Ferramenta de Autoria Gráfica para a Construção de
Aplicações Utilizando o Framework AppTV
Fabiano Barreto Monteiro de Almeida, Ricardo Batista Souza, Manoel Carvalho Marques Neto
Faculdade Ruy Barbosa Rua Theodomiro Batista, 422 – Faculdade Ruy Barbosa (FRB) 41.940-320 – Salvador – BA – Brasil
{fabianoalmeida,ricardofrb,manoelnetom}@gmail.com
Abstract. The objective of this descriptive study is to contribute for the construction of computer application destined to the digital television. The standard data-communication that will be implanted in Brazil will offer new services to the viewers and will add different applications as: purchases, games etc. This results in the sprouting of a new paradigm: the technological convergence between the television and the computer and, consequently, between the publishers of television programs and the developers of software. In this scene, a graphical authoring tool is proposal that facilitates the creation of in order benefiting the work of the publisher.
Resumo. O objetivo deste estudo descritivo é contribuir para a construção de aplicativos destinados à televisão digital. O padrão de transmissão de dados que será implantado no Brasil oferecerá novos serviços aos telespectadores e agregará diferentes aplicações como: compras, jogos etc. Isso resulta no surgimento de um novo paradigma: a convergência tecnológica entre a televisão e o computador e, conseqüentemente, entre os editores de programas televisivos e os desenvolvedores de software. Nesse cenário, é proposta uma ferramenta de autoria gráfica que facilite a criação de aplicativos a fim de beneficiar o trabalho do editor.
1. Introdução
A televisão, desde que surgiu, exerce grande influência na vida dos telespectadores. Mais de 90% dos domicílios brasileiros possuem televisores e 80% deles recebem apenas sinais abertos [Ministério das Comunicações 2004]. Esse é um dos principais meios de comunicação em grande escala, podendo transformar ou até influenciar a cultura popular, devido a sua grande preponderância. A televisão (TV) convencional ainda não oferece suporte à interatividade do espectador com o conteúdo exibido. Em contrapartida, a Internet provê, aos usuários da rede, maior liberdade na escolha e navegação das informações. Nesse cenário, surge a televisão digital (TVD), que não deve ser vista apenas como uma evolução tecnológica da televisão. Trata-se de uma nova plataforma de comunicação baseada em tecnologia de transmissão de sinais digitais [Ministério das Comunicações 2004].
A TVD utiliza uma forma de modulação e compressão digital para possibilitar o envio de vídeo, áudio e sinais de dados aos aparelhos compatíveis com a tecnologia, abrindo um canal de comunicação entre as emissoras e anunciantes e os telespectadores.
A não existência de especialistas em linguagem de programação engajados nas equipes dificulta a criação dos aplicativos que deverão ser exibidos em paralelo com os programas televisivos. Estes aplicativos são responsáveis por criar os mecanismos necessários para proporcionar a interatividade da TVD com o telespectador.
Existem frameworks para auxiliar no cumprimento do processo de implementação dos aplicativos para que a TVD interaja com o usuário final, como, por exemplo, o AppTV, que é baseado na API (Application Program Interface) JavaTV. O
framework AppTV foi elaborado para auxiliar na criação de aplicativos visando essa
nova modalidade de software. Sua principal funcionalidade é abstrair e encapsular parte dos conceitos da TVD que o desenvolvedor precisaria conhecer para construir programas baseados nesse novo paradigma [Hattori et al 2005a].
No entanto, há, ainda, a necessidade da inserção de um grupo de programadores engajados no processo de desenvolvimento dos programas televisivos, pois o AppTV não admite a criação dos aplicativos de forma visual, sendo necessário que editores de TV modifiquem documentos XML.
Com o intuito de auxiliar no processo criativo de aplicações interativas para sistemas de televisão digital, este trabalho tem o objetivo de criar uma ferramenta gráfica para auxiliar na criação de aplicativos utilizando o framework AppTV. A edição de arquivos que utilizam uma linguagem de marcação para a construção de um aplicativo para a TVD não é trivial para pessoas que não conhecem linguagens de programação. Sendo assim, a ferramenta proposta permitirá que o próprio editor de programas televisivos crie e edite seus aplicativos de forma totalmente visual.
