3D Content Search and Retrieval

Transcript

1 ΔΔΠΜΣ «ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ» ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Εφαρμογή κινητής υπολογιστικής για την αναζήτηση και ανάκτηση τρισδιάστατων αντικειμένων σε κατανεμημένο δίκτυο τύπου Peer 2 Peer 3D Content Search and Retrieval Διπλωματική Εργασία Δημητρίου Γιακουμή Α.Ε.Μ. ΔΔ149 Υπό την επίβλεψη Δημητρίου Τζοβάρα Θεσσαλονίκη 2008

2 Αφιερώνεται στην οικογένειά μου 1

3 Περιεχόμενα Κατάλογος Σχημάτων...5 Κατάλογος Εικόνων...7 Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή Διατύπωση προβλήματος Γενική περιγραφή της εφαρμογής Μεθοδολογία ανάπτυξης της εφαρμογής...11 Κεφάλαιο 2 State of the Art Ομότιμα (Peer 2 Peer) Δίκτυα Κατηγορίες Peer-to-Peer δικτύων Αρχιτεκτονικές Peer-to-Peer δικτύων Αναζήτηση 3-Δ αντικειμένων Εφαρμογές κινητής υπολογιστικής Κινητές συσκευές Ανάπτυξη εφαρμογών για κινητές συσκευές Δικτυακές Υπηρεσίες (Web Services) Αρχές Σχεδιασμού Διεπαφών Κινητών Συσκευών...28 Κεφάλαιο 3 Ανάλυση Απαιτήσεων Σκοπός της εφαρμογής Κατηγορίες και χαρακτηριστικά χρηστών Γενικές απαιτήσεις εφαρμογής...32 Κεφάλαιο 4 Προδιαγραφή Συστήματος Γενική αρχιτεκτονική του συστήματος Λειτουργίες Δομικών στοιχείων

4 4.2.1 ΥΣ1 - Υ/Σ σύνδεσης και επικοινωνίας με το P2P δίκτυο ΥΣ2 - Υ/Σ Επεξεργασίας εικόνας (Imaging Toolkit) ΥΣ3 - Υ/Σ Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων για αναζήτηση 3Δ μοντέλων από το P2P δίκτυο ΥΣ4 - Υ/Σ επιλογής 3Δ μοντέλου ως είσοδο για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων ΥΣ5 - Υ/Σ επιλογής 2Δ εικόνας ως είσοδο για την αναζήτηση 3Δ μοντέλου ΥΣ6 - Υ/Σ Σχεδίασης σκαριφήματος ΥΣ7 - Υ/Σ ανάλυσης 2Δ και 3Δ εισόδων ΥΣ8 - Υ/Σ εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης 3Δ μοντέλων και ανάκτησής τους ΥΣ9 - Υ/Σ προβολής 3Δ μοντέλων ΥΣ10 - Υ/Σ προσωποποίησης εφαρμογής UML Διαγράμματα Συστήματος Διαγράμματα Xρήσης Γραφικών Διεπαφών Χρήστη UML Διαγράμματα Ροής Λειτουργιών Συστήματος...69 Κεφάλαιο 5 Λεπτομέρειες Υλοποίησης της εφαρμογής Αλγόριθμοι που αναπτύχθηκαν Ανάπτυξη Υποσυστημάτων...80 Κεφάλαιο 6 Επίδειξη και Επικύρωση καλής λειτουργίας Επίδειξη Σεναρίων Χρήσης (Use Cases) Εκκίνηση της εφαρμογής Επιλογή κοινότητας Σύνδεση Σχεδίαση σκαριφήματος Επιλογή 2Δ εικόνας Επιλογή 3Δ μοντέλου

5 6.1.5 Αναζήτηση και ανάκτηση 3Δ μοντέλων Προβολή 3Δ μοντέλων Αξιολόγηση Χρηστικότητας εφαρμογής...96 Κεφάλαιο 7 Συμπεράσματα...98 Παράρτημα: Αναφορές

6 Κατάλογος Σχημάτων Σχήμα 1.1: Το σπειροειδές μοντέλο...12 Σχήμα 2.1: Αρχιτεκτονική πλήρως αποκεντρωμένου ομότιμου δικτύου Σχήμα 2.2: Αρχιτεκτονική ομότιμου δικτύου με διακομιστή αναζήτησης κόμβων...17 Σχήμα 2.3: Αρχιτεκτονική ομότιμου δικτύου με διακομιστή αναζήτησης κόμβων και ανάκτησης περιεχομένου...18 Σχήμα 2.4: Αρχιτεκτονική ομότιμου δικτύου με διακομιστή αναζήτησης κόμβων και ανάκτησης περιεχομένου...19 Σχήμα 2.5: Μπλοκ διάγραμμα λειτουργίας του αλγορίθμου εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου που χρησιμοποιήθηκε...23 Σχήμα 2.6: Λειτουργία των δικτυακών Υπηρεσιών...27 Σχήμα 3.1: Γενική αρχιτεκτονική σύνδεσης στο ομότιμο δίκτυο...30 Σχήμα 4.1: Αρχιτεκτονική συστήματος...36 Σχήμα 4.2: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων...64 Σχήμα 4.3: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων...65 Σχήμα 4.4: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Επιλογής 2Δ εικόνας...66 Σχήμα 4.5: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Σχεδίασης Σκαριφήματος...67 Σχήμα 4.6: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης και ανάκτησής τους...68 Σχήμα 4.7: UML Διάγραμμα ροής λειτουργιών της διαδικασίας σχεδίασης σκαριφήματος...69 Σχήμα 4.8: UML Διάγραμμα ροής λειτουργιών της διαδικασίας επιλογής 2Δ εικόνας...70 Σχήμα 4.9: UML Διάγραμμα λειτουργιών της διαδικασίας επιλογής 3Δ μοντέλου

7 Σχήμα 4.10: UML Διάγραμμα λειτουργιών της διαδικασίας αναζήτησης 3Δ μοντέλων...72 Σχήμα 4.11: UML Διάγραμμα λειτουργιών της διαδικασίας ανάκτησης των αρχείων αποτελέσματος...74 Σχήμα 5.1: Τα πέντε στάδια του αλγορίθμου Auto-Fill...79 Σχήμα 5.2: Ροή λειτουργιών των Δικτυακών Υπηρεσιών (Web Services) που χρησιμοποιήθηκαν

8 Κατάλογος Εικόνων Εικόνα 1.1: Παράδειγμα τρισδιάστατου «αντικειμένου»...10 Εικόνα 2.1: Κινητό τηλέφωνο (α) και συσκευή PDA (β)...24 Εικόνα 5.1: Περιβάλλον ανάπτυξης της εφαρμογής...76 Εικόνα 6.1: Η εφαρμογή έχει συνδεθεί στην κοινότητα Gamers του δικτύου...86 Εικόνα 6.2: Η εφαρμογή δεν έχει συνδεθεί στην προ-επιλεγμένη κοινότητα...86 Εικόνα 6.3: (α) Επιλογή κοινότητας, (β) Σύνδεση στην κοινότητα Automotive...87 Εικόνα 6.4: (α) Γραφική Διεπαφή Υ/Σ 6 (Σχεδίασης σκαριφήματος), (β) Τα αποθηκευμένα σκαριφήματα του χρήστη...88 Εικόνα 6.5: (α) Το σκαρίφημα του χρήστη υφίσταται έλεγχο και επεξεργασία, (β) Το σκαρίφημα μετά την εφαρμογή του αλγορίθμου Auto-Fill...89 Εικόνα 6.6: Το σκαρίφημα έχει πλέον καταχωρηθεί ως είσοδος για το ερώτημα αναζήτησης...89 Εικόνα 6.7: (α) Οι αποθηκευμένες εικόνες του χρήστη, (β) Σχεδίαση περιγράμματος του επιθυμητού αντικειμένου...90 Εικόνα 6.8: Ενημέρωση του χρήστη για (α) Την προ-επεξεργασία της εικόνας, (β) Για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της εικόνας...91 Εικόνα 6.9: Το επιλεγμένο αντικείμενο της 2Δ εικόνας έχει επιλεγεί ως είσοδος για ερώτημα αναζήτησης...91 Εικόνα 6.10: (α) Τα αποθηκευμένα 3Δ μοντέλα του χρήστη, (β) Το επιλεγμένο 3Δ μοντέλο έχει καταχωρηθεί ως είσοδος για αναζήτηση...92 Εικόνα 6.11: (α) Εκκίνηση διαδικασίας αναζήτησης 3Δ μοντέλων από το ομότιμο δίκτυο, (β) Ενημέρωση για την κατάσταση της διαδικασίας...93 Εικόνα 6.12: Αποτελέσματα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων...94 Εικόνα 6.13: (α) Λεπτομέρειες αποτελέσματος, (β) Ανάκτηση 3Δ μοντέλου...95 Εικόνα 6.14: (α) Επιλογή ανακτηθέντος 3Διάστατου μοντέλου, (β) Προβολή 3Διάστατου μοντέλου

9 Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή 1.1 Διατύπωση προβλήματος Ο χώρος των τρισδιάστατων γραφικών έχει γνωρίσει μια αλματώδη ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια και αναμένεται να γνωρίσει ακόμη μεγαλύτερη τα επόμενα. Βασικό συστατικό του χώρου είναι τα τρισδιάστατα (3Δ) μοντέλα, καθώς από αυτά αποτελούνται οι 3Διάστατες απεικονίσεις που δημιουργούνται στα πλαίσια της ανάπτυξης εφαρμογών εικονικής πραγματικότητας και όχι μόνο. Καθημερινά, κατασκευάζονται ανά τον κόσμο 3Διάστατα μοντέλα τα οποία αποθηκεύονται μέσα σε μεγάλες βάσεις δεδομένων και είναι διαθέσιμα στο ευρύ κοινό. Η δημιουργία δικτύων τα οποία θα είναι σε θέση να αναζητούν και να ανακτούν 3Δ μοντέλα μέσα από αυτές τις τεράστιες αποθήκες, αλλά και εφαρμογών οι οποίες θα παρέχουν στους χρήστες τους όλη την απαραίτητη λειτουργικότητα για την εκμετάλλευση τέτοιων δικτύων είναι μια ανάγκη επιτακτική για την μελλοντική ανάπτυξη του χώρου των 3Διάστατων γραφικών. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής αναπτύχθηκε το σύστημα 3D-CySeR, μια εφαρμογή κινητής υπολογιστικής η οποία, με τη χρήση δικτυακών υπηρεσιών, συνδέεται σε ομότιμα δίκτυα και παρέχει στους χρήστες της τη δυνατότητα να αναζητήσουν και να ανακτήσουν 3Διάστατα αντικείμενα από αυτά. Λαμβάνοντας υπ όψη το State of the Art του χώρου της αναζήτησης τρισδιάστατων μοντέλων, η εφαρμογή αναπτύχθηκε με σκοπό να παράσχει στους χρήστες της τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσουν 3D-3D, αλλά και 2D-3D Matching τεχνικές, εκμεταλλευόμενη τα χαρακτηριστικά των σύγχρονων κινητών συσκευών. Η προσέγγιση που 8

10 ακολούθησε η αρχιτεκτονική της εφαρμογής 3D-CySeR ήταν Service Oriented, με τη χρήση Δικτυακών Υπηρεσιών (W3C Web Services) να της δίνει τη δυνατότητα να μπορεί να συνδεθεί σε διάφορα ομότιμα δίκτυα που υποστηρίζουν τη ζητούμενη λειτουργικότητα και να τα χρησιμοποιήσει. 1.2 Γενική περιγραφή της εφαρμογής Η παρούσα διπλωματική εξετάζει την ανάπτυξη μιας εφαρμογής για PDA (Personal Digital Assistant) συσκευές, η οποία θα δίνει στους χρήστες της τη δυνατότητα να συνδέονται σε κοινότητες ομότιμων δικτύων και να αναζητούν αρχεία τρισδιάστατων μοντέλων με διάφορους τρόπους, τα οποία τελικά θα μπορούν να «κατεβάσουν» στην κινητή τους συσκευή και να τα χρησιμοποιήσουν κατά το δοκούν. Η εφαρμογή ονομάζεται 3D-CySeR. Η ονομασία προκύπτει από τη φράση 3D Content Search and Retrieval και προφέρεται «3D-Κάιζερ». Η επιλογή της κατηγορίας των PDA συσκευών για την ανάπτυξη της συγκεκριμένης εφαρμογής έγινε με βάση τα παρακάτω κριτήρια: Αποτελούν σήμερα τις συσκευές με την πλέον αλματώδη ανάπτυξη στα χαρακτηριστικά τους (Υπολογιστική ισχύς, δυνατότητες συνδεσιμότητας, διαθέσιμη μνήμη κ.α.). Εν αντιθέσει με τα Symbian [26] κινητά τηλέφωνα, το λειτουργικό τους σύστημα (Windows Mobile -.NET Compact Framework) [27][28] παρέχει μια πλατφόρμα η οποία λειτουργεί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο στις συσκευές που κατασκευάζονται από τις διάφορες εταιρίες. Συνεπώς, η ανάπτυξη μιας εφαρμογής για τις συσκευές αυτές έχει το χαρακτήρα Write once run anywhere [29], που είναι ένα βασικό ζητούμενο του χώρου της ανάπτυξης εφαρμογών γενικότερα. Με τις οθόνες αφής που διαθέτουν, παρέχουν μια ιδιαίτερα εύχρηστη δυνατότητα σχεδιασμού σκαριφημάτων στους χρήστες. Η δυνατότητα αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην περίπτωση που οι χρήστες θέλουν να σχεδιάσουν ένα σκαρίφημα ενός αντικειμένου και στη συνέχεια να αναζητήσουν 3Δ αντικείμενα με βάση το σκαρίφημά τους (χρησιμοποιώντας 2D-3D matching τεχνικές). 9

11 Η εφαρμογή που θα αναπτυχθεί θα δίνει τρεις διαφορετικές δυνατότητες αναζήτησης στους χρήστες της, οι οποίες βασίζονται στο State of the Art του χώρου του 3D matching : Αναζήτηση με βάση λέξεις κλειδιά Αναζήτηση με βάση φωτογραφία του ζητούμενου αντικειμένου ή με βάση σχεδίου του χρήστη (2D-3D matching) Αναζήτηση με βάση 3Δ μοντέλο που υπάρχει ήδη στη συσκευή του χρήστη (3D-3D matching) Ο χρήστης θα μπορεί μετά το πέρας μιας επιτυχημένης αναζήτησης να δει διάφορες πληροφορίες που θα παρέχονται από το δίκτυο, σχετικές με τα μοντέλα που έχουν βρεθεί, αλλά και να «κατεβάσει» όποιο από αυτά επιθυμεί στη συσκευή του. Εικόνα 1.1: Παράδειγμα τρισδιάστατου «αντικειμένου» Στο σημείο αυτό πρέπει να θεωρήσουμε τις παρακάτω δύο παραδοχές: Από δω και στο εξής, όταν αναφερόμαστε σε «3Διάστατα αντικείμενα» (MultiPedia object) θα θεωρούμε το σύνολο των αρχείων που περιγράφουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 1.1, ένα τρισδιάστατο 10

12 αντικείμενο μπορεί να αποτελείται από το αρχείο του τρισδιάστατου μοντέλου (.wrl,.off, κ.α.), καθώς και διάφορα συνοδευτικά αρχεία που παρέχουν διάφορες πληροφορίες για το αντικείμενο που απεικονίζεται από το 3Δ μοντέλο. Οι διαδικασίες της αναζήτησης και της ανάκτησης των τρισδιάστατων αντικειμένων θα πραγματοποιούνται με τη χρήση δικτυακών υπηρεσιών (W3C Web Services). Συνεπώς, η αρχιτεκτονική του ομότιμου δικτύου που θα χρησιμοποιεί η υπό ανάπτυξη εφαρμογή θα πρέπει να παρέχει συγκεκριμένες και απαιτούμενες λειτουργίες σε μορφή δικτυακών υπηρεσιών, προσβάσιμων μέσω του διαδικτύου. 1.3 Μεθοδολογία ανάπτυξης της εφαρμογής Το μοντέλο ανάπτυξης εφαρμογών στο οποίο βασίστηκε η ανάπτυξη της εφαρμογής 3D-CySer είναι το σπειροειδές μοντέλο (Σχήμα 1.1). Το σπειροειδές μοντέλο περιλαμβάνει τα καλύτερα χαρακτηριστικά γνωρίσματα από τα δύο προγενέστερα μοντέλα ανάπτυξης: το μοντέλο καταρράκτη και το μοντέλο πρωτοτύπου, ενώ εισάγει και ένα νέο συστατικό την αξιολόγηση του ρίσκου. Ο όρος "σπείρα" χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη διαδικασία που ακολουθείται καθώς λαμβάνει χώρα η ανάπτυξη του συστήματος. Σύμφωνα με το μοντέλο, αναπτύσσεται μια αρχική έκδοση του συστήματος και έπειτα κατά τρόπο επαναλαμβανόμενο τροποποιείται, µε βάση την είσοδο που λαμβάνεται από τις αξιολογήσεις των χρηστών. Ωστόσο, η ανάπτυξη κάθε έκδοσης του συστήματος σχεδιάζεται προσεκτικά χρησιμοποιώντας τα βήματα που περιλαμβάνονται στο μοντέλο του καταρράκτη. Με κάθε επανάληψη γύρω από τη σπείρα (αρχή στο κέντρο και εργασία εξωτερικά), κατασκευάζονται σταδιακά πληρέστερες εκδόσεις του συστήματος. Η αξιολόγηση του ρίσκου - κινδύνου συμπεριλαμβάνεται ως βήμα στη διαδικασία ανάπτυξης και συγκεκριμένα ως μέσο αξιολόγησης κάθε έκδοσης του συστήματος για να καθοριστεί εάν η ανάπτυξη πρέπει ή όχι να συνεχιστεί. Εάν τα δεδομένα που προκύπτουν από την ανάλυση του κινδύνου συγκλίνουν στο ότι ορισμένοι κίνδυνοι είναι πάρα πολύ μεγάλοι, η ανάπτυξη της εφαρμογής μπορεί να τερματίσει. 11

13 Σχήμα 1.1: Το σπειροειδές μοντέλο Σύμφωνα, λοιπόν, με το σπειροειδές μοντέλο ακολουθήσαμε τα παρακάτω βήματα: Αρχικός σχεδιασμός Στο βήμα αυτό καθορίσαμε τους στόχους της εφαρμογής, προσδιορίσαμε τα πιθανά εμπόδια και τις δυσκολίες που ενδεχομένως να αντιμετωπίζαμε και εκτιμήσαμε τις εναλλακτικές προσεγγίσεις. Αξιολόγηση του κινδύνου Εξετάσαμε τις πιθανές εναλλακτικές λύσεις και προσδιορίσαμε κάποιους σχετικούς κινδύνους - τα προβλήματα. Ανάπτυξη πρωτοτύπου Στο βήμα αυτό καθορίσαμε τις λεπτομερείς απαιτήσεις και αναπτύχθηκε το λογισμικό του συστήματος. Αξιολόγηση από μέρους του πελάτη Στο βήμα αυτό δίνεται στον πελάτη μια ευκαιρία να αναλύσει τα αποτελέσματα της έκδοσης που δημιουργείται στο βήμα της ανάπτυξης και να προσφέρει την ανατροφοδότηση στον υπεύθυνο ανάπτυξης. Το βήμα αυτό το υλοποιήσαμε εκθέτοντας την εφαρμογή σε φιλικά πρόσωπα και συναδέλφους, ζητώντας τους να μας παραθέσουν τα σχόλιά τους σχετικά με την ευχρηστία της εφαρμογής, 12

14 αλλά και με το κατά πόσο η προσφερόμενη λειτουργικότητα πλησιάζει τη ζητούμενη. Ουσιαστικά, με το σπειροειδές μοντέλο ακολουθήσαμε μία επαναληπτική διαδικασία ανάπτυξης η οποία μας επέτρεψε την ανατροφοδότηση του τελικού χρήστη της εφαρμογής (π.χ. σχόλια, παρατηρήσεις, ικανοποίηση χρήστη) στο σχεδιασμό του προϊόντος κατά τη διαδικασία ανάπτυξης αυτού. Συμπεραίνοντας, το σπειροειδές μοντέλο ανάπτυξης διαφέρει από όλα τα υπόλοιπα μοντέλα ανάπτυξης κυρίως στο ότι σε κάθε φάση ανάπτυξης υπάρχει µία άμεση εκτίμηση του ρίσκου. Καταρχήν σε αυτό καθορίζονται οι στόχοι, οι εναλλακτικές λύσεις και οι περιορισμοί τους και στη συνέχεια αξιολογούνται αυτές οι λύσεις και καθορίζονται στρατηγικές επίλυσης του ρίσκου εάν αυτό είναι μεγάλο. Με αυτό τον τρόπο είναι δυνατό να αναπτυχθεί το τελικό προϊόν χωρίς να υπάρχει ο κίνδυνος της µη ολοκλήρωσης μιας φάσης ανάπτυξής του και συγχρόνως μετά από κάθε φάση έχουμε ένα ενδιάμεσο πρωτότυπο που μπορεί σταδιακά να αξιολογείται. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνουμε την επαναξιολόγηση και βελτίωση της ποιότητας και ευχρηστίας των αποτελεσμάτων της εφαρμογής μας. 13

