Erstellung multimedialer Dokumente und Anwendungen
--
Verfahren und Werkzeuge
Dietrich Boles
Kuratorium OFFIS e.V.
Escherweg 2
D-26121 Oldenburg
boles@offis.uni-oldenburg.de
Zusammenfassung
Die Konvertierung bereits existierender Bücher bzw.
Zeitschriften in elektronische Dokumente impliziert zwar technische
und organisatorische Vorteile bei der Distribution und Rezeption
von Informationen, verbessert aber nicht die inhaltliche Qualität.
Ein inhaltlicher Mehrwert kann erst durch die Integration
multimedialer Elemente erzielt werden.
Im vorliegenden Artikel wird gezeigt, daß die Erstellung
multimedialer Dokumente bzw. Anwendungen
als ein spezieller Softwareentwicklungsprozeß
betrachtet werden kann. Es werden Verfahren und Werkzeuge
vorgestellt, die diesen Prozeß unterstützen.
Die Erstellung elektronischer Dokumente erfolgt heutzutage
größtenteils durch die Digitalisierung bereits in Papierform
existierender Vorlagen bzw. durch die Konvertierung elektronischer
Vorlagen in entsprechend nutzbare Dokumentenformate wie HTML oder PDF.
Die Vorteile dieser Art der elektronischen Aufbereitung sind
damit allerdings ausschließlich technischer und organisatorischer,
nicht aber inhaltlicher Art.
Für den Nutzer stellen derart erstellte elektronische Dokumente unter
inhaltlichen Aspekten lediglich 1:1-Abbilder der Papierversion
dar. Aus Nutzersicht wünschenswert wäre jedoch eine inhaltliche
Qualitätsverbesserung, zum Beispiel durch die Integration zeitabhängiger
Medien, wie Audios, Videos und Animationen, kombiniert mit
Interaktionsformen bspw. zum flexiblen Zugriff auf gerade benötigte
Informationen.
Erst durch die Nutzung dieser neuartigen Form der Informationsaufbereitung
ergibt sich bzgl. des elektronischen Publizierens ein inhaltlicher
Mehrwert für den Nutzer.
Derartige multimediale Dokumente bzw. im allgemeineren Sinne
multimediale Anwendungen
verlangen jedoch vom Autor eine völlig veränderte Arbeitsweise
und einen andersartigen Erstellungsprozeß.
Für Autoren ist sowohl ein konzeptionelles als auch ein technisches
Umdenken erforderlich.
Konzeptionell neue Fragestellungen sind etwa: Wie
bereite ich die zu vermittelnden Informationen auf? Welche Medientypen
verwende ich? Wie verbinde ich die einzelnen Informationseinheiten
miteinander? Welche Interaktionsformen unterstütze ich wie an
welcher Stelle? Wie gestalte ich das Layout?
Unter technischen Aspekten muß sich ein Autor mit Problemen
auseinandersetzen, die inhärent mit den neuen Medien verbunden sind,
wie Synchronisation und Datenkompression (siehe [Ste93]).
Das Schreiben eines Buches verlagert sich damit immer mehr zu einem
größeren Softwareentwicklungsprozeß, an dem nicht nur der Autor
sondern darüberhinaus Informatiker, Psychologen,
Graphik-Designer und Medien-Spezialisten involviert sind.
In diesem Artikel wird untersucht, welche Ergebnisse des
traditionellen Software-Engineerings für die
Multimedia-Softwareentwicklung genutzt werden bzw. werden könnten.
Dazu werden im nächsten Abschnitt zunächst einige wichtige Aspekte
des Software-Engineerings eingeführt.
Im dritten und vierten Abschnitt folgt die Vorstellung existierender
Vorgehensmodelle für die Multimedia- bzw. Hypermedia-Entwicklung.
Abschnitt 4 befaßt sich mit speziellen
Multimedia-Entwicklungswerkzeugen.
Der Artikel endet mit einer Bewertung der aktuellen Situation der
Multimedia-Softwareentwicklung.
Bedingt durch die in den 60er Jahren sich abzeichnenden Schwierigkeiten
bei der Erstellung großer Softwaresysteme, der sogenannten
Softwarekrise, sind in den letzten Jahrzehnten im Fachgebiet
des Software-Engineerings eine Reihe von
Vorgehensmodellen, Entwicklungsmethoden und Entwicklungswerkzeugen
konzipiert worden, die den Softwareentwicklungsprozeß
plan- und kalkulierbar machen [PS94].
