UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
ESTUDO DO POTENCIAL INTERATIVO DA TV DIGITAL PARA
APLICAÇÕES EDUCACIONAIS
Área de Informática na Educação
por
Geraldo Francisco Sabel
André Luis Alice Raabe, Dr.
Orientador
Mathias Weber, Bel.
Co-orientador
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
ESTUDO DO POTENCIAL INTERATIVO DA TV DIGITAL PARA
APLICAÇÕES EDUCACIONAIS
Área de
Informática na Educação
por
Geraldo Francisco Sabel
Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da Computação para análise e aprovação.
Orientador: André Luis Alice Raabe, Dr.
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS...iv
LISTA DE FIGURAS... v
LISTA DE TABELAS ...vi
RESUMO ...vii
ABSTRACT...viii
1
INTRODUÇÃO ... 1
1.1
PROBLEMATIZAÇÃO ... 3
1.1.1
Formulação do Problema ... 4
1.1.2
Solução Proposta ... 4
1.2
OBJETIVOS ... 4
1.2.1
Objetivo Geral ... 4
1.2.2
Objetivos Específicos ... 4
1.3
METODOLOGIA... 5
1.4
ESTRUTURA DO TRABALHO ... 6
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 7
2.1
TV DIGITAL ... 7
2.1.1
Histórico ... 8
2.1.2
Tecnologia ... 9
2.1.3
TV Digital e a Educação ... 11
2.1.4
Padrões ... 12
2.1.5
Middlewares e ferramentas de desenvolvimento ... 16
2.1.6
Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento ... 22
2.1.7
Java TV ... 23
2.1.8
XLet ... 25
2.1.9
Aplicações ... 26
2.1.10
Interatividade ... 29
2.1.11
O controle remoto ... 34
2.1.12
Aplicações móveis... 35
2.1.13
Padrão e plataforma para desenvolvimento do projeto... 36
3
PROJETO ... 37
3.1
ANÁLISE ... 37
3.2
DESENVOLVIMENTO... 45
3.2.1
Emissora... 45
3.2.2
TVQI... 46
3.3
CONJECTURAS SOBRE O POTENCIAL INTERATIVO DA TV
DIGITAL PARA APLICAÇÕES EDUCACIONAIS... 54
4.1
CONCLUSÃO DOS OBJETIVOS ... 58
4.2
REVISÃO GERAL DO TRABALHO... 59
4.3
SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS ... 59
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 60
A
Modelagem do Sistema ... 63
LISTA DE ABREVIATURAS
API Application Programming Interface
ARIB Association of Radio Industries and Business ATSC Advanced Telivision Systems Committee BML Broadcast Markup Language
DASE Digital TV Application Software Environment DiBEG Digital Broadcasting Experts Group
DMB Digital Multimedia Broadcast
DVB-T Digital Video Broadcasting – Terrestrial
ELG European Launching Group
EPG Electronic Program Guide ESG Eletronic Service Guide
FCC Federal Communications Commission GSM Global System for Mobile communications
HD Hard Disk
HDTV High Definition TeleVision IPDC Internet Protocol Datacasting
ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial
MHP Multimedia Home Plataform
NTDI Núcleo de Televisão Digital Interativa RCT Return Channel Terrestrial
SBTVD Sistema Brasileiro de TV Digital
SI Service Information
TCC Trabalho de Conclusão de Curso
TV Televisão
TVDI Televisão Digital Interativa
UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí
URD Unidade Receptora-Decodificadora XML Extensible Markup Language
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Captação do sinal digital e conversão do sinal para a TV analógica ...10
Figura 2. Modelo de blocos do DASE ...18
Figura 3. Arquitetura set-top-box utilizando arquitetura JAVA ...24
Figura 4. Ciclo de vida Xlet ...26
Figura 5. Aplicação SOS Teacher. ...28
Figura 6. Consulta a enciclopédia virtual via TVDI. ...29
Figura 7. Questão do programa sobre teste de depressão ...31
Figura 8. Pontuação registra no programa sobre teste de depressão ...32
Figura 9. Informando altura no aplicativo de obesidade ...33
Figura 10. Informação do peso máximo do telespectador ...33
Figura 11. Controle remoto ...34
Figura 12. Tarefas do desafio lógico ...38
Figura 13. Requisitos funcionais ...39
Figura 14. Requisitos não funcionais ...39
Figura 15. Regras de negócio ...40
Figura 16. Modelo de classes ...41
Figura 17. Casos de Uso do Usuário ...42
Figura 18. Casos de Uso da Aplicação...43
Figura 19. Casos de Uso da Emissora ...44
Figura 20. Sintonizador de Canal ...47
Figura 21. [TVQI] Tela inicial de login ...48
Figura 22. [TVQI] Menu principal...49
Figura 23. [TVQI] Tarefas da aplicação ...50
Figura 24. [TVQI] Fim de Rodada...51
Figura 25. [TVQI] Fim do desafio ...52
Figura 26. [TVQI] Problema na conexão com a emissora ...53
Figura 27. [TVQI] Problema na conexão com a emissora ...54
Figura 28. Diagrama de Sequência [Autenticar] ...63
Figura 29. Diagrama de Sequência [Selecionar Tarefa] ...64
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento (padrão/middleware). ...22 Tabela 2. Classificação de modalidades de software por nível de interatividade. ...56
RESUMO
SABEL, Geraldo Francisco. Estudo do potencial interativo da TV Digital para aplicações educacionais. Itajaí, 2009. 72. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação)–Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, 2009.
Hoje a televisão é um grande meio de comunicação no Brasil. Com a implantação da TV Digital uma nova programação tende a ser exibida, com isto, um novo meio educacional pode ser criado. Alguns padrões de TV Digital já se encontram consolidados pelo mundo, como o padrão americano de TV Digital (ATSC), o padrão japonês (ISDB) e o padrão europeu (DVB). O Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) ainda está sendo desenvolvido, com base no padrão japonês. Cada padrão tem suas particularidades em relação ao desenvolvimento de aplicativos. Este projeto trata-se de um aplicativo desenvolvido que explora a interatividade que a TV Digital oferece, abrangendo informações que possibilitam avaliar o potencial desta interatividade para aplicações educacionais. O aplicativo proposto neste projeto foi planejado para ser desenvolvido no padrão DVB, utilizando a linguagem JAVA com a API JAVATV. Esta escolha foi feita tendo em vista que o suporte para JAVATV do SBTVD ainda não está totalmente implementado. A aplicação trata-se de um teste de inteligência onde o usuário informa, dentre algumas opções de imagens, qual pertence a outro grupo de imagens exibido. O sistema utiliza o maior nível de interatividade disponível (nível 3), contendo a troca de informações entre aplicativo e emissora. A interação do usuário com o sistema é realizada via controle remoto.
ABSTRACT
This project it is about an application developed that exploits the interactivity that the Digital TV offers, including information that enables to evaluate the potential of interactivity to educational applications. Today television is a great means of communication in Brazil, with the introduction of a new Digital TV programming tends to be displayed, with this a new educational environment can be created. Some Digital TV standards are already bound by the world as American Standard Digital TV (ATSC), the Japanese standard (ISDB) and the European standard (DVB), the Brazilian System of Digital TV (SBTVD) is still being developed, based on the standard Japanese. Each pattern has its peculiarities in relation to application development. The application proposed for this project was planned to be developed in the DVB standard, using the Java language with the API Java TV. This choice was made considering that the support for Java TV SBTVD is not yet fully implemented. The application it is about a test of intelligence where the User reports out some options for images which belongs to another group of images displayed. The system uses the highest level of interactivity available (level 3), containing the information exchange between application and station, the user interaction with the system is performed via remote control.
1
INTRODUÇÃO
Atualmente a televisão se encontra nos lares da grande maioria dos brasileiros, independente de classe social, faixa etária e região, parte desta grande massa utiliza a televisão como o principal meio de comunicação.