15 Κεφάλαιο 2 State of the Art 2.1 Ομότιμα (Peer 2 Peer) Δίκτυα Ένα «ομότιμο» δίκτυο υπολογιστών (τύπου Peer-to-Peer ή P2P ) είναι ένα δίκτυο που επιτρέπει σε δύο ή περισσότερους υπολογιστές να μοιράζονται τους πόρους τους ισοδύναμα. Στόχος των ομότιμων δικτύων είναι ο καταμερισμός των πόρων των συνδεδεμένων υπολογιστών. Τα δίκτυα αυτά χρησιμοποιούν την επεξεργαστική ισχύ, τον αποθηκευτικό χώρο και το εύρος ζώνης (bandwidth) των κόμβων τους. Σε ένα «καθαρό» ομότιμο δίκτυο, όλοι οι κόμβοι του δικτύου είναι συμμετρικοί, ενώ δεν υπάρχει κεντρικός έλεγχος ή ιεραρχία. Πληροφορίες που βρίσκονται στον ένα κόμβο, ανάλογα με τα δικαιώματα που καθορίζονται, μπορούν να διαβαστούν από όλους τους άλλους και αντίστροφα. Παρόλα αυτά, τα τελευταία χρόνια έχουν προταθεί διάφορες αρχιτεκτονικές ομότιμων δικτύων, οι οποίες αποκλίνουν από λίγο έως πολύ από την έννοια του «καθαρού» P2P δικτύου. Οι κυριότερες κατηγορίες και αρχιτεκτονικές ομότιμων δικτύων αναλύονται παρακάτω Κατηγορίες Peer-to-Peer δικτύων Τα Peer-to-Peer δίκτυα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: Συγκεντρωτικά P2P δίκτυα Πολλοί, όταν αναφέρονται σε αυτά, χρησιμοποιούν τη φράση «πρώτης γενιάς P2P δίκτυα». Εδώ, υπάρχει ένας κεντρικός Index Server στον οποίο αποθηκεύονται οι πληροφορίες για τα περιεχόμενα των καταλόγων που οι συμμετέχοντες επιθυμούν να μοιράζονται. Οι χρήστες μπορούν να αναζητήσουν στους Index Servers αυτούς τα 14

16 αρχεία που ψάχνουν, χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο πρόγραμμα-πελάτη. Όταν το αρχείο βρεθεί, ανοίγει μια σύνδεση μεταξύ των δύο χρηστών για τη μεταφορά του. Σε αυτή τη κατηγορία ανήκουν το Napster [30], το DC++ [31] και το WinMX [32]. Αποκεντρωτικά P2P δίκτυα Η φιλοσοφία εδώ είναι εντελώς διαφορετική. Κάθε σύστημα που συμμετέχει αποτελεί ταυτόχρονα client και server. Μόλις κάποιος συνδεθεί μέσω ενός ανάλογου προγράμματος-πελάτη P2P, κάνει γνωστή την παρουσία του σε ένα μικρό αριθμό υπολογιστών ήδη συνδεδεμένων οι οποίοι με τη σειρά τους προωθούν τη δήλωση παρουσίας του σε ένα μεγαλύτερο δίκτυο υπολογιστών κλπ. Πλέον ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αναζητήσει οποιαδήποτε πληροφορία μεταξύ των διαμοιραζόμενων αρχείων. Τα δίκτυα αυτά λέγονται και δεύτερης γενιάς. Η μεταφορά των αρχείων είναι όμοια με αυτή των αποκεντρωτικών P2P δικτύων. Σε αυτή τη κατηγορία ανήκουν το Kazaa [33], το Gnutella [1][2], και το BearShare [34]. P2P δίκτυα τρίτης γενιάς Είναι αυτά τα οποία διαθέτουν χαρακτηριστικά ανωνυμίας όπως το Freenet [3][4][5], το I2P [35]και το Entropy [36]. Είναι αποκεντρωτικού τύπου και η φιλοσοφία του βασίζεται εκτός από την ανωνυμία, στην υψηλή βιωσιμότητα του, στο συνεχή διαμοιρασμό των αρχείων και στην κωδικοποίησή τους έτσι ώστε κανείς να μην μπορέσει ποτέ να αποκτήσει κανένα είδος ελέγχου πάνω σε αυτό. Τα δίκτυα αυτού του τύπου είναι υπό ανάπτυξη και έχουν χαρακτηριστεί ως «μικρά παγκόσμια δίκτυα» Αρχιτεκτονικές Peer-to-Peer δικτύων Παρακάτω περιγράφονται οι κυριότερες αρχιτεκτονικές που ακολουθούν οι υλοποιήσεις των προαναφερθέντων κατηγοριών ομότιμων (P2P) δικτύων. Πλήρως αποκεντρωμένα ομότιμα δίκτυα (Pure peer-to-peer) Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 2.1, στην αρχιτεκτονική του «καθαρού» peer-to-peer δικτύου δεν υπάρχει η έννοια του «κεντρικού» διακομιστή (central server). Κάθε πελάτης ανακαλύπτει δυναμικά τους υπόλοιπους που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο και αλληλεπιδρά με τον καθένα από αυτούς για την ανταλλαγή δεδομένων. Το πλεονέκτημα αυτής της αρχιτεκτονικής έγκειται στο γεγονός ότι δεν είναι απαραίτητη η διαθεσιμότητα ενός κεντρικού διακομιστή, στον οποίο θα καταγράφεται η κάθε 15

17 εφαρμογή πελάτη, ώστε να μπορούν οι υπόλοιπες να την ανακαλύψουν και να αλληλεπιδράσουν μαζί της. Ταυτόχρονα, η έλλειψη του κεντρικού διακομιστή δημιουργεί και ένα βασικό πρόβλημα, καθώς το πλήθος των πελατών που μπορούν να ανακαλυφθούν από έναν άλλο είναι σχετικά μικρό σε σχέση με το αντίστοιχο πλήθος που προσφέρεται από τις αρχιτεκτονικές που περιγράφονται παρακάτω. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, η διαδικασία αναζήτησης άλλων πελατών του δικτύου βασίζεται σε network broadcasting and discovery τεχνικές όπως η IP multicast [57], αλλά και σε μεθόδους βασισμένες σε «αρχεία ρυθμίσεων» εγκατεστημένα σε κάθε πελάτη που τον ενημερώνουν για τους υπόλοιπους του δικτύου με τους οποίους μπορεί να επικοινωνήσει. Σχήμα 2.1: Αρχιτεκτονική πλήρως αποκεντρωμένου ομότιμου δικτύου Παραδείγματα πλήρως αποκεντρωμένων ομότιμων δικτύων αποτελούν τα Gnutella και Freenet. Ομότιμα δίκτυα με έναν Διακομιστή Αναζήτησης Κόμβων (Discovery Server) Η συγκεκριμένη αρχιτεκτονική (Σχήμα 2.2) έχει παρόμοια λειτουργία με την πλήρως αποκεντρωμένη, με τη διαφορά ότι εδώ η διαδικασία αναζήτησης άλλων συνδεδεμένων πελατών βασίζεται σε έναν κεντρικό διακομιστή που προσφέρει αυτή τη λειτουργικότητα. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε εφαρμογή-πελάτη ενημερώνει τον κεντρικό διακομιστή για την ύπαρξή της κατά τη διαδικασία της εκκίνησής της και της σύνδεσης στο δίκτυο. Κάθε εφαρμογή πελάτη ανακτά από τον κεντρικό διακομιστή μια λίστα με τους κόμβους που αποτελούν τις υπόλοιπες εφαρμογέςπελάτη που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο. Στη συνέχεια, η εφαρμογή έχει τη 16

18 δυνατότητα να επικοινωνήσει με την κάθε εφαρμογή-πελάτη που είναι καταγεγραμμένη στη λίστα, για την ανάκτηση αρχείων. Σχήμα 2.2: Αρχιτεκτονική ομότιμου δικτύου με διακομιστή αναζήτησης κόμβων Το Napster αποτέλεσε το χαρακτηριστικότερο παράδειγμα αυτής της αρχιτεκτονικής. Στην περίπτωση του Napster, τα αρχεία προς ανταλλαγή βρίσκονται και παραμένουν στους υπολογιστές που τρέχουν οι εφαρμογές-πελάτη. Ο κεντρικός διακομιστής προσφέρει σε κάθε εφαρμογή-πελάτη τη δυνατότητα να αναζητήσει συγκεκριμένα αρχεία που παρέχονται από τις υπόλοιπες, και στη συνέχεια να εκκινήσει μια διαδικασία «απ ευθείας» ανταλλαγής αρχείων ανάμεσα στις εφαρμογές. Το πρωτόκολλο του Napster μπορεί να περιγραφεί από τα παρακάτω βήματα: 1. Σύνδεση της εφαρμογής-πελάτη (που τρέχει στον Η/Υ του χρήστη) στον κεντρικό διακομιστή 2. Ο Η/Υ του χρήστη αποστέλλει στον κεντρικό διακομιστή τη λίστα με τα αρχεία που είναι διαθέσιμα από αυτόν. 3. Μια εφαρμογή-πελάτη αναζητεί κάποιο αρχείο. Το ερώτημα αναζήτησης αποστέλλεται στον διακομιστή του Napster και αυτός αποκρίνεται με αποτελέσματα. Τα αποτελέσματα περιέχουν πληροφορίες σχετικά με τους 17

19 Η/Υ που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο και διαθέτουν το συγκεκριμένο αρχείο. 4. Ο Η/Υ του χρήστη συνδέεται σε κάποιο συγκεκριμένο Η/Υ-πελάτη και ανακτά το αρχείο από αυτόν Ομότιμα δίκτυα με διακομιστή αναζήτησης κόμβων και ανάκτησης περιεχομένου (P2P with Discovery, Lookup, and Content Server) Μια ακόμη εκδοχή ομότιμων δικτύων είναι αυτά στα οποία το περιεχόμενο που είναι διαθέσιμο από τους κόμβους αποθηκεύεται σε έναν διακομιστή, από τον οποίο στη συνέχεια οι κόμβοι ανακτούν τα ζητούμενα αρχεία (Σχήμα 2.3). Στην πράξη, αυτή η αρχιτεκτονική μοιάζει αρκετά με αυτή του κλασικού μοντέλου «πελάτη-διακομιστή», καθώς πλέον οι κόμβοι δεν επικοινωνούν πλέον μεταξύ τους για την ανταλλαγή δεδομένων. Ανταλλαγή δεδομένων σε αυτή την αρχιτεκτονική λαμβάνει χώρα μόνο ανάμεσα στους κόμβους και τον διακομιστή, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.3. Κάθε κόμβος συνδέεται σε έναν διακομιστή, αναζητά αρχεία και τα ανακτά από αυτόν. Βασικό μειονέκτημα αυτής της αρχιτεκτονικής είναι το γεγονός ότι όταν πολλοί κόμβοι ανακτούν περιεχόμενο ταυτόχρονα, η ταχύτητα μεταφοράς των δεδομένων μπορεί να περιοριστεί από την ταχύτητα με την οποία μπορεί να αποκριθεί ο διακομιστής σε ταυτόχρονες αιτήσεις. Σχήμα 2.3: Αρχιτεκτονική ομότιμου δικτύου με διακομιστή αναζήτησης κόμβων και ανάκτησης περιεχομένου 18

20 Μερικώς αποκεντρωμένα ομότιμα δίκτυα με «Υπερ-κόμβους» (P2P networks with super-peers) Μια διαφορετική προσέγγιση, που απεικονίζεται στο Σχήμα 2.4 είναι η αρχιτεκτονική των ομότιμων δικτύων που περιέχουν «Υπερ-κόμβους» ( super-peers ή brokers ). Σε αυτή την περίπτωση το ομότιμο δίκτυο περιέχει κάποιους κόμβους οι οποίοι είναι ειδικά επιφορτισμένοι με ιδιαίτερες αρμοδιότητες, όπως να λειτουργούν ως «τοπικοί κεντρικοί κατάλογοι» ( local central indexes ). Υλοποιήσεις αυτής της αρχιτεκτονικής αποτελούν τα ευρέως διαδεδομένα δίκτυα Kazaa [6] και Morpheus [7]. Σχήμα 2.4: Αρχιτεκτονική ομότιμου δικτύου με διακομιστή αναζήτησης κόμβων και ανάκτησης περιεχομένου Τα πλήρως αποκεντρωμένα ομότιμα δίκτυα στα οποία όλοι οι κόμβοι επικοινωνούν μεταξύ τους παρουσιάζουν περιορισμούς στο μέγεθος το οποίο μπορούν να αποκτήσουν. Από την άλλη, οι αρχιτεκτονικές που βασίζονται σε έναν διακομιστή αναζήτησης δεν είναι κατάλληλες για εφαρμογές που απαιτούν αυξημένη ανοχή σε σφάλματα (δικτύου-διακομιστή κλπ.). Η αρχιτεκτονική βασισμένη στους «Υπερκόμβους» προσπαθεί να καλύψει τις αδυναμίες των δύο παραπάνω τύπων δικτύων, ακολουθώντας έναν διαχωρισμό της τοπολογίας του δικτύου σε δύο επιμέρους επίπεδα: 1. Το επίπεδο των υπερ-κόμβων, που είναι επιφορτισμένο με τη λειτουργία της καταγραφής πληροφοριών σχετικών με τους άλλους κόμβους του δικτύου. Οι 19

21 πληροφορίες αυτές βοηθούν στην επιτάχυνση των διαδικασιών αναζήτησης αρχείων, αλλά και στη βελτίωση της γενικότερης απόδοσης του δικτύου με μηχανισμούς ευφυούς καταμερισμού φόρτου κλπ. 2. Το επίπεδο όλων των υπόλοιπων κόμβων, που συνήθως αποτελούν τις εφαρμογές-πελάτη του ομότιμου δικτύου. Οι «Υπερ-κόμβοι» αυτής της αρχιτεκτονικής αποτελούν στην πράξη τα «σημεία σύνδεσης» όλων των κόμβων προς το δίκτυο. Ένας Υπερ-κόμβος περιέχει έναν κατάλογο με την περιγραφή των διαθέσιμων πόρων-υπηρεσιών. Δύο προσεγγίσεις ακολουθούνται συνήθως στην υλοποίηση των υπερ-κόμβων σχετικά με τον τρόπο που αποκρίνονται στις αιτήσεις των κόμβων για την κατανάλωση κάποιου πόρου (π.χ. αναζήτηση κάποιου αρχείου): 1. Σε κάθε Υπερ-κόμβο είναι αποθηκευμένη ολόκληρη η περιγραφή όλων των πόρων-υπηρεσιών που είναι διαθέσιμες από το δίκτυο. Στην πράξη, αυτό μεταφράζεται στο γεγονός ότι κάθε Υπερ-κόμβος περιέχει ένα αντίγραφο ολόκληρου του καταλόγου με τους πόρους και τις υπηρεσίες του δικτύου. Σε αυτή την περίπτωση, ο Υπερ-κόμβος γνωρίζει ανά πάσα στιγμή αν ο πόροςυπηρεσία που απαιτήθηκε από κάποιον κόμβο είναι διαθέσιμος και επιπλέον την τοποθεσία στην οποία βρίσκεται. 2. Σε κάθε Υπερ-κόμβο είναι αποθηκευμένη μόνο η πληροφορία που αφορά τους κόμβους οι οποίοι είναι άμεσα συνδεδεμένοι με αυτόν. Σε αυτή την περίπτωση, οι αιτήσεις των χρηστών πρέπει να προωθηθούν με μια διαδικασία τύπου «καταρράκτη» στους υπόλοιπους Υπερ-κόμβους του δικτύου, μέχρι να βρεθεί ο επιθυμητός. Κάθε Υπερ-κόμβος αναζητά τον επιθυμητό πόρο (ή υπηρεσία) μέσα στον δικό του κατάλογο και αν δεν τον βρει προωθεί το ερώτημα στους άλλους Υπερ-κόμβους που είναι συνδεδεμένοι σε αυτόν. Τα αποτελέσματα, αν βρεθούν, αποστέλλονται στον Υπερ-κόμβο ο οποίος είχε εκκινήσει τη διαδικασία. Και οι δύο παραπάνω προσεγγίσεις έχουν πλεονεκτήματα, αλλά και μειονεκτήματα. Στην περίπτωση του μοναδικού καταλόγου, του οποίου αντίγραφα μοιράζονται όλοι οι Υπερ-κόμβοι, υπάρχει το πλεονέκτημα ότι προσφέρεται ταχύτερη και αποδοτικότερη αναζήτηση πόρων. Από την άλλη όμως, απαιτείται διαρκής 20

22 συγχρονισμός των αντιγράφων που βρίσκονται στους Υπερ-κόμβους, ενώ το αρχείο του καταλόγου αυτού μπορεί να πάρει τεράστιες διαστάσεις. Στην περίπτωση του κατανεμημένου καταλόγου απουσιάζει το θέμα του συγχρονισμού, παρόλα αυτά αφενός είναι αρκετά πολύπλοκη η υλοποίηση του μηχανισμού «καταρράκτη» που προαναφέρθηκε και αφ ετέρου η προσέγγιση αυτή είναι λιγότερο ανεκτική σε σφάλματα. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειώσουμε ότι για τις ανάγκες της παρούσας διπλωματικής, θεωρήσαμε ένα ομότιμο δίκτυο με Υπερ-κόμβους, στο οποίο οι κόμβοι που αποτελούν τις εφαρμογές πελάτη συνδέονται σε έναν Υπερ-κόμβο κάθε φορά. Ακόμη, για να είναι η επικοινωνία με το δίκτυο αποδοτικότερη για κινητές συσκευές, αλλά και για να είναι η υλοποίησή μας όσο το δυνατόν πιο γενική (ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν πελάτης σε διάφορα ομότιμα δίκτυα), θεωρήσαμε ότι το δίκτυο παρέχει την προσφερόμενη λειτουργικότητα σε μορφή δικτυακών υπηρεσιών μέσω μιας μονάδας που ονομάσαμε Gateway. 2.2 Αναζήτηση 3-Δ αντικειμένων Ο τομέας των 3Διάστατων γραφικών παρουσιάζει ιδιαίτερη ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια. Αυτό έχει σαν συνέπεια τη μεγάλη αύξηση του πλήθους των διαθέσιμων 3Διάσταατων μοντέλων, τα οποία βρίσκονται αρχειοθετημένα σε διάφορες συλλογές και χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε μια πλειάδα εφαρμογών, όπως o σχεδιασμός παιχνιδιών CAD/CAM [8], η ανάπτυξη computer animations, η μοριακή βιολογία [9], η αρχαιολογία [11][12][13][14] κ.ά. Το γεγονός αυτό έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη διάφορων πειραματικών μηχανών αναζήτησης 3Διάστατων αντικειμένων ( search engines for 3D shapes ) [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]. Μπορούμε να πούμε ότι το χαρακτηριστικότερο παράδειγμα τέτοιων μηχανών αναζήτησης αποτελεί η Princeton 3D Model Search Engine [15], η οποία αναπτύχθηκε από το πανεπιστήμιο του Princeton και υποστηρίζει αναζήτηση με βάση 2Διάστατες εικόνες-σκαριφήματα, 3Διάστατες εικόνες, αλλά και συνδυασμό των παραπάνω με αναζήτηση βασισμένη σε λέξεις-κλειδιά. Ακόμη, η μηχανή αναζήτησης 3DTrue Search Engine [52] είναι ένα εμπορικό εργαλείο που υποστηρίζει αναζήτηση μόνο με βάση λέξεις-κλειδιά σε μεγάλες βάσεις δεδομένων. Άλλες μηχανές αναζήτησης είναι η ITI Search Engine [53], η MeshNose [54], καθώς και 21

23 το σύστημα Geolus που αποτελεί κομμάτι του εμπορικού προϊόντος Partfinder [55]. Η διαδικασία της αναζήτησης 3Δ αντικειμένων είναι μια σύνθετη διαδικασία που παρουσιάζει πολλές και ιδιαίτερες προκλήσεις. Γενικά, είναι μια διαδικασία αρκετά δυσκολότερη από αυτές της αναζήτησης αρχείων κειμένου και 2Διάστατων εικόνων. Οι παραδοσιακές τεχνικές αναζήτησης βασισμένες σε σημασιολογικούς προσδιορισμούς (χαρακτηριστικά υψηλού επιπέδου, π.χ. κείμενο) δεν μπορούν να δώσουν ιδιαίτερα αξιόπιστα αποτελέσματα, εξαιτίας του γεγονότος ότι το κείμενο που μπορεί να συνοδεύει κάποιο 3Δ μοντέλο (όνομα αρχείου, περιγραφικά μεταδεδομένα κλπ.) δεν αποτελεί παρά έναν προσδιορισμό τον οποίο έχει προσδώσει ο ανθρώπινος παράγοντας, πάντα ελεγχόμενος για την υποκειμενικότητα της κρίσης του. Η αποτελεσματικότητα της αναζήτησης σε αυτή την περίπτωση εξαρτάται από τη γλώσσα, την κουλτούρα, την ηλικία, το φύλο, το μορφωτικό επίπεδο, τις εμπειρίες, καθώς και άλλους παράγοντες που μπορεί να επηρεάζουν την κρίση αυτού που θέτει τον προσδιορισμό στο μοντέλο. Επιπλέον, ένας τέτοιος προσδιορισμός μπορεί να είναι ασαφής, ημιτελής, ή περιορισμένος [25]. Για όλους τους παραπάνω λόγους, η έρευνα στον τομέα της αναζήτησης 3Δ μοντέλων έχει στραφεί τα τελευταία χρόνια στην κατεύθυνση του «ταιριάσματος» χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου κάποιας εισόδου (π.χ. 3Δ μοντέλο ή 2Δ εικόνα), με τα χαρακτηριστικά των μοντέλων που είναι διαθέσιμα σε κάποια βάση. Διάφοροι αλγόριθμοι, οι οποίοι εστιάζουν στην παραπάνω διαδικασία έχουν προταθεί για τη διαδικασία της αναζήτησης 3Δ αντικειμένων, όπως ο [51], ο οποίος δέχεται σαν είσοδο τα «χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου» ενός 3Δ αντικειμένου ή μιας 2Διάστατης εικόνας και τα ταιριάζει με αυτά των 3Δ μοντέλων που είναι διαθέσιμα, επιστρέφοντας σαν έξοδο μια λίστα με τα 3Δ μοντέλα που ταιριάζουν περισσότερο στην είσοδο (Σχήμα 2.5). Η λειτουργία του συγκεκριμένου αλγορίθμου βασίζεται στη δημιουργία 2Διάστατων «όψεων» των 3Διάστατων μοντέλων, στην εξαγωγή χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου των όψεων αυτών και στον έλεγχο της ομοιότητας των χαρακτηριστικών τους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.5, στην περίπτωση που η είσοδος είναι μια 2Διάστατη απεικόνιση, ο αλγόριθμος χρησιμοποιεί την είσοδο σαν «όψη» του ζητούμενου μοντέλου. Όσο πιο καθαρά και «έντονα» διαγεγραμμένη είναι η 22