Essa ferramenta apresentará uma interface GUI (Graphical User Interface), que terá como finalidade elevar o nível de abstração da etapa de criação dos aplicativos para a TVD e será integrada ao framework supracitado, para que possa ser aproveitada a sua facilidade em construir componentes, visando a acelerar todo o processo.
Na segunda seção, serão explanados os conceitos sobre a TVD utilizado na pesquisa. A terceira apresentará um detalhamento do framework AppTV, bem como a sua arquitetura. Na quarta serão mostrados a implementação do software proposto, os requisitos funcionais e a arquitetura da solução. Na conclusão, estará presente uma nova análise sobre o problema a ser resolvido pelo trabalho proposto, uma breve comparação entre o framework AppTV e a ferramenta criada e sugestões de trabalhos futuros. Por fim, encontram-se as referências com as principais fontes usadas para este estudo.
2. Conceitos sobre a TV Digital
A TVD corresponde a um sistema de radiodifusão televisiva que emite sinais digitais no lugar do atual analógico. Com isso, garante a recepção dos dados na íntegra, gerando uma melhor resolução das imagens [Melo 2000]. Essa nova televisão, também chamada de TVI, deixará de ser unidirecional como o sistema atual. O telespectador passará de passivo a ativo, podendo escolher a programação que desejar no momento em que lhe for propício. Assim, ele deixará de assistir apenas o que está sendo exibido, podendo interagir não somente com a programação em exibição, como também com os comerciais, efetuando compras etc. Entretanto, isso teria de ser disponibilizado pela emissora.
Segundo Maad (2003), existem três definições que visam descrever o que é a TVI, as suas funcionalidades e o seu modelo conceitual:
a) descrição do dispositivo, corresponde a um sistema capaz de receber sinais digitais, armazenar dados localmente e realizar processamento; b) descrição dos recursos, no qual a TVI, além de transmitir programação de
áudio e vídeo, oferece serviços como e-mail, chat, jogos etc., proporcionando aos transmissores e fornecedores o poder de diferenciar os seus produtos para atrair um maior número de telespectadores;
c) modelo conceitual, que a define como uma interligação entre a produção dos programas televisivos, a transmissão e a recepção dos dados.
É importante lembrar que TV Digital e TV Interativa são conceitos baseados em critérios diferentes. A primeira corresponde à tecnologia, a forma como é transmitido o sinal, em modo digitalizado, por exemplo. A segunda passa a ser uma característica da TV, apesar de não existir um consenso mundial sobre o que é interatividade [Sociedade Brasileira de Computação 2005].
A TVI não tem por intenção transformar a TV em um computador, e sim trazer algumas facilidades, como acesso à Internet, e-commerce, dentre outros serviços que podem ser encontrados no computador pessoal para que o telespectador possa desfrutar deles de forma facilitada [Valdestilhas e Almeida 2005].
Assim como a TV, o sinal digital trafega por diferentes meios, como Internet, satélite e cabo – que deverão continuar coexistindo após a adoção do padrão digital. A televisão interativa possui como grandes inovações tecnológicas uma melhor qualidade de som e imagem, interatividade do telespectador, novos meios de acesso por parte dos usuários e otimização da cobertura dos sinais.
3. Framework AppTV
O framework AppTV foi concebido para auxiliar na construção de aplicações que se encontram nessa nova modalidade de software voltado para a TVD. Segundo Hattori et
al (2005), o principal motivo da criação desse framework foi devido aos diversos
padrões de transmissão digital, existentes mundialmente, necessitarem de uma camada para a comunicação dos aplicativos (guias de programação, jogos, comércio eletrônico, aplicativos educativos) com os softwares de sistema, navegadores e recursos.
Inicialmente, o AppTV oferece suporte à criação de um jogo de perguntas e respostas e de um informativo de esportes, mas pode ser estendido para conceber outros aplicativos, como uma enquete ou um boletim de previsão do tempo [Hattori e SILVA 2005].
