O Uso da Linguagem Declarativa NCL no Desenvolvimento de Software para TV Digital Brasileira
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

O Uso da Linguagem Declarativa NCL no Desenvolvimento de Software para TV Digital Brasileira

on

  • 976 views

Trabalho de conclusão de curso sobre a linguagem de programação NCL, prós e contras do middleware Ginga-NCL e padrões de TV digital adotados no mundo.

Trabalho de conclusão de curso sobre a linguagem de programação NCL, prós e contras do middleware Ginga-NCL e padrões de TV digital adotados no mundo.

Statistics

Views

Total Views
976
Views on SlideShare
976
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
9
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    O Uso da Linguagem Declarativa NCL no Desenvolvimento de Software para TV Digital Brasileira O Uso da Linguagem Declarativa NCL no Desenvolvimento de Software para TV Digital Brasileira Document Transcript

    • Faculdade Estácio do Recife Bacharelado em Sistemas de InformaçãoO Uso da Linguagem Declarativa NCL no Desenvolvimento de Software para TV Digital Brasileira Diogo Dostoiévsky Robespierre de Sá Recife, 2011
    • Diogo Dostoiévsky Robespierre de SáO Uso da Linguagem Declarativa NCL no Desenvolvimento de Software para TV Digital Brasileira Orientador: Prof. Msc. Álvaro Pinheiro Monografia apresentada como requisito complementar para obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação da Faculdade Estácio do Recife. Recife, 2011 ii
    • S111u SA, Diogo Dostoiévsky Robepierre de. O uso da linguagem declarativa NCL no desenvolvimento de software para tvdigital brasileira / Diogo Dostoievsky Robespierre de Sá. – Recife: 2011. 70 f.; 30 cm. Orientação: Alvaro F. Pinheiro. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado) - Faculdade Estácio do Recife, 2011. Inclui anexo e bibliografia. 1. Linguagem de programação NCL. I. Título. CDU 004.438 iii
    • Faculdade Estácio do Recife Bacharelado em Sistemas de InformaçãoO Uso da Linguagem Declarativa NCL no Desenvolvimento de Software para TV Digital Brasileira Diogo Dostoiévsky Robespierre de SáMonografia submetida ao corpo docente do Curso de Sistemas de Informação da Faculdade Estácio do Recife, em Dezembro de 2011 .BANCA EXAMINADORA:----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Prof. Msc. Álvaro Pinheiro, Faculdade Estácio do Recife (Orientador)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Prof. Msc. Roberto Mendonça, Faculdade Estácio do Recife (examinador interno)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Prof. Msc. Faculdade Estácio do Recife. iv
    • AGRADECIMENTOSAo amigo Pedro “Desastre”, Guilherme e o professor de música Moura por mepermitir ter contato com o mundo das artes, através da música e por seus exemplosde caráter.Ao meu avô, seu Antônio, pelas suas palavras de ensinamento sobre a importânciado trabalho e do caráter para um homem e a minha avó, dona Maria, por seu grandecoração e seu exemplo de perseverança e vitória.A minha tia Dôra e meu tio Ramos com quem sempre pude contar.A minha mãe, uma batalhadora e exemplo de profissional.Ao Professor e Orientador Álvaro Pinheiro pela orientação e apoio na execução e conclusão desta Monografia.Aos professores do Curso de Sistemas de Informação, pelos conhecimentos transmitidos.Aos funcionários da FIR pelo atendimento.Ao amigo Weli, pela apoio. v
    • RESUMOA TV digital trata-se de uma evolução do modelo de transmissão de sinal televisivo eé composto por um conjunto de padrões de audio e vídeo que permitem atransmissão de uma quantidade maior de dados e consequente maior qualidade deaudio e vídeo na mesma faixa de frequência do modelo de transmissão televisivoanterior. Com o advento dos dispositivos portáteis com acesso a redes wireless aocotidiano das pessoas, se tornou comum a utilização de celulares, notebooks ouvideo-games portáteis ao mesmo tempo em que se assiste televisão, então de umaforma natural a TV digital passou a convergir tecnologias, afim de provê maiorinteratividade e entretenimento ao usuário ou telespectador através de um únicoaparelho, utilizando de integração de sistemas interativos que podem ou não fazerconexão com internet e fazer utilização da web.Palavras-Chave: TV Digital. Middleware. Interatividade. Ginga. NCL. vi
    • ABSTRACTThe digital TV it is an evolution of the transmission of television signals and consistsof a set of standards for audio and video that enable transmission of an increasedamount of data and consequent higher quality audio and video in the same rangefrequency of previous television broadcast model. With the advent of portabledevices with wireless access to the daily lives of people, has become common to usemobile phones, laptops or portable video games while you watch television, then in anatural way digital TV has to converge technologies in order to provide moreinteractivity and entertainment to the user or viewer through a single device, usingthe integration of interactive systems that may or may not connect to the Internet andmake use of the web.Keywords: Digital TV. Middleware. Interactivity. Ginga. NCL. vii
    • 1 LISTA DE FIGURASFigura 1 (2) How digital Tv Works ………………………………………………. 6Figura 2 (2) Transmissão simultânea da programação analógica e digital... 7Figura 3 (2) TV digital .................................................................................... 8Figura 4 (2) Televisão analógica televisão digital .......................................... 11Figura 5 (2) A evolução da imagem ............................................................... 12Figura 6 (2) Exemplo de ilustração do canal de retorno/interatividade ......... 13Figura 7 (2) Interatividade em suas mãos ..................................................... 14Figura 8 (2) Diagrama de blocos do ISDB ..................................................... 16Figura 9 (2) Padrões de Tv digital .................................................................. 17Figura 10 (3) Sistema operacional ................................................................... 27Figura 11 (4) Modelo de um sistema de televisão digital interativa.................. 29Figura 12 (4) Difusão de sinal .......................................................................... 31Figura 13 (4) Recepção de sinal ...................................................................... 32Figura 14 (5) Tipos de dados utilizados nos aplicativos de Tv digital .............. 34Figura 15 (5) Entidades NCM e elementos da linguagem NCL ...................... 35Figura 16 (5) Interfaces de um nó NCM .......................................................... 35Figura 17 (5) Estrurura básica de um documento NCL.................................. 41Figura 18 (5) Mostra a seleção da máquina virtual do Ginga-NCL para execução através do software VMware ..................................... 42Figura 19 (5) Mostra o virtua software VMware após ser selecionada a máquina virtual a ser executada e suas configurações de 43 hadware, podendo essas configurações de hadware, podendo essas configurações serem alteradas pelo usuário ..................Figura 20 (5) Mostra a máquina virtual do Ginga-NCL em execução ............ 44Figura 21 (5) Mostra localização do recurso que permite adicionar plug-ins a IDEECLIPE ................................................................................. 45Figura 22 (5) Mostra a tela de inclusão de localização do plugin a ser instalado, após selecionar o botão: “Add...”................................ 46Figura 23 (5) Mostra a versão do plugin da linguagem NCL disponível para dowload ...................................................................................... 46 1
