Uma Solução para Aplicações em T-Learning Integradas com o Framework Web MASSAYO-F: Fra-TV, um Estudo de Caso no Domínio de Frações
Discente: Douglas Véras e Silva / Orientadores: Ig Ibert Bittencourt / Evandro de Barros Costa
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Trabalho de Conclusão de Curso
Uma Solução para Aplicações em T-Learning
Integradas com oFramework Web
MASSAYO-F: Fra-TV, um Estudo de Caso no
Domínio de Frações
Douglas Véras e Silva
douglassverass@gmail.com
Orientadores:
Ig Ibert Bittencourt
Evandro de Barros Costa
Maceió, Fevereiro de 2010
Douglas Véras e Silva
Uma Solução para Aplicações em T-Learning
Integradas com oFramework Web
MASSAYO-F: Fra-TV, um Estudo de Caso no
Domínio de Frações
Monograa apresentada como requisito parcial para
obtenção do grau de Bacharel em Ciências da Computação do Instituto de Computação da Universidade Federal de Alagoas.
Orientadores:
Ig Ibert Bittencourt
Evandro de Barros Costa
Maceió, Fevereiro de 2010
Monograa apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel
em Ciências da Computação do Instituto de Computação da Universidade Federal de
Alagoas, aprovada pela comissão examinadora que abaixo assina.
Ig Ibert Bittencourt - Orientador
Instituto de Computação
Universidade Federal de Alagoas
Evandro de Barros Costa - Orientador
Instituto de Computação
Universidade Federal de Alagoas
Patrick H. S. Brito - Examinador
Instituto de Computação
Universidade Federal de Alagoas
Alan Pedro da Silva - Examinador
Instituto de Computação
Universidade Federal de Campina Grande
Maceió, Fevereiro de 2010
Resumo
A televisão tem se tornado ao longo dos anos um dos mais importantes meios de comunicação no Brasil, uma vez que ela está presente na maioria dos domicílios brasileiros,
e sempre teve um forte papel integrador, sendo um agente de cultura e entretenimento.
Uma das principais características da TV digital é que, além da recepção por radiodifusão
(broadcasting ) há outro canal de comunicação, chamado canal de retorno, que dependendo
do sistema, pode prover conteúdo individualizado para o usuário e através do mesmo o
usuário pode enviar informações. Nesta nova forma de interação surge também o conceito
de aprendizagem interativa baseada na TV (t-learning ), que tornará um simples telespectador em um estudante através da televisão interativa, podendo além de ter acesso apenas
a vídeos com materiais de ensino, responder perguntas, resolver problemas, interagir com
outros estudantes através de fóruns, chats, vídeo-conferencias, etc. Assim, propõe-se
neste trabalho desenvolver uma aplicação de TV Digital Interativa voltada para o ensino
(domínio de frações), baseado em um framework para Web (MASSAYO-F), mostrando-se
vários aspectos relacionados a um ambiente em t-learning, com intuito de investigar sua
integração a m de facilitar o processo de desenvolvimento de tais aplicações.
i
Abstract
Television has become over the years one of the most important media in Brazil, since it
is present in most households, and always had a strong integrative role, being an agent
of culture and entertainment. One of the main features of digital TV is that, apart from
broadcasting reception, there is another channel of communication, the return channel,
which depending on the system can provide individualized content for the user and by
the same user can send information. In this new form of interaction also appears the
concept of learning based on interactive TV (t-learning), which makes a simple viewer
in a student through interactive television, may also have access to only the videos with
teaching materials , answer questions, solve problems, interact with other students through
forums, chats, video conferences, etc. Thus, it is proposed in this work to develop a DTV
application-oriented education (area fractions) based on a framework for Web, showing
various aspects related to an environment in t-learning , in order to investigate their
integration in order to facilitate their development process.
ii
Sumário
1 Introdução
1
2 Fundamentação Teórica
7
1.1
1.2
1.3
1.4
2.1
2.2
2.3
2.4
Problemática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estrutura do Trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
TV Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 Componentes Fundamentais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 Infra-Estrutura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.3 Padrões Internacionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sistema Brasileiro de TV Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 GINGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 NCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3 Lua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.4 Java TV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.5 Java Media Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.6 Xlets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.7 IPTV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Interatividade e Usabilidade na TVDi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1 Conceitos de Interatividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Conceitos de Usabilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MASSAYO-F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 Ferramentas de Desenvolvimento e Casos de Uso em T-Learning
3.1
3.2
Ferramentas de Desenvolvimento em TVDi . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Composer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 NCL Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3 Emuladores de TVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sistemas de TV Digital Interativa aplicados à EAD . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Focos de Desenvolvimento em T-Learning . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Arquiteturas para Desenvolvimento Integrado Web-TV . . . . . . .
3.2.3 Sistemas Correlatos em T-Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Aplicação Proposta
4.1
3
4
5
6
8
9
11
12
14
16
18
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31
31
32
33
36
Levantamento dos Requisitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.1.1 Requisitos Funcionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.1.2 Diagrama de Casos de Uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
iii
SUMÁRIO
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.1.3 Requisitos Não-Funcionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagrama de Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagrama de Sequência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Visão Estrutural da Aplicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arquitetura Proposta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagramas de Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iv
39
40
42
43
45
48
5 Estudo de Caso
52
6 Conclusões e Trabalhos Futuros
66
5.1
5.2
5.3
5.4
Domínio da Aplicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Interagindo com a Aplicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Usabilidade e Interação na Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Codicando a Aplicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
54
60
62
Lista de Figuras
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
Componentes Fundamentais da TVD. [MONTEZ 2005] . . . . . . . . . . . 10
Infra-Estrutura de um sistema de TV Digital Interativa. . . . . . . . . . . 12
Sistemas Mundiais de TV Digital. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Camadas do Sistema Brasileiro de TV Digital [SOUZA 2007]. . . . . . . . 15
Arquitetura do middleware Ginga [Soares 2007]. . . . . . . . . . . . . . . . 16
Sistema Simplicado de IPTV. [Murer 2007] . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Características da Televisão x Computador [PICCOLO 2006]. . . . . . . 23
Arquitetura do MASSAYO-F baseada em Agentes e Serviços. [Bittencourt et al. 2009] 25
3.1
Ferramenta de Autoria Composer e suas Visões. . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.1 Requisitos Funcionais da Aplicação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Diagrama de Casos de Uso da Aplicação Proposta. . . . . . . . . . . . . .
4.3 Requisitos Não-Funcionais/Restrições da Aplicação. . . . . . . . . . . . . .
4.4 Diagrama de Atividades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Diagrama de Sequência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Visão Estrutural da Aplicação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Arquitetura da Aplicação Proposta Baseada em Camadas. . . . . . . . . .
4.8 Arquitetura de um Sistema Típico de TV Digital com Set-Top Box. . . . .
4.9 Diagrama de Classes Conceitual do LuaOnTV [de Souza Junior 2009]. . . .
4.10 Diagrama de Classes de Implementação (Cadastro). . . . . . . . . . . . . .
4.11 Diagrama de Classes de Implementação (Login). . . . . . . . . . . . . . . .
4.12 Diagrama de Classes de Implementação (Tutor). . . . . . . . . . . . . . . .
38
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40
41
42
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48
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50
51
5.1 Domínio de Fração com seus currículos de operação com Fração . . . . . .
5.2 Aprendiz relacionado com o seu modelo de aprendizagem . . . . . . . . . .
5.3 Sequência de recursos educacionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4 Tela inicial da aplicação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5 Cadastro de novo usuário. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6 Cadastrando usuário no servidor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7 Tela para acesso à aplicação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8 Vericando login/senha no servidor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9 Tela principal da aplicação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.10 Recebendo recursos do servidor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.11 Recurso inicial do curso (Fra-TV). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.12 Parte da Tela Inicial Exemplicando Usabilidade. . . . . . . . . . . . . . .
5.13 Parte da Tela Cadastro Exemplicando Usabilidade. . . . . . . . . . . . . .
5.14 Teclado Virtual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.15 Estrutura de um documento NCL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
53
54
55
55
56
57
58
58
59
60
61
61
62
63
v
Lista de Códigos
5.1
5.2
5.3
Cabeçalho do arquivo NCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Cabeçalho Head do arquivo NCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Corpo (Body) do arquivo NCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
vi
Capítulo 1
Introdução
A televisão é um dos mais importantes meios de comunicação no Brasil, uma vez que
ela está presente em mais de 90% dos domicílios brasileiros [IBGE 2007], e sempre teve
um forte papel integrador, sendo um agente de cultura e entretenimento. Em algumas
localidades, esse é o único meio de comunicação existente, desta forma, a TV Digital
(TVD)1 poderá ser fonte principal da inclusão digital no país, além de ser um meio de
difundir educação para um maior número de pessoas, pois o usuário de TV deixa de ser
um mero telespectador (receptor de informação) para se tornar um contribuidor (provedor
de informação).
A TVD representa uma nova geração de tecnologias de transmissão por radiodifusão,
em que os sinais são enviados e recebidos em formato digital. Esta tecnologia tem chamado
atenção para seu potencial nas áreas sociais, pois apresenta um custo mais baixo e tem
um modelo de interação muito mais simples para o usuário, quando comparada aos computadores [MONTEZ 2005] convencionais. Além disso, existem algumas características
que devem ser consideradas, como a melhora na qualidade de áudio e vídeo e o aumento
do número de canais de alta denição (HDTV)2 .
Os usuários da televisão convencional terão que se adaptar a esta nova tecnologia
adquirindo um equipamento de recepção, chamado de set-up box (STB), que processa os
sinais de vídeo e áudio digitais, com a possibilidade de convertê-los aos padrões analógicos
quando necessário. Outra característica do STB é a de processar e apresentar, no aparelho
televisor, informações de uma aplicação em TV Digital Interativa (TVDi) provenientes do
uxo de dados. Uma característica que reforça a aplicabilidade da TVD é que o usuário
não tem que interagir com o sistema operacional do STB, pois nestes equipamentos existe
uma camada de software chamada middleware. Com isso, além do sistema operacional em
uso, o usuário irá sempre lidar com a mesma interface e os desenvolvedores de aplicações
podem utilizar uma única Application Program Interface (API) para desenvolver suas
1 www.dtv.org.br/
2 en.wikipedia.orgwikiHigh-denition_television
1
2
aplicações para TV Digital interativa.
Uma das principais características da TV digital é que, além da recepção por radiodifusão (broadcasting ) há outro canal de comunicação, chamado canal de retorno, que
dependendo do sistema, pode prover conteúdo individualizado para o usuário e através
do mesmo o usuário pode enviar informações. O canal de retorno permite ao usuário
obter conteúdos pessoais como canais pay-per-view, serviços bancários, aplicações de e-
commerce, e-health, e-learning, jogos interativos, navegar na Web, ou até mesmo participar
de chats, por exemplo, entre outros. A tecnologia de comunicação utilizada no canal de
retorno pode variar (WiMAX, Ethernet, WiFi, etc), onde além de acesso à Internet de
banda larga o usuário pode ter acesso a características tais como o Internet Protocol
Television (IPTV) [Murer 2007], ampliando o leque de canais que podem ser acessados
e permitindo ao usuário interagir de forma a manter uma qualidade de serviço, além de
obter serviços sob demanda como vídeo (VoD), por exemplo.
Contudo, o Brasil está apenas começando o processo de transição da TV analógica
para a digital, embora tenham ocorrido muitos avanços no desenvolvimento da TV Digital
em termos de criação de um sistema de televisão interativo nacional (baseado no modelo japonês), o SBTVD [CPqD 2006], e de tecnologias que permitam o desenvolvimento
de aplicativos, de forma mais rápida e fácil, como o GINGA [GINGA 2009]. Apesar
das diculdades e desaos encontrados nesta nova tecnologia, sobretudo para ns educacionais, procura-se uma forma de tornar o processo de ensino-aprendizagem em algo mais
agradável, acessível e ecaz. Assim, mídias que antes já eram exploradas para simples
entretenimento passaram a ser usadas como auxílio no aprendizado, como o uso de materiais instrutivos através da televisão. A aplicação da TV no processo de aprendizagem,
com conteúdos audiovisuais educativos, vem sendo utilizada, desde 1996, com o TV Escola, Programa da Secretaria de Educação a Distância, do Ministério da Educação, que
já atinge mais de cinco mil municípios cobrindo todos os estados brasileiros [SEE 2010].
Outras iniciativas privadas seguem a mesma proposta, que é disponibilizar material instrutivo de qualidade para os diversos telespectadores do Brasil. Entre os programas de
tais iniciativas se destacam: Telecurso 2000 [TEL 2010], TV Cultura [TVC 2010], Canal
Futura [FUTURA. 2010], entre outras.
Todavia, a área de educação a distância (EAD) tem crescido bastante ultimamente
no mundo, devido ao grande interesse que os governos dos países tem em aumentar o
grau de educação de seus habitantes, a m de gerar uma maior capacitação e melhorar a qualidade de vida destes. Além disso, através da EAD, consegue-se prover ensino a uma maior quantidade de pessoas, inclusive para aquelas que vivem em regiões
muitas vezes inacessíveis pela educação tradicional, como também para as que não tem
tempo para se deslocar a uma instituição de ensino. Segundo [Alexandre Nobeschi 2005]
três milhões de pessoas participam de programas de ensino a distância no Brasil, efetuando estudos de ensino básico, prossionalizante, graduação e pós-graduação. Entre-
1.1. PROBLEMÁTICA
3
tanto, existem muitos desaos a serem superados nesta área, como o que foi discutido
em [de Leon F. de Carvalho et al. 2006] onde se destaca o Acesso Participativo e Universal do Cidadão Brasileiro ao Conhecimento, cuja discussão se refere à utilização de
tecnologias para garantir que os cidadãos tenham acesso ao conhecimento de forma personalizada e participativa, dando destaque a problemas como a diversidade populacional
e as diferentes necessidades de cada cidadão.
Neste sentido, muitos avanços tecnológicos tem acontecido no processo de ensinoaprendizagem na Web. A Internet tem contribuído para melhorar os ambientes educacionais trazendo mais dinâmica e interatividade. Esses ambientes (e-learning ) proveem
ferramentas que permitem a professores e estudantes explorar a Web de forma a compartilhar conhecimento. Essa área ainda recebe muitos aprimoramentos através da Web
Semântica [W3C 2009] em conjunto com a Inteligência Articial, como o ensino personalizado e guiado por agentes de software compartilhados na Web de forma que possam
ser entendidos também por máquinas [Bittencourt et al. 2009], o que facilita a busca
e o acesso a conteúdos educacionais por tais ambientes. Em meio a estes avanços surge
uma nova tecnologia, a TV Digital Interativa (TVDi), que poderá mudar completamente
o cotidiano dos usuários da televisão convencional no Brasil. Nesta nova forma de interação surge também o conceito de aprendizagem interativa baseada na TV (t-learning ),
que tornará um simples telespectador em um estudante através da televisão interativa,
podendo além de ter acesso apenas a vídeos com materiais de ensino, responder perguntas, resolver problemas, interagir com outros estudantes através de fóruns, chats, vídeoconferencias, etc.
Assim, propõe-se neste trabalho desenvolver uma aplicação de TVDi voltada para o
ensino (domínio de frações), baseado em um framework para Web, mostrando-se vários aspectos relacionados a um ambiente em t-learning, com intuito de investigar sua integração
a m de facilitar seu processo de desenvolvimento.
1.1 Problemática
A utilização da TV Digital Interativa como um ambiente educacional à distância é perfeitamente viável visto que essa tecnologia atende os principais requisitos de tais ambientes, geralmente em e-learning, como: personalização do ensino, onde o estudante poderá
receber conteúdo educacional de acordo com seu nível de aprendizagem, preferências de
estudo, etc.; digitalização, provendo uma alta qualidade de som e imagem necessários para
ambientes de t-learning com vídeo-aulas, vídeo-conferências, entre outras; interatividade,
o que torna o telespectador um estudante capaz de interagir com o sistema, através de
um canal de retorno3 , respondendo questões, enviando problemas, interagindo com outros
3 Com a expansão das redes de banda larga, pode ser desenvolvido um meio especíco para operar
como canal de retorno. Para isso, o usuário da TV digital necessitaria não apenas de antenas receptoras,
1.2. MOTIVAÇÃO
4
estudantes, entre outras. Contudo, todas essas possibilidades são comumente encontradas
em ambientes de ensino-aprendizagem na Web, com tecnologias já consolidadas e algumas
delas podendo ser reaproveitadas em aplicações de t-learning, através de Web Services,
por exemplo, isto pode facilitar bastante o desenvolvimento de aplicações interativas em
TV Digital.