A necessidade de oferecer essa ferramenta surgiu, porque os middlewares, que estão sendo desenvolvidos e adotados mundialmente, apresentam suporte a aplicações escritas na linguagem de programação Java. Os middlewares são camadas de software intermediárias que fornecem abstrações dos recursos de hardware [Hattori e Silva 2005]. A concepção do AppTV baseou-se na adoção destas camadas e visou proporcionar um nível de abstração suficiente aos programadores Java, para que possam
produzir conteúdo sem que sejam especialistas no assunto [Hattori et al 2005a]. O intuito, então, era favorecer o trabalho do editor de TV e do desenvolvedor. Para o primeiro, iria oferecer a autonomia de poder construir seus aplicativos a partir da edição de arquivos XML, pois esses apresentam tags intuitivas e simples de manipular [World Wide Web Consortium 2005]. Para o segundo, iria proporcionar um modelo de criação a ser seguido, diminuindo as fases de modelagem e de implementação.
Esse framework utiliza a API JavaTV para que essa possa prover o serviço necessário para a aplicabilidade de programas para a TVD. Entretanto, a API JavaTV não é a única a dispor desses serviços. Uma outra API que dá suporte a esse tipo de assistência é a Microsoft TV. A API Microsoft TV corresponde a uma plataforma fechada, desenvolvida especialmente para operadoras de televisão pagas [Marques, Hattori e Silva 2005]. Oferece gravação de vídeo digital, suporte a HDTV (High
Definition Television) e vídeo sob demanda [Microsoft TV 2005].
A JavaTV foi desenvolvida para prover acesso em receptores de televisão digital [Marques, Hattori e Silva 2005]. Oferece fluxo de áudio e vídeo, acesso condicional, acesso a dados, controle de sincronizador de canais e gerenciamento do ciclo de vida das aplicações [Sun Microsystems 2005].
A mais comumente usada é a JavaTV, por ter sua especificação aberta e ser gratuita. Ela está sendo amplamente utilizada e apodera-se de uma gama de opções de manipulação das informações a serem apresentadas ao telespectador.
3.1. Arquitetura do AppTV
A arquitetura do AppTV está dividida em três módulos: módulo de apoio à criação de aplicativos, de construção do jogo de perguntas e respostas e da concepção do informativo de esportes (como pode ser vista na Figura 1). Os dois últimos não apresentam inter-relacionamento e dependem do primeiro.
Figura 1. Arquitetura do AppTV
O primeiro módulo apenas fornece a base para o desenvolvimento dos aplicativos, o Xlet, que nesse caso corresponde à base do framework. Contém classes abstratas, interfaces e particularidades do middleware MHP (Multimedia Home
Plataform) [Hattori et al 2005]. 4. A Ferramenta InteracTV
O produto desenvolvido a partir da proposta deste trabalho resultou em uma ferramenta nomeada InteracTV. Ela foi implementada utilizando-se, como principal tecnologia, a linguagem de programação Java, usando o JDK (JavaTM Development Kit), versão 1.5.0_06 e a API JDOM (JavaTM Document Object Model), na sua versão 1.0. Para o desenvolvimento do núcleo da ferramenta (a construção do aplicativo) foi utilizado o
framework AppTV e a visualização do conteúdo produzido será feito no software
XleTView [Sveden 2004], versão 0.3.6.
O InteracTV é uma ferramenta de autoria gráfica que visa auxiliar na criação visual de aplicativos para a TVD, deixando a cargo do framework supracitado a comunicação com a API JavaTV e, também, a geração dos componentes gráficos que serão utilizados. O foco principal do software, então, está na personalização e utilização desses componentes, oferecendo maior comodidade aos editores de programas televisivos e permitindo que estes elaborem os aplicativos de forma mais simples.
O AppTV é um framework que tem foco na leitura de documentos XML, como mostrado na seção anterior. A fim de garantir uma comunicação com esse framework, a ferramenta proposta gerará arquivos neste formato e apresentará informações sobre os dados e propriedades do aplicativo em desenvolvimento, mantendo a estrutura padrão do AppTV. Nesse caso, então, o InteracTV deixará a cargo do framework, apenas, o controle da aplicação criada.
