ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ (ΤΕΙ) ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΑΣΤΟΡΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ (ΤΕΙ) ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΑΣΤΟΡΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ανάπτυξη διαδραστικής εφαρμογής για κινητές συσκευές για την περιήγηση/ξενάγηση σε μουσεία, βιβλιοθήκες και εκθεσιακούς χώρους. Η περίπτωση των εγκαταστάσεων του ΤΕΙ υτικής Μακεδονίας (Παράρτημα Καστοριάς) ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ του ΜΗΝΟΓΛΟΥ ΣΤΥΛΙΑΝΟΥ (ΑΕΜ: 368) Επιβλέπων : Σπυρίδων Νικολάου Καθηγητής Εφαρμογών Καστοριά Μάϊος 2012

2 Η παρούσα σελίδα σκοπίμως παραμένει λευκή ii

3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ (ΤΕΙ) ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΑΣΤΟΡΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ανάπτυξη διαδραστικής εφαρμογής για κινητές συσκευές για την περιήγηση/ξενάγηση σε μουσεία, βιβλιοθήκες και εκθεσιακούς χώρους. Η περίπτωση των εγκαταστάσεων του ΤΕΙ υτικής Μακεδονίας (Παράρτημα Καστοριάς) ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ του ΜΗΝΟΓΛΟΥ ΣΤΥΛΙΑΝΟΥ (ΑΕΜ: 368) Επιβλέπων : Σπυρίδων Νικολάου Καθηγητής Εφαρμογών Εγκρίθηκε από την τριμελή εξεταστική επιτροπή την 25 η Μαΐου 2012 Μιχάλας Άγγελος Επίκουρος Καθηγητής Νικολάου Σπυρίδων Καθηγητής Εφαρμογών Αμανατίδης ημήτριος Επιστημονικός Συνεργάτης Καστοριά Μάϊος 2012 iii

4 Copyright 2012 Μήνογλου Στυλιανός Απαγορεύεται η αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας εργασίας, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για εμπορικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσης, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα Οι απόψεις και τα συμπεράσματα που περιέχονται σε αυτό το έγγραφο εκφράζουν αποκλειστικά τον συγγραφέα και δεν αντιπροσωπεύουν τις επίσημες θέσεις του ΤΕΙ υτικής Μακεδονίας. iv

5 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον καθηγητή κύριο Νικολάου Σπυρίδων, για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε αναθέτοντας μου την παρούσα πτυχιακή εργασία, καθώς και για την καθοδήγηση και την πολύτιμη βοήθεια του καθ όλη τη διάρκεια της εκπόνησής της. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένειά μου, η οποία με τη συνεχή στήριξη της με βοήθησε στην ολοκλήρωση της εργασίας μου. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα την Μπίλη Ζωή για την πολύτιμη βοήθεια και καθοδήγησή της σε όλη τη διάρκεια της πτυχιακής εργασίας.

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως κύριο στόχο την ανάπτυξη και το σχεδιασμό ενός λογισμικού smartphone για το λειτουργικό σύστημα Android της Google με σκοπό την ανάπτυξη των δυνατοτήτων αυτής της ραγδαία αναπτυσσόμενης τεχνολογίας. Η εφαρμογή επιτρέπει στον κάτοχο smartphone με λειτουργικό σύστημα Android την πλοήγησή του στο χώρο του ΤΕΙ υτικής Μακεδονίας Παράρτημα Καστοριάς, καθώς επίσης και την αναζήτηση κάποιου συγκεκριμένου χώρου ή αίθουσας διδασκαλίας στο χώρο του ΤΕΙ. Επιπρόσθετα, του παρέχει και την δυνατότητα να αποθηκεύσει και κάποιες υποσημειώσεις που επιθυμεί κατά τη διάρκεια χρήσης της εφαρμογής. Για την επίτευξη του στόχου χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Eclipse, το οποίο είναι ένα πρόγραμμα ανοιχτού κώδικα που σε συνεργασία με τα δωρεάν εργαλεία ανάπτυξης Android λογισμικού που προσφέρει η Google (Android Development Tools) αποτελεί ένα πολύ ισχυρό εργαλείο ανάπτυξης εφαρμογών Android. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙ ΙΑ: Android, Eclipse, Java, smartphone, SQL, xml ABSTRACT This thesis is aiming at the development and design of software for smartphone operating system Android of Google to develop the potential of this rapidly growing technology. The application allows the holder of the smartphone with Android operating system to navigate in the area of the TEI of Western Macedonia - Kastoria Annex, and to search for a specific space or classroom in the TEI. Additionally, it provides the ability to save some notes while using the application. To achieve this goal, we used the software Eclipse, which is an open source program and in cooperation with the free Android software development tools offered by Google (Android Development Tools) is a very powerful Android development tool. KEYWORDS: Android, Eclipse, Java, smartphone, SQL, xml ii

7 ΠΕΡΙΕΧOΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... ii ABSTRACT... ii ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Πολυμέσα Κατηγοριοποιήσεις των Πολυμέσων ιάδραση & Οι φάσεις της ιαδραστικότητα & ιαδραστικά Πολυμέσα ιαδραστικά στοιχεία Είδη ιάδρασης ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΙΑ ΡΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ SMARTPHONE ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: JAVA ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ...17 ANDROID ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Η ΓΛΩΣΣΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ JAVA Η Αρχιτεκτονική της JAVA Εγκατάσταση και Έλεγχος έκδοσης της JAVA ΤΟ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ECLIPSE IDE Παραμετροποίηση και εγκατάσταση του ECLIPSE ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ANDROID ΣΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ECLIPSE Προγραμματιστικά εργαλεία ΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ANDROID ραστηριότητες (Activities) Υπηρεσίες (Services) Πάροχοι περιεχομένων (Content Providers) Καθολικοί παραλήπτες μηνυμάτων (Broadcast Receivers) ΙΕΠΑΦΗ ΧΡΗΣΤΗ (USER INTERFACE) Layout iii

