[pt] O mundo em que vivemos é formado por um espaço fisicamente tridimensional e é natural que o ser humano busque representá-lo da forma mais fiel possível, também em ambientes virtuais. Na Web, por exemplo, já existem vários esforços na busca do suporte a criação de aplicações 3D interativas de forma declarativa, grande parte deles são baseados nos conceitos de grafos de cena e grafos de rotas. Grafos de cena têm se tornado um padrão de modelagem espacial de aplicações tridimensionais por meio de uma abordagem hierárquica e declarativa. Por sua vez, o comportamento do grafo de cena usualmente tem sido especificado por meio de grafos de rotas ou linguagens imperativas. No que se refere à TV Digital Interativa (TVDi), por outro lado, ainda há muito a ser feito. Nested Context Language (NCL) é a linguagem declarativa padrão para o sistema de TV Digital Terrestre ISDB-TB e Recomendação ITU-T para serviços IPTV, que permite a autoria de documentos hipermídia por meio de uma abordagem simples e expressiva. Embora NCL não restrinja qualquer tipo de objeto de mídia, na sua versão atual (3.0), ela trata apenas objetos de mídia bidimensionais, relacionando-os temporal e espacialmente. Dada a importância de NCL no cenário de TVDi, esta pesquisa objetiva discutir como tal linguagem pode também controlar objetos tridimensionais, permitindo a criação de aplicações 3D para TVDi. Como caso especial, este trabalho discute como NCL pode controlar o comportamento de objetos 3D compostos representados por grafos de cenas, discutindo suas vantagens e desvantagens em relação ao uso de grafos de rotas. Visando testar a proposta deste trabalho, foi adicionado um exibidor de mídia X3D (linguagem baseada em grafo de cena) à implementação de referência do Ginga-NCL, responsável por executar aplicações NCL. Adicionalmente, também é proposta a extensão dos eventos tratados por NCL, para refletir eventos específicos de ambientes 3D, e a incorporação de regiões, baseadas em objetos geométricos 3D, à NCL, com o objetivo de possibilitar a apresentação de objetos de mídia 2D sobre a superfície de objetos 3D. / [en] The world where we live in is physically formed by a three-dimensional space and it is natural human being wants to represent it as faithful as possible. In Web for example there are a lot of efforts in order to support the creation of interactive 3D applications, most of them based on scene graphs and route graphs. Scene graphs have become a standard for modeling spatial 3D applications from a hierarchical and declarative approach. In order to represent the scene graphs behavior, route graphs or imperative languages are more commonly used. As regards Interactive Digital Television (iDTV), on the other hand, there is still a lot of work to be done. Nested Context Language (NCL) is the standard declarative language for Terrestrial Digital Television Systems (ISDB-T) and IPTV (ITU-T), which allows the hypermedia document authoring through a simple and expressiveness approach. Even though NCL does not restrict any type of media object, in its current version (3.0), NCL treats only two-dimensional objects, relating them temporally and spatially. Given the importance of NCL in the iDTV scenario, this research aims discuss how it can also control three-dimensional objects. As a special case, this work discusses how NCL can control composite object behavior represented by scene graphs, discussing its advantages and disadvantages. In order to test what was proposed, an X3D (which is an ISO standard language based on scene graphs) player was incorporated to the Ginga-NCL reference implementation, which is responsible to play NCL applications. Additionally, it is also proposed a new set of NCL events, in order to reflect three-dimensional events, and the incorporation of NCL regions based on three-dimensional geometric, so that the presentation of two-dimensional media objects over 3D object’s surfaces is possible.