Ein Vorgehensmodell beschreibt dabei den Lebenszyklus
eines Software-Produkts in Form von
Aktivitäten. Durch ein Vorgehensmodell wird festgelegt, in welcher
Reihenfolge die Aktivitäten durchgeführt werden können und
welche Überschneidungen zulässig sind.
Ein Vorgehensmodell liefert außerdem Informationen über
die für eine Aktivität relevanten Objekte und die einzusetzenden
Methoden bzw. Methodologien und Softwarewerkzeuge.
Als eine Methodologie bezeichnet man eine Vorschrift zur
Durchführung einer Aktivität und zur Repräsentation entsprechender
Ergebnisse.
Moderne Softwareentwicklung ist heute ohne Werkzeugunterstützung nicht
mehr denkbar. Erst der Einsatz von CASE-Tools (Computer Aided Software
Engineering) -- das sind integrierte Werkzeuge, die den gesamten
Entwicklungsprozeß von der Planung bis zur Wartung
unterstützen [Bal92] --
gewährleistet die Einhaltung der im Vorgehensmodell eingesetzten
Methodologie und damit die Planbarkeit und kosten- und
termingerechte Durchführbarkeit eines Software-Projektes.
Der Einsatz multimedialer Technologien hat in den letzten Jahren
insbesondere in der Unterhaltungs- und Werbebranche einen wahren
Boom erlebt. Zahlreiche Multimedia-Firmen sind gegründet worden.
Immer hochwertigere Anwendungen erscheinen auf dem Markt.
Waren Multimedia-Projekte anfänglich noch relativ klein,
haben die Etats heutiger Projekte längs die
Millionengrenze überschritten.
Umso erschreckender ist, daß Vorgehensmodelle der
Softwareentwicklung, die aufgrund der Softwarekrise in den 60er Jahren
entstanden sind, in der Multimedia-Praxis heutzutage quasi keine
Verwendung finden, wie eine Befragung
von einmal 40 [Saw95] und einmal
650 [HL95]
Multimedia-Software-Hersteller ergeben hat.
Die Vorgehensweise bei der Multimedia-Softwareentwicklung wird von den
Unternehmen selbst als eher ad hoc bezeichnet.
Dieser Trend läßt leider befürchten, daß wir bereits in
wenigen Jahren analog zum Begriff der Softwarekrise von der
Multimedia-Krise bzw. WWW-Krise sprechen könnten.
Dabei zeichnet sich gerade der Multimedia-Bereich durch
einige charakteristische
Merkmale aus, die ihn von der traditionellen Softwareentwicklung
unterscheiden und die sehr hohe Anforderungen an die Projektorganisation,
Planung und Konzeption stellen:
- die Interdisziplinarität der Entwicklergruppen (Informatiker,
Psychologen, Graphik-Designer, Medien-Spezialisten, Fachexperten, ...),
- die Berücksichtigung kreativer, künstlerischer, ästhetischer,
psychologischer und ergonomischer Aspekte neben reinen
programmiertechnischen bzw. ingenieursmäßigen Tätigkeiten im
Entwicklungsprozeß,
- die Wichtigkeit gestalterischer Anforderungen neben den funktionalen
Anforderungen an die zu erstellende Software und
- die Erstellung und Aufbereitung zu verwendender Medienobjekte
(Animationen, Videos, ...), die häufig durch Fremdfirmen erfolgt,
und deren Integration in die Software.
In [Saw95] wird die aktuelle Situation analysiert, und
es wird untersucht, welche Vorgehensmodelle bzw.
Entwicklungsmethoden für die
Multimedia-Anwendungsentwicklung prinzipiell geeignet
sind.
Danach ist ein reines Phasenmodell aufgrund der Wichtigkeit der
Benutzerschnittstellengestaltung nicht einsetzbar. Hierfür wäre
eher eine prototypisches Vorgehensweise mit häufiger Evaluation
durch Auftraggeber und Benutzer zu wählen. Der prototypische
Ansatz ist allerdings bei der Medienproduktion wenig geeignet, da diese
aufgrund der Einbeziehung von Fremdfirmen bzw. des Mietens von
Studios oder der Verpflichtung von Schauspielern genauestens vorweg
geplant werden muß.
Das Spiralmodell wird abgelehnt, weil aufgrund der aufwendigen
Risikoanalysen nach jeder Windung und dem Einsatz unterschiedlicher
Methodologien in verschiedenen Zyklen die Wirtschaftlichkeit des
Projektes nicht garantiert werden kann.
[Saw95] postuliert daraufhin ein eigenes spezielles
Vorgehensmodell für die
Multimedia-Softwareentwicklung. Dieses basiert prinzipiell
auf dem Phasenmodell.