A televisão sempre foi um dispositivo de comunicação unidirecional, disponibilizando somente um conjunto de informações pré-definidas aos seus telespectadores (SIVARAMAN, 2001 apud ANDREATA, 2006). Este modelo atual da televisão brasileira é denominada TV analógica que está sendo utilizada a mais de 50 anos e, até então, nunca houve grandes mudanças. Ela transmite seu conteúdo em vídeo unidirecional, sendo que este vídeo nada mais é do que várias imagens repetitivas sobrepostas, fazendo com que o cérebro humano se iluda e acredite que há movimento na combinação de imagens.
Para enganar o cérebro, uma exposição de 15 quadros por segundo, já é o suficiente para que ele identifique a presença de movimento, porém o ideal é o lançamento de 24 quadros por segundo. Na TV analógica, as imagens são formadas nos aparelhos de televisão através do bombardeamento de energia nos átomos de fósforo que, ao serem excitados, emitem luz e depois voltam ao estado normal. Torna-se, então, necessário bombardear os átomos de fósforo com uma freqüência mínima por segundo, de forma que o olho humano não perceba que o átomo de fósforo se apagou (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Com a necessidade de melhorias na televisão nacional, o Brasil está implantando a TV Digital, que já está padronizada em diversos países. Este novo formato da televisão deve modificar muito o modelo da comunicação atual que a TV possibilita.
Dos recursos que devem ser ampliados e dentre os inovados pela TV, o que trará mais benefícios para os telespectadores é a interatividade (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004). Com tal interatividade, a televisão terá um aproveitamento muito mais eficiente.
Este Trabalho de Conclusão de Curso explora as tecnologias relacionadas à TV Digital além de relatar conceitos e teorias que envolvem este tema, sendo que este é um tema inovador e os trabalhos acadêmicos relacionados ao tema são trabalhos iniciais, não muito aprofundados, com relação utilização a API JAVA TV.
A TV Digital contém diversas melhorias em relação à TV analógica, como melhoria de som, imagem e a inclusão de um canal de dados. Tratando-se de imagem, a TV digital incorpora um grande aumento do número de pontos (pixels) por linhas. Hoje a TV analógica possibilita a formação de imagens com resolução de 525 linhas com 600 pixels cada, já as transmissões de TV digital, no formato HDTV (High Definition TeleVision – Televisão de Alta Definição), formato atualmente utilizado nos Estados Unidos, possibilita a formação de imagens com resolução de 1080 linhas com 1920 pixels cada. Uma grande melhoria pode ser percebida no som, na TV analógica podem ser transmitidos dois canais de áudio, sendo assim possibilitando um som estéreo, enquanto na TV digital podem ser transmitidos vários canais, possibilitando o efeito surround (5 ou mais caixas acústicas no ambiente (SIVARAMAN, 2001 apud ANDREATA, 2006).
Para o desenvolvimento de aplicações para TV Digital existem alguns padrões já adotados em vários países: o ATSC (Advanced Telivision Systems Committee – Comitê de Sistemas de Televisão avançado) padrão norte-americano; o DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial - Radiodifusão de Vídeo Digital – Terrestre) padrão europeu; e o ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial - Serviços Integrados de Radiodifusão Digital – Terrestre) padrão japonês.
O padrão ATSC apresenta deficiências tecnológicas importantes em relação à radiodifusão, provocando problemas na recepção em aparelhos fixos localizados em áreas com presença de interferência e em aparelhos portáteis com antena interna. Como na época do desenvolvimento da modulação deste padrão a telefonia móvel ainda não havia adquirido a importância dos dias de hoje, o objetivo principal a ser alcançado era oferta de vídeos em alta definição. Embora tenha ocorrido uma evolução dos receptores que suportam este padrão, a utilização da modulação deste em aparelhos móveis ainda permanece prejudicada (BATISTA, 2005); (BOLAÑO; VIERA, 2004); (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004). Segundo (DONZELLI, 2001) no Brasil foram realizados testes com este padrão, que expuseram essas limitações, mostrando a impossibilidade de recepção móvel, e dificuldade de recepção por antenas internas em alguns pontos, principalmente em grandes cidades, levantando diversas críticas contra o padrão norte-americano.
Atualmente o consórcio DVB possui mais de 300 membros, inclusive com diversas empresas do setor de informática, que tem dado grande ajuda no desenvolvimento do MHP (Multimedia Home Plataform – Plataforma de Multimídia Residencial), a camada de software padrão do DVB, que permite a interação do espectador com as aplicações oferecidas pelo sistema.
Empresas de telefonia celular contribuíram para o desenvolvimento do RCT (Return Channel Terrestrial – Canal de Retorno Terrestre), canal de retorno exclusivo de informações dos espectadores que não prejudica as transmissões, pois utiliza a tecnologia GSM (Global System for Mobile communications – Sistema Global para comunicação Móvel), predominante na Europa. (BOLAÑO; VIERA, 2004).
O sistema Japonês ISDB é considerado por muitos estudiosos semelhante ao europeu, só que mais avançado (SILVA 2003 apud ANDREATA, 2006). Alguns testes realizados em transmissões metropolitanas no Brasil tiveram bons resultados (DONZELLI, 2001).
O sistema adotado pelo Brasil foi o ISDB, padrão japonês, onde possibilitará a transmissão digital simultânea para recepção fixa, móvel e portátil, além da interatividade que a TV Digital oferece (TELECO, 2009).
Hoje no Brasil o Middleware aberto do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) é o Ginga, constituído por um conjunto de tecnologias padronizadas e inovações brasileiras que o tornam a especificação de Middleware mais avançada e a melhor solução para os requisitos do país. O Ginga é subdividido em dois subsistemas principais interligados, que permitem o desenvolvimento de aplicações seguindo dois paradigmas de programação diferentes. Dependendo das funcionalidades requeridas no projeto de cada aplicação, um paradigma será mais adequado que o outro. Esses dois subsistemas são chamados de Ginga-J (para aplicações procedurais Java) e Ginga-NCL (para aplicações declarativas NCL). O Ginga é fruto do desenvolvimento de projetos de pesquisa coordenados pelos laboratórios Telemídia da PUC-Rio e LAViD da Universidade Federal da Paraíba. (GINGA, 2009).
Porém, as ferramentas para desenvolvimento na plataforma Ginga ainda não estão plenamente consolidadas, e este trabalho identificou e explorou as demais tecnologias existentes a fim de escolher uma para o desenvolvimento de uma aplicação.
O uso da TV Digital Interativa, como forma de promover a difusão de conhecimento e redução da exclusão social, impulsiona importantes pesquisas associadas ao cenário brasileiro. Assim, além da transmissão de conteúdo instrutivo, a interatividade agora permite que o telespectador se torne um elemento ativo nesse processo (MONTEIRO et al., 2008).
1.1.1
Formulação do Problema
A TV digital é uma evolução do sistema de televisão brasileiro atual, que transmite sinal digital no lugar do sinal analógico, permitindo um aumento na eficiência da transmissão e da recepção do sinal (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Com a digitalização do sinal nas transmissões, uma grande vantagem para os telespectadores é a melhora na qualidade de som e imagem, além de um canal de retorno que possibilita a interatividade.
Esta interatividade abre um leque de oportunidades que ainda não está completamente mapeado e que pode ser de grande utilidade para construção de aplicações de cunho educacional. Adicionalmente, as escolhas a serem feitas por quem deseja construir aplicações para TVDI ainda não são de conhecimento público.
1.1.2
Solução Proposta
Neste trabalho de conclusão de curso foi realizado um estudo de caso de construção de um aplicativo para TV Digital como forma de coletar informações que possibilitem realizar conjecturas acerca do potencial da interatividade que a TV Digital oferece, enfatizando aspectos que são necessários as aplicações de cunho educacional.
