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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
ESTUDO DO POTENCIAL INTERATIVO DA TV DIGITAL PARA APLICAÇÕES EDUCACIONAIS
Área de Informática na Educação
por
Geraldo Francisco Sabel
André Luis Alice Raabe, Dr. Orientador
Mathias Weber, Bel. Co-orientador
Itajaí (SC), novembro de 2009
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
ESTUDO DO POTENCIAL INTERATIVO DA TV DIGITAL PARA APLICAÇÕES EDUCACIONAIS
Área de Informática na Educação
por
Geraldo Francisco Sabel Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da Computação para análise e aprovação. Orientador: André Luis Alice Raabe, Dr.
Itajaí (SC), novembro de 2009
ii
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS.................................................................. iv
LISTA DE FIGURAS.................................................................................v
LISTA DE TABELAS...............................................................................vi
RESUMO...................................................................................................vii ABSTRACT..............................................................................................viii
1 INTRODUÇÃO......................................................................................1 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO ..................................................................................... 3 1.1.1 Formulação do Problema................................................................................. 4 1.1.2 Solução Proposta............................................................................................... 4 1.2 OBJETIVOS ........................................................................................................ 4 1.2.1 Objetivo Geral ................................................................................................... 4 1.2.2 Objetivos Específicos ........................................................................................ 4 1.3 METODOLOGIA................................................................................................ 5 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ....................................................................... 6
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................7 2.1 TV DIGITAL ....................................................................................................... 7 2.1.1 Histórico............................................................................................................. 8 2.1.2 Tecnologia .......................................................................................................... 9 2.1.3 TV Digital e a Educação................................................................................. 11 2.1.4 Padrões............................................................................................................. 12 2.1.5 Middlewares e ferramentas de desenvolvimento ......................................... 16 2.1.6 Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento........................ 22 2.1.7 Java TV ............................................................................................................ 23 2.1.8 XLet .................................................................................................................. 25 2.1.9 Aplicações ........................................................................................................ 26 2.1.10 Interatividade .................................................................................................. 29 2.1.11 O controle remoto ........................................................................................... 34 2.1.12 Aplicações móveis............................................................................................ 35 2.1.13 Padrão e plataforma para desenvolvimento do projeto.............................. 36
3 PROJETO.............................................................................................37 3.1 ANÁLISE ........................................................................................................... 37 3.2 DESENVOLVIMENTO.................................................................................... 45 3.2.1 Emissora........................................................................................................... 45 3.2.2 TVQI................................................................................................................. 46 3.3 CONJECTURAS SOBRE O POTENCIAL INTERATIVO DA TV DIGITAL PARA APLICAÇÕES EDUCACIONAIS............... ............................. 54
4 CONCLUSÕES ....................................................................................58
iii
4.1 CONCLUSÃO DOS OBJETIVOS .................................................................. 58 4.2 REVISÃO GERAL DO TRABALHO............................................................. 59 4.3 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS ................................................ 59
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................60 A Modelagem do Sistema ........................................................................63 A.1 DIAGRAMA DE SEQUÊNCIA....................................................................... 63
iv
LISTA DE ABREVIATURAS
API Application Programming Interface ARIB Association of Radio Industries and Business ATSC Advanced Telivision Systems Committee BML Broadcast Markup Language DASE Digital TV Application Software Environment DiBEG Digital Broadcasting Experts Group DMB Digital Multimedia Broadcast DVB-T Digital Video Broadcasting – Terrestrial ELG European Launching Group EPG Electronic Program Guide ESG Eletronic Service Guide FCC Federal Communications Commission GSM Global System for Mobile communications HD Hard Disk HDTV High Definition TeleVision IPDC Internet Protocol Datacasting ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial MHP Multimedia Home Plataform NTDI Núcleo de Televisão Digital Interativa RCT Return Channel Terrestrial SBTVD Sistema Brasileiro de TV Digital SI Service Information TCC Trabalho de Conclusão de Curso TV Televisão TVDI Televisão Digital Interativa UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí URD Unidade Receptora-Decodificadora XML Extensible Markup Language
v
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Captação do sinal digital e conversão do sinal para a TV analógica..................................10 Figura 2. Modelo de blocos do DASE ...............................................................................................18 Figura 3. Arquitetura set-top-box utilizando arquitetura JAVA ........................................................24 Figura 4. Ciclo de vida Xlet ...............................................................................................................26 Figura 5. Aplicação SOS Teacher. .....................................................................................................28 Figura 6. Consulta a enciclopédia virtual via TVDI..........................................................................29 Figura 7. Questão do programa sobre teste de depressão ..................................................................31 Figura 8. Pontuação registra no programa sobre teste de depressão..................................................32 Figura 9. Informando altura no aplicativo de obesidade....................................................................33 Figura 10. Informação do peso máximo do telespectador .................................................................33 Figura 11. Controle remoto ................................................................................................................34 Figura 12. Tarefas do desafio lógico..................................................................................................38 Figura 13. Requisitos funcionais........................................................................................................39 Figura 14. Requisitos não funcionais .................................................................................................39 Figura 15. Regras de negócio.............................................................................................................40 Figura 16. Modelo de classes .............................................................................................................41 Figura 17. Casos de Uso do Usuário ..................................................................................................42 Figura 18. Casos de Uso da Aplicação...............................................................................................43 Figura 19. Casos de Uso da Emissora ................................................................................................44 Figura 20. Sintonizador de Canal .......................................................................................................47 Figura 21. [TVQI] Tela inicial de login .............................................................................................48 Figura 22. [TVQI] Menu principal.....................................................................................................49 Figura 23. [TVQI] Tarefas da aplicação ............................................................................................50 Figura 24. [TVQI] Fim de Rodada.....................................................................................................51 Figura 25. [TVQI] Fim do desafio .....................................................................................................52 Figura 26. [TVQI] Problema na conexão com a emissora.................................................................53 Figura 27. [TVQI] Problema na conexão com a emissora.................................................................54 Figura 28. Diagrama de Sequência [Autenticar] ................................................................................63 Figura 29. Diagrama de Sequência [Selecionar Tarefa] ....................................................................64 Figura 30. Diagrama de Sequência [Consultar Ranking]...................................................................65
vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento (padrão/middleware). ............22 Tabela 2. Classificação de modalidades de software por nível de interatividade. .............................56
vii
RESUMO
SABEL, Geraldo Francisco. Estudo do potencial interativo da TV Digital para aplicações educacionais. Itajaí, 2009. 72. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação)–Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, 2009. Hoje a televisão é um grande meio de comunicação no Brasil. Com a implantação da TV Digital uma nova programação tende a ser exibida, com isto, um novo meio educacional pode ser criado. Alguns padrões de TV Digital já se encontram consolidados pelo mundo, como o padrão americano de TV Digital (ATSC), o padrão japonês (ISDB) e o padrão europeu (DVB). O Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) ainda está sendo desenvolvido, com base no padrão japonês. Cada padrão tem suas particularidades em relação ao desenvolvimento de aplicativos. Este projeto trata-se de um aplicativo desenvolvido que explora a interatividade que a TV Digital oferece, abrangendo informações que possibilitam avaliar o potencial desta interatividade para aplicações educacionais. O aplicativo proposto neste projeto foi planejado para ser desenvolvido no padrão DVB, utilizando a linguagem JAVA com a API JAVATV. Esta escolha foi feita tendo em vista que o suporte para JAVATV do SBTVD ainda não está totalmente implementado. A aplicação trata-se de um teste de inteligência onde o usuário informa, dentre algumas opções de imagens, qual pertence a outro grupo de imagens exibido. O sistema utiliza o maior nível de interatividade disponível (nível 3), contendo a troca de informações entre aplicativo e emissora. A interação do usuário com o sistema é realizada via controle remoto. Palavras-chave: TV Digital. Interatividade. Informática na educação.
viii
ABSTRACT
This project it is about an application developed that exploits the interactivity that the Digital TV offers, including information that enables to evaluate the potential of interactivity to educational applications. Today television is a great means of communication in Brazil, with the introduction of a new Digital TV programming tends to be displayed, with this a new educational environment can be created. Some Digital TV standards are already bound by the world as American Standard Digital TV (ATSC), the Japanese standard (ISDB) and the European standard (DVB), the Brazilian System of Digital TV (SBTVD) is still being developed, based on the standard Japanese. Each pattern has its peculiarities in relation to application development. The application proposed for this project was planned to be developed in the DVB standard, using the Java language with the API Java TV. This choice was made considering that the support for Java TV SBTVD is not yet fully implemented. The application it is about a test of intelligence where the User reports out some options for images which belongs to another group of images displayed. The system uses the highest level of interactivity available (level 3), containing the information exchange between application and station, the user interaction with the system is performed via remote control. Keywords: Digital TV. Interactivity. Informatics in Education.
1 INTRODUÇÃO
Atualmente a televisão se encontra nos lares da grande maioria dos brasileiros, independente
de classe social, faixa etária e região, parte desta grande massa utiliza a televisão como o principal
meio de comunicação.
A televisão sempre foi um dispositivo de comunicação unidirecional, disponibilizando
somente um conjunto de informações pré-definidas aos seus telespectadores (SIVARAMAN, 2001
apud ANDREATA, 2006). Este modelo atual da televisão brasileira é denominada TV analógica
que está sendo utilizada a mais de 50 anos e, até então, nunca houve grandes mudanças. Ela
transmite seu conteúdo em vídeo unidirecional, sendo que este vídeo nada mais é do que várias
imagens repetitivas sobrepostas, fazendo com que o cérebro humano se iluda e acredite que há
movimento na combinação de imagens.
Para enganar o cérebro, uma exposição de 15 quadros por segundo, já é o suficiente para que
ele identifique a presença de movimento, porém o ideal é o lançamento de 24 quadros por segundo.
Na TV analógica, as imagens são formadas nos aparelhos de televisão através do bombardeamento
de energia nos átomos de fósforo que, ao serem excitados, emitem luz e depois voltam ao estado
normal. Torna-se, então, necessário bombardear os átomos de fósforo com uma freqüência mínima
por segundo, de forma que o olho humano não perceba que o átomo de fósforo se apagou
(FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Com a necessidade de melhorias na televisão nacional, o Brasil está implantando a TV
Digital, que já está padronizada em diversos países. Este novo formato da televisão deve modificar
muito o modelo da comunicação atual que a TV possibilita.
Dos recursos que devem ser ampliados e dentre os inovados pela TV, o que trará mais
benefícios para os telespectadores é a interatividade (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004). Com
tal interatividade, a televisão terá um aproveitamento muito mais eficiente.
Este Trabalho de Conclusão de Curso explora as tecnologias relacionadas à TV Digital além
de relatar conceitos e teorias que envolvem este tema, sendo que este é um tema inovador e os
trabalhos acadêmicos relacionados ao tema são trabalhos iniciais, não muito aprofundados, com
relação utilização a API JAVA TV.
2
A TV Digital contém diversas melhorias em relação à TV analógica, como melhoria de som,
imagem e a inclusão de um canal de dados. Tratando-se de imagem, a TV digital incorpora um
grande aumento do número de pontos (pixels) por linhas. Hoje a TV analógica possibilita a
formação de imagens com resolução de 525 linhas com 600 pixels cada, já as transmissões de TV
digital, no formato HDTV (High Definition TeleVision – Televisão de Alta Definição), formato
atualmente utilizado nos Estados Unidos, possibilita a formação de imagens com resolução de 1080
linhas com 1920 pixels cada. Uma grande melhoria pode ser percebida no som, na TV analógica
podem ser transmitidos dois canais de áudio, sendo assim possibilitando um som estéreo, enquanto
na TV digital podem ser transmitidos vários canais, possibilitando o efeito surround (5 ou mais
caixas acústicas no ambiente (SIVARAMAN, 2001 apud ANDREATA, 2006).
Para o desenvolvimento de aplicações para TV Digital existem alguns padrões já adotados
em vários países: o ATSC (Advanced Telivision Systems Committee – Comitê de Sistemas de
Televisão avançado) padrão norte-americano; o DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial -
Radiodifusão de Vídeo Digital – Terrestre) padrão europeu; e o ISDB-T (Integrated Services
Digital Broadcasting – Terrestrial - Serviços Integrados de Radiodifusão Digital – Terrestre)
padrão japonês.