Einzelne Phasen sind jedoch in parallel ablaufende Teilphasen
aufgeteilt, denen teilweise prototypische Vorgehensweisen
zugrundeliegen, wie der Benutzerschnittstellenentwicklung.
Andere Autoren beurteilen den Einsatz traditioneller Vorgehensmodelle
weniger problematisch.
Auf dem Phasenmodell basieren die Vorschläge von
[Kin94] und [BM94].
Ein prototypischer Ansatz zur Entwicklung von Teachware
wird in [HKT93] vorgestellt und
dem diskursgesteuerten Vorgehensmodell aus [MF96] liegt
das Spiralmodell zugrunde.
Ein spezielles Vorgehensmodell für die Erstellung multimedialer
elektronischer Produktkataloge (EPK) wurde im BMBF-Verbundprojekt EPK-fix
entwickelt [LCD
96].
Das Vorgehensmodell sieht die Phasen Vorstudie, Anforderungsanalyse,
Design, Implementierung und Test vor. Es intendiert einen evolutionären
Zugang auf der Basis des Spiralmodells durch inkrementelles Bearbeiten
und Verfeinern anhand von Checklisten, wobei jeder Entwicklungszyklus
in einen Prototyp mündet.
In einigen Forschungsprojekten werden Verfahren entwickelt,
die eine Generierung spezieller Klassen von Multimedia-Anwendungen
ermöglichen. Ihnen liegt dabei im allgemeinen das Vorgehensmodell
der transformationellen Softwareentwicklung zugrunde.
Hierbei wird mit Hilfe eines wissensbasierten Transformators aus
einer in der Analysephase erstellten (formalen) Produktdefinition
ein Prototyp generiert, der dann getestet, evaluiert und weiterentwickelt
werden kann. Ideal wäre ein vollautomatischer Transformator.
Im allgemeinen werden jedoch regelbasierte Systeme eingesetzt, die
interaktiv durch den Entwickler gesteuert werden.
Hauptziel des in [And95] vorgestellten Ansatzes ist
die Erzeugung nutzerspezifischer und situationsangepaßter multimedialer
Präsentationen.
Dabei wird die Erstellung multimedialer Präsentationen als
Planungsproblem aufgefaßt. Der Transformator bekommt als Eingabe eine
formale Spezifikation des zu präsentierenden Sachverhaltes sowie
spezielle Generierungsparameter wie Zielgruppe oder Medienpräferenzen.
Unter Berücksichtigung des in einer Wissensbasis abgelegten Domainenplans
werden die Eingaben durch den Transformator in einen Präsentationsplan
abgebildet, der in Form eines gerichteten azyklischen Graphen abgelegt
wird. Aus den Blättern des Graphen werden anschließend mit Hilfe
medienspezifischer Generatoren einzelne Präsentationseinheiten generiert.
In [BO95] wird eine
als Authoring on the Fly bezeichnete Methode beschrieben,
die es gestattet, aus einem am Rechner gehaltenen
Live-Vortrag (bswp. eine Vorlesung)
automatisch den Kern eines Multimedia-Dokumentes zu erstellen.
[Wü96] sieht die Entwicklung multimedialer
Präsentationen als Graphtransformationsproblem. Aus
sogenannten TGraphen, die das Anwendungsgebiet beschreiben,
werden Multimedia-Graphen erzeugt. In [Wü96] wird der Ansatz
beispielsweise zur Erzeugung multimedialer Firmenpräsentation
aus vorliegenden Geschäftsprozeßmodellen
einer Firma genutzt.
Multimedia-Anwendungen sind Computerprogramme, die durch die
Integration zeitabhängiger Medien, wie Audio, Video und Animation
zur Darstellung von Informationen kombiniert mit Interaktionsformen
bspw. zur Steuerung der Anwendung gekennzeichnet sind.
Charakterisistisch für sogenannte Hypermedia-Anwendungen ist, daß sie
aus einzelnen Informationseinheiten (Hyperknoten) bestehen, die
über sogenannte Hyperlinks miteinander verbunden sind.
Die Informationseinheiten können dabei durchaus selbst wieder
eigenständige Multimedia-Anwendungen sein. Es können Informationsnetzwerke
(Hypergraphen) aufgebaut werden, die menschliche Formen der
Wissensrepräsentation viel besser widerspiegeln als
herkömmliche sequentielle Buchstrukturen.