A solução desenvolvida neste estudo de caso trata-se de uma aplicação de apoio ao desenvolvimento da lógica que pode ser usada em quaisquer cursos ou disciplinas que estejam relacionados ao tema. Não pode ser classificada como um software educacional, porém auxilia no entendimento dos níveis de interatividade, e na forma que estes podem ser melhores utilizados.
1.2
OBJETIVOS
1.2.1
Objetivo Geral
O objetivo deste projeto foi desenvolver e testar o funcionamento de uma aplicação para a TV digital explorando o recurso da interatividade.
1.2.2
Objetivos Específicos
• Descrever as tecnologias relacionadas à TV digital;
• Descrever as características atuais do mercado e produtos disponíveis para a TV Digital;
• Selecionar uma plataforma para o desenvolvimento de uma aplicação;
• Modelar a aplicação na plataforma selecionada;
• Desenvolver a aplicação na plataforma selecionada; e
• Testar a aplicação desenvolvida em um ambiente simulado (emulador).
1.3
METODOLOGIA
O estudo de caso realizado neste trabalho de conclusão de curso foi dividido em cinco etapas para melhor organizar a execução do projeto de pesquisa e cumprir os objetivos específicos apresentados anteriormente.
As etapas foram: (1) estudo, (2) modelagem, (3) desenvolvimento, (4) Testes e (5) documentação. O plano para a execução das atividades contidas nessas etapas é apresentado a seguir, e assumiu uma dedicação média de 15 horas por semana.
Etapa 1 (Estudo): Esta etapa teve como foco pesquisar os conceitos necessários para a aquisição do conhecimento sobre TV Digital além de definir o título e o tema da aplicação a ser desenvolvida.
Etapa 2 (Modelagem): O foco desta etapa foi especificar todo o funcionamento da aplicação a ser implementada, descrevendo os casos de uso da aplicação, requisitos funcionais e não funcionais, especificando todas as regras de negócios necessárias para o desenvolvimento da aplicação, por fim tendo elaborado o modelo conceitual da aplicação.
Etapa 3 (Desenvolvimento): Nesta etapa foi desenvolvida a aplicação de acordo com o modelo conceitual da etapa de modelagem, que será posteriormente testada, simulada e validada. Esta etapa compreendeu principalmente a codificação dos processos descritos no projeto do sistema.
Etapa 4 (Testes): Realização dos testes sobre a solução desenvolvida, tentando falseá-la, com o objetivo de eliminar os erros existentes em sua modelagem ou desenvolvimento. Assim como a simulação desta solução no simulador xLetView, escolhido para desenvolvimento. Após
estes testes foi realizada uma discussão acerca do potencial da interatividade que a TV Digital contempla para aplicações educacionais.
Etapa 5 (Documentação): Esta etapa teve como foco deixar documentado todo o processo de pesquisa científica, desde a descrição do problema, a proposta da aplicação, o relato dos conceitos pesquisados do sistema analisado do desenvolvimento, dos testes, da validação, da simulação e dos resultados finais, concluindo assim todo o projeto.
1.4
ESTRUTURA DO TRABALHO
O Trabalho de Conclusão de Curso está dividido em capítulos, descritos a seguir.
Capítulo 1 (Introdução): A introdução deste projeto relata uma breve descrição do que será abordado no projeto, além de um resumo da parte teórica. Também na introdução esta descrita à metodologia do trabalho, onde é possível compreender como está organizada a execução do projeto. Capítulo 2 (Fundamentação Teórica): A fundamentação teórica deste trabalho descreve toda parte conceitual estudada, necessária para o desenvolvimento do projeto, onde se encontra dividida em tópicos, com alguns níveis de sub-tópicos, que descrevem como funciona a TV Digital, os padrões já estabelecidos e outras informações necessárias que possibilitaram a escolha do padrão à ser seguido no desenvolvimento da aplicação.
Capítulo 3 (Projeto): Toda análise da aplicação desenvolvida esta documentada no capítulo projeto, dos passos utilizados para o desenvolvimento, até os resultados do estudo realizado sobre a interatividade para aplicações educacionais.
Capítulo 4 (Considerações Finais): Considerações levantadas no decorrer do de todo o projeto, além das referencias bibliográficas.
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A Televisão (TV) se encontra nos lares de grande parte da população no país, tornando-se assim, o principal meio de comunicação dos brasileiros. Atualmente a TV no Brasil é transmitida analogicamente, sendo um meio de comunicação unidirecional, onde os telespectadores estão interligados a ela de forma passiva e apenas recebem uma massa de informação pré-definida pelo canal sintonizado.
A digitalização dos sistemas de televisão já vem ocorrendo em diversos países nos últimos anos, agora o Brasil caminha para esta transição na transmissão do sinal até o telespectador (ANDREATA, 2006).
2.1
TV DIGITAL
A TV digital é uma evolução do sistema de televisão brasileiro atual, que transmite sinal digital no lugar do sinal analógico, permitindo um aumento na eficiência da transmissão e da recepção do sinal (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Com a digitalização do sinal nas transmissões, a vantagem para os telespectadores é melhora na qualidade de som e imagem, e um aumento da utilização da largura de banda, que permite o envio de mais informações do que a TV analógica permite, assim disponibilizando novos recursos. Por exemplo, a interatividade, um recurso inovador, que é disponibilizado pela TV digital.
Com a disponibilidade da interatividade, a TV digital permite que o telespectador possa interagir com uma aplicação que é disponibilizada junto com o sinal da transmissão, tal aplicação varia de acordo com o programa de TV, podendo oferecer informações do programa que está no ar, votar em enquetes, enviar mensagens para os apresentadores, etc.
A TV digital interativa pode ser definida como um mecanismo que leve a um diálogo entre o apresentador de um programa de TV com os telespectadores do programa. Mesmo que este diálogo seja simples como o envio de uma resposta sobre uma enquete criada pelo programa.
A qualidade do sinal pode proporcionar ao telespectador um som mais envolvente e uma imagem com maior resolução, além de possibilitar a exibição de mais de um programa em um mesmo canal.
Conforme Crocomo (2007) a interface gráfica talvez seja o início da diferença entre a TV como é conhecida e a TV Digital, porém um dos recursos mais importante, senão o mais importante é a interatividade que a TV Digital proporciona.
Ou seja, um grande motivo para implantação de um padrão digital no país é a melhora na qualidade da imagem e som, porém a interatividade é um fator que motiva muito para a troca da tecnologia adotada no país, podendo ser o ponto a trazer mais benefícios ao telespectador.
2.1.1
Histórico
No Brasil, a primeira transmissão televisiva foi realizada em 1939, durante uma feira realizada no Rio de Janeiro. No surgimento da TV toda programação era realizada ao vivo, pois até o momento não havia disponível nenhum meio para armazenamento das imagens, ou seja, tudo que era reproduzido na TV se perdia após a exibição (OLIVEIRA, 2006).
Com a necessidade de armazenamento das imagens, principalmente para a captação de imagens externas a estúdios, foi criado o videoteipe. O videoteipe permitiu a saída de campo para a gravação de imagens que possa ser exibida posteriormente a sua gravação. No Brasil o videoteipe foi introduzido na a partir de 1950, no final da década de 1940, Assis Chateaubriand iniciou as negociações com a americana RCA para importar o equipamento da primeira emissora de televisão brasileira, pouca gente sabia o que era essa nova tecnologia (BECKER, 2006).
O Videoteipe possibilitou também a edição dos programas, ajudando a evitar erros, que hoje em dia é indispensável, este não foi o principal motivo para criação deste acessório, porém foi o que trouxe mais vantagens para a TV.
A multiplicação dos adeptos que a TV que vem obtendo ao longo da sua existência exigiu que esta tecnologia oferecesse melhorias continua, a mais marcante entre elas é quando a TV deixou de ter sua imagem em preto e branco (baseada em tons de cinza) e passou a ter sua imagem colorida.