8 2.5.2 Μενού Dialogs Ειδοποιήσεις APPLICATION RESOURCES ΚΑΙ ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ Προσανατολισμός Μέγεθος Οθόνης Γλώσσα ANDROID MANIFEST ΒΑΣΕΙΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ Πρότυπα Βάσεων εδομένων Βασικές έννοιες στις Βάσεις εδομένων Η χρησιμότητα των βάσεων δεδομένων Το πρωτεύον κλειδί Ευρετήρια Εφαρμογές κατασκευής βάσεων δεδομένων Οι προτάσεις SQL (Structured Query Language) SQL Database Browser ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΙΑ ΡΑΣΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΧΕ ΙΑΣΗ Business Scenario Model (Μοντέλο Επιχειρησιακών Σεναρίων) ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Layout Γενικά στοιχεία layout Use Case Descriptions (Περιγραφές χρήσης) Use Case Diagrams ( ιαγράμματα χρήσης) Domain Model Class Diagram ( ιάγραμμα Κλάσης Πεδίου) Domain Model Class Definitions (Ορισμοί Κλάσεων Μοντέλου Πεδίου) Sequencing Diagrams (Ακολουθιακά ιαγράμματα) ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΑΝΟΜΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...79 iv

9 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...81 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α...83 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ B v

10 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1: ιάγραμμα χρήσης λειτουργικών συστημάτων...13 Εικόνα 2: Το λογότυπο της Java...17 Εικόνα 3: Τα βασικά δομικά στοιχεία της Java...18 Εικόνα 4: Οι βασικές εκδόσεις της Java...18 Εικόνα 5: Το σύστημα δήλωσης εκδόσεων του JRE...19 Εικόνα 6: H δομή των βασικών πακέτων εγκατάστασης της Java...19 Εικόνα 7: Τα πιο γνωστά ολοκληρωμένα περιβάλλοντα...20 Εικόνα 8: ήλωση του χώρου εργασίας του Εclipse...22 Εικόνα 9: Οθόνη υποδοχής του Eclipse...22 Εικόνα 10: Το λογότυπο του Eclipse...23 Εικόνα 11: Η διανομή στις 1 Μαΐου 2012 των εκδόσεων του Android...23 Εικόνα 12: Το περιβάλλον ανάπτυξης λογισμικού Eclipse (IDE)...24 Εικόνα 13: Κύκλος ζωής μιας activity και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται...27 Εικόνα 14: Παράδειγμα κατασκευής ενός LinearLayout...32 Εικόνα 15: Περιβάλλον SQLite Database Browser...47 Εικόνα 16: ιάγραμμα Αρχιτεκτονικής Android...49 Εικόνα 17: Εργαλείο Debug του Eclipse...73 Εικόνα 18: Εργαλείο LogCat του Eclipse...74 Εικόνα 19: Πρώτη οθόνη εξαγωγής του προγράμματος...75 Εικόνα 20: εύτερη οθόνη εξαγωγής προγράμματος...75 Εικόνα 21: Τρίτη οθόνη εξαγωγής προγράμματος...76 Εικόνα 22: Τέταρτη οθόνη εξαγωγής προγράμματος...77 Εικόνα 23: Πέμπτη οθόνη εξαγωγής προγράμματος...77 vi

11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στη σημερινή εποχή το διαδίκτυο έχει δημιουργήσει εξαιρετικές ευκαιρίες ανάπτυξης λογισμικού, ενώ παράλληλα η άνθηση των δικτύων και των φορητών Η/Υ, έχει ανοίξει μεγάλους ορίζοντες εφαρμογής νέων προγραμματιστικών τεχνολογιών. Σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του λογισμικού έπαιξε η κοινότητα του ανοιχτού λογισμικού η οποία έδωσε ελεύθερα, προγράμματα υψηλής ποιότητας σε όλο το φάσμα των προγραμματιστικών αναγκών, από λειτουργικά συστήματα μέχρι προγράμματα για κινητά τηλέφωνα και PDA. Σήμερα, ο καθένας μπορεί να χρησιμοποιήσει τεχνολογίες ανάπτυξης λογισμικού για προσωπική ή επαγγελματική χρήση, χωρίς να απαιτούνται επαγγελματικές γνώσεις προγραμματισμού. Η εργασία οργανώθηκε σε τρία κεφάλαια όπως αυτά παρουσιάζονται ευθύς παρακάτω. Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται βασικές έννοιες όπως αυτές των πολυμέσων, της διάδρασης και των φάσεών της κ.α. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρατίθενται τα εργαλεία ανάπτυξης Android εφαρμογών. Εξηγούνται τα προγραμματιστικά εργαλεία που χρειάζονται και αναλύονται τα βασικά βήματα που απαιτούνται για την ανάπτυξη της εφαρμογής. Επίσης, γίνεται αναφορά στην αντικειμενοστραφή γλώσσα προγραμματισμού Java, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη της εφαρμογής και στο ολοκληρωμένο περιβάλλον ανάπτυξης λογισμικού Eclipse IDE. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πρακτικό μέρος της εργασίας. Αρχικά γίνεται ανάλυση των απαιτήσεων της εφαρμογής που θέλουμε να δημιουργήσουμε. Στη συνέχεια γίνεται η σχεδίαση και τέλος περνάμε στη φάση της υλοποίησης και στη συνέχεια στη φάση ελέγχου της εφαρμογής. Τέλος περιγράφονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας, οι προτάσεις μελλοντικής επέκτασης και βελτίωσης της εφαρμογής καθώς και παραρτήματα στα οποία δίνεται αναλυτικά ο κώδικας της εφαρμογής που αναπτύχθηκε. 1