Auch im Bereich der Hypermedia-Anwendungsentwicklung sind in
den letzten Jahren einige spezielle Vorgehensmodelle, Entwicklungsmethoden
und Entwurfsrichtlinien entstanden (Übersichten und Vergleiche finden
sich in [GPS93] und [ACM95]).
Gesamtziel dieser Bemühungen
ist ein strukturierter Hypermedia-Entwurf [HS95].
Hierbei wird die Entwurfsphase wie im iterierten Phasenmodell in Teilphasen
aufgeteilt, die in einer festgelegten aber durch Rückkopplungsmöglichkeiten
aufgeweichten Reihenfolge durchlaufen werden. Zunächst erfolgt der Entwurf
des logischen Grundgerüsts, d.h. der Struktur der Hypermedia-Anwendung.
Darauf aufbauend wird die Form der Nutzung, also insbesondere die
Navigations- und Zugriffsstruktur, festgelegt, und anschließend erfolgt
das Design der Benutzungsoberfläche.
Zwei Ansätze, die einen strukturierten Hypermedia-Entwurf unterstützen,
sind HDM [GPS93] bzw. sein
Nachfolger HDM2 [GPM93]. Sie stellen
insbesondere Hilfsmittel zur Modellierung bzw. Beschreibung von
Hypermedia-Applikationen zur Verfügung. Objekte des Anwendungsgebietes
werden in Komponenten aufgeteilt. Diesen können Einheiten zugeordnet
werden, die verschiedene Formen der Informationsdarstellung kapseln.
Zwischen Objekten, Komponenten und Einheiten ist die Definition von
Verweisen unterschiedlicher Art möglich. Des weiteren existieren
verschiedene Zugriffsstrukturen, wie Menüs und Indizes, mit denen
Eintrittspunkte in den Hypergraphen festgelegt werden können.
RMM [ISB95] basiert auf HDM bzw. HDM2,
stellt aber neben einem eigenen
Datenmodell zusätzlich Richtlinien zur Verwendung des Datenmodells
im Entwurfsprozeß, der in RMM aus sieben Phasen besteht, zur Verfügung.
Grundlage von Hypermedia-Anwendungen in RMM sind Entity-Relationship-Diagramme,
durch die das Anwendungsgebiet modelliert wird.
Zwei Ansätze, die dem strukturierten Hypermedia-Entwurf folgen und die auf
objektorientierten Modellierungsprinzipien basieren, sind
EORM [Lan94] und
OOHDM [Sch96].
OOHDM unterstützt insbesondere den Entwurf der Navigationsstruktur und
der Benutzerschnittstelle für Hypermedia-Anwendungen.
EORM erweitert die Object Modeling Technique (OMT) [RBP91] um
Möglichkeiten zur Beschreibung von Interaktionen zwischen Objekten,
die für Hypermedia-Anwendungen charakteristisch sind.
Unter den Schlagwörtern ``Web-Development'' bzw. ``Web-Engineering'' findet
sich im WWW eine Reihe von Checklisten bzw. Richtliniensammlungen
für die Erstellung von
WWW-Informationssystemen.
Vollständige CASE-Tools für Multimedia-Applikationen sind dem Autor
nicht bekannt. Im Entwicklungsprozeß eingesetzt werden heutzutage
hauptsächlich medientypspezifische Konstruktionswerkzeuge wie Audio- und
Videoeditoren sowie
Autorensysteme.
Letzteres sind Entwicklungswerkzeuge
für Multimedia-Anwendungen, die graphisch-interaktive Editoren für
den technischen Erstellungsprozeß zur Verfügung stellen [Bol95].
Durch den Einsatz von Techniken der visuellen Programmierung
wird es auch Nicht-Programmierern ermöglicht, interaktive multimediale
Anwendungen zu entwickeln. Im Hinblick auf den gesamten Entwicklungsprozeß
von Multimedia-Software unterstützen Autorensysteme allerdings im
allgemeinen ausschließlich die Implementierungsphase und insbesondere
nicht die Analyse- und Entwurfsphase.
Autorensysteme lassen sich auf der Grundlage der verwendeten
Metaphern für die Spezifikation zeitlicher Beziehungen
zwischen den einzelnen Informationseinheiten klassifizieren.
In frame-basierten Autorensystemen, wie HyperCard und Toolbook, werden
die zu präsentierenden Objekte auf Flächen angeordnet, die als Frames,
Karten, Seiten, Fenster oder auch Dias bezeichnet werden und im Prinzip
einen Bildschirm repräsentieren, wie ihn ein Benutzer während der
Präsentation für einen bestimmten Zeitraum zu sehen bekommt.