Como a TV analógica é um meio de comunicação incorporado por muitos, e não poderia ficar fora dos avanços que a tecnologia permite. Em 1987, os Estados Unidos deu início aos estudos procurando desenvolver novos conceitos sobre televisão, onde após algumas propostas, em 1995, foi consolidado com o padrão americano de TV Digital o padrão ATSC.
Atualmente existem três padrões consolidados que exploram o mercado, são eles: o padrão americano ATSC, o padrão japonês ISDB-T e o padrão europeu, DVB-T, que serão detalhados na seção 2.1.4 .
2.1.2
Tecnologia
Neste capítulo serão abordados conceitos tecnológicos que complementam o conceito da TV Digital, apontando suas principais características e abordando o seu funcionamento. Também para mostrar a importância da TV Digital algumas das inúmeras possibilidades serão listadas.
2.1.2.1 Características
A TV Digital é portadora de diversas características que até então não estavam disponíveis na TV analógica, essas novas características trazem um impacto ao telespectador, pois a implantação da TV digital irá gerar a oferta de novos produtos e serviços.
Com este novo formato da TV a produção, a edição, o armazenamento e a transmissão de vídeos, ocorrem de forma digital, fazendo com que os telespectadores necessitem de uma unidade receptora capaz de receber os sinais digitais transmitidos pelas emissoras (OLIVEIRA, 2006). As televisões encontradas atualmente em grande parte da população nacional não estão preparadas para interpretar corretamente sinais digitais, necessitando então de um equipamento denominado URD (Unidade Receptora-Decodificadora), também conhecido por Set-top-box.
A interatividade é um ponto inovador que tende a ser o grande avanço deste novo padrão de televisão. Esta interatividade possibilita que o telespectador deixe de utilizar sua TV de forma passiva, sendo possível fazer com que o conteúdo apresentado na TV deixe de seguir um fluxo pré-definido pela emissora assistida e passe a ser um conteúdo dirigido.
Porém para um nível de interatividade maior a TV Digital necessita um canal de retorno, para que a informação, seja uma resposta ou uma requisição, possa retornar até a sua origem, os níveis de interatividade serão detalhados na seção 2.1.10 (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
2.1.2.2 Funcionamento
Como mencionado na seção 2.1.2.1 a produção, a edição, o armazenamento e a transmissão de vídeos neste formato de TV digital, acontecem de forma diferente. No caso do armazenamento
digital as imagens deixam de ser armazenadas em fitas magnéticas e passa a ser armazenadas em dispositivos de discos rígidos (HD – Hard Disk).
A transmissão do sinal digital contém uma largura de banda maior, podendo ser transmitidas mais informações simultâneas, além de possibilitar a compressão dos dados, aumentando o desempenho da transmissão (ANDREATA, 2006).
Em uma transmissão digital, caso alguma parte da informação não chegue ao destino, certo bloco da programação é perdido. Com isso na TV Digital não contém imagens fantasmas, chuviscos na tela, entre outras interferências. Logo a imagem é totalmente limpa, ou a freqüência fica fora do ar.
Para a recepção do sinal digital por aparelhos de TV que não estão adaptados para recebê-los, como mencionado anteriormente é necessário um Set-top-box, que faz a conversão deste sinal para o sinal analógico. Essa conversão acontece nos seguintes passos: a emissora envia o sinal digital, a antena recebe o sinal ainda digital e envia para o Set-top-box que converte em sinal analógico e envia para a TV.
Figura 1. Captação do sinal digital e conversão do sinal para a TV analógica Fonte: adaptado de Oliveira 2006
Para possibilitar o retorno de informações do telespectador para a origem da transmissão é necessário um canal que os interligue, esse canal pode ser via telefonia celular ou internet. Também é necessário um middleware que faça essa comunicação entre os dispositivos.
2.1.2.3 Possibilidades
São diversas as possibilidades que a TV digital oferece. Com a interatividade a programação da TV tende a ganhar novas utilidades (RIBEIRO, 2004):
• Com a possibilidade de respostas a ofertas que são passadas em tela o comércio deve ganhar força com o uso da TV;
• O guia de programação, com detalhes dos programas e horários, como já existe hoje em TV por assinatura;
• Notícias interativas durante a transmissão de telejornais, manchetes em texto podem correr horizontalmente na parte inferior da tela, possibilitando ao telespectador selecionar a de sua preferência buscando maiores informações, que são mostradas na tela, enquanto que o programa de notícias continua sendo visto, em uma janela que não ocupa a tela inteira.
A programação educacional também pode ganhar muito, por exemplo, os programas de tele-cursos que existem na TV analógica, podem ser aprimorados com as possibilidades da interatividade. As dúvidas dos alunos podem ser comunicadas e influenciar uma mudança na programação, questionários, jogos e outras tarefas de caráter pedagógico também podem se valer do potencial adicionado pela interatividade.
A TV digital tende a prender ainda mais a atenção do telespectador, fazendo com que ele permaneça mais tempo em frente a televisão. Um exemplo que pode refletir esta situação é mencionado por Ribeiro (2004), onde na TV digital, o telespectador vai querer saber mais, e o jornalismo mediador vai ter que ajudá-lo a satisfazer essa necessidade de conhecimento. A reportagem vai ter a mesma duração, mas, com o controle remoto, usando o mesmo aparelho de TV, o usuário vai poder encontrar links que o ajudem a entender melhor o assunto: seja na internet, ou interagindo diretamente com a emissora.
A aplicação de novas tecnologias para área da educação tem contribuído para tornar o processo de ensino-aprendizagem mais agradável, acessível e eficaz ou mesmo estimulante. Assim, mídias que antes já eram exploradas para o simples entretenimento, passaram a ser utilizadas como um auxílio ao aprendizado, sendo o caso da TV Digital (MONTEIRO et al., 2008).
Com o advento da TV Digital, o usuário pode agora interagir com o conteúdo apresentado, permitindo direcionar a exploração desse conteúdo, buscar novas fontes de informação, trocar mensagens com outros usuários e participar de simulações. Estes recursos respeitam os limites e habilidades de cada aprendiz, tornando-o livre para construção do seu conhecimento, interagindo como preferir com o conteúdo que está sendo apresentado (MONTEIRO et al., 2008).
A TV Digital deverá ser uma ferramenta de disseminação de informação com maior flexibilidade, por se tratar de um processo bidirecional, ocupa um importante papel na Educação à distância, por conseqüência da interatividade, que significa a troca de informações entre pessoa, podendo estas ser aluno e professor.
Uma das maneiras mais interessantes de se utilizar a TV Digital para fins educacionais é utilização de jogos. Ao se pensar na utilização dos jogos educacionais é necessário primeiramente defini-lo como uma ferramenta que facilita o aprendizado e aumenta a capacidade de retenção do que foi ensinado. A sua utilização possui o intuito de despertar o interesse no aprendizado, ou seja, se tornar um elemento motivador no processo de ensino-aprendizagem em crianças e jovens.
Um jogo tem dupla função: consolidar os esquemas já formados e dá prazer ou equilíbrio emocional a criança e apresentam uma série de vantagens na utilização dos jogos em ambiente escolar, o despertar da motivação, curiosidade e estímulos, além de contribuir para o crescimento intelectual e afetivo, pois o conhecimento é adquirido de forma prazerosa e lúdica (PINTO; QUEIROZ-NETO; SILVA, 2007).