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1.1 ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Η εργασία αυτή αποτελεί μια εφαρμοσμένη έρευνα της οποίας το αντικείμενο είναι η ανάπτυξη διαδραστικού λογισμικού για την περιήγηση του χρήστη στο χώρο του ΤΕΙ υτικής Μακεδονίας- Παράρτημα Καστοριάς. Η εφαρμογή αποσκοπεί στην εύκολη περιήγηση του χρήστη καθώς επίσης και στην εύκολη αναζήτηση συγκεκριμένων χώρων ή αιθουσών διδασκαλίας στο χώρο του ΤΕΙ. 1.2 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Πολυμέσα Ο όρος πολυμέσα δηλώνει πρώτα απ όλα τη χρήση πολλών μέσων για την παρουσίαση πληροφορίας. Ένα σύστημα πολυμέσων είναι ένα σύστημα όπου η πληροφορία μπορεί να εμφανίζεται με ποικίλους τρόπους αναπαράστασης. ηλαδή ποικίλες μορφές κωδικοποίησης. Κείμενο και εικόνα (ακίνητη ή κινούμενη), ήχος και γραφικά, σχεδιοκίνηση (animation) και video μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα στον πληροφοριακό χώρο του πολυμέσου. Με τον όρο πολυμέσα αναφερόμαστε συλλογικά σε όλες εκείνες τις τεχνολογίες και τεχνικές που προσφέρουν σε ψηφιακό περιβάλλον δυνατότητες ψηφιοποίησης, επεξεργασίας, οργάνωσης και παρουσίασης πληροφοριών με πολλαπλές μορφές κωδικοποίησης. Το γεγονός αυτό αντιδιαστέλλει αποτελεσματικά τον πλούσιο αισθητηριακά κόσμο των ψηφιακών πολυμέσων ως προς τα διάφορα άλλα περιβάλλοντα ηλεκτρονικών υπολογιστών όπου η επικοινωνία ανθρώπου και μηχανής στερείται των πολλαπλών πηγών ερεθισμάτων που προσφέρουν τα πολυμέσα. Τα πολυμέσα αποτελούν τα τελευταία χρόνια φυσιολογική εξέλιξη και κατάκτηση της ψηφιακής τεχνολογίας που διευρύνει συνεχώς το εύρος των εφαρμογών, υλοποιήσεων και δυνατοτήτων που μπορεί να προσφέρει όχι πλέον μόνο στο περιορισμένο κοινό των ειδικευμένων χρηστών αλλά και στο ευρύτερο καταναλωτικό κοινό. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας των πολυμέσων και 2

13 οι εφαρμογές που αυτή προσφέρει (τόσο στον μεμονωμένο υπολογιστή όσο και στο ιαδίκτυο) έχει οδηγήσει στην δημιουργία μιας συνεχώς αναπτυσσόμενης αγοράς η οποία δημιουργεί καταναλωτές ακόμη και στο τμήμα εκείνο του κοινού που αδιαφορεί για τις γενικότερες χρήσεις του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Πρόκειται για τεχνολογία αιχμής στον χώρο της πληροφορικής και το γεγονός ότι προσφέρει υπηρεσίες εκπαίδευσης, ενημέρωσης, επικοινωνίας και ψυχαγωγίας την καθιστά από τις τεχνολογίες εκείνες που διαμορφώνουν την μορφή των πραγμάτων στο χώρο της ψηφιακής τεχνολογίας. Τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά της σύγχρονης τεχνολογίας των πολυμέσων είναι: Η ψηφιακή (digital) φύση της πληροφορίας, Η δυνατότητα της διάδρασης (interaction), Η συμπίεση (compression) την οποία υφίστανται οι ποικίλες μορφές πολυμέσων Κατηγοριοποιήσεις των Πολυμέσων Σύνθεση και σύλληψη Ανάλογα με τον τρόπο που δημιουργείται η πληροφορία μπορούμε να διακρίνουμε μεταξύ μέσων που προέρχονται από σύνθεση (synthesized media) και εκείνων που προέρχονται από σύλληψη (captured media). Στην πρώτη περίπτωση η πληροφορία δημιουργείται στον υπολογιστή με την χρήση κατάλληλων εργαλείων λογισμικού, για παράδειγμα μια εικόνα που σχεδιάστηκε εξ αρχής με κάποιο πρόγραμμα είναι μέσο που προέρχεται από σύνθεση. Αντίστροφα ότι συλλαμβάνεται απευθείας από τον πραγματικό κόσμο με τη διαδικασία της δειγματοληψίας όπως μια εικόνα που εισάγεται με σαρωτή και προγράμματος οπτικής αναγνώρισης (OCR) πρέπει να θεωρηθεί ως συλληφθέν. ιακριτά & Συνεχή Μέσα ιακριτό (discrete) χαρακτηρίζεται ένα μέσο όταν δεν εξελίσσεται στο χρόνο αλλά εμφανίζει μόνον χωρική διάσταση. Αν υπάρχει και χρονική συνιστώσα το μέσο χαρακτηρίζεται ως συνεχές (continuous). Για παράδειγμα η εικόνα και το κείμενο είναι διακριτά μέσα ενώ η σχεδιοκίνηση (animation), το 3