O InteracTV invoca o software XleTView, simulador de pequenos aplicativos na visão MHP [Sveden 2004], com a finalidade de exibir o programa criado. Para isso, é necessário selecionar uma classe Java que tenha herdado da interface Xlet, exemplificado no trecho de código abaixo, que define os métodos para que o gerenciador de aplicações altere o estado da aplicação no momento em que essa estiver sendo executada. O XleTView permite a simulação de um ambiente completo, pois, além de dar suporte ao desenvolvimento de aplicações, ainda apresenta uma interface que simula a tela de um televisor e um controle remoto, onde podem ser testados os aplicativos [Sveden, 2004].
public interface Xlet {
void destroyXlet( boolean unconditional ) throws XletStateChangeException; void initXlet( XletContext context ) throws XletStateChangeException; void pauseXlet();
void startXlet() throws XletStateChangeException; }
4.1. Requisitos Funcionais
Para que sejam alcançados os objetivos definidos para a ferramenta InteracTV, foram determinados alguns requisitos, conforme descrição abaixo:
a) Permitir a construção de aplicativos:
a. disponibilizar uma interface gráfica que permita a criação dos aplicativos; b. possibilitar a configuração dos aplicativos de forma facilitada.
b) Ser intuitiva:
a. disponibilizar uma interface simples;
b. permitir que o usuário tenha liberdade ao construir os aplicativos; c. permitir que o usuário visualize as mudanças realizadas por ele.
4.2. Arquitetura da Solução
A ferramenta está dividida em dois módulos (como mostra a Figura 2) com o objetivo de estruturar a ferramenta de forma que seja possível sua evolução ou customização. Essa tecnologia permite a manutenção dos componentes sem que seja necessário re-trabalho
na integração, através de interfaces de comunicação entre eles, previamente padronizadas e bem definidas.
O módulo de componentes visuais é responsável por permitir a interação com o usuário, possibilitando que esse escolha o componente com o qual deseja trabalhar. Para isso, é necessário selecionar a aba que corresponde ao componente e clicar no botão
Novo. Após isso, será desenhada na área de trabalho uma estrutura semelhante a do
aplicativo em execução. Esse módulo tem como responsabilidade disponibilizar a configuração das propriedades do aplicativo, formatação do texto, cor e transparência das informações, a fim de obter um resultado personalizado.
Já o módulo de geração de XML é responsável por criar os arquivos necessários para a visualização dos aplicativos criados e interagir com o framework AppTV. Este módulo fará a interpretação dos dados inseridos pelo usuário e, conseqüentemente, criará os arquivos XML compatíveis com a estrutura padrão de leitura do AppTV.
Figura 2. Arquitetura da Solução
Na Figura 3 é possível observar a interface da ferramenta, que possui na sua esquerda a aba de componentes, onde ficarão os componentes que serão utilizados na confecção dos aplicativos. Ao centro está a área de edição do aplicativo, onde serão exibidas as informações a serem editadas pelo usuário. E, por fim, à direita a tabela de propriedades do elemento que está selecionado.
Figura 3. Ferramenta InteracTV
Para o desenvolvimento dessa interface em duas dimensões e os eventos interativos com o mouse e teclado, foram utilizados os componentes GUI do Swing, juntamente com os recursos da API Java2D. Essa oferece diversos recursos para desenhos bidimensionais, como, por exemplo, criação e controle de objetos geométricos e a possibilidade de alterar a ordem das informações arrastando-as com o mouse para o local de destino. Com isso, foi possível criar uma interface mais amigável, de fácil utilização e entendimento.
Tendo o usuário configurado toda a sua aplicação, o módulo de componentes visuais repassa o conteúdo para o módulo de geração do XML. Esse módulo fará a interpretação dos dados inseridos pelo usuário e, conseqüentemente, criará os arquivos XML compatíveis com a estrutura padrão de leitura do AppTV.