O padrão ATSC apresenta deficiências tecnológicas importantes em relação à radiodifusão,
provocando problemas na recepção em aparelhos fixos localizados em áreas com presença de
interferência e em aparelhos portáteis com antena interna. Como na época do desenvolvimento da
modulação deste padrão a telefonia móvel ainda não havia adquirido a importância dos dias de hoje,
o objetivo principal a ser alcançado era oferta de vídeos em alta definição. Embora tenha ocorrido
uma evolução dos receptores que suportam este padrão, a utilização da modulação deste em
aparelhos móveis ainda permanece prejudicada (BATISTA, 2005); (BOLAÑO; VIERA, 2004);
(FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004). Segundo (DONZELLI, 2001) no Brasil foram realizados
testes com este padrão, que expuseram essas limitações, mostrando a impossibilidade de recepção
móvel, e dificuldade de recepção por antenas internas em alguns pontos, principalmente em grandes
cidades, levantando diversas críticas contra o padrão norte-americano.
Atualmente o consórcio DVB possui mais de 300 membros, inclusive com diversas
empresas do setor de informática, que tem dado grande ajuda no desenvolvimento do MHP
(Multimedia Home Plataform – Plataforma de Multimídia Residencial), a camada de software
padrão do DVB, que permite a interação do espectador com as aplicações oferecidas pelo sistema.
3
Empresas de telefonia celular contribuíram para o desenvolvimento do RCT (Return Channel
Terrestrial – Canal de Retorno Terrestre), canal de retorno exclusivo de informações dos
espectadores que não prejudica as transmissões, pois utiliza a tecnologia GSM (Global System for
Mobile communications – Sistema Global para comunicação Móvel), predominante na Europa.
(BOLAÑO; VIERA, 2004).
O sistema Japonês ISDB é considerado por muitos estudiosos semelhante ao europeu, só que
mais avançado (SILVA 2003 apud ANDREATA, 2006). Alguns testes realizados em transmissões
metropolitanas no Brasil tiveram bons resultados (DONZELLI, 2001).
O sistema adotado pelo Brasil foi o ISDB, padrão japonês, onde possibilitará a transmissão
digital simultânea para recepção fixa, móvel e portátil, além da interatividade que a TV Digital
oferece (TELECO, 2009).
Hoje no Brasil o Middleware aberto do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) é o
Ginga, constituído por um conjunto de tecnologias padronizadas e inovações brasileiras que o
tornam a especificação de Middleware mais avançada e a melhor solução para os requisitos do país.
O Ginga é subdividido em dois subsistemas principais interligados, que permitem o
desenvolvimento de aplicações seguindo dois paradigmas de programação diferentes. Dependendo
das funcionalidades requeridas no projeto de cada aplicação, um paradigma será mais adequado que
o outro. Esses dois subsistemas são chamados de Ginga-J (para aplicações procedurais Java) e
Ginga-NCL (para aplicações declarativas NCL). O Ginga é fruto do desenvolvimento de projetos de
pesquisa coordenados pelos laboratórios Telemídia da PUC-Rio e LAViD da Universidade Federal
da Paraíba. (GINGA, 2009).
Porém, as ferramentas para desenvolvimento na plataforma Ginga ainda não estão
plenamente consolidadas, e este trabalho identificou e explorou as demais tecnologias existentes a
fim de escolher uma para o desenvolvimento de uma aplicação.
O uso da TV Digital Interativa, como forma de promover a difusão de conhecimento e
redução da exclusão social, impulsiona importantes pesquisas associadas ao cenário brasileiro.
Assim, além da transmissão de conteúdo instrutivo, a interatividade agora permite que o
telespectador se torne um elemento ativo nesse processo (MONTEIRO et al., 2008).
1.1 PROBLEMATIZAÇÃO
4
1.1.1 Formulação do Problema
A TV digital é uma evolução do sistema de televisão brasileiro atual, que transmite sinal
digital no lugar do sinal analógico, permitindo um aumento na eficiência da transmissão e da
recepção do sinal (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Com a digitalização do sinal nas transmissões, uma grande vantagem para os telespectadores
é a melhora na qualidade de som e imagem, além de um canal de retorno que possibilita a
interatividade.
Esta interatividade abre um leque de oportunidades que ainda não está completamente
mapeado e que pode ser de grande utilidade para construção de aplicações de cunho educacional.
Adicionalmente, as escolhas a serem feitas por quem deseja construir aplicações para TVDI ainda
não são de conhecimento público.
1.1.2 Solução Proposta
Neste trabalho de conclusão de curso foi realizado um estudo de caso de construção de um
aplicativo para TV Digital como forma de coletar informações que possibilitem realizar conjecturas
acerca do potencial da interatividade que a TV Digital oferece, enfatizando aspectos que são
necessários as aplicações de cunho educacional.
A solução desenvolvida neste estudo de caso trata-se de uma aplicação de apoio ao
desenvolvimento da lógica que pode ser usada em quaisquer cursos ou disciplinas que estejam
relacionados ao tema. Não pode ser classificada como um software educacional, porém auxilia no
entendimento dos níveis de interatividade, e na forma que estes podem ser melhores utilizados.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
O objetivo deste projeto foi desenvolver e testar o funcionamento de uma aplicação para a
TV digital explorando o recurso da interatividade.
1.2.2 Objetivos Específicos
• Identificar a potencialidade da TV digital para o desenvolvimento de aplicações
educacionais;
5
• Descrever as tecnologias relacionadas à TV digital;
• Descrever as características atuais do mercado e produtos disponíveis para a TV Digital;
• Selecionar uma plataforma para o desenvolvimento de uma aplicação;
• Modelar a aplicação na plataforma selecionada;
• Desenvolver a aplicação na plataforma selecionada; e
• Testar a aplicação desenvolvida em um ambiente simulado (emulador).
1.3 METODOLOGIA
O estudo de caso realizado neste trabalho de conclusão de curso foi dividido em cinco etapas
para melhor organizar a execução do projeto de pesquisa e cumprir os objetivos específicos
apresentados anteriormente.
As etapas foram: (1) estudo, (2) modelagem, (3) desenvolvimento, (4) Testes e (5)
documentação. O plano para a execução das atividades contidas nessas etapas é apresentado a
seguir, e assumiu uma dedicação média de 15 horas por semana.
Etapa 1 (Estudo): Esta etapa teve como foco pesquisar os conceitos necessários para a
aquisição do conhecimento sobre TV Digital além de definir o título e o tema da aplicação a ser
desenvolvida.
Etapa 2 (Modelagem): O foco desta etapa foi especificar todo o funcionamento da aplicação
a ser implementada, descrevendo os casos de uso da aplicação, requisitos funcionais e não
funcionais, especificando todas as regras de negócios necessárias para o desenvolvimento da
aplicação, por fim tendo elaborado o modelo conceitual da aplicação.
Etapa 3 (Desenvolvimento): Nesta etapa foi desenvolvida a aplicação de acordo com o
modelo conceitual da etapa de modelagem, que será posteriormente testada, simulada e validada.
Esta etapa compreendeu principalmente a codificação dos processos descritos no projeto do
sistema.
Etapa 4 (Testes): Realização dos testes sobre a solução desenvolvida, tentando falseá-la,
com o objetivo de eliminar os erros existentes em sua modelagem ou desenvolvimento. Assim
como a simulação desta solução no simulador xLetView, escolhido para desenvolvimento. Após
6
estes testes foi realizada uma discussão acerca do potencial da interatividade que a TV Digital
contempla para aplicações educacionais.
Etapa 5 (Documentação): Esta etapa teve como foco deixar documentado todo o processo de
pesquisa científica, desde a descrição do problema, a proposta da aplicação, o relato dos conceitos
pesquisados do sistema analisado do desenvolvimento, dos testes, da validação, da simulação e dos
resultados finais, concluindo assim todo o projeto.
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO
O Trabalho de Conclusão de Curso está dividido em capítulos, descritos a seguir.
Capítulo 1 (Introdução): A introdução deste projeto relata uma breve descrição do que será
abordado no projeto, além de um resumo da parte teórica. Também na introdução esta descrita à
metodologia do trabalho, onde é possível compreender como está organizada a execução do projeto.
Capítulo 2 (Fundamentação Teórica): A fundamentação teórica deste trabalho descreve toda
parte conceitual estudada, necessária para o desenvolvimento do projeto, onde se encontra dividida
em tópicos, com alguns níveis de sub-tópicos, que descrevem como funciona a TV Digital, os
padrões já estabelecidos e outras informações necessárias que possibilitaram a escolha do padrão à
ser seguido no desenvolvimento da aplicação.
Capítulo 3 (Projeto): Toda análise da aplicação desenvolvida esta documentada no capítulo
projeto, dos passos utilizados para o desenvolvimento, até os resultados do estudo realizado sobre a
interatividade para aplicações educacionais.
Capítulo 4 (Considerações Finais): Considerações levantadas no decorrer do de todo o
projeto, além das referencias bibliográficas.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A Televisão (TV) se encontra nos lares de grande parte da população no país, tornando-se
assim, o principal meio de comunicação dos brasileiros. Atualmente a TV no Brasil é transmitida
analogicamente, sendo um meio de comunicação unidirecional, onde os telespectadores estão
interligados a ela de forma passiva e apenas recebem uma massa de informação pré-definida pelo
canal sintonizado.
A digitalização dos sistemas de televisão já vem ocorrendo em diversos países nos últimos
anos, agora o Brasil caminha para esta transição na transmissão do sinal até o telespectador
(ANDREATA, 2006).
2.1 TV DIGITAL
A TV digital é uma evolução do sistema de televisão brasileiro atual, que transmite sinal
digital no lugar do sinal analógico, permitindo um aumento na eficiência da transmissão e da
recepção do sinal (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Com a digitalização do sinal nas transmissões, a vantagem para os telespectadores é melhora
na qualidade de som e imagem, e um aumento da utilização da largura de banda, que permite o
envio de mais informações do que a TV analógica permite, assim disponibilizando novos recursos.
Por exemplo, a interatividade, um recurso inovador, que é disponibilizado pela TV digital.
Com a disponibilidade da interatividade, a TV digital permite que o telespectador possa
interagir com uma aplicação que é disponibilizada junto com o sinal da transmissão, tal aplicação
varia de acordo com o programa de TV, podendo oferecer informações do programa que está no ar,
votar em enquetes, enviar mensagens para os apresentadores, etc.
A TV digital interativa pode ser definida como um mecanismo que leve a um diálogo entre o
apresentador de um programa de TV com os telespectadores do programa. Mesmo que este diálogo
seja simples como o envio de uma resposta sobre uma enquete criada pelo programa.
A qualidade do sinal pode proporcionar ao telespectador um som mais envolvente e uma
imagem com maior resolução, além de possibilitar a exibição de mais de um programa em um
mesmo canal.
8
Conforme Crocomo (2007) a interface gráfica talvez seja o início da diferença entre a TV
como é conhecida e a TV Digital, porém um dos recursos mais importante, senão o mais importante
é a interatividade que a TV Digital proporciona.
Ou seja, um grande motivo para implantação de um padrão digital no país é a melhora na
qualidade da imagem e som, porém a interatividade é um fator que motiva muito para a troca da
tecnologia adotada no país, podendo ser o ponto a trazer mais benefícios ao telespectador.
2.1.1 Histórico
No Brasil, a primeira transmissão televisiva foi realizada em 1939, durante uma feira
realizada no Rio de Janeiro. No surgimento da TV toda programação era realizada ao vivo, pois até
o momento não havia disponível nenhum meio para armazenamento das imagens, ou seja, tudo que
era reproduzido na TV se perdia após a exibição (OLIVEIRA, 2006).
Com a necessidade de armazenamento das imagens, principalmente para a captação de
imagens externas a estúdios, foi criado o videoteipe. O videoteipe permitiu a saída de campo para a
gravação de imagens que possa ser exibida posteriormente a sua gravação. No Brasil o videoteipe
foi introduzido na a partir de 1950, no final da década de 1940, Assis Chateaubriand iniciou as
negociações com a americana RCA para importar o equipamento da primeira emissora de televisão
brasileira, pouca gente sabia o que era essa nova tecnologia (BECKER, 2006).