Em relação a um computador pessoal (PC), a TVD possui uma série de diferenças
importantes no que diz respeito à usabilidade [BECKER 2006], além de particularidades
sociais, tais como: apresentação do conteúdo para um grupo de usuários em uma única
TV, onde devem haver técnicas de cooperação e colaboração entre eles; distância da tela,
no geral os usuários estão mais distantes dos aparelhos televisores do que dos monitores de
computadores, assim, deve-se atentar para o tamanho das letras e números exibidos como
informações auxiliares ao conteúdo áudio-visual, além de ter que evitar que o telespectador
se distraia; utilização do controle remoto, que é um utilitário para entrada de dados
bastante diferente de um dispositivo para PC e ainda com algumas limitações que devem
ser amenizadas através da interface da aplicação para TVDi; entre outras.
Além disto, existem muitas outras barreiras, sobretudo tecnológicas, que ainda inibem o processo de crescimento de aplicativos em TV Digital no Brasil. Ainda faltam
ambientes de desenvolvimento de código aberto robustos e que permitam explorar todas
as capacidades de programação nas linguagens suportadas pelo middleware do SBTVD,
como também emuladores que realmente, de um modo geral, simule as capacidades de
um receptor STB.
1.2 Motivação
O custo elevado do computador e o número reduzido de usuários com acesso à Internet
no Brasil ainda são obstáculos para a expansão da e-learning. No entanto, o número
crescente dos estudantes que usam aplicativos de e-learning - só no Brasil há mais de
três milhões de estudantes de ensino à distância4 - mostra as potencialidades da Web no
processo de ensino-aprendizagem à distância. A televisão está presente na maioria dos
lares em todo o mundo e, tendo a área de e-learning anos de pesquisa e aprimoramentos
como plano de fundo a chave principal para o sucesso da t-learning é dar continuidade
as atividades daqueles ambientes, procurando denir maneiras de convergência entre a
Internet e a TVDi. Com isso, pretende-se que o ensino à distância atinja uma área maior
com o uso da TV digital além do que os computadores podem fazer, uma vez que apenas
12% dos domicílios brasileiros têm computadores [IBGE 2007], em comparação com cerca
de 90% de penetração da televisão.
mas também de antenas transmissoras, e os sistemas, a capacidade de transportar os sinais até a central
de transmissão.
4 http://www.eadnobrasil.com.br
1.3. OBJETIVO
5
Uma das principais diculdades, na utilização da televisão como meio de transmissão
de conhecimento, é a visão majoritária que este é um meio de difusão de entretenimento
e não de educação. Apenas 31% dos brasileiros assistem frequentemente a programas ou
canais educativos na TV e os principais motivos alegados por quem não assiste esse tipo
de programa/canal é a falta de interesse (31%), falta de tempo para assisti-los (25%)
e o fato do programa passar em horários incompatíveis (25%) [AMARAL 2004]. A TV
Digital, por sua vez, representa uma revolução, combinando as características tradicionais
da televisão analógica com as potencialidades do computador pessoal e com o impacto
da Internet na sociedade. Para o Brasil, um padrão de televisão digital deve atender às
necessidades da sociedade brasileira, levando em consideração aspectos como a renda da
população e as novas possibilidades disponíveis através da interatividade. Estas metas
visam proporcionar educação e cultura, de forma a contribuir com a formação de uma
sociedade apta a enfrentar os desaos de um mundo onde a informação e o conhecimento são cada vez mais importantes para alcançar o progresso econômico e bem-estar
social [da República Federativa do Brasil 2003].
1.3 Objetivo
Neste trabalho, objetiva-se evidenciar a integração entre a TVD e tecnologias de e-learning
através da interoperabilidade provida pelos serviços de um framework para construção de
ambientes interativos de aprendizagem na Web, o MASSAYO-F [Bittencourt et al. 2009],
em conjunto com as tecnologias presentes no Sistema Brasileiro de TV Digital, a m de
unir as vantagens proporcionadas tanto pela e-learning quanto pela t-learning em um
único ambiente de ensino integrado. Para isto, foi desenvolvida uma aplicação de TVDi,
baseada em uma arquitetura de integração Web-TV [Véras 2009], que visa o ensino de
frações a qualquer usuário da nova TV com acesso a um canal de retorno (Internet).
Adicionalmente, este trabalho tem como objetivo apresentar os novos conceitos relacionados à área de EAD, sobretudo demonstrando a possibilidade da utilização ecaz
de um ambiente de t-learning para seu devido m educacional, levantando o estado da
arte das tecnologias utilizadas no processo de seu desenvolvimento, que engloba além
das tecnologias do SBTVD, aspectos encontrados na Web, como ferramentas de apoio ao
ensino, à autoria, interação entre usuários, etc.. Desta forma, o uso do framework será
mostrado de forma a constatar a aplicabilidade do mesmo, bem como sua contribuição
para o processo de desenvolvimento com um menor custo de uma aplicação em t-learning.
1.4. ESTRUTURA DO TRABALHO
6
1.4 Estrutura do Trabalho
Este trabalho está organizado da seguinte forma:
• No Capítulo 2, são apresentados os conceitos relacionados ao tema deste trabalho,
que servirão como base teórica para o entendimento do processo de desenvolvimento
da aplicação, mostrando-se sobretudo as tecnologias, padrões do SBTVD e o framework MASSAYO-F, responsável pela estrutura remota de interação do usuário da
aplicação;
• No Capítulo 3, são apresentadas as ferramentas comuns ao processo de desenvovlimento em TVDi no Brasil, além de alguns trabalhos relacionados à aplicação proposta, bem como um comparativo acerca das suas contribuições em relação a esta
proposta;
• No Capítulo 4, encontra-se a proposta deste trabalho, onde a arquitetura da aplicação é apresentada, bem como diagramas para um melhor entendimento das funcionalidades providas pela aplicação;
• No Capítulo 5, é mostrado um estudo de caso do desenvolvimento de um protótipo de
aplicação em t-learning baseada na arquitetura proposta, utilizando as tecnologias
envolvidas em uma aplicação comum de TVDi no SBTVD, no domínio do ensino
de frações;
• No Capítulo 6, são apresentadas as considerações nais e os trabalhos futuros deste
trabalho.
Capítulo 2
Fundamentação Teórica
Neste capítulo, são apresentados os principais conceitos relacionados ao tema deste trabalho, que servirão como base teórica para o entendimento do processo de desenvolvimento
da aplicação, além de mostrar as tecnologias com as quais este trabalho foi concebido.
Na Seção 2.1, serão levantados vários aspectos referentes ao estado da arte em TVD
no geral, como: os componentes fundamentais 2.1.1 que a compõe; a infra-estrutura
necessária, apresentada através de camadas 2.1.2; e a descrição dos principais sistemas de
TVD utilizados no mundo 2.1.3, incluindo o Sistema Brasileiro, onde serão apresentadas
as tecnologias que fazem parte do SBTVD, que incluem: o middleware 1 GINGA e seus
componentes; a API Java TV, que permite a programação procedural das aplicações de
TVDi em Java; a linguagem declarativa NCL e a linguagem de script Lua (que pode ser
embutida em NCL para prover interação); o Java Media Framework2 (JMF), que permite
a inserção de áudio e vídeo em uma aplicação Java; os Xlets, que são nada mais do que
aplicativos gerados a partir da API Java TV, semelhantes as Applets para Java convencional; e, por m, o protocolo de comunicação entre a TVD e um servidor Web, o IPTV.
Na Seção 2.3, serão abordados os conceitos referentes à usabilidade em TVDi, bem como
o conceito de interatividade, marca mais relevante desta nova tecnologia. Também nesta
seção, serão apresentadas as recomendações do projeto de interface para aplicações em
TVDi, levando-se em consideração aspectos de usabilidade e particularidades desta mídia.
Por m, o framework MASSAYO-F, integrado com a aplicação de t-learning proposta e
responsável pelo processo de ensino-aprendizagem, será descrito na Seção 2.4.
1 Middleware ou mediador é um programa de computador que faz a mediação entre outros softwares.
É utilizado para mover informações entre programas ocultando ao programador diferenças de protocolos
de comunicação, plataformas e dependências do sistema operacional.
2 http://java.sun.com/javase/technologies/desktop/media/jmf/
7
2.1. TV DIGITAL
8
2.1 TV Digital
Em um nível simples, a TVD usa técnicas de codicação digital para transportar informações de áudio e vídeo, bem como sinais de dados, para um receptor no aparelho televisor
do telespectador. Embora as transmissões em si ainda sejam analógicas, as informações
contidas nelas consistem apenas em dados digitais modulados para o sinal analógico. A
transmissão digital, por sua vez, tem várias vantagens em relação às transmissões digitais. Os sinais analógicos são sujeitos a interferências e os chamados fantasmas, que
pode reduzir a qualidade da imagem, além de que cada canal precisa de uma grande parte
do espectro de freqüência para transmitir em uma qualidade aceitável. Os sinais digitais
são menos sensíveis a interferências, embora eles não sejam perfeitos, e o mesmo espaço
que seria utilizado por um canal de transmissões analógicas poderá transportar vários
canais digitais, ao invés de apenas um. A tecnologia utilizada na TV digital é baseada
na tecnologia MPEG-2 (semelhante à utilizada por leitores de DVD), e muitos dos benefícios que os DVDs têm sobre as tas VHS também se aplicam a TV digital, quando se
comparada a TV analógica.
Embora o aumento da resolução da TV de alta denição (HDTV; até 1920 x 1080
pixels, em comparação com 720 x 480, usado por padrão da TVD) seja atraente, os novos
serviços e aplicações são, provavelmente, a característica mais interessante para os telespectadores. A transmissão digital pode oferecer vários tipos de serviços que simplesmente
seria impossível na transmissão analógica. Isto pode incluir informações extras carregadas
no uxo de dados, melhorando a experiência do usuário da TV, como também pode incluir os aplicações de download que permitem os telespectadores interagirem com a sua
TV de novas maneiras. Essas aplicações podem ser desde simples acessórios de TV já
existentes, como legendas ou guias de programação eletrônica (EPG) que mostram informação sobre a programação, até serviços de informação mais elaborados, tais como:
notícias, serviços de informação acoplados aos programas (como biograas ou estatísticas de um programa esportivo, por exemplo) ou até mesmo novas áreas de aplicação em
TVD (t-commerce, publicidade interativa, ou outros aplicativos vinculados a programas
especícos que aumentam a interatividade do telespectador).
Em suma, os serviços da TVD fornecem alguns ou todos os seguintes benefícios.
• Melhor qualidade de imagem (até resolução HDTV, sem fantasmas e interferências);
• melhor qualidade de som (incluindo Dolby surround sound );
• mais canais (especialmente com satélite e cabo);
• novos serviços (serviços móveis e uxo de dados paralelamente às transmissões convencionais);
2.1. TV DIGITAL
9
• formato de tela mais ampla, mais conteúdo de TV digital é transmitido em 16:9
(formato widescreen );
• transmissão em várias línguas simultaneamente, closed caption e legendagem;
• guias de programação eletrônica para tornar a navegação mais fácil;
• TV personalizada (gravadores de vídeo pessoais, pay-per-view, video on demand VOD);
• aplicações standalone 3 e jogos que são transferidos para a memória do STB ou
receptor; entre outros.
Dentre todas as possibilidades que a TV Digital oferece, a mais interessante combinada
com um canal de retorno é a possibilidade de criar serviços interativos como chat entre
usuários, fóruns de discussão, questionários, enm, várias possibilidades que estão também
presentes em ambientes de e-learning. Além disso, temos em ambientes de t-learning uma
maior facilidade na transmissão e exibição de mídias como, por exemplo, vídeos educativos
ao usuários. Isso tudo se deve ao desenvolvimento de sistemas para TVDi, incluindo as
tecnologias que as compõem.
2.1.1 Componentes Fundamentais
Um sistema de TV Digital interativa é constituído basicamente de três partes principais
(vide gura 2.1):
• Difusor, responsável por prover o conteúdo a ser transmitido pelas emissoras (ou
até mesmo por servidores Web) e dar suporte às interações dos telespectadores;
• receptor, que recebe o conteúdo e oferece a possibilidade de interação, ao telespectador, com o sistema que enviou as informações através do difusor;
• meio de difusão, que permite a comunicação entre o difusor e o receptor.
A difusão nada mais é que a geração/envio do conteúdo (áudio, vídeo e dados, simultaneamente) de um ponto do provedor de serviços (emissoras, servidores Web, etc.) para
outros pontos, os receptores, que irão decodicar os sinais digitais, separando-os entre dados de áudio e vídeo dos dados que contém informações extras (legendas, biograas, EPG,
entre outras). São os provedores de serviços que são os responsáveis pelo gerenciamento
dos canais televisivos. Dentro do difusor, existem dois serviços ativos: o de difusão e o
de interação, cada um com sua função bem denida. O provedor de serviço de difusão é
3 programas completamente auto sucientes: para seu funcionamento não necessitam de um software
auxiliar, como um interpretador, sob o qual terão de ser executados.
2.1. TV DIGITAL
10
Figura 2.1: Componentes Fundamentais da TVD. [MONTEZ 2005]
responsável pelo envio do sinal digital enquanto que o provedor de serviço de interação é
responsável pela coleta e manipulação da interatividade proveniente do canal de retorno.
O meio de difusão se encarrega do transporte do sinal digital, em dupla via dos dados,
que podem ser gerados no difusor e chegar ao receptor e vice-versa. Os meios de difusão
mais conhecidos são: cabo, radiodifusão e satélite. No Brasil, o meio por radiodifusão é
mais barato se comparado com o via cabo ou satélite, por isso é amplamente difundido.
Porém, o meio de difusão via cabo tem vantagens em relação à radiodifusão, como largura
de banda maior, possibilitando uma maior quantidade de canais e um canal de retorno
(interatividade).
Quando o sinal é entregue ao destinatário pelo meio de difusão, o receptor, chamado
de Set-Top Box (STB), encarrega-se de descompactar as informações e decodicar os
sinais de áudio e vídeo, vericando também se os dados não estão corrompidos (evitando
interferências e perda de qualidade nas transmissões). Caso o receptor tenha um canal de
retorno, o usuário poderá enviar informações de volta ao difusor. Este canal de retorno
(semelhante a Internet) pode ser via cabo, satélite, telefone ou até mesmo eletricidade.
Entretanto, se o meio de difusão for por radiodifusão, o canal de retorno se torna inviável,
sendo unilateral no sentido difusor para receptor, apenas. Quando os dados retornam
para o difusor, o provedor de serviço de interação é o responsável por processar estas
informações e enviar uma resposta, através dos canais de difusão, até o receptor que
realizou a interação. Esse processo se repete de forma recorrente, gerando um Carrossel
de dados [MONTEZ 2005]. Contudo, o fato de a TV ser digital não implica que ela seja
interativa, como também ela ser interativa não implica que o receptor retorne algo ao
difusor.