24 απεικόνιση του ζητούμενου αντικειμένου στην 2Διάστατη είσοδο, τόσο καλύτερη είναι η λειτουργία του αλγορίθμου. Σχήμα 2.5: Μπλοκ διάγραμμα λειτουργίας του αλγορίθμου εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου που χρησιμοποιήθηκε Ο παραπάνω αλγόριθμος μπορεί να αποτελέσει τη βάση για ένα ολοκληρωμένο σύστημα αναζήτησης 3Διάστατων μοντέλων. Αν μάλιστα χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με μια διαδικασία «ταιριάσματος» χαρακτηριστικών υψηλού επιπέδου (λεκτικών περιγραφών κ.α.) μπορεί να δώσει ένα σύστημα το οποίο καλύπτει πλήρως τις ανάγκες των χρηστών για αναζήτηση 3Διάστατων αντικειμένων, όπως αυτές ορίζονται στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί ότι στα πλαίσια της ανάπτυξης της εφαρμογής 3D-CySeR χρησιμοποιήθηκε μια υλοποίηση της παραπάνω προσέγγισης, η οποία προσέφερε τη ζητούμενη λειτουργικότητα μέσω δικτυακών υπηρεσιών (W3C Web Services), όπως περιγράφεται αναλυτικότερα στην ενότητα Εφαρμογές κινητής υπολογιστικής Κινητές συσκευές Η φράση «κινητή υπολογιστική» (Mobile Computing) αποτελεί έναν γενικό όρο που περιγράφει τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσει κάποιος εφαρμογές υπολογιστικής «παντού και πάντα». Τη δυνατότητα αυτή παρέχουν οι σύγχρονοι «Κινητοί Υπολογιστές», όπως τα κινητά τηλέφωνα (Symbian-based Mobile phones) και τα PDA s (Personal Digital Assistants). Δύο χαρακτηριστικές σύγχρονες συσκευές φαίνονται στην Εικόνα

25 (α) (β) Εικόνα 2.1: Κινητό τηλέφωνο (α) και συσκευή PDA (β) Οι δύο αυτές κατηγορίες συσκευών έχουν σήμερα χαρακτηριστικά με ιδιαίτερο ενδιαφέρον, όπως δυνατούς επεξεργαστές (της τάξης των εκατοντάδων MHz), μεγάλη χωρητικότητα μνήμης (RAM τάξης δεκάδων Mbytes και μνήμη αποθήκευσης της τάξης μερικών Gbytes), αυξημένες δυνατότητες συνδεσιμότητας στο διαδίκτυο (Wi-Fi και GPRS), φωτογραφικές μηχανές υψηλής ανάλυσης (>1 Mpixels) κ.α., τα οποία παρέχουν ιδιαίτερα αυξημένες δυνατότητες στους χρήστες τους. Η κύρια διεπαφή εξόδου των συσκευών αυτών είναι μια (σχεδόν πάντα) έγχρωμη οθόνη με μέγεθος που συνήθως κυμαίνεται περίπου στις δύο ίντσες και με ανάλυση που μπορεί να φτάσει και τα 640x480 pixels. Επιπλέον, συνηθισμένη διεπαφή εξόδου αποτελεί η δυνατότητα δόνησής τους, ενώ έχουν αρκετά καλές δυνατότητες αναπαραγωγής ήχων, σε αρκετά καλή ποιότητα και υψηλή ένταση. Η βασική διεπαφή εισόδου όλων αυτών των συσκευών είναι τα πλήκτρα τους (κίνησης/επιλογών, αριθμητικά, συντομεύσεων κ.α.), ενώ και άλλες παρέχονται στους χρήστες, όπως η αναγνώριση φωνητικών εντολών, η αναγνώριση κίνησης κ.α. Σε σύγκριση με τους προσωπικούς υπολογιστές (PCs) πάντως, είναι χαρακτηριστική εδώ η έλλειψη των τυπικότερων διεπαφών, αυτών του πληκτρολογίου και του ποντικιού. Οι οθόνες αφής που παρέχονται από όλες τις PDA συσκευές και τις πλέον σύγχρονες συσκευές κινητών τηλεφώνων προσπαθούν να αναπληρώσουν την έλλειψη αυτή, και σε συνδυασμό με πληκτρολόγια αντίστοιχα των PCs πάνω στη συσκευή, αλλά και με το πληκτρολόγιο που προσφέρει το λειτουργικό σύστημα Windows Mobile στις PDA συσκευές, τα καταφέρνουν αρκετά καλά. Τέλος, ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό των κινητών συσκευών είναι ότι παρέχουν ιδιαίτερα αυξημένες δυνατότητες για εξατομίκευση των εφαρμογών, καθώς είναι 24

26 συσκευές που ο χρήστης έχει «πάντα» μαζί του κι έτσι «ζουν» μαζί του, ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν παντού και πάντα. Δίνουν έτσι τη δυνατότητα στις εφαρμογές τους να γνωρίζουν τα χαρακτηριστικά και τις συνήθειες του χρήστη και να αναπροσαρμόζονται με σκοπό να καλύπτουν τις ανάγκες του όσο το δυνατόν καλύτερα. Όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά πρέπει πάντα να λαμβάνονται υπ όψη από τους προγραμματιστές που αναπτύσσουν εφαρμογές γι αυτού του είδους τις συσκευές, αφού αφ ενός ορίζουν κάποιες εκμεταλλεύσιμες δυνατότητες και αφ ετέρου βασικούς περιορισμούς Ανάπτυξη εφαρμογών για κινητές συσκευές Σήμερα υπάρχουν διάφορα εργαλεία που επιτρέπουν την ανάπτυξη εφαρμογών για κινητές συσκευές, τα οποία διαφοροποιούνται ανάλογα με τον τύπο της συσκευής (κινητά τηλέφωνα ή PDAs). Γενικά, οι επικρατέστερες γλώσσες προγραμματισμού που χρησιμοποιούνται ευρύτατα είναι η Java [37], η C++ [38], αλλά και μια παραλλαγή της C++, η C# (C Sharp) [39]. Στην κατηγορία των Symbian-based κινητών τηλεφώνων έχουν επικρατήσει η Linux / Symbian - based, αλλά και η Java-based μέθοδος ανάπτυξης. Η πρώτη μέθοδος ουσιαστικά συνίσταται στη δημιουργία εφαρμογών με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού C++ που μπορούν να τρέξουν σε μια συσκευή κινητού τηλεφώνου. Η Java-based μέθοδος συνίσταται στην ανάπτυξη εφαρμογών με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Java, στην «έκδοσή της» για κινητά (J2ME) [40] που μπορούν να τρέξουν σε κάθε κινητό που υποστηρίζει την πλατφόρμα J2ME. Σε αυτό το σημείο πρέπει να σημειωθεί ότι η ανάπτυξη εφαρμογών για συσκευές κινητών τηλεφώνων απαιτεί μεγάλη προσοχή, καθώς εδώ δεν ισχύει ο χαρακτηρισμός Write once-run anywhere. Αυτό συμβαίνει γιατί κάθε συσκευή του εμπορίου έχει το δικό της λειτουργικό σύστημα και τα δικά της χαρακτηριστικά, που είναι διαφορετικά από αυτά σχεδόν όλων των άλλων συσκευών, ακόμα και αυτών που παράγονται από την ίδια εταιρία. Συνεπώς, μια εφαρμογή που αναπτύσσεται με οποιαδήποτε από τις προαναφερθείσες μεθόδους για μια συγκεκριμένη ομάδα συσκευών δεν είναι βέβαιο ότι θα λειτουργήσει σε άλλες με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, 25

27 αν δεν υποστεί πρώτα τροποποιήσεις, πολλές φορές μεγάλες, ειδικά στην περίπτωση της Symbian-based ανάπτυξης. Στην κατηγορία των PDA συσκευών η κατάσταση είναι λίγο διαφορετική. Όλες οι PDA συσκευές του εμπορίου χρησιμοποιούν το ίδιο λειτουργικό σύστημα, το Windows Mobile της Microsoft. Δύο διαφορετικές μέθοδοι ανάπτυξης εφαρμογών έχουν επικρατήσει και εδώ. Η πρώτη είναι βασισμένη στη γλώσσα προγραμματισμού Java και συνίσταται στην ανάπτυξη εφαρμογών για την πλατφόρμα J2ME, είτε για κάποια πλατφόρμα που αποτελεί υλοποίηση του πρωτοκόλλου CDC (Connected Device Configuration) [41] της Java, όπως η πλατφόρμα J9 (WEME) της IBM [42]. Η δεύτερη μέθοδος βασίζεται στην ανάπτυξη εφαρμογών Δικτυακές Υπηρεσίες (Web Services) σχεδιασμένων για την πλατφόρμα.net CF (.NET Compact Framework) της Microsoft. Η πλατφόρμα.net αποτελεί μια προσπάθεια της Microsoft στην κατεύθυνση της αρχιτεκτονικής που ορίζουν οι διάφορες πλατφόρμες της Java (J2SE, J2ME, ): H.NET CF δρα ως ένας «ενδιάμεσος» ανάμεσα στον κώδικα που έχει χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη της εφαρμογής και του λειτουργικού συστήματος της συσκευής PDA. Η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται ευρύτατα για την ανάπτυξη εφαρμογών βασισμένων στην.net CF είναι η C#, μια γλώσσα που στην ουσία αποτελεί μια μετεξέλιξη της C++ με πολλά χαρακτηριστικά (ακόμη και συντακτικό) δανεισμένα από τη γλώσσα προγραμματισμού Java. Καθότι όλες οι PDA συσκευές του εμπορίου χρησιμοποιούν το ίδιο λειτουργικό σύστημα (Windows Mobile), η ανάπτυξη εφαρμογών που βασίζεται στο.net Compact Framework υπακούει περισσότερο στον χαρακτήρα Write Once Run Anywhere, σε σχέση με τις άλλες μεθόδους, καθώς σε αυτή την περίπτωση οι εφαρμογές μπορούν πραγματικά να τρέξουν σε όλες τις PDA συσκευές με τον ίδιο τρόπο, κατ αντιστοιχία της Write Once Run Anywhere πρακτικής που είναι συνήθως ζητούμενο στις εφαρμογές προσωπικών υπολογιστών. Όποια μέθοδος προγραμματισμού από τις προαναφερθείσες κι αν χρησιμοποιηθεί, είναι γεγονός ότι οι κινητές συσκευές έχουν ακόμα αρκετά περιορισμένες δυνατότητες από πλευράς επεξεργαστικής ισχύος σε σχέση με αυτές των σύγχρονων 26

28 προσωπικών υπολογιστών. Το σκεπτικό ότι κάποιες λειτουργίες που απαιτούν ιδιαίτερα μεγάλη υπολογιστική ισχύ θα μπορούσαν να εκτελεστούν σε κάποιο προσωπικό υπολογιστή και στη συνέχεια το αποτέλεσμά τους να επιστραφεί και να χρησιμοποιηθεί από την κινητή συσκευή οδήγησε στη δημιουργία και αλματώδη ανάπτυξη της τεχνολογίας των «Δικτυακών Υπηρεσιών» (Web Services) [56]. Οι δικτυακές υπηρεσίες είναι στην ουσία «μέθοδοι» προσφερόμενες μέσω του διαδικτύου (ή οποιουδήποτε δικτύου) τις οποίες μπορεί να χρησιμοποιήσει κάποια εφαρμογή η οποία τρέχει σε μια συσκευή συνδεδεμένη σε αυτό (Σχήμα 2.6). Σχήμα 2.6: Λειτουργία των δικτυακών Υπηρεσιών Η τυποποιημένη έκδοση των δικτυακών υπηρεσιών που έχει επικρατήσει σήμερα και χρησιμοποιείται ευρύτατα για εμπορικούς και ερευνητικούς σκοπούς είναι αυτή που ορίζει το World Wide Web Consortium (W3C) [45]. Η λειτουργία των W3C Web Services [43][44] βασίζεται στην ανταλλαγή XML εγγράφων, γνωστών και ως SOAP (Simple Object Access Protocol) messages [46]. Κάθε δικτυακή υπηρεσία περιγράφεται πλήρως από ένα αρχείο τύπου WSDL (Web Services Description Language) [47], μέσα στο οποίο ορίζονται οι μέθοδοι που προσφέρει, μαζί με τις εισόδους και τις εξόδους τους. Ένα WSDL αρχείο αποτελεί συνεπώς την «ταυτότητα» της αντίστοιχης δικτυακής υπηρεσίας. Στην πράξη, ένα τέτοιο αρχείο είναι αρκετό για να αναπτυχθεί ο κατάλληλος κώδικας που θα χρησιμοποιήσει τη δικτυακή υπηρεσία, από την πλευρά του χρήστη. Στη συνέχεια, ο κώδικας αυτός τοποθετείται σε μια κατάλληλη εφαρμογή και της δίνει έτσι τη δυνατότητα να χρησιμοποιεί τη δικτυακή υπηρεσία όποτε αυτό είναι απαραίτητο. Το γεγονός ότι η επικοινωνία στις W3C Web Services μεταξύ «πελάτη» (client) και «διακομιστή» (server) στην ουσία πραγματοποιείται με την ανταλλαγή XML εγγράφων προσδίδει μια δυνατότητα πάρα πολύ σημαντική: Κάθε δικτυακή υπηρεσία 27

29 που υπακούει στα πρότυπα των W3C Web Services μπορεί να χρησιμοποιηθεί από κάθε εφαρμογή «πελάτη» (client application) που υπακούει στα ίδια πρότυπα, ανεξάρτητα από τη γλώσσα προγραμματισμού που έχει χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη της δικτυακής υπηρεσίας ή της εφαρμογής πελάτη (Java, C++, C#, κλπ.). Οι γλώσσες προγραμματισμού που έχουν επικρατήσει σήμερα για την ανάπτυξη δικτυακών υπηρεσιών, αλλά και για την ανάπτυξη εφαρμογών που τις χρησιμοποιούν, είναι η Java και η C# με τη χρήση της πλατφόρμας.net Αρχές Σχεδιασμού Διεπαφών Κινητών Συσκευών Λόγω της φύσης της αλληλεπίδρασης με τις κινητές συσκευές (μη ελεγχόμενο περιβάλλον χρήσης, πιθανώς εν κινήσει, ενθόρυβο κλπ.), αλλά και της μορφολογίας των συσκευών (μικρή οθόνη κλπ.) πρέπει να ακολουθούνται κάποιες βασικές αρχές σχεδιασμού κατά το σχεδιασμό των διεπαφών των εφαρμογών για τις συσκευές αυτές. Παρακάτω παρατίθενται δώδεκα από τις βασικότερες: 1. Ιεραρχικά μενού για εύκολη μεταφορά στην αρχική θέση με ακριβείς πληροφορίες πάνω σε μια περιορισμένη οθόνη. Προσφέρουν πλοήγηση που επιτρέπει την εύκολη και γρήγορη επιστροφή στην οθόνη που επιθυμεί ο χρήστης. 2. Απλά και σαφή μενού μεγέθους το πολύ μίας γραμμής. Η χρήση με πληκτρολόγιο για μενού μεγαλύτερα της μίας γραμμής δυσχεραίνεται και ο χρήστης τα προσπερνά. 3. Συνηθισμένες λειτουργίες όπως η εκκίνηση, η εντολή και η αναζήτηση πρέπει να βρίσκονται σε συγκεκριμένη θέση για να μπορούν να χρησιμοποιούνται από το χρήστη κάθε στιγμή. 4. Η χρήση μπάρας κύλισης για επιλογές του μενού ή περιεχόμενο μεγαλύτερο του ύψους της οθόνης είναι πολλές φορές απαραίτητη. Παρόλα αυτά, οι μπάρες κύλισης πρέπει να χρησιμοποιούνται με πολύ μεγάλη προσοχή, καθώς το οριζόντιο scrolling είναι πολύ δύσχρηστο στις κινητές συσκευές και καλό είναι να αποφεύγεται 5. Διαχωρισμός σημαντικών από λιγότερο σημαντικές πληροφορίες. Οι χρήστες χρησιμοποιούν τις κινητές συσκευές για να έχουν γρήγορη πρόσβαση σε σημαντικές πληροφορίες. Οι σημαντικές πληροφορίες πρέπει να διαχωρίζονται με χρήση συγκεκριμένων χαρακτήρων, συγκεκριμένου 28

30 χρώματος και άλλων χαρακτηριστικών καθώς και με βάση τη συγκεκριμένη θέση του χρήστη. 6. Εύκολοι και ευνόητοι τίτλοι. Η χρήση των τίτλων πρέπει να προάγει την αποτελεσματικότητα της πλοήγησης. Δύσκολοι τίτλοι για κατανόηση ή διάκριση αυξάνουν τη σκέψη του χρήστη και μειώνουν την απόδοση χρήσης 7. Αντί για εισαγωγή δεδομένων, επιλογή με χρήση εικονιδίων, όπου αυτό είναι εφικτό. Η επιλογή είναι συνήθως ευκολότερη από την εισαγωγή δεδομένων. 8. Ακριβής επεξεργαστική κατάσταση και ανατροφοδότηση μιας ενέργειας για το χρήστη. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας, η ταχύτητα του επεξεργαστή και άλλες πληροφορίες παρέχονται ήδη σε εφαρμογές για PDA και πρέπει να παρέχονται ακόμα καλύτερα στο μέλλον. 9. Σε κάθε οθόνη πρέπει να παρέχεται η λειτουργία για επιστροφή στην προηγούμενη οθόνη. Η πλοήγηση σε επόμενη ή προηγούμενη οθόνη πρέπει να γίνεται με τη χρήση κειμένου ή εικονιδίου. 10. Συνέπεια σχεδιασμού χωρίς πολλά χρώματα ή εικόνες σε κάθε οθόνη. Η χρήση πολλών χρωμάτων και εικόνων συνεπάγεται από έλλειψη συνέπειας γεγονός που μειώνει τη συγκέντρωση και την ταχύτητα του χρήστη. 11. Επαρκής χρήση έντονης γραμματοσειράς για σημαντική πληροφορία. Πρέπει να χρησιμοποιείται έντονη γραμματοσειρά για την ένδειξη μιας κατάστασης και απλή γραμματοσειρά για επιπλέον επεξηγήσεις. Η χρήση περισσότερων από δύο ή τριών ειδών γραμματοσειράς προκαλεί ασαφή διαχωρισμό της πληροφορίας. 12. Απλά κουμπιά και εικονίδια. Οι χρήστες πρέπει να αντιλαμβάνονται αυτό που βλέπουν στο σχεδιασμό με βάση τις πρότερες εμπειρίες τους 29

31 Κεφάλαιο 3 Ανάλυση Απαιτήσεων 3.1 Σκοπός της εφαρμογής Σκοπός της εφαρμογής 3D-CySeR είναι η αποτελεσματική αναζήτηση 3-Δ αντικειμένων μέσα σε ένα κατανεμημένο P2P δίκτυο και η ανάκτησή τους από αυτό. Πρέπει στο σημείο αυτό να τονιστεί ότι το ζητούμενο της παρούσας διπλωματικής δεν είναι η εξέταση της λειτουργίας των αλγορίθμων αναζήτησης 3-Δ αντικειμένων, αλλά η όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερη χρησιμοποίηση των δυνατοτήτων που παρέχει ένα P2P δίκτυο με «Υπερ-κόμβους», το οποίο χρησιμοποιεί τέτοιους αλγορίθμους και είναι σε θέση να παράσχει λειτουργικότητα που σχετίζεται με αυτούς (αναζήτησης και ανάκτησης) σε κινητές υπολογιστικές συσκευές. Σχήμα 3.1: Γενική αρχιτεκτονική σύνδεσης στο ομότιμο δίκτυο 30

