World Wide Web ist, Inhalte unabhängig vom Betriebssystem, Anzeigegerät und Software anzubieten. Hierfür wurden vom WWWConsortium (W3C) offene Standards geschaffen, die Browser ohne weitere Hilfsmittel interpretieren und darstellen können. Beispielsweise gibt es Standards für die Textdarstellung (HTML), für Pixelgrafiken (PNG), Bedienelemente (Forms) und Vektorgrafiken (SVG). Eine Web-Seite mit diesen Elementen wird mit Hilfe von JavaScript animiert.

Diese Script-Sprache bietet heute einen immensen Funktionsvorrat und wird von den Web-Browsern mit exzellenter Performance (teilweise sogar mit Laufzeit-Compilierung!) abgearbeitet. Für die Übertragung von Inhalten und Daten vom Web-Server zum Browser reicht ein einziges Protokoll – das hypertext transfer protocol (http). Mit diesen, von jedem Web-Browser unterstützten Standards, lässt sich jede zweidimensionale Visualisierung realisieren. Anstatt diese Web-Standards zu nutzen, degradieren beinahe alle verfügbaren Visualisierungen den Browser zu einem Anzeige-Rahmen. Die Tools übertragen entweder ein komplettes Programm (Java, ActiveX) oder Inhalte, die nur zusätzliche Plug-Ins wie Flash oder Silverlight interpretieren und darstellen können.

Die Hersteller solcher Tools ignorieren schlichtweg die „nativen“ Visualisierungseigenschaften des Web-Browsers. Dies zeigt sich etwa beim Versuch, reine Web-Applikationen wie Google Maps mit solchen Visualisierungen zu kombinieren: Während Software auf Basis von Web-Standards mit diesen Applikationen auf gleicher Ebene beliebig interagieren kann, grenzen sich geschlossene Applikationen dagegen ab und können meist nur koexistieren.

Naturbelassen kontra proprietär

Eine „nicht-native“ Visualisierung muss nicht zwangsläufig schlecht sein. Die Entscheidung, proprietäre Formate und Applikationen zu wählen, sollte jedoch bewusst getroffen werden, beispielsweise wenn spezielle Funktionen eines Plug- In (3D-Darstellung) gebraucht werden oder der lokale Zugriff auf spezifische Funktionen notwendig ist. Meist wird aber auf solche Technologien zurückgegriffen, weil Anbieter ihre vorhandenen Software-Investitionen wieder verwerten wollen: Denn Visualisierungstools lassen sich relativ einfach als ActiveX in Web-Browser einbinden. Die vorhandene Funktionalität für das Web neu zu entwickeln, wäre dagegen mit einem enormen zeitlichen und finanziellen Aufwand verbunden.

Dabei sprechen die Vorteile einer nativen Web-Visualisierung für sich:

• Daten im offenen Web-Format können mit vielen Standardprogrammen (MS-Office, CorelDraw, Adobe Illustrator) ausgetauscht werden. 
• Die große Palette fertiger Funktionsbausteine (Kalender, GIS, Video) aus dem Web kann genutzt werden. 
• Reine Web-Technologien lassen sich einfach kombinieren.
• Einfachere Skalierung der Visualisierungen auf verschiedenen Plattformen. 
• Betriebsinterne Standardisierungen der Bedienoberfächen können auf vorhandene Formate aufbauen und werden damit bei heterogenen Anlagen zu produktunabhängigen Oberflächenstandards. 
• Sicherheit ist integraler Teil des Webs. 
• Web-Technologie ist häufiger Teil der Ausbildung als proprietäre Automatisierungsprodukte.  
• Native Web-Technologie läuft im Browser ohne Zusatzinstallation auf vielen Betriebssystemen.

Die Leistungsfähigkeit ist definitiv kein Argument, um Browser als Visualisierungs- Frontend außen vor zu lassen: Web- Browser haben sehr effektive Script- und Grafik-Engines, die eigens dafür entwickelt wurden, Inhalte darzustellen und mit Daten zu ergänzen. Performance- Messungen zeigen, dass mit nativer Web- Technologie hohe Anforderungen hinsichtlich Darstellungsqualität und -geschwindigkeit sowie der Anzahl Datenpunkte pro Bild problemlos umzusetzen sind: Bilder mit tausenden Elementen und hunderten dynamisierter Objekte können in Sekundenbruchteilen aufgeschaltet werden. Gerade im Web ist es nichts Ungewöhnliches, einen Web-Server mit hunderten Clients zu betreiben.

Die Grundlage schaffen einfache Funktionsprinzipien: Ein Web-Server wird per URL (Uniform Resource Locator) wie www.google.de adressiert. Daraufhin liefert der Web-Server dem Web-Browser per http-Protokoll die Inhalte in einem standardisierten Format, die der Browser interpretiert und darstellt. Enthält die Seite dynamische Elemente, wird im Hintergrund eine Kommunikationsverbindung zwischen Web-Seite und Web-Server aufgebaut. Eine bekannte Technologie hierfür ist AJAX (Asynchronous Javascript and XML) oft in Verbindung mit JSON (Javascript Object Notation). Auf diese Weise ist die Repräsentation (Browser) von der Datenschicht (Web-Server) getrennt.

Web-Server, wie sie beispielsweise in Speicherprogrammierbaren Steuerungen integriert sind, erfüllen leider nur einen Teil der Anforderungen. Meist werden nur rudimentäre Web-Standards wie HTML oder Pixelgrafiken wie GIF-Dateien implementiert, bei denen der Zugriff auf die Prozessdaten (Datenkommunikation) unzureichend und bei jedem SPS-Hersteller unterschiedlich ist. Daher können Anwender meist nur primitive HTML-Seiten erstellen – was zudem noch mit hohem Aufwand verbunden ist.

• Teil 1: Guideline für browserunabhängige Visualisierungen
• Teil 2: Guideline für die Web-Visualisierung
• Teil 3: Das Engineering