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segunda-feira, 15 de novembro de 2010

APLICAÇÕES INTERATIVAS PARA O SISTEMA BRASILEIRO DE TV

        A  TV  digital  está  se  expandindo  de  forma  gigantesca  e  gradativamente.  O  avanço  nos estudos para uma melhoria na qualidade de imagem da TV iniciou-se na década de 80 com a criação do  sistema  de  TV  japonês  MUSE-Multiple  Sub-Nyquist  Sampling  Encoding.  Criado  com  a tecnologia HDTV-High Definition Television disponibilizava o dobro da qualidade de  imagem que existia até o momento, mas ainda não dispunha de sinal digital.
       Em  1993  os  Europeus  desenvolveram  um  padrão  completamente  digital,  o  DVB-Digital Video Broadcasting, que existe em  três  tipos: DVB – Terrestre, DVB – Cabo, DVB – Satélite. É o primeiro  padrão  de  TV  completamente  digital  e  entrou  em  operação  em  1998,  possui  como características  a múltipla  programação,  interatividade, mobilidade  e  novos  serviços. Em  1996, os Estados Unidos entra na corrida  tecnológica e desenvolvem o ATSC-Advanced Television Sistems Commitee,  padrão  voltado  para  a TV Digital  terrestre  (ATSC,  2008). O  Japão  que  anteriormente criou  o  MUSE  desenvolve,  no  ano  de  1997,  o  padrão  ISDB-International  System  for  Digital Television  totalmente  digital.  O  ISDB  entrou  em  operação  no  ano  2000  possibilitando  a  alta definição das imagens e a mobilidade.
         O  padrão  brasileiro  que  foi  inicialmente  chamado  de  SBTVD-Sistema  Brasileiro  de  TV Digital foi uma iniciativa do governo para criação de uma infraestrutura para disseminar conteúdos televisivos e permitir a interação do telespectador com a TV. A difusão do sinal é totalmente digital. Além dos fluxos de áudio e vídeo o padrão permite o transporte de dados para haver interação com as emissoras (TONIETO, 2008).
         O  presente  trabalho  teve  como  objetivo  analisar  as  tecnologias  envolvidas  para desenvolvimento  de  aplicativos  para  o  sistema  brasileiro  de  TV  Digital  (TVDi).  Trata-se  do resultado  parcial  do  projeto  de  iniciação  cientifica  para  criação  de  uma  proposta  de  uma infraestrutura para divulgação de conteúdo em campi via TVDi. 