32 Συγκεκριμένα, όπως φαίνεται και από το τμήμα της κόκκινης περιοχής του Σχήμα 3.1, εξετάζεται η εφαρμογή που αποτελεί ένα Mobile Edge Peer που συνδέεται στο ομότιμο δίκτυο, αλλά και η επικοινωνία της με αυτό. Η παρούσα διπλωματική εστιάζει έτσι στην ανάπτυξη μιας εφαρμογής, η οποία χρησιμοποιώντας ένα P2P δίκτυο με Υπερ-κόμβους είναι σε θέση να προσφέρει τη ζητούμενη λειτουργικότητα στους χρήστες της. Η υπό εξέταση εφαρμογή αποτελεί στην ουσία το μέσο διεπαφής ανάμεσα στους χρήστες και ένα οποιοδήποτε P2P δίκτυο που παρέχει τη λειτουργικότητά του μέσω δικτυακών υπηρεσιών, και το οποίο έχει την υποδομή να καλύψει τις ανάγκες αναζήτησης και ανάκτησης τρισδιάστατων αντικειμένων, όπως αυτές ορίζονται αφενός από τις ανάγκες των χρηστών μιας τέτοιας εφαρμογής (Ενότητα 3.3), και αφετέρου από τις δυνατότητες που προσφέρει η αιχμή της τεχνολογίας στο χώρο της αναζήτησης 3Διάστατων μοντέλων σήμερα (Ενότητα 2.2) 3.2 Κατηγορίες και χαρακτηριστικά χρηστών Η εφαρμογή 3D-CySeR απευθύνεται σε ένα αρκετά ευρύ φάσμα χρηστών, των οποίων οι ασχολίες σχετίζονται με τρισδιάστατες απεικονίσεις αντικειμένων. Ο κοινός παρονομαστής ανάμεσα σε όλους τους εν δυνάμει χρήστες της εφαρμογής είναι η ανάγκη για αναζήτηση και ανάκτηση αρχείων τρισδιάστατων απεικονίσεων, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί ανά πάσα στιγμή και οπουδήποτε. Μπορούμε να θεωρήσουμε τις παρακάτω πέντε βασικές κατηγορίες χρηστών της εφαρμογής 3D-CySeR: 1. Σχεδιαστές και προγραμματιστές 3Διάστατων παιχνιδιών 2. Παίκτες 3Διάστατων παιχνιδιών (WoW, Second Life κλπ.) που αναζητούν νέους avatars 3. Σχεδιαστές μηχανικών και μηχανολογικών εξαρτημάτων 4. Γραφίστες που χρησιμοποιούν αρχεία 3Διάστατων απεικονίσεων 5. Επιστήμονες που ασχολούνται με το χώρο των τρισδιάστατων απεικονίσεων γενικά Από τις παραπάνω ενδεικτικές ομάδες χρηστών φαίνεται ότι η εφαρμογή απευθύνεται σε ανθρώπους που γενικά είναι αρκετά εξοικειωμένοι με τις νέες τεχνολογίες και συνεπώς θα μπορούν σχετικά εύκολα να εξοικειωθούν με μια εφαρμογή σαν το 3D- CySeR. Παρόλα αυτά, το γεγονός ότι οι ασχολίες των χρηστών, πιθανώς και το 31

33 μορφωτικό τους επίπεδο, διαφοροποιούνται αρκετά από ομάδα σε ομάδα θα πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπ όψη κατά τη σχεδίαση αλλά και την ανάπτυξη της εφαρμογής. Το τελικό αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι μια εφαρμογή εύχρηστη και σχετικά απλή στη χρήση, έτσι ώστε να ικανοποιεί πλήρως όλους τους πιθανούς χρήστες της. 3.3 Γενικές απαιτήσεις εφαρμογής Η εφαρμογή θα πρέπει με τη λειτουργία της να καλύπτει μια σειρά από απαιτήσεις που θα έχουν οι χρήστες της και οι οποίες ορίζουν το πλαίσιο μέσα στο οποίο πρέπει να κινηθεί η όλη ανάπτυξή της: Γ.Α.1. Πρέπει να παρέχεται στους χρήστες δυνατότητα αναζήτησης με βάση: Γ.Α.1.α. Λέξεις κλειδιά Γ.Α.1.β. Δι-διάστατες εικόνες που απεικονίζουν άποψη του ζητούμενου Γ.Α.1.γ. Τρισδιάστατα μοντέλα παρόμοια με το ζητούμενο Γ.Α.1.δ. Συνδυασμό της «Γ.Α.1.α» με την «Γ.Α.1.β» ή την «Γ.Α.1.γ» Γ.Α.1.ε. Συνδυασμό των παραπάνω με περαιτέρω κριτήρια αναζήτησης, όπως «μέγιστο μέγεθος αποτελεσμάτων», επιθυμητό είδος αποτελεσμάτων κλπ. Αιτιολόγηση: Για να είναι η διαδικασία αναζήτησης τρισδιάστατων αντικειμένων όσο το δυνατόν πιο εύχρηστη αλλά και αποτελεσματική, πρέπει να παρέχεται στους χρήστες η δυνατότητα να χρησιμοποιήσουν τις τεχνικές αναζήτησης που ορίζουν την αιχμή της τεχνολογίας σήμερα στο χώρο της αναζήτησης τρισδιάστατων μοντέλων. Γ.Α.2. Οι χρήστες πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να σχεδιάσουν ένα σκαρίφημα του ζητούμενου μοντέλου. Αιτιολόγηση: Η απαίτηση προκύπτει από την Γ.Α.1.β. Η εφαρμογή πρέπει να δίνει στους χρήστες της τη δυνατότητα να σχεδιάσουν ένα σκαρίφημα του μοντέλου που αναζητούν. Το σχέδιό τους θα μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί σαν μια είσοδος «δι-διάστατης εικόνας» για την αναζήτηση τρισδιάστατων αντικειμένων. Αξίζει να σημειωθεί πως η συγκεκριμένη απαίτηση παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς η εφαρμογή θα λειτουργεί σε PDA συσκευές, οι οποίες, με τις 32

34 οθόνες αφής τους ( touch-screen ) είναι ιδιαίτερα εύχρηστες όταν οι χρήστες τους τις χρησιμοποιούν για να σχεδιάζουν σκίτσα. Γ.Α.3. Οι χρήστες πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν και να χρησιμοποιήσουν δι-διάστατες εικόνες που βρίσκονται στη συσκευή τους ως είσοδο για ένα ερώτημα αναζήτησης. Αιτιολόγηση: Σχεδόν όλες οι σύγχρονες κινητές συσκευές παρέχουν δυνατότητες λήψης φωτογραφιών οι οποίες αποθηκεύονται στη μνήμη τους. Ακόμη, παρέχεται συνήθως υψηλή χωρητικότητα μνήμης, με αποτέλεσμα να μπορούν να αποθηκεύσουν ιδιαίτερα μεγάλο πλήθος αρχείων εικόνας, υψηλής μάλιστα ανάλυσης. Η εφαρμογή πρέπει να δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να επιλέξουν αποθηκευμένες στη συσκευή εικόνες, ανάμεσά τους και φωτογραφίες που έχουν ληφθεί από την ίδια τη συσκευή. Οι επιλεγμένες φωτογραφίες, μετά από την κατάλληλη επεξεργασία τους, θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως είσοδοι για ερωτήματα αναζήτησης, σύμφωνα με την Γ.Α.1.β. Γ.Α.4. Οι χρήστες πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν και να χρησιμοποιήσουν 3Δ μοντέλα που βρίσκονται στη συσκευή τους ως είσοδο για ένα ερώτημα αναζήτησης. Αιτιολόγηση: Η υψηλή χωρητικότητα της μνήμης που προσφέρουν οι σύγχρονες κινητές συσκευές παρέχει στους χρήστες τη δυνατότητα να αποθηκεύουν σε αυτή αρχεία τρισδιάστατων μοντέλων. Ο χρήστης πρέπει μέσα από την εφαρμογή να μπορεί να επιλέξει ένα τρισδιάστατο μοντέλο που είναι αποθηκευμένο στη συσκευή του και στη συνέχεια να το χρησιμοποιήσει ως είσοδο για κάποιο ερώτημα αναζήτησης, σύμφωνα με την Γ.Α.1.γ. Γ.Α.5. Οι χρήστες πρέπει να μπορούν να συνδεθούν σε κοινότητες χρηστών με συγκεκριμένα ενδιαφέροντα και να αναζητήσουν 3Δ μοντέλα μέσα σε αυτές. Αιτιολόγηση: Το πλήθος των διαφορετικών ενδιαφερόντων που μπορεί να έχουν οι χρήστες ενός συστήματος σαν κι αυτό είναι δεδομένο. Η ομαδοποίηση των χρηστών ανάλογα με τα ενδιαφέροντα είναι επιτακτική, ώστε να διευκολυνθεί η αναζήτηση τρισδιάστατων αντικειμένων, η οποία από τη φύση της αποτελεί μια αλγοριθμικά ιδιαίτερα πολύπλοκη διαδικασία. 33

35 Γ.Α.6. Οι κοινότητες του ομότιμου δικτύου πρέπει να έχουν ομοιογένεια στις λειτουργίες που παρέχουν. Αιτιολόγηση: Η απαίτηση αυτή μπορεί να θεωρηθεί ως προαπαιτούμενο για την αποτελεσματική εκπλήρωση της απαίτησης Γ.Α.5. Είναι προφανές ότι για να έχει ένα σύστημα τη δυνατότητα να συνεργάζεται με πλήθος διαφορετικών κοινοτήτων, πρέπει να υπάρχει μια ομοιογένεια στις λειτουργίες που παρέχονται από αυτές. Γ.Α.7. Μετά την ολοκλήρωση μιας επιτυχημένης αναζήτησης, ο χρήστης πρέπει να λαμβάνει μια λίστα με συνοπτικές αλλά και όσο το δυνατόν πληρέστερες πληροφορίες για τα αποτελέσματα Αιτιολόγηση: Αφενός, τα αποτελέσματα μιας αναζήτησης μπορεί να είναι πολλά σε πλήθος. Όσο λιγότερες πληροφορίες για κάθε αποτέλεσμα σταλούν στο χρήστη, τόσο ταχύτερη και πιο αξιόπιστη θα είναι η απόκριση του συστήματος, δεδομένης της δικτυακής του φύσης. Αφετέρου, ο χρήστης πρέπει να λάβει όλη εκείνη την πληροφορία που είναι αρκετή για να κατανοήσει πλήρως τη φύση καθενός από τα αποτελέσματα της αναζήτησης, κάτι που είναι απαραίτητο για την αποτελεσματικότητα των επόμενων χειρισμών του. Για παράδειγμα, πληροφορίες όπως το μέγεθος, το είδος, εικόνες - δείγματα των 3Δ μοντέλων - αποτελεσμάτων κ.α. είναι απαραίτητο να παρουσιαστούν στο χρήστη, ώστε να έχει μια σαφή εικόνα των αποτελεσμάτων, πριν αποφασίσει να «κατεβάσει» κάποιο από τα αποτελέσματα στη συσκευή του. Γ.Α.8. Η εφαρμογή πρέπει να παρέχει στους χρήστες της τη δυνατότητα να «κατεβάσουν» κάποιο 3Δ αντικείμενο από το ομότιμο δίκτυο. Αιτιολόγηση: Μετά από μια επιτυχημένη αναζήτηση, ο χρήστης πρέπει να έχει τη δυνατότητα να ανακτήσει οποιοδήποτε από τα διαθέσιμα αποτελέσματα στην κινητή του συσκευή. Γ.Α.9. Οι χρήστες πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν αν θα «κατεβάσουν» ολόκληρο το τρισδιάστατο «αντικείμενο», μόνο το 3Δ μοντέλο, ή μόνο τις συνοδευτικές του πληροφορίες. Αιτιολόγηση: Τα τρισδιάστατα μοντέλα συνήθως συνοδεύονται από επεξηγηματικό υλικό για αυτά (αρχεία κειμένου, εικόνες, βίντεο κλπ.). Ο συνδυασμός του μοντέλου με το συνοδευτικό υλικό μπορεί να θεωρηθεί ως ένα αυτούσιο τρισδιάστατο 34

36 «αντικείμενο». Αφενός, η δυνατότητα να ανακτήσουν οι χρήστες ολόκληρο το «αντικείμενο» βελτιώνει σημαντικά την ευχρηστία του συστήματος. Αφετέρου όμως, δεδομένων των περιορισμών που κάποιες φορές παραθέτουν τα ασύρματα δίκτυα στα οποία συνδέονται οι κινητές συσκευές (ογκοχρέωση, χαμηλές ταχύτητες κ.α.), οι χρήστες πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν αν θα κατεβάσουν ολόκληρο το «αντικείμενο», ή οποιοδήποτε από τα κομμάτια του ξεχωριστά. Γ.Α.10. Η εφαρμογή πρέπει να υποστηρίζει τη δυνατότητα προβολής τρισδιάστατων μοντέλων. Αιτιολόγηση: Οι χρήστες πρέπει ανά πάσα στιγμή να μπορούν να δουν τα τρισδιάστατα μοντέλα που έχουν βρει και κατεβάσει από το ομότιμο δίκτυο κατά τη χρήση της εφαρμογής. Πρέπει να παρέχεται συνεπώς, με εύχρηστο τρόπο η δυνατότητα προβολής τρισδιάστατων αρχείων (3D model visualization). 35

37 Κεφάλαιο 4 Προδιαγραφή Συστήματος 4.1 Γενική αρχιτεκτονική του συστήματος Για την όσο το δυνατόν καλύτερη οργάνωση του έργου, ώστε να επιτευχθεί η αποτελεσματικότερη κάλυψη των απαιτήσεων που αναλύθηκαν στην παράγραφο 3.3, κρίθηκε σκόπιμο η εφαρμογή να χωριστεί σε 9 επιμέρους υποσυστήματα (Σχήμα 4.1), ένα από τα οποία (Υ/Σ 1) χωρίζεται σε περισσότερα του ενός τμήματα, για ακόμη σαφέστερο καταμερισμό των εργασιών της εφαρμογής: Σχήμα 4.1: Αρχιτεκτονική συστήματος 36

38 1. ΥΣ1: Υ/Σ σύνδεσης και επικοινωνίας με το P2P δίκτυο Το ΥΣ1 αποτελεί το συνδετικό κρίκο της εφαρμογής με το ομότιμο δίκτυο. Η επικοινωνία με το P2P δίκτυο θα πραγματοποιείται με την ανταλλαγή XML εγγράφων, και θα πρέπει να υποστηρίζει όλες εκείνες τις λειτουργίες που είναι απαραίτητες για την κάλυψη των απαιτήσεων της εφαρμογής. Το ΥΣ1 αποτελεί ένα ιδιαίτερα κομβικό σημείο της εφαρμογής, και για την καλύτερη δυνατή οργάνωσή του κρίθηκε σκόπιμο να χωριστεί σε δύο επιμέρους τμήματα: ΥΣ1α (XML Toolkit) Ο ρόλος του ΥΣ1α συνίσταται στην δημιουργία των XML αρχείων τα οποία αποστέλλονται στο P2P δίκτυο για την πραγματοποίηση των διάφορων λειτουργιών. Επιπλέον, το τμήμα αυτό θα έχει την ευθύνη της ανάλυσης των XML εγγράφων που θα επιστρέφονται σαν απάντηση από το δίκτυο στα διάφορα ερωτήματα. Ο ρόλος του ΥΣ1α είναι συνεπώς αυτός του «μεταφραστή» από και προς τη δομή των XML εγγράφων που θα ανταλλάσσονται ανάμεσα στην εφαρμογή και το ομότιμο δίκτυο. ΥΣ1β (P2P Toolkit) Το ΥΣ1β αποτελεί στην ουσία τη «γέφυρα» ανάμεσα στην εφαρμογή και το ομότιμο δίκτυο. Πρέπει να υποστηρίζει πλήρως και αξιόπιστα όλες τις λειτουργίες που αφορούν στην επικοινωνία εφαρμογής P2P δικτύου (με τη χρήση δικτυακών υπηρεσιών) και που είναι απαραίτητες για την ορθή λειτουργία της εφαρμογής, όπως η αναζήτηση 3Δ αντικειμένων, το «κατέβασμα» αρχείων από το δίκτυο κ.α. 2. ΥΣ2: Υ/Σ Επεξεργασίας εικόνας (Imaging Toolkit) Για να είναι η διαδικασία της αναζήτησης 3Δ μοντέλων με βάση 2Διάστατες εικόνες όσο το δυνατόν ταχύτερη και αξιόπιστη, είναι απαραίτητη η προεπεξεργασία των εικόνων, όπως αυτή αναλύεται στις παραγράφους 2.2 και 5.1. Το ΥΣ2 θα είναι υπεύθυνο για όλες εκείνες τις λειτουργίες που είναι απαραίτητες στα πλαίσια αυτής της προ-επεξεργασίας, εκτελώντας τους κατάλληλους αλγορίθμους. 3. ΥΣ3: Υ/Σ Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων για αναζήτηση 3Δ μοντέλων από το P2P δίκτυο 37

39 Το ΥΣ3 αποτελεί το τμήμα της εφαρμογής που δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να ορίσουν τις παραμέτρους των αναζητήσεών τους και να υποβάλλουν ερωτήματα αναζήτησης στο ομότιμο δίκτυο. 4. ΥΣ4: Υ/Σ επιλογής 3Δ μοντέλου ως είσοδο για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Το ΥΣ4 δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να επιλέξουν ένα 3Δ μοντέλο που είναι ήδη αποθηκευμένο στη συσκευή τους για να το χρησιμοποιήσουν ως είσοδο σε ένα ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων. Η διαδικασία αυτή πρέπει να είναι όσο το δυνατόν εύχρηστη, έχοντας ως σημείο εκκίνησης την παρουσίαση στον χρήστη μιας λίστας με τα 3Δ μοντέλα που υπάρχουν στη συσκευή του. Από τη λίστα αυτή, ο χρήστης θα μπορεί να επιλέξει το ζητούμενο. 5. ΥΣ5: Υ/Σ επιλογής 2Δ εικόνας ως είσοδο για την αναζήτηση 3Δ μοντέλου Ομοίως με το ΥΣ4, το ΥΣ5 θα παρουσιάζει στο χρήστη μια λίστα με τις εικόνες που είναι αποθηκευμένες στη συσκευή του. Από τις εικόνες αυτές θα μπορεί να επιλεγεί οποιαδήποτε, η οποία μετά την προ-επεξεργασία της (Υ/Σ 2) και την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου (Υ/Σ 7), θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε ένα ερώτημα για αναζήτηση 3Δ μοντέλων. 6. ΥΣ6: Υ/Σ σχεδίασης σκαριφήματος Το ΥΣ6 (καλύπτοντας την ΓΑ2) θα δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να σχεδιάσει ο ίδιος ένα σκίτσο του αντικειμένου το οποίο θέλει να αναζητήσει και να χρησιμοποιήσει στη συνέχεια το σκαρίφημα αυτό ως είσοδο. 7. ΥΣ7: Υ/Σ ανάλυσης 2Δ και 3Δ εισόδων Το ΥΣ7 θα είναι το τμήμα της εφαρμογής που θα εκτελεί τη διαδικασία εξαγωγής των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου των 2Δ εικόνων, αλλά και των 3Δ μοντέλων που θα χρησιμοποιούνται ως είσοδοι σε κάποιο ερώτημα αναζήτησης. Όπως έγινε αντιληπτό από την παράγραφο 2.2, η προ-επεξεργασία και η εξαγωγή χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου (Low Level Features Extraction LLFE ) αποτελεί προαπαιτούμενο για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων με βάση είτε 2Δ εικόνες, είτε 3Δ μοντέλα. Καθώς η διαδικασία LLFE είναι πολύπλοκη και απαιτεί αυξημένη υπολογιστική ισχύ, το Υ/Σ θα χρησιμοποιεί δικτυακές υπηρεσίες που παρέχουν αυτή τη λειτουργικότητα. 38

40 8. ΥΣ8: Υ/Σ εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης 3Δ μοντέλων και ανάκτησής τους Το ΥΣ8 θα είναι υπεύθυνο για την εμφάνιση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από κάποια αναζήτηση. Μέσα από αυτό, οι χρήστες θα μπορούν να «κατεβάσουν» διαθέσιμα αρχεία στη συσκευή τους, ενώ μετά την ανάκτηση των 3Δ μοντέλων, θα τους παρέχεται και η δυνατότητα να εκκινήσουν τη διαδικασία της «προβολής» των μοντέλων αυτών (3D visualization). 9. ΥΣ9: Υ/Σ προβολής 3Δ μοντέλων Το ΥΣ9 θα είναι το τμήμα της εφαρμογής που θα αναλαμβάνει την προβολή των 3Δ μοντέλων. Ο χρήστης, θα πρέπει να μπορεί να επιλέξει οποιοδήποτε 3Δ μοντέλο από αυτά που βρίσκονται αποθηκευμένα στη συσκευή του, και στη συνέχεια να θέσει (με εύχρηστο τρόπο) σε λειτουργία το ΥΣ9, το οποίο θα αναλαμβάνει την προβολή του. 10. ΥΣ10: Υ/Σ προσωποποίησης εφαρμογής Το ΥΣ10 θα είναι υπεύθυνο για την προσωποποίηση και την εφαρμογή των ρυθμίσεων του χρήστη. Πιο συγκεκριμένα, πρέπει να δίνει στο χρήστη δυνατότητες όπως την επιλογή της κοινότητας στην οποία θέλει να συνδεθεί κ.α. 4.2 Λειτουργίες Δομικών στοιχείων Εδώ αναλύονται τα παραπάνω Υ/Σ που αποτελούν τα δομικά στοιχεία της εφαρμογής. Η ανάλυση σε αυτή τη φάση εξετάζει τις απαραίτητες λειτουργίες των υποσυστημάτων, με τη θεώρησή τους ως «μαύρα κουτιά» που συνεργάζονται μεταξύ τους με σκοπό τη σωστή λειτουργία της εφαρμογής για την κάλυψη των απαιτήσεων των χρηστών ΥΣ1 - Υ/Σ σύνδεσης και επικοινωνίας με το P2P δίκτυο α ΥΣ1α (XML Toolkit) Λειτουργία Λ4.2.1.α.1 Λειτουργία Δημιουργία ενός XML αρχείου «εκκίνησης», το οποίο θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν ερώτημα στο ομότιμο δίκτυο, ώστε η εφαρμογή να συνδεθεί σε αυτό. Περιγραφή Το XML αρχείο «εκκίνησης» φέρει πληροφορίες σχετικές με την ταυτότητα του χρήστη και αποστέλλεται στο P2P δίκτυο κατά την προσπάθεια σύνδεσης της εφαρμογής σε αυτό. Η 39