2.1. TV DIGITAL
11
2.1.2 Infra-Estrutura
A infra-estrutura de um sistema de TV Digital pode ser dividida em camadas [MONTEZ 2005],
basicamente temos:
• Aplicações - A TVDi pode proporcionar aos usuários acesso a diversos serviços, como
guias de programação eletrônico (EPG), programas interativos, correio eletrônico,
videoconferências, bate-papo, acesso à Internet, vídeo sob demanda (VoD - Video
on Demand ), t-banking, t-commerce, t-health, t-learning, teletexto digital4 , dentre
outros [Peng 2002];
• Middleware - camada de software que fornece, de forma abstrata, uma ligação entre
o hardware e o sistema operacional, provendo um conjunto de serviços e modelo
computacional comum para ser utilizado pelos desenvolvedores de aplicações. No
contexto da TVD, este componente é responsável por executar aplicações interativas não-residentes, além de proporcionar todas as funcionalidades necessárias para
a criação para a criação e reprodução de programas interativos, multimídia e hipermídia;
• Compressão - também chamada de codicação, é responsável por codicar os dados em um conjunto otimizado de bits, devido às limitações de largura de banda,
processamento e armazenamento, entretanto, deve-se manter a qualidade da mídia
por códigos vericadores de erro. A compressão dos dados é possível graças a duas
abordagens complementares: eliminação de redundância nos dados e exploração das
propriedades da percepção humana [MONTEZ 2005];
• Transporte - esta camada segue o modelo de referência da União Internacional de
Telecomunicações (UIT)5 , que é constituído por um multiplexador MPEG-2 System :
Transpor Stream (ISO/IEC 13.818 parte 1 ou ITU-T H.222)6 . Assim, é responsável pelo tratamento dos uxos de áudio, vídeo, dados (aplicações), que formam
os Fluxos Elementares de informação (Elementary Stream ), que por sua vez podem ser agrupados para formar diferentes serviços (programas). Estes serviços são
nalmente agrupados de modo a formar um feixe único de dados, chamado Fluxo
de Transporte (Transport Stream ), dividido em pequenos pacotes de 188 bytes que
serão demodulados na camada de Modulação;
• Modulação - responsável por deslocar a frequência original do sinal de dados para
a faixa operacional do canal de transmissão, fazendo-se uso, para isto, de um sinal
4 serviço informativo pelo qual os telespectadores podem acessar informações sobre diversos tópicos
relacionados ao programa em exibição, como notícias, esportes, listas de lmes em cartaz no cinema,
publicidade, etc.
5 http://www.itu.int/
6 http://www.itu.int/ITU-T/
2.1. TV DIGITAL
12
auxiliar chamado de portadora, ou seja, depois de gerado o uxo único de transporte no processo de multiplexação (transporte), estes dados precisam ser modulados
(decodicados) para o receptor.
A gura 2.2 mostra os elementos presentes em cada camada de um sistema de TV
Digital Interativa, entretanto cada sistema de TVDi pode ser construído por elementos
diferentes dentre estes, constituído sempre de cinco camadas.
Figura 2.2: Infra-Estrutura de um sistema de TV Digital Interativa.
2.1.3 Padrões Internacionais
As diferentes redes de transmissão: terrestre, cabo, satélite, etc., inuenciam bastante o
modelo das TVs digitais no mundo. Desta forma, existem diferentes sistemas de TVD de
acordo com as necessidades de cada região, levando-se em consideração também aspectos
culturais, econômicos, e até mesmo de relevo e clima. Atualmente podemos citar cinco
padrões em operação no mundo (DVB, ATSC, DTMB, ISDB e ISDB-TB), estes padrões
adotam diferentes sistemas, para modulação do sinal de difusão; transporte de uxos
elementares de áudio, vídeo, dados e aplicações; codicação e qualidade de áudio e vídeo;
e serviços de middleware. A gura 2.3 mostra os principais sistemas de TVD mundiais: o
americano (ATSC), europeu (DVB) e o japonês (ISDB), que serão descritos nas subseções
seguintes.
2.1. TV DIGITAL
13
Figura 2.3: Sistemas Mundiais de TV Digital.
ATSC
O sistema americano Advanced Television Systems Committee (ATSC)7 , desenvolvido
nos Estados Unidos e em funcionamento desde 1998, tem foco principal na transmissão
de alta denição (HDTV, High Denition Television ) e secundariamente à interatividade
e multiprogramação. O padrão de modulação é o 8-VSB (8 Level Vestigial Side Band
Modulation ), que prioriza a transmissão por cabos, ao invés de antenas, e possui uma
taxa de transmissão de 19,8 Mbps, com largura de banda variando entre 6 e 8 MHz.
Para o processo de codicação (compressão) de vídeo é utilizado o padrão MPEG-2,
enquanto que a codicação de áudio é feita através do padrão Dolby AC-3. O transporte
dos dados (multiplexação) é realizado pelo MPEG-2 System: Transport Stream. Por m,
o middleware utilizado é o DASE (Digital TV Application Software Environment ), que
utiliza a JVM (Java Virtual Machine ) e permite também o uso de linguagens declarativas,
como o XHTML (eXtensible Hypertext Markup Language ).
DVB
O padrão de transmissão DVB (Digital Video Broadcasting )8 foi criado por um consórcio europeu para transmissão de TV Digital, sendo o sistema mais utilizado no mundo.
O DVB possui cinco subdivisões em relação ao sistema de transmissão: DVB-T: Terrestre, por radiodifusão, DVB-C: Cabo, DVB-S: Satélite, DVB-H: móveis e IPTV: Cabo
Telefônico. Na maioria das TVs pagas da Europa o sistema utilizado é o DVB-S, e os
7 http://www.atsc.org/
8 http://www.dvb.org/
2.2. SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
14
receptores (set-top boxes ) subsidiados pelas operadoras de TV ou até gratuitos.
A especicação para difusão terrestre, DVB-T, utiliza o padrão de modulação COFDM
(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing ), cuja taxa de transmissão varia entre 5 e 31,7 Mbps, de acordo com os parâmetros utilizados na codicação e modulação
do sinal. Pode operar em canais de TV de 6 a 8 MHz. A codicação de áudio/vídeo
é realizada através do padrão MPEG-2, já a multiplexação (transporte dos dados) é
feita pelo MPEG-2 System: Transport Stream. O middleware é o MHP (Multimedia
Home Platform ) [Pazos-Arias et al. 2008] baseado no uso de uma JVM e um conjunto de
APIs, possibilitando que programas feitos em Java acessem recursos do receptor de forma
padronizada. Uma aplicação DVB que utiliza Java é chamada DVB-J. Na especicação
1.1 do MHP foi introduzido o DVB-HTML. Possibilita entre diversos outros recursos o
download de aplicações, que são armazenadas em memória persistente e acesso a smartcards.
ISDB
O padrão ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting )9 é o sistema de TVD desenvolvido no Japão, em 1999. Utiliza o padrão de modulação COFDM, com algumas variações para transmissão terrestre. Possui uma taxa de transferência que varia entre 3,65 e
23,23 Mbps, com largura de banda de 6 a 8 MHz. As maiores vantagens deste sistema são:
grande exibilidade de operação e potencial para transmissões móveis. Para compressão
de vídeo utiliza o padrão MPEG-2, enquanto pra compressão de áudio utiliza o MPEG-2
ACC Audio. O processo de transporte dos dados é feito pelo MPEG-2 System: Transport
Stream, como todos os outros sistemas. O middleware é o ARIB10 denido pela organização ARIB (Association of Radio Industries and Businesses ), esse middleware é formado
por alguns padrões, como: ARIB STD-B23 (Application Execution Engine Platform for
Digital Broadcasting ), baseada no middleware MHP, indica uma tendência de entrar em
conformidade com o DVB-MHP. ARIB STD-B24 (Data Coding and Transmission Spec-
ication for Digital Broadcasting ), dene uma linguagem declarativa denominada BML
(Broadcast Markup Language )11 , baseada em XML (eXtensible Markup Language ), é usada para especicação de serviços multimídia para TV digital.
2.2 Sistema Brasileiro de TV Digital
O Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) [CPqD 2006] é um padrão de transmissão
de TV Digital desenvolvido no Brasil, tendo como base o padrão japonês ISDB, adicionado
9 http://www.isdb-t.org/
10 http://www.arib.or.jp/english/
11 http://en.wikipedia.org/wiki/Broadcast_Markup_Language
2.2. SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
15
de tecnologias consolidadas em TVD, como a API Java TV, a JMF (Java Media Frame-
work ), IPTV (Internet Protocol TV ), etc., além de tecnologias frutos de pesquisas das
universidades brasileiras, como o próprio middleware GINGA e a NCL (Nested Context
Language ), que serão abordados nas subseções seguintes. O SBTVD conduz e determina quais elementos são necessários para o desenvolvimento de um sistema de TVDi de
acordo com as características inerentes ao Brasil, discutidas em [CPqD 2006], como: middleware ; canal de interatividade; e as técnicas de compressão, transmissão e modulação
de áudio/vídeo. A gura 2.4 mostra a divisão em camadas do SBTVD e respectivamente
os padrões adotados pelo Brasil em cada uma.
Figura 2.4: Camadas do Sistema Brasileiro de TV Digital [SOUZA 2007].
Como vimos, na especicação do SBTVD, foi escolhida a codicação de vídeo H.264
ou MPEG-4, que utiliza a mesma estrutura básica do algoritmo de codicação do MPEG2, porém com novas funcionalidades que oferecem um aumento na qualidade da imagem,
evitando distorções. Para a compressão do áudio, utiliza-se o MPEG-2: AAC assim como
o MPEG-4: AAC, o que dá suporte ao som estéreo e ao som surround. Assim como
os outros sistemas mundiais, transporte dos dados é realizado pelo MPEG-2 System:
Transport Stream. O padrão de modulação utilizado pelo SBTVD é o BST-OFDM (Band
Segmented Transmission-Orthogonal Frequency Division Multiplexing ), que é baseado no
sistema japonês (ISDB) de modulação. Com isso, a transmissão terrestre e recepção em
dispositivos móveis se torna viável. Em relação ao middleware adotado no SBTVD, a
solução foi a concepção de um middleware Open source, denominado Ginga (produto de
tecnologia nacional desenvolvido em projetos de pesquisa), que será descrito na subseção
seguinte.
2.2. SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
16
2.2.1 GINGA
Ginga [GINGA 2009] é a camada de software intermediária (middleware ) que permite o
desenvolvimento de aplicações interativas para a TV Digital do SBTVD de forma independente da plataforma de hardware dos fabricantes de terminais de acesso (Set-Top Boxes ).
Assim, o Ginga oferece uma série de facilidades para o desenvolvimento de conteúdo e
aplicativos para TV Digital, entre elas a possibilidade desses conteúdos serem exibidos
nos mais diferentes sistemas de recepção, independente do fabricante e tipo de receptor
(TV, celular, PDAs, etc), sendo compatível com as normas internacionais ITU12 J.200,
J.201 e J.202.
A arquitetura do Ginga pode ser dividida em três módulos principais: Common Core,
Ginga-NCL e Ginga-J, os dois últimos compõem o Ginga Specic Service, como mostrado
na gura 2.5.
Figura 2.5: Arquitetura do middleware Ginga [Soares 2007].
Como vimos, os módulos Ginga-NCL e Ginga-J estão em uma camada sobre os serviços
oferecidos pelo Ginga CC (Common Core ). Essa camada é comum às duas de forma a
suprir as necessidades de decodicação e apresentação de tipos de conteúdo comum, tais
como PNG, JPEG, MPEG e outros formatos. O Ginga CC é composto por decodicadores de conteúdo comum e procedimentos para obter conteúdos, transportados em
uxos de transporte MPEG-2 ou através do canal de retorno. Além disso, segue o modelo
especicado pelo SBTVD.
O middleware Ginga tem como objetivo garantir a interoperabilidade das aplicações
em diferentes implementações de plataformas que o suportam. As aplicações Ginga são
classicadas em duas categorias, dependendo se a aplicação inicialmente processada possui conteúdo de natureza declarativa ou imperativa. Essas categorias de aplicações são
chamadas de aplicações declarativas e aplicações procedurais, respectivamente. Os ambientes de aplicação são igualmente classicados em duas categorias, dependendo se eles
12 http://www.itu.int/en/pages/default.aspx
2.2. SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
17
processam aplicações declarativas ou procedurais, sendo então chamados de Ginga-NCL
e Ginga-J, respectivamente, e descritos nas subseções a seguir.
GINGA-NCL
O módulo Ginga-NCL [Soares 2007] foi desenvolvido para prover uma infra-estrutura de
apresentação de aplicações baseadas em documentos hipermídia escritos em linguagem
NCL (Nested Context Language)13 ou XHTML, com facilidades para a especicação de
aspectos de interatividade, sincronismo espaço-temporal de objetos de mídia, adaptabilidade e suporte a múltiplos dispositivos. Em conjunto com a linguagem NCL, pode-se
fazer uso também da linguagem Lua14 , adicionando o paradigma imperativo de forma
eciente, rápida e leve.
No Ginga-NCL, uma aplicação de TVDi pode ser gerada ou modicada em tempo de
execução, através de comandos de edição, pois ela oferece uma separação entre o conteúdo
e a estrutura da apresentação. Diferentemente de aplicações utilizando linguagens procedurais, o programador precisa apenas fornecer o conjunto de tarefas a serem realizadas
e o próprio formatador do Ginga-NCL irá interpretá-las e executá-las, de forma fácil e
rápida.
GINGA-J
Por sua vez, os ambientes procedurais se caracterizam pelo fato do programador possuir
um controle maior sobre a execução da aplicação e um poder de expressão ainda maior,
devido ao nível de abstração ser mais baixo, comparado-se às linguagens declarativas.
Assim, o desenvolvedor que utilizar este módulo para construção de sua aplicação será
capaz de denir todo o uxo de controle e execução da mesma. Todavia, isto acarreta
em um alto custo em termos de implementação e manutenção (maior chance de erros),
devido ao aumento da complexidade da codicação. O Ginga-J [Souza 2007] visa prover
uma infra-estrutura de execução de aplicações baseadas em linguagem Java. Ele é uma
plataforma que utiliza outras APIs para o processamento de classes compiladas. Estas,
são consideradas como componentes e cada uma é denida para um tipo de serviço, como
por exemplo a API Java TV para acesso a arquivos de mídia armazenados no set-up box. O
Ginga-J está dividido em três módulos, que são JVM, núcleo e APIs de desenvolvimento,
que por sua vez são subdivididas em:
• Verde - onde estão localizadas as classes e bibliotecas que mantém a compatibilidade
com os sistemas americano e europeu;
• Amarela - que provê suporte a múltiplos usuários, dispositivos e redes;
13 http://www.ncl.org.br/
14 http://www.lua.org/portugues.html
2.2. SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
18
• Vermelha - onde as aplicações podem ser recebidas, armazenadas e executadas.
2.2.2 NCL
A linguagem NCL - Nested Context Language [Language. 2010] - é uma linguagem declarativa para autoria de documentos hipermídia baseados no modelo conceitual NCM Nested Context Model [Casanova et al. 1991] - e foi desenvolvida utilizando uma estrutura
modular, seguindo os princípios adotados pelo W3C. Dessa forma, seus módulos para especicação de conectores e templates de composição, chamados XConnector e XTemplate
respectivamente, podem ser incorporados a outras linguagens existentes, como por exemplo XHTML, usada para autoria de documentos na Web. Dentre os recursos oferecidos
por esta linguagem, destacam-se:
• denição de conectores hipermídia e de bases de conectores, que permite a especicação de relações de sincronização e de referência entre os elos (nós de mídia);
• autoria de nós de mídia (com inserção de vídeo, texto, scripts, etc);
• reuso de elos e bases de elos em diferentes documentos;
• denição de portas e mapeamentos para nós de composição, permitindo criação de
aplicações baseadas em componentes;
• reuso da denição de estruturas e a especicação de restrições sobre documentos;
• modelo de layout espacial, que possibilita especicar informações para posicionamento de objetos em um dispositivo de saída; entre outros.
2.2.3 Lua
Lua [Lua 2010] é uma linguagem de programação poderosa, rápida e leve, projetada
para estender aplicações. Ela combina sintaxe simples para programação procedural com
poderosas construções para descrição de dados baseadas em tabelas associativas e semântica extensível. Lua é tipada dinamicamente e interpretada a partir de bytecodes para uma
máquina virtual baseada em registradores, e tem gerenciamento automático de memória
com coleta de lixo incremental. Essas características fazem de Lua uma linguagem ideal
para conguração, automação (scripting ) e prototipagem rápida. Neste sentido, esta linguagem é utilizada amplamente na construção de aplicações sobre o middleware Ginga,
em seu módulo NCL, onde se torna um elemento fundamental para prover interação do
usuário com aplicações descritas em NCL (descrita na subseção anterior). Dentre outras
características, as principais providas por esta linguagem são:
• uxo de controle baseado em eventos;
2.2. SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
19
• acesso a páginas Web (através da classe tcp.lua );
• criação de primitivas grácas (utilização do módulo canvas )
• persistência de dados;
• mecanismos procedurais em documentos NCL; entre outras.