14 video και ο ήχος συνεχή. Τα συνεχή μέσα χαρακτηρίζονται πολλές φορές και δυναμικά τονίζοντας ακριβώς την εξέλιξή τους στο χρόνο. Τοπικές (off-line) και ικτυακές (on-line) εφαρμογές Πολυμέσων Μια εφαρμογή πολυμέσων μπορεί να χαρακτηρίζεται τοπική (off-line ή stand alone) εννοώντας ότι για την παρουσίασή της δεν απαιτείται κάποιου είδους δικτυακή σύνδεση αφού όλη η πληροφορία βρίσκεται ήδη στον υπολογιστή, για παράδειγμα μια εφαρμογή πολυμέσων σε δίσκο CD-ROM. Αντίθετα υπάρχουν εφαρμογές που απαιτούν σύνδεση σε δίκτυο (ή στο ιαδίκτυο) ώστε να επικοινωνούν με άλλους υπολογιστές απ όπου μεταφέρουν πληροφορίες. Αυτές χαρακτηρίζονται ως δικτυακές (on line) και εξυπηρετούν ανάγκες όπως επικοινωνία (τηλεδιάσκεψη, voice chat), ενημέρωση (ειδικά για πληροφορίες που αλλάζουν σχετικά γρήγορα), συνεργατικότητα ( ταυτόχρονη χρήση μιας εφαρμογής από πολλούς χρήστες). Οι offline εφαρμογές πολυμέσων κυριάρχησαν την δεκαετία του 90 λόγω της ευκολίας διαμοίρασής τους μέσω ψηφιακού οπτικού δίσκου (CD-ROM). Σήμερα, λόγω της ραγδαίας εξέλιξης της τεχνολογίας του ιαδικτύου και της επανάστασης της πληροφορίας, το κέντρο βάρους μετατοπίστηκε στις on-line εφαρμογές και υπηρεσίες ιάδραση & Οι φάσεις της Η τεχνολογία πολυμέσων δεν θα παρουσίαζε το ενδιαφέρον που έχει σήμερα εάν δεν παρείχε τη δυνατότητα διάδρασης με το χρήστη. Ο όρος διάδραση (interaction), αναφέρεται στην αμοιβαία δράση μεταξύ δύο παραγόντων, την αλληλεπίδραση τους στα πλαίσια της επίτευξης ενός στόχου. Χαρακτηρίζει τη δυνατότητα που δίνει η τεχνολογία στο χρήστη να ελέγχει με δυναμικό τρόπο την πορεία παρουσίασης της πληροφορίας από το σύστημα, δηλαδή να ανακατευθύνει την πορεία αυτή τη στιγμή που εξελίσσεται, με βάση τις αποκρίσεις του συστήματος και τους δικούς του στόχους. Κάθε διαδραστικό σύστημα υλοποιεί μηχανισμούς επικοινωνίας με το χρήστη μέσω του οποίου αυτός μεταφέρει εντολές προς και δέχεται αποκρίσεις από το σύστημα. Ο επικοινωνιακός αυτός μηχανισμός είναι ο ομφάλιος λώρος που συνδέει τον άνθρωπο χρήστη και το σύστημα μηχανή στην προσπάθεια του χρήστη για την επίτευξη των στόχων του, είτε πρόκειται για ενημέρωση, είτε για ψυχαγωγία, είτε για μάθηση. 4

15 Η διάδραση, επομένως, είναι μια σχέση ανάμεσα σε δύο τουλάχιστον οντότητες κατά την οποία μεταφέρεται πληροφορία από την μία οντότητα στην άλλη σχετικά με την κατάσταση στην οποία βρίσκονται οι οντότητες. Η ροή αυτή της πληροφορίας επιτρέπει στις οντότητες να δημιουργούν ένα κοινό σύστημα που περνά από κατάσταση σε κατάσταση εξελισσόμενο προς την επίτευξη ενός στόχου. Αναλύοντας τη δομή μιας διάδρασης εντοπίζει κανείς τρία βασικά στάδια: α) Αρχικό ερέθισμα ή κατάσταση εκκίνησης Είναι μία αρχική κατάσταση που λειτουργεί για τη μία οντότητα ως ερέθισμα για δράση. Για παράδειγμα μια ερώτηση στην οθόνη του υπολογιστή είναι ένα αρχικό ερέθισμα και εκκινεί μια διάδραση ανάμεσα στη μηχανή και τον χρήστη καθώς ο χρήστης καλείται να αποκριθεί στο ερέθισμα αυτό. β) Απόκριση (Response) Είναι το είδος της δράσης μέσω του οποίου η οντότητα που αποκρίνεται μπορεί να μεταφέρει πληροφορία στην πρώτη. Μπορεί να προσφέρονται περισσότεροι από ένας τρόποι απόκρισης σε μια διάδραση. Στην φάση της απόκρισης διακρίνονται δύο επίπεδα: Το φυσικό επίπεδο που αναφέρεται στη φυσική ενέργεια που θα κάνει η οντότητα για να δώσει απόκριση, για παράδειγμα όταν ο χρήστης πατά ένα πλήκτρο στην οθόνη η απόκριση είναι τύπου push button Το γνωστικό επίπεδο που αναφέρεται στο είδος της γνωστικής διαδικασίας στην οποία εμπλέκεται η οντότητα για να δώσει απόκριση, όπως για παράδειγμα σε μια ερώτηση πολλαπλών επιλογών στην οθόνη του υπολογιστή όπου δίνεται η δυνατότητα στον χρήστη να επιλέξει μία από τις τέσσερις προσφερόμενες αποκρίσεις, η απόκριση στο γνωστικό επίπεδο είναι τύπου «αναγνώριση σωστού μεταξύ τεσσάρων» (ενώ στο φυσικό επίπεδο μπορεί να είναι τύπου push button ) γ) Ανάδραση (Feedback) Είναι η πληροφορία που μεταφέρει μια οντότητα σ αυτήν που επέλεξε έναν τρόπο απόκρισης στο αρχικό ερέθισμα. Η ανάδραση μπορεί να αποτελεί ένα νέο ερέθισμα για τη συνέχιση της διάδρασης. Για παράδειγμα, ο χρήστης επιλέγει μια από τις δυνατές απαντήσεις στην ερώτηση πολλαπλών επιλογών 5