O Videoteipe possibilitou também a edição dos programas, ajudando a evitar erros, que hoje
em dia é indispensável, este não foi o principal motivo para criação deste acessório, porém foi o que
trouxe mais vantagens para a TV.
A multiplicação dos adeptos que a TV que vem obtendo ao longo da sua existência exigiu
que esta tecnologia oferecesse melhorias continua, a mais marcante entre elas é quando a TV deixou
de ter sua imagem em preto e branco (baseada em tons de cinza) e passou a ter sua imagem
colorida.
Como a TV analógica é um meio de comunicação incorporado por muitos, e não poderia
ficar fora dos avanços que a tecnologia permite. Em 1987, os Estados Unidos deu início aos estudos
procurando desenvolver novos conceitos sobre televisão, onde após algumas propostas, em 1995,
foi consolidado com o padrão americano de TV Digital o padrão ATSC.
9
Atualmente existem três padrões consolidados que exploram o mercado, são eles: o padrão
americano ATSC, o padrão japonês ISDB-T e o padrão europeu, DVB-T, que serão detalhados na
seção 2.1.4 .
2.1.2 Tecnologia
Neste capítulo serão abordados conceitos tecnológicos que complementam o conceito da TV
Digital, apontando suas principais características e abordando o seu funcionamento. Também para
mostrar a importância da TV Digital algumas das inúmeras possibilidades serão listadas.
2.1.2.1 Características
A TV Digital é portadora de diversas características que até então não estavam disponíveis
na TV analógica, essas novas características trazem um impacto ao telespectador, pois a
implantação da TV digital irá gerar a oferta de novos produtos e serviços.
Com este novo formato da TV a produção, a edição, o armazenamento e a transmissão de
vídeos, ocorrem de forma digital, fazendo com que os telespectadores necessitem de uma unidade
receptora capaz de receber os sinais digitais transmitidos pelas emissoras (OLIVEIRA, 2006). As
televisões encontradas atualmente em grande parte da população nacional não estão preparadas para
interpretar corretamente sinais digitais, necessitando então de um equipamento denominado URD
(Unidade Receptora-Decodificadora), também conhecido por Set-top-box.
A interatividade é um ponto inovador que tende a ser o grande avanço deste novo padrão de
televisão. Esta interatividade possibilita que o telespectador deixe de utilizar sua TV de forma
passiva, sendo possível fazer com que o conteúdo apresentado na TV deixe de seguir um fluxo pré-
definido pela emissora assistida e passe a ser um conteúdo dirigido.
Porém para um nível de interatividade maior a TV Digital necessita um canal de retorno,
para que a informação, seja uma resposta ou uma requisição, possa retornar até a sua origem, os
níveis de interatividade serão detalhados na seção 2.1.10 (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
2.1.2.2 Funcionamento
Como mencionado na seção 2.1.2.1 a produção, a edição, o armazenamento e a transmissão
de vídeos neste formato de TV digital, acontecem de forma diferente. No caso do armazenamento
10
digital as imagens deixam de ser armazenadas em fitas magnéticas e passa a ser armazenadas em
dispositivos de discos rígidos (HD – Hard Disk).
A transmissão do sinal digital contém uma largura de banda maior, podendo ser transmitidas
mais informações simultâneas, além de possibilitar a compressão dos dados, aumentando o
desempenho da transmissão (ANDREATA, 2006).
Em uma transmissão digital, caso alguma parte da informação não chegue ao destino, certo
bloco da programação é perdido. Com isso na TV Digital não contém imagens fantasmas, chuviscos
na tela, entre outras interferências. Logo a imagem é totalmente limpa, ou a freqüência fica fora do
ar.
Para a recepção do sinal digital por aparelhos de TV que não estão adaptados para recebê-
los, como mencionado anteriormente é necessário um Set-top-box, que faz a conversão deste sinal
para o sinal analógico. Essa conversão acontece nos seguintes passos: a emissora envia o sinal
digital, a antena recebe o sinal ainda digital e envia para o Set-top-box que converte em sinal
analógico e envia para a TV.
Figura 1. Captação do sinal digital e conversão do sinal para a TV analógica
Fonte: adaptado de Oliveira 2006
11
Para possibilitar o retorno de informações do telespectador para a origem da transmissão é
necessário um canal que os interligue, esse canal pode ser via telefonia celular ou internet. Também
é necessário um middleware que faça essa comunicação entre os dispositivos.
2.1.2.3 Possibilidades
São diversas as possibilidades que a TV digital oferece. Com a interatividade a programação
da TV tende a ganhar novas utilidades (RIBEIRO, 2004):
• Com a possibilidade de respostas a ofertas que são passadas em tela o comércio
deve ganhar força com o uso da TV;
• O guia de programação, com detalhes dos programas e horários, como já existe hoje
em TV por assinatura;
• Notícias interativas durante a transmissão de telejornais, manchetes em texto podem
correr horizontalmente na parte inferior da tela, possibilitando ao telespectador
selecionar a de sua preferência buscando maiores informações, que são mostradas na
tela, enquanto que o programa de notícias continua sendo visto, em uma janela que
não ocupa a tela inteira.
A programação educacional também pode ganhar muito, por exemplo, os programas de tele-
cursos que existem na TV analógica, podem ser aprimorados com as possibilidades da
interatividade. As dúvidas dos alunos podem ser comunicadas e influenciar uma mudança na
programação, questionários, jogos e outras tarefas de caráter pedagógico também podem se valer do
potencial adicionado pela interatividade.
A TV digital tende a prender ainda mais a atenção do telespectador, fazendo com que ele
permaneça mais tempo em frente a televisão. Um exemplo que pode refletir esta situação é
mencionado por Ribeiro (2004), onde na TV digital, o telespectador vai querer saber mais, e o
jornalismo mediador vai ter que ajudá-lo a satisfazer essa necessidade de conhecimento. A
reportagem vai ter a mesma duração, mas, com o controle remoto, usando o mesmo aparelho de TV,
o usuário vai poder encontrar links que o ajudem a entender melhor o assunto: seja na internet, ou
interagindo diretamente com a emissora.
2.1.3 TV Digital e a Educação
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A aplicação de novas tecnologias para área da educação tem contribuído para tornar o
processo de ensino-aprendizagem mais agradável, acessível e eficaz ou mesmo estimulante. Assim,
mídias que antes já eram exploradas para o simples entretenimento, passaram a ser utilizadas como
um auxílio ao aprendizado, sendo o caso da TV Digital (MONTEIRO et al., 2008).
Com o advento da TV Digital, o usuário pode agora interagir com o conteúdo apresentado,
permitindo direcionar a exploração desse conteúdo, buscar novas fontes de informação, trocar
mensagens com outros usuários e participar de simulações. Estes recursos respeitam os limites e
habilidades de cada aprendiz, tornando-o livre para construção do seu conhecimento, interagindo
como preferir com o conteúdo que está sendo apresentado (MONTEIRO et al., 2008).
A TV Digital deverá ser uma ferramenta de disseminação de informação com maior
flexibilidade, por se tratar de um processo bidirecional, ocupa um importante papel na Educação à
distância, por conseqüência da interatividade, que significa a troca de informações entre pessoa,
podendo estas ser aluno e professor.
Uma das maneiras mais interessantes de se utilizar a TV Digital para fins educacionais é
utilização de jogos. Ao se pensar na utilização dos jogos educacionais é necessário primeiramente
defini-lo como uma ferramenta que facilita o aprendizado e aumenta a capacidade de retenção do
que foi ensinado. A sua utilização possui o intuito de despertar o interesse no aprendizado, ou seja,
se tornar um elemento motivador no processo de ensino-aprendizagem em crianças e jovens.
Um jogo tem dupla função: consolidar os esquemas já formados e dá prazer ou equilíbrio
emocional a criança e apresentam uma série de vantagens na utilização dos jogos em ambiente
escolar, o despertar da motivação, curiosidade e estímulos, além de contribuir para o crescimento
intelectual e afetivo, pois o conhecimento é adquirido de forma prazerosa e lúdica (PINTO;
QUEIROZ-NETO; SILVA, 2007).
2.1.4 Padrões
Conforme já citado anteriormente, existem três padrões que dominam o mercado de TV
Digital no mundo, o padrão americano ATSC, o padrão japonês ISDB-T e o padrão europeu DVB-
T. Porém existem alguns outros que tentam ganhar mercado, ou foram desenvolvidos
13
especificamente para atender um determinado país, como é o caso do padrão chinês DMB (Digital
Multimedia Broadcast – Multimídia de radiodifusão Digital) (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Os padrões de TV Digital adotam diferentes padrões para modulação do sinal de difusão,
transporte de fluxos elementares de áudio, vídeo, dados e aplicações, codificação e qualidade de
áudio e vídeo, e serviços de middleware (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Conforme Teleco (2009) o Brasil adotou o padrão japonês ISDB-T, que possibilitará a
transmissão digital simultânea para recepção fixa, móvel e portátil, além da interatividade que a TV
Digital oferece. Contudo o padrão adotado sofrerá alterações para adequação as características do
local.
2.1.4.1 ATSC (Federal Communications Commission)
Os Estados Unidos iniciou seus experimentos sobre a TV Digital em 1987, com grupo de
pesquisadores e representantes de indústrias de aparelhos de Televisão, denominado FCC (Federal
Communications Commission – Comissão de Comunicações Federais). Em 1990, foi desenvolvido
o primeiro protótipo do padrão americano, voltado apenas à alta definição de imagens em aparelhos
de TV, ou seja, HDTV (ANDREATA, 2006).
Após um padrão de alta definição homologado, deram-se início as pesquisas para obter uma
melhora ao ponto de se tornar um padrão internacional de TVDI (Televisão Digital Interativa).
Dentre estas melhorias estavam o aumento na qualidade da transmissão e recepção deste sinal
digital de alta definição e, principalmente, o enfoque a interatividade.
Com o aperfeiçoamento do padrão desenvolvido inicialmente, constatando melhorias na
transmissão e recepção do sinal e com a portabilidade da interatividade, foi incorporado ao mercado
o padrão digital americano, conhecido como ATSC.
O padrão ATSC apresenta deficiências tecnológicas importantes em relação à radiodifusão,
provocando problemas na recepção em aparelhos fixos localizados em áreas com presença de
interferência e em aparelhos portáteis com antena interna (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Segundo Donzelli (2001) no Brasil foram realizados testes com este padrão, que expuseram
essas limitações, mostrando a impossibilidade de recepção móvel, e dificuldade de recepção por
14
antenas internas em alguns pontos, principalmente em grandes cidades, levantando diversas críticas
contra o padrão norte-americano.
Características do padrão conforme (OLIVEIRA, 2006):
• A codificação do sinal de vídeo é provida pelo padrão MPEG-2 Vídeo e a
codificação do sinal de áudio pelo sistema Dolby AC-3;
• A multiplexação de sinais é provida pelo MPEG-2 Sistemas, produzindo um fluxo de
19,39 Mbps; e
• A modulação do padrão pode operar em canais de 6 MHz, 7 MHz ou 8 MHz e utiliza
a modulação 8-VSB para rádio-difusão terrestre (com taxa de transmissão de 19,8
Mbps), a modulação 64 QAM para transmissão a cabo e a modulação QPSK para
transmissão via satélite.
2.1.4.2 DVB-T (Digital Video Broadcasting)
Os europeus deram início as pesquisas sobre TV Digital antes mesmo dos americanos. Com
isso o primeiro padrão de TV de alta definição, HDTV, foi criado na Europa. Porém ficaram para
trás no que diz respeito à TV Digital interativa, e somente em 1991 iniciaram experimentos sobre o
assunto (OLIVEIRA, 2006).
A necessidade de efetuar um estudo de viabilidade para implantação de um sistema de
transmissão digital na Europa propiciou a criação do ELG (European Launching Group – Grupo de
Lançamentos Europeu), composto por órgãos reguladores, emissoras de televisão e produtoras de
equipamentos eletrônicos. Em 1995, o ELG passou a se chamar DVB (OLIVEIRA, 2006).
O padrão DVB foi desenvolvido com o intuito de prover um padrão único para vários países
europeus, independente das peculiaridades das nações européias. Sendo assim o padrão de TV
Digital mais utilizado no mundo.