Timeline-basierte Autorensysteme, wie Macromedia Director, zeichen
sich durch den Einsatz von
Zeitachsen aus, auf denen die Informationsobjekte symbolisch angeordnet
werden, womit der zeitliche Verlauf der Präsentation festgelegt wird.
Flowchart-basierte Autorensysteme, wie Authorware Professional, sind
dadurch gekennzeichnet, daß die
Informationsobjekte -- durch Ikonen repräsentiert -- in Flußdiagrammen
durch Kanten miteinander verbunden werden, die den möglichen
Verlauf der Anwendung widerspiegeln.
Während die frame-basierten Autorensysteme eher für die Erstellung
statischer Hypermedia-Anwendungen verwendet werden, eignen sich
timeline-basierte Autorensysteme gut für die Entwicklung dynamischer
hochgradig interaktiver multimedialer Anwendungen.
Flowchart-basierte Autorensysteme
werden häufig für die Erstellung multimedialer Lehr-/Lernsoftware
eingesetzt.
Der Entwurf eines CASE-Tools namens RMCase für Hypermedia-Applikationen
wird in [DI95] beschrieben. RMCase basiert auf der RM-Methodologie
(RMM, siehe vorhergehender Abschnitt) und ist selbst als Hypermedia-Applikation
realisiert. Für jede der sieben Entwicklunsgphasen von RMM existiert in
RMCase ein spezieller graphisch-interaktiver Editor, der die Bearbeitung
der in der jeweilgen Phase anfallenden Aufgaben unterstützt. Die
einzelnen Editoren sind durch Hyperlinks miteinander verbunden, so daß der
Entwickler schnell zwischen den einzelnen Phasen wechseln kann.
In [LCD96] werden Werkzeuge beschrieben, die das im EPK-fix-Projekt
entwickelte Vorgehensmodell für multimediale elektronische
Produktkataloge (siehe oben) unterstützen. Das Werkzeug RASSI
ermöglicht die Erfassung von natürlichsprachigen Informationen und
Medienmaterialien, die bei der Vorstudie und der Anforderungsanalyse
anfallen, auf der Basis von strukturierten Interviews. Durch das
SASSI-Werkzeug erfolgt das Design des elektronischen Kataloges durch
weitestgehende Umsetzung der Ergebnisse der strukturierten Interviews
in eine Katalogspezifikation in der Spezifikationssprache EPKML.
Das Generierungswerkzeug GASSI verwendet die von SASSI erzeugte
Spezifikation des elektronischen Kataloges, um hieraus gemäß
entsprechender Eingaben eine Visualisierung des Kataloges zu erzeugen.
EPKML wird dabei in Java-Code übersetzt. Das Testwerkzeug TASSI
führt dynamische Tests des erzeugten Kataloges durch und erstellt
hierüber ein Fehlerprotokoll, das durch SASSI in eine korrigierte
EPKML-Spezifikation umgesetzt werden kann.
Das elektronische Publizieren von Informationen besitzt im Vergleich
zum traditionellen Publizieren eine Reihe von Vorteilen.
Neben der zeitlichen und ökonomischen Rationalisierung des
Publikationsprozesses können durch die Integration multimedialer
Elemente und Interaktionsformen in die Dokumente Informationen
in inhaltlich verbesserter Qualität vermittelt werden.
Der Erstellungsprozeß multimedialer Dokumente unterscheidet sich jedoch
stark vom Erstellungsprozeß textueller Dokumente. Er läßt sich als
einen speziellen Softwareentwicklungsprozeß charakterisieren.
Es existieren zwar einige spezielle Vorgehensmodelle, Entwicklungsmethoden
und Entwicklungswerkzeuge für die Multimedia-Softwareentwicklung.
Daß sie in der Praxis jedoch noch selten eingesetzt werden, zeigt,
daß sie zum Teil noch an den tatsächlichen Bedürfnissen
vorbeigehen.
Von daher müssen die Forschungsaktivitäten in dieser Richtung
weiter forciert werden, um nicht bereits in naher Zukunft
von einer Multimedia-Krise sprechen zu müssen.
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- ...sind.
- Objektorientierte Ansätze sind in der Untersuchung
leider unberücksichtigt geblieben.
- ...WWW-Informationssystemen.
- siehe bspw.
http://www.iim.uts.edu.au/creating/creating.shtml,
http://www.aloha.net/ perrine/cdrom.html oder
http://www.december.com/web/develop.html
- ...Autorensysteme
- http://www.tiac.net/users/jasiglar/MMASFAQ.html
Dietrich Boles
Tue May 27 19:11:39 MET DST 1997