O framework AppTV ficará incumbido de interagir com a API JavaTV e assim gerar os arquivos finais a partir do XML criado. A invocação da ferramenta XleTView fica a cargo do módulo de geração de XML, que também deverá informar os arquivos que serão executados para que possa ser exibido o aplicativo criado na área de edição do InteracTV.
A participação do usuário no processo de criação do documento ocorre apenas em duas situações. Na primeira, o usuário insere o componente na área de edição e, posteriormente, configura as suas propriedades. Na segunda, o editor poderá testar o aplicativo criado através da ferramenta de visualização (como visto na Figura 4).
Figura 4. Visualização do Aplicativo Quiz pelo XleTView
A ferramenta foi submetida a um teste de aceitação, com o intuito de validá-la para o uso operacional. Primeiramente, não foi informado nenhum tipo de restrição, sendo assim, os usuários puderam criar os aplicativos de forma autônoma, a fim de avaliar o quanto a ferramenta é capaz de ser intuitiva. Confirmou-se, após os testes, que o InteracTV precisaria apresentar informações extras na sua interface, como, por exemplo, as características de cada elemento logo após ser selecionado. Essas sugestões resultaram na adição da tabela de propriedades na região superior direita da ferramenta, onde no exato instante da seleção de um elemento na tela esta apresentaria a cor, transparência, fonte, tamanho da fonte etc., facilitando a interatividade do usuário com a ferramenta.
Para a realização desse experimento em laboratório, um grupo de dezessete pessoas foram divididos em duas equipes distintas. Uma dessas foi composta por dez alunos de graduação em Ciência da Computação e a outra por sete pessoas que utilizam o computador como equipamento de trabalho no seu dia-a-dia.
Inicialmente foi apresentada a ferramenta aos alunos graduandos e posteriormente as pessoas que não possuíam tanto conhecimento sobre tecnologias da informação. Sendo assim, foi disponibilizado dez computadores em um laboratório com a ferramenta instalada e configurada em todas as máquinas.
A instalação do InteracTV continha os aplicativos Quiz e Info do próprio
framework AppTV (como visto na Figura 1). O objetivo foi diponibilizar para os
usuários componentes já existentes e testados a fim de facilitar a interatividade destes com a ferramenta. Para tal, foi informado como está definida a estrutura de cada um dos componentes e quais os critérios de criação dos aplicativos para cada um deles.
Durante o experimento foi solicitado que fosse construído, primeiramente, o aplicativo Quiz e logo em seguida o Info (utilizando a ferramenta InteracTV e, posteriormente, o framework AppTV). Essa seqüência foi estabelecida devido ao primeiro ser mais simples de ser configurado que o segundo. Em seguida, foi solicitado que durante a construção dos aplicativos os usuários interagissem com toda a interface do InteracTV, bem como ordenar, alterar e remover os elementos na área de edição da ferramenta.
A dificuldade em manipular o framework AppTV tornou-se explícito com a realização dos testes. Esses demonstraram que os usuários que apresentaram pouco ou quase nenhum conhecimento em computação, e/ou linguagem de programação, tiveram como principal barreira a configuração do arquivo XML e a execução do AppTV. Essas dificuldades ocorreram devido à necessidade de ter que realizar todo o processo de criação do aplicativo de forma manual.
Os usuários que apresentaram algum conhecimento em linguagens de programação puderam desenvolver a construção dos aplicativos, a partir do framework supracitado, de forma mais facilitada. Porém, esses não se sentiram confortáveis em estar construindo os aplicativos de teste em documentos XML. O principal motivo alegado foi a demora para se criar as aplicações e a facilidade em cometer erros.
Após criar os aplicativos com o AppTV, os usuários realizaram os mesmos testes no InteracTV. A facilidade em identificar as necessidades na interface da ferramenta tornou-se importante para que os usuários se sentissem mais a vontade e pudessem construir os aplicativos mais rapidamente.
Ao final dos testes pôde-se perceber que a criação dos aplicativos utilizando o InteracTV demandaram menos tempo para serem finalizados quando comparado a construção destes sem a ferramenta citada (como pode ser visto na Figura 5).