Atualmente o consórcio DVB possui mais de 300 membros, inclusive com diversas
empresas do setor de informática, que tem dado grande ajuda no desenvolvimento do MHP, a
camada de software padrão do DVB, que permite a interação do espectador com as aplicações
oferecidas pelo sistema. Empresas de telefonia celular contribuíram para o desenvolvimento do
15
RCT, canal de retorno exclusivo de informações dos espectadores que não prejudica as
transmissões, pois utiliza a tecnologia GSM, predominante na Europa. (BOLAÑO; VIERA, 2004)
Características do padrão conforme (OLIVEIRA, 2006):
• A codificação do sinal de vídeo é provida pelo padrão MPEG-2 Vídeo e a
codificação do sinal de áudio pelo padrão MPEG-2 Áudio:BC;
• A multiplexação de sinais é provida pelo MPEG-2:BC Sistemas; e
• O DVB utiliza a modulação COFDM para radiodifusão terrestre, podendo operar em
canais de 6 MHz, 7 MHz ou 8 MHz com taxa de transmissão de até 19,8 Mbps e em
2 modos de operação, conhecidos por 2k e 8k. Já a modulação QAM é utilizada para
transmissão a cabo (variando de 16, 32, 64, 128 e 256 QAM).
2.1.4.3 ISDB-T (Integrated Services of Digital Broadcasting)
O Japão começou seus estudos sobre TV Digital, ainda mais atrasado que a Europa. O
padrão ISDB foi especificado em 1999 pelo grupo DiBEG (Digital Broadcasting Experts Group –
Experiente Grupo de Radiodifusão Digital), criado em 1997 e composto por várias empresas e
operadoras de televisão. (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Até então, o padrão ISDB tinha sido adotado apenas pelo Japão, porém é amplamente
divulgado que o mesmo é um sistema que reúne o maior conjunto de facilidades: alta definição -
HDTV, transmissão de dados e recepção móvel e portátil, como maior qualidade. O sistema
Japonês ISDB é considerado por muitos estudiosos semelhante ao europeu, só que mais avançado.
O padrão japonês é apontado como o melhor padrão de TV Digital em relação aos seus
concorrentes de mercado. Segundo Bolaño e Vieira (2004) apesar de ser o melhor padrão
especificado, é utilizado apenas pelo Japão, pois um ponto importante levado em conta na escolha
de um padrão para o país é o custo. A tecnologia utilizada, necessária para atingir tais níveis de
eficiência, fez com que o hardware utilizado nos receptores seja o mais caro atualmente.
Alguns testes com este padrão foram realizados no Brasil. Em transmissões metropolitanas
demonstraram bons resultados, superiores aos apontados pelos demais padrões testados
(DONZELLI, 2001). Imagina-se que dentre o custo/benefício o Brasil preferiu pagar mais por uma
16
qualidade superior as demais, fazendo com que escolhesse o padrão japonês para ser utilizado no
país.
Características do padrão conforme (OLIVEIRA, 2006):
• A codificação do sinal de vídeo é provida pelo padrão MPEG-2 Vídeo; já a
codificação do sinal de áudio é provida pelo padrão MPEG-2 AAC. Batista (2005)
acrescenta que, para a transmissão de vídeo em aparelhos móveis, o ISDB optou pelo
padrão H.264, conhecido por MPEG-4 Parte 10 ou MPEG-4 AVC (Advanced Video
Codec);
• A multiplexação de sinais é provida pelo MPEG-2 Sistemas; e
• O ISDB utiliza a modulação COFDM para radiodifusão terrestre, podendo operar em
canais de 6 MHz, 7 MHz ou 8 MHz com taxa de transmissão de até 23,23 Mbps e
em 3 modos de operação, conhecidos por 2k, 4k e 8k. Já a modulação 64 QAM é
utilizada para transmissão a cabo e a modulação 8-PSK para transmissão via satélite.
2.1.4.4 DMB (Digital Multimedia Broadcast)
A China iniciou estudos sobre a implantação da TV Digital em seu território em 1996.
Analisaram-se os experimentos dos três sistemas digitais já existentes, e os chineses chegaram à
conclusão de que poderiam desenvolver um sistema próprio.
Assim, desde 2001, a China vem trabalhando em um conjunto de especificações que
constituirão o DMB (BOLAÑO; VIERA, 2004).
Hoje alguns outros países da Ásia utilizam o padrão chinês, como a Coréia do Sul, porém
não é um padrão competitivo do mercado, ficando ofuscado pelos padrões, americano, europeu e
japonês.
2.1.5 Middlewares e ferramentas de desenvolvimento
O desenvolvimento de aplicações para TV Digital necessita de ferramentas disponibilizadas
pelo padrão de TV Digital. Uma aplicação desenvolvida para um padrão de TV Digital certamente
não executará de forma correta em outro, pois foi desenvolvida para o middleware de um padrão
específico.
17
Todo padrão de TV Digital tem um middleware que faz a interface das aplicações com os
dispositivos, e esse middleware pode disponibilizar um ambiente de desenvolvimento, com
ferramentas necessárias para a criação de novas aplicações.
Esta seção visa o estudo das ferramentas mais comuns disponibilizadas para o
desenvolvimento de aplicações dos padrões citados na seção 2.1.4 .
2.1.5.1 DASE (Digital TV Application Software Environment)
A ATSC desenvolveu o DASE para ser o middleware oficial da TVDI americana com
transmissão terrestre. A sua especificação é dividida em três versões, chamadas de níveis, que são
baseados nas complexidades das aplicações possíveis de serem usadas no receptor (Set-top-box),
levando em conta os recursos de hardware disponíveis (DASE apud ANDREATA, 2006). O DASE
permite o desenvolvimento de software para TV Digital interligada ao padrão americano ATSC.
Tecnicamente o DASE é dividido em: Aplicações DASE, ambiente de aplicações
declarativas, ambiente de aplicações procedurais e por fim um framework de segurança, conforme
Figura 2.
18
Figura 2. Modelo de blocos do DASE
Fonte: Paes (2006)
A aplicação DASE é o conjunto de informação interativas da tela, as funcionalidades que
fornecem opções para o telespectador. Já o ambiente de aplicações declarativas envolve o material
multimídia com regras de estilo, vídeos e sons. O ambiente de aplicações procedurais trata da
aplicação compilada em conjunto com o material multimídia.
Uma aplicação DASE não precisa ser puramente Declarativa ou Procedural. Em particular,
as aplicações Declarativas geralmente utilizam scripts, o que é característica das aplicações
Procedurais. Por outro lado, as aplicações Procedurais podem se referir a conteúdos declarativos
como, por exemplo, conteúdos gráficos. O padrão DASE não especifica a implementação dos
ambientes de aplicação nos receptores comuns. Os fabricantes poderão implementar ambos os
ambientes de aplicação num mesmo receptor, ou não (PAES, 2006).
Seu ambiente de execução é baseado no uso de uma máquina virtual Java e API (Application
Programming Interface – Interface de Programação de Aplicativos) JavaTV. Essa API possibilita
aos programas escritos em Java o acesso a recursos e facilidades do receptor digital de forma
19
padronizada. Para o desenvolvimento procedural de aplicações em DASE não é necessária nenhuma
ferramenta especifica, apenas um aplicativo de desenvolvimento Java (BECKER, 2005).
Para o desenvolvimento declarativo o DASE permite o uso de linguagens usadas na web,
como HTML e JavaScript. Também não necessitando nenhuma ferramenta especial, com um editor
de texto já é possível a implementação nestas linguagens.
Para a emulação de aplicações desenvolvidas com o DASE existem softwares livres no
mercado, como o XletView e o OpenMHP.
2.1.5.2 ARIB ( Association of Radio Industries and Business)
ARIB é a especificação base para transmissão de TVDI japonesa. A arquitetura deste
ambiente é baseada em um evento chamado carrossel de dados, onde as regras de aplicação
trafegam junto com as ondas de radiofreqüência (ANDREATA, 2006).
Neste sistema, áudio, vídeo e todos os serviços de dados são multiplexados e transmitidos
via broadcasting de rádio, em um ‘fluxo empacotado’, especificado pelo MPEG-2. Canais para a
interatividade das comunicações são disponibilizados através dos canais interativos da rede, tanto
fixas quanto móveis.
O ARIB é um middleware que além de proporcionar um ambiente de desenvolvimento para
aplicações para o padrão japonês tem características diferenciadas que ajuda a fazer do ISDB o
padrão de TV Digital mais robusto.
Uma característica diferenciada com relação aos outros padrões é a possibilidade de
recepção de um canal digital por receptores tradicionais, semelhantes aos existentes para HDTV.
Também permite a transmissão por broadcasting via satélite, broadcasting terrestre e CABLE TV.
Os erros de apresentação de legendas, superposição e informações multimídia devem ser tratados
dentro de um período de tempo que não permita ao usuário perceber que tal erro ocorreu (PAES,
2006).
Conforme Becker (2005) o ARIB é formado por algumas especificações, tendo como
principais o ARIB STD-B24 e o ARIB STD-B23.
O ARIB STD-B24 especifica uma linguagem declarativa denominada BML (Broadcast
Markup Language – Linguagem de Marcação de Radiodifusão), linguagem esta, baseada na
20
linguagem padrão de serviços web XML (Extensible Markup Language – Linguagem de Marcação
Extensível) usada para especificação de serviços multimídia para TV digital, ou seja, linguagem
para o desenvolvimento de aplicações declarativas.
Outra especificação do middleware é o ARIB-STD B23 que assim como o padrão americano
utiliza uma maquina virtual JAVA e utiliza a API JAVA TV desenvolvida pela Sun Microsystems.
Assim como no DASE, no ARIB não é necessário o uso de ferramentas específicas para o
desenvolvimento de aplicações, podendo estas ser emuladas pelo XletView.
2.1.5.3 MHP (Multimedia Home Plataform)
No final dos anos 1990, o grupo DVB começou a especificar seu padrão de middleware,
que, em 2000, deu origem à plataforma MHP 1.0 e, abril de 2001, MHP 1.1. O MHP busca oferecer
um ambiente de TV interativa aberto e interoperável, para receptores e set-top-boxes de TV digital
(BECKER, 2005).
O MHP não é apenas o middleware do padrão europeu de TV Digital, é também o
middleware pioneiro de TV Digital. Os demais, ARIB e DASE, são baseados no MHP, ou seja, nas
especificações iniciais, porém com algumas melhorias.
O MHP define uma interface entre as aplicações e terminais para que serviços sejam
providos, se direciona para aspectos referentes à apresentação dos serviços para o usuário do
sistema. Por ser uma plataforma aberta, o receptor com MHP a princípio poderia receber serviços
de diferentes operadoras de TV Digital. A API está apta a trabalhar com diferentes hardwares e
diversas redes de transmissão. Podendo ter transmissões baseadas em satélite, cabo e outras, desde
que seja do padrão DVB (ANDREATA, 2006).
Uma aplicação DVB usando API Java é denominada aplicação DVB-J. A especificação
MHP 1.1 introduziu a possibilidade de usar uma linguagem de programação semelhante ao HTML
denominada DVB-HTML. As aplicações DVB-J e DVB-HTML possuem a capacidade de fazer
download de aplicações interativas, através de um canal de interatividade; armazenar aplicações em
memória persistente (ex. disco rígido); acessar leitores de smart cards; e controlar aplicações de
internet, tais como navegador web.
21
Assim como os demais concorrentes, o DVB não necessita de uma ferramenta específica
para o desenvolvimento e emulação das aplicações desenvolvidas.
2.1.5.4 GINGA
O Middleware aberto do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) é o Ginga, ele é
constituído por um conjunto de tecnologias padronizadas que o tornam a especificação de
middleware mais avançada e a melhor solução para os requisitos do país (GINGA, 2009). O Ginga
foi desenvolvido a partir de projetos de pesquisa coordenados pelos laboratórios Telemídia da PUC-
Rio e LAViD da UFPB.
O Ginga é subdividido em dois subsistemas principais interligados, que permitem o
desenvolvimento de aplicações seguindo dois paradigmas de programação diferentes. Dependendo
das funcionalidades requeridas no projeto de cada aplicação, um paradigma será mais adequado que
o outro. Esses dois subsistemas são chamados de Ginga-J (para aplicações procedurais Java) e
Ginga-NCL (para aplicações declarativas NCL) (GINGA, 2009).