[pt] A cadeia de trabalho presente na criação, desenvolvimento e transmissão de conteúdo hipermídia compreende vários atores, ambientes e equipamentos, desde o criador do conteúdo, passando pelo programador da aplicação até o operador do serviço de transmissão. Estando cada um desses atores imersos em diferentes ambientes de trabalho, e com papéis específicos na criação e edição do conteúdo a ser entregue ao usuário final. Nos dias de hoje, até mesmo os usuários finais, no caso da TV os telespectadores, estão exigindo ferramentas que possam enriquecer o seu conteúdo local. Uma única ferramenta de autoria não é capaz de atender esses diferentes atores e requisitos. Atualmente, existem ferramentas de autoria focadas em satisfazer uma pequena parte desses atores. Mas, essa pequena parte não é satisfeita em sua plenitude, visto que tais ferramentas foram construídas, muita das vezes, com base apenas em requisitos funcionais. Este trabalho discorre sobre a importância de aspectos não-funcionais no desenvolvimento de novas ferramentas de autoria hipermídia. É proposta uma arquitetura que habilita ferramentas a atingir os requisitos específicos de cada ator no processo de criação de conteúdo hipermídia. Essa arquitetura é sustentada sobre extensibilidade, adaptabilidade, performance e escalabilidade. Visando testar a proposta deste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta de autoria para aplicações NCL (Nested Context Language) que tem como base a arquitetura proposta. NCL foi escolhida por ser a linguagem padrão para o sistema declarativo (Ginga-NCL) de TV Digital Terrestre ISDB-TB e recomendação ITU-T para serviços IPTV. NCL permite a autoria de documentos hipermídia por meio de uma abordagem simples e expressiva. / [en] The chain of work present in the creation, development and transmission of hypermedia content includes several actors, environments and equipment, from the content creator, passing by the application developer all the way to the operator of the transmission service. Each of these actors is immersed in different work environments and has specific roles in the creation and editing of content being delivered to the final user. Nowadays, even final users are demanding tools that can enrich their content. A single authoring tool cannot meet these requirements and different actors. Currently, there are authoring tools focused on satisfying a small subset of these actors. But even this small part is not fully satisfied, since these tools were built, most of the times, based only on functional requirements. This work discusses the importance of non-functional aspects in the development of new hypermedia authoring tools. This dissertation proposes an architecture that enables tools to meet the specific requirements of each actor in the process of creating hypermedia content. This architecture relies on extensibility, adaptability, performance and scalability. In order to test the proposal of this work we have developed an authoring tool for applications NCL (Nested Context Language) that is based on the proposed architecture. NCL was chosen because it is the standard language for the declarative system (Ginga-NCL) part of the Terrestrial Digital TV of Brazil ISDB-TB and ITU-T IPTV services. NCL allows the authoring of hypermedia documents in a simple and expressive form.

[pt] O advento da TV Digital traz muitas vantagens, como a melhora da imagem, do som e o suporte à interatividade. Um sistema de TV Digital especifica técnicas de codificação e transmissão de conteúdos televisivos a serem transmitidos das emissoras para os dispositivos receptores dos telespectadores. Um elemento importante definido por tais sistemas é o middleware. No contexto da TV Digital, o middleware oferece uma linguagem de programação a ser usada na criação das aplicações interativas. O middleware especificado pelo Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD), denominado Ginga, é composto por dois ambientes: um declarativo, o Ginga-NCL, e outro imperativo, o Ginga-J. Apenas o uso do Ginga-NCL é obrigatório nos dispositivos portáteis. Dentre as vantagens do Ginga-NCL, ressalta-se o fato da sua linguagem, a NCL, apresentar um conjunto de características que são adequadas para a criação de conteúdo televisivo interativo. É importante, entretanto, realizar uma implementação de referência do Ginga-NCL que sirva como prova de conceito da especificação, ou seja, que mostre a sua viabilidade de uso na prática. Este trabalho apresenta a primeira implementação de referência do Ginga-NCL para dispositivos portáteis, baseada na sua implementação de referência para os terminais fixos. Entre as plataformas estudadas, a do sistema operacional Symbian foi escolhida para a realização da implementação proposta, por apresentar as maiores vantagens. Os problemas encontrados durante o desenvolvimento da implementação proposta são apresentados juntamente com as soluções dadas. Ao final, testes sistêmicos foram usados na identificação e correção de erros da implementação resultante deste trabalho. / [en] The advent of the Digital TV brings many advantages, such as image and sound improvement and interactivity support. A Digital TV system defines codification and transmission techniques for content to be transmitted from broadcasters to receiver devices belonging to viewers. An important element defined for such systems is the middleware. In the Digital TV context, the middleware provides a programming language to be used on the creation of interactive applications. The middleware specified by the Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD), known as Ginga, is composed by two environments: one declarative, the Ginga-NCL, and another imperative, the Ginga-J. Only Ginga- NCL is mandatory in portable devices. Among the advantages of Ginga-NCL, stands out the fact of its language, the NCL, has a set of characteristics that are suitable for creation of interactive television content. However, it is important to make a Ginga-NCL reference implementation that can be used as proof of concept of the specification, which shows its use viability in practice. This work presents the first Ginga-NCL reference implementation for portable devices, based upon its reference implementation for fixed terminals. Among the studied platforms, the one provided by Symbian operating system was chosen to carry out the proposed implementation, since it has the greatest benefits. The problems found during the development of the proposed implementation are presented together with the solutions given. At the end, systemic tests were used on the identification and correction of errors of the implementation resulted from this work.