    • 2Figura 24 (5) Mostra a perspectiva do remote system explorer....................... 48Figura 25 (5) Configuração de protocolo SSH ................................................. 49Figura 26 (5) Mostra a configuração de conexão remota com a máquina 50 virtual Ginga-NCL .......................................................................Figura 27 (5) Mostra a tela para login na máquina virtual Ginga-NCL ............ 50Figura 29 (5) Terminal para execução de aplicativos NCL máquina virtual ... 52Figura 30 (5) Definição da localização de mídias ............................................ 54Figura 31 (5) Exemplifica as mídias contidas no sistema e sua forma de armazenamento em pastas distintas entre imagem, vídeo e 55 arquivo WEB...............................................................................Figura 32 (5) Definição do leiaute do sistema através de Tags <region base> 56 e <region>...................................................................................Figura 33 (5) Demonstra como os descritores são declarados no projeto 57 “vida viajante” .............................................................................Figura 34 (5) Importação da base de conectores para o documento de 58 hipermídia “Race.Na”..................................................................Figura 35 (5) Mostra a lista de conectores e suas respectivas funções no 59 projeto “vida viajante’ .................................................................Figura 36 (5) É demonstrado as declarações de mídias pro software “vida 61 viajante” ......................................................................................Figura 37 (5) Mostra a porta de contexto do software “vida viajante” .............. 62Figura 38 (5) Mostra o início do software “vida viajante” ................................ 63Figura 39 (5) Mostra os elos de repetição do software “ vida viajante” ao 63 término de u ma mídia do tipo vídeo ..........................................Figura 40 (5) Mostra os elos responsáveis pela interação através de controle 64 remoto ........................................................................................Figura 41 (5) Mostra os elos responsáveis pela execução das mídias de ícones, paralização de algum vídeo em execução e inicialização de outro vídeo ao se selecionar algum ícone no menu apresentado .................................................................... 65Figura 42 (5) Menu customization, responsável por a partir de botões selecionados pelos usuário, indicar a melhor praia para o perfil 67 indicado .....................................................................................Figura 43 (5) Indicação da melhor praia para o perfil indicado ..................... 68Figura 44 (5) Jogo 4x4 de licença livre desenvolvido por Blender 3D.......... 69 2
    • 3 LISTA DE TABELASTabela 1 - Comparação genérica entre analógica e Tv digital ...................... 9Tabela 2 - Tipos de resolução suportados pela Tv digital .............................. 1 0Tabela 3 - 14 áreas funcionais da linguagem NCL ........................................ 3 7Tabela 4 - Tabela NCL..................................................................................... 3 8Tabela 5 - Tabela SMIl..................................................................................... 3 9 ... 3
    • 4 LISTA DE ABREVIATURASAAC - Advanced Audio CodingAC3 - Audio CodingAPI - Application Programming InterfaceATSC - Advanced Television Systens CommitteeCOFDM - Coded Orthogonal Frequency Division MultiplexDTV - Digital TelevisionDVB - Digital Video BroadcastingEPG - Electronic Program GuideISBD - Integrated Services Digital BroadcastingLCD - Liquid Crystal DisplayMHP - Multimedia Home PlatformMPEG - Moving Picture Experts GroupSBTVD - Sistema Brasileiro de TV DigitalSDTV - Standard Definition TelevisionSTB - Set-Top-BoxTS - Transport StreamTV - TelevisãoTVD - TV DigitalTVDI - TV Digital e InterativaHDTV - High-Definition Television 4
    • 5DASE - Digital Applications Software EnvironmentARIB - Association of Radio Industries and BusinessesHTML - HyperText Markup LanguageXML - Extensible Markup LanguageBML - Better Markup LanguageGEM - Globally Executable MHPDMB - Digital Multimedia BroadcastingIDE - Integrated Development EnvironmentNCL - Nested Context Language8 - VSB 8-Level Vestigial Sideband 5
    • 6 SUMÁRIO1 INTRODUÇÃO..................................................................................................... 11.1 Delimitação da pesquisa .................................................................................. 21.2 Hipótese ........................................................................................................... 21.3 Objetivos ........................................................................................................... 31.3.1Objetivo geral................................................................................................... 31.3.2 Objetivos específicos...................................................................................... 31.4 Justificativa........................................................................................................ 42 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................. 62.1 TELEVISÃO DIGITAL ..................................................................................... 62.1.1 Características............................................................................................... 82.1.1.1 Imagem e som ........................................................................................... 102.1.1.2 Interatividade .............................................................................................. 132.1.1.3 Acessibilidade ............................................................................................ 152.2 Ferramentas de desenvolvimento Ginga-NCL para TV digital ISDB-TB............................................................................................................................ 152.2.1 Middleware..................................................................................................... 162.3 Principais padrões de TV digital ....................................................................... 172.3.1 DVB-T (Digital Video Broadcast Terrestrial) ………………………………….. 172.3.2 ATSC (Advanced Television Systems Committee)…………………………… 192.3.3 ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)………………. 192.3.4 ISDB-TB (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial Brazil)……... 203 TECNOLOGIA DE MODULAÇÃO, APLICAÇÃO, COMPRESSÃO E 22MIDDLEWARE UTILIZADAS PELA TV DIGITAL.................................................3.1Tecnologia de modulação ................................................................................. 223.1.1OFDM.............................................................................................................. 223.1.2 8 – VSB ......................................................................................................... 233.2 Tecnologia de aplicação.. ................................................................................. 243.3 Tecnologia de compressão ............................................................................... 243.3.1 Padronização MPEG2.................................................................................... 243.3.2 Padronização MPEG4 ................................................................................... 253.3.2.1 Padronização DOLBY AAC ........................................................................ 253.4 Tecnologias de middleware.............................................................................. 263.4.1 Dase .............................................................................................................. 263.4.2 ARIB............................................................................................................... 273.4.3 GINGA........................ ................................................................................... 27 6