Ginga-NCL é o subsistema Ginga para exibição de documentos NCL visando prover uma
infra-estrutura de apresentação para aplicações declarativas escritas na linguagem NCL. A NCL é
uma linguagem de aplicação XML com facilidades para a especificação de aspectos de
interatividade, sincronismo espaço-temporal entre objetos de mídia, adaptabilidade, suporte a
múltiplos dispositivos e suporte à produção ao vivo de programas interativos não-lineares (GINGA-
NCL, 2009).
O Ginga-NCL fornece ferramentas para o desenvolvimento de aplicações para o middleware
GINGA, conforme lista abaixo:
• GINGA-NCL VIRTUAL STB : Máquina virtual Linux para VMWare, contendo
Ginga-NCL C++;
• GINGA-NCL EMULATOR : Exibidor de Documentos NCL, disponível para
Windows, Linux e MAC OS X;
• COMPOSER: Editor de documentos NCL, disponível para Windows, Linux e MAC
OS X, utilizado para montagem de conteúdo NCL com a linguagem de script LUA; e
• NCL ECLIPSE : Plug-in para Suporte a NCL no ambiente Eclipse.
22
O desenvolvimento procedural para utilizado GINGA-J pode ser implementado em
ferramentas de programação para a linguagem JAVA, como o ECLIPSE, utilizando o framework
JavaTV, que será detalhada na seção 2.1.7 .
2.1.6 Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento
A Tabela 1 comparativa sobre os middlewares, para desenvolvimento de aplicativos
voltados para a TV Digital Interativa abordados neste TCC.
Tabela 1. Análise comparativa das ferramentas de desenvolvimento (padrão/middleware).
Característica DASE ARIB MHP GINGA Padrão ATSC ISDB DVB SBTVD Segurança Sim Sim Sim Sim Decodificação de conteúdo comum (PNG, JPEG, ZIP etc)
Sim Sim Sim Sim
Tipos de aplicativos
XHTML,CSS,ECMA Script, JavaTV
HTML, XML, JavaTV
HTML, JavaTV HTML, XML, LUA script, JavaTV
Distinção entre aplicações declarativas procedurais
Sim Sim Sim Sim
Interação com usuário
Sim Sim Sim Sim
Capacidade de Áudio
Non-streaming: (audio/basic) Streaming: (Dolby AC-3)
MPEG-2 AAC MPEG BC MPEG-2 AAC
Capacidade de Vídeo
Non-streaming: (Multiple Network Graphics) Streaming: (MPEG 2)
MPEG 2 MPEG 2 MPEG 4
Capacidade Gráfica
1920 X 1080 1280 X 720 960 X 540 640 X 480
Alta definição: 1920 X 1080; 1280 X 720 e 960 X 540. Definição Normal: 620 X 480.
LDTV: 320 X 240 SDTV: 640 X 480 EDTV: 720 X 480 HDTV: 1920 X 1080
1920 X 1080; 1280 X 720; 960 X 540; 620 X 480
Fonte: adaptado de Paes (2006).
23
2.1.7 Java TV
O Java TV é uma API para a plataforma Java criada pela Sun Microsystems com parceria da
indústria de televisão digital. Ela está sendo amplamente adotada como um padrão para aplicações
de televisão digital no mundo. Esta API foi projetada para oferecer acesso a funcionalidades para
definição do modelo das aplicações, acesso a fluxo de áudio e vídeo, acesso condicional, acesso a
informações de serviço, controle de troca do canal do receptor, controle dos gráficos na tela, dentre
outras (CANDIDO JUNIOR, 2008).
A API Java TV situa-se entre as aplicações para TV Digital e o sistema operacional, fazendo
parte do middleware incorporado ao Set-top-box, conforme Figura 3. Com isso a API Java TV
funciona independente do padrão de TV Digital adotado. E como toda aplicação Java, as aplicações
desenvolvidas utilizando a API, é executada em maquina virtual JAVA sendo transparente o
processador e o sistema operacional do Set-top-box utilizado.
24
Figura 3. Arquitetura set-top-box utilizando arquitetura JAVA
O ambiente de software de um Set-top-box com a tecnologia JavaTV consiste então de
aplicações Java, a API JavaTV e outras APIs, além de um sistema operacional.
O Java TV permite níveis avançados de interatividade, gráficos de qualidade e
processamento local no próprio Set-top-box. Estas facilidades oferecem um amplo espectro de
possibilidades para os desenvolvedores de conteúdo, mesmo na ausência de um canal de retorno.
Por exemplo, um guia de programação eletrônica pode oferecer uma visão geral da programação
disponível, permitindo a mudança para o canal desejado pelo usuário. Através de mecanismos de
sincronização, aplicações específicas podem ser associadas a um determinado programa de
televisão. Além disso, aplicações isoladas podem executar de forma independente do programa de
televisão (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Na API, um programa de televisão é caracterizado como um conjunto de serviços
independente. Onde um serviço é uma coleção de conteúdo para apresentação reprodução em um
Set-top-box. Podendo representar um programa de televisão convencional, com áudio e vídeo
25
sincronizados, ou um programa de televisão interativa, com áudio, vídeo, dados e aplicações
associadas.
Cada serviço Java TV é caracterizado por um conjunto de informações que descrevem o
conteúdo do serviço SI (Service Information – Serviço de Informação). Conforme Cândido Jr.
(2008), o SI descreve a estrutura do fluxo, além de conter informações relativas ao serviço, como
por exemplo, um conteúdo descritivo, dados referentes aos horários de apresentação dos programas,
a freqüência do canal para possibilitar a sintonização no devido serviço, informações de
demultiplexação, a linguagem utilizada, informações da rede, além de meta-informações como uma
lista dos atores ou categorização do serviço.
Toda aplicação desenvolvida com a API Java TV é denominada Xlet, onde possui suas
próprias características.
2.1.8 XLet
Um Xlet é uma aplicação Java que proporciona interatividade para a TV Digital. É similar a
um Applet, que é adicionado em páginas HTML, o Xlet é incluído em um serviço de TV Digital. O
middleware identifica o ponto de entrada da aplicação e a executa utilizando a máquina virtual Java.
O middleware geralmente possui um componente que é responsável por gerenciar o ciclo de vida
das aplicações, que instancia a classe principal (main class) e invoca os métodos responsáveis pela
mudança de estados (BATISTA, 2007 apud CANDIDO JUNIOR, 2008).
Os Xlets não precisam estar previamente armazenados no Set-top-box, pois podem ser
enviados pelo canal de difusão quando necessários. Ou seja, o modelo Xlet é baseado na
transferência de código executável pelo canal de difusão para o Set-top-box e posterior carga e
execução do mesmo, de forma automática ou manual (FERNANDES; LEMOS; ELIAS, 2004).
Conforme Figura 4, um Xlet tem um ciclo de vida dividido em 4 estados, sendo eles loaded,
paused, active e destroyed, onde a mudança de um estado para outro é ativada por métodos do
sistema.
26
Figura 4. Ciclo de vida Xlet
Fonte: Fernandes, Lemos e Elias (2004)
Para gerenciar o ciclo de vida dos Xlets, a API define o conceito de um gerente de aplicação.
O estado de um Xlet pode ser mudado pelo gerente de aplicação ou pelo próprio Xlet. Caso o
próprio Xlet mude seu estado ele notifica o gerente de aplicação sobre a transição, desta forma, o
estado de um Xlet é sempre conhecido pelo gerente de aplicação.
Quando o Xlet é instanciado ele chama o método construtor, fazendo com que o Xlet fique
no estado Loaded.
No momento da ocorrência de uma ação do telespectador com programa o Xlet invoca o
método de inicialização, initXlet(), fazendo com que fique no estado Paused, assim estando pronto
para ser iniciado a qualquer momento.
Quando o gerenciador de aplicações invoca o método de inicio, startXlet(), o Xlet já pode
iniciar a interação com o telespectador, se tornando assim um Xlet em execução, com status igual a
Started.
O gerenciador de aplicações pode invocar o método, pauseXlet(), a qualquer momento em
que o Xlet está iniciado, movendo a aplicação do estado Started para Paused. E também invocar o
método, startXlet(), para voltar para o estado Started em qualquer momento em que o Xlet estiver
pausado.
Após o Xlet entrar em estado Loaded, a qualquer momento ele pode ser destruído, pelo
método, destroyedXlet(), independente do estado em que assume no momento. Um Xlet destruído
não pode mais ser iniciado.
2.1.9 Aplicações
27
A interatividade disponível na TV Digital proporciona uma grande variedade de aplicações
para este meio de comunicação. De acordo com Becker (2005) e Andreata (2006) é relatada uma
análise destas novas aplicações.
• Guia de programação eletrônico: detalhamento da programação dos inúmeros canais
disponíveis, com datas e horários de início e término de cada programa. Hoje é
possível encontrar essas aplicações na TV por assinatura. Além de uma listagem
completa dos canais, é possível a busca por determinada palavra chave onde é
retornada uma breve lista com programas relacionados. Essa aplicação é conhecida
como EPG (Electronic Program Guide – Guia de Programação Eletronico);
• Comercio Eletrônico: possibilita a compra de mercadorias ofertadas por canais de
TV, semelhante às aplicações disponíveis atualmente na internet. Além da compra
em canais de loja virtual, também é possível a compra de produtos ofertados durante
os intervalos comerciais e a compra de mercadorias oferecidas em programas
diversos. Esta aplicação é denominada T-Comerce;
• Banco eletrônico: Assim como o T-Comerce, a TV digital possibilita o T-Banking
outro formato de aplicação encontrada hoje na internet. Como o serviço é
praticamente idêntico em ambas as plataformas, sendo que os bancos bastariam
replicar o serviço, ou seja, copiar o serviço disponível na internet para a TV Digital.
Possibilitando assim ao telespectador, por meio de sua TV acompanhar o saldo de
sua conta bancária, ou até mesmo o pagamento da sua conta telefônica utilizando
apenas o seu controle remoto;
• Internet: Um formato de aplicação que possibilita a utilização da internet pela TV,
sendo possível a navegação a partir do controle remoto;
• Notícias Interativas: No momento de qualquer programa em exibição na TV, notícias
podem correr horizontalmente na parte inferior do vídeo, esta tecnologia é utilizada
hoje pela TV analógica, porém pode ser melhorada na TV digital, possibilitando que
o telespectador selecione uma notícia que lhe interesse dentre as demais, detalhando-
a ou fazendo uma pesquisa de programas relacionados à notícia selecionada; e
28
• Vídeo sob demanda: permite que o telespectador assista ao programa que deseja no
horário em que lhe for conveniente, independente do horário original de exibição da
emissora. Hoje é comum em TV por assinatura a busca por filmes de acordo com o
titulo e o gênero, possibilitando que o telespectador assista a este vídeo.
A TV Digital favorece o desenvolvimento de aplicações voltadas para a educação. Alguns
serviços educacionais interativos já estão disponíveis atualmente, tendo como grande exemplo
aplicação de ensino a distancia.
Em aplicações de ensino à distância voltadas para a TV Digital o aluno pode assistir às aulas
na TV e simultaneamente fazer questionamentos referentes ao tema da aula assistida pelo controle
remoto.
Segundo Andreata (2006) alguns canais na Europa possuem programas educacionais
interativos, como o SOS Teacher (SOS Professor), representado pela Figura 5 e o acesso a
enciclopédias virtuais, conforme Figura 6.
Figura 5. Aplicação SOS Teacher.
Fonte: Andreata (2006)
No SOS Teacher os estudantes podem enviar perguntas a professores reais, e dentro de 30
minutos os professores respondem. Estas respostas ficam armazenadas, sendo possível resgatá-las
através de aplicações de vídeo sobre demanda.
29
Nos acessos as enciclopédias virtuais os telespectadores podem fazer buscas através de
palavras ou sentenças fornecidas no serviço de notícias na BBC, pesquisa na Enciclopédia
Educacional Hutchinson e também na Enciclopédia de Oxford.
Figura 6. Consulta a enciclopédia virtual via TVDI.
Fonte: Andreata (2006)
2.1.10 Interatividade
A interatividade é um ponto importante da tecnologia abordada neste trabalho de conclusão
de curso, a TV Digital, sendo que esta interatividade será explorada para o desenvolvimento de
aplicações educacionais para a TV digital.