2.2.4 Java TV
Java TV15 se trata de uma API que estende a plataforma Java e foi desenvolvida pela
Sun Microsystems16 para prover acesso e funcionalidades num receptor de televisão digital.
Tais funcionalidades incluem:
• uxo de áudio e vídeo;
• acesso condicional;
• acesso aos dados nos canais de transmissão;
• acesso aos dados do SI (Service Information);
• controle do sintonizador de canais;
• sincronização da mídia, para permitir que conteúdo interativo seja sincronizado com
o vídeo e o áudio do programa;
• gerenciamento do ciclo de vida das aplicações, que vai permitir que as aplicações
coexistam com conteúdo televisivo como vídeo-aulas, por exemplo;
• canal de retorno (acesso a Internet); entre outras.
2.2.5 Java Media Framework
A API Java Media Framework (JMF)17 permite que áudio, vídeo e outras mídias baseadas
em tempo sejam adicionadas às aplicações e applets baseados na tecnologia Java. Desta
forma, pode-se capturar, reproduzir, transmitir e decodicar vários formatos de mídia, o
que é uma extensão do Java 2 Platform Standard Edition (J2SE) para desenvolvedores
multimídia, fornecendo uma ferramenta poderosa para o desenvolvimento evolutivo, além
de ser uma tecnologia multi-plataforma.
15 http://java.sun.com/javame/technology/javatv/
16 http://www.sun.com/
17 http://java.sun.com/javase/technologies/desktop/media/jmf/
2.2. SISTEMA BRASILEIRO DE TV DIGITAL
20
2.2.6 Xlets
O conceito de Xlet [JAVATV 2009] foi introduzido pela Sun através da API Java TV e
foi adotado por vários padrões de middleware. Uma Xlet em um ambiente de televisão
interativa equivale a um applet Java em um browser para PC. Assim como o applet,
que é carregado pelo browser através da Internet quando o usuário acessa determinado
endereço, o Xlet é difundido em uma seqüência de transporte MPEG-2 e carregado pelo
set-top box quando o telespectador seleciona determinado serviço (ou canal).
2.2.7 IPTV
IPTV [Held 2006] é, basicamente, uma tecnologia para entrega de serviços de televisão
digital e outras mídias por meio de uma conexão banda larga. Através dela podemos obter
qualidade de serviço e garantir a entrega completa dos recursos educacionais, tais como
vídeo-aulas, conteúdo em texto (problemas, exercícios, resoluções, etc.), entre outros.
Assim, torna-se importante o uso dessa tecnologia para um ambiente em t-learning, uma
vez que perdas de informações podem atrasar o processo de aprendizagem ou até mesmo
inviabilizá-lo. Além disso, a IPTV permite a personalização do que se está assistindo, bem
como a conguração de pers de clientes, sendo que para cada um, pode-se estabelecer
uma programação diferente tanto de lmes e canais, quanto de aplicativos. Por m,
esta tecnologia permite o tráfego em mão dupla de informações em qualquer dispositivo
capaz de codicar/decodicar datagramas IP, permitindo a interação entre o estudante e
o sistema tutor, por exemplo.
A gura 2.6 mostra um sistema simplicado, que pode ser de t-learning por exemplo,
onde os provedores de conteúdo poderiam ser uma emissora de TV, um servidor Web, etc.
Figura 2.6: Sistema Simplicado de IPTV. [Murer 2007]
2.3. INTERATIVIDADE E USABILIDADE NA TVDI
21
2.3 Interatividade e Usabilidade na TVDi
Com a chegada da nova era da TV, agora digital, torna-se necessário tratar conceitos que
antes eram vistos apenas nas pesquisas referentes às aplicações de e-learning, limitadas ao
computador apenas. Dentre estas pesquisas, as que causam mais impacto ao telespectador
são: interatividade e usabilidade, pois se antes ele recebia em sua TV apenas áudio e vídeo,
agora, além destas mídias, ele poderá acessar aplicações interativas, sejam interações
locais ou remotas com o sistema. Para que este usuário possa interagir com as aplicações
em t-learning é necessária uma interface intuitiva, com a qual ele não está habituado
encontrar nas telas dos aparelhos televisores, permitindo uma interação ecaz. Além
disso, em uma grande parte dos casos no Brasil o usuário da TV comum está acostumado
apenas a interagir com um controle remoto e está apto a apenas alterar o canal ou volume
de seu aparelho, nunca tendo ele interagido com um computador, assim, torna-se ainda
mais complexo o processo de projeto de uma interface com foco em interatividade e boa
usabilidade.
Em se tratando de TVDi, a usabilidade é um requisito não-funcional de extrema
importância, pois diferentemente de softwares de computador, onde este requisito os
torna diferenciados no mercado, na TVDi se demonstra um fator crítico para o sucesso e
aceitação do produto nal, sobretudo em aplicações em t-learning.
2.3.1 Conceitos de Interatividade
Embora o termo interatividade tenha surgido na década de 60, ainda existe diculdade em deni-lo, havendo inúmeras interpretações. Lippman (1998) descreve-o como
uma atividade simultânea da parte dos participantes, normalmente trabalhando em direção de um mesmo objetivo. No contexto tecnológico, pode-se citar a denição de
Rafaeli (1988) que dene interatividade como sendo a extensão do quanto um usuário
pode participar, inuenciar ou modicar a forma e o conteúdo de um ambiente computacional. Encontram-se ainda inúmeras denições a respeito de interatividade, em
diferentes contextos e campos, como na pedagogia, comunicações, psicologia, biologia,
entre outros. Portanto, ainda não há um consenso sobre interatividade que seja transdisciplinar [WAISMAN 2006].
Atualmente, a Interatividade é uma palavra de ordem no mundo dos aparelhos eletrônicos. Sobretudo no mercado competitivo ao qual presenciamos, onde tudo se vende como
interativo. Temos agora, ao nosso alcance, redes interativas como eletrodomésticos, jogos eletrônicos, Internet, televisões interativas, cinema interativo, entre outras. A noção
de interatividade está diretamente ligada aos novos aparelhos digitais. O que compreendemos hoje por interatividade, nada mais é que uma nova forma de interação técnica, de
cunho eletrônico-digital, diferente da interação analógica que caracterizou os aparelhos
2.3. INTERATIVIDADE E USABILIDADE NA TVDI
22
tradicionais, como telefone analógico convencional, TV analógica, etc.
No que diz respeito ao percurso tecnológico da televisão, poderemos ver com clareza a
evolução da interação técnica, denida em quatro níveis [LEMOS 1995]. Na interação de
nível 0, a TV é em preto e branco, com apenas um ou dois canais. A interatividade aqui,
se limita à ação de ligar ou de desligar o aparelho, regular volume, brilho, contraste ou
mudar para outra emissora. Depois aparece a TV em cores e outras opções de emissoras. O
controle remoto permite que o telespectador possa zappear, isto é, navegar por emissoras
ou canais de TV dos mais diversos tipos e gêneros, possibilitando uma certa autonomia
ao telespectador, neste caso, pode-se chamar de interação de nível 1. O zapping
é assim considerado por Lemos um antecessor da navegação contemporânea na World
Wide Web (WWW). No nível 2, alguns equipamentos invadem a televisão de forma
complementar como o vídeo-cassete (posteriormente o aparelho de DVD), os consoles de
jogos eletrônicos, etc., fazendo com que o telespectador se aproprie do objeto TV (para
outros ns, como ver vídeos ou jogar) e das programações (gravar e assistir o programa na
hora que quiser), tornando-se independente do tempo em que os programas são exibidos
na TV. É no nível 3 que aparecem sinais de uma interatividade de cunho digital, onde
o usuário pode interferir no conteúdo das emissões a partir de telefones, fax ou e-mail,
conforme são encontradas nas emissões brasileiras, por exemplo, como Você Decide,
ou Intercine 18 . No Nível 4, a chamada Televisão Digital Interativa (TVDi) surge,
possibilitando a participação interativa, de fato, ao conteúdo informativo das emissões
em tempo real (escolher ângulos e câmeras, horários em que deseja assistir o programa,
preferências de lmes, entre várias outras possibilidades) como a experiência do Videoway
no Canadá [Cohen 1995], por exemplo.
2.3.2 Conceitos de Usabilidade
O conceito de usabilidade surgiu nos computadores, de acordo com [BECKER 2006],
através da norma ISO 9241-11 (1998), na qual está denido que o alcance pelo qual um
produto e/ou serviço pode ser usado por usuários especícos para atingir metas especícas
com ecácia, eciência e satisfação em um especíco contexto de uso.. Embora esta norma
não seja recente, as diculdades em encontrar aplicações que a siga em computadores ainda
persiste. Na área da TVDi, este conceito também deve ser considerado, sobretudo devido
à heterogeneidade dos futuros usuários dos sistemas interativos níveis de formação ainda
mais dispares que os usuários de computador, com alguns alfabetizados digitalmente e
outros sem nenhuma alfabetização digital, por exemplo. Enm, o público da TV interativa
é muito mais variado do que os usuários de computadores e mesmo da Internet.
18 Ambas são emissões da Rede Globo de Televisão. Em Você Decide, o espectador pode decidir,
pelo voto por telefone, o nal da história. Aqui a escolha se limita a duas possibilidades de desfecho do
drama. Já em Intercine, os espectadores podem escolher o lme que passará no dia seguinte, escolhendo
(também por telefone) a partir de três opções propostas pela emissora.
2.3. INTERATIVIDADE E USABILIDADE NA TVDI
23
A TVDi, vista como uma combinação de TV e o canal de retorno, possibilitará ao
usuário receber/enviar informações de um sistema remoto. Para que essa comunicação
TV-telespectador seja facilitada se faz necessário um padrão de usabilidade, permitindolhe uma boa ecácia e eciência na interação. Na TVDi, torna-se ainda mais importante
a preocupação sobre usabilidade, uma vez que esta é a tecnologia mais democrática existente no Brasil, não se podendo elitizar seu uso por mal projeto de usabilidade. Quando
se fala em aplicação para TV é inevitável a comparação com os recursos disponíveis nas
aplicações da WEB e dos computadores pessoais. A limitação dos recursos de uma TV
Digital interativa e a demanda por mais recursos para a TV vêm despertando debates
em fóruns e conferências com relação a forma com que os recursos serão exibidos para o
telespectador.
A TV apresenta diversas diferenças em relação a um PC [BECKER 2006], que não
podem ser ignoradas quando da concepção do projeto de interface da aplicação em TVDi.
Entre essas diferenças, as principais encontradas na TV comparada a um PC são: uma
tela de menor resolução, área periférica sujeita à distorção, disponibiliza dispositivos bastante limitados de interação, não oferece rolagem horizontal, apresenta maior lentidão
nas respostas, entre outras. Todas estas características limitam bastante os recursos de
usabilidade em um projeto para aplicações de TVDi. Por exemplo, esta menor resolução
obriga à utilização de fontes com formato bem maior e com uso muito maior de área na
tela. A consequência disto é um espaço reduzido para disponibilização de informações
complementares (interativas) ao vídeo em exibição. A Figura 2.7 apresenta, além das
diferenças técnicas, as diferenças culturais entre os contextos de aplicações para computador e televisão. Estas características também implicam em um grande impacto nas
decisões de projeto das aplicações na TVDi.
Figura 2.7: Características da Televisão x Computador [PICCOLO 2006].
2.4. MASSAYO-F
24
Existem alguns padrões de usabilidade para interfaces em TVDi, encontrados nos
manuais e guias de organizações internacionais que já trabalhavam com TVD antes desta
nova tecnologia ser inserida no Brasil. Nestes manuais podemos encontrar sugestões e
informações úteis que permitem o desenvolvimento de interfaces grácas mais agradáveis
e intuitivas. Uma lista de padrões/recomendações de usabilidade em TVDi pode ser encontrada em [BECKER 2006] [BARROS 2006] [LIB 2002] [ARV 2004] [TIR 2010]. Além
destas, temos o guia da BBC de Londres [BBC 2006], que é uma das precursoras de
TV Digital na Europa e no mundo, onde são recomendados alguns formatos de fontes
para textos, cores para utilização dos elementos grácos, imagens e botões. Assim, um
desenvolvedor em TVDi que seguir este guia deve considerar:
• O tamanho das fontes no texto não deve usar tipos menores que 24 pontos;
• nenhum texto deve ter fontes menores que 18 pontos em qualquer circunstância;
• as entrelinhas nos textos devem ser maior que o normal;
• os espaços entre os caracteres deve ser aumentado em 30%;
• um texto deve ter no máximo 90 palavras aproximadamente;
• textos separados em pequenos blocos para serem lidos instantaneamente;
• textos claros com fundos escuros; entre outras.
2.4 MASSAYO-F
O MASSAYO-F [Bittencourt et al. 2009] é uma plataforma para desenvolvimento de ambientes interativos de aprendizagem que utiliza recursos tanto de Engenharia de Software
quanto de Inteligência Articial para dar suporte a construção de ambientes baseados em
três papéis fundamentais: estudante, professor e autor. Seus principais objetivos são:
• permitir a rápida construção de sistemas tutores inteligentes;
• permitir adaptatividade de acordo com as necessidades do usuário;
• fazer uso de agentes tutores autônomos de forma a guiar o estudante no processo
de aprendizagem;
• disponibilizar serviços semânticos a m de que possam ser utilizados por agentes
e descobertos via Web. Dentre outros serviços disponíveis, tem-se: chat, fóruns,
exibição de conteúdo, exemplos, resolução de problemas.
2.4. MASSAYO-F
25
Enm, é a partir do framework que todo o processo de ensino-aprendizagem será realizado.
A gura 2.8 mostra a arquitetura (descrição completa em [Bittencourt 2009]) baseada em
agentes e serviços presente no framework. Estes serviços poderão ser invocados através de
aplicativos utilizando a API do Java TV ou através de programas em NCL utilizando Lua,
a m de suprir determinado objetivo educacional. Estes aplicativos estarão na camada
superior fazendo requisições ao Service Manager, através da Fachada, a m de obter os
serviços desejados, como o próximo conteúdo a ser visto pelo estudante de acordo com
seu nível de conhecimento, por exemplo.
Figura 2.8:
Arquitetura do MASSAYO-F baseada em Agentes e Serviços.
[Bittencourt et al. 2009]
Capítulo 3
Ferramentas de Desenvolvimento e
Casos de Uso em T-Learning
Este capítulo tem por objetivo apresentar as principais ferramentas de desenvolvimento
em TVDi, mostrando os ambientes de programação e os emuladores utilizados para testes
antes de serem realmente implantados em um set-top box. Além disto, será discutido
brevemente o foco das aplicações em t-learning, apresentando-se também as arquiteturas
empregadas na concepção de tais aplicações, bem como alguns sistemas já criados nesta
área.
3.1 Ferramentas de Desenvolvimento em TVDi
Nesta seção serão mostrados os principais ambientes de desenvolvimento (programação)
utilizadas pela comunidade de TVD, principalmente a brasileira, que são: o Composer 3.1.1, para desenvolvimento de aplicações declarativas em NCL; o plugin NCL
Eclipse para programação declarativa na plataforma Eclipse1 ; e na subseção 3.1.3, são
relacionados os principais emuladores para aplicações criadas com a API Java TV, o
XleTView 3.1.3 e o OpenMHP 3.1.3, além do emulador para aplicações declarativas, conforme apresentada na seção 3.1.3.
3.1.1 Composer
O Composer [GUIMARÃES 2007] é uma ferramenta de autoria hipermídia desenvolvido
pelo Laboratório TeleMídia do Departamento de Informática da PUC - Rio2 . Com essa
ferramenta, é possível construir programas audiovisuais interativos para TVD nos moldes
do SBTVD (pelo Ginga-NCL) com pouco conhecimento da linguagem NCL. Para facilitar
o desenvolvimento de tais aplicações, o Composer usa uma abordagem com diferentes tipos
1 http://www.eclipse.org/
2 http://www.telemidia.puc-rio.br/pt/index.html
26
3.1. FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO EM TVDI
27
de abstração, podendo ser adotados em uma ferramenta de autoria hipermídia, variando-se
entre as diferentes visões oferecidas. Cada tipo de abstração possui um conjunto de vantagens e desvantagens em relação às demais, dependendo do que for necessário, fazendo-se
uso de mais de uma delas para alcançar o conjunto de funcionalidades desejadas. Assim,
esta ferramenta oferece quatro visões, como recursos de desenvolvimento, como pode ser
visto na Figura 3.1:
Figura 3.1: Ferramenta de Autoria Composer e suas Visões.