    • 74 COMPONENTES DA TV DIGITAL INTERATIVA ............................................... 294.1 Difusão ............................................................................................................. 294.2 Receptor set-top box......................................................................................... 314.3 Datacasting, carrossel de dados e carrossel de objetos .................................. 334.3.1 Datacasting ................................................................................................... 334.3.2 Carrosel de dados ......................................................................................... 335 LINGUAGEM DECLARATIVA NCL..................................................................... 345.1 Identificadores da linguagem NCL 3.0.............................................................. 375.2 Estrutura básica de um documento NCL........................................................... 415.3 Sistema para TV digital – “Vida Viajante” ......................................................... 415.3.1 Configuração do ambiente de desenvolvimento............................................. 425.3.1.1 Instalação da máquina virtual Ginga-NcL.................................................... 425.3.2 Configurações do IDE Eclipse ....................................................................... 445.3.3 Instalação e configuração do plug-in Remote System Explorer RSE)........... 465.3.4 Criação de projeto e conexão do ambiente de desenvolvimento como amáquina virtual através de protocolo SSH ............................................................. 475.4 Criação de aplicativo utilizando a Linguagem NCL .......................................... 505.4.1 Definição de mídias e sua localização .......................................................... 505.4.2 Definição do código e explicação de trechos do código ............................... 535.4.2.1 Definição de regiões ................................................................................. 535.4.2.2 Definição de descritores ............................................................................. 555.4.2.3 Definição de conectores ............................................................................. 565.4.2.4 Definições de mídia..................................................................................... 595.4.2.5 Definindo a porta que irá determinar o início do software.......................... 605.4.2.6 Definindo elos para sincronizar início e término de exibição de mídias .... 605.4.2.7 Subsistema web colaborativo do sistema “Vida Viajante” .......................... 635.4.2.7.1 Menu web................................................................................................ 635.4.2.7.2 Menu game.............................................................................................. 656 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 677 REFERÊNCIAS.................................................................................................... 69 7
    • 81 INTRODUÇÃOPresente em países de primeiro mundo antes da sua implantação em territóriobrasileiro, a tecnologia de TV digital, foi uma tecnologia bastante debatida emrelação ao modelo a ser seguido (padrão americano, japonês ou europeu),entretanto foi escolhido o padrão japonês como modelo, principalmente por suacapacidade de recepção de sinal televisivo por dispositivos móveis e isenção detarifas no mesmo. Em meados dos anos 2000, os primeiros sinais digitais começaram a sertransmitidos ao mesmo tempo em que os consumidores estavam voltados para astelevisões de LCD e Plasma, buscando interatividade e uma maior qualidade deimagem e som, também se tratando da “TV digital”, porém alguns dos consumidoresnão estavam atento ao fato que a TV digital, não se trata de um aparelho, mas datransmissão de um tipo de sinal que deve ser receptado por um set-top box externoou interno ao aparelho de televisão para que se possa usufruir da qualidade deáudio e vídeo dos canais de televisão, aparelho este que não havia no mercado emuito menos era acoplado aos aparelhos de televisão no início das transmissões desinal digital, causando frustração de alguns. Situação essa que foi mudando deacordo com o tempo, hoje é relativamente fácil se encontrar set-top box no mercadoe alguns aparelhos de televisão já o possue acoplado. O set-top box é um aparelho responsável pela recepção de sinal digital eque possibilita a interatividade com o usuário através de um middleware, no caso daTV digital brasileira o middleware presente no set-top box é o middleware Ginga, quepossue duas variações: Ginga-J que utiliza linguagem de programação Java parapossibilitar a interação com o usuário e o Ginga-NCL que utiliza linguagemdeclarativa NCL e linguagem de script Lua com o mesmo objetivo. Com exceção dalinguagem Java, todas as outras tecnologias foram desenvolvidas por instituiçõesbrasileiras, com destaque para a universidade PUC-Rio, principal responsável pela 8
    • 9criação da linguagem NCL e linguagem de script Lua, buscando a potencializaçãoda tecnologia de TV digital brasileira, já que a mesma utiliza recursos de últimageração como exemplo a codificação para áudio e vídeo MPEG-4, enquanto osoutros padrões, utilizam a codificação MPEG-2. Por ser uma tecnologia não tão abrangente como o Java, que está presenteem todos os padrões de TV digital, a tecnologia NCL não possui uma grandequantidade de referência acadêmica, desenvolvedores e aplicativos em relação atecnologia Java, porém é uma tecnologia prática e de paradigma mais simples doque ao paradigma do Java, não necessitando conhecimentos avançado nodesenvolvimento de software. O presente trabalho pretende fazer um estudo sobre as tecnologias da TVdigital brasileira, com foco na linguagem NCL e para exemplificação, a criação deum protótipo utilizando a tecnologia NCL, tendo como tema o automobilismo e oturismo.1.1 Delimitação da pesquisa A pesquisa se limita a análise dos padrões de TV digital em utilização nomundo, com foco no padrão de TV digital brasileiro, seu middleware Ginga-NCL esoftware de modelagem 3D. A partir dessa análise será desenvolvido um sistemacom a utilização das seguintes tecnologias: middleware Ginga-NCL e Blender 3D-Engine. O sistema criado terá o objetivo de apresentar a TV digital como ferramentacolaborativa e de entretenimento para todas as faixas etárias e classes sociais.1.2 Hipótese Após seu lançamento a televisão se tornou um dos principais meios decomunicação e entretenimento, ocupando lugar estratégico na sala-de-estar, ondefamiliares, amigos e casais de namorados se reuniam para assistir programastelevisivos diversos. Porém, com a invenção da internet e massificação doscomputadores pessoais a televisão perdeu seu lugar de destaque como meio decomunicação e entretenimento, pois a internet permitia maior interatividade epotêncial de entretenimento maior do que a televisão podia oferecer. Porém isso 9
    • 10está mudando, pois as tecnologias de televisão e computação pessoal estãoconvergindo, agora já é possível conectar a televisão a internet e até fazer com queela adquira comportamento semelhante a computadores pessoais. Se um sistemafor bem projetado para permitir interatividade, entretenimento e colaboração atravésda televisão poderá facilitar a vida das pessoas.1.3 ObjetivosEste capítulo busca demonstrar a finalidade do presente trabalho e quais aspectosdo tema serão focalizados durante o desenvolvimento do mesmo. O tema abordadose trata da tecnologia de TV digital e seus aspectos com relação a utilização desoftware.1.3.1 Objetivo geral Verificar conceitos e padrões de TV digital, visando desenvolver software utilizando ferramentas criadas e mantidas por organizações responsáveis pela manutenção do padrão brasileiro de TV digital, que permita a interação entre mídias e que seja um subsistema de um sistema que utiliza conceito de Smart TV.1.3.2 Objetivos específicosEste capítulo apresenta de forma detalhada os objetivos que o presente trabalhobusca alcançar. • Estudar e apresentar conceitos sobre TV digital, padrões de TV digital, com foco no padrão de TV digital brasileiro. • Explanação sobre os tipos de middleware, com foco no middleware brasileiro Ginga e configuração de emulador do middleware Ginga- NCL, visando o estudo, desenvolvimento e execução de software para TV digital, utilizando linguagem declarativa NCL. 10