Conforme Crocomo (2007), existem três níveis de interatividade para a TV Digital,
classificados em nível 1, nível 2 e nível 3. No primeiro nível, os dados transmitidos pela emissora
são armazenados dentro do terminal, quando o usuário navega em uma aplicação ele navega apenas
pelos dados armazenados no terminal. No segundo nível, utiliza-se um canal de retorno,
normalmente uma linha telefônica, possibilitando o envio de mensagens para a emissora, mas não
necessariamente no mesmo instante, na interatividade de nível 3, é possível enviar e receber em
tempo real, como em um chat.
O conceito de Crocomo (2007) é o que será seguido por este trabalho, porém a
interatividade é classificada de forma variada pelos demais estudiosos da área, a exemplo de Becker
e Montez (2005), que classificam a interatividade da TV em oito níveis, sendo eles:
30
Nível 0: A ação do telespectador se restringe a ligar e desligar a TV, além de ajustar brilho e
contraste da imagem, em épocas que a TV ainda tinha sua imagem em tons de cinza.
Nível 1: O telespectador pode ajustar cores e trocar canais via controle remoto.
Nível 2: Interação com tecnologias acopladas a TV como vídeo cassete e jogos eletrônicos.
Nível 3: Interagir com a emissora por um meio externo, como telefone e internet, onde tal
interação interfira na programação, tendo como exemplo o programa “Você Decide” da rede Globo.
Nível 4: O telespectador pode interagir com a programação por caminhos pré definidos pela
emissora, podendo por exemplo trocar a câmera em que assiste uma partida de futebol.
Nível 5: O telespectador passa a interagir diretamente com a emissora, podendo até enviar
vídeo de baixa qualidade para a emissora, sendo que para tal feito já se faz necessário o canal de
retorno.
Nível 6: A largura de banda do canal de retorno é maior possibilitando o envio de vídeo de
alta definição, desta forma a interatividade chega a um ponto maior do que uma simples
reatividade.
Nível 7: a interatividade plena é atingida, possibilitando ao telespectador a geração de
conteúdo. O telespectador pode produzir programas e enviá-los à emissora, tornando a TV Digital
totalmente diferente do que a TV como se encontra hoje.
No ambiente do NTDI (Núcleo de Televisão Digital Interativa) da UFSC (Universidade
Federal de Santa Catarina) (NTDI, 2009) é possível encontrar exemplos que demonstram a
importância desta interatividade para as mais diversas áreas. Um destes exemplos é programa
interativo que possibilita ao telespectador realizar um teste para identificar se está sofrendo de
depressão.
No programa o apresentador fala sobre a depressão, expõe conceitos e características da
doença, e inicia o teste. Primeiramente uma pergunta aparece na tela, onde o próprio apresentador
faz uma reflexão sobre a questão e da uma explicação detalhada sobre ela, dando um tempo para o
telespectador responder. A resposta da questão pode ser SIM ou NÃO, conforme Figura 7, e para
escolher uma opção o usuário precisa apenas clicar sobre o botão “1” para sim ou no botão “2” para
não.
31
Figura 7. Questão do programa sobre teste de depressão
Fonte: NTDI (2009)
Após a resposta desta primeira pergunta o mesmo processo continua com as demais
perguntas. Ao fim do questionário o aplicativo agregado ao programa faz um determinado cálculo
com base nas respostas do telespectador e informa a quantidade de pontos alcançados. O
apresentador ao fim do programa identifica se o telespectador é uma pessoa depressiva, e se for o
caso classifica o nível de depressão do telespectador conforme a quantidade de pontos, conforme
Figura 8.
32
Figura 8. Pontuação registra no programa sobre teste de depressão
Fonte: NTDI (2009)
O sistema de identificação de depressão para TV Digital foi desenvolvido para o padrão
DVB, com o middleware MHP. Além do sistema de identificação de depressão no ambiente NTDI
da UFSC apresenta o sistema de obesidade, que também foi desenvolvido para o padrão DVB com
MHP.
Outro exemplo identificado é o sistema de obesidade, o qual está presente em um portal de
saúde, desenvolvido para TV digital. Neste aplicativo o telespectador interage diretamente através
do controle remoto, digitando a sua altura, conforme Figura 9, e informando seu sexo.
33
Figura 9. Informando altura no aplicativo de obesidade
Fonte: NTDI (2009)
O aplicativo utiliza a altura e o sexo para fazer um determinado cálculo, assim apontando o
peso máximo que o telespectador em questão possa ter, conforme Figura 10. Deixando que o
próprio telespectador tire suas conclusões sobre sua forma física.
Figura 10. Informação do peso máximo do telespectador
Fonte: NTDI (2009)
34
2.1.11 O controle remoto
O Controle remoto, representado pela Figura 11, é o dispositivo que permite a interação do
usuário com a TV. Com o controle o usuário pode utilizar funcionalidades como o aumento do
volume, a troca de canal, a configuração de som e imagem, entre outros. Na TV analógica o
controle tem setas para manipulação do menu interno da TV, na TV Digital essas setas são
utilizadas para navegação pelas aplicações, conforme imagem abaixo.
Figura 11. Controle remoto
O controle remoto para a TV Digital conta com uma área de teclas coloridas (vermelha,
amarela, verde, azul), que tem suas funcionalidades configuradas pelas aplicações (PICCOLO,
2004).
Os comandos do controle chegam ao Set-top-box via sinais infravermelho, atualmente
transmitindo em taxas de 4Mbps. Quando um comando é recebido pelo Set-top-box, esse comando
é enviado ao microprocessador, que o executa e exibe o resultado na tela da TV (PICCOLO, 2004).
Ou seja, o controle remoto é um ponto que muda a utilização de uma aplicação para TV
Digital para outra semelhante desenvolvida para computador. Porém o uso da TV Digital não
restringe o uso do controle remoto, pois existem teclados sem fio que podem ser utilizados pela TV,
além de outros dispositivos semelhantes.
Em aplicações móveis o controle remoto é dispensável, pois no próprio dispositivo
possibilita a interação do usuário com a aplicação.
35
2.1.12 Aplicações móveis
A consolidação nos dispositivos móveis é considerada o avanço da TV Digital, porém
atualmente não foram alcançados os objetivos esperados para esta plataforma. O início dos esforços
para tal consolidação ocorreu há pouco tempo. Um bom exemplo é encontrado no Japão que, apesar
de bem avançado em termos de TV Digital, só deu início ao desenvolvimento desse serviço para os
dispositivos portáteis no ano de 2006. Assim como no início do uso da TV Digital, essa nova
plataforma tende a revolucionar os serviços que a mesma pode oferecer hoje, beneficiando tanto os
provedores quanto os telespectadores (CRUZ; MORENO; SOARES, 2008).
O desenvolvimento de aplicações para dispositivos móveis tendem a ter uma análise mais
crítica e necessitam que alguns itens sejam avaliados com atenção:
• A aplicação deve gastar pouca bateria devido à limitação de carga destes
dispositivos, e levar em conta que uma aplicação pode ser encerrada
inesperadamente pela termino da carga;
• O processamento é inferior a um Set-top-box assim como a quantidade de memória;
• O tamanho da tela é menor, fazendo com que o design da aplicação tenha outro
formato, porem alguns aparelhos podem ser touch screen facilitando o uso do
aplicativo; e
• Na maioria dos casos a banda tende a ser inferior a da TV, necessitando um melhor
controle do fluxo.
Apesar de algumas diferenças que o software deve ter para uma plataforma móvel a
estrutura de sistema é a mesma da TV Digital terrestre, sendo baseado em uma rede broadcast de
difusão de TV e uma rede unicast de telefonia celular que possibilita a interatividade (CUNHA,
2006).
Cunha (2006) enfatiza que a tecnologia de TV Digital móvel não irá substituir as outras
formas de comunicação de dados, mas sim complementá-las. Sendo que a vantagem de utilizar a
rede TV Digital é o mecanismo de broadcast, que permite uma taxa de transmissão de dados
elevada.
36
O início da interação do usuário com a TV Digital, nos dispositivos móveis, tem como base
uma aplicação padronizada chamada ESG (Eletronic Service Guide). Ela pode ser comparada a um
pequeno portal, onde estão listados os serviços disponíveis para o dispositivo com relação a
tecnologia de TV Digital. Segundo Cruz, Moreno e Soares (2008) ESG é um serviço de guia para
conteúdos digitais, onde o telespectador navega pelo conjunto de programações e serviços
oferecidos e pelo provedor.
A TV Digital móvel tem como seu objeto de interação entre o telespectador e o mecanismo,
o próprio dispositivo, utilizando suas teclas específicas para envio de comando de acordo com o
desenvolvimento da aplicação em uso.
Quanto ao middleware ainda não há uma definição sobre sua padronização para os
dispositivos receptores, dentre as especificações existentes, uma das mais comuns utilizadas hoje é
o Internet Protocol Datacasting (IPDC), onde define um conjunto básico de serviços para a
recepção de dados através do canal de TV. Para executar uma aplicação transmitida pelo canal de
broadcast é necessário que o dispositivo contemple uma máquina virtual que possibilite a emulação
da aplicação (CUNHA, 2006).
2.1.13 Padrão e plataforma para desenvolvimento do projeto
O padrão brasileiro era um forte candidato a ser escolhido para utilização neste projeto.
Porém com base nos estudos realizados até então, foi possível notar que a API JAVA TV tem um
grande leque de possibilidade, mas no padrão SBTVD, ainda não se encontrava consolidado.
O Brasil possui seu padrão de TV Digital, no entanto este padrão é pouco utilizado até
então, sendo direcionado para a TV Digital Terrestre. TV por assinatura, via satélite ou a cabo,
utilizam o padrão europeu, a exemplo da SKY e NET. O GINGA até o momento não incorporou o
JAVA TV ao seu middleware, mas acredita-se que é questão de tempo para a API fazer parte do
GINGA. Ou seja, o padrão europeu até então é utilizado no Brasil, porém isto não quer dizer que
API JAVA TV também seja utilizada.
A API JAVA TV foi escolhida para ser a plataforma de desenvolvimento do projeto deste
TCC. Ela ainda não está totalmente incorporada ao padrão brasileiro, porém isto traz como
possibilidade uma aplicação inovadora, contudo o padrão escolhido para utilização foi o padrão
europeu (DVB), pois já incorpora a API JAVA TV e é utilizado no Brasil em TV por assinatura.
37
3 PROJETO
Esta sessão esta dividida em duas subseções onde é relatada toda análise do sistema
desenvolvido assim como a definição do escopo, além dos passos seguidos para o desenvolvimento
deste sistema.
3.1 ANÁLISE
Para dar ênfase ao potencial da interatividade que a TV Digital disponibiliza, neste trabalho
de conclusão de curso foi desenvolvida uma aplicação como um estudo de caso para uso desta
tecnologia, voltada para a área da educação, complementando os estudos realizados até então.
A aplicação tem como nome TVQI, ela consiste em um desafio lógico onde o usuário
interage com a TV solucionando desafios e recebendo uma pontuação ao fim de cada tarefa, ou seja,
classificando seu desempenho em forma de pontos. Ao final, é apresentada sua classificação em um
ranking disputado junto aos demais telespectadores adeptos ao desafio.
As tarefas deste desafio lógico são formadas pela exibição de um conjunto de imagens sendo
uma delas uma lacuna para uma imagem semelhante as demais, solicitando ao usuário que indique
dentro de outro conjunto de imagens qual destas se encaixa na lacuna do conjunto anterior,
conforme Figura 12.
38
Figura 12. Tarefas do desafio lógico
A pontuação obtida em uma tarefa está relacionada ao erro ou ao acerto da tarefa além do
tempo percorrido até a resposta do usuário e do seu nível de dificuldade. Com base nestes atributos
o sistema calcula a quantidade de pontos ganhos pela tarefa realizada. Esta pontuação tende a ser de
-50 até 100 multiplicado pelo nível de dificuldade, de acordo com os critérios de avaliação.
Um conjunto de cinco tarefas é denominado de rodada. Ao final de uma rodada, a pontuação
de cada tarefa realizada é somada pelo sistema gerando assim uma pontuação da rodada. Esta
pontuação será utilizada para atualização do ranking, que está disponível para visualização por
todos os demais telespectadores.