16 και ο υπολογιστής του δίνει την ανάδραση ότι η απάντηση του είναι λανθασμένη και τον ρωτά αν θέλει να ξαναδοκιμάσει οπότε ο κύκλος της διάδρασης επανεκκινεί ιαδραστικότητα & ιαδραστικά Πολυμέσα ιαδραστικότητα (interactivity) είναι η ποιότητα που χαρακτηρίζει μια πράξη όταν αυτή περιλαμβάνει διάδραση ενώ ως διαδραστικά πολυμέσα (interactive multimedia) αναφέρονται οι εφαρμογές εκείνες των πολυμέσων που επιτρέπουν την πρόσβαση στην πληροφορία μέσω της διάδρασης χρήστη εφαρμογής. Με χρήση των δυνατοτήτων διάδρασης ο χρήστης μπορεί να προσαρμόσει την παρουσίαση της πληροφορίας στις προσωπικές του επιλογές ρυθμίζοντας στοιχεία όπως η σειρά, η ταχύτητα και ο τρόπος παρουσίασης της πληροφορίας. Αντίθετα με την γραμμική παρουσίαση πληροφορίας στα μέσα που δεν προσφέρουν διάδραση (τηλεόραση, κινηματογράφος) μια διαδραστική εφαρμογή επιτρέπει την μη γραμμική (non linear) πρόσβαση στην πληροφορία, εννοώντας ότι ο χρήστης δεν είναι υποχρεωμένος να ακολουθήσει κάποια προκαθορισμένη γραμμή πλοήγησης που έχει σχεδιάσει ο δημιουργός της εφαρμογής αλλά έχει τη δυνατότητα να κινηθεί όπως θέλει και να καθορίσει τα δικά του μονοπάτια (paths) πλοήγησης (φυσικά μέσα στα πλαίσια δυνατοτήτων που επιτρέπει το μέσο και ο δημιουργός της εφαρμογής). Η μη γραμμικότητα μιας εφαρμογής είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό που επιτρέπει την βέλτιστη προσαρμογή της παρουσίασης της πληροφορίας στις ατομικές ανάγκες του κάθε χρήστη. Εν τούτοις υπάρχουν και προβλήματα που πηγάζουν από αυτήν την χαρακτηριστική ελευθερία του χρήστη να κινηθεί αυτόνομα μέσα στον πληροφοριακό χώρο της εφαρμογής. Μια ακόμα βασική κατηγοριοποίηση των εφαρμογών πολυμέσων είναι η διάκριση σε απλά πολυμέσα, διαδραστικά πολυμέσα και υπερμέσα (hypermedia). Τα απλά πολυμέσα είναι μια τετριμμένη περίπτωση εφαρμογών όπου απουσιάζει παντελώς η διάδραση (για παράδειγμα μια τηλεοπτική διαφήμιση, μια γραμμική παρουσίαση). Αντίθετα σε ένα τυπικό σύστημα διαδραστικών πολυμέσων ο χρήστης έχει την δυνατότητα να καθορίσει την πορεία που θα ακολουθήσει μέσα από οθόνες με διάφορες επιλογές (σημεία διάδρασης) που βρίσκονται σε 6

17 χαρακτηριστικά σημεία μέσα στην εφαρμογή. Οι οθόνες αυτές δρουν ως σταυροδρόμια. Ο χρήστης επιλέγει την κατεύθυνση που θέλει αναζητώντας την πληροφορία που τον ενδιαφέρει και μεταφέρει το σύστημα στην επόμενη οθόνη που μπορεί να αποτελεί νέο σταυροδρόμι ή οθόνη παρουσίασης πληροφορίας. Σε μια εφαρμογή υπερμέσων τέλος η πληροφορία είναι οργανωμένη με τέτοιο τρόπο (δίκτυο κόμβων) ώστε ο χρήστης να μπορεί να έχει πρόσβαση σε αυτήν με πολλαπλούς τρόπους και να καθορίζει κάθε στιγμή τον τρόπο παρουσίασής της. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι μια ηλεκτρονική εγκυκλοπαίδεια ιαδραστικά στοιχεία Ένας απλός τρόπος για την οργάνωση της διάδρασης είναι η χρήση ενεργών στοιχείων που τοποθετούνται από τον σχεδιαστή στη διεπαφή χρήστη (user interface) της εφαρμογής. Τα στοιχεία αυτά καθορίζουν το είδος της απόκρισης στο φυσικό επίπεδο. Παραδείγματα τέτοιων βασικών στοιχείων διάδρασης είναι: Πλήκτρα διαφόρων μορφών στα οποία ο χρήστης αποκρίνεται πατώντας με το ποντίκι (ή και με το δάκτυλο αν πρόκειται για οθόνες αφής): o Push buttons o Check buttons o Radio buttons Ενεργές περιοχές (hot spots) στις οποίες ο χρήστης πατά με το ποντίκι για να τις επιλέξει. Ενεργά αντικείμενα (hot objects): πρόκειται για ολόκληρα γραφικά που μπορούν να δεχτούν το πάτημα του ποντικιού. Περιοχές τοποθέτησης (drag n drop): ο χρήστης σύρει και αφήνει ένα γραφικό στην συγκεκριμένη περιοχή. Κατάλογοι επιλογών όπου ο χρήστης διαλέγει από τις διάφορες επιλογές που προσφέρουν. Υπάρχουν δύο βασικά είδη: o Καταβιβαζόμενοι κατάλογοι (drop down menus) o Αναδυόμενοι (pop-up menus) Πλαίσια εισαγωγής κειμένου (text boxes), όπου ο χρήστης πληκτρολογεί κείμενο που εισάγεται στην εφαρμογή. 7