    • 11 • Criar protótipo de software para TV digital que utilize plataforma do middleware Ginga-NCL e conceito de Smart Tv.1.4 Justificativa O presente trabalho se mostra relevante, diante do crescimento da economiabrasileira, do sistema de TV digital no Brasil e a escassa fonte de referênciasacadêmicas sobre as tecnologias que compõem o middleware Ginga-NCL que utilizaa linguagem Nested Context Language (NCL) e a linguagem de script Lua eaplicativos utilizando as tecnologias citadas. Apesar da existência do middlewareGinga-J que utiliza linguagem de programação Java para desenvolvimento deaplicativos e o middleware Ginga-CC que é uma camada que suporta os ambientesexistentes no Ginga, implementando os exibidores de mídia dos ambientes Ginga-NCL e Ginga-J, o presente trabalho irá focar no middleware Ginga-NCL, pois é omiddleware que utiliza tecnologias brasileiras para o desenvolvimento de aplicações.Tanto a linguagem NCL, o middleware Ginga-NCL e a linguagem de programaçãoLua, foram desenvolvidos pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro(PUC-Rio). Junto a isso, segundo notícias do portal Nova Brasil FM (2011), o Ministériodo Turismo destaca que o crescimento do turismo nacional vai girar em torno de16,5% no ano de 2011, isso influenciado pela classe “C”. Para alcançar aexpectativa, o ministério considerou o crescimento das 80 maiores empresas deturismo em 2010. Juntas, elas faturaram 42 bilhões e 800 milhões de reais somenteno ano passado. Com a perspectiva de crescimento as maiores empresas do setor,que já empregam 96 mil pessoas, deverão gerar mais postos de trabalho em 2011 ecom a realização da copa do mundo em 2014 e as olimpíadas em 2016 no Brasil, hágrandes inventimentos em infra-estrutura para poder atender bem os turistas eaquecer o mercado nacional como um todo. 1 A partir da análise dos fatos citados anteriormente, surgiu a idéia de se criarum sistema que permitisse a integração das áreas de turismo, automobilismo e TVdigital, de forma que através de entretenimento, proporcionado por um sistemaexecutado através de TV digital, os usuários pudessem fazer uma viagem virtual em1 NOVA BRASIL FM. Turismo nacional deve crescer 16,5% em 2011. Disponível em:<http:/www.novabrasilfm.com.br/noticias/nova-noticia/turismo-nacional-deve-crescer-165-em-2011/>Acesso em: 09 setl 2011. 11
    • 12diferentes cidades do Brasil, com possibilidade de usufruir de serviços diversosatravés de integração do jogo 3D com internet ou simplesmente com o acesso diretoao portal do sistema Vida Viajante. O presente trabalho e seu resultado também deve ser utilizador porestudantes, pesquisadores e profissionais para o desenvolvimento de tecnologia emTV digital, que se beneficiarão das qualidades do projeto proposto para ajudar aimplementar suas idéias ou propor melhorias do sistema, assim como a economiadas regiões brasileiras incluídas no sistema que devem se beneficiar de mais umaoportunidade de oferecer seus serviços e alcançar mais clientes, através datecnologia proposta por esse trabalho. 12
    • 132 REFERENCIAL TEORICOEste capítulo busca demonstrar o embasamento teórico no qual está alicerçado opresente trabalho, através de leitura, compreensão e explanação sobre astecnologias abordadas a partir de trabalhos acadêmicos e técnicos.2.1 TELEVISÃO DIGITAL A televisão digital surgiu em meados dos anos 70 no Japão, quandocientistas do NHK Science & Technical Research Laboratories, obteve patrocínio darede pública de televisão Nippon Hoso Kyokai (NHK) e de mais 100 estaçõesprivadas de televisão, com o objetivo de realizar pesquisas buscando chegar a umatecnologia que permitisse provê ao telespectador sensações tão próximas quanto àssentidas pelos espectadores de cinema. Assim, para que essas mudanças ocorressem houve um consenso de quedeveria ser efetuada uma alteração na forma de difusão do sinal televisivo,passando de sinal analógico para sinal digital, ou seja, o sistema de transmissãoadotado transmitiria sinal televisivo através de códigos binários, dessa forma seriapossível processar os dados televisivos, possibilitando assim que esses mesmodados pudessem ser facilmente manipulados e como resultado seria possívelproporcionar novos serviços aos espectadores e tornar a televisão algo mais atrativoàs pessoas. A transmissão digital transporta dados codificados em 0 e 1 no qual umreceptor ou set-top box é responsável por converter os dados digitais ou bits emáudio, vídeo e serviços interativos para que o usuário ou espectador possa ter umaexperiência próxima a experiência proporcionada pelo cinema no qual se objetivouem meados dos anos 70 com o início das pesquisas sobre transmissão digital. Pode-se exemplicar os modelos de transmissão digital e analógica,conforme mostra, a figura 1, o detalhe para transmissão digital, com recurso demulti-programação, ou seja, possibilidade de assistir mais de um canal ao mesmo 13
    • 14tempo. Na figura 2, é possível visualizar os formatos de transmissão do mais baixoaté o mais alto nível de qualidade de imagem e a frequência padrão de 6 MHz,praticamnete utilizada em todos os padrões de TV digital. Figura 1.2 - How Digital TV Works. Fonte: http://electronics.howstuffworks.com/digital-converter-box2.htm 14
    • 15 Figura 2.2 - Transmissão simultânea da programação analógica e digitalFonte:http://www.clicrbs.com.br/especiais/diversos/tvdigital_equipamentos_transmissao19082008.jpg A televisão digital ou HDTV teve seu primeiro sinal transmitido, uma hora pordia, em meados do ano 2000. Este dispositivo eletrônico obteve relevância, poispassou a concorrer com os computadores pessoais de acesso a internet por setornarem atrativos aos usuários devido a sua gama de funcionalidades.2.1.1 Características A receptividade das pessoas, fabricantes e redes de televisão em relação acapacidade de interação e alcance da TV digital, retrata o fato da TV digital ser umagrande evolução no mundo televisual, após a criação da TV em Preto e Branco e TVColorida. Objetivando uma recepção de alta qualidade, em diversas áreas, énecessário que a transmissão digital de TV, apresente um sistema que tenhacondições de ampla cobertura e robustez, ou seja, um sistema bem configurado, queatenda aos requisitos que forem propostos. Exemplificado na figura nº 3. 15
    • 16 Figura 3.2 - TV Digital Fonte: http://www.dtv.org.br/index.php/entenda-a-tv-digital/50/ No Brasil a TV digital só foi lançada no final de 2007. A transmissão digitalatinge, em sua maioria, diversos estados brasileiros e observa-se a existência depolíticas de incentivos visando o crescimento dessa tecnologia. O crescimento dessa tecnologia pode ser analisado verificando-se, conformetabela nº 1, os fatores que compõem a diferença entre a TV analógica e TV digital. Tabela nº 1 – Comparação genérica entre TV analógica e TV Digital . Fator Analógico Digital Resolução 525 linhas (4:3) Mínimo – 240 linhas horizontais e 320 pixels por linha e varredura progressiva. Máximo – 1.080 linhas horizontais e 1.920 pixels por linha e varredura progressiva. Qualidade de Degrada Não degrada imagem 16
    • 17 Novos Recursos Nenhum Interatividade (datacasting) Múltiplos fluxos de áudio e vídeo Otimização do Uso do espectro Possível uso de canais espectro limitado por adjacentes interferências Interatividade Através de outros Imediato, através do próprio recursos (internet – aparelho – Canais de Áudio, telefone – celular) Jogos e Compras Interferência Sim Nunca Programação Única Múltipla – até 6 programações por canal Formato de 4:3 (vertical) 16:9 (mais horizontal) imagem Som Mono ou estéreo (até 2 Dolby Digital (até 6 canais) canais) Impressão em Canhão de elétrons Em bits tela Fonte: SILVA2, 2008 Dados demonstrados na tabela acima, observa-se no tocante ascaracterísticas de imagem, som, interatividade, acessibilidade e cobertura do sinalpossibilita-se dizer que a TV digital, deve ser considerada uma grande evoluçãotecnológica. Ainda nesse sentido, merece destaque os tipos de resolução suportadospela TV digital descritos na tabela nº 2 que segue abaixo: Tabela nº 2 – Tipos de resolução suportados pela TV Digital Sistema Definição Imagem LDTV Baixa Resolução de 240 linhas horizontais, 320 pixels por linha e varredura progressiva. Padrão Resolução de 480 linhas horizontais, 640 SDTV pixels por linha e uma resolução temporal de 60 quadros por segundo em modo intercalado. EDTV Estendida Resolução de 480 linhas horizontais, 720 pixels por linha e varredura em modo progressivo.2 SILVA, George Martins da. TV analógica x TV digital. Disponível em:<http://meuartigo.brasilescola.com/atualidades/tv-analogica-x-tv-digital.htm>. Acesso em: 11 jul. 2011. 17