[pt] Nos últimos anos, os usuários da Web (World Wide Web) apresentam uma mudança significativa em seu comportamento, tornando-se, além de consumidores, produtores de conteúdo multimídia. Por outro lado, a produção de conteúdo para a TV Digital brasileira, sobre tudo as aplicações interativas escritas na linguagem declarativa NCL (Nested Context Language), ainda é feita por profissionais alocados em emissoras de TV e em produtoras de conteúdo. Considerando o novo perfil dos usuários da grande rede e o fato de que a NCL é uma linguagem hipermídia cujo emprego não se restringe apenas a aplicações da TV Digital, surge a oportunidade de popularizar o uso da NCL como uma nova forma de especificar conteúdo multimídia também para Web. Mais além, uma vez que a NCL é recomendada pelo ITU-T como referencia para serviços IPTV, pode-se vislumbrar uma nova plataforma para o oferecimento de tais serviços na Web. Motivado por esse novo cenário, este trabalho propõe a adaptação do middleware declarativo Ginga-NCL, que é a camada de software responsável pela execução das aplicações NCL, ao ambiente da Web. A adaptação proposta busca oferecer o controle de apresentação do conteúdo, o suporte a edição em tempo de exibição e a sincronização entre os objetos de mídia contidos em ambos os domínios (Web e TV Interativa). Em suma, o trabalho discute como uma página Web pode se beneficiar da API interna de exibidores e dos demais recursos oferecidos pelo middleware Ginga. Adicionalmente também é proposto o suporte a uma nova plataforma pelo middleware a fim de facilitar o processo de adaptação. / [en] Over the past few years the Web (World Wide Web) users have been presenting a significant change on their behavior, becoming, beside consumers, multimedia content producers. On the other hand, the Brazilian Digital TV content production, more especially the interactive applications written in NCL (Nested Context Language) are still made by professionals allocated in TV broadcasters and content producers companies. Considering the new Web users profile and the fact that NCL is a hypermedia programming language whose scope is not restricted to Digital TV application the opportunity to popularize the use of NCL arises as a new way to specify multimedia content also in the Web. Moreover, once NCL is recommend by ITU-T as reference to IPTV service, is reasonable to realize a new platform to deploy such services on the Web. Motivated by this new scenario this work proposes the adaptation of Ginga-NCL declarative middleware, which is the software layer in charge to execute of the NCL application, to the Web environment. The proposed adaptation aim to offer the content presentation control, live editing support and synchronization among media objects from both domains (Web and Interactive TV). In short, the presented work discusses how a Web page can be benefit by the internal player API and other features offered by the middleware Ginga. In addition is also proposed a new platform support for the middleware in order to facilitate adaptation process.

[pt] Uma das consequências da digitalização da TV é o aumento na quantidade de canais disponíveis e, com isso, mais serviços podem ser oferecidos aos telespectadores. Com essa grande quantidade de conteúdos, torna-se necessária a existência de aplicações que apresentem informações sobre eles, com o objetivo de ajudar os telespectadores a escolherem o que desejam assistir. Tais aplicações são os Guias Eletrônicos, conhecidos como EPGs (Electronic Program Guides). A maioria das pesquisas e trabalhos relacionados a Guias Eletrônicos concentra-se no desenvolvimento de sistemas de recomendação ou de interfaces com o usuário. Os sistemas de recomendação integrados ao Guia Eletrônico adaptam as informações a serem apresentadas de acordo com as preferências do telespectador. A aplicação do Guia Eletrônico é responsável por adquirir as informações e gerar o Guia. Em geral, aplicação geradora do Guia Eletrônico pode ser substituída apenas por atualizações esporádicas. Nenhum dos trabalhos encontrados oferece suporte a adaptações da aplicação em tempo de exibição, ou seja, a modificação dos algoritmos utilizados sem interromper a exibição do Guia. Esta dissertação discute a importância de adaptações em tempo real na geração do Guia Eletrônico e apresenta uma implementação baseada no suporte oferecido pelo Ginga-NCL. A aplicação desenvolvida possui uma arquitetura modular que prevê adaptações dinâmicas através de um meta-serviço responsável pela tarefa. / [en] One of the consequences of the digitalization of TV systems is the increased amount of available channels and, as a consequence, the great number of services that can be offered to viewers. Due to the great number of content available, there has been a need for applications responsible for helping viewers to find what they want to watch. These applications are called EPGs (Electronic Program Guides). Most work related with EPG focuses either on the development of recommendation systems or on the design of EPG user interfaces. A recommendation system integrated with an EPG adapts the information to be presented based on the viewer’s preferences. On the other hand, the EPG application is responsible for gathering information and generating the EPG. Usually this EPG application can only be replaced by sporadic updates. Unfortunately, as far as the author knows, there is no work that offers support for application adaptations in real-time, which would make it possible to change algorithms without stopping the EPG presentation. This dissertation discusses the importance of providing real time adaptations and presents an EPG implementation based on the support offered by Ginga-NCL. The application modular architecture provides support to dynamic adaptations through a metaservice responsible for these tasks.