41 Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα Αποτέλεσμα Παρενέργειες λειτουργία συνίσταται στην δημιουργία ενός XML αρχείου που φέρει τις κατάλληλες πληροφορίες και έχει την κατάλληλη δομή που ορίζει το ομότιμο δίκτυο. Στοιχεία του χρήστη Υ/Σ 10 (προσωποποίησης της εφαρμογής) Ένα XML αρχείο Υ/Σ 1β Το Υ/Σ 10 πρέπει να έχει τις απαραίτητες πληροφορίες για την ορθή δημιουργία του XML αρχείου «εκκίνησης». Δημιουργία του XML αρχείου εκκίνησης Αν το Υ/Σ 10 δεν έχει τις απαραίτητες πληροφορίες, το XML αρχείο θα σχηματιστεί, αλλά θα είναι ελλιπές Λειτουργία Λ4.2.1.α.2 Λειτουργία Κωδικοποίηση της εισόδου του χρήστη για ένα ερώτημα σε ένα XML αρχείο έτοιμο για αποστολή στο ομότιμο δίκτυο. Περιγραφή Η λειτουργία συνίσταται στην «μετάφραση» των επιλογών που έχει κάνει ο χρήστης προκειμένου να πραγματοποιήσει ένα ερώτημα, σε ένα XML αρχείο που έχει τη δομή την οποία ορίζει το P2P δίκτυο, και είναι έτοιμο να σταλεί σε αυτό. Είσοδοι Τα κριτήρια αναζήτησης που έχει ορίσει ο χρήστης Πηγές Υ/Σ 3 (επιλογής παραμέτρων αναζήτησης) Έξοδοι Ένα XML αρχείο Προορισμοί Υ/Σ 1β Προαπαιτούμενα Ο χρήστης να έχει θέσει τουλάχιστον ένα κριτήριο για την αναζήτηση Αποτέλεσμα Δημιουργία του XML αρχείου για την εκτέλεση της αναζήτησης Παρενέργειες - Λειτουργία Λ4.2.1.α.3 Λειτουργία Αποκωδικοποίηση της απάντησης του ομότιμου δικτύου μετά από την εκτέλεση ενός ερωτήματος αναζήτησης. Περιγραφή Η επικοινωνία εφαρμογής-δικτύου βασίζεται στην ανταλλαγή XML εγγράφων. Το P2P δίκτυο, μετά την εκτέλεση ενός ερωτήματος αναζήτησης, απαντά με ένα XML αρχείο που φέρει όλη την πληροφορία σχετικά με τα αποτελέσματα. Στόχος της λειτουργίας είναι η «αποκωδικοποίηση» της πληροφορίας που φέρει το XML αρχείο της απάντησης σε μια μορφή που μπορεί να κατανοήσει η υπόλοιπη εφαρμογή ώστε να παρουσιαστούν τα αποτελέσματα στο χρήστη. Είσοδοι Το XML αρχείο με το οποίο απαντά το δίκτυο μετά από την εκτέλεση ενός ερωτήματος. Πηγές Το ομότιμο δίκτυο Έξοδοι Αντικείμενα της εφαρμογής που φέρουν την πληροφορία των 40

42 Προορισμοί Προαπαιτούμενα Αποτέλεσμα Παρενέργειες αποτελεσμάτων Υ/Σ 8 (παρουσίασης αποτελεσμάτων) Το XML αρχείο απάντησης να έχει δομή συμβατή με την προκαθορισμένη του ομότιμου δικτύου Η πληροφορία σε μορφή κατανοήσιμη για την υπόλοιπη εφαρμογή Αν το XML αρχείο δεν έχει την κατάλληλη -προκαθορισμένηδομή, δεν θα είναι δυνατή η αποκωδικοποίησή του. Λειτουργία Λ4.2.1.α.4 Λειτουργία Δημιουργία ενός XML αρχείου για την εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης ενός αρχείου από το ομότιμο δίκτυο. Περιγραφή Η λειτουργία συνίσταται στην μετάφραση της ταυτότητας ενός αρχείου σε ένα XML έγγραφο, το οποίο είναι έτοιμο να αποσταλεί στο δίκτυο για την εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησής του. Είσοδοι Η «μοναδική ταυτότητα» ενός αρχείου Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Υ/Σ 8 Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Παρενέργειες - Υ/Σ 8 (παρουσίασης αποτελεσμάτων αναζήτησης) Ένα «XML έγγραφο εκκίνησης» της διαδικασίας ανάκτησης αρχείου από το P2P δίκτυο Δημιουργία του XML εγγράφου για την εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης ενός αρχείου από το δίκτυο β ΥΣ1β (P2P Toolkit) Λειτουργία Λ4.2.1.β.1 Λειτουργία Προώθηση των XML αρχείων σύνδεσης και αναζήτησης στο ομότιμο δίκτυο. Περιγραφή Η λειτουργία συνίσταται στην προώθηση των XML αρχείων που δημιουργούνται από τις λειτουργίες α.1 και α.2 στο ομότιμο δίκτυο, είτε για τη σύνδεση της εφαρμογής σε αυτό, είτε για την εκτέλεση ερωτημάτων αναζήτησης. Η πληροφορία για τον προορισμό των αρχείων (η κοινότητα στην οποία πρέπει να προωθηθούν) αντλείται από το Υ/Σ προσωποποίησης της εφαρμογής (Υ/Σ 10). Είσοδοι -XML αρχεία -Διεύθυνση IP της κοινότητας στην οποία πρέπει να προωθηθούν τα αρχεία Πηγές -Υ/Σ 1α -Υ/Σ 10 Έξοδοι XML αρχεία Προορισμοί Το ομότιμο δίκτυο, και συγκεκριμένα η επιλεγμένη κοινότητά 41

43 Προαπαιτούμενα Αποτέλεσμα Παρενέργειες του στην οποία είναι συνδεδεμένη η εφαρμογή Η εφαρμογή να είναι συνδεδεμένη σε μια κοινότητα του ομότιμου δικτύου Το XML αρχείο αποστέλλεται στο ομότιμο δίκτυο Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, η αποστολή αποτυγχάνει. Λειτουργία Λ4.2.1.β.2 Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας ανάκτησης αρχείου (download) από το ομότιμο δίκτυο. Περιγραφή Κάθε φορά που είναι απαραίτητη η ανάκτηση κάποιου αρχείου, η λειτουργία Λ4.2.1β.2 ενημερώνει το ομότιμο δίκτυο για την πρόθεση αυτή της εφαρμογής. Αν το αρχείο είναι διαθέσιμο, η διαδικασία ανάκτησής του εκκινείται, με την αποστολή στο δίκτυο ενός XML αρχείου το οποίο φέρει τις απαραίτητες πληροφορίες, όπως την ταυτότητα του αρχείου. Το αρχείο αυτό έχει δημιουργηθεί από τη λειτουργία Λ4.2.1.α.4. Είσοδοι Ένα «XML έγγραφο εκκίνησης» της διαδικασίας ανάκτησης αρχείου από το P2P δίκτυο Πηγές Υ/Σ 8 (εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης) Έξοδοι XML αρχείο με την ταυτότητα του αρχείου που πρέπει να ανακτηθεί. Προορισμοί Το ομότιμο δίκτυο, και συγκεκριμένα η επιλεγμένη κοινότητά του στην οποία είναι συνδεδεμένη η εφαρμογή Προαπαιτούμενα Η εφαρμογή να είναι συνδεδεμένη σε μια κοινότητα του ομότιμου δικτύου Αποτέλεσμα Παρενέργειες Το XML αρχείο αποστέλλεται στο ομότιμο δίκτυο Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, η εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης του αρχείου αποτυγχάνει ΥΣ2 - Υ/Σ Επεξεργασίας εικόνας (Imaging Toolkit) Λειτουργία Λ Λειτουργία Έλεγχος αν το σκαρίφημα της εικόνας ορίζει κλειστό σχήμα. Περιγραφή Το Υ/Σ δέχεται σαν είσοδο μια 2Δ εικόνα λευκού φόντου και ελέγχει αν στην εικόνα υπάρχει σχεδιασμένο κάποιο σχήμα που έχει κλειστό περίγραμμα. Στα πλαίσια της υλοποίησης της λειτουργίας αυτής αναπτύχθηκε ο αλγόριθμος ελέγχου κλειστού σχήματος που περιγράφεται στην παράγραφο Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Ναι Όχι Προορισμοί Υ/Σ 5 Μια 2Διάστατη εικόνα λευκού φόντου -Υ/Σ 5 (επιλογής 2Δ εικόνας ως είσοδο για ερώτημα αναζήτησης) -Υ/Σ 6 (Σχεδίασης σκαριφήματος) 42

44 Προαπαιτούμενα Η εικόνα που δίνεται σαν είσοδος πρέπει να έχει λευκό φόντο Αποτέλεσμα Απάντηση για το αν η εικόνα περιείχε κλειστό σχήμα Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εφαρμογή αλγορίθμου auto-fill Περιγραφή Το Υ/Σ δέχεται σαν είσοδο μια εικόνα στην οποία έχει αναγνωριστεί ότι υπάρχει κλειστό σχήμα. Η λειτουργία συνίσταται στην εφαρμογή του auto-fill αλγορίθμου που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής και περιγράφεται στην παράγραφο Είσοδοι Μια εικόνα στην οποία υπάρχει κάποιο κλειστό σχήμα Πηγές Υ/Σ 5 (επιλογής 2Δ εικόνας ως είσοδο για ερώτημα αναζήτησης) Έξοδοι Η επεξεργασμένη εικόνα Προορισμοί Υ/Σ 5 Προαπαιτούμενα Η εικόνα που αποτελεί την είσοδο πρέπει να έχει κάποιο κλειστό σχήμα Αποτέλεσμα Ολοκλήρωση της διαδικασίας προ-επεξεργασίας της 2Δ εικόνας. Η εικόνα είναι έτοιμη για εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της. Παρενέργειες ΥΣ3 - Υ/Σ Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων για αναζήτηση 3Δ μοντέλων από το P2P δίκτυο Λειτουργία Λ Λειτουργία Σύνδεση στο ομότιμο δίκτυο Περιγραφή Κατά την εκκίνησή της, η εφαρμογή προσπαθεί να συνδεθεί στην προ-επιλεγμένη κοινότητα του ομότιμου δικτύου. Αν το δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, η σύνδεση αποτυγχάνει και ο χρήστης ενημερώνεται γι αυτό. Στη συνέχεια, ανά πάσα στιγμή ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να ξανα-εκκινήσει τη διαδικασία σύνδεσης στο δίκτυο με το πάτημα ενός κουμπιού. Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Εκκίνηση της διαδικασίας σύνδεσης στο δίκτυο Προορισμοί Υ/Σ 1 Προαπαιτούμενα Η εφαρμογή να μην έχει συνδεθεί σε μια κοινότητα του ομότιμου δικτύου Αποτέλεσμα Αν το δίκτυο είναι πλέον διαθέσιμο, η εφαρμογή συνδέεται σε αυτό 43

45 Παρενέργειες Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι ακόμα διαθέσιμο, η εκκίνηση της διαδικασίας σύνδεσης σε αυτό αποτυγχάνει. Λειτουργία Λ Λειτουργία Επιλογή παραμέτρων όπως «όνομα αρχείου και άλλων συμπληρωματικών», όπως «κατηγορίες αντικειμένων για εφαρμογή αναζήτησης» κ.α., οι οποίοι θα χρησιμοποιηθούν ως είσοδοι στη διαδικασία αναζήτησης Περιγραφή Το Υ/Σ μέσω της γραφικής διεπαφής του δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να επιλέξει διάφορα κριτήρια αναζήτησης. Τα επιλεγμένα κριτήρια αποθηκεύονται σε κατάλληλες μεταβλητές του Υ/Σ, ώστε να χρησιμοποιηθούν όταν ο χρήστης εκκινήσει τη διαδικασία αναζήτησης 3Δ αντικειμένου Είσοδοι Οι επιλογές του χρήστη Πηγές Η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος Έξοδοι Κατάλληλες τιμές για την κάθε μεταβλητή Προορισμοί Κατάλληλες μεταβλητές του υποσυστήματος Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα - Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας επιλογής 2Δ εικόνας ως εισόδου για ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα με το πάτημα ενός κουμπιού να εκκινήσει τη διαδικασία επιλογής 2Δ εικόνας για τη χρησιμοποίησή της ως είσοδο σε ένα ερώτημα αναζήτησης Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Εντολή εκκίνησης της διαδικασίας επιλογής 2Δ εικόνας Προορισμοί Υ/Σ 5 (επιλογής 2Δ εικόνας για είσοδο) Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 5 εμφανίζεται στο χρήστη Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας επιλογής 3Δ μοντέλου ως εισόδου για ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα με το πάτημα ενός κουμπιού να εκκινήσει τη διαδικασία επιλογής 3Δ αντικειμένου για τη χρησιμοποίησή της ως είσοδο σε ένα ερώτημα αναζήτησης Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 44

46 Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Εντολή εκκίνησης της διαδικασίας επιλογής 2Δ εικόνας Προορισμοί Υ/Σ 4 (επιλογής 3Δ αντικειμένου για είσοδο) Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 4 εμφανίζεται στο χρήστη Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας σχεδίασης σκαριφήματος για χρησιμοποίησή του ως είσοδο σε ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα με το πάτημα ενός κουμπιού να εκκινήσει τη διαδικασία σχεδίασης σκαριφήματος αντικειμένου για τη χρησιμοποίησή του ως είσοδο σε ένα ερώτημα αναζήτησης Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 3 Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Εντολή εκκίνησης της διαδικασίας σχεδίασης σκαριφήματος Προορισμοί Υ/Σ 6 (Σχεδίασης σκαριφήματος) Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Η γραφική διεπαφή σχεδίασης σκαριφήματος του Υποσυστήματος 6 εμφανίζεται στο χρήστη Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Αποδοχή χαρακτηριστικών 2Δ εικόνας ή 3Δ μοντέλου που έχει επιλέξει ο χρήστης για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Αφού ο χρήστης σχεδιάσει κάποιο σκαρίφημα, ή επιλέξει κάποια 2Δ εικόνα ή κάποιο 3Δ αντικείμενο για είσοδο και η διαδικασία εξαγωγής των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου ολοκληρωθεί με επιτυχία, το Υ/Σ ενημερώνεται γι αυτό και λαμβάνει τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά, τα οποία αποθηκεύονται σε κατάλληλες μεταβλητές του Υποσυστήματος (διαφορετικές για 2Δ ή 3Δ είσοδο), έτοιμα να χρησιμοποιηθούν ως είσοδος σε κάποιο ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων. Για λόγους ευχρηστίας, μαζί με τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου το Υ/Σ 3 λαμβάνει ως είσοδο και μια μικρογραφία του επιλεχθέντος αντικειμένου, την οποία εμφανίζει σε ειδική θέση της γραφικής του διεπαφής χρήστη. Είσοδοι - Μια λίστα με τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου - Μια μικρογραφία του επιλεχθέντος αντικειμένου Πηγές - Υ/Σ 4 (Επιλογής 3Δ αντικειμένου για είσοδο) - Υ/Σ 5 (Επιλογής 2Δ αντικειμένου για είσοδο) 45

47 - Υ/Σ 6 (Σχεδίασης σκαριφήματος) Έξοδοι Τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά. Προορισμοί Κατάλληλες μεταβλητές του Υποσυστήματος Προαπαιτούμενα Να έχουν εξαχθεί επιτυχώς τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου Αποτέλεσμα -Τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά αποθηκεύονται σε κατάλληλες μεταβλητές του Υποσυστήματος -Η μικρογραφία του επιλεχθέντος στοιχείου εισόδου εμφανίζεται σε κατάλληλη θέση της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Ακύρωση αποδοχής χαρακτηριστικών 2Δ εικόνας ή 3Δ μοντέλου που έχει επιλέξει ο χρήστης για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Ο χρήστης έχει ανά πάσα στιγμή τη δυνατότητα να ακυρώσει την επιλογή ενός αντικειμένου ως είσοδο που έχει κάνει με το πάτημα ενός κουμπιού. Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Εντολή διαγραφής επιλεχθέντος αντικειμένου από τις εισόδους για αναζήτηση Προορισμοί Οι κατάλληλες μεταβλητές του Υποσυστήματος Προαπαιτούμενα Ο χρήστης να έχει ήδη επιλέξει κάποιο αντικείμενο (σκαρίφημα, 2Δ εικόνα ή 3Δ αντικείμενο) ως είσοδο για ερώτημα αναζήτησης Αποτέλεσμα -Καθαρισμός των μεταβλητών που κρατούσαν τα στοιχεία του επιλεχθέντος αντικειμένου -Ανανέωση (refresh) της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος ώστε να πάψει να εμφανίζεται η μικρογραφία του επιλεχθέντος αντικειμένου που διαγράφηκε Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκτέλεση ερωτήματος αναζήτησης 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Αφού ο χρήστης έχει επιλέξει τις κατάλληλες εισόδους που θέλει να θέσει σε ένα ερώτημα αναζήτησης, εκκινεί τη διαδικασία με το πάτημα ενός κουμπιού. Αρχικά οι επιλεγμένες είσοδοι μετατρέπονται σε ένα XML έγγραφο (με την εκκίνηση της λειτουργίας α.2), το οποίο στη συνέχεια αποστέλλεται στο ομότιμο δίκτυο για να εκτελεστεί το ερώτημα αναζήτησης, με την εκκίνηση της λειτουργίας β.1. Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 46

48 Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα Αποτέλεσμα Παρενέργειες Ο χρήστης Ένα XML αρχείο που περιγράφει τις επιλεγμένες εισόδους του ερωτήματος Υ/Σ 1 (Σύνδεσης και επικοινωνίας με το P2P δίκτυο) -Ο χρήστης να έχει ήδη επιλέξει κάποια κριτήρια αναζήτησης -Η εφαρμογή να είναι συνδεδεμένη σε μια κοινότητα του ομότιμου δικτύου Εκτέλεση του ερωτήματος αναζήτησης Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, η εκκίνηση της διαδικασίας αναζήτησης αποτυγχάνει. Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας εμφάνισης των αποτελεσμάτων αναζήτησης Περιγραφή Μετά την εκτέλεση ενός ερωτήματος αναζήτησης, το ομότιμο δίκτυο απαντά με ένα XML αρχείο που περιγράφει τα αποτελέσματα. Το αρχείο αυτό προωθείται στο Υ/Σ 8 και εκκινείται η διαδικασία εμφάνισης των αποτελεσμάτων της αναζήτησης στο χρήστη Είσοδοι Το XML αρχείο περιγραφής των αποτελεσμάτων Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα Αποτέλεσμα Παρενέργειες - Το ομότιμο δίκτυο -Το XML αρχείο αποτελεσμάτων -Εντολή εκκίνησης της διαδικασίας εμφάνισης των αποτελεσμάτων Υ/Σ 8 (εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης) Να έχει εκτελεστεί ένα ερώτημα αναζήτησης με την εφαρμογή να είναι συνδεδεμένη στο ομότιμο δίκτυο Εμφάνιση της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 7 (εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης) Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας προσωποποίησης εφαρμογής Περιγραφή Ο χρήστης έχει ανά πάσα στιγμή τη δυνατότητα να εκκινήσει τη διαδικασία προσωποποίησης της εφαρμογής που του εμφανίζει τη γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 10 Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Εντολή εκκίνησης της διαδικασίας προσωποποίησης της εφαρμογής Προορισμοί Υ/Σ 10 (Προσωποποίησης της εφαρμογής) Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφάνιση της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 47