    • 18 HDTV Alta Resolução de 1.080 linhas horizontais, 1920 pixels por linha em modo intercalado ou 720 linhas horizontais, 1280 pixels por linha com varredura progressiva. Fonte: SILVA3, 2008. Caminhos vêm sendo trilhados com a implantação da Tv Ditigal,precisamente quando se observa a definição que cada sistema proporciona. Osistema televisivo HDTV apresenta uma resolução de tela bem superior comparadaa dos formatos tradicionais. O termo varredura progressiva, citado na tabela n° 2, significa que desenhacada linha da imagem em seqüência, criando uma imagem nítida, completa e semcintilação (flicker), enquanto na varredura intercalada a imagem é formada em duasetapas, primeiro aparecem metade das linhas da imagem espalhadas pela tela,depois em um curto espaço de tempo ocorre outra varredura mostrando as linhasque faltam, assim comprometendo a qualidade da imagem.2.1.1.1 Imagem e som A característica que mais se destaca na TV digital é a qualidade de som eimagem, bem maior do que a qualidade da transmissão analógica. Nas mídias essamaior qualidade aparece com as siglas HD (High Definition) ou HDTV, que indicaque será possível ver mais detalhes na imagem, como nos cinemas. A transmissão de imagem em formato HDTV nem sempre será possível naatual conjuntura, mas em determinados casos será possível transmitir a imagem deTV digital com qualidade ou resolução igual a da TV analógica. Uma das diferençasé que ao contrário da transmissão de TV analógica no qual imagem e som étransmitido de modo contínuo, o que faz com que imagens adquiram contornosborrados, chuviscos, fatasmas, ruídos, distorções, dificuldade para vizualizarcaracteres na tela e ouvir um som pobre, às vezes em formato estéreo, atransmissão digital transforma cada minúsculo elemento da imagem e do som em3 SILVA, George Martins da. TV analógica x TV digital. Disponível em:<http://meuartigo.brasilescola.com/atualidades/tv-analogica-x-tv-digital.htm>. Acesso em: 11 jul. 2011. 18
    • 19número binário e não há interferências, a imagem é perfeita durante todo o percursode transmissão dos dados ou ela não existe. A TV digital e HDTV, não são as mesmas coisas. Todo sinal de TV digitaltem maior qualidade do que o sinal de TV analógico, porém o HDTV é apenas umaparte da TV digital, pois nem todos os programas são transmitidos utilizando o maiorpadrão de qualidade que é o HDTV. A resolução padrão de um televisor nos dias atuais é entre 480 e 525 linhas(padrão 4:3), na televisão digital essa resolução chega a mais que o dobro, para1080 (16:9) linhas com o maior padrão de qualidade o HDTV, com exceção dautilização do recurso de multi-programação, onde é possível assistir mais de umprograma ao mesmo tempo é utilizado a resolução padrão, não há suporte paramulti-programação em resolução HDTV. Através da figura 4 é possível verificar a diferença entre televisão analógicae televisão digital. Figura 4.2 - Televisão analógica Televião digital. Fonte: OLIVEIRA, 2009. A maior qualidade de imagem acompanhada da maior qualidade de audio,onde antes só havia o formato mono (um canal de aúdio) e estéreo (dois canais deaúdio) na TV analógica é possível com a TV digital ter até seis canais de aúdio, somsurround 5.1, porém só será disponibilizado com o uso de HDTV. Observa-se na figura (5), citada abaixo, a diferença de resolução em cadasistema, identificando a que permite um melhor detalhamento. 19
    • 20 Figura 5.2 - Evolução da Imagem. Fonte: http://abandonemicrosoft.net/portal/wp-content/uploads/2007/12/resolucaotvs.jpg Vários estudos foram realizados sobre os temas correlatos com o sistema deTV digital e pode-se alega que no tocante a imagem a qualidade é excelente,independente de ser exibida ou não, em tv de pequeno, médio ou grande porte. Osinal digital pode resistir a uma resolução maior, também assim a imagem continuacom qualidade mesmo quando é transmitida em uma tela de TV maior. Com relaçãoao vídeo este pode ser entrelaçado, ou seja, assim a imagem é mostrada inteirapara cada quadro o oposto de uma linha de pixels sim, outra não. 20
    • 21 Ainda dentro deste contexto, a utilização pelos canais de TV do sistema demultitransmissão, utilizando-se nesse aspecto da tramissão de vários sinais usandoa mesma banda, com a possibilidade das TVs adotarem, em caso de interesse, ainclusão de teor interativo ou dados diversos ao sinal da TV digital. Baseado nessasanálises pode-se afirmar que a TV digital tolera emissoras de alta definição (HDTV).2.1.1.2 Interatividade A TV digital apresenta outro paradigma ao mundo da televisão que é ainteratividade. Agora é possível que os telespectados que desejam interagir com osprogramas exibidos. A interatividade ocorre através de middleware, no caso dotrabalho em questão. O middleware Ginga-NCL, desenvolvido pela PUC-Rio édefinido como padrão para o modelo brasileiro de TV digital (ISDB-TB) éresponsável por gerenciar toda interatividade. Figura 6.2 - Exemplo de Ilustração do Canal de Retorno/Interatividade. Fonte: Site Oficial da TV Digital Brasileira. 2010. A TV digital (ISDB-TB) através do seu middleware permite que otelespectador possa interagir com a TV, podendo escolher a câmera de suapreferência para vizualisar determinado programa televisivo, pode comprar algumobjeto que apareça em uma cena de filme ou novela, pode fazer votações, realizaroperações bancárias, além de outros serviços que irão aparecer de acordo com apopularização da TV digital e aperfeiçoamento de suas ferramentas de 21
    • 22desenvolvimento de software. Nesse caso, podemos exemplificar uma tela deinteratividade utilizando a figura 7, apresentada no texto a seguir: Figura 7.2 - Interatividade em suas mãos. Fonte: Portal BLOG da TV Digital. Pode-se afirmar que existem três tipos de interatividade: interatividade local,interatividade com canal de retorno não-dedicado e interatividade com canal deretorno dedicado. No tipo de interatividade local, o conteúdo é transmitido unilateralmente parao receptor, de uma só vez e são armazenados no receptor. O usuário pode interagirlivremente após o armazenamento dos dados, só haverá um novo armazenamentode dados quando o usuário efetuar uma atualização ou acessar outro serviço. Na interatividade com canal de retorno não-dedicado a interatividade éestabelecida a partir de uma troca de informações por uma rede à parte do sistema.utilizando o ar como meio de recebimiento e retorno por linha telefônica. A interatividade com canal de retorno dedicado é caracterizada pois podeser desenvolvido um meio específico para operar como canal de retorno. Nessecaso o usuário precisa de além de antenas receptoras, também antens 22
    • 23transmissoras e os sistemas, de forma a viabilizar a transportar os sinais até acentral de transmissão.42.1.1.3 Acessibilidade A TV digital provê um maior grau de acessibilidade do que a TV analógica.Alguns modelos de aparelhos receptores ou mesmo conversores podem incorporargravadores que permitem ao usuário armazenar muitas horas de gravação, atelevisão digital permite ao usuário fazer sua própria grade de programaçãotelevisiva, além de também proporcionar maior acessibilidade aos deficientes físicoscomo a possibilidade de se ativar legendas ou língua de sinais aos programas comum simples toque no botão do controle remoto. A tendência é cada vez mais tornar aTV digital mais acessível a todo tipo de pessoas e necessidades de acordo com oamadurecimento das tecnologias e ferramentas.2.2 Ferramentas de desenvolvimento Ginga-NCL para TV digital ISDB-TB As ferramentas para desenvolvimento de aplicativos utilizando o middlewareGinga-NCL, são: • Ginga Live CD; CD bootavel do sistema Linux, contendo Ginga-NCL C++ v. 0.12.3 e interface gráfica amigável, v 1.2; • Ginga-NCL Virtual STB; Máquina virtual Linux para VMWare, contendo Ginga-NCL C++ v. 0.12.3; e • Eclipse – NCL Eclipse Plugin. (IDE desenvolvida em Java, com grande facilidadoldave de desenvolvimento e integração de plugins, com uma extensa lista de plugins e que conta também com o plugin para desenvolvimento de software utilizando a linguagem NCL.2.2.1 Middleware4 Disponível em:< http://wikipedia.org/wiki/Televis%C3%A3o_digital >. Acesso em: 02 jul. 2011. 23