2.1.4
Padrões
Conforme já citado anteriormente, existem três padrões que dominam o mercado de TV Digital no mundo, o padrão americano ATSC, o padrão japonês ISDB-T e o padrão europeu DVB-T. Porém existem alguns outros que tentam ganhar mercado, ou foram desenvolvidos
especificamente para atender um determinado país, como é o caso do padrão chinês DMB (Digital Multimedia Broadcast – Multimídia de radiodifusão Digital) (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Os padrões de TV Digital adotam diferentes padrões para modulação do sinal de difusão, transporte de fluxos elementares de áudio, vídeo, dados e aplicações, codificação e qualidade de áudio e vídeo, e serviços de middleware (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Conforme Teleco (2009) o Brasil adotou o padrão japonês ISDB-T, que possibilitará a transmissão digital simultânea para recepção fixa, móvel e portátil, além da interatividade que a TV Digital oferece. Contudo o padrão adotado sofrerá alterações para adequação as características do local.
2.1.4.1 ATSC (Federal Communications Commission)
Os Estados Unidos iniciou seus experimentos sobre a TV Digital em 1987, com grupo de pesquisadores e representantes de indústrias de aparelhos de Televisão, denominado FCC (Federal Communications Commission – Comissão de Comunicações Federais). Em 1990, foi desenvolvido o primeiro protótipo do padrão americano, voltado apenas à alta definição de imagens em aparelhos de TV, ou seja, HDTV (ANDREATA, 2006).
Após um padrão de alta definição homologado, deram-se início as pesquisas para obter uma melhora ao ponto de se tornar um padrão internacional de TVDI (Televisão Digital Interativa). Dentre estas melhorias estavam o aumento na qualidade da transmissão e recepção deste sinal digital de alta definição e, principalmente, o enfoque a interatividade.
Com o aperfeiçoamento do padrão desenvolvido inicialmente, constatando melhorias na transmissão e recepção do sinal e com a portabilidade da interatividade, foi incorporado ao mercado o padrão digital americano, conhecido como ATSC.
O padrão ATSC apresenta deficiências tecnológicas importantes em relação à radiodifusão, provocando problemas na recepção em aparelhos fixos localizados em áreas com presença de interferência e em aparelhos portáteis com antena interna (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Segundo Donzelli (2001) no Brasil foram realizados testes com este padrão, que expuseram essas limitações, mostrando a impossibilidade de recepção móvel, e dificuldade de recepção por
antenas internas em alguns pontos, principalmente em grandes cidades, levantando diversas críticas contra o padrão norte-americano.
Características do padrão conforme (OLIVEIRA, 2006):
• A codificação do sinal de vídeo é provida pelo padrão MPEG-2 Vídeo e a codificação do sinal de áudio pelo sistema Dolby AC-3;
• A multiplexação de sinais é provida pelo MPEG-2 Sistemas, produzindo um fluxo de 19,39 Mbps; e
• A modulação do padrão pode operar em canais de 6 MHz, 7 MHz ou 8 MHz e utiliza a modulação 8-VSB para rádio-difusão terrestre (com taxa de transmissão de 19,8 Mbps), a modulação 64 QAM para transmissão a cabo e a modulação QPSK para transmissão via satélite.
2.1.4.2 DVB-T (Digital Video Broadcasting)
Os europeus deram início as pesquisas sobre TV Digital antes mesmo dos americanos. Com isso o primeiro padrão de TV de alta definição, HDTV, foi criado na Europa. Porém ficaram para trás no que diz respeito à TV Digital interativa, e somente em 1991 iniciaram experimentos sobre o assunto (OLIVEIRA, 2006).
A necessidade de efetuar um estudo de viabilidade para implantação de um sistema de transmissão digital na Europa propiciou a criação do ELG (European Launching Group – Grupo de Lançamentos Europeu), composto por órgãos reguladores, emissoras de televisão e produtoras de equipamentos eletrônicos. Em 1995, o ELG passou a se chamar DVB (OLIVEIRA, 2006).
O padrão DVB foi desenvolvido com o intuito de prover um padrão único para vários países europeus, independente das peculiaridades das nações européias. Sendo assim o padrão de TV Digital mais utilizado no mundo.
Atualmente o consórcio DVB possui mais de 300 membros, inclusive com diversas empresas do setor de informática, que tem dado grande ajuda no desenvolvimento do MHP, a camada de software padrão do DVB, que permite a interação do espectador com as aplicações oferecidas pelo sistema. Empresas de telefonia celular contribuíram para o desenvolvimento do
RCT, canal de retorno exclusivo de informações dos espectadores que não prejudica as transmissões, pois utiliza a tecnologia GSM, predominante na Europa. (BOLAÑO; VIERA, 2004)
Características do padrão conforme (OLIVEIRA, 2006):
• A codificação do sinal de vídeo é provida pelo padrão MPEG-2 Vídeo e a codificação do sinal de áudio pelo padrão MPEG-2 Áudio:BC;
• A multiplexação de sinais é provida pelo MPEG-2:BC Sistemas; e
• O DVB utiliza a modulação COFDM para radiodifusão terrestre, podendo operar em canais de 6 MHz, 7 MHz ou 8 MHz com taxa de transmissão de até 19,8 Mbps e em 2 modos de operação, conhecidos por 2k e 8k. Já a modulação QAM é utilizada para transmissão a cabo (variando de 16, 32, 64, 128 e 256 QAM).
2.1.4.3 ISDB-T (Integrated Services of Digital Broadcasting)
O Japão começou seus estudos sobre TV Digital, ainda mais atrasado que a Europa. O padrão ISDB foi especificado em 1999 pelo grupo DiBEG (Digital Broadcasting Experts Group – Experiente Grupo de Radiodifusão Digital), criado em 1997 e composto por várias empresas e operadoras de televisão. (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Até então, o padrão ISDB tinha sido adotado apenas pelo Japão, porém é amplamente divulgado que o mesmo é um sistema que reúne o maior conjunto de facilidades: alta definição - HDTV, transmissão de dados e recepção móvel e portátil, como maior qualidade. O sistema Japonês ISDB é considerado por muitos estudiosos semelhante ao europeu, só que mais avançado.
O padrão japonês é apontado como o melhor padrão de TV Digital em relação aos seus concorrentes de mercado. Segundo Bolaño e Vieira (2004) apesar de ser o melhor padrão especificado, é utilizado apenas pelo Japão, pois um ponto importante levado em conta na escolha de um padrão para o país é o custo. A tecnologia utilizada, necessária para atingir tais níveis de eficiência, fez com que o hardware utilizado nos receptores seja o mais caro atualmente.
Alguns testes com este padrão foram realizados no Brasil. Em transmissões metropolitanas demonstraram bons resultados, superiores aos apontados pelos demais padrões testados (DONZELLI, 2001). Imagina-se que dentre o custo/benefício o Brasil preferiu pagar mais por uma
qualidade superior as demais, fazendo com que escolhesse o padrão japonês para ser utilizado no país.
Características do padrão conforme (OLIVEIRA, 2006):
• A codificação do sinal de vídeo é provida pelo padrão MPEG-2 Vídeo; já a codificação do sinal de áudio é provida pelo padrão MPEG-2 AAC. Batista (2005) acrescenta que, para a transmissão de vídeo em aparelhos móveis, o ISDB optou pelo padrão H.264, conhecido por MPEG-4 Parte 10 ou MPEG-4 AVC (Advanced Video Codec);
• A multiplexação de sinais é provida pelo MPEG-2 Sistemas; e
• O ISDB utiliza a modulação COFDM para radiodifusão terrestre, podendo operar em canais de 6 MHz, 7 MHz ou 8 MHz com taxa de transmissão de até 23,23 Mbps e em 3 modos de operação, conhecidos por 2k, 4k e 8k. Já a modulação 64 QAM é utilizada para transmissão a cabo e a modulação 8-PSK para transmissão via satélite.
2.1.4.4 DMB (Digital Multimedia Broadcast)
A China iniciou estudos sobre a implantação da TV Digital em seu território em 1996. Analisaram-se os experimentos dos três sistemas digitais já existentes, e os chineses chegaram à conclusão de que poderiam desenvolver um sistema próprio.