49 10 Παρενέργειες ΥΣ4 - Υ/Σ επιλογής 3Δ μοντέλου ως είσοδο για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Λειτουργία Λ Λειτουργία Εμφάνιση των 3Δ μοντέλων που υπάρχουν στη συσκευή του χρήστη Περιγραφή Το Υ/Σ διαβάζει τα 3Δ αντικείμενα που είναι αποθηκευμένα στη συσκευή του χρήστη και εμφανίζει μια λίστα με μικρογραφίες τους και συνοπτικές πληροφορίες για αυτά. Η λειτουργία εκτελείται αυτόματα με την εμφάνιση στον χρήστη της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος 4 Είσοδοι Τα αρχεία 3Δ μοντέλων που υπάρχουν στη συσκευή του χρήστη Πηγές Η μνήμη αποθήκευσης της συσκευής του χρήστη Έξοδοι Μια λίστα με μικρογραφίες των 3Δ αντικειμένων και συνοπτικές πληροφορίες για αυτά Προορισμοί Η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφάνιση λίστας με μικρογραφίες και συνοπτικές πληροφορίες για τα 3Δ αντικείμενα που βρίσκονται αποθηκευμένα στη συσκευή του χρήστη Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Επιλογή 3Δ μοντέλου για χρησιμοποίηση ως εισόδου σε ερώτημα αναζήτησης Περιγραφή Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να επιλέξει οποιοδήποτε από τα 3Δ αντικείμενα που περιέχονται στη λίστα η οποία έχει εμφανιστεί από την εκτέλεση της λειτουργίας , ώστε, μετά την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου του να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος για την εκτέλεση ερωτήματος αναζήτησης 3Δ αντικειμένων Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 4 Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι -Εκκίνηση της διαδικασίας εξαγωγής των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου του 3Δ αντικειμένου που έχει επιλεγεί -Τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου του 3Δ αντικειμένου -Μια μικρογραφία του 3Δ αντικειμένου Προορισμοί Υ/Σ 3 (Υποβολής ερωτημάτων) Προαπαιτούμενα Ο χρήστης να έχει επιλέξει ένα από τα υπάρχοντα 3Δ αντικείμενα που εμφανίζονται στη λίστα 48

50 Αποτέλεσμα Εκκίνηση της λειτουργίας Εμφάνιση της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος 3 Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας προβολής 3Δ αντικειμένου που υπάρχει ήδη στη συσκευή του χρήστη Περιγραφή Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να επιλέξει οποιοδήποτε από τα 3Δ αντικείμενα που περιέχονται στη λίστα που έχει εμφανιστεί από την εκτέλεση της λειτουργίας , ώστε να εκκινηθεί η Λειτουργία Λ και να ξεκινήσει η διαδικασία προβολής του αντικειμένου (3D Visualization). Στο χρήστη εμφανίζεται η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 9 Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι -Εντολή εκκίνησης της διαδικασίας προβολής του 3Δ αντικειμένου που έχει επιλεγεί -Η διαδρομή (path) του αρχείου στη συσκευή του χρήστη Προορισμοί Υ/Σ 9 (Προβολής 3Δ αντικειμένων) Προαπαιτούμενα Ο χρήστης να έχει επιλέξει ένα από τα υπάρχοντα 3Δ αντικείμενα που εμφανίζονται στη λίστα Αποτέλεσμα Εκκίνηση της λειτουργίας Εμφάνιση της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 9 Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Ακύρωση διαδικασίας επιλογής 3Δ αντικειμένου Περιγραφή Ο χρήστης μπορεί ανά πάσα στιγμή να επιστρέψει στη γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 3, χωρίς να επιλέξει κάποιο 3Δ μοντέλο για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι - Προορισμοί - Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφάνιση της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος 3 Παρενέργειες - 49

51 4.2.5 ΥΣ5 - Υ/Σ επιλογής 2Δ εικόνας ως είσοδο για την αναζήτηση 3Δ μοντέλου Λειτουργία Λ Λειτουργία Εμφάνιση των 2Δ εικόνων που υπάρχουν στη συσκευή του χρήστη Περιγραφή Το Υ/Σ διαβάζει τα αρχεία εικόνων που είναι αποθηκευμένα στη συσκευή του χρήστη και εμφανίζει μια λίστα με μικρογραφίες τους και συνοπτικές πληροφορίες για αυτά. Η λειτουργία εκτελείται αυτόματα με την εμφάνιση στον χρήστη της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος Είσοδοι Τα αρχεία εικόνων που υπάρχουν στη συσκευή του χρήστη Πηγές Η μνήμη αποθήκευσης της συσκευής του χρήστη Έξοδοι Μια λίστα με μικρογραφίες των 2Δ εικόνων και συνοπτικές πληροφορίες για αυτές Προορισμοί Η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 5 Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφάνιση λίστας με μικρογραφίες και συνοπτικές πληροφορίες για τα αρχεία εικόνων που βρίσκονται αποθηκευμένα στη συσκευή του χρήστη Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εμφάνιση λεπτομερειών αποθηκευμένης εικόνας Περιγραφή Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να επιλέξει οποιοδήποτε από τις εικόνες που περιέχονται στη λίστα που έχει εμφανιστεί από την εκτέλεση της λειτουργίας , ώστε να εμφανιστεί η εικόνα σε μεγαλύτερο μέγεθος, μαζί με διάφορες λεπτομέρειες σχετικά με αυτήν Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι - Προορισμοί - Προαπαιτούμενα Ο χρήστης να έχει επιλέξει μία από τις εικόνες που εμφανίζονται στη λίστα Αποτέλεσμα Εμφάνιση της εικόνας σε μεγαλύτερο μέγεθος, μαζί με λεπτομέρειες για αυτή Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Σχεδιασμός περιγράμματος επιθυμητού αντικειμένου πάνω σε επιλεγμένη εικόνα από το χρήστη Περιγραφή Αφού ο χρήστης εμφανίσει μια αποθηκευμένη εικόνα στο 50

52 Είσοδοι Πηγές Έξοδοι πλήρες της μέγεθος, έχει τη δυνατότητα να σχεδιάσει πάνω της, σημειώνοντας το περίγραμμα του αντικειμένου που θέλει να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος στην αναζήτηση 3Δ μοντέλων. Κατά τον σχεδιασμό του περιγράμματος δημιουργείται ένα νέο αρχείο εικόνας, πάνω στο οποίο σημειώνεται το σχέδιο που δημιουργεί ο χρήστης. Το αρχείο αυτό δεν εμφανίζεται στο χρήστη, αλλά χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της 2Δ εικόνας. Παράλληλα, εμφανίζεται πάνω στην εικόνα το περίγραμμα που σχεδιάζει ο χρήστης Η σχεδίαση του περιγράμματος ενός αντικειμένου Ο χρήστης Ένα «κρυφό» αρχείο εικόνας λευκού φόντου με το σχέδιο του χρήστη Προορισμοί Μια κατάλληλη μεταβλητή του Υποσυστήματος 5 Προαπαιτούμενα Να έχει επιλεγεί μια από τις αποθηκευμένες εικόνες και να έχει εμφανιστεί στο πλήρες της μέγεθος Αποτέλεσμα Δημιουργείται ένα «κρυφό» αρχείο εικόνας, πάνω στο οποίο σημειώνεται το σχέδιο που δημιουργεί ο χρήστης. Το σχέδιο του χρήστη εμφανίζεται επίσης πάνω στην εικόνα την οποία έχει επιλέξει και βλέπει Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Επιλογή της εικόνας για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος για αναζήτηση Περιγραφή Ο χρήστης επιλέγει να χρησιμοποιηθεί μια επιλεγμένη εικόνα ως είσοδος για ερώτημα αναζήτησης Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 5 Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι - Προορισμοί - Προαπαιτούμενα Ο χρήστης να έχει επιλέξει μία από τις εικόνες που εμφανίζονται στη λίστα, και έχει σχεδιάσει πάνω της ένα περίγραμμα του επιθυμητού αντικειμένου Αποτέλεσμα Εκκίνηση της λειτουργίας Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση της διαδικασίας προ-επεξεργασίας της 2Δ εικόνας Περιγραφή Όταν ο χρήστης ολοκληρώσει τη σχεδίαση του περιγράμματος της λειτουργίας και δηλώσει ότι η εικόνα είναι πλέον έτοιμη να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε ερώτημα αναζήτησης (Λ ), εκκινείται η διαδικασία προ-επεξεργασίας της 51

53 Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί «κρυφής» εικόνας με το περίγραμμα, της οποίας το πρώτο στάδιο είναι να ελεγχθεί από το Υ/Σ 2 κατά πόσο το σχέδιο του χρήστη ορίζει κλειστό σχήμα. Αν η πρώτη φάση απαντήσει θετικά, σε δεύτερη φάση εφαρμόζεται από το Υ/Σ 2 ο αλγόριθμος auto-fill, εκκινείται η Λ , και τελικά η προεπεξεργασμένη εικόνα επιστρέφεται στο Υποσύστημα 5, το οποίο εκκινεί τη Λειτουργία Λ Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 5 Ο χρήστης Η «κρυφή» εικόνα με το σχέδιο του χρήστη Υ/Σ 2 (Επεξεργασίας εικόνας) Προαπαιτούμενα Ο χρήστης να έχει επιλέξει μία από τις εικόνες που εμφανίζονται στη λίστα και να έχει σχεδιάσει πάνω σε αυτή Αποτέλεσμα Αν ο χρήστης είχε σχεδιάσει κλειστό περίγραμμα στην εικόνα, επιστρέφεται από το Υ/Σ 2 η εικόνα που αποτελεί το αποτέλεσμα της προ-επεξεργασίας και εκκινούνται οι Λειτουργίες Λ και Λ Σε αντίθετη περίπτωση το Υ/Σ ενημερώνεται για το γεγονός ότι ο χρήστης δεν είχε σχεδιάσει κλειστό σχήμα στην εικόνα και εμφανίζει αντίστοιχο μήνυμα στο χρήστη Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της εικόνας Περιγραφή Το Υ/Σ δίνει μια προ-επεξεργασμένη 2Δ εικόνα στο Υ/Σ 7 και εκκινεί τη διαδικασία εξαγωγής των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της. Είσοδοι - Πηγές - Έξοδοι Μια προ-επεξεργασμένη εικόνα Προορισμοί Υ/Σ 7 (Εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου) Προαπαιτούμενα Η 2Δ εικόνα πρέπει να είναι προ-επεξεργασμένη Αποτέλεσμα Εκκινείται η Λειτουργία Λ για την ανάκτηση των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της εικόνας Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Ορισμός των εξαχθέντων χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου εικόνας ως εισόδου για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Αφού το Υ/Σ 7 επεξεργαστεί την επιλεγμένη εικόνα και απαντήσει με τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της, το Υ/Σ 5 ειδοποιεί το Υ/Σ 3 ότι μια δι-διάστατη εικόνα έχει επιλεχθεί από το χρήστη και είναι έτοιμη να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε ένα ερώτημα αναζήτησης. Η λειτουργία εκκινεί τη 52

54 Λειτουργία Λ του Υ/Σ 3 Είσοδοι - Πηγές - Έξοδοι - Μια λίστα με τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου - Μια μικρογραφία της επιλεγμένης εικόνας Προορισμοί Υ/Σ 3 (Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων) Προαπαιτούμενα Να έχουν εξαχθεί επιτυχώς τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της εικόνας Αποτέλεσμα Εκκινείται η Λειτουργία Λ και εμφανίζεται στο χρήστη η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 3 Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Ακύρωση διαδικασίας επιλογής 2Δ εικόνας Περιγραφή Ο χρήστης μπορεί ανά πάσα στιγμή να επιστρέψει στη γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 3, χωρίς να επιλέξει κάποια 2Δ εικόνα για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι - Προορισμοί - Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφάνιση της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος 3 Παρενέργειες ΥΣ6 - Υ/Σ Σχεδίασης σκαριφήματος Λειτουργία Λ Λειτουργία Σχεδίαση σκαριφήματος επιθυμητού αντικειμένου Περιγραφή Εμφανίζεται στο χρήστη μια λευκή (κενή) εικόνα, πάνω στην οποία ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να σχεδιάσει μια εικόνα (σκαρίφημα), η οποία θα χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε ερώτημα αναζήτησης. Δυνατότητες διόρθωσης του σχεδίου (π.χ. σβήσιμο) παρέχονται στο χρήστη Είσοδοι Η σχεδίαση του σκαριφήματος ενός αντικειμένου Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Μια 2Δ εικόνα με το σχεδιασμένο σκαρίφημα Προορισμοί Μια κατάλληλη μεταβλητή του Υποσυστήματος 6 Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Δημιουργείται ένα αρχείο εικόνας, πάνω στο οποίο είναι σχεδιασμένο το σκαρίφημα που έχει σχεδιάσει ο χρήστης. Το 53

55 αρχείο αποθηκεύεται σε μια κατάλληλη μεταβλητή του Υποσυστήματος, έτοιμο για περαιτέρω επεξεργασία Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Αποθήκευση σχεδιασμένου σκαριφήματος Περιγραφή Ο χρήστης μπορεί ανά πάσα στιγμή να αποθηκεύσει μόνιμα το σχεδιασμένο σκαρίφημα στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής, ώστε να μπορεί να το χρησιμοποιήσει στο μέλλον Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Ένα αρχείο εικόνας με το σχεδιασμένο σκαρίφημα Προορισμοί Η μνήμη αποθήκευσης της συσκευής Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Αποθήκευση του αρχείου εικόνας στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εμφάνιση των αποθηκευμένων σκαριφημάτων Περιγραφή Το Υ/Σ διαβάζει όλα τα αρχεία εικόνων με τα σκαριφήματα που είναι αποθηκευμένα στη συσκευή του χρήστη (έχουν αποθηκευτεί από τη Λειτουργία Λ ) και εμφανίζει μια λίστα με μικρογραφίες τους και συνοπτικές πληροφορίες για αυτά. Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Έξοδοι Ο χρήστης Μια λίστα με μικρογραφίες των αποθηκευμένων σκαριφημάτων και συνοπτικές πληροφορίες για αυτά Προορισμοί Η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 6 Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Παρενέργειες - Εμφάνιση λίστας με μικρογραφίες και συνοπτικές πληροφορίες για τα σκαριφήματα που βρίσκονται αποθηκευμένα στη συσκευή του χρήστη Λειτουργία Λ Λειτουργία Επιλογή σκαριφήματος για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε ερώτημα αναζήτησης Περιγραφή Ο χρήστης ανά πάσα στιγμή μπορεί να επιλέξει το σχέδιο που έχει μέχρι τώρα δημιουργήσει, ώστε αυτό να χρησιμοποιηθεί ως 54

56 Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Παρενέργειες - είσοδος σε ένα ερώτημα αναζήτησης. Επίσης, μπορεί να επιλέξει οποιοδήποτε από τα σκαριφήματα της λίστας που έχει εμφανίσει η Λειτουργία Λ για τον ίδιο σκοπό. Σαν αποτέλεσμα της Λ , εκκινείται η Λειτουργία Λ για την έναρξη της προ-επεξεργασίας του σκαριφήματος Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Ο χρήστης Το σχεδιασμένο ή επιλεγμένο σκαρίφημα Λειτουργία Λ Εκκινείται η Λειτουργία Λ για την έναρξη της προεπεξεργασίας του σκαριφήματος Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση της διαδικασίας προ-επεξεργασίας του επιθυμητού σκαριφήματος Περιγραφή Εκκινείται η διαδικασία προ-επεξεργασίας της εικόνας που περιέχει το επιθυμητό σκαρίφημα, της οποίας το πρώτο στάδιο είναι να ελεγχθεί από το Υ/Σ 2 κατά πόσο το σχέδιο του χρήστη ορίζει κλειστό σχήμα. Αν η πρώτη φάση απαντήσει θετικά, σε δεύτερη φάση εφαρμόζεται από το Υ/Σ 2 ο αλγόριθμος autofill και τελικά η προ-επεξεργασμένη εικόνα επιστρέφεται στο Υποσύστημα 6, το οποίο εκκινεί τη Λειτουργία Λ Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Η εικόνα με το σχέδιο του χρήστη Προορισμοί Υ/Σ 2 (Επεξεργασίας εικόνας) Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Αν η εικόνα περιέχει σκαρίφημα που ορίζει κλειστό σχήμα, επιστρέφεται από το Υ/Σ 2 η εικόνα που αποτελεί το αποτέλεσμα της προ-επεξεργασίας και εκκινείται η Λειτουργία Λ Σε αντίθετη περίπτωση το Υ/Σ ενημερώνεται για το ότι ο χρήστης δεν είχε σχεδιάσει κλειστό σχήμα, και εμφανίζει αντίστοιχο μήνυμα στο χρήστη Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου του επιθυμητού σκαριφήματος Περιγραφή Το Υ/Σ δίνει μια προ-επεξεργασμένη 2Δ εικόνα στο Υ/Σ 7 και εκκινεί τη διαδικασία εξαγωγής των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της (Λ ) Είσοδοι - 55

57 Πηγές - Έξοδοι Μια προ-επεξεργασμένη εικόνα με το σκαρίφημα Προορισμοί Υ/Σ 7 (Εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου) Προαπαιτούμενα Η εικόνα με το σκαρίφημα πρέπει να είναι προ-επεξεργασμένη Αποτέλεσμα Εκκινείται η Λειτουργία Λ για την ανάκτηση των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της εικόνας με το σκαρίφημα Παρενέργειες - Λειτουργία Λειτουργία Ορισμός των εξαχθέντων χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου σκαριφήματος ως εισόδου για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Περιγραφή Αφού το Υ/Σ 7 επεξεργαστεί την εικόνα του επιθυμητού σκαριφήματος και απαντήσει με τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της, το Υ/Σ 6 ειδοποιεί το Υ/Σ 3 ότι ένα σκαρίφημα έχει επιλεχθεί από το χρήστη και είναι έτοιμο να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε ένα ερώτημα αναζήτησης. Η λειτουργία εκκινεί τη λειτουργία Λ του Υ/Σ 3 Είσοδοι - Πηγές - Έξοδοι - Μια λίστα με τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου - Μια μικρογραφία της εικόνας με το σκαρίφημα Προορισμοί Υ/Σ 3 (Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων) Προαπαιτούμενα Να έχουν εξαχθεί επιτυχώς τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της εικόνας με το σκαρίφημα Αποτέλεσμα Εκκινείται η λειτουργία Λ και εμφανίζεται στο χρήστη η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 3 Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Ακύρωση διαδικασίας σχεδίασης σκαριφήματος Περιγραφή Ο χρήστης μπορεί ανά πάσα στιγμή να επιστρέψει στη γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος 3, χωρίς να επιλέξει κάποιο σχεδιασμένο σκαρίφημα για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε αναζήτηση 3Δ αντικειμένων Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος 6 Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι - Προορισμοί - Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφάνιση της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος 3 Παρενέργειες - 56

58 4.2.7 ΥΣ7 - Υ/Σ ανάλυσης 2Δ και 3Δ εισόδων Λειτουργία Λ Λειτουργία Εξαγωγή χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου 2Δ εικόνας Περιγραφή Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί -Υ/Σ 5 ή Υ/Σ 6 Προαπαιτούμενα Αποτέλεσμα Παρενέργειες Τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της 2Δ εικόνας εξάγονται με τη χρήση ενός κατάλληλου αλγορίθμου. Ο αλγόριθμος αυτός καλείται μέσω του διαδικτύου, με τη χρήση Δικτυακών Υπηρεσιών Μια προ-επεξεργασμένη εικόνα - Υ/Σ 5 (Επιλογής 2Δ εικόνας) - Υ/Σ 6 (Σχεδίασης σκαριφήματος) Μια λίστα με τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της εικόνας -Η εικόνα εισόδου να έχει υποστεί την απαραίτητη προεπεξεργασία -Η συσκευή να έχει ενεργή σύνδεση στο διαδίκτυο Εξάγονται τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της 2Δ εικόνας Αν η σύνδεση της συσκευής στο διαδίκτυο δεν είναι ενεργή, η λειτουργία αποτυγχάνει Λειτουργία Λ Λειτουργία Εξαγωγή χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου 3Δ μοντέλου Περιγραφή Τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου του 3Δ μοντέλου εξάγονται με τη χρήση ενός κατάλληλου αλγορίθμου. Ο αλγόριθμος αυτός καλείται μέσω του διαδικτύου, με τη χρήση Δικτυακών Υπηρεσιών Είσοδοι Ένα αρχείο 3Δ μοντέλου Πηγές Έξοδοι - Υ/Σ 4 (Επιλογής 3Δ μοντέλου) Μια λίστα με τα εξαχθέντα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου της εικόνας Προορισμοί - Υ/Σ 4 Προαπαιτούμενα -Η συσκευή να έχει ενεργή σύνδεση στο διαδίκτυο Αποτέλεσμα Εξάγονται τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου του 3Δ μοντέλου Παρενέργειες Αν η σύνδεση της συσκευής στο διαδίκτυο δεν είναι ενεργή, η λειτουργία αποτυγχάνει 57