    • 24 Com base no conceito dado pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa-RNP, de que um middleware é o neologismo criado para designar camadas desoftware que não constituem diretamente aplicações, mas que facilitam o uso deambientes ricos em tecnologia da informação. Sendo assim, absorve serviços comoidentificação, autenticação, autorização, diretórios, certificados digitais e outrasferramentas para segurança. O texto a seguir vem reforçar: Aplicações tradicionais implementam vários destes serviços, tratados de forma independente por cada uma delas. As aplicações modernas, no entanto, delegam e centralizam estes serviços na camada de middleware. O middleware serve como elemento que aglutina e dá coerência a um conjunto de aplicações e ambientes.5 No caso da televisão digital, o middleware está localizado entre a rede detransmissão (hardware) e as aplicações. Sua principal finalidade é fornecer umconjunto de ferramentas que possibilite a interoperabilidade entre os sistemas detransmissão de vídeo para os vários tipos de mídias de transmissão. Também épossível executar aplicações, gerenciar os eventos captados, desenhar na tela dotelevisor, controlar todas as fases do ciclo de vida e acessar o fluxo de vídeo, áudioe dados. A arquitetura básica dos elementos do middleware está representada nafigura 8, em seguida a descrição de cada camada. Figura 8.2 - Diagrama de blocos do ISDB. Fonte: ALENCAR, 2007. • Recursos: aborda a camada mais baixa da arquitetura, local onde estão centradas as portas e recursos de hardware; • Middleware: responsável por implementar a camada de API, apresentando assim um modelo abstrato de comandos, eventos, registros, arquivos de dados, recursos de hardware e streams de áudio e vídeo;5 Disponível em:< http://pt.wikipedia.org/wiki/Televis%C3%A3o_digita.>. Acesso em: 11 set. 2011. 24
    • 25 • API: camada de interface de programação de aplicações que provê os serviços associados às aplicações. • Aplicações: camada que permite implementar serviços interativos para TV digital.2.3 Principais padrões de TV digital O presente trabalho se propõe a abordar com ênfase o padrão brasileiro deTV digital (ISDB-TB) e para fins de complementação os três principais padrões deTV digital: DVB/T, ATSC e ISDB-T. Figura 9.2 - Padrões de TV digital. Fonte: http://muitopelocontrario.files.wordpress.com/2010/01/digital_broadcast_standards.png? w=658&h=3342.3.1 DVB-T (Digital Video Broadcast Terrestrial) Segudo a organização DVB6, em 1993, como resultado de uma parceria demais ou menos 300 empresas europeias, criou-se o projeto DVB, porém com opassar do tempo essa aliança resultou num envolvimento mundial. A administraçãodesse consórcio situa-se em Genebra (Suíça) e desenvolve trabalhos visando osinteresses destes membros. O principal objetivo do projeto DVB é especificar uma família de padrõesmundiais para sistemas de televisão digital interativa, incluindo a transmissão dosinal e serviços de dados associados.6 Disponível em: < http://dvb.org/>. Acesso em: 13 nov. 2011. 25
    • 26 Acredita-se que em torno de 120 milhões de receptores DVB estão, agora,em residências localizadas em várias partes do mundo e que além desse padrão seradotado por diferentes países da comunidade européia como em outras regiões, naInglaterra observa-se que adoção do padrão DVB atingiu um patamar consolidado,com um quadro de mais de um milhão de receptores digitais instalados. Na definição do projeto DVB decidiu-se que, para a codificação de fonte dossinais de áudio e vídeo e para a multiplexação de diferentes sinais, o padrão MPEG-2 seria utilizado. A razão para essa decisão foi o fato de que o MPEG-2 prometia setornar uma solução que pudesse ser aceita mundialmente. A complexidade do quefoi documentado é refletida no fato de os receptores decodificadores integrados(IRDs) serem classificados considerando cinco fatores: taxa de quadros de vídeosendo 25 Hz ou 30 Hz, resolução (SDTV ou HDTV), presença de interface digital oulinha básica, codificação de vídeo MPEG-2 ou H.264/AVC e diversos formatos deáudio. O modelo terrestre do DVB apresenta as seguintes características: • Opera nas frequências de 6, 7 ou 8 MHz • Modulação: COFDM; • Taxa de transmissão: entre 5 e 31,7Mbps; • O DVB-T dá suporte a transmissão tanto de alta definição quanto de baixa definição; • Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, Internet; • Compressão: MPEG-2 (aúdio) e MPEG-2 SDTV(vídeo); • Middleware: MHP/MHEG; • Transporte: MPEG-2;2.3.2 ATSC (Advanced Television Systems Committee) A ATSC (Advanced Television Systems Committee) Inc. 7, é uma organização7 Disponível em:< http://www.nhk.or.jp/strl/open99/de-2/shosai-e.html>. Acesso em: 15 out. 2011. 26
    • 27internacional sem fins lucrativos, formada em 1982, que desenvolve padrões paratelevisão digital. Ela é representada por aproximadamente 140 membrosrepresentativos dos vários ramos das indústrias de: equipamentos de transmissão,eletrônicos, cinema, computadores, cabos, satélites e semi-condutores e atuacoordenando padrões televisivos entre diferentes tipos de mídias de comunicação,com foco em TV digital, sistemas interativos e comunicação multimídia O padrão ATSC apresenta as seguintes características: • Opera na frequência de 6 MHz • Modulação: 8-VSB; • Taxa de transmissão de 19,8 Mbps; • Dificudade de recepção por antenas internas. • Não permite recepção por dispositivos móveis. • Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, Internet; • Compressão: Dolby AAC (aúdio) e MPEG-2 HDTV (vídeo); • Middleware: DASE; • Transporte: MPEG-2;2.3.3 ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial). O padrão ISDB-T foi estabelecido em 1999 no Japão pelo grupo DiBEG –Digital Broadcasting Experts Group (DiBEG, 2004), criado em 1997 e composto porvárias empresas e operadoras de televisão do segmento público e privado e maisconhecido como o padrão japonês. É considerado como uma evolução do padrãoDVB-T e vem sendo desenvolvido desde a década de 70 pelo laboratório depesquisa da rede de TV NHK. Revelado como o padrão mais completo e altamente versátil o ISDB-T alémde enviar os sinais da televisão digital, pode ser empregado em diversas atividades,tais como: trasmissão de dados; receptor para recepção parcial em um PDA e emum telefone celular; recepção com a utilização de um computador ou servidordoméstico; acesso aos sites dos programas de televisão; serviços de atualização doreceptor por download; sistema multimídia para fins educacionais, etc. comotambém em serviço de transmissão para plataforma: fixa, móvel ou portátil nomesmo sinal. 27
    • 28 O padrão ISTB apresenta as seguintes características: • Opera na frequência de 6 MHz • Modulação: BST-COFDM; • Taxa de transmissão de 19,8 Mbps;. • Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, Internet; • Compressão: Dolby AAC (aúdio) e MPEG-2 HDTV (vídeo); • Middleware: ARIB; • Transporte: MPEG-2.2.3.4 ISDB-TB O padrão ISDB-TB é o padrão de TV digital desenvolvido no Brasil, baseadono padrão de TV digital japonês. Apresenta diferenças na utilização de tecnologiasdesenvolvidas no Brasil e na exclusão do mecanismo anti-cópia, existente no padrãojaponês.8 A principal diferença do padrão brasileiro para o padrão japonês foi a adoçãodo padrão MPEG-4, conhecido como H.264 para codificação de vídeo, em vez deMPEG-2 adotado no padrão japonês e o HE-AAC v2, em vez do, MPEG-2 AAC dopadrão japonês, para codificação de áudio. A TV digital brasileira praticamente surgiu em 1999, como resultado daparceria da Anatel e do CPqD, pois nesse período teve início o processo deavaliação técnica e econômica para escolha do padrão de transmissão digital a seraplicado no Brasil. Como resultado em 27 de novembro de 2003, ocorreu a criaçãodo Comitê do SBTVD, responsável pelos estudos que definiriam o padrão a seradotado no país. O governo brasileiro escolheu o modelo ISDB-T após desenvolver váriosestudos junto a universidades e emissoras de televisão, que mostraram comoconclusão que o melhor sistema de TV digital para o Brasil seria o modelo emquestão desenvolvido pelo Japão. Assim, em junho de 2006 o governo Informousobre a escolha do ISDB-T como base para o desenvolvimento do SBTVD.8 Disponível em:< http://www.forumsbtvd.org.br/>. Acesso em: 13 out. 2011. 28