[pt] A existência de vários ambientes procedurais definidos para middlewares de Sistemas de TV Digital terrestre levou à criação de um framework conhecido como Globally Executable MHP (GEM). Esse padrão visa a harmonização de tais ambientes permitindo a execução global das aplicações. Nesse contexto, este trabalho descreve a construção de um ambiente de apresentação declarativo utilizando a API fornecida pelo GEM de forma a permitir a execução global do conteúdo declarativo produzido para o Sistema Brasileiro de TV Digital. / [en] The several procedural environment proposals for terrestrial Digital TV Systems led to the middleware framework recommendation known as Globally Executable MHP (GEM). This standard aims at the harmonization of such environments allowing the global execution of procedural applications but neglecting the declarative ones. In this context, this work describes the integration of the Ginga declarative environment using the API supplied by GEM and allowing the global execution of declarative contents produced for the Brazilian System of Digital TV (Sistema Brasileiro de TV Digital).

[pt] Em 2010, o Ministro das Comunicações instituiu o Sistema Brasileiro de Rádio Digital (SBRD). No entanto, um modelo de referência para o sistema ainda não foi definido. Este trabalho apresenta uma análise da radiodifusão sonora terrestre no Brasil e a partir desta são inferidos alguns requisitos para um rádio digital interativo. Esses requisitos são então utilizados para nortear a pesquisa. A relevância e importância do uso da NCL e do Ginga no rádio digital brasileiro, assim como acontece no Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD), são discutidas, e a definição da forma como deve ser feito o transporte de aplicações NCL nos dois sistemas de rádio digital sendo considerados para adoção pelo país é realizada. Um novo perfil da linguagem NCL para o rádio digital é definido. Esse novo perfil recebeu o nome de perfil Digital Radio, ou simplesmente DR. O Ginga também é definido para uso em receptores de rádio digital, sendo que novos exibidores de mídia e recursos adaptados ao contexto do rádio digital são introduzidos. A implementação do Ginga da PUC-Rio é apresentada com as modificações necessárias para o rádio digital. Adicionalmente, um ambiente para validar a interatividade no rádio digital com o Ginga foi montado e testes exercitando toda a cadeia de transmissão e recepção de rádio digital com aplicações NCL embutidas foram realizados. As definições e conclusões que resultaram da pesquisa visam contribuir para a definição de um Sistema Brasileiro de Rádio Digital que seja poderoso em termos comunicacionais e agregue os recursos mais relevantes para o meio na era digital. / [en] In 2010, the Minister of Communications instituted the Brazilian Digital Radio System (SBRD), however a reference model for the system has not yet been set. This text presents an analysis of the terrestrial radio broadcasting in Brazil and presents some requirements for an interactive digital radio. These requirements are then used to guide the research. The relevance and importance of the use of NCL and Ginga in the Brazilian digital radio as in Brazilian Digital TV System (SBTVD), are discussed, and the definition of how the transport of NCL applications should be done in the two digital radio systems being considered for adoption by the country is performed. A new profile of NCL for use in digital radio is defined. This new profile was named Digital Radio Profile, or just DR. Ginga is also defined for use in digital radio receivers, and new media players and features adapted to the digital radio context are introduced. PUC-Rio s implementation of the Ginga middleware is presented with the necessary modifications for digital radio use. In addition, an environment to validate the interactivity in digital radio with the Ginga was assembled and tests exercising the entire digital radio chain of transmission and reception with embedded NCL applications were performed. The definitions and conclusions that resulted from research activities are expected to contribute to the definition of a Brazilian Digital Radio System that is powerful in communicational terms and aggregates the most relevant technologies for the medium in the digital age.