18 Έλεγχος πλήκτρου (key press), όπου ο χρήστης πιέζει κάποιο πλήκτρο από το πληκτρολόγιο Είδη ιάδρασης Ανάλογα με το είδος της λειτουργίας που υπηρετεί η διάδραση μπορεί να χαρακτηρίζεται ως : Πλοήγησης (navigation) Μαθησιακή (learning) Προσαρμοστική (adaptive) ιάδραση πλοήγησης προσφέρει κάθε ενεργό στοιχείο της οθόνης που επιτρέπει στον χρήστη να πλοηγηθεί στης δομή της εφαρμογής και να εντοπίσει τις πληροφορίες που χρειάζεται. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τα πλήκτρα (buttons) διάδρασης που περιλαμβάνει σχεδόν κάθε εφαρμογή διαδραστικών πολυμέσων και που επιτρέπουν στον χρήστη να μετακινηθεί στους κόμβους που περιέχουν την πληροφορία. Μαθησιακή χαρακτηρίζεται κάθε διάδραση που οργανώνεται με τρόπο ώστε να βοηθά τον χρήστη να αποκομίσει μαθησιακά οφέλη χρησιμοποιώντας την εφαρμογή. Στην απλούστερη μορφή της μπορεί να έχει την μορφή βασικών ενεργών στοιχείων μέσω των οποίων ο χρήστης απαντά σε ερωτήσεις που θέτει το σύστημα. Εν τούτοις η περίπτωση αυτή θεωρείται τετριμμένη και δεν συνιστά μαθησιακή διάδραση υψηλής ποιότητας. Αντίθετα υπάρχουν λογισμικά που επιτρέπουν εξαιρετικά σύνθετες και ρεαλιστικές διαδράσεις, (για παράδειγμα σε συστήματα προσομοίωσης) επιτρέποντας στον χρήστη να λειτουργεί σε συνεργασία με τον υπολογιστή μαθαίνοντας το πώς λειτουργεί το προσομοιωμένο σύστημα. Η Προσαρμοστική διάδραση σχετίζεται με την ικανότητα του συστήματος να προσαρμόζει τον τρόπο παρουσίασης της πληροφορίας στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του χρήστη. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται με το σύστημα να παρακολουθεί συγκεκριμένες διαδράσεις του χρήστη (για παράδειγμα τις απαντήσεις του σε ειδικό ερωτηματολόγιο ή τις επιλογές του σε καθορισμένα σημεία) και να δημιουργεί ένα μοντέλο του χρήστη με βάση το οποίο κάνει την προσαρμογή. 8

19 1.3 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΙΑ ΡΑΣΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ Οι εφαρμογές της τεχνολογίας των πολυμέσων καλύπτουν ένα ευρύτατο φάσμα υπηρεσιών που εμπίπτουν στην επικοινωνία, την εκπαίδευση, την ενημέρωση και την ψυχαγωγία. Επικοινωνία Περιβάλλοντα επικοινωνίας με χρήση τεχνολογίας πολυμέσων. Το ιαδίκτυο (Internet) προσφέρει σήμερα τη δυνατότητα άμεσης και εύκολης επικοινωνίας με χρήση πολλαπλών μέσων, όπως κείμενο, ήχος, ακίνητη και κινούμενη εικόνα (video). Οι χρήστες του ιαδικτύου έχουν στη διάθεση τους εφαρμογές μέσω των οποίων μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους είτε στέλνοντας γραπτά μηνύματα (απλό chat), είτε μιλώντας μεταξύ τους (voice chat), είτε μεταδίδοντας εικόνα ο ένας στον άλλο (για παράδειγμα μέσω μιας Web κάμερας και λογισμικού εικονοδιάσκεψης (videoconference)). Εκπαίδευση Με την ανάπτυξη και εξάπλωση των νέων τεχνολογιών, και ειδικά των υπολογιστών, έχουν γίνει προσπάθειες για τη χρησιμοποίηση τους για διδακτικούς σκοπούς. Ο υπολογιστής έχει χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα ως μηχανή μάθησης (teaching machine), προσομοιωτής (simulator), πηγή πληροφόρησης (resource) και απλό εργαλείο (tools). Όταν χρησιμοποιείται σαν μηχανή μάθησης (CAI- Computer Aided Instructions) βοηθά στην απόκτηση βασικών γνώσεων πάνω στα υπό μελέτη θέματα, διευκολύνεται η παρουσίαση βασικών αρχών και θεωρίας, προβλέπονται πρακτικές που απαιτούνται για την εφαρμογή των αρχών, ελέγχεται η αφομοίωση των ήδη αποκτηθέντων γνώσεων, δίνεται δυνατότητα άμεσης ανάδρασης (feed-back), μπορεί να υιοθετείται μια διδαχή βασισμένη στις απαντήσεις των χρηστών (ICAI- Intelligent Computer Aided Instruction) και ακόμα να πραγματοποιούνται παρουσιάσεις και ασκήσεις προβλέποντας επίσης και περαιτέρω βοήθεια για τον εκπαιδευμένο, αν κριθεί αναγκαία. Τα αποτελέσματα αυτού του είδους χρήσης των υπολογιστών είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικά. Πράγματι, ο υπολογιστής σαν μηχανή μάθησης, με την ατομική χρήση, δίνει μια ισχυρή ώθηση στην εκπαίδευση αλλά και με την ομοιογένεια που εμφανίζεται στις παρουσιάσεις, επιτρέπει την πολλαπλή 9