Assim, desde 2001, a China vem trabalhando em um conjunto de especificações que constituirão o DMB (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Hoje alguns outros países da Ásia utilizam o padrão chinês, como a Coréia do Sul, porém não é um padrão competitivo do mercado, ficando ofuscado pelos padrões, americano, europeu e japonês.
2.1.5
Middlewares e ferramentas de desenvolvimento
O desenvolvimento de aplicações para TV Digital necessita de ferramentas disponibilizadas pelo padrão de TV Digital. Uma aplicação desenvolvida para um padrão de TV Digital certamente não executará de forma correta em outro, pois foi desenvolvida para o middleware de um padrão específico.
Todo padrão de TV Digital tem um middleware que faz a interface das aplicações com os dispositivos, e esse middleware pode disponibilizar um ambiente de desenvolvimento, com ferramentas necessárias para a criação de novas aplicações.
Esta seção visa o estudo das ferramentas mais comuns disponibilizadas para o desenvolvimento de aplicações dos padrões citados na seção 2.1.4 .
2.1.5.1 DASE (Digital TV Application Software Environment)
A ATSC desenvolveu o DASE para ser o middleware oficial da TVDI americana com transmissão terrestre. A sua especificação é dividida em três versões, chamadas de níveis, que são baseados nas complexidades das aplicações possíveis de serem usadas no receptor (Set-top-box), levando em conta os recursos de hardware disponíveis (DASE apud ANDREATA, 2006). O DASE permite o desenvolvimento de software para TV Digital interligada ao padrão americano ATSC.
Tecnicamente o DASE é dividido em: Aplicações DASE, ambiente de aplicações declarativas, ambiente de aplicações procedurais e por fim um framework de segurança, conforme Figura 2.
Figura 2. Modelo de blocos do DASE Fonte: Paes (2006)
A aplicação DASE é o conjunto de informação interativas da tela, as funcionalidades que fornecem opções para o telespectador. Já o ambiente de aplicações declarativas envolve o material multimídia com regras de estilo, vídeos e sons. O ambiente de aplicações procedurais trata da aplicação compilada em conjunto com o material multimídia.
Uma aplicação DASE não precisa ser puramente Declarativa ou Procedural. Em particular, as aplicações Declarativas geralmente utilizam scripts, o que é característica das aplicações Procedurais. Por outro lado, as aplicações Procedurais podem se referir a conteúdos declarativos como, por exemplo, conteúdos gráficos. O padrão DASE não especifica a implementação dos ambientes de aplicação nos receptores comuns. Os fabricantes poderão implementar ambos os ambientes de aplicação num mesmo receptor, ou não (PAES, 2006).
Seu ambiente de execução é baseado no uso de uma máquina virtual Java e API (Application Programming Interface – Interface de Programação de Aplicativos) JavaTV. Essa API possibilita aos programas escritos em Java o acesso a recursos e facilidades do receptor digital de forma
padronizada. Para o desenvolvimento procedural de aplicações em DASE não é necessária nenhuma ferramenta especifica, apenas um aplicativo de desenvolvimento Java (BECKER, 2005).
Para o desenvolvimento declarativo o DASE permite o uso de linguagens usadas na web, como HTML e JavaScript. Também não necessitando nenhuma ferramenta especial, com um editor de texto já é possível a implementação nestas linguagens.
Para a emulação de aplicações desenvolvidas com o DASE existem softwares livres no mercado, como o XletView e o OpenMHP.
2.1.5.2 ARIB (Association of Radio Industries and Business)
ARIB é a especificação base para transmissão de TVDI japonesa. A arquitetura deste ambiente é baseada em um evento chamado carrossel de dados, onde as regras de aplicação trafegam junto com as ondas de radiofreqüência (ANDREATA, 2006).
Neste sistema, áudio, vídeo e todos os serviços de dados são multiplexados e transmitidos via broadcasting de rádio, em um ‘fluxo empacotado’, especificado pelo MPEG-2. Canais para a interatividade das comunicações são disponibilizados através dos canais interativos da rede, tanto fixas quanto móveis.
O ARIB é um middleware que além de proporcionar um ambiente de desenvolvimento para aplicações para o padrão japonês tem características diferenciadas que ajuda a fazer do ISDB o padrão de TV Digital mais robusto.
Uma característica diferenciada com relação aos outros padrões é a possibilidade de recepção de um canal digital por receptores tradicionais, semelhantes aos existentes para HDTV. Também permite a transmissão por broadcasting via satélite, broadcasting terrestre e CABLE TV. Os erros de apresentação de legendas, superposição e informações multimídia devem ser tratados dentro de um período de tempo que não permita ao usuário perceber que tal erro ocorreu (PAES, 2006).
Conforme Becker (2005) o ARIB é formado por algumas especificações, tendo como principais o ARIB STD-B24 e o ARIB STD-B23.
O ARIB STD-B24 especifica uma linguagem declarativa denominada BML (Broadcast Markup Language – Linguagem de Marcação de Radiodifusão), linguagem esta, baseada na
linguagem padrão de serviços web XML (Extensible Markup Language – Linguagem de Marcação Extensível) usada para especificação de serviços multimídia para TV digital, ou seja, linguagem para o desenvolvimento de aplicações declarativas.
Outra especificação do middleware é o ARIB-STD B23 que assim como o padrão americano utiliza uma maquina virtual JAVA e utiliza a API JAVA TV desenvolvida pela Sun Microsystems.
Assim como no DASE, no ARIB não é necessário o uso de ferramentas específicas para o desenvolvimento de aplicações, podendo estas ser emuladas pelo XletView.
2.1.5.3 MHP (Multimedia Home Plataform)
No final dos anos 1990, o grupo DVB começou a especificar seu padrão de middleware, que, em 2000, deu origem à plataforma MHP 1.0 e, abril de 2001, MHP 1.1. O MHP busca oferecer um ambiente de TV interativa aberto e interoperável, para receptores e set-top-boxes de TV digital (BECKER, 2005).
O MHP não é apenas o middleware do padrão europeu de TV Digital, é também o middleware pioneiro de TV Digital. Os demais, ARIB e DASE, são baseados no MHP, ou seja, nas especificações iniciais, porém com algumas melhorias.
O MHP define uma interface entre as aplicações e terminais para que serviços sejam providos, se direciona para aspectos referentes à apresentação dos serviços para o usuário do sistema. Por ser uma plataforma aberta, o receptor com MHP a princípio poderia receber serviços de diferentes operadoras de TV Digital. A API está apta a trabalhar com diferentes hardwares e diversas redes de transmissão. Podendo ter transmissões baseadas em satélite, cabo e outras, desde que seja do padrão DVB (ANDREATA, 2006).
Uma aplicação DVB usando API Java é denominada aplicação DVB-J. A especificação MHP 1.1 introduziu a possibilidade de usar uma linguagem de programação semelhante ao HTML denominada DVB-HTML. As aplicações DVB-J e DVB-HTML possuem a capacidade de fazer download de aplicações interativas, através de um canal de interatividade; armazenar aplicações em memória persistente (ex. disco rígido); acessar leitores de smart cards; e controlar aplicações de internet, tais como navegador web.
Assim como os demais concorrentes, o DVB não necessita de uma ferramenta específica para o desenvolvimento e emulação das aplicações desenvolvidas.
2.1.5.4 GINGA
O Middleware aberto do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) é o Ginga, ele é constituído por um conjunto de tecnologias padronizadas que o tornam a especificação de middleware mais avançada e a melhor solução para os requisitos do país (GINGA, 2009). O Ginga foi desenvolvido a partir de projetos de pesquisa coordenados pelos laboratórios Telemídia da PUC-Rio e LAViD da UFPB.