Para uma melhor compreensão do escopo da aplicação a Figura 13 e Figura 14 apresentam
os requisitos funcionais e os requisitos não funcionais, além da Figura 15 que compreende as regras
de negócio.
39
Figura 13. Requisitos funcionais
Figura 14. Requisitos não funcionais
40
Figura 15. Regras de negócio
Para implementação do sistema baseando na arquitetura de desenvolvimento para TV
Digital Interativa contemplando os requisitos acima foram necessárias as seguintes classes,
conforme Figura 16.
41
Figura 16. Modelo de classes
No sistema, o usuário tem que fazer a autenticação, utilizando login e senha, para dar início
ao uso. Depois de autenticado no sistema, o usuário tem a possibilidade de iniciar uma nova rodada
ou consultar o ranking. A qualquer momento, o usuário pode sair do ambiente, porém caso esteja no
meio de uma rodada, os pontos conquistados nas tarefas realizadas até o momento não serão
computados no ranking.
Quando o usuário inicia uma tarefa, ele tem que escolher uma opção desejada e avançar para
a próxima tarefa, seguindo este fluxo até o fim de cinco tarefas, completando a rodada. Finalizando
o processo, o sistema aponta a quantidade de pontos obtidos, possibilitando o usuário acessar o
ranking ou voltar ao menu. Quando o usuário acessa o ranking, tem como informação os dez
melhores colocados. Na Figura 17 é demonstrado o diagrama de casos de usos do usuário, que
representa as ações cabíveis ao usuário do sistema.
42
Figura 17. Casos de Uso do Usuário
Já o sistema tem como características as seguintes funcionalidades:
• Apresentar nova tarefa quando o usuário inicia o desafio lógico avança de uma tarefa
para outra;
• Calcular a quantidade de pontos que usuário conseguiu em uma tarefa;
• Calcular a somatória de pontos das tarefas que o usuário obteve ao finalizar uma
rodada.
• Apresentar o ranking; e
• Enviar informações para a emissora, conforme Figura 18.
43
Figura 18. Casos de Uso da Aplicação
O sistema tem como objetivo apresentar os conceitos definidos na fundamentação deste
trabalho, com isso tende a usar a interatividade de nível três, onde o sistema retorna informações
além do Set-top-box, chegando até a emissora. Ela é quem armazena as informações de ranking e as
tarefas a serem enviadas para a os telespectadores, além de reorganizar o ranking quando recebe
novas pontuações de rodadas executas, conforme Figura 19.
44
Figura 19. Casos de Uso da Emissora
A aplicação também permite a sua utilização nos demais níveis de interatividade
conceituados por Crocomo (2007), nível 1 e nível 2.
Na versão da aplicação de nível 3, quando um telespectador acessa o canal do desafio
lógico, o seu receptor recebe um conjunto de dados com a aplicação, as tarefas a serem exibidas ao
telespectador e a classificação atual do ranking. Ao fim da rodada, o sistema envia a quantidade de
pontos que o usuário obteve para a emissora. A emissora atualiza o ranking e retorna para o sistema
o ranking reclassificado.
No módulo do sistema com nível de interatividade 1, o telespectador apenas recebe as
tarefas, e as informações atuais do ranking, assim resta a ele concluir uma rodada e receber sua
pontuação ao final. No módulo do sistema de nível 2, o telespectador recebe as tarefas e um ranking
com as informações computadas até o momento de sua requisição, e ao fim de sua rodada além de
receber sua pontuação, esta pontuação pode ser enviada a emissora para atualização do ranking,
porém não receberá a atualização do ranking corresponde a sua rodada e as rodadas que foram
realizadas em paralelo a sua por outros telespectadores, independente do número de rodadas que
atuar.
Todas as tarefas que podem ser exibidas nas rodadas destinadas ao telespectador, foram
adaptadas de (RICCI, 2004), digitalizadas e armazenadas em banco de dados. Serão apresentadas
conforme ilustra a Figura 12, no início desta seção, onde as imagens base dão uma referência para o
telespectador selecionar uma das imagens resposta que preenchem a lacuna.
45
O ranking correspondente a cada nível de dificuldade apresenta a melhor pontuação obtida
para cada usuário em uma rodada do determinado nível. Já o ranking geral, apresenta a somatória
da pontuação registrada em cada ranking para o usuário.
A aplicação não contempla uma interface para a inclusão de novos usuários, cabendo ao
administrador do sistema fazer este tipo de ação direto na base de dados.
A sequência de atividades que ocorre no sistema desde a autenticação do usuário até o envio
das informações do sistema para a emissora é demonstrada no diagrama de sequência no apêndice
A.1.
3.2 DESENVOLVIMENTO
O desenvolvimento do projeto foi dividido em duas partes, iniciando pela emissora e
consequentemente pela aplicação local, conforme descrito nas seções a seguir.
3.2.1 Emissora
O desenvolvimento do sistema foi iniciado pela codificação da emissora, sendo este um web
service em C# com ASP.NET. O web service, ou seja, a emissora, fornece desde o pacote inicial
para a emulação da aplicação até os métodos para atualização e requisição de dados. A escolha por
esta linguagem foi feita por se tratar de uma linguagem que favorece o desenvolvimento com
agilidade.
Na Emissora, as classes Usuário, Tarefa e Ranking foram implementadas, e são responsáveis
pelo tratamento e atualização dos dados. O acesso ao banco de dados SQL SERVER é feito
nativamente pelo framework ASP.NET.
A emissora contém métodos internos e métodos externos chamados WebMethod, os quais
estão disponíveis para serem chamados por aplicações que utilizam o serviço. Os métodos internos
são utilizados para execução de blocos específicos dentro dos WebMethod.
É disponibilizado pela emissora um WebMethod para criação do pacote inicial de cada
aplicação, sendo estes: Retorna Xlet Nível Um, Retorna Xlet Nível Dois e Retorna Xlet Nível Três.
No momento da chamada de um destes métodos a emissora retorna um XML com a sequência
binária de um pacote .ZIP contendo todos os arquivos necessários para a emulação da aplicação
requisitada.
46
Para a criação desse pacote, o método copia as imagens da aplicação, assim como os Xlets
necessários, para a pasta “C:\temp\emissora”. Ele também realiza chamadas padrões as classes para
que estas criem arquivos específicos como lista de usuário, sequência de ranking e lista de tarefas a
serem executadas. Os arquivos gerados também são salvos na pasta pré-determinada. Com todos os
arquivos agrupados no diretório, o método comprime-os para o arquivo TVQI.ZIP, retornando
assim o binário deste arquivo zipado.
Para a aplicação de nível dois, a emissora disponibiliza também um método para
atualização dos rankings do usuário, onde a aplicação que o invoca deve passar os parâmetros:
usuário, pontuação nível um, pontuação nível dois e pontuação nível três. Este método é utilizado
ao final do desafio lógico caso o telespectador escolha por retransmitir à emissora sua pontuação
obtida, para fins de atualização de ranking.
A emissora disponibiliza para o terceiro nível do TVQI um método atualização de um
determinado ranking, onde é executado ao fim de cada rodada, tendo como parâmetros: usuário,
código do ranking e pontuação. A cada rodada além de enviar a pontuação, a aplicação invoca o
método para resgatar a lista de usuários por ranking, retornando a sequencia binária de um arquivo
texto com os dados.
3.2.2 TVQI
Com a emissora em funcionamento o passo seguinte do desenvolvimento foi a aplicação, ou
seja, o TVQI. Sendo que todas as funcionalidades necessárias entre o set-top-box e a emissora já
pode ser emulada, entre elas o broadcasting e o canal de retorno.
Tratando-se de aplicação local, inicialmente foi desenvolvido um pequeno aplicativo, que
emulasse um sintonizador de canal, sendo que para este fim, só sintonizaria uma dentre as três
aplicações disponíveis. O aplicativo foi desenvolvido em C#. Este aplicativo, denominado
sintonizador de canal, apresenta a ilustração de uma TV, onde exibe as opções de aplicações
disponíveis, além de um controle remoto, que contém apenas os botões 1, 2 e 3, pois serão os únicos
utilizados, conforme Figura 20.
47
Figura 20. Sintonizador de Canal
O sintonizador faz referencia ao Web Service, com isso contempla a funcionalidade de
executar a emulação das três aplicações do projeto. Para cada nível de aplicação, o sintonizador
chama o método correspondente para receber o binário do pacote de dados. Ao receber esse binário
o mesmo cria o arquivo .ZIP conforme bytes recebidos e armazena na pasta “C:\temp\setbox”. Após
este procedimento, descompacta o arquivo no diretório atual.
Com todos os arquivos necessários para emulação da aplicação, o sintonizador executa um
arquivo BAT que foi descompactado, arquivo este que abre o emulador XletView instanciando a
aplicação que também foi descompactada na pasta temporária, assim executando o TVQI, conforme
Figura 21.
48
Figura 21. [TVQI] Tela inicial de login
Após a execução do sistema, o usuário deve informar o seu código cadastrado e
posteriormente a sua senha, que será validado de acordo com os dados do arquivo “usuario.txt” que
também foi descompactado do pacote recebido. Todas as classes desenvolvidas na emissora foram
desenvolvidas em JAVA para utilização no Xlet da aplicação. Ou seja, quem manipula o arquivo
“usuario.txt” é a classe usuário.
Após a validação do usuário, o telespectador é direcionado ao menu principal, onde ele pode
iniciar o desafio, ou consultar o ranking, conforme Figura 22.
49
Figura 22. [TVQI] Menu principal
Para controlar a aplicação é necessário o uso do controle remoto. Para melhor navegação,
sempre ao lado de um item contem o número correspondente a este número, assim basta ao usuário
clicar sobre o número no controle para selecionar a opção desejada.
Ao iniciar uma nova rodada do desafio, o usuário é direcionado a tela das tarefas, sendo uma
tela padrão onde apenas mudarão as figuras relativas à questão. No topo da tela é apresentado o
título da tarefa, no centro a imagem principal, e abaixo a lista de figuras enumerada das seis opções
de escolha, sendo que o usuário deve escolher o número e clicar nesta escolha no controle remoto.
A Figura 23 representa a tela das tarefas.
50
Figura 23. [TVQI] Tarefas da aplicação
Assim como a usuário, a classe Tarefa controla as tarefas a serem mostradas na tela, e a
classe Rodada gerencia a sequência em que as tarefas serão alocadas. Todas as tarefas estão listada
no arquivo “tarefas.txt”, onde contém informações utilizadas para montagem de tela, como o nome
das figuras relativa a tarefa, assim como informações para posterior gerenciamento de pontos, como
qual número dentre as alternativas é a resposta correta.
Ao completar cinco tarefas, o usuário finalizou uma rodada, completando o primeiro nível
de dificuldade, dentre os três disponíveis. Ao finalizar cada tarefa o sistema armazena a pontuação
obtida, assim ao final da rodada é calculada a pontuação total. Esses dados são apresentados em
uma tela que indica o fim da rodada, conforme Figura 24.
51
Figura 24. [TVQI] Fim de Rodada
Caso o usuário execute a aplicação com nível de interatividade três, a cada final de rodada a
aplicação aciona o Web Service invocando o método Atualiza Ranking, informando o usuário, o
nível e a quantidade de pontos obtidos, com isto a emissora recalcula os rankings para o usuário.
Além deste método é executado o método Resgata Ranking, recebendo uma string com usuários e
suas respectivas pontuações por ranking, utilizada para atualização do arquivo “ranking.txt”.
Quando o usuário termina o desafio, ou seja, completa a série com três níveis de dificuldade,
o sistema permite que seja enviado para emissora a quantidade de pontos obtidos. Quando é
executado com o nível de interatividade três, isto é feito automaticamente, porém nos demais níveis
ao fim do desafio o telespectador recebe uma mensagem, questionando se o mesmo deseja enviar
sua pontuação para atualização dos rankings, conforme Figura 25.
52
Figura 25. [TVQI] Fim do desafio
Ao clicar sobre o botão azul do controle remoto, o sistema enviará os pontos para a
emissora, caso possível. Se o nível de interatividade da aplicação for igual a um, o usuário receberá
uma mensagem dizendo que não foi possível conectar-se com a emissora, pois teoricamente não
possui um canal de retorno, conforme Figura 26.