20 επαναληπτική χρήση τους από το φοιτητή, με καλύτερα αποτελέσματα στη μάθηση. Έρευνες επίσης απέδειξαν ότι ένα τέτοιο σύστημα βοηθάει στην εκμάθηση αυτούς που αντιμετωπίζουν προβλήματα με τον παραδοσιακό τρόπο διδαχής, 50% του συνόλου των εκπαιδευομένων έχουν έτσι καλύτερη απόδοση, ενώ για τους υπόλοιπους έχουμε την ίδια απόδοση με το κλασικό σύστημα διδαχής. Σαν προσομοιωτής, ο υπολογιστής χρησιμοποιείται για την προσομοίωση φυσικών ή κοινωνικών φαινομένων, Βοηθάει στην κατανόηση των σχέσεων μεταξύ των τμημάτων του μοντέλου και του συνόλου του, επιτρέποντας στο χρήστη να επηρεάζει τμήματά του και να παρατηρεί τα αποτελέσματα των πράξεων του στο υπόλοιπο μοντέλο. Επίσης βοηθάει τους εκπαιδευόμενους να αναπτύξουν ικανότητες επίλυσης προβλημάτων (problem solving). Η δυνατότητα της χρησιμοποίησης του υπολογιστή σαν προσομοιωτή επιτρέπει στο χρήστη να έχει ένα υποκατάστατο της πραγματικότητας διαθέσιμο για άμεσο πειραματισμό, πράγμα που αλλιώς θα ήταν αδύνατο, εξαιτίας του κόστους, της ασφάλειας ή των γεωγραφικών περιορισμών. Επιτρέπει ακόμα, στο χρήστη, να παίρνει πιο ενεργό μέρος στη διδασκαλία από ότι θα μπορούσε να κάνει με τον παραδοσιακό τρόπο. Σαν πηγή γνώσεων, ο υπολογιστής δίνει τη δυνατότητα, με σύνδεση σε διαδίκτυο, να χρησιμοποιείται σαν πηγή άντλησης πληροφοριών, ειδικά μέσω των δικτύων, και η ανάγκη που προκύπτει για επιλογή και διαλογή της χρήσιμης πληροφορίας μέσα από πολλές άχρηστες, βοηθάει τους χρηστές να αναπτύξουν τις κριτικές ικανότητές τους. Η χρήση των δικτύων ενισχύει επίσης την επικοινωνία μεταξύ των χρηστών καθώς και με τις αυθεντίες κάθε επιστήμης. ιατίθενται βάσεις δεδομένων οι οποίες αυξάνουν την επαφή του χρήστη με τη λογοτεχνία, τα κείμενα γενικά και ενισχύουν την έρευνα, καθώς χρησιμοποιούν εύκολα πολλαπλές πηγές πληροφοριών. Σαν εργαλείο, ο υπολογιστής διευκολύνει τη συγγραφή και δημιουργία αντικειμένων, την ανάλυση και σύγκρισης και άλλες ικανότητες μάθησης. Σημαντικό ρόλο σε αυτό το σκηνικό αναγνωρίζεται στις νέες δυνατότητες των προγραμμάτων και του υλικού σε συνδυασμό με την τεχνική χρήσης τους, αυτών που καθιερώθηκε να ονομάζονται πολυμέσα. 10