[pt] O middleware Ginga e a linguagem NCL são padrões para autoria de aplicações multimídia para TV Digital. Alguns estudos concluiram que a linguagem NCL apresenta um alto grau de verbosidade. Tal fator aumenta a possibilidade do autor da aplicação escrever um código errado. Uma maneira para reduzir tais chances de erro consiste em reusar elementos que se repetem na estrutura do código. Na literatura, dentro do campo de multimídia, é comum usar templates pra tal finalidade. Templates descrevem famílias de documentos com estrutura lógica em comum. No contexto da web é comum a utilização de templates na criação de páginas HTML. Nesse caso, os templates podem ser executados tanto no lado cliente como no lado servidor. A proposta desse trabalho é trazer linguagens de template web e suas ferramentas de execução (engines) para o universo da TV Digital. A execução rodando no cliente (Ginga) permite a seus desenvolvedores fornecerem applicação baseadas em templates com conteúdo adaptável. / [en] Ginga middleware and NCL language are standards for multimedia applications authoring for Digital TV. Some studies have indicated that NCL language is highly verbose. Such a factor increases the possibility of coding errors introduced by application authors. These mistakes can be reduced by reusing repeated elements on the code. In the multimedia field, is common to use templates to achieve such a goal. Templates describe a family of logically structured documents. Template language insertion ends up reducing the number of lines of codes written and thus make the final document less error-prone. On the web, the scenario is common the template usage in HTML development. In this scenario, developers commonly use specific templates engines that can even run on the client-side, such as Jinja2 and Mustache. This work aims at bringing web templates support for the NCL development. By running on the client i.e., Ginga, developers can provide adaptable template-based content to developed applications.

[pt] Um sistema de TV Digital (TVD) é definido por um conjunto de especificações que determinam as tecnologias envolvidas na codificação, transmissão, recepção e apresentação de conteúdos, incluindo a especificação da aplicação (programa não-linear), seus vários objetos de mídia e metadados relacionados. Nesse cenário, o suporte a aplicações é realizado por uma camada intermediária de software, ou middleware, posicionada, no ambiente de recepção, entre o código das aplicações e a infra-estrutura de execução (plataforma de hardware e sistema operacional). O projeto e implementação de um middleware para receptores de sistemas de TVD trazem uma série de desafios. Entre eles estão: a eficiência na utilização de recursos, usualmente escassos no dispositivo receptor; o suporte à evolução dinâmica das funcionalidades do middleware; o suporte à recuperação de falhas em tempo de execução; os mecanismos para gerência de localização de recursos, permitindo o uso da mesma sintaxe de autoria em ambientes distintos de recepção; o suporte a edição ao vivo de programas não lineares, ou seja, das aplicações; a definição de uma infra-estrutura de transporte assíncrono de aplicações interativas e comandos de controle e; o controle do ciclo de vida das aplicações interativas, permitindo que aplicações possam ser iniciadas, pausadas e retomadas em qualquer ponto de sua duração, sem perder o histórico de sua evolução. As soluções da maioria dessas questões presentes nos sistemas existentes apresentam algumas limitações importantes, e em alguns casos nem mesmo existem, sendo o problema apenas contornado. O presente trabalho propõe soluções alternativas para as questões levantadas, e as incorpora na especificação do middleware declarativo Ginga-NCL e em sua implementação de referência. O middleware Ginga-NCL e sua linguagem declarativa NCL foram adotados pelo SBTVD-T em 2007. No início de 2009, Ginga-NCL e NCL se tornaram parte dos padrões ISDB-TB e parte da recomendação ITU-R BT 1699. Ainda no início de 2009, Ginga-NCL e NCL tornaram-se a Recomendação ITU-T H.761 para serviços IPTV. / [en] Digital TV (DTV) systems are defined by a set of specifications that establish the technologies involved in the content encoding, transmission, reception and presentation, including the specification of applications (non-linear programs), their various related media objects and metadata. In this scenario, support to applications is accomplished through an intermediary software layer, or middleware, positioned, in the receiving environment, between the application code and the execution infrastructure (hardware platform and operating system). The middleware design and implementation bring a number of challenging issues. Among them are: efficient resource management, since resources are usually scarce in DTV receiver devices; support to dynamic evolution of the middleware functionalities; support to fault recovery at runtime; the mechanisms for resource location management, allowing using the same syntax used in the authoring environment the different receiver environments; support to live editing of nonlinear programs (i.e. applications); the infrastructure definition for the asynchronous transport of interactive applications and control commands; and the life cycle control of interactive applications, allowing applications to be started, paused and resumed at any point in their life duration, without losing their evolution history. Most of these issues are addressed in the existing systems, however with important limitations; some of them are not even addressed, being only treated with workaround tricks. This work proposes alternative solutions to the mentioned issues and incorporates these solutions in the Ginga-NCL declarative middleware specification and in its reference implementation. Ginga- NCL and its declarative NCL language were adopted by SBTVD-T in 2007. In early 2009, Ginga-NCL and NCL have become part of the ISDB-TB standard and part of the ITU-R BT 1699 Recommendation. Even in early 2009, Ginga-NCL and NCL have become the ITU-T H.761 Recommendation for IPTV services.