59 4.2.8 ΥΣ8 - Υ/Σ εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης 3Δ μοντέλων και ανάκτησής τους Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση διαδικασίας αποκωδικοποίησης XML αρχείου αποτελεσμάτων Περιγραφή Το XML αρχείο που περιέχει τα αποτελέσματα μιας αναζήτησης προωθείται στο Υ/Σ 1β και καλείται η λειτουργία Λ4.2.1.α.3 για την αποκωδικοποίησή του. Η λειτουργία εκκινείται αυτόματα με τη λήψη εντολής για εμφάνιση των αποτελεσμάτων αναζήτησης από το Υ/Σ 3 Είσοδοι - Πηγές - Έξοδοι Ένα XML αρχείο με τα αποτελέσματα της αναζήτησης Προορισμοί Υ/Σ 1β (XML Toolkit) Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Παρενέργειες - To XML αρχείο αποκωδικοποιείται και εκκινείται η λειτουργία Λ για την εμφάνιση των αποτελεσμάτων στο χρήστη Λειτουργία Λ Λειτουργία Εμφάνιση λίστας με τα αποτελέσματα αναζήτησης 3Δ μοντέλων Περιγραφή Εμφανίζεται μια λίστα με συνοπτικές πληροφορίες για τα αποτελέσματα που είχε η αναζήτηση. Ταυτόχρονα εκκινείται και η διαδικασία ανάκτησης μικρογραφιών των αποτελεσμάτων, ώστε να εμφανιστούν οι μικρογραφίες αυτές στη λίστα όταν ανακτηθούν από το δίκτυο. Είσοδοι Το αποτέλεσμα της αποκωδικοποίησης του XML αρχείου με τα αποτελέσματα Πηγές Λ Έξοδοι Μια λίστα με συνοπτικές πληροφορίες και μικρογραφίες των αποτελεσμάτων Προορισμοί Η γραφική διεπαφή χρήστη του Υποσυστήματος Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφάνιση στο χρήστη μιας λίστας με συνοπτικές πληροφορίες και μικρογραφίες των αποτελεσμάτων Παρενέργειες Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, η εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης του αρχείου αποτυγχάνει. Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης των εικόνων που αποτελούν τις μικρογραφίες των αποτελεσμάτων Περιγραφή Για κάθε αποτέλεσμα το οποίο δηλώνει ότι έχει μικρογραφία την οποία μπορεί να ανακτήσει το σύστημα, εκτελείται μια διαδικασία «κατεβάσματος» της μικρογραφίας αυτής από το 58

60 Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Παρενέργειες δίκτυο, με τη δημιουργία του κατάλληλου XML αρχείου -με την εκκίνηση της λειτουργίας Λ4.2.1.α.4- για την εκκίνηση της διαδικασίας, και στη συνέχεια με την εκκίνηση της λειτουργίας Λ4.2.1.β.2 του Υ/Σ 1β για την ανάκτηση των αρχείων. Η διαδικασία αυτή πρέπει να παρακολουθείται από νήματα (threads), τα οποία εκτελούνται στο παρασκήνιο για κάθε εικόνα και ελέγχουν αν έχει ολοκληρωθεί η επιτυχής ανάκτησή της, με την εκκίνηση της λειτουργίας Λ Με την ολοκλήρωση της ανάκτησης της κάθε εικόνας, ανανεώνεται η λίστα με τα αποτελέσματα, ώστε πλέον να εμφανίζεται δίπλα στις συνοπτικές πληροφορίες η μικρογραφία. Στην περίπτωση που ένα αποτέλεσμα δεν έχει μικρογραφία, εμφανίζεται κατάλληλο μήνυμα στη αντίστοιχη θέση της λίστας Η δικτυακή διεύθυνση από την οποία θα ανακτηθεί η κάθε μικρογραφία Λειτουργία Λ Οι ανακτηθείσες μικρογραφίες Η λίστα με τα αποτελέσματα της αναζήτησης Ανανεώνεται η λίστα με τα αποτελέσματα, ώστε πλέον να εμφανίζονται δίπλα στις συνοπτικές πληροφορίες οι μικρογραφίες τους Αν ένα αποτέλεσμα δεν έχει μικρογραφία, εμφανίζεται κατάλληλο μήνυμα στη αντίστοιχη θέση της λίστας των αποτελεσμάτων Λειτουργία Λ Λειτουργία Εμφάνιση λεπτομερειών για ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα αναζήτησης Περιγραφή Ο χρήστης επιλέγει κάποιο από τα αποτελέσματα της λίστας που έχει εμφανίσει η λειτουργία Λ και ζητά να δει περισσότερες πληροφορίες για το αποτέλεσμα αυτό. Εμφανίζεται στο χρήστη η μικρογραφία (δείγμα) του 3Δ μοντέλου σε μεγαλύτερο μέγεθος από αυτό της λίστας, καθώς και το σύνολο των πληροφοριών που είχαν επιστραφεί από το ομότιμο δίκτυο για το αντικείμενο αυτό Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Το σύνολο των πληροφοριών του αποτελέσματος Προορισμοί Η γραφική διεπαφή του Υποσυστήματος Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Εμφανίζεται στο χρήστη η μικρογραφία (δείγμα) του 3Δ μοντέλου σε μεγαλύτερο μέγεθος από αυτό της λίστας, καθώς και το σύνολο των πληροφοριών που είχαν επιστραφεί από το ομότιμο δίκτυο για το αντικείμενο αυτό Παρενέργειες - 59

61 Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης του συνόλου των αρχείων συγκεκριμένου αποτελέσματος Περιγραφή Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει οποιοδήποτε από τα αποτελέσματα και να εκκινήσει τη διαδικασία ανάκτησης όλων των αρχείων (αρχείο 3Δ μοντέλου και αρχεία με συμπληρωματικές πληροφορίες) που αποτελούν το σύνολο του 3Δ αντικειμένου. Αφού δημιουργηθεί το κατάλληλο XML αρχείο με την εκκίνηση της λειτουργίας α.4 για την εκκίνηση της διαδικασίας, εκκινείται η λειτουργία Λ4.2.1.β.2 του Υ/Σ 1β για την ανάκτηση των αρχείων. Η διαδικασία παρακολουθείται από διάφορα νήματα (threads) τα οποία ενημερώνουν το χρήστη για την κατάστασή της, μετά την εκκίνηση της λειτουργίας Η διαδικασία μπορεί να ακυρωθεί ανά πάσα στιγμή με την εκκίνηση της λειτουργίας Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα -Η ταυτότητα του ζητούμενου αντικειμένου -Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Ο χρήστης Τα ανακτηθέντα αρχεία Η μνήμη αποθήκευσης της συσκευής -Να είναι διαθέσιμο το ομότιμο δίκτυο -Να είναι διαθέσιμα τα ζητούμενα αρχεία στο ομότιμο δίκτυο -Να υπάρχει αρκετός χώρος στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής για να αποθηκευτούν τα ανακτηθέντα αρχεία Αποτέλεσμα Τα αρχεία που συνθέτουν το ζητούμενο αντικείμενο αποθηκεύονται στη συσκευή. Ο χρήστης ενημερώνεται για την ολοκλήρωση της διαδικασίας, ενώ μπορεί πλέον να προχωρήσει και στην εκκίνηση της διαδικασίας προβολής του 3Δ μοντέλου. Παρενέργειες Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, ή τα ζητούμενα αρχεία δεν είναι διαθέσιμα μέσα σε αυτό ή δεν υπάρχει αρκετός διαθέσιμος χώρος στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής, η εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης των αρχείων αποτυγχάνει. Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης ενός συγκεκριμένου αρχείου που ανήκει σε ένα αποτέλεσμα αναζήτησης Περιγραφή Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει οποιοδήποτε από τα αποτελέσματα και να εκκινήσει τη διαδικασία ανάκτησης ενός συγκεκριμένου αρχείου από αυτά που αποτελούν το σύνολο του αντικειμένου (είτε το αρχείο του 3Δ μοντέλου είτε ένα από τα αρχεία με συμπληρωματικές πληροφορίες). Αφού δημιουργηθεί το κατάλληλο XML αρχείο με την εκκίνηση της λειτουργίας α.4 για την εκκίνηση της διαδικασίας, εκκινείται η λειτουργία Λ4.2.1.β.2 του Υ/Σ 1β για την ανάκτηση των αρχείων. Η διαδικασία παρακολουθείται από διάφορα νήματα (threads) τα οποία ενημερώνουν το χρήστη για την κατάστασή 60

62 Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα Αποτέλεσμα Παρενέργειες της, μετά την εκκίνηση της λειτουργίας Η διαδικασία μπορεί να ακυρωθεί ανά πάσα στιγμή με την εκκίνηση της λειτουργίας Η ταυτότητα του ζητούμενου αρχείου -Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Ο χρήστης Το ανακτηθέν αρχείο Η μνήμη αποθήκευσης της συσκευής -Να είναι διαθέσιμο το ομότιμο δίκτυο -Να είναι διαθέσιμο το ζητούμενο αρχείο στο ομότιμο δίκτυο -Να υπάρχει αρκετός χώρος στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής για α αποθηκευτεί το ανακτηθέν αρχείο Το ζητούμενο αρχείο ανακτάται από το ομότιμο δίκτυο και αποθηκεύεται στη συσκευή. Ο χρήστης ενημερώνεται για την ολοκλήρωση της διαδικασίας Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, ή τα ζητούμενα αρχεία δεν είναι διαθέσιμα μέσα σε αυτό ή δεν υπάρχει αρκετός διαθέσιμος χώρος στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής, η εκκίνηση της διαδικασίας ανάκτησης των αρχείων αποτυγχάνει. Λειτουργία Λ Λειτουργία Ακύρωση της διαδικασίας ανάκτησης κάποιου αρχείου που είναι σε εξέλιξη Περιγραφή Ο χρήστης έχει ανά πάσα στιγμή τη δυνατότητα να ακυρώσει τη διαδικασία ανάκτησης αρχείων (διακοπή των λειτουργιών και ) με το πάτημα ενός κουμπιού Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι - Προορισμοί - Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Διακοπή των λειτουργιών και Παρενέργειες - Λειτουργία Λ Λειτουργία Παρακολούθηση της κατάστασης των διαδικασιών κατεβάσματος που έχουν ξεκινήσει και είναι ενεργές (active downloads). Περιγραφή Η λειτουργία εκκινείται από τις λειτουργίες , και Η κατάσταση των αρχείων των οποίων η ανάκτηση είναι σε εξέλιξη αρχικά καταγράφονται ως «ενεργή», ενώ εκκινείται ειδικό νήμα που ελέγχει την κατάσταση των «ενεργών» αυτών αρχείων. Μόλις ολοκληρωθεί η διαδικασία ανάκτησης του κάθε αρχείου, η κατάστασή του ορίζεται ως 61

63 Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Παρενέργειες - «ολοκληρωμένη». Η λειτουργία που είχε εκκινήσει τη διαδικασία ανάκτησης ενημερώνεται για την ολοκλήρωσή της και μπορεί πλέον να προχωρήσει σε περαιτέρω επεξεργασία των αρχείων. - Η ταυτότητα του αρχείου προς ανάκτηση - Λειτουργία Λ Λειτουργία Λ Λειτουργία Λ Κατάσταση της ανάκτησης των αρχείων Κατάλληλες μεταβλητές του υποσυστήματος Καταγραφή της κατάστασης της ανάκτησης του κάθε αρχείου σε κατάλληλες μεταβλητές Λειτουργία Λ Λειτουργία Εκκίνηση της διαδικασίας προβολής ενός 3Δ αντικειμένου του οποίου η ανάκτηση έχει ολοκληρωθεί Περιγραφή Μετά την ολοκλήρωση της ανάκτησης ενός 3Δ μοντέλου, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να εκκινήσει τη διαδικασία προβολής του (εκκίνηση της λειτουργίας ) με το πάτημα ενός κουμπιού Είσοδοι Το πάτημα ενός κουμπιού της γραφικής διεπαφής χρήστη του Υποσυστήματος Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Η διαδρομή του φυσικού αρχείου του μοντέλου στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής Προορισμοί Υ/Σ 9 Προαπαιτούμενα Το αρχείο του 3Δ μοντέλου να έχει ανακτηθεί επιτυχώς και να έχει αποθηκευτεί στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής του χρήστη Αποτέλεσμα Εκκίνηση της Λειτουργίας Παρενέργειες ΥΣ9 - Υ/Σ προβολής 3Δ μοντέλων Λειτουργία Λ Λειτουργία Προβολή 3Δ μοντέλου που βρίσκεται αποθηκευμένο στη συσκευή του χρήστη Περιγραφή Το Υ/Σ παίρνει ως είσοδο τη διαδρομή του φυσικού αρχείου του μοντέλου μέσα στη συσκευή και το προβάλλει, δίνοντας στο χρήστη όλες τις τυπικές δυνατότητες χειρισμού της διαδικασίας προβολής, όπως να «στρίψει» το μοντέλο κ.α. Είσοδοι Διαδρομή του φυσικού αρχείου του μοντέλου μέσα στη συσκευή 62

64 Πηγές - Υ/Σ 4 (Επιλογής 3Δ μοντέλου για είσοδο) - Υ/Σ 7 (Εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης) Έξοδοι - Προορισμοί - Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Προβολή του 3Δ μοντέλου Παρενέργειες ΥΣ10 - Υ/Σ προσωποποίησης εφαρμογής Λειτουργία Λ Λειτουργία Εμφάνιση των διαθέσιμων κοινοτήτων του ομότιμου δικτύου Περιγραφή Είσοδοι Πηγές Έξοδοι Προορισμοί Προαπαιτούμενα - Αποτέλεσμα Παρενέργειες - Με την εμφάνιση της γραφικής διεπαφής του Υποσυστήματος 10 στο χρήστη, εμφανίζεται και μια λίστα με τις διαθέσιμες κοινότητες του δικτύου στο οποίο η εφαρμογή είναι συνδεδεμένη Οι κοινότητες του ομότιμου δικτύου Η μνήμη αποθήκευσης της συσκευής Μια λίστα με τις διαθέσιμες κοινότητες του ομότιμου δικτύου Η γραφική διεπαφή χρήστη του Υποσυστήματος Μια λίστα με τις διαθέσιμες κοινότητες του ομότιμου δικτύου εμφανίζεται στο χρήστη Λειτουργία Λ Λειτουργία Επιλογή νέας κοινότητας από τις διαθέσιμες και σύνδεση σε αυτή Περιγραφή Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει οποιαδήποτε από τις διαθέσιμες κοινότητες του ομότιμου δικτύου και να συνδεθεί σε αυτή Είσοδοι Το όνομα της επιλεγμένης κοινότητας Πηγές Ο χρήστης Έξοδοι Τα στοιχεία της νέας κοινότητας στην οποία είναι συνδεδεμένος ο χρήστης Προορισμοί Κατάλληλες μεταβλητές του Υποσυστήματος Προαπαιτούμενα Το ομότιμο δίκτυο να είναι διαθέσιμο Αποτέλεσμα Τα στοιχεία της νέας κοινότητας καταγράφονται σε κατάλληλες μεταβλητές και η εμφάνιση της εφαρμογής τροποποιείται με βάση την κοινότητα στην οποία είναι συνδεδεμένη Παρενέργειες Αν το ομότιμο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο, η ολοκλήρωση της διαδικασίας αποτυγχάνει 63

65 4.3 UML Διαγράμματα Συστήματος Διαγράμματα Xρήσης Γραφικών Διεπαφών Χρήστη Εδώ παρουσιάζονται τα UML Διαγράμματα Χρήσης (Use Case Diagrams), τα οποία περιγράφουν τη συμπεριφορά του συστήματος από την οπτική γωνία των χρηστών. Στα σχήματα που ακολουθούν, παραθέτονται οι επιλογές που δίνουν στο χρήστη οι γραφικές διεπαφές των βασικών Υποσυστημάτων. Αυτές υποστηρίζονται από τις λειτουργίες των Υποσυστημάτων, όπως αναλύθηκαν στην παράγραφο Διάγραμμα χρήσης Γραφικής Διεπαφής Υ/Σ 3 Σχήμα 4.2: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Σύνθεσης και Υποβολής ερωτημάτων για την αναζήτηση 3Δ αντικειμένων 64

66 Η γραφική διεπαφή του Υ/Σ 3 (Σχήμα 4.2) δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να συνθέσει ένα ερώτημα αναζήτησης. Μπορεί να επιλέξει διάφορες παραμέτρους ως φίλτρα της αναζήτησης, αλλά και 2Δ εικόνες ή 3Δ μοντέλα ως είσοδο χρησιμοποιώντας τις γραφικές διεπαφές των Υποσυστημάτων 5 ή 6 και 4 αντίστοιχα, τα διαγράμματα χρήσης των οποίων παρουσιάζονται παρακάτω Διάγραμμα χρήσης Γραφικής Διεπαφής Υ/Σ 4 Σχήμα 4.3: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Επιλογής 3Δ μοντέλου Η γραφική διεπαφή του Υ/Σ 4 (Σχήμα 4.3) δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να επιλέξει κάποιο 3Δ μοντέλο που είναι αποθηκευμένο στη συσκευή του ως είσοδο για ένα ερώτημα αναζήτησης 3Δ μοντέλων. Ο χρήστης έχει επίσης τη δυνατότητα να εκκινήσει τη διαδικασία προβολής ενός από τα αποθηκευμένα 3Δ μοντέλα, ώστε να έχει πλήρη εικόνα του μοντέλου που πρόκειται να επιλέξει. 65

67 Διάγραμμα χρήσης Γραφικής Διεπαφής Υ/Σ 5 Σχήμα 4.4: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Επιλογής 2Δ εικόνας Η γραφική διεπαφή του Υ/Σ 5 (Σχήμα 4.4) δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να επιλέξει κάποια 2Δ εικόνα που είναι αποθηκευμένη στη συσκευή του ως είσοδο για ένα ερώτημα αναζήτησης 3Δ μοντέλων. Μετά την επιλογή της εικόνας, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να σχεδιάσει το περίγραμμα του επιθυμητού αντικειμένου που περιέχεται στην εικόνα, ώστε το συγκεκριμένο αντικείμενο να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος. Στο χρήστη δίνεται επίσης η δυνατότητα να αναζητήσει μέσα σε όλους τους φακέλους της μνήμης αποθήκευσης της συσκευής του εικόνες που πληρούν τα κριτήριά του. 66

68 Διάγραμμα χρήσης Γραφικής Διεπαφής Υ/Σ 6 Σχήμα 4.5: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος Σχεδίασης Σκαριφήματος Η γραφική διεπαφή του Υ/Σ 6 (Σχήμα 4.5) δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να σχεδιάσει το σκαρίφημα ενός αντικειμένου, για να το χρησιμοποιήσει στη συνέχεια ως είσοδο σε ένα ερώτημα αναζήτησης. Στο χρήστη δίνεται επίσης η δυνατότητα να αποθηκεύσει ανά πάσα στιγμή το σχέδιό του για το χρησιμοποιήσει στο μέλλον, αλλά και να επιλέξει οποιοδήποτε από τα ήδη αποθηκευμένα σκαριφήματά του. 67

69 Διάγραμμα χρήσης Γραφικής Διεπαφής Υ/Σ8 Σχήμα 4.6: Διάγραμμα χρήσης γραφικής διεπαφής Υποσυστήματος εμφάνισης αποτελεσμάτων αναζήτησης και ανάκτησής τους Η γραφική διεπαφή του Υ/Σ 8 (Σχήμα 4.6), αφού εμφανίσει μια λίστα με τα αποτελέσματα της αναζήτησης, δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να επιλέξει οποιοδήποτε από αυτά και να δει περισσότερες πληροφορίες. Στο σημείο αυτό, ο χρήστης μπορεί να εκκινήσει τη διαδικασία της ανάκτησης είτε ολόκληρου του 3Δ «αντικειμένου» (3Δ μοντέλο & συμπληρωματικά αρχεία), είτε να ανακτήσει καθένα από τα αρχεία που το αποτελούν ξεχωριστά. Αφού ανακτήσει κάποιο 3Δ μοντέλο από το ομότιμο δίκτυο, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να εκκινήσει τη διαδικασία προβολής του (3D model Visualization). 68

70 4.3.2 UML Διαγράμματα Ροής Λειτουργιών Συστήματος Στην ενότητα αυτή παραθέτονται τα διαγράμματα Ροής Λειτουργιών που αντιστοιχούν στις βασικές λειτουργίες του συστήματος, όπως αυτές προκύπτουν από την παράγραφο 4.3.1, και περιγράφησαν στην ενότητα 4.2. Οι λειτουργίες που είναι σημειωμένες με κόκκινο στα παρακάτω διαγράμματα αναφέρονται στην κλήση κάποιας Δικτυακής Υπηρεσίας (Web Service) που προσφέρει την απαιτούμενη λειτουργικότητα Διάγραμμα ροής λειτουργιών διαδικασίας σχεδίασης σκαριφήματος Σχήμα 4.7: UML Διάγραμμα ροής λειτουργιών της διαδικασίας σχεδίασης σκαριφήματος 69

71 Στο διάγραμμα του Σχήματος 4.7 φαίνεται η ροή των λειτουργιών που οδηγεί το χρήστη στη σχεδίαση ενός σκαριφήματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε κάποιο ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων. Σαν αρχική κατάσταση θεωρείται εκείνη όπου στον χρήστη έχει εμφανιστεί η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ Διάγραμμα ροής λειτουργιών διαδικασίας επιλογής 2Δ εικόνας για χρήση σε ερώτημα αναζήτησης Σχήμα 4.8: UML Διάγραμμα ροής λειτουργιών της διαδικασίας επιλογής 2Δ εικόνας 70

72 Στο διάγραμμα του Σχήματος 4.8 φαίνεται η ροή των λειτουργιών που οδηγεί το χρήστη στην επιλογή μιας δι-διάστατης εικόνας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος σε κάποιο ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων. Σαν αρχική κατάσταση θεωρείται εκείνη όπου στον χρήστη έχει εμφανιστεί η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ Διάγραμμα ροής λειτουργιών διαδικασίας επιλογής 3Δ μοντέλου για χρήση σε ερώτημα αναζήτησης Σχήμα 4.9: UML Διάγραμμα λειτουργιών της διαδικασίας επιλογής 3Δ μοντέλου Στο διάγραμμα του Σχήματος 4.9 φαίνεται η ροή των λειτουργιών που οδηγεί το χρήστη στην επιλογή ενός τρισδιάστατου μοντέλου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως 71