• Estrutural (1) - abstrai, através de uma representação gráca, as principais entidades denidas na NCL. Nessa visão o autor pode criar, editar e apagar objetos
de mídia que compõem um documento, composições (conjuntos de objetos e seus
relacionamentos), e elos (relacionamentos entre objetos);
• Layout (2) - ajusta a disposição espacial dos objetos de mídia nos dispositivos de
exibição. Através dessa visão, o autor pode criar, editar e apagar regiões espaciais
associadas à exibição inicial dos objetos, sem necessidade de alterar o código NCL;
• Temporal (3) - provê os relacionamentos temporais entre os objetos de mídia, permitindo que a especicação temporal dos programas seja realizada através da distribuição gráca dos objetos em relação a um eixo temporal (linha do tempo);
• Textual (4) - é a visão comum a qualquer ambiente de desenvolvimento em NCL,
permitindo a edição via código da aplicação, o que interfere diretamente nas outras
visões.
3.1. FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO EM TVDI
28
Além das regiões mencionadas, a interface gráca do Composer é formada por uma
barra de menus e por uma barra de ferramentas que oferecem algumas funcionalidades
especícas para cada visão, como, por exemplo, a ativação das caixas de diálogo na visão
temporal. As barras de menu e de ferramentas também oferecem funcionalidades que são
comuns a todas as visões, como, por exemplo, a conguração do ambiente para ativar o
modo de edição ao vivo.
No ambiente de autoria Composer as quatro visões funcionam de forma síncrona, a
m de oferecer um ambiente integrado aos autores. Além das funcionalidades oferecidas
pelas visões, para auxiliar o processo de produção de programas junto às emissoras de
TV, o ambiente Composer oferece ainda suporte à edição dos programas em tempo de
apresentação, permitindo que seus produtores realizem operações de edição ao vivo. Além
disso, o ambiente Composer também oferece um simulador, que permite que o autor de
um documento possa realizar sua exibição.
3.1.2 NCL Eclipse
O NCL Eclipse3 tem o objetivo de agilizar o desenvolvimento de aplicações para TV digital
Interativa em NCL. Desenvolvido como um plug-in para o Eclipse, o NCL Eclipse permite
que todas as facilidades deste conhecido ambiente sejam reutilizadas, facilitando sua integração com outras ferramentas de desenvolvimento. Assim, o NCL Eclipse foi desenvolvido
a m de tornar o trabalho de autores de apresentações interativas em NCL mais rápido e
menos propenso a erros. Este plug-in tem como princípios básicos: produtividade, facilidade e integração no desenvolvimento de conteúdo interativo para o Ginga-NCL, que faz
parte do Sistema Brasileiro de TV Digital. Dentre as principais funcionalidades providas
pelo plug-in podemos destacar:
• Navegação no código-fonte por meio de hiper-elos4 ;
• Mecanismo de hiper-elos inversos, possibilitando vericar quem referencia o elemento
que está sendo editado;
• Pré-visualização do conteúdo das mídias (imagens, áudio, vídeo e texto), sem necessidade de sair do ambiente de autoria;
• Visualização gráca de regiões NCL;
• Validação multilíngue do documento NCL (mensagens em português, inglês e espanhol);
3 http://laws.deinf.ufma.br/ñcleclipse/index.html
4 Hiper-elos são usados para a denição de relacionamentos entre nós, que são fragmentos de informação
(vídeo, texto, áudio, etc.) em NCL.
3.1. FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO EM TVDI
29
• Coloração sintática das tags, atributos e comentários XML;
• Outline View, possibilitando navegar no documento NCL através de uma estrutura
de árvore;
• Sugestão de código (auto-completar) dinâmica e contextual, segundo a Norma
ABNT NBR 15606-2:2008;
• Validação automática de documentos NCL e marcação do erro no documento;
• Mecanismo para esconder/revelar blocos de código (folding );
• Formatação automática de código XML;
• Execução do documento NCL usando o Ginga NCL Emulator (descrito a seguir).
3.1.3 Emuladores de TVD
Nesta seção serão apresentados os principais emuladores para PC, de código aberto, utilizados no desenvolvimento de aplicações TVDi nos moldes do sistema brasileiro, sem a
necessidade de utilizar set-up boxes para testes.
XletView
O XleTView5 é um emulador para aplicações procedurais em TVD com foco basicamente
na execução de Xlets. Possui o código aberto sob a licença GPL (General Public License)6 ,
e além de uma implementação de referência da API JavaTV, traz consigo implementações
de outras APIs especicadas no padrão MHP, como a Havi (Home Audio-Video interop-
erability )7 , DAVIC (Digital Audio-Video Council )8 e outras implementações especicas.
Além disto, este emulador é totalmente em Java, podendo ser executado tanto em
qualquer sistema operacional (multi-plataforma), bastando para isso utilizar o Java 2
Standard Development Kit (JDK) para compilar Xlets e executar o XleTView. Esse
emulador utiliza o JMF 2.1.1, porém com várias deciências, como a incapacidade de exibir
vídeo MPEG relacionado ou controlado por uma Xlet. Entretanto, este é o emulador com
maior facilidade de conguração, dedicado apenas a executar Xlets.
OpenMHP
O OpenMHP9 é software de código aberto que pode ser usado para desenvolver e testar
aplicações de televisão interativa em um PC. O software visa cumprir as especicações do
5 http://www.xletview.org/
6 http://pt.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_License
7 http://www.havi.org/
8 http://www.davic.org/
9 http://www.mhp.org/
3.1. FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO EM TVDI
30
sistema de TV Digital DVB-MHP, mas também pode ser utilizado para desenvolvimento
do SBTVD, pois é suportado pelo Ginga-J. Entretanto, devido a grande quantidade de
especicações do MHP a implementação deste emulador não está totalmente completa,
embora já esteja disponível para uso em grande escala, sendo muito útil no desenvolvimento de aplicações reais MHP e outros ambientes procedurais, como Java. Como um
projeto de código aberto, OpenMHP visa impulsionar o desenvolvimento de aplicativos
em TVDi, sobretudo através de trabalhos individuais, pequenas empresas, universidades
e outras organizações, possibilitando também o desenvolvimento do próprio emulador de
acordo com suas necessidades.
O emulador OpenMHP é implementado com a linguagem de programação Java, pelo
fato de que aplicações em MHP também são escritas em Java e por ser amplamente conhecida, fácil de usar e disponível gratuitamente. Atualmente, este emulador não contém
bibliotecas nativas, necessitando-se apenas do JRE (Java Runtime Environment ) para que
possa ser utilizado em qualquer sistema operacional (multi-plataforma). Dentre as principais características deste emulador podemos citar: impossibilidade de executar vídeos
(como o XleTView), provê exibição de imagens, execução de áudio, entrada de dados
via controle remoto, exibição de legendas, criação de canal de retorno bastante limitado,
debugging, entre outras.
Virtual Ginga-NCL STB
O set-top box virtual Ginga-NCL10 é uma máquina virtual (fedora-fc7-ginga-i386), construída para facilitar o processo de distribuição e implantação do Ginga-NCL versão C++,
é a versão do player NCL que conta com os mais avançados recursos de apresentação de
aplicações declarativas, melhor desempenho e maior proximidade de uma implementação
embarcada em set-top boxes reais.
Este ambiente virtual em C++ foi criado devido aos problemas encontrados no GingaNCL Emulator (escrito em Java), que deve ser usado para testes de programas NCL
simples. Esse não oferecia suporte a alfa blending, transparência, efeitos de transição,
entre outras funcionalidades. O Ginga-NCL Emulator está desatualizado e não estava em
conformidade com a norma ABNT NBR 15606-2. Entretanto o Ginga-NCL Emulator é
utilizado pela ferramenta Composer (descrita anteriomente) para execução de aplicações
em NCL-Lua.
10 http://www.gingancl.org.br/ferramentas.html
3.2. SISTEMAS DE TV DIGITAL INTERATIVA APLICADOS À EAD
31
3.2 Sistemas de TV Digital Interativa aplicados à EAD
Atualmente, existem muitos exemplos de como a TV digital interativa está sendo utilizada para ns educacionais, embora existam poucos se comparado com a quantidade
encontrada na Web. Em [da Rocha; Luís Meloni 2005] destacam-se as potencialidades
que aplicativos de TV Digital Interativa podem apresentar quando desenvolvidos para
educação. Nele, são apresentados trabalhos que foram desenvolvidos para auxiliar tanto
professores quanto alunos que utilizem a TVD em programas de EAD. As seguintes subseções tem por objetivo mostrar quais tipos de aplicações em t-learning estão sendo desenvolvidas, explicitando seus domínios, além de levantar as principais arquiteturas para
seu desenvolvimento, bem como sistemas correlatos já implementados.
3.2.1 Focos de Desenvolvimento em T-Learning
Focos em desenvolvimento de serviços educacionais em TVDI podem ser dados em muitas
direções, exemplicando alguma delas [Andreata 2006]:
• Educação informal ou programas educativos - redes de TVDI públicas nacionais
podem oferecer programas educativos a uma grande massa de usuários que teriam
oportunidade de interagir requisitando maiores informações através de ícones interativos. Existe ainda a possibilidade de ter a oportunidade de interagir em atividades
respondendo perguntas de múltiplas escolhas, por exemplo.
• Serviço de Apoio ao Professor em Sala de Aula - serviço que fornece, através de um
receptor de TVDI em sala de aula, conteúdo multimídia de apoio ao professor. Material multimídia com informações adicionais e interatividade local, como perguntas
e respostas.
• Serviços de Apoio ao Estudante em casa - Forneceria através de receptor de TVDI
na casa do aluno e da existência de um canal local ou mantido por um grupo
de escolas com currículo similar a possibilidade de acesso pelo aluno de material
extra classe, multimídia e enriquecido de interatividade permitindo maior xação
dos tópicos aprendidos. Poderia ainda prover formas de comunicação assíncrona
como correio eletrônico ou fórum de discussão, e formas síncronas, como salas de
bate papo, nas quais o aluno poderia trocar experiências ou informações com outros
alunos [PATACA 2004].
• Serviços de interação Pais-Escola - Forneceria serviços para os pais acessarem informações e se comunicarem com a escola, como acesso a bases de dados escolares,
como notas e freqüência, comunicações assíncronas como correio eletrônico e fórum
de discussões possivelmente integradas por pais e professores e ainda comunicações
3.2. SISTEMAS DE TV DIGITAL INTERATIVA APLICADOS À EAD
32
síncronas como salas de bate papo para busca de informações imediatas com pessoas
disponíveis nas escolas [PATACA 2004].
• Conhecimentos especícos através de serviços interativos em canais independentes
- Redes comerciais podem oferecer serviços interativos em canais independentes de
acordo com currículos de ensino nacionais ou recursos especícos como enciclopédias
on-line. As redes podem cooperar com editores tradicionais para oferecer estes tipos
de serviços, que podem ser disponibilizados através de pagamentos xos do tipo você
paga o que usa. Mensalidades xas são normalmente preferidas por consumidores
que possuem crianças com o interesse de usar este tipo de serviço, serviços similares
são encontrados na Internet.
• Serviços de aprendizado em vídeos sob demanda - Existe um mercado potencial
de vídeos sob demanda à medida que esta tecnologia car totalmente disponível.
Vídeos do tipo aprenda você mesmo ou faça você mesmo, seja para ensino de
idiomas ou reparos em carro ou casa podem ser tornar muito populares. Materiais
já existentes podem ser oferecidos através da TVDI.
• Melhorando canais temáticos - Canais temáticos, existentes em redes de TV a cabo
pagas, como National Geographic 11 ou Discovery Channel 12 podem ser acrescidos
de material interativo suprindo informações adicionais.
• TV personalizada - A TV pessoal é um conceito que pode ser posto em prática no
futuro (ainda mais com a consolidação da Web Semântica). Envolve a customização
da programação de acordo com o perl do usuário, identicado por exemplo, pelo
perl mapeado em ontologias [Bittencourt et al. 2009] na Web, armazenados no set-
top box. Ainda poderia dar ao usuário a possibilidade de assistir seus programas
preferidos no momento desejado sob demanda. Como identica o usuário poderia
ser utilizada para garantir que o usuário realmente assistiu o programa, garantindo
que ele recebeu a instrução desejada, ou se viu a aula programada.
3.2.2 Arquiteturas para Desenvolvimento Integrado Web-TV
Para desenvolvimento de aplicações em t-learning existe um framework chamado ATLAS
(Architecture for T-Learning interActive Services) introduzido em [Pazos-Arias et al. 2008]
e sua avaliação frente aos ambientes de e-learning no que diz respeito a aprendizagem do
estudante. Porém, esse tipo de abordagem faz com que sejam criados ambientes educacionais tradicionais, assim não se pode obter todas as vantagens que um ambiente de
11 http://www.nationalgeographic.com/
12 http://dsc.discovery.com/
3.2. SISTEMAS DE TV DIGITAL INTERATIVA APLICADOS À EAD
33
e-learning pode proporcionar juntamente com o ambiente de t-learning, como personalização do conhecimento e compartilhamento de informações/conteúdo em uma maior rede
de usuários. Isto poderia ser feito utilizando uma abordagem através da Web Semântica
e adaptabilidade provida pela IA (técnicas de Hipermídia Adaptativa), como acontece no
MASSAYO-F.
Em [Díaz Redondo et al. 2008] é mostrada uma arquitetura para um ferramenta de
autoria, que permite ao especialista prover conteúdos pedagógicos aos estudantes, além
de um sistema tutor inteligente residente no receptor de TV, que possui o conteúdo interativo e as preferências do usuário. Nesta abordagem, utiliza-se também ontologias
baseadas no SCORM (Sharable Content Object Reference Model [SCO 2004]) para modelagem do modelo pedagógico, estas também presentes em ambientes de educação na Web.
Entretanto, a complexidade de um ambiente de aprendizagem não está somente no modelo pedagógico, conforme é proposto por esta arquitetura, mas também são necessárias
ontologias que representem o domínio a ser aprendido e o modelo do usuário, a m de
as informações possam ser compartilhadas com outros ambientes de e-learning de forma
mais eciente.
Uma metodologia que visa interoperar aplicações em e-learning e TV Digital através de
integração de ontologias SCORM com TV-Anytime [TV-ANYTIME 2009] é apresentada
em [Frantzi et al. 2004]. A metodologia é proposta para facilitar o reúso na construção de
novos ambientes em t-learning através do mapeamento entre as ontologias e os meta-dados
de uma aplicação em TV-Anytime. Entretanto, embora a tarefa de construção de um novo
ambiente seja facilitada por essa metodologia, que consegue interoperar ambientes Web
e de TV, ainda se tem a grande complexidade na implementação de um ambiente de
t-learning, especialmente se os ambientes que estiverem interoperando possuem diferentes
infra-estruturas13 . Esta diculdade de implementação poderia ser amenizada fazendo uso
de Web Services, o que é provido pelo framework MASSAYO-F.
3.2.3 Sistemas Correlatos em T-Learning
Nesta seção algumas iniciativas de aplicações educativas em TVDi serão abordadas,
descrevendo-se brevemente suas características, funcionalidades e contribuições de acordo
com o tipo de aplicação de t-learning a qual pertence. Alguns exemplos de sistemas de
TVDi em uso para ensino foram encontrados. São principalmente serviços disponibilizados por canais de TV no Reino Unido, devido ao seu avanço na massicação de uso da
TVDi [Andreata 2006]. Dentre os quais destacamos a seguir.
