Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
Departamento de Engenharia Informática
Mestrado em Engenharia Informática
Hipermédia
Técnicas Multimédia
Nuno Alexandre Couceiro Pimenta
E-mail:
nuno@dei.uc.ptURL:
http://www.dei.uc.pt/~nuno
Julho 1998
Índice
1 Introdução
2 O Hipertexto e a Hipermédia
3 A Hipermédia e a Multimédia
4 Browsing e Authoring
4.1 Authoring Hipermédia
4.1.1 Hipertexto estático e dinâmico
4.1.2 Estruturas dos documentos
4.2 O projecto Hipermédia
4.3 Limitações do hipertexto
5 Conversão de e para hipermédia
5.1 Conversão de informação linear para hipertexto
5.2 Linearização de Hipertexto
5.3 Normas e tomadas de decisão na conversão para hipertexto
6 Aplicações
6.1 Enciclopédias, Dicionários, Manuais e Documentos Online
6.2 Sistemas de aprendizagem, apresentação de museus e quiosques interactivos
6.3 Processamento de ideias
6.3.1 Exemplo do SEPIA
6.4 Trabalho cooperativo e comunicação por computador
6.5 Sistemas de apoio à decisão
6.6 Engenharia de Software
6.7 World Wide Web (WWW)
7 Conclusão
8 Referências
9 Bibliografia
1. Introdução
A introdução da capacidade multimédia em sistemas básicos como o Microsoft Windows, OS/2, e X-Windows para ambientes UNIX causou um rápido crescimento no uso de aplicações multimédia. Estas aplicações utilizam um número de tecnologias geradas quer pelo mercado das aplicações comerciais quer pela própria indústria de jogos de vídeo. A lacuna entre estas áreas tem-se vindo a estreitar à medida que os jogos se tornam mais complexos e as aplicações multimédia começam a fazer uso das técnicas de vídeo interactivo desenvolvidas originalmente para sistemas de jogos de vídeo. O desenvolvimento da televisão digital virá, com certeza, acelerar a integração das tecnologias comerciais e dos sistemas de jogos.
Os documentos técnicos e de negócios estão, cada vez mais, a ser compilados, escritos, e distribuídos electronicamente. São, também, frequentemente lidos na forma electrónica. O aparecimento de redes de computadores bastante rápidas promoveu esta transformação baseada em computadores com o aparecimento de documentos hipermédia.
Os documentos hipermédia contém, para além de texto, objectos multimédia embutidos ou ligados tais como imagem, áudio ou vídeo. A velocidade das redes e a eficiência da computação com os quais os documentos hipermédia podem ser manipulados têm especiais implicações nas aplicações multimédia tais como as de transferência de mensagens. A hipermédia tem as suas raízes no hipertexto.
O hipertexto consiste, essencialmente, na utilização das capacidades de armazenamento e pesquisa dos computadores para interligar documentos e permitir que os utilizadores "saltem" facilmente de uma informação para a seguinte.
Um sistema hipertexto é uma série de documentos, cada um dos quais com uma ligação (link) visível no ecrã a, pelo menos, um dos restantes documentos. Este link está, normalmente, em destaque. O utilizador "navega" sobre o hipertexto seleccionando estes links, tipicamente utilizando quer o teclado quer o rato. O link leva a outro documento, o qual por sua vez disponibiliza links para outros documentos, e assim sucessivamente. Depois de seguidos alguns links, de facto, o utilizador pode não encontrar o caminho de volta ao documento original, um fenómeno conhecido por começar a ficar "perdido no hiperespaço" ou "desorientado". Este fenómeno reflecte a grande importância do design do hipertexto.
Não é difícil de perceber a origem do conceito de hipertexto. Por exemplo, muitos livros contém, em rodapé, referências a outros livros. Isto porque, talvez, o assunto esteja mais bem abordado no livro referenciado do que no livro em causa. Não era, neste caso, interessante poder-se, apenas, apontar para a referência em rodapé e, como que por magia, ter esse livro de imediato disponível?
Essencialmente, isto é o que o hipertexto permite fazer. Num hipertexto bem contruído, qualquer referência importante é apresentada sob a forma de um link que, ao ser seleccionado, disponibiliza, de imediato, o documento referenciado.
A hipermédia é hipertexto com uma diferença: os documentos referenciados podem ser gráficos, animação, som ou vídeo, tal como texto.
O conceito de Wolrd Wide Web é uma extensão de hipermédia. Os documentos referenciados podem estar armazenados em qualquer parte do mundo, ligados por redes de computadores. Pode ser visto como um espaço de informação em rede.