    • 29 A escolha do padrão de transmissão ISTB-T pelas empresas detelecomunicação brasileiras foi devido a possibilidade desse módulo em atenderdispositivos portáteis, permitindo que o público assista TV, por exemplo, emcelulares, mini-televisores e outros dispositivos móveis, além da possibilidade emproporcionar alta definição e interatividade para terminais fixos e móveis. Com o aperfeiçoamento técnico desenvolvido, pelo Brasil, no modelo ISDB-T,proporcionou a transmissão de conteúdo de altíssima qualidade para ostelespectadores, possibilitando ao mesmo tempo a recepção móvel e portátil dossinais de TV digital, nos mais diversos tipos de dispositivos, como celulares, mini-televisores, notebooks etc. Tudo isso sem custos para o consumidor, uma vez que oSBTVD é um sistema de televisão digital aberto, livre e gratuito. No DVB-T (DigitalVideo Broadcast Terrestrial), o padrão europeu, por exemplo, a transmissão paradispositivos móveis é tarifada pelas operadoras de telefonia. As características do padrão ISDB-TB são as seguintes: • Opera na frequência de 6 MHz • Modulação: BST-CODFM; • Taxa de transmissão de 19,8 Mbps;. • Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, Internet; • Compressão: MPEG-4 AAC (aúdio) e MPEG-4 H.264 (vídeo); • Middleware: Ginga; • Transporte: MPEG-2. Segundo Site Oficial da TV Digital, o Brasil, Peru, Argentina, Chile,Venezuela, Equador, Costa Rica, Paraguai, Bolívia, Nicarágua e Uruguai jáanunciaram a adoção do padrão brasileiro de televisão digital ISDB-TB. 29
    • 303 TECNOLOGIAS DE MODULAÇÃO, APLICAÇÃO,COMPRESSÃO E MIDDLEWARE UTILIZADAS PELA TVDIGITALEste capítulo apresenta as principais características de software e transmissão econversão de dados em formato digital, para sinais que permitam aos equipamentostelevisivos apresentarem áudio, imagem e interatividade.3.1 Tecnologias de modulaçãoEste capítulo apresenta os modelos de transmissão de sinal adotados pelos padrõesjaponês, americano, europeu e brasileiro, com suas diferenças, prós e contras decada tipo de modulação.3.1.1 OFDM A modulação OFDM é uma técnica de modulação utilizada geralmente porambientes de comunicação que utiliza altas taxas e consiste em dividir os bits emdiversos streams de taxa menor, para em vez de transmitir os bits em único stream,transmiti-los em canais paralelos, que devem ser canais ortogonais para que nãointerfiram uns nos outros. Quando a modulação OFDM é utilizada em conjunto com condificação decanal (técnica de correção de erro), é denominada CODFM e quando é utilizada asigla BST (exemplo: BST-CODFM) para designar alguma mudança no tipo damodulação CODFM, significa que o canal é dividido em 13 segmentos, cadaseguimento pode levar um conteúdo diferente. O sétimo seguimento é utilizado paratransmitir para celulares e equipamentos portáteis, principal diferencial para ospadrões que adotam este tipo de modulação. Na modulação OFDM, inicialmente é feita a inserção de um código corretorde erros e embaralhamento, de maneira que bits de um mesmo byte sejam todosmisturados, para em seguida efetuar o entrelaçamento, ou seja, a reorganização dosbits, fazendo com que os bits subsequentes passem a ser separados no tempo.Esse processo permite evitar erros do tipo rajada (burst) e permite a recuperação dosinal original do receptor de maneira mais fácil, pois ao fim deste processamento os 30
    • 31erros passam a atingir bits pertencentes a diversos bytes diferentes, distantes dainformação original e não a bits subsequentes.3.1.2 8-VSB Procurando robustez e aperfeiçoamento do sinal de televisão, através deinserção de códigos de correção de erros, com finalidade de evitar a presença deruídos no sinal, foi criada a modulação 8-VSB, onde o fluxo de bits passa por váriosestágios até apresentar características adequadas a ser transmitido. A primeira fase da modulação 8-VSB é o embaralhamento espectral dosdados. Nessa fase a informação se encontra fora de ordem e se utiliza o códigoRedd Solomon, como um sistema de correção de erros e que insere bytes deparidade com finalidade de formação de segmentos. Para aumentar a robustez dosinal, é inserido mais um código de correção de erros, o código treliça. A partir destemomento as últimas adaptações para que se possa irradiá-los através do meio, é amodulação de sinal na frequência correta para a propagação do sinal televisivo e aamplificação do mesmo em um estágio de potência. Segundo Ana Luiza Rodrigues e Regina Gomes 9 as vantagens damodulação CODFM em relação a modulação 8-VSB, são as seguintes: 1) Apresenta melhor desempenho em situações de multipercurso intenso verificadas em áreas densamente povoadas; 2) Permite implementação do modelo de transmissão em alta definição com adequada robustez. 3) Possibilita a recepção em áreas não atendidas por nenhum sistema, mediante o emprego de frenquência única. 4) Apresenta melhor desempenho em situações em que o ambiente de propagação é variável no tempo, possibilitando recepção móvel. 5) Possibilita grande versatilidade, pois um grande número de parâmetros pode ser levado em consideração. 6) Economia espectral.9RODRIGUES, Ana Luiza; GOMES, Regina Missias. Modulação COFDM – uma proposta atrativapara os padrões de TV Digital. Disponível em:<http://www.revdigonline.com/artigos_download/art_16.p>. Acesso em: 02 nov. 2011. 31
    • 32 Ana Rodrigues e Regina Gomes, salienta ainda as desvantagens damodulação CODFM em relação a modulação 8-VSB,: 1) Baixa tolerância a ruído impulsivo. 2) O aumento da banda de guarda entre sub-portadoras implica no aumento direto da banda a ser transmitida. No caso da redução da banda de guarda implica em interferência co-canal. 3) Deve haver uma relação entre a potência de pico e a potência média relativamente grande, o que afeta diretamente a eficiência do modulo amplificador de RF.3.2 Tecnologias de aplicaçãoEste capítulo lista os tipos de aplicativos que podem ser utilizados através da TVdigital. • EPG (Eletronic Programming Guide) - Interface gráfica que permite a navegação pelas possibilidades de programação encontrada na TV digital. • t-GOV- Permite a interação do governo com cidadão, empresas e outros governos através da televisão. • t-COM - Permite ao telespectador comprar, vender ou contratar serviços através da televisão. • Internet - Permite ao telespectador interagir com sistemas web.3.3 Tecnologias de compressãoEste capítulo apresenta os formatos de compressão de áudio e vídeo utilizado pelospadrões de TV digital brasileiro, japonês, americano e europeu e a diferença entreos modelos de MPEG-2 e MPEG-4.3.3.1 Padronizações MPEG 2 32
    • 33 Os tipos de padronizações MPEG 2 conhecidas são: MPEG-2 (aúdio),MPEG-2 SDTV (vídeo padrão), MPEG-2 HDTV (vídeo de alta resolução) O MPEG-2 foi lançado em 1994, como uma evolução do MPEG-1, sendoposteriormente a tecnologia adotada pelo padrão japonês, americano e europeu deTV digital para codificação de áudio e vídeo de alta qualidade e resolução, tambémoferece suporte a varredura progressiva e varredura intercalada. O sinal da TVdigital dos padrões citados é codificado utilizando a tecnologia MPEG-2 e quando osinal alcança o destino é decodificado pelo set-top box. O MPEG-2 é constituído por 10 partes, no qual se destacam as seguintespartes: ISO/IEC 13818-1 Systems, ISO/IEC 13818-2 Video coding, ISO/IEC 13818-3Audio coding e ISO/IEC 13818-6 Data broadcast e DSM-CC.3.3.2 Padronizações MPEG 4 Os tipos de padronizações MPEG 4 conhecidas são: MPEG-4 H.264 (vídeo). O MPEG-4 é um padrão de compressão de áudio e vídeo, introduzido no anode 1998 e que também foi adotado pelo padrão brasileiro de TV digital. O padrão brasileiro para compressão é o H.264/MPEG-4 para todos ossinais, que é mais eficiente que o MPEG-2, ou seja, é possível trafegar a mesmaquantidade de vídeo em uma taxa de dados menor (TV Globo Digital, 2008). Vale salientar ainda que o esquema de codificação AAC foi projetado parase obter uma alta qualidade de áudio, capaz de incluir 48 canais em um único fluxode dados, até 16 canais de efeitos de baixa frequência, diálogos “casados” e fluxode dados. A codificação MPEG-4 se caracteriza pela capacidade de descrever cenasna forma de objetos, mas compartilha das mesmas compressões de imagem que oMPEG-2. O que difere estes dois tipos de compressão são as formas dosmacroblocos, enquanto o MPEG-2 tem macrobloco quadrado, os macroblocos doMPEG-4 possui outras formas geométricas e a capacidade do MPEG-4 deincorpoção de metadados do arquivo, responsáveis pelo transporte de informaçõesrelacionadas ao arquivo.3.3.2.1 Padronização Dolby AAC 33