                             INFRAESTRUTURA DE TRANSMISSAO DIGITAL
         A  transmissão  da  TV  Digital  de  uma  forma  mais  simplificada  compõe-se  de  três componentes: O  estúdio  gerador  de  conteúdos  (Emissoras),  a  difusora  do  sinal  que  possibilita a emissão de mensagens e a TV com o STB-Set Top Box.
         A  emissora  é um dos  responsáveis por criar, editar e disponibilizar conteúdos digitais que serão  acessados  pelo  telespectador. As  programações  agora  podem  ser  personalizadas  de  acordocom o gosto do telespectador, ou seja, são diversos conteúdos para que o próprio telespectador crie a  sua  programação  preferida  através  de  aplicações. O  programa  na TV  comum  será  chamado  de  Serviço na TV Digital, um serviço reunirá fluxos de vídeo, áudio e dados. A sua utilização da TV Digital é análoga ao acesso a conteúdos da  Internet como vídeos educativos, músicas,  reprises de  programas, livros digitais dentre muitas atrações que possui.
         Após  os  dados  serem  criados,  eles  são  codificados  e  reunidos  em  um  serviço  para  que possam ser transmitidos a uma difusora de sinal. O multiplexador é o responsável por concatenar os fluxos recebidos em um único serviço para que seja transmitido.
         Atualmente  os  três  tipos  de  difusão  do  sinal mais  conhecidos  são  o  Satélite,  o Cabo  e  a
Radiodifusão. A  difusora  do  sinal  que  receber  o  sinal  digital  das  emissoras  irá  transmiti-lo  até  a  residência dos telespectadores.
         Os receptores finais do sinal digital terão que adquirir um aparelho para decodificar o sinal e processar  seus  conteúdos  de  forma  que  sejam  visualizados  na  TV. O  STB  já  está embutido em alguns  aparelhos  televisores  mais  sofisticados,  mas  caso  contrário  é  necessário  a  aquisição do aparelho conectado a uma antena externa. Após o sinal ser recebido e respectivamente o serviço, o STB  realiza  as  tarefas de demultiplexação e decodificação dos dados para  serem apresentados ou processados.  Assim  que  o  conteúdo  é  exibido  ao  telespectador  é  possível  interagir  com  as aplicações disponibilizadas, sejam elas locais ou não (por meio do canal de interatividade).
         Para  haver  interação  do  telespectador  com  as  emissoras  é  necessário  um  meio  de comunicação,  o  Canal  de  Interatividade.  Por  meio  do  Canal  de  descida  e  Canal  de  Retorno  é possível a troca de mensagens entre o telespectador e as emissoras.
           O Canal de Descida consiste na comunicação no sentido das emissoras para o telespectador. Ele  atua  em  três  diferentes  níveis  de  abrangência,  atingindo:  1)  Todos  os  telespectadores (Broadcast); 2) A determinados grupos (Multicast); 3) Um único telespectador exclusivo (Unicast). O Canal de Retorno consiste na  infraestrutura utilizada para enviar dados que  representemações tomadas  pelo  telespectador  ao  provedor  de  serviços.  Algumas  redes  de  comunicação disponíveis que podem ser utilizadas como Canal de Retorno são: WiMAX, ADSL e WiFi .
                               DESENVOLVIMENTO DE APLICATIVOS
             A  seguir  é  realizada  uma  breve  descrição  dos  diversos  recursos  necessários  ao desenvolvimento de aplicações para TV Digital.
Linguagem  NCL:  é  uma  linguagem modular  declarativa,  baseada  em  XML-Extensible Markup Language  utilizada  para  o  desenvolvimento  de  documentos  de  hipermídia  para  TV  Digital.Possibilita a  inclusão de conteúdos de outras  linguagens declarativas e procedurais. É baseada no modelo  conceitual  NCM-Nested  Context  Model  que  utiliza  conceitos  de  nós  e  elos.  Permite  a autoria  de  documentos  em  tempo  de  apresentação,  ou  seja,  permite  a  alteração  de  documento durante  a  sua  execução.  Esta  funcionalidade  é  importante  em  sistemas  de  TV  digital  onde  a transmissão de programas é ao vivo, como os eventos esportivos (RODRIGUES, 2009).
Linguagem  Lua:  é  uma  linguagem    procedural  desenvolvida  pela  PUC-Rio  utilizada  no desenvolvimento de  jogos, sistemas embutidos e aplicativos como o Adobe Photoshop Lightroom. Por  ser  uma  linguagem  script  necessita  estar  acoplada  a  outro  programa  hospedeiro  para  que o mesmo acesse seus conteúdos. A linguagem combina sintaxe simples para programação procedural com construções para descrição de dados baseadas em tabelas associativas e semânticas extensível. É tipada dinamicamente e interpretada a partir de uma máquina virtual baseada em registradores, e tem  gerenciamento  automático  de memória  com  coleta  de  lixo  incremental. Essas  características fazem de Lua uma linguagem ideal para configuração, automação (scripting) e prototipagem rápida (LUA, 2009). Possui algumas vantagens que a  tornam uma  linguagem de grande potencial, como: portabilidade, desempenho, simplicidade e confiabilidade (AVELAR, 2007).
Linguagem  Java:  é  uma  linguagem  de  programação  procedural  com  paradigma  orientado  a objetos. Para que haja execução de seus aplicativos é necessário uma Máquina Virtual Java (JVM). A  linguagem  fornece  APIs  que  garantem  recursos  para  o  desenvolvimento  de aplicações TVDI,como  gerenciamento  do  ciclo  de  vida, manipulação  de  objetos,  sintonia  de  canais  entre  outros. HAVI-Home  Audio  Video  Interoperability,  Davic-Digital  Audio-Visual  Council,  JavaTV  e JavaDTV  são  alguns  conjuntos  de APIs  da  linguagem  Java  utilizadas  na  implementação. Havi  e Davic mais precisamente são especificações para prover a comunicação entre dispositivos de áudio e vídeo digital. JavaTV é uma API que oferece os mesmos recursos de controle e acesso dos STBs. Sua finalidade é fornecer um conjunto de métodos, classes e interfaces para facilitar a construção de aplicativos destinados  a  serem  executados através de plataformas de  recepção de  televisão digital independentes  das  tecnologias  utilizadas  na  rede  de  transmissão  (ABNT,  2009).  No  Ginga-J (middleware  brasileiro)  a  nova  API  substituirá  as  especificações  do  GEM-Globally  Executable MHP  (padrão ao qual  implementações de middlewares devem se adaptar para garantir a execução global de aplicações), pois implementa as mesmas funcionalidades do GEM com menor custo.

Emuladores   Os emuladores possibilitam que aplicativos para a TV digital  sejam executados e  testados como se estivessem em um STB. São exemplos de emuladores: XletView: utilizado para simular um ambiente de um STB que utiliza o middleware MHP. Através deste emulador é possível realizar testes nas Xlets desenvolvidas para o padrão europeu DVB. Este emulador é um software livre para plataforma (ARAUJO et.al., 2009)
CESARCinTV:  desenvolvido  por  brasileiros  para  simular  um  ambiente  do SBTVD  que  possui implementação com JavaDTV) e também com o GEM (COELHO et. al. 2009).
Ginga-NCL Emulator: desenvolvido por brasileiros para que aplicativos declarativos escritos na linguagem NCL possam ser executados em computadores. Este emulador não suporta a linguagem LUA  e  pode  ser  utilizado  como  plug-in  na  IDE-Integrated Development Environment do Eclipse (BECKER, 2009).