53
Figura 26. [TVQI] Problema na conexão com a emissora
No segundo nível de interatividade, a conexão é realizada e os dados são enviados a
emissora pela aplicação local. Para o envio dos dados a aplicação requisita o método Atualiza
Rankings, disponibilizado pela emissora, passando os parâmetros: usuário, quantidade de pontos no
nível um, dois e três. Diferentemente do nível de interatividade três, a aplicação não recebe dados
com a atualização dos rankings, sendo assim, só é possível visualizar essas alterações em uma nova
sintonização da aplicação.
Ao fim da terceira rodada, caso queria enviar a pontuação obtida para a emissora, o sistema
faz a chamada da função e retorna para o usuário uma mensagem de sucesso. A classe Rodada é
quem gerencia a pontuação obtida em cada rodada assim armazenando os pontos a serem enviados
ao fim de cada uma desta no nível três, ou enviando todas as pontuações na aplicação de nível dois.
A segunda opção do Menu é a visualização dos rankings, sendo que o sistema disponibiliza
ao usuário um ranking para cada nível e um ranking geral onde o é somado todas as pontuações do
usuário. Quando o usuário seleciona a opção Ranking, o ranking geral é apresentado em tela, para
montar o ranking a aplicação utiliza dados do arquivo “ranking.txt” que é transmitido pela emissora
com o pacote de dados inicial, e atualizado a cada rodada no caso da aplicação de nível três. A
Figura 27 mostra o ranking da aplicação.
54
Figura 27. [TVQI] Problema na conexão com a emissora
3.3 CONJECTURAS SOBRE O POTENCIAL INTERATIVO DA TV DIGITAL PARA APLICAÇÕES EDUCACIONAIS
A TV digital de fato é uma opção para o desenvolvimento de aplicações educacionais, tendo
em vista a futura dissipação desta tecnologia, podendo ser uma das principais escolhas para o
desenvolvimento de um sistema de ensino-aprendizagem.
Com a experiência adquirida na construção da aplicação foi possível identificar as
possibilidades e limitações referentes aos níveis de interatividade e como estes podem impactar na
construção de aplicações educacionais, mesmo que a aplicação desenvolvida não seja uma
aplicação educacional.
Para viabilizar a realização destas conjecturas tomou-se como ponto de partida a taxonomia
de software educacional apresentada por Giraffa (2008). Tendo sempre em mente que uma
taxonomia não limita a criação de aplicações que podem estar em mais de uma categoria.
55
Conforme Giraffa (1999) todo programa pode ser considerado um programa educacional
desde que possua um enfoque no processo de ensino-aprendizagem. O desenvolvimento de um
software educacional necessita de algumas escolhas que vão do aspecto técnico até o formato de
sistema a ser desenvolvido. Com a popularização da TV Digital o aspecto técnico, ganha uma nova
opção de escolha.
Outro ponto que pode influenciar diretamente na escolha da TV Digital para ser a
plataforma de desenvolvimento é a diversidade de níveis de interatividade, onde o software pode ser
apenas enviado via broadcasting ou até mesmo trocar informação entre telespectador e emissora em
tempo (respeitando as limitações de banda do canal de retorno), escolha esta a ser feita de acordo
com sua necessidade.
Giraffa, 1999 classifica software educacional em grupos, conforme suas características, onde
pode ser classificado desde um tutorial, até um jogo que auxilie um professor no processo
educacional.
• Tutorial: O tutorial pode ser definido com um passo à passo de tarefas a serem
realizadas para o cumprimento de um objetivo.
• Exercícios on-line: O professor pode disponibilizar exercícios em um ambiente
virtual, onde o aluno, ao acessar tenha que responder uma série de perguntas,
podendo estas serem transmitidas em massa para que o aluno envie as respostas
posteriormente, ou mesmo após a transmissão de uma pergunta o sistema aguarda o
usuário responde-la para enviar uma nova pergunta. Assim ajudando no aprendizado
do aluno sobre determinada disciplina.
• Prova on-line: Semelhante aos exercícios on-line uma prova, pode ser aplicada via
ambiente virtual, podendo assim avaliar o desempenho de aprendizagem do aluno.
• Demonstração: O professor pode disponibilizar uma demonstração sobre um assunto
abordado em aula, demonstração esta podendo utilizar recursos de vídeo, gravações
de áudio, ou mesmo apresentação automáticas.
• Jogos: alguns jogos ajudam a desenvolver ou mesmo fixar conceitos aprendidos em
aula, ou até mesmo desenvolver habilidades em determinados alunos.
56
• Fórum de discussão: Abrindo um fórum de discussão o professor pode postar uma
mensagem sobre determinado conteúdo fazendo com que cada aluno de sua opinião,
assim compartilhando conhecimento entre todos, complementando o conteúdo
repassado pelo professor.
• Ambiente de ensino on-line: Permite que o aprendiz não esteja presente fisicamente
em um ambiente formal, possibilitando até a gerência do seu tempo para realização
dos estudos.
• Repositório de materiais: Possibilita a postagem de arquivos produzidos, troca de
arquivos com os demais alunos, além do conteúdo disponibilizado pelo professor
para a disciplina.
Cada modalidade de software descrita pode ser utilizada dentro de um contexto, dependendo
da necessidade do professor, haverá uma destas que mais se adéqua. Todas estas modalidades
podem ser desenvolvidas para um ambiente de TV Digital.
Os níveis de interatividade a serem utilizados para o desenvolvimento de aplicativos podem
ser variáveis de acordo com cada modalidade de software educacional. Uma forma de representar
esta variação pode ser por meio de tabela.
A Tabela 2 apresenta uma classificação de modalidades de software educacional e quais
níveis de interatividade se adéquam a necessidade básica do sistema.
Tabela 2. Classificação de modalidades de software por nível de interatividade.
Modalidade de Software Nível Um Nível Dois Nível Três Tutoriais X Exercícios on-line X X Prova on-line X X Demonstração X Jogos X X X Fóruns de discussão X Ambientes de ensino on-line X X Repositórios de materiais X X
Com a experiência adquirida no trabalho foi possível identificar o grau de interatividade
necessário para cada modalidade de software educacional, classificando-os em um ou mais níveis
57
de interatividade. A classificação foi feita com base na definição de níveis de interatividade de
Crocomo, 2007.
Um método hipotético dedutivo foi utilizado para permitir inferir a partir de um caso
particular suas decorrências. Com isso foi possível inferir as informações para compor a tabela.
Com o desafio lógico desenvolvido, foi possível obter uma experiência prática, que ajudou na
criação desta tabela.
Algumas modalidades de software educacional foram classificadas em mais de um nível de
interatividade, ou seja, de acordo com os recursos disponíveis pode-se utilizar um nível de
interatividade inferior ao que mais se adéqua a aplicação. Por exemplo, em exercícios on-line o
telespectador pode ir respondendo cada tarefa, e recebendo a confirmação do acerto ou erro da
questão, no terceiro nível de interatividade. Caso os recursos disponíveis não possibilitem o uso do
nível de interatividade três, o telespectador pode receber todas as perguntas e retornar ao final, todas
as respostas, assim tratando-se do segundo nível de interatividade.
Dentre as modalidades de software educacional descritas nesta seção, o ambiente de ensino
a distância pode ter destaque se tratando de TV Digital, pois a estrutura da tecnologia favorece esta
modalidade.
Segundo Giraffa, 1999 o ensino a distância, transformou as noções de tempo e de espaço,
que passam a ser relativos, rompendo os conceitos originais de ensino. Isso porque, diferentemente
de uma sala de aula tradicional, onde há um local e um horário determinado, o processo de
aprendizagem a distância pode ocorrer sem necessidade de estar no mesmo local e horário.
Podendo estar na maioria dos lares dos brasileiros a TV Digital se torna um meio comum
para este fim, além de cômodo e seguro.
4 CONCLUSÕES
A TV Digital é um assunto atual no Brasil, uma nova tecnologia que deve trazer diversas
oportunidades, inclusive para a área educacional. Novas aplicações e serviços devem ser
disponibilizados dentro de pouco tempo, tanto para fins comerciais como para fins acadêmicos.
4.1 CONCLUSÃO DOS OBJETIVOS
No decorrer deste trabalho de conclusão de curso os objetivos do trabalho como um todo
foram cumpridos.
Dentre as pesquisas realizadas sobre TV digital para elaboração deste trabalho a
interatividade teve sua devida importância, sendo o principal fator que prova grande potencial da
TV Digital para o desenvolvimento de aplicações diversas, principalmente voltadas a educação.
No decorre das pesquisas, fez-se necessário descrever os padrões disponíveis assim como
seus middlewares e ferramentas, para futuras escolhas de tecnologias a serem utilizadas na parte
pratica deste trabalho.
Assim como as tecnologias como os padrões e ferramentas este trabalho contextualiza as
necessidades básicas para a utilização da tecnologia, além da descrição detalhada do funcionamento
da TV Digital.
Para o desenvolvimento de uma aplicação com tal tecnologia, foi escolhido o padrão
europeu junto à tecnologia JAVA TV, principalmente pela sua consolidação no mercado. Toda
aplicação foi modelada, definindo assim um escopo das suas funcionalidades e interfaces, que se
adequasse a tecnologia abordada.
Com a modelagem concluída a aplicação foi desenvolvida conforme escopo, básicamente
dividida em emissora e aplicação local. A emissora foi simulada em forma de WEB SERVICE,
possibilitando o acesso de diversas aplicações locais simultâneas e as aplicações locais, estas
desenvolvidas com a tecnologia JAVA TV, foram emuladas em um simulador (xLetView).
O desenvolvimento da aplicação se fez necessário para aquisição de experiência prática que
ajudasse no levantamento das possibilidades oferecidas pela TV Digital para área educacional.
59
4.2 REVISÃO GERAL DO TRABALHO
Para o desenvolvimento de aplicações para TV Digital existem três níveis de interatividade,
sendo que para a aplicação deste projeto foi utilizado todos os níveis, principalmente o maior dentre
eles, nível 3 (três). O padrão utilizado foi o padrão europeu com a API JAVA TV, além da
linguagem C# para o desenvolvimento do WEB SERVICE.
A aplicação desenvolvida retrata a realidade da TV Digital, apresentando os níveis de
interatividade e suas diferenças, diferenças estas utilizadas para relatar o potencial desta
interatividade para aplicações educacionais.
A escolha do padrão europeu e da API JAVA TV foram favoráveis ao desenvolvimento da
aplicação, se tratando de padrão para TV Digital o DVB esta entre os mais solidificados, senão o
mais. A API é confiável e bem estruturada possibilitando o desenvolvimento de um projeto com
qualidade. Teoricamente a aplicação desenvolvida deve ser executada na plataforma GINGA com
poucas mudanças, sendo que esta não foi escolhida para utilização por não estar totalmente
consolidada no inicio dos estudos deste trabalho.
4.3 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS
Todo desenvolvimento em JAVA TV deve ser feito através de uma ferramenta especificas
para aplicações JAVA, onde não se encontra uma integração completa dentre as tecnologias, assim
caracterizando a maior limitação encontrada no projeto.
Sendo assim uma grande possibilidade de trabalho futuro é o desenvolvimento de uma
ferramenta ou mesmo um plug in para um ferramenta JAVA integrando as tecnologias, para que
possa trabalhar de forma sincronizada em um único ambiente. Para a área da educação uma
sugestão para trabalhos futuros é o desenvolvimento de um ambiente de ensino a distancia para TV
Digital, disseminando conhecimento de forma ágil e comum.
E como contribuição para área este trabalho relata através de tabela uma classificação de
níveis de interatividade a ser utilizado para cada modalidade de software educacional.
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61
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APÊNDICES
A Modelagem do Sistema
Este apêndice tem como objetivo apresentar o complemento da modelagem realizada que
não foi incluída na documentação do projeto deste trabalho.
A.1 DIAGRAMA DE SEQUÊNCIA
Figura 28. Diagrama de Sequência [Autenticar]
64
Figura 29. Diagrama de Sequência [Selecionar Tarefa]
65
Figura 30. Diagrama de Sequência [Consultar Ranking]