O SOS Teacher (SOS Professor)14 , da Inglaterra, é um canal piloto disponibilizado
pela KIT (Kingston Interactive Television ) e colocado no ar em conjunto com a BBCi
13 Sistemas que possuam diferentes sistemas operacionais, aplicações em diferentes linguagens de pro-
gramação, protocolos de comunicação diferentes sobre a rede, enm, plataformas distintas
14 http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/
3.2. SISTEMAS DE TV DIGITAL INTERATIVA APLICADOS À EAD
34
, o canal interativo da BBC, que provê um serviço que envolve professores locais. Os
estudantes têm a opção ao acessar serviços disponíveis pela KIT de enviar uma pergunta
a um professor real através do envio de um e-mail através do set-top box. Normalmente
em trinta minutos um grupo de professores responde o questionamento via TVDi. As
perguntas também são armazenadas de forma que os estudantes possam acessá-las pelo
serviço de vídeo sob demanda no horário que desejarem.
O acesso a enciclopédias educacionais, canal de TVDi a cabo inglês, chamado de
NTL15 , permite aos seus assinantes o acesso a uma seção de procura por referências
no seu menu de interatividade. Os serviços disponíveis são buscas através de palavras
ou sentenças fornecidas no serviço de notícias da BBC, o BBC Newsround, pesquisa na
Enciclopédia Educacional Hutchinson e também na Enciclopédia de Oxford.
O canal CBeebies16 , da emissora BBC, disponibiliza um serviço com a nalidade de
desenvolver habilidades em crianças com idade entre 3 e 5 anos. Enquanto a programação
televisiva é apresentada na TV, no caso um programa infantil, a criança pode acessar uma
série de atividades interativas como, por exemplo, reconhecimento de cores e caracteres.
Contudo, estes trabalhos se mostram inecazes para um público grande de telespectadores, visto que não se tratam de sistemas de ensino personalizados e de interatividade
automatiza, onde o estudante poderia tirar dúvidas e aprender com o próprio sistema de
TVDi, com conteúdo provido por especialistas. Assim, outros trabalhos foram selecionados, em vista a amenizar este problema, e serão brevemente descritos a seguir.
O projeto InteraTV [Andreata 2006], desenvolvido pela Universidade Federal de Santa
Catarina, apresenta um portal para TVDi que emprega aplicações colaborativas na área
educacional, propondo seu uso em um cenário de ensino à distância. Utiliza-se para
isto, o middleware europeu MHP, baseado na linguagem Java. Este portal contribui
principalmente com a idéia de agrupar em um único portal educacional várias outras
aplicações interativas, exibidas em paralelo ao conteúdo principal televisivo. Porém, por
necessitar de um canal de retorno, reduz o público atingindo apenas àqueles com acesso a
um canal de retorno (Internet). Além disso, este portal foi construído fundamentalmente
para ser executado em um set-top box, o que despende um custo de processamento e
implementação maior do que se fosse um portal integrado a um sistema Web.
O Amadeus-TV [de Sousa Monteiro 2009], por sua vez, é um portal educacional na
TVDi integrado a um sistema de gestão de aprendizado Web, o Amadeus LMS. Este portal
propõe estender um conjunto de funcionalidades do ambiente Web para o contexto da
TVD, apresentando um ambiente comum integrado de t-learning com informações sobre
perl, ferramentas de interação com outros estudantes, vídeo-aulas, conteúdo adicional
informativo, etc. Além disso, uma certa personalização é possível através do sistema
de gestão de aprendizagem, por recomendar programas que sejam úteis ao aprendiz, de
15 http://www.bbc.co.uk/guidelines/futuremedia/desed/itv/iTV-Design_v1.pdf
16 http://www.bbc.co.uk/cbeebies/
3.2. SISTEMAS DE TV DIGITAL INTERATIVA APLICADOS À EAD
35
acordo com o seu perl. Entretanto, esta personalização é meramente reconhecida por
especialistas humanos, não sendo recomendados por um entendimento de máquina, que
poderia ser feito através de ontologias e técnicas de IA (Inteligência Articial), disponíveis
em [Bittencourt et al. 2009].
Contudo, o trabalho apresentado nesta monograa busca evidenciar o uso de um
sistema de aprendizagem a partir de um conjunto de modelos e ferramentas, MASSAYO [Bittencourt 2009] na concepção de uma aplicação simples de t-learning integrada,
como uma forma de amenizar os problemas citados.
Capítulo 4
Aplicação Proposta
Este capítulo tem por objetivo descrever a aplicação proposta neste trabalho, para isto
serão apresentados diagramas em UML - Unied Modeling Language1 (casos de uso, atividades, sequência, etc) para seu melhor entendimento. Além disso, uma visão estrutural
da aplicação será mostrada, destacando-se seus objetos e relacionamentos. Por m, a arquitetura em camadas tomada como base na construção da aplicação será descrita, bem
como seus inter-relacionamentos. A seguir é dada uma descrição geral desta aplicação,
criada através das ferramentas e tecnologias já descritas nesse trabalho, que tem como
objetivo principal facilitar o aprendizado através da TVD de forma personalizada, fácil e
intuitiva.
De um modo geral, esta é uma aplicação em t-learning que utiliza uma infra-estrutura
Web (MASSAYO-F) para acesso às funcionalidades de ensino, através de um canal de
retorno (Internet). Entretanto, é executado em um STB dentro das especicações do
SBTVD, utilizando o Ginga como middleware. Além disso, esta aplicação pode ser classicada como um serviço de aprendizado com vídeo sob demanda (VoD) com TV personalizada (vide seção 3.2.1), pois o estudante ao entrar no sistema poderá selecionar
um curso disponível em um servidor Web, que não tenha cursado ainda de acordo com
seu perl de aprendizagem e, após isso, iniciar o processo de ensino com a liberação das
vídeo-aulas de acordo com o avanço de seu nível de aprendizado, que seria atualizado no
servidor. Juntamente com as vídeo-aulas, seriam enviados ao receptor conteúdo informativo adicional em texto, resolução de problemas, questões de múltipla escolha a serem
respondidas, entre outros.
4.1 Levantamento dos Requisitos
Nesta seção serão descritos os requisitos funcionais e não-funcionais que nortearam a construção da aplicação. Muitos destes requisitos foram obtidos por herança de um sistema
1 http://www.uml.org/
36
4.1. LEVANTAMENTO DOS REQUISITOS
37
de ensino Web utilizando o framework MASSAYO-F [Bittencourt 2009], estendendo-os e
os adaptando ao ambiente de TVDi.
4.1.1 Requisitos Funcionais
Os requisitos funcionais se referem aos serviços e funcionalidades que um sistema ou
aplicação deve disponibilizar aos seus stakeholders. Em alguns casos, também podem
descrever comportamentos que o sistema não deve realizar. A Figura 4.1 apresenta os
principais requisitos da aplicação proposta, bem como uma breve descrição de cada um
deles.
4.1. LEVANTAMENTO DOS REQUISITOS
38
Figura 4.1: Requisitos Funcionais da Aplicação.
4.1.2 Diagrama de Casos de Uso
Um caso de uso é a descrição de um comportamento do sistema ou aplicação em relação
a uma entidade que se encontra fora deste (neste caso um ator). Em outras palavras, um
caso de uso descreve quem pode fazer o que com o sistema em questão. A utilização do diagrama dos casos de uso do sistema visa facilitar o entendimento dos requisitos
funcionais do mesmo, detalhando cenários nos quais atores realizam determinadas tarefas
contidas no documento de requisitos funcionais (mostrado na subseção anterior 4.1). Assim como estas tarefas, através do diagrama podemos ver os relacionamentos e dependências entre elas, bem como os atores envolvidos em suas realizações e casos especícos
(herança de comportamentos de outros casos). Na Figura 4.2 serão mostrados os casos
de uso referentes a aplicação proposta.
Como se pode ver no diagrama, a aplicação no STB faz acesso a certos serviços
disponíveis no servidor Web (Cadastro, Login e Sequenciamento), onde há uma separação
sobre o local em que determinada tarefa é realizada. Além disto, percebe-se que para
a execução de determinadas tarefas, faz-se necessário atividades extras (cláusula uses
ou include), como validar os campos fornecidos pela aplicação no servidor e criação do
curso (ontologias e recursos no MASSAYO-F [Bittencourt 2009]) a ser disponibilizado.
Por m, nota-se que os casos de uso de visualização de texto, guras e resolução de problemas são extensões do caso de uso conteúdo adicional (cláusula extends), podendo-se
utilizar qualquer um destes no processo de aprendizagem do curso selecionado.
4.1. LEVANTAMENTO DOS REQUISITOS
39
Figura 4.2: Diagrama de Casos de Uso da Aplicação Proposta.
4.1.3 Requisitos Não-Funcionais
Os requisitos não-funcionais estão relacionados ao uso da aplicação, na maioria das
vezes em termos de desempenho, usabilidade, conabilidade, segurança, disponibilidade,
manutenibilidade e tecnologias envolvidas. Em geral, requisitos não-funcionais podem
constituir restrições aos requisitos funcionais. A Figura 4.3 a seguir apresenta os principais requisitos não funcionais e outras restrições da aplicação proposta, bem como uma
breve descrição de cada um deles.
4.2. DIAGRAMA DE ATIVIDADES
40
Figura 4.3: Requisitos Não-Funcionais/Restrições da Aplicação.
4.2 Diagrama de Atividades
Os diagramas de atividade são usados para mostrar a seqüência das atividades que podem
ser realizadas em um sistema, determinando os caminhos subsequentes de acordo com as
ações tomadas. Assim, mostram o uxo de trabalho de um ponto de partida para o
ponto de término das atividades, detalhando a decisão de muitos caminhos que existem
na progressão de eventos contidos na atividade. Eles podem ser utilizados para detalhar
situações onde possa ocorrer processamento em paralelo de algumas atividades. Este
4.2. DIAGRAMA DE ATIVIDADES
41
diagrama será mostrado nesta seção (vide Figura 4.4) a m de mostrar as possibilidades
que a aplicação oferece a um usuário, partindo-se do princípio que esta seria sua primeira
vez no sistema.
Figura 4.4: Diagrama de Atividades.
Como mostra a gura, ao iniciar o sistema o usuário deverá realizar o cadastro no
mesmo, para isto terá que preencher os campos requeridos. Após o preenchimento o
usuário poderá cancelar/conrmar seu cadastro, caso seja conrmado, o será invocado
o serviço de cadastro, onde serão persistidos os dados no servidor, caso se obtenha a
validação dos dados. De forma análoga pode ser feito o login e a partir de então o
usuário terá acesso ao sistema de ensino, inicialmente com acesso a visualizar seu perl,
ler documentos de ajuda ou selecionar um curso disponível. Ao selecionar um curso
ainda não completo, o sistema era enviar os recursos daquele curso a m de que sejam
persistidos no STB, dando-se início ao processo de aprendizagem a partir do recurso inicial
(vídeo-aula). A qualquer momento o usuário poderá deixar o sistema (logout ), entretanto
4.3. DIAGRAMA DE SEQUÊNCIA
42
suas informações serão atualizadas no servidor, bem como o recurso atual visualizado.
Paralelamente ao vídeo, é possível navegar/interagir com a aplicação através do conteúdo
adicional ou com o próprio vídeo, para isto serão enviadas informações ao servidor para
que esse possa realizar o sequenciamento (atualização do perl e indicação dos próximos
recursos a serem vistos). O processo de sequenciamento e interação do estudante continua,
sempre atualizando o perl de acordo com seu progresso, até que o curso termine ou este
saia do sistema.
4.3 Diagrama de Sequência
O diagrama de sequência é um tipo de diagrama de interação que mostra os objetos
representados como lifelines (tempo de vida) descendo a página e suas interações com o
passar do tempo representadas por mensagens desenhadas como setas a partir da lifeline
de origem para o lifeline alvo. Diagramas de seqüência são bons para mostrar quais objetos
se comunicam com outros e quais mensagens ativam determinado comportamento, que
pode ser uma mensagem de resposta, por exemplo. Este diagrama se faz necessário para
melhor descrever a aplicação proposta nesse trabalho, demonstrando-se na Figura 4.5
as interações entre os elementos: Usuário (Interface), Aplicação (STB), Web Services
(Cadastro e login ) e Servidor (Web).
Figura 4.5: Diagrama de Sequência.
Ao analizar o diagrama de sequência, nota-se uma certa semelhança com a descrição
4.4. VISÃO ESTRUTURAL DA APLICAÇÃO
43
do diagrama de atividades, isto se deve ao fato de ambos serem diagramas de interação,
todavia, no diagrama mostrado percebemos de forma mais clara as entidades envolvidas e
suas respectivas trocas de mensagens (chamada a funções, pedido de requisições, invocação
de Web Services, interação com a aplicação, etc). A descrição do uxo de atividades
descrito na seção 4.2 pode ser utilizada para descrever este diagrama, entretanto existem
alguns detalhes que não foram abordados anteriormente. A aplicação residente no STB
será responsável por receber as requisições do usuário, através de sua interface, e então
reenviá-las ao servidor indiretamente (via Web Services) ou diretamente (conexão HTTP
comum). Ao invocar um Web Service (Cadastro ou Login), a aplicação permanecerá
em estado de espera por uma mensagem de conrmação de cadastro/login realizado com
sucesso no servidor.
Após o acesso ao sistema o usuário poderá ter acesso a informações como: ajuda,
onde cará aguardando a aplicação enviar um guia/tutorial à sua tela; perl com cursos
disponíveis, que poderá ser selecionado caso não esteja concluído. Após a seleção do
curso aplicação requisita ao servidor Web os recursos daquele curso, a m de que sejam
salvos no STB (evitando vários acessos e download do recurso toda vez que for exibí-lo).
Com o envio dos recursos ao STB a aplicação fornece ao usuário o recurso inicial do
referente curso, assim, o usuário poderá interagir localmente (mensagem assíncrona) com
a aplicação a m de navegar no conteúdo ou gerir a execução da vídeo-aula. Caso o usuário
queira visualizar o próximo recurso (interação com o servidor), a aplicação se encarregará
de repassar as informações enviadas pelo usuário ao servidor, para que o mesmo possa
atualizar o perl deste e de acordo com sua interação designar o próximo recurso a ser visto
(de acordo com o sistema tutor multi-agente residente no servidor [Bittencourt 2009]). A
partir de então o próximo recurso será exibido e o usuário poderá continuar o processo
de aprendizagem até terminar o curso ou sair da aplicação, caso em que será enviada um
mensagem ao servidor salvando o estado atual do estudante (usuário).
4.4 Visão Estrutural da Aplicação
A visão estrutural da aplicação é utilizada com vistas a abstrair, através de uma representação gráca (construída através da ferramenta Composer), os elementos criados
através da linguagem NCL de uma aplicação em TVDi. Desta forma, será mostrada
nessa seção (vide Figura 4.6), a representação gráca correspondente à aplicação em t-
learning proposta. Contudo, vale salientar que esta representação, embora seja parecida
com a utilizada em grafos, difere enquanto a sinalização por setas uma vez que na visão
estrutural elas não representam caminhos, mas ações a serem tomadas em relação ao nó
ou mídia (iniciar, pausar, parar, etc).
Através da Figura 4.6, podemos ver que o nó inicial é representado por telaInicial,
4.4. VISÃO ESTRUTURAL DA APLICAÇÃO
44
Figura 4.6: Visão Estrutural da Aplicação.
que é a tela de boas-vindas da aplicação e possibilita o cadastro, login ou logout do sistema
(ação de parar a telaInicial), dependendo do botão acionado. Caso o cadastro seja selecionado, o controle da aplicação será passado ao nó formulario (parando a telaInicial
antes), responsável pelo cadastro do usuário, esse por sua vez terá que preencher os dados
através do teclado virtual (iniciado através do botão de ativação na interface de cadastro
(formulario)). No cadastro, o usuário terá opções de sair (voltando pra telaInicial) ou
efetuar o cadastro após o preenchimento de todos os campos, ativando o nó cadastroWeb
(parando o teclado), que por sua vez é responsável por enviar os dados via Web Service
ao servidor. Ao termino do cadastro no servidor, uma resposta será retornada noticando
se o cadastro foi realizado com sucesso, onde a partir disso, este nó trata de nalizar o
formulario e ativar o nó de telaInicial novamente.