Para a obtenção de um máximo impacto, a multimédia recorre a uma apresentação não linear da informação, permitindo aos utilizadores aceder (em princípio) a qualquer tópico, independentemente da ordem de escolha. Em vez de ler do princípio ao fim, os utilizadores podem aceder a qualquer parte dos dados utilizando o computador como um navegador (browser).
A hipermédia é, acima de tudo, uma base de dados não sequencial com capacidade de fazer referências cruzadas de dados, permitindo aos utilizadores saltar entre pontos completamente distintos. Authoring é o processo genérico de criação de bases de dados utilizando a hipermédia.
A hipermédia é baseada na noção de link. Os links podem ser qualquer objecto no ecrã mas, normalmente são texto, um botão ou um gráfico.
Os links podem apontar para outra posição no mesmo documento, para outro documento, ou mesmo para outra aplicação que possa ser chamada. Um link serve como uma ligação unidireccional para algo na base de dados hipermédia (o sistema de navegação pode prever um mecanismo de voltar atrás mas, não é essencial).
A navegação num conjunto de hiperdocumentos consiste na activação de uma série de links. Activando um link, normalmente, leva o utilizador para outra posição no documento (para um determinado ponto pré-definido) ou mesmo para um documento diferente.
O livro é o mais familiar sistema linear de armazenar e difundir informação. Propõe ler-se do princípio ao fim. As referências mais elaboradas de um livro são a tabela de conteúdos e o índice. Nada numa página se refere directamente a algo noutra página distinta.
Em contrapartida, a hipermédia pode ser definida como uma apresentação de campos de conhecimento não linear, hierárquica. Em hipermédia, uma "página" ou um "nodo" (quadros ou ecrãs) podem conter paravras-chave, as quais estão directamente ligadas a nodos correspondentes, em qualquer parte do documento. Estes tópicos dissimulados podem ser observados ou consultados através da selecção das palavras-chave em questão. Qualquer tópico pode conter uma ou mais palavras-chave que proporcionam a continuidade da linha de referências.
Em vez de aceder aos dados de uma forma linear, o utilizador de hipermédia pode saltar entre diferentes nodos e diferentes documentos. Um conjunto de documentos hipermédia cuidadosamente compilados levam o utilzador directamente ao nível de complexidade com o qual a informação é apresentada, e a selecção da informação torna-se um processo bastante mais rápido.
A hipermédia é interactiva porque a escolha de activação ou não de um link é deixada, única e exclusivamente, ao critério do utilizador. Isto significa que um documento em hipermédia é raramente, se é que alguma vez, o mesmo cada vez que é pesquisado; diferentes utilizadores podem (activando diferentes links) chegar ao mesmo ponto num documento ao longo do percursos completamente distintos.
A hipermédia proporciona a navegação ou pesquisa num ficheiro através de um caminho explícito e perceptível. O autor de hipermédia é capaz de assistir o leitor proporcionando ligações entre os tópicos. Um documento hipermédia bem construído permite ao leitor direccionar a sua pesquisa de informação. O nível de detalhe proporcionado é automaticamente determinado por cada leitor.
No entanto, o resultado pode, por vezes, ser um caminho bastante complexo ao longo do sistema hipermédia.
Existem dois modos de utilização associados à hipermédia:
Durante séculos, a disseminação do conhecimento foi baseada na tecnologia de impressão. O livro é uma poderosa ferramenta pelo facto de ser portável, acessível e flexível. Mesmo em formatos lineares, os escritores têm procurado interligar conceitos relacionados. Agora, os sistemas hipermédia permitem uma restruturação imaginativa do conhecimento.
Os documentos em hipertexto podem ser estáticos ou dinâmicos. Os da World Wide Web são exemplos de hipertexto estático: os nodos e os links estão declarados explicitamente e completamente enumerados durante o processo de authoring. Outros sistemas são baseados em hipertexto dinâmico: os nodos e os links são gerados dinamicamente a pedido. Isto implica recolher informação da interacção do utilizador com o sistema de hipertexto, fazendo deduções e tomando decisões baseadas nesta informação, criando as alterações físicas necessárias no documento.
O aspecto chave na construção de um documento é a necessidade de incorporar os elementos mais importantes num "documento raiz" o qual dá ao leitor um resumo da matéria e da forma como é abordada no documento. É importante que este resumo contenha os conceitos mais importantes e seja um espelho adequado da essência do documento. Não se deve esquecer que tal como um livro pode mostrar claramente ao leitor diferentes categorias e campos de informação os quais indicam se foi todo lido ou não, o documento hipermédia deve incluir indicadores e caminhos que proporcionem ao leitor o sentido de avanço.