Figura 5. Resultado dos testes
5. Conclusão
A interação da ferramenta com o usuário ocorreu de forma simples e sem grandes complicações. Ao utilizar o framework, quando houvesse a necessidade de modificar a ordem das perguntas e respostas de um aplicativo Quiz, por exemplo, os usuários precisavam copiar o bloco de código desejado e colar no local correspondente. No InteracTV essa ordenação ocorre de forma visual. Assim, os usuários ficavam livres para poderem modificar a forma e a ordem de exibição das informações do aplicativo em criação. Essas possibilidades garantiram uma menor curva de aprendizagem dos usuários, pois esses informaram que a interface conseguia ser intuitiva e de fácil utilização.
Os resultados obtidos não demonstram que o InteracTV é melhor que o
framework AppTV, mas caracteriza que a facilidade de utilização e o aprendizado do
InteracTV torna-se superior. Um dos principais fatores é a não necessidade de ter que configurar arquivos XML, possibilitando se criar aplicativos de forma totalmente visual.
A ferramenta InteracTV necessita de um outro software para que possa testar os aplicativos criados. A partir disso, uma sugestão para trabalhos futuros seria a construção de um componente de simulação das aplicações criadas que pudesse ser atribuído ao InteracTV. Essa sugestão possibilita que os usuários permaneçam na ferramenta até no momento da visualização dos aplicativos criados.
Uma outra sugestão de trabalhos futuros seria a construção de uma aplicação de sincronização de informações (áudio, vídeo e dados), a fim de manter a qualidade da ferramenta agregando funcionalidades. Esta poderia permitir que os usuários pudessem selecionar legendas para que fossem associadas aos vídeos, produzidos em línguas diferentes.
O principal objetivo desse trabalho era fornecer uma ferramenta de autoria gráfica para a construção de aplicativos para a TVD utilizando o framework AppTV. Esse foi atingido a partir da análise dos testes realizados quando feito uma comparação entre a curva de aprendizado do usuário ao utilizar o AppTV e o InteracTV. Os ganhos ao utilizar-se a ferramenta proposta foram significativos, principalmente quando os utilizadores dessa eram pessoas que apresentavam um pequeno ou quase nenhum grau de conhecimento em computação.
A partir desse trabalho, pôde-se notar que a construção de aplicativos para a TVD torna-se complexa quando analisado os pontos principais dessa nova tendência tecnológica. Pois, os utilizadores dessa, na maioria das vezes, são pessoas com um grau de conhecimento em computação inferior ao necessário para a construção de uma aplicação sem uma ferramenta visual. Sendo assim, o usuário final “necessita” de um sistema gráfico para poder realizar os seus trabalhos de forma confortável. Ou seja, este deve apresentar botões, ter uma boa aparência e ser intuitivo [Hix e Hartson 1993].
Referências
Hattori, L. et al. (2005) “Utilizando o framework AppTV no desenvolvimento de aplicações para TV Digital Interativa”, Brazilian Symposium on Computer Graphics and Image Processing, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, páginas 1-5.
Hattori, L. e Silva, S. (2005). Um framework para construção de aplicações interativas para sistemas de televisão digital. In Acervo de Publicações da Faculdade Ruy
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Hix, D. e Hartson, H. (1993), Developing user interfaces: ensuring usability through product & process, John Wiley & Sons Inc., 1ª edição.
Maad, S. (2003) “The potencial and pitfall of interactive TV technology: an empirical study”, http://cms.mit.edu/mit3, Novembro.
Marques, M., Hattori, L. e Silva, S. (2005) “TV Digital, estamos preparados?”, In: Revista Web Mobile, Editado por DevMedia, DevMedia, Rio de Janeiro.
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Valdestilhas, A. e Almeida, F. (2005). A usabilidade no desenvolvimento de aplicações para a TV interativa. In: BRAZILIAN SYMPOSIUM ON COMPUTER GRAPHICS
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World Wide Web Consortium - W3C (2005) “XML”, http://www.w3.org/XML/, Outubro.