O Ginga é subdividido em dois subsistemas principais interligados, que permitem o desenvolvimento de aplicações seguindo dois paradigmas de programação diferentes. Dependendo das funcionalidades requeridas no projeto de cada aplicação, um paradigma será mais adequado que o outro. Esses dois subsistemas são chamados de Ginga-J (para aplicações procedurais Java) e Ginga-NCL (para aplicações declarativas NCL) (GINGA, 2009).
Ginga-NCL é o subsistema Ginga para exibição de documentos NCL visando prover uma infra-estrutura de apresentação para aplicações declarativas escritas na linguagem NCL. A NCL é uma linguagem de aplicação XML com facilidades para a especificação de aspectos de interatividade, sincronismo espaço-temporal entre objetos de mídia, adaptabilidade, suporte a múltiplos dispositivos e suporte à produção ao vivo de programas interativos não-lineares (GINGA-NCL, 2009).
O Ginga-NCL fornece ferramentas para o desenvolvimento de aplicações para o middleware GINGA, conforme lista abaixo:
• GINGA-NCL VIRTUAL STB: Máquina virtual Linux para VMWare, contendo
Ginga-NCL C++;
• GINGA-NCL EMULATOR: Exibidor de Documentos NCL, disponível para
Windows, Linux e MAC OS X;
• COMPOSER: Editor de documentos NCL, disponível para Windows, Linux e MAC
OS X, utilizado para montagem de conteúdo NCL com a linguagem de script LUA; e
O desenvolvimento procedural para utilizado GINGA-J pode ser implementado em ferramentas de programação para a linguagem JAVA, como o ECLIPSE, utilizando o framework JavaTV, que será detalhada na seção 2.1.7 .
2.1.6
Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento
A Tabela 1 comparativa sobre os middlewares, para desenvolvimento de aplicativos voltados para a TV Digital Interativa abordados neste TCC.
Tabela 1. Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento (padrão/middleware).
Característica DASE ARIB MHP GINGA
Padrão ATSC ISDB DVB SBTVD
Segurança Sim Sim Sim Sim
Decodificação de conteúdo comum (PNG, JPEG, ZIP etc)
Sim Sim Sim Sim
Tipos de aplicativos XHTML,CSS,ECMA Script, JavaTV HTML, XML, JavaTV HTML, JavaTV HTML, XML, LUA script, JavaTV Distinção entre aplicações declarativas procedurais
Sim Sim Sim Sim
Interação com usuário
Sim Sim Sim Sim
Capacidade de Áudio Non-streaming: (audio/basic) Streaming: (Dolby AC-3)
MPEG-2 AAC MPEG BC MPEG-2 AAC
Capacidade de Vídeo Non-streaming: (Multiple Network Graphics) Streaming: (MPEG 2)
MPEG 2 MPEG 2 MPEG 4
Capacidade Gráfica 1920 X 1080 1280 X 720 960 X 540 640 X 480 Alta definição: 1920 X 1080; 1280 X 720 e 960 X 540. Definição Normal: 620 X 480. LDTV: 320 X 240 SDTV: 640 X 480 EDTV: 720 X 480 HDTV: 1920 X 1080 1920 X 1080; 1280 X 720; 960 X 540; 620 X 480
2.1.7
Java TV
O Java TV é uma API para a plataforma Java criada pela Sun Microsystems com parceria da indústria de televisão digital. Ela está sendo amplamente adotada como um padrão para aplicações de televisão digital no mundo. Esta API foi projetada para oferecer acesso a funcionalidades para definição do modelo das aplicações, acesso a fluxo de áudio e vídeo, acesso condicional, acesso a informações de serviço, controle de troca do canal do receptor, controle dos gráficos na tela, dentre outras (CANDIDO JUNIOR, 2008).
A API Java TV situa-se entre as aplicações para TV Digital e o sistema operacional, fazendo parte do middleware incorporado ao Set-top-box, conforme Figura 3. Com isso a API Java TV funciona independente do padrão de TV Digital adotado. E como toda aplicação Java, as aplicações desenvolvidas utilizando a API, é executada em maquina virtual JAVA sendo transparente o processador e o sistema operacional do Set-top-box utilizado.
Figura 3. Arquitetura set-top-box utilizando arquitetura JAVA
O ambiente de software de um Set-top-box com a tecnologia JavaTV consiste então de aplicações Java, a API JavaTV e outras APIs, além de um sistema operacional.
O Java TV permite níveis avançados de interatividade, gráficos de qualidade e processamento local no próprio Set-top-box. Estas facilidades oferecem um amplo espectro de possibilidades para os desenvolvedores de conteúdo, mesmo na ausência de um canal de retorno. Por exemplo, um guia de programação eletrônica pode oferecer uma visão geral da programação disponível, permitindo a mudança para o canal desejado pelo usuário. Através de mecanismos de sincronização, aplicações específicas podem ser associadas a um determinado programa de televisão. Além disso, aplicações isoladas podem executar de forma independente do programa de televisão (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Na API, um programa de televisão é caracterizado como um conjunto de serviços independente. Onde um serviço é uma coleção de conteúdo para apresentação reprodução em um Set-top-box. Podendo representar um programa de televisão convencional, com áudio e vídeo
sincronizados, ou um programa de televisão interativa, com áudio, vídeo, dados e aplicações associadas.
Cada serviço Java TV é caracterizado por um conjunto de informações que descrevem o conteúdo do serviço SI (Service Information – Serviço de Informação). Conforme Cândido Jr. (2008), o SI descreve a estrutura do fluxo, além de conter informações relativas ao serviço, como por exemplo, um conteúdo descritivo, dados referentes aos horários de apresentação dos programas, a freqüência do canal para possibilitar a sintonização no devido serviço, informações de demultiplexação, a linguagem utilizada, informações da rede, além de meta-informações como uma lista dos atores ou categorização do serviço.
Toda aplicação desenvolvida com a API Java TV é denominada Xlet, onde possui suas próprias características.
2.1.8
XLet
Um Xlet é uma aplicação Java que proporciona interatividade para a TV Digital. É similar a um Applet, que é adicionado em páginas HTML, o Xlet é incluído em um serviço de TV Digital. O middleware identifica o ponto de entrada da aplicação e a executa utilizando a máquina virtual Java. O middleware geralmente possui um componente que é responsável por gerenciar o ciclo de vida das aplicações, que instancia a classe principal (main class) e invoca os métodos responsáveis pela mudança de estados (BATISTA, 2007 apud CANDIDO JUNIOR, 2008).
Os Xlets não precisam estar previamente armazenados no Set-top-box, pois podem ser enviados pelo canal de difusão quando necessários. Ou seja, o modelo Xlet é baseado na transferência de código executável pelo canal de difusão para o Set-top-box e posterior carga e execução do mesmo, de forma automática ou manual (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Conforme Figura 4, um Xlet tem um ciclo de vida dividido em 4 estados, sendo eles loaded, paused, active e destroyed, onde a mudança de um estado para outro é ativada por métodos do sistema.
Figura 4. Ciclo de vida Xlet
Fonte: Fernandes, Lemos e Elias (2004)
Para gerenciar o ciclo de vida dos Xlets, a API define o conceito de um gerente de aplicação. O estado de um Xlet pode ser mudado pelo gerente de aplicação ou pelo próprio Xlet. Caso o próprio Xlet mude seu estado ele notifica o gerente de aplicação sobre a transição, desta forma, o estado de um Xlet é sempre conhecido pelo gerente de aplicação.
Quando o Xlet é instanciado ele chama o método construtor, fazendo com que o Xlet fique no estado Loaded.
No momento da ocorrência de uma ação do telespectador com programa o Xlet invoca o método de inicialização, initXlet(), fazendo com que fique no estado Paused, assim estando pronto para ser iniciado a qualquer momento.
Quando o gerenciador de aplicações invoca o método de inicio, startXlet(), o Xlet já pode iniciar a interação com o telespectador, se tornando assim um Xlet em execução, com status igual a Started.