A estrutura de um documento hipermédia e as interligações devem facilitar um processo que permita ao leitor formar um mapa imaginário dos tópicos abordados. Na maioria dos casos, esta estrutura será basicamente hierárquica.
A criação de hiperdocumentos coloca os designers numa situação em que devem considerar os aspectos que estão para além do típico conceito de bem escrever (por exemplo, a estrutura das frases básicas, o uso efectivo de vocabulário, concisão, clareza e minimização do calão). Estas considerações incluem o seguinte:
Ao criar documentos hipermédia, é necessário adoptar um processo de sete estágios enquanto se planeiam, desenvolvem e se implementam os documentos:
Apesar de atractivos como são, os sistemas hipermédia também têm algumas limitações:
São várias as razões pelas quais se pretende converter documentos de texto (linear) em documentos hipertexto:
Muitos documentos em hipertexto são criados a partir do nada. O processo de authoring envolve a organização do material num conjunto de documentos e a inserção de links. Ao mesmo tempo, é utilizada uma linguagem (como o HTML) para a criação de uma estrutura visual para cada documento (cabeçalhos, elementos tipográficos, gráficos, etc.). O processo de transformação e de interligações pode ser assistido por programas de autoria authoring; existem bastantes programas para especificamente para o HTML mas, apenas alguns para o seu ascendente, o SGML. No entanto, a estrutura organizacional apenas pode ser feita mediante a tomada de decisões acerca do conteúdo, do documento onde vai ser colocado e de como estes devem ser interligados. Isto envolve um vasto conjunto de questões relativas à arquitectura.
Existe, no entanto, uma crescente necessidade de converter documentos lineares para formato hipertexto. Este processo pode ser parcialmente automatizado, utilizando o seguinte método:
Nos últimos anos, houve uma proliferação de ferramentas com estas características. Estas, incluem ferramentas de autoring que vão desde simples editores de texto com capacidade de inserção de HTML, a grandes sistemas de conversão (supostamente WYSUWYG) que transformam, automaticamente, documentos num formato (como Word, Wordperfect, Latex, ou RTF) em HTML.
O problema inverso é a linearização de documentos em hipertexto para impressão; isto envolve a conversão de documentos em hipertexto em texto (ignorando a capacidade da impressão de ecrãs suportada pelos browsers). É fácil linearizar um conjunto de documentos em hipertexto que tenham uma estrutura hierárquica restrita percorrendo a árvore em profundidade. No entanto, é estremamente difícil produzir um bom documento linear no caso geral em que os documentos em hipertexto formam uma estrutura bastante interligada sem uma ordem especial.
Muitos sistemas de gestão de informação que tentam criar relações entre entidades do mundo real não são capazes de as expressar completamente devido a limitações na sua estrutura e nas técnicas utilizadas para recuperação da informação.
O paradigma da hipermédia proporciona uma nova e melhorada aproximação ao desenvolvimento de sistemas complexos de gestão de informação de modo a aumentar a sua eficácia e utilização.
A forma hipertexto de um dicionário volumoso como o Oxford English Dictionary (OED) não só ajudaria na procura do significado das palavras como ajudaria na utilização do conhecimento do dia a dia. Para além de navegar, poderiam ser efectuadas perguntas complexas entre muitas tarefas. Isto é, os utilizadores, tipicamente, referem-se aos dicionários como uma parte de muitas tarefas extendidas. Mecanismos melhorados de navegação e de pesquisa iriam beneficiar fortemente o processo de reunião da informação. Uma vez que muitos dos OED se resumem a citações, os links podem ser estabelecidos directamente com a fonte da citação ou com outros textos.
O campo da medicina requere uma imediata avaliação e tratamento de muitos problemas. Muitas vezes, os médicos têm de recorrer a aproximações genéricas ao diagnóstico e tratamento de um problema particular baseados na sua experiência prévia com outros pacientes. Têm de recorrer aos registos de outros pacientes, literatura relacionada com o assunto publicada num jornal, notas de outro colega, etc. Estas associações de informação de diversas fontes podem-se tornar facilmente acessíveis utilizando sistemas de informação baseados em hipertexto. A Universidade de Washington desenvolveu o Dynamic Medical Handbook para proporcionar um acesso fácil e informação médica por parte dos profissionais da medicina. Alguns capítulos do Manual of Medical Therapeutics foram convertidos para formato hipertexto.