    • 34 A tecnologia Dolby AAC foi adotada pelo padrão ATSC e trata-se de umpadrão de compressão proprietário criado pela empresa Dolby Laboratories. O DolbyAAC permite até 5 canais principais e um canal subwoofer que podem sercomprimidos em um único fluxo de dados.3.4 Tecnologias de middleware O MHP é o middleware do padrão europeu TV digital (DVB). Estemiddleware suporta dois tipos de aplicações: DVB-HTML e DVB-J. A principaldiferença entre os tipos de aplicações citados é que a aplicação DVB-HTML é umaaplicação apresentada através de conteúdo hipermídia, enquanto a aplicação DVB-Jé apresentada através de conteúdo compilado na linguagem Java e oferece funçõesde alto nível, estrutura de dados e protocolos que provê uma interface padrão paradesenvolvimento de software. O middleware MHP é formado pela combinação de suporte à broadcast e àinternet, dividido por perfis. Existem três perfis: Enhanced, Interactive e o InternetAccess. No perfil Enhanced, não há suporte a canal de retorno e conexão IP,executando as aplicações via broadcast. No perfil Interactive, há possibilidade deinteratividade, pois este perfil suporta um canal de retorno e conexão IP. O perfilInternet Access, provê suporte para aplicações em Java e web.3.4.1 DASE O DASE é o middleware do padrão americano de TV digital (ATSC) e quepermite a execução de serviços interativos por qualquer receptor. O conteúdo deuma aplicação no middleware DASE pode ser de natureza declarativa ou procedural. As aplicações declarativas buscam apresentar os dados de forma estática,utilizando tecnologias que basicamente fazem uso de conceitos de desenvolvimentode software para web, como XHTML, CSS, DOM, fluxo de áudio e vídeo. Enquantoos aplicativos procedurais, são desenvolvidos utilizando a linguagem de 34
    • 35programação Java e permite processar tarefas mais complexas e de formadinâmica.3.4.2 ARIB O ARIB é o middleware adotado pelo padrão japonês (ISTB) e utiliza paratransmissão um TS (Transport Stream), através de um broadcasting de rádio, paratransportar áudio, vídeo e serviços de dados, que são multiplexados antes de seremenviados pelo sinal. Para permitir a interatividade das comunicações sãodisponibilizados canais interativos na rede, o ARIB também permite adiciona EPG(Eletronic Program Guide), índices e funções de gravação automática, como formade facilitar a interação do usuário. Aplicações em tempo real que necessitam de sincronização nadecodificação e reprodução, fazem uso do sistema de transmissão de dados queutiliza o armazenamento dos pacotes como um fluxo de pacotes no PES(PacketizedElementary Stream).3.4.3 GINGA O middleware GINGA foi desenvolvido pelo laboratório TeleMídia dodepartamento de informática da PUC – Rio em parceria com o laboratório LAVID daUniversidade Federal da Paraíba, cada um desses laboratórios ficou com aresponsabilidade de desenvolvimento das versões Ginga-NCL e Ginga-J,respectivamente. O Ginga-NCL é uma infraestrutura de apresentação para aplicaçõesdeclarativas escritas na linguagem NCL (Nested Context Language), no qual estáfocado o presente trabalho, que é uma linguagem de marcação assim como o BML(padrão japonês) e o DVB-HTML (padrão europeu) com sintaxe semelhante a XML eque permite facilidades de interatividade e sincronismo de espaço e tempo entremídias, ou como também é denominado, objetos de mídia, através da criação dedocumentos hipermídia. O Ginga-NCL também permite como linguagem de script alinguagem Lua, também desenvolvida pela PUC-Rio. 35
    • 36 O Ginga-J é uma infraestrutura de apresentação para aplicaçõesprocedurais (Java Xlet), através desta versão do Ginga é possível prover umainteração com o usuário de maior complexidade nas aplicações, de formasemelhante aos DVB-J e compatível com o padrão ARIB B23 japonês, no qual ébaseado a tecnologia de TV digital do Brasil. O Ginga desde seu projeto inicial buscou a interação entre aplicativosdeclarativos e procedurais, o middleware Ginga também o permite, pois em suaarquitetura existe o módulo Commom Core que é a camada de software que dásuporte aos módulos do Ginga-J e Ginga-NCL, através de codec e procedimentospara obter dados do MPEG-TS ou do canal de retorno que possibilite ainteratividade. Figura 10.3 - Sistema operacional Fonte: http://www.gingadf.com/blogGinga/?p=13 O susbistema lógico do Ginga é composto por vários módulos, porém o maisimportante é o formatter, pois esse é o responsável por receber um documento NCLe controlar a sua apresentação, garantindo o correto funcionamento dosrelacionamentos entre as mídias. Os objetos, seus relacionamentos e especificações de espaço-tempo sãodeclarados em um documento NCL, este documento é executado pelo formatadorNCL. Os tipos de objetos suportados dependem diretamente do NCL playerembutido no formatador NCL. Outro módulo a se destacar no Ginga-NCL é o módulo da linguagem descript Lua, que é uma linguagem de programação projetada para extenderaplicações, seus scripts são acoplados em programas maiores que precisam ler eexecutar programas escritos pelos usuários. 36
    • 374 COMPONENTES DA TV DIGITAL INTERATIVA Os componentes da TV digital interativa, segundo Montez e Becker, são: 1- Um difusor, responsável por prover o conteúdo a ser transmitido e suportar as interações com os telespectados. 2- Um receptor, responsável por receber, apresentar o conteúdo e possibilitar ao telespectador interagir com o difusor; 3- Um meio de difusão, composto por canal de difusão e canal de retorno (canal de interatividade), que habilita a comunicação entre difusor e receptor. (MONTEZ ; BECKER, 2004, p. 27). Figura 11.4 - Modelo de um sistema de televisão digital interativa Fonte: MONTEZ; BECKER, 2004, p. 27.4.1 Difusão Montez e Becker, afirmam que difusão é o envio do conteúdo (áudio, vídeoou dados) de um ponto provedor do serviço de difusão (responsável pelogerenciamento de diversos canais televisivos) para outros pontos, os receptores,onde se encontram a recepção digital e os telespectados. Os meios de difusão mais 37
    • 38comuns são via satélite, cabo e difusão terrestre (radiodifusão). (MONTEZ;BECKER, 2004, p. 28). A difusão via cabo tem como vantagem uma boa largura de banda para ocanal de difusão e para o canal de retorno e permite ao provedor deter e controlar oseu meio de difusão, como desvantagem a transmissão nesse meio de difusão sóatinge as residências que estão ligadas fisicamente. Difusão por satélite permite um alcance maior do sinal, facilitando a suarecepção em lugares remotos, com pouco custo, já que não há necessidade deligação física. Como desvantagem a difusão via satélite apresenta dificuldade emestabelecer um canal de retorno, entre o provedor e o telespectador, problema esseque geralmente é solucionado com a utilização de linhas telefônicas como canal deretorno. Na difusão terrestre é que esse meio já é utilizado nas televisõesconvencionais, assim em teoria se torna mais simples a migração detelespectadores da TV convencional para a TV digital. Como desvantagem a difusãoterrestre possui o mesmo problema de estabelecimento de canal de retorno, assimcomo a difusão via satélite, o menor número de canais televisivos e serviçosinterativos devido a menor faixa de banda, em relação a difusão por cabo e satélite. Além da difusão de áudio e vídeo, também existe a difusão de dados. Comoexemplo, tem legendas, guia de programação de canais, dados para T-GOV, T-COM, T-MAIL, etc e para processamento desses dados a TV digital executaaplicativos que geralmente são escritos em Java, apesar de existir outras linguagenspara se efetuar esse processamento, como a linguagem Lua. A geração de conteúdo televisivo se dá de duas maneiras: transmissão aovivo ou a gravação para depois edição e difusão do conteúdo. Nas duas formas degeração de conteúdo, os sinais de áudio e vídeo precisam ser codificados por umencoder (codificador) e encapsulados em pacotes de transporte MPEG2-TS por ummultiplexador para então serem difundidos. Ao final da multiplexação, cabe ao modulador transformar o sinal digital emsinal analógico para que seja possível a difusão do sinal por meios convencionais. Omodulador gera um sinal analógico de baixa frequência que precisa ser convertidopara um sinal de maior frequência, através de um equipamento denominadoUpConverter, para poder ser difundido pelos meios convencionais. 38