No caso em que o usuário deseja fazer o login, o nó telaInicial dará lugar ao elemento
login, que segue os passos analogamente aos de formulario (cadastro) e ao nal para os
nós correspondentes e ativa o nó telaPrincipal. Nesse nó, o usuário poderá realizar o
logout (parando o próprio nó), solicitar ajuda (inicia o nó ajuda com texto informativo
sobre as interações com o ambiente de aprendizagem na TVD) ou selecionar um curso
disponível na lista de cursos. Ao término da leitura do guia de instruções (caso seja
solicitado) o usuário poderá retornar ao nó anterior e selecionar um curso, então, o nó
tutorWeb, responsável por se comunicar com o servidor através do serviço de tutorar
provido pelo framework MASSAYO-F (como o cadastro e o login ), é ativado. A partir de
então, serão baixados para o receptor os recursos e em seguida exibidos (iniciados) na tela
4.5. ARQUITETURA PROPOSTA
45
(desativando a telaPrincipal e ativando recursoVideo/recursoAdicional). Por m, o
usuário poderá visualizar o próximo recurso pressionando o devido botão, reativando o
tutorWeb que indicará o recurso subsequente de acordo com a interação do usuário.
4.5 Arquitetura Proposta
Nesta seção é descrita a arquitetura básica (vide Figura 4.7) para um ambiente de
t-learning baseado em um sistema de e-learning construído a partir do framework
MASSAYO-F descrito na seção 2.4.
Figura 4.7: Arquitetura da Aplicação Proposta Baseada em Camadas.
Esta arquitetura segue o estilo em camadas, algumas delas provenientes do framework,
com distinção entre as partes cliente e servidor do sistema educacional. Nessa mesma
Figura 4.7 temos que as duas camadas superiores (Interface Tv e Aplicações Lua) são
responsáveis pela execução de programas residentes no lado cliente, ou seja, em um set-
top box, dispositivo móvel com IPTV, etc., enquanto que as camadas inferiores fazem
parte do lado servidor do ambiente, um servidor Web, por exemplo. Para a comunicação
entre cliente e servidor é utilizado o protocolo IPTV com acesso remoto via Web Services
conforme discutido anteriormente, a m de obter qualidade de serviço (QoS) e atingir um
4.5. ARQUITETURA PROPOSTA
46
maior número de dispositivos que possam servir como ferramenta de ensino. Abaixo são
descritas, de forma top-down, cada uma das camadas presentes na arquitetura:
• Infra-Estrutura - esta camada basicamente é responsável pela persistência, em
ontologias, dos dados resultantes da interação do aluno com o sistema, além das
informações presentes no modelo de domínio e do estudante;
• Fachada - é a camada intermediária entre a Infra e o Núcleo onde se encontram
serviços (Web Services) de persistência que podem ser invocados remotamente, ou
localmente pelos agentes que necessitem recuperar algum conteúdo educacional;
• Núcleo - este módulo possui os requisitos presentes no tutor, como recomendação,
gerenciamento de atividades, resolução de problemas, dentre outros descritos em
[Bittencourt 2009]. Adicionalmente, esta é a camada principal do framework responsável por toda a interação entre os agentes para suprir um determinado m
educacional;
• Ferramentas - dentre as ferramentas comuns a qualquer ambiente de e-learning,
o modelo disponibiliza a infra-estrutura para utilização de ferramentas tais como:
chat, fórum, enquete, entre outras (devendo-se serem criadas apenas as interfaces
para a TVDi);
• Service Manager - responsável pela invocação e composição dos serviços para
plataformas Web, entretanto no contexto para TVDi utilizou-se apenas o conjunto
de serviços Web responsáveis por: tutoria do aluno, cadastro/login, mapeamento
de nível, entre outros. Além disso, o modelo disponibiliza o módulo de resolução
de problemas e explicação para todos os tipos de problemas, exceto os problemas
abertos;
• Lua Manager - nesta camada estão as classes escritas na linguagem Lua, criadas com o auxílio e extensão do framework LuaOnTV [de Souza Junior 2009], responsáveis por: gerenciar as interações entre o usuário e a interface (comunicação
ente Cliente TVDi e Interface TVDi); criação de primitivas grácas sobrepostas ao
conteúdo televisivo (retângulos para preencher campos, texto, formas, etc.); facilidades no processo de desenvolvimento de interface com foco em usabilidade. Para
cada uma destas funcionalidades a linguagem Lua provê módulos especícos, como:
o módulo event para capturar as interações do usuário baseadas em eventos do
controle remoto, permitindo interação com elementos exibidos na interface; o módulo canvas, pelo qual são exibidos os resultados das interações do usuário na tela
(preenchimento de campos, seleção de itens, teclado virtual, etc.), além de facilitar
o desenvolvimento de interfaces com usabilidade por denir componentes grácos de
4.5. ARQUITETURA PROPOSTA
47
forma padronizada; além do módulo settings responsável pela interação com mídias
(aumentar volume, pausar vídeo, etc.).
• Cliente TVDi - responsável pelo acesso remoto ao servidor (através de Web Services - comunicação por IPTV com a camada Service Manager) a m de obter os
serviços de cadastro, login e tutoria e persistência de recursos educacionais, provenientes do servidor, no receptor (STB). Para acesso remoto via Web Services é utilizada classes (tcp.lua, http.lua, etc.) implementadas pela comunidade de TVDi
no Brasil2 com alguns ajustes às necessidades da aplicação proposta para protocolos SOAP3 , recebendo dados em XML. Contudo, através desta camada se pode
enviar/receber dados provenientes de ferramentas disponibilizadas pelo camada Ferramentas no lado Servidor.
• Interface TVDi - desenvolvida através da linguagem declarativa NCL (com partes
em Lua), esta camada é responsável por exibir ao usuário as telas da aplicação e
suas possibilidades de navegação com o controle remoto (através de botões coloridos). Assim, são mostradas telas tais como: instruções iniciais e de boas vindas,
cadastro de usuário, login, guias de ajuda, seleção de cursos, além dos recursos
educacionais, proveniente do servidor, correspondente ao seu objetivo educacional
indicado de acordo com seu nível de conhecimento. Para isso, existem dois nós principais: um para a exibição de vídeo-aula (através do JMF), por exemplo, e outro
para exibição de conteúdo adicional ao vídeo (conceitos, problemas, enquetes, etc.)
ou uma ferramenta de apoio (Web Services). Além disso, um teclado virtual em
NCL/Lua é exibido como auxílio à interação do usuário com a aplicação.
Podemos ver na Figura 4.8 uma arquitetura básica presente em um sistema de TV
Digital com set-top box, que seria a parte cliente de uma aplicação em t-learning baseada
na arquitetura descrita anteriormente. Desta forma, percebe-se que esta arquitetura é
comum a maioria das aplicações em TVDi que possuam um aparelho conversor (STB)
no Brasil, onde o SBTVD dene como norma o uso do middleware Ginga. Assim, a
arquitetura proposta é perfeitamente compatível com esta, por utilizar tecnologias como
NCL, Lua, HTTP, etc., suportadas pelo Ginga-NCL e qualquer sistema operacional.
2 http://www.telemidia.puc-rio.br/
francisco/nclua/tutorial/exemplo_06.html
3 SOAP (originado do acrônimo inglês Simple Object Access Protocol ) é um protocolo para troca
de informações estruturadas em uma plataforma descentralizada e distribuída, utilizando tecnologias
baseadas em XML.
4.6. DIAGRAMAS DE CLASSES
48
Figura 4.8: Arquitetura de um Sistema Típico de TV Digital com Set-Top Box.
4.6 Diagramas de Classes
O diagrama de classes mostra os blocos de construção de qualquer sistema orientado a
objetos, ou seja, a visão estática do modelo ou parte dele, descrevendo quais atributos
e comportamentos ele tem, em particular, especicando os métodos para realização das
operações. Diagramas de classe são mais úteis para ilustrar as relações entre as classes
e interfaces de uma aplicação ou sistema. Desta forma, serão utilizados para um melhor
entendimento das funcionalidades que compõem a aplicação proposta. A m de abstrair
uma parte dos diagramas de classe de implementação, mostrados nas guras 4.10, 4.11,
4.12, que contém classes de interface provenientes do framework LuaOnTV, será mostrado
antes um diagrama conceitual (vide Figura 4.9) destas, descrevendo-se as componentes
grácas nele contidas. Vale salientar que estes componentes foram denidos após um
estudo sobre quais objetos seriam fáceis de visualizar em um aparelho de TV, levando-se
em considerção aspectos de navegabilidade e usabilidade [de Souza Junior 2009].
Figura 4.9: Diagrama de Classes Conceitual do LuaOnTV [de Souza Junior 2009].
4.6. DIAGRAMAS DE CLASSES
49
De acordo com o diagrama conceitual, temos os seguintes componentes visuais: But-
ton, CheckBox, CheckBoxGroup, ComboBox, Label, List, NumberField, RadioButton, RadioButtonGroup, ScrollBar, TextArea, Pane, Virtual Keyboard e DefaultComponent, além
destes componentes, podemos ver os responsáveis pela interação e navegabilidade com
aqueles: EventManager e Graphics. A descrição de cada um destes pode ser encontrada
em [de Souza Junior 2009], bem como documentação sobre os seus métodos. Como podemos perceber neste diagrama, o framework foi implementado com um forte paradigma de
herança, subdividindo-se em dois grupos, visuais e não-visuais. No grupo visual, existe
uma superclasse a todos os componentes grácos (DefaultComponent ) e um repositório
base (Panel ) que agrega todos esses componentes. Já no grupo não-visual, encontramos
apenas duas classes estáticas mencionadas anteriormente, todavia, a EventManager interage com o componente Panel, que possui os componentes grácos pelos quais incidirá
o foco da navegação. Enm, estes são os componentes utilizados na implementação da
aplicação proposta, com os diagramas de classe de implementação mostrando apenas de
forma abstrata quais deles que fazem parte de sua classe. A Figura 4.10 mostra as classes
com função de realizar o cadastro, juntamente com seus atributos e métodos, além de seus
relacionamentos, implementados na linguagem Lua e situados no lado cliente da aplicação.
Figura 4.10: Diagrama de Classes de Implementação (Cadastro).
4.6. DIAGRAMAS DE CLASSES
50
Como pode ser visto no diagrama de cadastro, a principal classe (implementada em
Lua) é a Formulario. Nesta classe, estão reunidos os componentes grácos que estarão
presentes na interface do cadastro com o usuário (campos, texto, campos numéricos,
botões, etc.). Percebe-se que há apenas um componente do tipo Pane associado, que
irá adicionar os componentes instanciados na classe Formulario através do método add().
Nota-se ainda que cada componente é responsável por seu próprio desenho na tela, através
dos métodos paint() ou paintFocus() (caso esteja destacado). Para a criação da tela de
cadastro foi necessário vários componentes como pode ser visto, além de uma gura de
fundo, indicada pelo atributo image em Pane.
Nesta mesma gura, o EventManagerFormulario, que implementa os métodos da classe
abstrata (estática) EventManager, é responsável por realizar o controle das interações do
usuário com a interface, acionando o teclado ou invocando o serviço de cadastro. Contudo, as classes Teclado e CadastroWeb (invoca o serviço de cadastro do MASSAYO-F)
necessitam de outras classes, FuncoesTeclado e NcluaSoap, respectivamente, para seu funcionamento (dando mais clareza e robustez à implementação). Após a nalização do
cadastro o controle da aplicação é repassado, pela função handler de EventManagerFor-
mulario, para o formatador NCL e seus nós de mídia, o que leva o usuário a tela inicial e
posteriormente ao login, cujo diagrama de implementação é mostrado na Figura 4.11.
Figura 4.11: Diagrama de Classes de Implementação (Login).
4.6. DIAGRAMAS DE CLASSES
51
O diagrama de classes do Login assemelha-se bastante ao de Cadastro, diferindo-se
apenas no fato de não possuir opções de RadioButton e possuir diferente implementação
dos métodos de EventManager, na classe EventManagerLogin, especialmente no método
handler, que determinará os botões de interação responsáveis pelo acesso ao teclado ou
o serviço de login. Contudo, muitas classes são reutilizadas nesta implementação, como
pode ser visto, é o caso do acesso a Web Services pela classe NcluaSoap e Teclado, além
das componentes grácas que somente são diferenciadas pelos valores de seus atributos.
Por m, a Figura 4.12 mostra o diagrama de classes de implementação do módulo
da aplicação responsável pela seleção do curso, além de acesso a guias de ajuda. Basicamente, existem apenas dois componentes grácos: TextArea, com os cursos disponíveis; e
Pane que irá adicioná-los, além de ser posto como painel de interação através do método
setMainPane da classe EventManagerTutor, que por sua vez também é responsável por
chamar o método tutorWeb na classe TutorWeb (invoca o serviço de tutoramento do
MASSAYO-F), iniciando o processo de tutoramento do usuário. Posteriormente à interação com o respectivo sequenciamento de recurso, o nó (agora somente com a classe
TutorWeb utilizando a classe NcluaSoap para acesso remoto) é novamente ativado, dando
continuidade ao processo de ensino-aprendizagem até a conclusão do curso ou saída do
sistema.
Figura 4.12: Diagrama de Classes de Implementação (Tutor).
Capítulo 5
Estudo de Caso
Este capítulo tem por objetivo mostrar o desenvolvimento da aplicação, denominada FraTV, baseada na aplicação Web: FraW [SIBALDO 2008], cujo domínio foi posteriormente
modelado através do conjunto de técnicas e ferramentas MASSAYO, em [Bispo 2009]. O
objetivo desta aplicação é ajudar estudantes nas séries iniciais do ensino fundamental a
aprenderem conceitos e operações referentes a frações matemáticas. Para isto, utiliza-se
a modelagem em ontologias baseada no framework MASSAYO-F [Bittencourt 2009] para
criação de uma plataforma Web responsável pela tutoria personalizada do estudante,
através de objetos de aprendizagem como: conceitos, conteúdo, problemas, explicações,
dicas, etc. Entretanto, a aplicação Fra-TV, conforme a proposta de implementação em
TVDi foi descrita no capítulo 4, necessita de recursos que vão além de simples objetos de
aprendizagem em texto. Por isso se faz necessário a inclusão de recursos de mídia (vídeoaulas) na modelagem em ontologias do ambiente Web, provendo também mecanismos
para envio de tais recursos ao receptor de TVD (STB).
Na Seção 5.1 será descrita a modelagem pedagógica referente ao domínio de ensino em
Fração, mostrando as ontologias que descrevem os recursos em unidades pedagógicas. As
questões de usabilidade tratadas no capítulo 2 serviram como base no desenvolvimento
da interface em TVDi, sendo descritas na Seção 5.3. Por m, a interação com a aplicação
(Fra-TV) pode ser vista na Seção 5.2, bem como a codicação por trás dela, na Seção 5.4.
5.1 Domínio da Aplicação
O Fra-TV faz uso de várias ontologias presentes no servidor Web para representar o
modelo do domínio, o modelo do aprendiz e o modelo pedagógico, presentes na maioria
dos sistemas tutores inteligentes (STI) [Costa 1997]. Por exemplo, temos a instância
Fração da classe Domínio da ontologia de Domínio relacionada a seus currículos, que
nada mais são do que todas as operações realizadas com Fração (Figura 5.1). A partir
dessa ontologia, é possível vericar como uma determinada área de conhecimento está
52
5.1. DOMÍNIO DA APLICAÇÃO
53
dividida (a partir dos currículos), aprofundada, contextualizada e relacionada com outras
áreas. Todas essas informações são obtidas a partir dos atributos de aprofundamento,
contextualização e lateralidade dos currículos de um determinado domínio [Costa 1997].
Figura 5.1: Domínio de Fração com seus currículos de operação com Fração
Como pode ser visto na Figura 5.2, cada aprendiz possui um modelo de aprendizado
relacionado, onde a partir desse modelo se obtém quais currículos o aprendiz já aprendeu
ou está aprendendo. Outro fator interessante a ser destacado é que a partir do modelo
de aprendizado do estudante em questão, sabe-se em que parte da sequência de recursos
educacionais o aluno parou ou vai começar. Grande parte das ontologias do framework
MASSAYO-F foram utilizadas e todas elas estão acessíveis na Web para a comunidade.
Figura 5.2: Aprendiz relacionado com o seu modelo de aprendizagem
Desta maneira cada aluno possui uma sequência de recursos educacionais para utilizar.