O manual combinou os mecanismos tradicionais de pesquisa com as técnicas de navegação para melhorar a obtenção da informação desejada. Estes livros médicos dinâmicos, também designados por "hiperlivros" são, cada vez mais, utilizados nas escolas de medicina. Estes hiperlivros podem ser integrados com suportes médicos como Raios X, imagens CT, imagens MRI, gráficos e grafos numa "hiperbiblioteca" de medicina. Cada sistema pode ajudar no trabalho cooperativo na medicina em que médicos, radiologistas e cirugiões podem diagnosticar e sugerir tratamentos sobre uma rede hipermédia distribuída.
Os utilizadores tendem a deixar de ler manuais imprimidos em que se torna tão incómodo encontrar informação relevante. Os sistemas de hipertexto são a escolha óbvia para a disponibilização de documentação online já que proporcionam formas tão fáceis e flexíveis de aceder apenas à informação relevante. A documentação online pode ser combinada com a ajuda online. Por exemplo, uma mensagem de erro pode estar ligada a um texto mais elaborado sobre o problema em questão – porque ocorreu e como pode ser remediado.
O paradigma do hipertexto é bastante apropriado para sistemas de aprendizagem de modo a encorajar a exploração. O épico e o clássico podem, também, ser representados sob a forma de hipertexto. O Projecto Shakespeare iniciou-se com o intuito de explorar a tecnologia multimédia e o hipertexto proporcionando aos educadores um método radicalmente novo de ensinar não apenas Shakespeare e teatro, mas também disciplinas como psicologia, sociologia e comunicação, as quais dependem da observação de factos complexos, de denso visual e difíceis de registar.
Várias aplicações no mundo da Intermédia foram, juntas, urtilizadas para criar material educacional para cursos de inglês e biologia. Estes cursos interactivos também encorajaram os estudantes a submeter trabalhos finais utilizando ferramentas hipermédia para referenciar outros artigos. Estas esperiências ilustram alguns aspectos importantes da dinâmica de grupo envolvida num ambiente cooperativo da turma.
Os museus reunem informação através da exploração e podem utilizar os sistemas hipertexto para descrever os diversos objectos expostos
Os sistemas de informação para museus baseados em hipertexto podem proporcionar aos visitantes um maior grau de envolvimento. O sistema HiperTies é um sistema que foi utilizado por vários museus, incluindo o Smithsonian Institution, para descrever os objectos expostos sobre o Holocausto e "O sonho do Rei Herodes".
Os quiosques interactivos podem ser utilizados como guias turísticos já que permitem aos turistas ler apenas as partes de informação disponível acerca de uma cidade ou país. Glasgow Online é outro popular guia turístico em hipertexto que proporciona uma leitura em função do assunto como o perfil de uma cidade, alojamento, mapas, locais de interesse, shopping centers, etc. Seleccionando um destes tópicos, o utilizador terá à disposição um conjunto de items relacionados com o tópico em causa. O turista pode olhar para o perfil da cidade e escolher um hotel mediante a selecção das características e gama de preços desejadas. O hotel em questão pode estar localizado no mapa da região.
Os sistemas hipertexto podem ser utilizados no processamento de ideias e raciocínio desde que ambos sejam constituídos por um grande número de bancos de informação unidos por associações.
Os sistemas hipertexto podem, também, ser utilizados no jornalismo já que envolve a junção de notícias e histórias. De facto, a pesquisa ou a análise literária, beneficiaria bastante com a utilização de ferramentas de criação de hipertexto em vez de processadores de texto. Poder-se-ia pesquisar nos documentos originais utilizados como referências. Quando é efectuada uma referência a um documento, deve ser criado um item de referência e o utilizador deve ter a possibilidade de ler o documento original no ecrã.
O SEPIA (Structured Elicitation and Processing of Ideas for Authoring), é uma poderosa ferramenta baseada no conhecimento para autoria e processamento de ideias para criação e gestão de documentos hipertexto. Este sistema é baseado no princípio da compatibilidade cognitiva – o sistema proporciona um ambiente ao autor que consiste nas propriedades inerentes a diferentes actividades cognitivas e estruturas de escrita. O sistema é orientado para as tarefas e, utilizando diferentes representações, permite um fácil mapeamento das estruturas internas para as estruturas externas e vice-versa. Proporciona uma variedade de espaços de actividade que diferem quer na estrutura quer na funcionalidade:
O processo de escrita não é rígido mas sim uma encruzilhada de interacções entre estes espaços de actividade. A informação flui desde o espaço de planeamento para as outras três fases. Por outro lado, a informação também flui destes três espaços de volta para o espaço de planeamento. Isto ajuda na refinação do espaço de planeamento, também chamado de "planeamento oportunista".