Ferramentas    Um  IDE,  fornece uma  interface gráfica para facilitar a programação e visualização de seus aplicativos. É mostrado a seguir alguns IDE’s: 
Composer: para aplicações que utilizam a linguagem NCL. O Composer oferece desenvolvimentovisual  das  aplicações,  através  de  quatro  tipos  de  visualização  dos  componentes  hipermídia: estrutural, layout, textual e temporal (BECKER, 2009).
SciTE: para aplicações que utilizam a linguagem Lua. Pode ser adquirido sem custos com licenças e  já  está  embutido no pacote Lua  (LVM  e SciTE) Para que  funcione corretamente é necessária a instalação  da  máquina  virtual  Lua.  Suporta  também  linguagens,  como  C++,  C#,  Shell  Script,Assembler  entre outras. Existem  também outras  ferramentas que permitem o desenvolvimento de conteúdo Lua, como Geany e KomodoIDE.
Eclipse:  IDE  para  aplicações  que  utilizam  a  linguagem  de  programação  Java.  Foi  desenvolvido inicialmente  pela  IBM  e  posteriormente  doado  para  a  comunidade  de  software  livre.  É  uma ferramenta de código aberto e possui forte orientação ao desenvolvimento baseado em plug-in, entre eles os plug-ins para linguagens como NCL e Lua.
NetBeans: para aplicações que utilizam as linguagens de programação Java (também suporta outras linguagens  como  C,  C++).  Foi  desenvolvido  pela  Sun  Microsystems  e  não  possui  custos  com licenças. Possibilita a criação de aplicações desktop, web, para dispositivos portáteis, e  também o desenvolvimento de aplicações para a TV digital.

CONCLUSÃO
  Elaborar  esta  investigação  sobre  as  tecnologias  que  envolvem  a  TV  digital  buscando
conhecimentos  sobre  as  novas  técnicas  de  construção  de  conteúdos  a  serem  exibidos  na  TV,
constitui mais uma fonte para pesquisas no meio acadêmico e uma iniciativa para futuros trabalhos.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT. NBR15606-2: Televisão Digital Terrestre  – Codificação de dados  e  especificações de
transmissão  para  radiodifusão  digital.  2007,  disponível  em:  <http://www.openginga.org/
00.001.85-006-4.pdf>. Acesso em mai. 2009>.

ARAUJO, V.T; CARVALHO, S.R.C. Emuladores para TV Digital – OpenMHP e XletView.
(2008). Disponível em:<http://www.tvdi.inf.br/upload/artigos/artigo7.pdf>. Acesso em mar. 2009.

ATSC. ADVANCED TELEVISION SYSTEMS COMMITTEE INC. ATSC Approves Mobile &
Handheld  Candidate  Standard.  (2008).  Disponível  em:  <http://www.atsc.org/communications
/press/2008-12-01-atsc-approves-mobile-&-handheld-candidate-standard.php>.  Acesso  em  dez.
2008.

AVELAR,  F. T.; DALMAZO, B. L. Estudo  sobre  a  linguagem  de  programação Lua.  (2007).
Disponível em: <http:  //www-usr.inf.ufsm.br/~avelar/arquivos/lua_doc.pdf>. Acesso em  jul. 2009.
BECKER, V. Infraestrutura de desenvolvimento de aplicações para TV Digital. (2009). Disponível
em:  <http://  imasters.uol.com.br/artigo/11713/tvdigital/infraestrutura_de_desenvolvimento_de_apli
cacoes_para_tv_digital/>. Acesso em jun. 2009.
COELHO,  A.;  DUARTE,  R.;  HEMMLEPP,  P.;  JUCÁ,  P.M.  CESARCinTV  –  Um  Emulador
para aplicações de TV Digital. Disponível em: <http://www.cesar.org.br/  files/file/2006-14.pdf>.
Acesso em jun. 2009.

LUA.  A  linguagem  de  programação  Lua.  Site  oficial  da  linguagem  de  programação  lua.
Disponível em: <http://www.lua.org/portugues.html>. Acesso em mar. 2009.

RODRIGUES, R. F. Ambiente Declarativo para Sistemas que  Implementem  o GEM.  (2004).
Disponível  em:  <ftp://ftp.telemidia.puc-rio.br/~lfgs/docs/theses/2007_  09_rafael.pdf>.  Acesso  em
jan. 2009.

TONIETO,  M.  Sistema  Brasileiro  de  TV  Digital  –  SBTVD.  Disponível  em:
<http://mpcomp.pgcomp.uece.br/admin/arquivos/MarciaTonieto2006.PDF>. Acesso em set. 2008.

Visão Geral das Tecnologias Envolvidas no Desenvolvimento de Aplicações
Interativas para o Sistema Brasileiro de TV 
Felipe S. PEREIRA1
, Danielle COSTA2

1 aluno do curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas e bolsista do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica do IFMG - Bambuí
2 Professor do IFMG – Formiga
Bambuí – MG – Brasil
 

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