O gerenciador de aplicações pode invocar o método, pauseXlet(), a qualquer momento em que o Xlet está iniciado, movendo a aplicação do estado Started para Paused. E também invocar o método, startXlet(), para voltar para o estado Started em qualquer momento em que o Xlet estiver pausado.
Após o Xlet entrar em estado Loaded, a qualquer momento ele pode ser destruído, pelo método, destroyedXlet(), independente do estado em que assume no momento. Um Xlet destruído não pode mais ser iniciado.
A interatividade disponível na TV Digital proporciona uma grande variedade de aplicações para este meio de comunicação. De acordo com Becker (2005) e Andreata (2006) é relatada uma análise destas novas aplicações.
• Guia de programação eletrônico: detalhamento da programação dos inúmeros canais disponíveis, com datas e horários de início e término de cada programa. Hoje é possível encontrar essas aplicações na TV por assinatura. Além de uma listagem completa dos canais, é possível a busca por determinada palavra chave onde é retornada uma breve lista com programas relacionados. Essa aplicação é conhecida como EPG (Electronic Program Guide – Guia de Programação Eletronico);
• Comercio Eletrônico: possibilita a compra de mercadorias ofertadas por canais de TV, semelhante às aplicações disponíveis atualmente na internet. Além da compra em canais de loja virtual, também é possível a compra de produtos ofertados durante os intervalos comerciais e a compra de mercadorias oferecidas em programas diversos. Esta aplicação é denominada T-Comerce;
• Banco eletrônico: Assim como o T-Comerce, a TV digital possibilita o T-Banking outro formato de aplicação encontrada hoje na internet. Como o serviço é praticamente idêntico em ambas as plataformas, sendo que os bancos bastariam replicar o serviço, ou seja, copiar o serviço disponível na internet para a TV Digital. Possibilitando assim ao telespectador, por meio de sua TV acompanhar o saldo de sua conta bancária, ou até mesmo o pagamento da sua conta telefônica utilizando apenas o seu controle remoto;
• Internet: Um formato de aplicação que possibilita a utilização da internet pela TV, sendo possível a navegação a partir do controle remoto;
• Notícias Interativas: No momento de qualquer programa em exibição na TV, notícias podem correr horizontalmente na parte inferior do vídeo, esta tecnologia é utilizada hoje pela TV analógica, porém pode ser melhorada na TV digital, possibilitando que o telespectador selecione uma notícia que lhe interesse dentre as demais, detalhando-a ou fdetalhando-azendo umdetalhando-a pesquisdetalhando-a de progrdetalhando-amdetalhando-as reldetalhando-aciondetalhando-ados à notícidetalhando-a seleciondetalhando-addetalhando-a; e
• Vídeo sob demanda: permite que o telespectador assista ao programa que deseja no horário em que lhe for conveniente, independente do horário original de exibição da emissora. Hoje é comum em TV por assinatura a busca por filmes de acordo com o titulo e o gênero, possibilitando que o telespectador assista a este vídeo.
A TV Digital favorece o desenvolvimento de aplicações voltadas para a educação. Alguns serviços educacionais interativos já estão disponíveis atualmente, tendo como grande exemplo aplicação de ensino a distancia.
Em aplicações de ensino à distância voltadas para a TV Digital o aluno pode assistir às aulas na TV e simultaneamente fazer questionamentos referentes ao tema da aula assistida pelo controle remoto.
Segundo Andreata (2006) alguns canais na Europa possuem programas educacionais interativos, como o SOS Teacher (SOS Professor), representado pela Figura 5 e o acesso a enciclopédias virtuais, conforme Figura 6.
Figura 5. Aplicação SOS Teacher. Fonte: Andreata (2006)
No SOS Teacher os estudantes podem enviar perguntas a professores reais, e dentro de 30 minutos os professores respondem. Estas respostas ficam armazenadas, sendo possível resgatá-las através de aplicações de vídeo sobre demanda.
Nos acessos as enciclopédias virtuais os telespectadores podem fazer buscas através de palavras ou sentenças fornecidas no serviço de notícias na BBC, pesquisa na Enciclopédia Educacional Hutchinson e também na Enciclopédia de Oxford.
Figura 6. Consulta a enciclopédia virtual via TVDI. Fonte: Andreata (2006)
2.1.10
Interatividade
A interatividade é um ponto importante da tecnologia abordada neste trabalho de conclusão de curso, a TV Digital, sendo que esta interatividade será explorada para o desenvolvimento de aplicações educacionais para a TV digital.
Conforme Crocomo (2007), existem três níveis de interatividade para a TV Digital, classificados em nível 1, nível 2 e nível 3. No primeiro nível, os dados transmitidos pela emissora são armazenados dentro do terminal, quando o usuário navega em uma aplicação ele navega apenas pelos dados armazenados no terminal. No segundo nível, utiliza-se um canal de retorno, normalmente uma linha telefônica, possibilitando o envio de mensagens para a emissora, mas não necessariamente no mesmo instante, na interatividade de nível 3, é possível enviar e receber em tempo real, como em um chat.
O conceito de Crocomo (2007) é o que será seguido por este trabalho, porém a interatividade é classificada de forma variada pelos demais estudiosos da área, a exemplo de Becker e Montez (2005), que classificam a interatividade da TV em oito níveis, sendo eles:
Nível 0: A ação do telespectador se restringe a ligar e desligar a TV, além de ajustar brilho e contraste da imagem, em épocas que a TV ainda tinha sua imagem em tons de cinza.
Nível 1: O telespectador pode ajustar cores e trocar canais via controle remoto.
Nível 2: Interação com tecnologias acopladas a TV como vídeo cassete e jogos eletrônicos. Nível 3: Interagir com a emissora por um meio externo, como telefone e internet, onde tal interação interfira na programação, tendo como exemplo o programa “Você Decide” da rede Globo.
Nível 4: O telespectador pode interagir com a programação por caminhos pré definidos pela emissora, podendo por exemplo trocar a câmera em que assiste uma partida de futebol.
Nível 5: O telespectador passa a interagir diretamente com a emissora, podendo até enviar vídeo de baixa qualidade para a emissora, sendo que para tal feito já se faz necessário o canal de retorno.
Nível 6: A largura de banda do canal de retorno é maior possibilitando o envio de vídeo de alta definição, desta forma a interatividade chega a um ponto maior do que uma simples reatividade.
Nível 7: a interatividade plena é atingida, possibilitando ao telespectador a geração de conteúdo. O telespectador pode produzir programas e enviá-los à emissora, tornando a TV Digital totalmente diferente do que a TV como se encontra hoje.
No ambiente do NTDI (Núcleo de Televisão Digital Interativa) da UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina) (NTDI, 2009) é possível encontrar exemplos que demonstram a importância desta interatividade para as mais diversas áreas. Um destes exemplos é programa interativo que possibilita ao telespectador realizar um teste para identificar se está sofrendo de depressão.
No programa o apresentador fala sobre a depressão, expõe conceitos e características da doença, e inicia o teste. Primeiramente uma pergunta aparece na tela, onde o próprio apresentador faz uma reflexão sobre a questão e da uma explicação detalhada sobre ela, dando um tempo para o telespectador responder. A resposta da questão pode ser SIM ou NÃO, conforme Figura 7, e para escolher uma opção o usuário precisa apenas clicar sobre o botão “1” para sim ou no botão “2” para
Figura 7. Questão do programa sobre teste de depressão Fonte: NTDI (2009)
Após a resposta desta primeira pergunta o mesmo processo continua com as demais perguntas. Ao fim do questionário o aplicativo agregado ao programa faz um determinado cálculo com base nas respostas do telespectador e informa a quantidade de pontos alcançados. O apresentador ao fim do programa identifica se o telespectador é uma pessoa depressiva, e se for o caso classifica o nível de depressão do telespectador conforme a quantidade de pontos, conforme Figura 8.