A hipermédia é bastante apropriada para o trabalho cooperativo. Para além de ser utilizado como uma ferramenta para processamento de ideias, os NoteCards foram utilizados para escrita cooperativa. Uma vez que esta actividade pode ser conjugada e não estruturada, a hipermédia é a tecnologia mais apropriada para representar tanto o trabalho como a discussão do trabalho (meta-discussão), partilhando o mesmo meio. Para além disso, a base racional para as tomadas de decisão durante a actividade de escrita pode ser preservada de objectivos históricos. Os NoteCards proporcionaram um ambiente para a captação, estruturação, comparação e manuseamento de grandes quantidades de texto, gráficos e informação numérica sem grande exactidão.
Com o intuito de suportar as interacções sociais inerentes ao trabalho cooperativo e o acesso partilhado a redes de informação, os NoteCards necessitaram de acesso multi-utilizador e mecanismos de controlo de concorrência e controlo de versões.
A incorporação da hipermédia nos sistemas de apoio à decisão pode beneficiar grandemente o processo de tomadas de decisão. Isto pode ser efectuado acoplando a computação e o dinamismo à hipermédia.
Foi desenvolvido um sistema de apoio à decisão baseado no conhecimento chamado Max, que utiliza as facilidades da hipermédia para navegar entre vários modelos de aplicação, dados e relatórios. Permite a navegação por analistas e executivos.
Os analistas podem executar modelos de decisão sobre vários cenários. Os relatórios são criados dinamicamente e podem ser incorporados noutros modelos, dados e relatórios para a produção de sumários contendo links hipertexto genéricos embutidos.
Por outro lado, os executivos podem navegar sobre estes relatórios finais e, se necessário, seguir os links hipertexto para verificar a base de suporte desta informação bem como as recomendações e pareceres dos analistas.
O projecto e desenvolvimento de software são realizados através da junção de esforços de membros de equipas que têm de manter uma base activa de informação que permita a comunicação e a coordenação. Esta base activa de informação pode ser realizada utilizando o hipertexto no ciclo de vida do desenvolvimento do software (Software Development Life Cycle – SDLC) [Balzer et al. 1989]. São produzidos documentos durante diferentes fases do ciclo. Posteriormente, podem ser integrados sob a forma de um corpo de referências cruzadas de informação. Por exemplo, um módulo de desenho pode ser ligado às suas especificações e, ao mesmo tempo, à sua mais relevante fracção de código fonte. Por sua vez, estes fragmentos de código podem ser ligados aos manuais técnicos. Da mesma forma, podem ser utilizados no desenvolvimento, utilização e manutenção de sistemas hipertexto algumas ferramentas e conceitos de engenharia de software.
A World Wide Web (WWW) é um mecanismo de recolha de informação baseado em hipertexto. Permite o acesso a informação de plataformas heterogénias interligadas, principalmente, pela Internet [Berners-Lee, 1992]. É baseado na filosofia de que a informação deve estar livremente disponível a todos.
A arquitectura WWW permitiu a incorporação de muitos sistemas hipertexto e repositórios de informação numa "teia" por servidores de acesso. Foi desenvolvida por físicos de "Altas potências" no CERN para partilha de informação por toda a comunidade universitária.
A WWW é baseada numa arquitectura cliente/servidor e a informação pode estar em qualquer parte da rede. Os browsers utilizam o File Transfer Protocol (FTP) e podem ser instalados numa rede local para aceder a redes remotas. Cada browser pode manusear, no mínimo, tanto texto como simples formatos SGML.
O paradigma da hipermédia pode ser extendido a muitos sistemas tradicionais de gestão de informação tal como a complexos sistemas de informação emergentes.
Algumas das áreas de aplicação que podem beneficiar grandemente da incorporação da tecnologia hipermédia incluem documentação online, enciclopédias electrónicas, quiosques interactivos, sistemas de aprendizagem, ambientes de processamento de ideias, sistemas de apoio à decisão, sistemas cooperativos, engenharia de software e sistemas de informação médica, entre outros.
[Balzer et al., 1989]. Balzer, Robert, Begeman, Michael, Garg Pankaj K., Schwartz, Mayer, and Shneiderman, Ben. Panel
Discussion on Hipertext and Software Engineering, Proceedings of Hypertext '89, ACM Press, 1989.
[Berners-Lee, 1992]. Berners-Lee, Tim. An Architecture for Wide Area Hypertext, Hypertext '91 Poster Abstract,
SIGLINK Newsletter, December 1992.
Prabhat K. Andleigh, Kiran Thakrar.
Multimedia Systems Design
Prentice Hall PTR, 1996
Arch C. Luther
Using Digital Video
AP Professional, 1995
World Wide Web