Um exemplo dessa sequência pode ser vista na Figura 5.3, onde são mostradas instâncias
de classes da ontologia pedagógica que possui parte de uma sequência de recursos. No
5.2. INTERAGINDO COM A APLICAÇÃO
54
Figura 5.3: Sequência de recursos educacionais
ambiente, um recurso educacional consiste de um conteúdo sobre fração armazenado em
um arquivo que pode ter um dos seguintes formatos: txt, html, jpeg, etc. Um recurso
educacional também pode ser um problema para o aluno resolver, que pode ser um dos
seguintes tipos: múltipla escolha, verdadeiro ou falso, preencher lacunas, relacionar linhas.
5.2 Interagindo com a Aplicação
Nesta seção serão mostradas as principais telas capturadas da aplicação protótipo desenvolvida (referente ao domínio de fração). Assim, será detalhada a interação do usuário
com a mesma, conforme descrita no uxo de atividades (na Seção 4.2), que se inicia com
a tela inicial até a exibição do primeiro recurso do Fra-TV.
A aplicação é iniciada conforme a tela inicial de boas vindas é mostrada ao usuário (que
poderia ter adquirido um pacote de serviços sob demanda, por exemplo), como mostra a
Figura 5.4.
Nesta tela podemos ver as possibilidades de interação associadas aos botões (azul,
verde e vermelho), permitindo ao usuário realizar seu cadastro (caso ainda não possua),
login ou sair da aplicação. Supondo-se que ele ainda não tenha um cadastro, o botão
azul deverá ser pressionado a m de realizá-lo. Assim, a tela de cadastro é mostrada,
conforme a Figura 5.5.
5.2. INTERAGINDO COM A APLICAÇÃO
55
Figura 5.4: Tela inicial da aplicação.
Figura 5.5: Cadastro de novo usuário.
Na tela de cadastro se faz necessário um mecanismo que torne possível o preenchi-
5.2. INTERAGINDO COM A APLICAÇÃO
56
mento dos dados cadastrais de forma mais ágil e eciente. Para isto, há a possibilidade
de interagir com um teclado virtual, como foi visto na gura, acionando-o através do
botão amarelo (mudando o foco da aplicação). Assim, o usuário poderá selecionar mais
facilmente os caracteres alfa-numéricos pressionando o botão OK do controle remoto e
quando da conclusão do texto pressionar o botão verde para enviar ao campo destacado
na parte superior (retornando-se o foco da aplicação para o nó superior). Quando o foco
não está no teclado, o usuário poderá pressionar os botões direcionais para alternar entre
os campos que deseja preencher (acessando o teclado). No teclado, os direcionais servem
para alternar entre os caracteres, com opções de apagá-lo pressionando amarelo ou sair
sem enviar (botão vermelho). Após a conclusão de todos os campos o usuário poderá
concluir o cadastro apertando o botão verde quando o foco estiver no nó principal. A
partir daí o servidor será requisitado (via Web Services) para realizar o cadastro no mesmo
e a aplicação aguarda por uma resposta de sucesso, vide Figura 5.6.
Figura 5.6: Cadastrando usuário no servidor.
Após a recepção da mensagem de cadastro com sucesso recebida pela aplicação o
usuário será levado à tela inicial de boas vindas novamente. Daí ele estará apto a realizar
o login (pressionando o botão verde (Login) na tela inicial que irá levá-lo a tela de
5.2. INTERAGINDO COM A APLICAÇÃO
57
login ) preenchendo simplesmente o campo de login (email cadastrado) e senha, conforme
o cadastro. As interações possíveis são as mesmas já descritas no cadastro, exceto pela
ocultação da senha quando da interação do teclado e por realizar o acesso pressionando o
botão verde, conforme é mostrado na Figura 5.7.
Figura 5.7: Tela para acesso à aplicação.
Após o preenchimento dos campos mencionados, a aplicação os envia para o servidor
através do serviço Web de Login e aguarda a resposta, enquanto exibe uma mensagem de
espera ao usuário (Figura 5.8).
A partir da vericação dos dados no servidor (casamento de login/senha), a aplicação
exibe a tela principal do sistema, que contém os itens com cursos disponíveis, bem como
a opção por ajuda (acionada pressionando o botão amarelo). Desta forma, o usuário
poderá selecionar um curso que ainda não tenha feito pressionando o botão OK do
controle remoto. Nota-se que o curso em destaque está na cor vermelha com letras em
verde, conforme pode ser visto na Figura 5.9.
5.2. INTERAGINDO COM A APLICAÇÃO
Figura 5.8: Vericando login/senha no servidor.
Figura 5.9: Tela principal da aplicação.
58
5.2. INTERAGINDO COM A APLICAÇÃO
59
Quando o usuário seleciona um curso, a aplicação envia uma requisição ao servidor
para receber os recursos deste a m de armazená-lo no receptor (STB). Enquanto isso,
na tela principal é mostrada uma mensagem de espera (Figura 5.10).
Figura 5.10: Recebendo recursos do servidor.
Após salvar os recursos no STB, a aplicação inicia a mídia inicial referente ao curso
selecionado, bem como o recurso adicional exibido ao lado. Nesta tela, mostrada na
Figura 5.11, o usuário poderá interagir com a vídeo-aula através do controle remoto,
pressionando os botões de execução, pausa e parada. Enquanto que os botões coloridos
servirão para interação com os recursos adicionais (neste caso o vermelho para ir ao
próximo recurso). Após a interação com os recursos adicionais, a aplicação deverá invocar
o serviço central (Service Manager) do framework MASSAYO-F, para iniciar o processo
de tutoria do estudante, indicando quais recursos (armazenados no STB) devem ser vistos
posteriormente de acordo com suas interações.
5.3. USABILIDADE E INTERAÇÃO NA INTERFACE
60
Figura 5.11: Recurso inicial do curso (Fra-TV).
5.3 Usabilidade e Interação na Interface
Nesta seção serão abordados os principais aspectos de usabilidade, conforme foram
mostradas as telas na seção anterior. Como pode ser percebido, grande parte das recomendações descritas na Seção 2.3.2 foram seguidas1 . Foram elas:
• O tamanho das fontes no texto não deve usar tipos menores que 24 pontos;
• nenhum texto deve ter fontes menores que 18 pontos em qualquer circunstância;
• um texto deve ter no máximo 90 palavras aproximadamente;
• textos separados em pequenos blocos para serem lidos instantaneamente;
• textos claros com fundos escuros.
Isto pode ser constatado através das guras: 5.12 e 5.13. Para a fonte das letras foi
utilizada Times New Roman, com tamanho mínimo de 18 pontos em textos e botões
e acima disso em títulos. O maior texto presente na aplicação contém 35 palavras, separadas por períodos curtos. Por m, utilizou-se a coloração branca para as letras em
contraposição ao fundo azul escuro ao qual estão inseridas. Entretanto, optou-se pela
1 Ainda não é possível atingir todos as especicações devido às limitações do formatador NCL
5.3. USABILIDADE E INTERAÇÃO NA INTERFACE
61
cor preta para o texto sobre os botões (contraposição de cores), uma vez que a coloração
destes é mais clara (amarelo, vermelho, etc).
Figura 5.12: Parte da Tela Inicial Exemplicando Usabilidade.
Figura 5.13: Parte da Tela Cadastro Exemplicando Usabilidade.
Contudo, um aspecto importante de usabilidade não pode ser seguido, cando muito
distante do recomendável pelos guias encontrados. É o caso da exibição do recurso adicional proveniente do servidor (em txt ou html), conforme pode ser visto na Figura 5.11,
onde o texto adicional é mostrado em fundo branco com letras em preto, de tamanho 12
(conforme pode ser visto em um bloco de notas em um PC). Isto se deve ao fato de que
o formatador NCL no SBTVD ainda não está totalmente de acordo com os padrões de
5.4. CODIFICANDO A APLICAÇÃO
62
usabilidade para TVDi, o que ainda torna inviável obter espaçamento aumentado em 30%
entre as palavras, bem como aumentar as entrelinhas no texto.
Em termos de interação com o usuário, o uso do teclado virtual (Figura 5.14) visa
facilitar o processo de preenchimento de campos alfa-numéricos (que seria apenas por
controle remoto) permitindo maiores possibilidades de interação com aplicações em TVDi.
Figura 5.14: Teclado Virtual.
Por m, faz-se necessário além destes mecanismos de usabilidade e interatividade
ecientes, uma documentação clara de como utilizá-los, uma vez que a TVD se trata de
uma nova mídia pela qual muitos brasileiros terão a oportunidade de participarem do
processo de inclusão digital pela primeira vez.
5.4 Codicando a Aplicação
Nesta seção serão apresentados os principais componentes que estão sendo utilizados na
aplicação desenvolvida. Mas antes disso, será dada uma descrição geral de um documento NCL (responsável pela apresentação dos nós de vídeo, texto e código Lua ) para
posteriormente serem mostrados os códigos utilizados na aplicação.
Um documento NCL nada mais é do que um arquivo escrito em XML que possui a
estrutura apresentada na Figura 5.15, conforme a estruturação geral da aplicação descrita
a seguir.
5.4. CODIFICANDO A APLICAÇÃO
63
Figura 5.15: Estrutura de um documento NCL.
• Um cabeçalho de arquivo NCL (linhas 1 a 5);
Código 5.1: Cabeçalho do arquivo NCL
1 <? xml version=" 1 . 0 " e n c o d i n g="ISO −8859−1" ?>
2 <n c l x s i : s c h e m a L o c a t i o n=" h t t p : //www. n c l . o r g . br /NCL3. 0 / EDTVProfile
3 h t t p : //www. n c l . o r g . br /NCL3. 0 / p r o f i l e s /NCL30EDTV. xsd "
4 x m l n s : x s i=" h t t p : //www. w3 . o r g /2001/XMLSchema− i n s t a n c e "
5 xmlns=" h t t p : //www. n c l . o r g . br /NCL3. 0 / EDTVProfile " i d=" f r a −tv ">
• uma seção de cabeçalho do programa (seção head, linhas 7 a 28), onde se denem as
regiões (regionBase ), os descritores (descriptorBase ), os conectores (connectorBase )
e as regras utilizados pelo programa;
Código 5.2: Cabeçalho Head do arquivo NCL
1 <head>
2
<c o n n e c t o r B a s e>
3
<importBase documentURI=" . . / . . / . . / . . / . . /
4
Arquivos de programas / Composer / f i l e s / c o n n e c t o r s /
5
6
composerConnectorBase . conn " a l i a s=" connBase " />
</ c o n n e c t o r B a s e>
5.4. CODIFICANDO A APLICAÇÃO
64
7
8
<r e g i o n B a s e>
9
<r e g i o n width=" 640 " h e i g h t=" 480 " i d=" r g _ f o r m u l a r i o " />
10
<r e g i o n l e f t ="0 " top=" 483 " width=" 640 " h e i g h t=" 225 "
11
i d=" r g _ t e c l a d o " />
12
<r e g i o n l e f t =" 642 " width=" 480 " h e i g h t=" 480 "
13
14
i d=" r g _ r e c u r s o " />
</ r e g i o n B a s e>
15
16
<d e s c r i p t o r B a s e>
17
<d e s c r i p t o r r e g i o n=" r g _ r e c u r s o " i d=" d_recursoAdd " />
18
<d e s c r i p t o r r e g i o n=" r g _ t e c l a d o " i d=" d_teclado " />
19
<d e s c r i p t o r r e g i o n=" r g _ f o r m u l a r i o " i d=" d _ f o r m u l a r i o " />
20
</ d e s c r i p t o r B a s e>
21
22 </ head>
• o corpo do programa (seção body, linhas 30 a 249), onde se denem os contextos, nós
de mídia, elos e outros elementos que denem o conteúdo e a estrutura do programa;
Código 5.3: Corpo (Body) do arquivo NCL
1 <body>
2
<media d e s c r i p t o r=" d _ f o r m u l a r i o "
3
s r c=" Cadastro / luaontv2008_1 / f o r m u l a r i o . l u a " i d=" f o r m u l a r i o " />
4
.
5
.
6
.
7
8
<l i n k x c o n n e c t o r=" connBase#onEndStart "
9
i d=" p r e s s Y e l l o w C S t a r t T e c l a d o ">
10
11
12
13
<bind r o l e="onEnd" component=" f o r m u l a r i o "/>
<bind r o l e=" s t a r t " component=" t e c l a d o " />
</ l i n k>
14
15
<l i n k x c o n n e c t o r=" connBase#on Key Sel ect ionS top NSt art N "
16
i d=" pressKeyStopTecladoStartCadastroWeb ">
17
18
<bind r o l e=" o n S e l e c t i o n " component=" f o r m u l a r i o ">
5.4. CODIFICANDO A APLICAÇÃO
19
<bindParam name=" keyCode " v a l u e="GREEN"/>
20
</ bind>
21
<bind r o l e=" s t o p " component=" t e c l a d o " />
22
<bind r o l e=" s t a r t " component=" cadastroWeb " />
23
65
</ l i n k>
24
25
.
26
.
27
.
28
29 </ body>
• conclusão do documento (linha 250).
Vale salientar que este código representa apenas as telas (nós) com suas respectivas
relações (elos), onde cada nó possui um arquivo que pode ser um recurso (vídeo, texto,
etc) ou arquivo (.lua ) com codicação em Lua, responsável pelas funcionalidades descritas
no capítulo anterior.
Capítulo 6
Conclusões e Trabalhos Futuros
Muito se tem pesquisado e discutido sobre a possibilidade de desenvolvimento de ambientes de t-learning, a m de suprir a grande deciência referente ao ensino no Brasil,
entretanto muito ainda falta ser feito em relação a ambientes realmente ecientes e fáceis
de utilizar, para que atinja uma grande parcela dos estudantes com acesso a TV Digital.
Por isto, propôs-se neste trabalho uma aplicação, ainda protótipo, evidenciando, através
da arquitetura proposta, a possibilidade de compatibilizar sistemas interativos de aprendizagem presentes em e-learning (framework MASSAYO-F) com aplicações em TVD a
m de facilitar o desenvolvimento de ambientes de t-learning através de tecnologias como
NCL, Lua e serviços Web. Assim, é possível interoperar tais ambientes e facilitar a especicação na construção de sistemas de educacionais para TVDi baseados nesta arquitetura.
Entretanto, apenas parte deste framework é possível de interoperar embora se tenha
atingido resultados satisfatórios para o que foi proposto. Isto se deve ao fato de que muitos
dos serviços, em especial as ferramentas de colaboração (chat, fóruns, etc), somente estão
disponíveis para Web, sendo necessário a criação de tais ferramentas em uma interface
para TVD que se comunique através da infra-estrutura de um servidor.
Contudo, apesar de ser um protótipo, espera-se contribuir para a tão incipiente área
de TVDi no Brasil, sobretudo em t-learning com a disponibilização de um ambiente que
provê ensino de forma personalizada no domínio de frações, além de mostrar seu processo
de desenvolvimento com menor custo baseando-se na utilização de um framework Web.
Todavia, para que esta aplicação seja realmente utilizada serão necessários, como trabalhos
futuros:
• Testes em um aparelho receptor real (set-top box ), uma vez que a aplicação apenas foi testada em um emulador para PC, que simula a execução de aplicações no
SBTVD sob o middleware Ginga;
• Acesso a serviços de acordo com a estrutura real da Internet provida por um receptor
de TVD, obtendo-se resultados referentes ao tempo de espera real em que os recursos
educacionais seriam recebidos do servidor, bem como o acesso a Web Services;
66
67
• Ajustes no protótipo de acordo com as especicações de formato de tela de cada
aparelho de televisão, sendo criado arquivos de conguração para cada modelo;
• Testes de usabilidade, a m de constatar a eciência na forma de navegação, interação e aprendizagem do sistema pelo usuário; entre outros.
Além destes, tem-se como principal trabalho futuro a criação de um framework
para desenvolvimento de aplicações em t-learning baseado em algum framework Web
(MASSAYO-F), a m de diminuir ainda mais o custo de criação destas e proporcionar
uma maior exibilidade na concepção dos mesmos, permitindo que sejam criadas tais
aplicações em larga escala com menor tempo.
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