21 Οι εφαρμογές πολυμέσων μπορούν να παρουσιάσουν την πληροφορία με ποικίλους ενδιαφέροντες και ευχάριστους τρόπους και γι αυτό εκθέτουν με πολύ αποτελεσματικό τρόπο νέες ιδέες και έννοιες, εφόσον αναπόφευκτα αυτού του είδους η παράθεση της πληροφορίας ελκύει περισσότερο την προσοχή του ατόμου. Λογικό, λοιπόν, είναι τα πολυμέσα και οι εφαρμογές πολυμέσων να προσφέρουν ένα μαθησιακό περιβάλλον που, παρότι τεχνολογικά ανεπτυγμένο, επιτρέπει τη διδασκαλία με τρόπους μάθησης που ταιριάζουν στη φύση του ανθρώπου, χρησιμοποιώντας για το σκοπό αυτό τις ενστικτώδεις διαδικασίες μάθησης: την παρατήρηση, την απεικόνιση, τη βίωση και τη μίμηση. Οι εφαρμογές πολυμέσων έχουν εφαρμοστεί στην εκπαίδευση με δύο βασικούς τρόπους: ως μέσο διδασκαλίας και εξάσκησης και ως πηγές πληροφοριών. Σε αυτή τη βάση, ένα μέσο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσκαλέσει το ενδιαφέρον, ένα άλλο μπορεί να εφαρμοστεί για τη μετάδοση βασικώς στοιχείων και, τέλους, ένα άλλο για να λυθούν οι απορίες που τυχόν υπάρχουν και να διευρυνθεί η κατανόηση. Ενημέρωση Κιόσκια πληροφοριών, τα οποία είναι μεμονωμένα σημεία παροχής πληροφοριών για το ευρύτερο κοινό και συνήθως χρησιμοποιούνται σε εμπορικά κέντρα, εκθέσεις, οργανισμούς, και κεντρικά σημεία μιας πόλης καθώς και σε μέρη τουριστικού ενδιαφέροντος. Το κιόσκι περιλαμβάνει υπολογιστή όπου «τρέχει» κάποια εφαρμογή διαδραστικών πολυμέσων. Όλο το σύστημα βρίσκεται «κρυμμένο» μέσα σε μία βάση με το πάνω μέρος της στο ύψος ενός μέσου ανθρώπου όπου ο χρήστης αντικρίζει μόνον την οθόνη η οποία κατά κανόνα είναι οθόνη αφής. Ακουμπώντας την οθόνη ενεργοποιεί τα διαδραστικά σημεία και εντοπίζει την πληροφορία που αναζητά. Παρουσιάσεις, με χρήση απλών ή και διαδραστικών πολυμέσων μπορεί να είναι εξαιρετικά εντυπωσιακές και ενδιαφέρουσες για το θεατή ακριβώς λόγο των πολλαπλών μέσων και της διάδρασης που προσφέρουν. Στην περίπτωση απλής παρουσίασης η πληροφορία παρουσιάζεται στο χρήστη με χρήση πολλαπλών μέσων κάτι που βοηθά στην καλύτερη εντύπωσή της στη μνήμη αλλά και στον εντυπωσιασμό του θεατή. Τυπικό παράδειγμα λογισμικού για την οργάνωση παρουσίασης με χρήση πολυμέσων είναι το Microsoft PowerPoint όπου κανείς οργανώνει την παρουσίαση σε μια σειρά ηλεκτρονικών διαφανειών 11

22 που μπορούν να περιλαμβάνουν κάθε είδος ψηφιακού μέσου (κείμενο, εικόνες, σχεδιοκίνηση, video). Στις διαδραστικές παρουσιάσεις αντίστοιχα ο χρήστης έχει τον έλεγχο και μπορεί να καθορίσει το τι θα δει και το πότε θα το δει συλλέγοντας τις πληροφορίες που θέλει την κατάλληλη στιγμή. Τέτοιες παρουσιάσεις γίνονται συνήθως σε εμπορικά κέντρα και εκθέσεις ή μπορεί και να διατεθούν online σε κατάλληλους δικτυακούς τόπους. Ψυχαγωγία Παιχνίδια, στον υπολογιστή ήταν πάντοτε συνυφασμένο με τις θελκτικές εικόνες, τους αληθοφανείς ήχους και την εντυπωσιακή σχεδιοκίνηση (σε δύο ή τρείς διαστάσεις). Με την εξέλιξη της τεχνολογίας τα στοιχεία αυτά αύξησαν σε τεράστιο βαθμό την ποιότητα αναπαραγωγής τους ενισχύοντας την αληθοφάνεια των παιχνιδιών, τις δυνατότητες διάδρασης και την ταχύτητά εξέλιξής τους. Στα σύγχρονα ηλεκτρονικά παιχνίδια οι πολύχρωμες εικόνες, οι ζωντανοί ήχοι και τα εντυπωσιακά τρισδιάστατα γραφικά αποτελούν στοιχεία εντυπωσιασμού και σύλληψης του ενδιαφέροντος μικρών και μεγάλων. Η βιομηχανία της ψυχαγωγίας προσφέρει ποικίλες πλατφόρμες διαδραστικών παιχνιδιών με τεχνολογία πολυμέσων είτε σε ειδικές κονσόλες παιχνιδιών είτε για προσωπικούς υπολογιστές είτε ακόμη και μέσω του διαδικτύου [1]. 1.4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ SMARTPHONE Τα τελευταία χρόνια βιώνουμε μία επανάσταση των έξυπνων κινητών τηλεφώνων (smartphones), τα οποία ενσωματώνουν πλέον δυνατότητες, οι οποίες δεν υπάρχουν στα συμβατικά κινητά τηλέφωνα. Περιλαμβάνουν ολοκληρωμένο λειτουργικό σύστημα, ισχυρό επεξεργαστή ικανό για εκτέλεση πολύπλοκων και χρονοβόρων υπολογισμών, δυνατότητα σύνδεσης στο ιαδίκτυο είτε μέσω ασυρμάτων δικτύων (Wi-Fi) είτε δικτύων τρίτης γενιάς (3G networks), κάμερα υψηλής ανάλυσης, συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS). Το βασικότερο χαρακτηριστικό τους είναι ότι με την ραγδαία ανάπτυξη των δυνατοτήτων τους και την επένδυση της τεχνολογίας πάνω στις πλατφόρμες ανάπτυξης λογισμικού κινητών, ο χρήστης, μπορεί όχι μόνο να αλληλεπιδρά με την συσκευή του αλλά έχει τη δυνατότητα να φτιάξει τη δική του εφαρμογή, του προσφέρει κίνητρα για έρευνα και γιατί όχι και οικονομικό όφελος. Τα πιο 12