73 είσοδος σε κάποιο ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων. Σαν αρχική κατάσταση θεωρείται εκείνη όπου στον χρήστη έχει εμφανιστεί η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ Διάγραμμα ροής λειτουργιών διαδικασίας υποβολής ερωτήματος αναζήτησης και εμφάνισης των αποτελεσμάτων Σχήμα 4.10: UML Διάγραμμα λειτουργιών της διαδικασίας αναζήτησης 3Δ μοντέλων 72

74 Στο διάγραμμα του Σχήματος 4.10 φαίνονται οι λειτουργίες που εκτελούνται διαδοχικά όταν ο χρήστης επιλέξει να εκτελέσει ένα ερώτημα αναζήτησης για τρισδιάστατα αντικείμενα. Σαν αρχική κατάσταση θεωρείται εκείνη όπου στον χρήστη έχει εμφανιστεί η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 3, και ο χρήστης έχει ήδη θέσει τις διάφορες παραμέτρους του που αποτελούν τα κριτήρια της αναζήτησης. 73

75 Διάγραμμα ροής λειτουργιών διαδικασίας ανάκτησης αρχείων που αποτελούν αποτέλεσμα αναζήτησης Σχήμα 4.11: UML Διάγραμμα λειτουργιών της διαδικασίας ανάκτησης των αρχείων αποτελέσματος 74

76 Στο διάγραμμα του Σχήματος 4.11 φαίνεται η ροή των λειτουργιών που οδηγεί το χρήστη στην ανάκτηση των αρχείων που αποτελούν τα τρισδιάστατα αντικείμενα που αποτελούν τα αποτελέσματα κάποιας αναζήτησης. Σαν αρχική κατάσταση θεωρείται εκείνη όπου στον χρήστη έχει εμφανιστεί η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 8, μετά την ολοκλήρωση της ροής των λειτουργιών που περιγράφονται στο Σχήμα Σαν τελική κατάσταση στο διάγραμμα θεωρείται εκείνη στην οποία έχει πλέον ολοκληρωθεί η διαδικασία ανάκτησης κάποιων αρχείων. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί ότι αν ο χρήστης επιλέξει να ανακτήσει το αρχείο που αποτελεί το τρισδιάστατο μοντέλο (είτε ανακτώντας ολόκληρο το αντικείμενο είτε ανακτώντας μόνο το συγκεκριμένο αρχείο) και η ανάκτηση ολοκληρωθεί επιτυχώς, δίνεται πλέον η δυνατότητα στο χρήστη να εκκινήσει τη διαδικασία προβολής του ανακτηθέντος 3Δ μοντέλου. 75

77 Κεφάλαιο 5 Λεπτομέρειες Υλοποίησης της εφαρμογής Η εφαρμογή 3D-CySeR αναπτύχθηκε με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού C# και την πλατφόρμα.net Compact Framework. Το περιβάλλον μέσα στο οποίο αναπτύχθηκε ήταν το Visual Studio 2008 [48] της Microsoft, ενώ για την εκσφαλμάτωση (debug) και την επίδειξή της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε ο προσομοιωτής PDA (PDA emulator) με λειτουργικό Windows Mobile 5.0 και.net 3.5 Compact Framework του Visual Studio 2008 (Εικόνα 5.1). Εικόνα 5.1: Περιβάλλον ανάπτυξης της εφαρμογής 76

78 Κατά τη διάρκεια της υλοποίησης, αρχικά αναπτύχθηκαν οι διάφοροι αλγόριθμοι που ήταν απαραίτητοι για την μετέπειτα ομαλή λειτουργία της εφαρμογής, και στη συνέχεια, ακολουθώντας το σπειροειδές μοντέλο προχωρήσαμε στην ανάπτυξη διαδοχικών πρωτοτύπων για τις Γραφικές Διεπαφές των Υποσυστημάτων 3, 4, 5, 6, 8 και 10, μέχρι που η εφαρμογή πήρε την τελική της μορφή. Για το Υ/Σ προβολής 3Δ αντικειμένων της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε ο Pocket Cortona 3D Browser [49]. 5.1 Αλγόριθμοι που αναπτύχθηκαν Οι αλγόριθμοι που αρχικά αναπτύχθηκαν ήταν οι δύο πάνω στους οποίους βασίζεται η απαραίτητη προ-επεξεργασία των 2Δ εικόνων του Υ/Σ 2, πριν την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου τους και οι οποίοι αναλύονται παρακάτω. Πρέπει στο σημείο αυτό να σημειωθεί ότι η βασικότερη προϋπόθεση για τους αλγορίθμους αυτούς ήταν να έχουν όσο το δυνατόν χαμηλή πολυπλοκότητα ώστε να μπορούν να τρέξουν σε αποδεκτούς χρόνους, μέσα σε συσκευές σχετικά χαμηλής υπολογιστικής ισχύος όπως τα PDAs. Για την ανάπτυξη των αλγορίθμων χρησιμοποιήθηκε η γλώσσα προγραμματισμού C#, ενώ σε κάποια σημεία χρησιμοποιήθηκε και unmanaged C++ κώδικας (του οποίου η διαχείριση της μνήμης δεν ελέγχεται από το.net Framework), για την γρηγορότερη επεξεργασία των εικόνων. Η διαδικασία της προ-επεξεργασίας των εικόνων βασίστηκε στις απαιτήσεις που έχει το σύστημα εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου που χρησιμοποιήθηκε για τη διαδικασία του 3D-Matching με εισόδους 2Δ εικόνες (2D-3D Matching), ώστε να έχει καλή απόδοση. Όπως έγινε αντιληπτό από την παράγραφο 2.2, η βάση των απαιτήσεων αυτών ήταν ότι η εικόνα της εισόδου πρέπει να περιγράφει με τον σαφέστερο δυνατό τρόπο το αντικείμενο προς αναζήτηση. Αναλυτικότερα, οι απαιτήσεις αυτές, για τη χρήση 2Δ εικόνων ως εισόδους, είναι: 1) Η είσοδος του συστήματος πρέπει να είναι μια εικόνα λευκού φόντου, στην οποία το αντικείμενο προς αναζήτηση είναι σχεδιασμένο με μαύρο χρώμα, με έμφαση στο γεγονός ότι οι εσωτερικές του περιοχές πρέπει να είναι κι αυτές σαφώς προσδιορισμένες επίσης με μαύρο χρώμα. 2) Οι εσωτερικές οπές του αντικειμένου πρέπει να είναι σαφώς προσδιορισμένες με λευκό χρώμα, το οποίο καλύπτει ολόκληρη την έκτασή τους. 77

79 Η κάλυψη των παραπάνω απαιτήσεων απαιτεί από το χρήστη να σχεδιάσει το επιθυμητό αντικείμενο με κλειστές γραμμές περιγράμματος και στη συνέχεια να εφαρμόσει σε αυτό τη διαδικασία γεμίσματος με μαύρο χρώμα όπου αυτός το επιθυμεί. Για λόγους ευχρηστίας, αποφασίσαμε η διαδικασία αυτή να είναι όσο το δυνατόν πιο αυτοματοποιημένη. Συγκεκριμένα, η εφαρμογή έπρεπε να είναι σε θέση να αναγνωρίσει αν όντως ο χρήστης έχει σχεδιάσει κάποιο κλειστό σχήμα, και στη συνέχεια να γεμίζει το σχήμα αυτό αυτόματα με μαύρο χρώμα. Αν το σχήμα του χρήστη δεν είχε κάποιο κλειστό περίγραμμα, η εφαρμογή πρέπει να προχωρά στην κατάλληλη ενημέρωσή του για τη διόρθωση του σφάλματος. Η διαδικασία αυτή καλύπτεται από τους δύο παρακάτω αλγορίθμους, των οποίων η υλοποίηση χρησιμοποίησε σαν βάση τον κλασσικό αλγόριθμο «γεμίσματος» κλειστού σχήματος [50] Αλγόριθμος ελέγχου κλειστού σχήματος Η ανάπτυξη του αλγορίθμου ελέγχου της ύπαρξης κλειστού σχήματος βασίστηκε στην παρατήρηση ότι όταν σε ένα οποιοδήποτε πρόγραμμα σχεδίασης εφαρμοστεί ο κλασσικός αλγόριθμος «γεμίσματος» ( Flood Fill - Paint-Bucket ) σε ένα σχήμα που δεν είναι κλειστό, ολόκληρη η εικόνα γεμίζει με το χρώμα της επιλογής του χρήστη. Η διαδικασία έγκειται αρχικά στην εκτέλεση ενός αλγορίθμου γεμίσματος με σημείο εκκίνησης τις γωνίες της εικόνας και επιλεγμένο χρώμα το μαύρο (το φόντο της εικόνας είναι λευκό). Στη συνέχεια, η εικόνα ελέγχεται για την ύπαρξη λευκού χρώματος. Αν στη νέα εικόνα, μετά την εκτέλεση του αλγορίθμου γεμίσματος υπάρχει ακόμα λευκό χρώμα, αυτό θα ανήκει στην περιοχή που ήταν κυκλωμένη από κλειστό περίγραμμα Auto-Fill Αλγόριθμος αυτόματου γεμίσματος κλειστού σχήματος Ο αλγόριθμος Auto-Fill που αναπτύχθηκε παίρνει σαν είσοδο μια εικόνα λευκού φόντου με το σχέδιο του χρήστη σχεδιασμένο με πράσινο χρώμα (ή οποιοδήποτε εκτός των άσπρο και μαύρο) όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.1. Ακόμη, για τη σωστή λειτουργία του αλγορίθμου πρέπει το σχέδιο του χρήστη να μην καταλαμβάνει τις γωνίες της εικόνας. Οι Γραφικές Διεπαφές των Υποσυστημάτων 5 και 6 φροντίζουν 78

80 για την τήρηση των δύο αυτών απαιτήσεων του αλγορίθμου. Η έξοδός του, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.1 αποτελεί μια εικόνα που υπακούει στις απαιτήσεις του συστήματος 2D-3D Matching. Η διαδικασία του αλγορίθμου Auto-Fill που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής αποτελείται από τα παρακάτω πέντε στάδια: 1. Το πρώτο βήμα του αλγορίθμου Auto-Fill είναι παρόμοιο με αυτό του αλγόριθμου ελέγχου που περιγράφηκε παραπάνω. Συγκεκριμένα, από κάποιο σημείο στην άκρη της εικόνας όπως το Σ1 του Σχήματος 5.1α εκκινεί μια διαδικασία Flood- Fill με χρώμα μαύρο. Το αποτέλεσμα του σταδίου φαίνεται στο Σχήμα 5.1β. Σχήμα 5.1: Τα πέντε στάδια του αλγορίθμου Auto-Fill 2. Στη συνέχεια, με αντιστροφή των χρωμάτων λευκό/μαύρο της εικόνας 5.1β, προκύπτει η εικόνα του Σχήματος 5.1γ. 3. Το επόμενο στάδιο συνίσταται στην αναγνώριση των πράσινων κλειστών γραμμών που περιέχονται μέσα στο «μαύρο» τμήμα της εικόνας 5.1γ. Μια τέτοια γραμμή είναι η Γ1. 79

81 4. Στη συνέχεια, από ένα εσωτερικό σημείο της κλειστής γραμμής Γ1 εκκινείται εκ νέου ο αλγόριθμος Flood-Fill, αυτή τη φορά όμως με επιλεγμένο χρώμα το λευκό. Το αποτέλεσμα του βήματος αυτού είναι η εικόνα που φαίνεται στο Σχήμα 5.1δ. 5. Τέλος, τα σημεία της εικόνας που είχαν αρχικά πράσινο χρώμα (το χρώμα με το οποίο είχε σχεδιάσει ο χρήστης) αντικαθίστανται με μαύρο, κάτι που οδηγεί στη δημιουργία της εικόνας που φαίνεται στο Σχήμα 5.1ε, η οποία είναι και η εικόνα που αποδίδει ως έξοδο ο αλγόριθμος. 5.2 Ανάπτυξη Υποσυστημάτων Μετά την ανάπτυξη των αλγορίθμων που περιγράφησαν παραπάνω, προχωρήσαμε στην ανάπτυξη των επιμέρους υποσυστημάτων που αποτελούν την εφαρμογή 3D- CySeR. Αρχικά αναπτύχθηκε ο κώδικας του Υ/Σ 1, που δίνει στην εφαρμογή τη δυνατότητα της επικοινωνίας με το ομότιμο δίκτυο. Πιο συγκεκριμένα, αρχικά αναπτύχθηκε ο κώδικας του Υ/Σ 1α, ο οποίος (μαζί με το Υ/Σ 7) αποτελεί στην ουσία τον κώδικα «πελάτη» για τις δικτυακές υπηρεσίες που προσφέρονται από το ομότιμο δίκτυο για επικοινωνία. Στο Σχήμα 5.2 φαίνονται αναλυτικά όλες οι απαιτήσεις επικοινωνίας που έπρεπε να έχει η εφαρμογή 3D-CySeR σχετικά με τη χρήση των δικτυακών υπηρεσιών του ομότιμου δικτύου. Ακόμη, στο σχήμα φαίνονται ενδεικτικά και οι «εσωτερικές διεργασίες» του ομότιμου δικτύου σε κάθε κλήση μιας δικτυακής υπηρεσίας, οι οποίες οδηγούν στην τελική προσφορά της ζητούμενης λειτουργικότητας. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι οι δικτυακές υπηρεσίες που χρησιμοποιεί η εφαρμογή προσφέρονται στο σύνολό τους από την μονάδα Gateway του ομότιμου δικτύου, μια μονάδα την οποία χρησιμοποιήσαμε για τις ανάγκες της διπλωματικής, έτσι ώστε η συμπεριφορά της ως «μαύρο κουτί» από την πλευρά της εφαρμογής 3D- CySeR να είναι αντίστοιχη με τη συμπεριφορά που θα είχε αν λειτουργούσε σε κανονικές συνθήκες, προσαρτημένη σε ένα πραγματικό ομότιμο δίκτυο. 80

82 Σχήμα 5.2: Ροή λειτουργιών των Δικτυακών Υπηρεσιών (Web Services) που χρησιμοποιήθηκαν Όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.2, η σύνδεση της εφαρμογής στο δίκτυο επιτυγχάνεται με την κλήση της Δικτυακής Υπηρεσίας Create Session, η οποία δίνει στην εφαρμογή 81

83 τον κωδικό της δικής της συνεδρίας (Session_ID). Στη συνέχεια, καλείται η υπηρεσία Get Taxonomy, η οποία δίνει στην εφαρμογή μια λίστα με τις κατηγορίες των αντικειμένων που περιέχονται στη συγκεκριμένη κοινότητα στην οποία έχει συνδεθεί ο χρήστης. Για τη διαδικασία της αναζήτησης (Search), αρκεί να κληθούν οι υπηρεσίες Get Descriptors (μόνο στην περίπτωση που ο χρήστης θέλει να δώσει μια 2Διάστατη εικόνα ή ένα 3Διάστατο μοντέλο σαν είσοδο) για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου (λειτουργία η οποία καλύπτεται από το Υ/Σ 7) και Search, η οποία εκτελεί την αναζήτηση μέσα στο ομότιμο δίκτυο και αποκρίνεται με τα αποτελέσματα. Πρέπει να σημειωθεί ότι για τη λειτουργία της υπηρεσίας Get Descriptors, η εφαρμογή «ανεβάζει» (upload) τη 2Διάστατη εικόνα ή το 3Διάστατο μοντέλο στη μονάδα Gateway, η οποία αφού εκτελέσει τη διαδικασία εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου αποκρίνεται με τα χαρακτηριστικά. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η διαδικασία ανάκτησης των αρχείων από το δίκτυο, η οποία πραγματοποιείται με την ολοκλήρωση τριών διαδοχικών διαδικασιών, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 5.2: Αρχικά, η εφαρμογή καλεί την δικτυακή υπηρεσία «Απαίτησης αρχείου» (Request file), δίνοντας σαν είσοδο την ταυτότητα του αρχείου. Η μονάδα Mobile Gateway αναλαμβάνει με τη χρήση του ομότιμου δικτύου να ανακτήσει το αρχείο για λογαριασμό της εφαρμογής, η οποία με διαδοχικές κλήσεις της υπηρεσίας Get Download Status ενημερώνεται για την κατάσταση της ανάκτησης του αρχείου στη μονάδα Gateway. Όταν η ανάκτηση ολοκληρωθεί, η μονάδα Gateway ενημερώνει την εφαρμογή για τη διεύθυνση από την οποία μπορεί πλέον να ανακτήσει το αρχείο μέσω μιας τυπικής HTTP διαδικασίας ανάκτησης (HTTP Download). Μετά την ολοκλήρωση της ανάπτυξης του Υ/Σ 1α που υποστηρίζει την παραπάνω λειτουργικότητα, προχωρήσαμε στην ανάπτυξη του Υ/Σ 1β, που έχει τη δυνατότητα να μεταφράζει τις απαιτήσεις της εφαρμογής για επικοινωνία με το ομότιμο δίκτυο σε XML αρχεία ειδικά γι αυτό και αντίστροφα. Αναπτύχθηκε έτσι στην ουσία ένας XML Parser κατάλληλος για τις απαιτήσεις του συγκεκριμένου ομότιμου δικτύου, ο οποίος παράλληλα είχε και τη δυνατότητα να «συνθέσει» κατάλληλα XML αρχεία. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί ότι η λειτουργικότητα που προσφέρει το συγκεκριμένο Υ/Σ ήταν απαραίτητη, καθώς η χρησιμοποίηση XML εγγράφων για την κάλυψη των αναγκών επικοινωνίας κατά τη λειτουργία των ομότιμων δικτύων είναι μια καλή πρακτική. Έτσι, για να έχει η εφαρμογή 3D-CySeR τη δυνατότητα να 82

84 συνδεθεί σε διάφορα ομότιμα δίκτυα τα οποία προσφέρουν δικτυακές υπηρεσίες με μια μονάδα αντίστοιχη του Gateway, αρχικά τα δεδομένα που αποτελούν την είσοδο για το ομότιμο δίκτυο κωδικοποιούνται στην XML μορφή που απαιτεί το εκάστοτε δίκτυο, και στη συνέχεια με τη χρήση κατάλληλων δικτυακών υπηρεσιών αποστέλλονται στη μονάδα Gateway, η οποία με τη σειρά της τα προωθεί στο ομότιμο δίκτυο. Το κομμάτι της εφαρμογής που είχε να κάνει με την άμεση επικοινωνία με το δίκτυο ολοκληρώθηκε με την ανάπτυξη του Υ/Σ 7, το οποίο αναλαμβάνει να προωθήσει 2Δ εικόνες και 3Δ μοντέλα σε μια δικτυακή υπηρεσία εξαγωγής χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου (όπως περιγράφηκε παραπάνω) και στη συνέχεια να επιστρέψει το αποτέλεσμα πίσω σε ένα από τα Υ/Σ 4, 5 ή 6. Το επόμενο βήμα στην ανάπτυξη της εφαρμογής ήταν η ανάπτυξη των Υ/Σ 4, 5 και 6. Το Υ/Σ 4 έπρεπε να διαβάζει όλα τα αρχεία 3Δ μοντέλων που βρίσκονται αποθηκευμένα στη συσκευή του χρήστη και στη συνέχεια να δίνει τη δυνατότητα επιλογής καθενός από αυτά. Η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 6 έπρεπε να δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να σχεδιάσουν σχήματα της επιλογής τους πάνω σε μια εικόνα με λευκό φόντο, τα οποία θα αποθηκεύονταν σε ένα αρχείο εικόνας κατάλληλο για περαιτέρω επεξεργασία. Η δικτυακή υπηρεσία ανάλυσης 2Δ εικόνας που χρησιμοποιεί το Υ/Σ 7 για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου μπορεί να δεχτεί σαν είσοδο εικόνες με συγκεκριμένα αντικείμενα, απομονωμένα από τα υπόλοιπα που μπορεί να υπάρχουν σε μια 2Δ εικόνα όπως μια φωτογραφία. Για το σκοπό αυτό, εκτός από την επιλογή μιας εικόνας, το Υ/Σ 5 έπρεπε να δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να σχεδιάσουν πάνω στην υπάρχουσα εικόνα το περίγραμμα του επιθυμητού αντικειμένου, μέσα από μια λειτουργικότητα παρόμοια με αυτή του Υ/Σ 6, με τη διαφορά ότι εδώ ο χρήστης δεν θα σχεδίαζε πάνω σε μια εικόνα λευκού φόντου, αλλά πάνω σε μια π.χ. φωτογραφία που είχε τραβήξει προηγουμένως. Βασισμένο στους περιορισμούς του Υ/Σ 7, το Υ/Σ 2 μπορούσε να δεχτεί ως είσοδο λευκές εικόνες με το επιθυμητό σχέδιο ζωγραφισμένο πάνω τους με ένα συγκεκριμένο χρώμα. Το πρόβλημα εδώ σχετικά με τη Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 5 ήταν ότι ο χρήστης σχεδίαζε το περίγραμμα πάνω σε μια υπάρχουσα εικόνα, η οποία προφανώς δεν θα ήταν ποτέ λευκή, ώστε να παρέχει το απαραίτητο λευκό φόντο στο σχέδιό του. Για το λόγο αυτό η λειτουργία της σχεδίασης περιγράμματος 83

85 αντικειμένου που υπάρχει σε 2Δ εικόνα υλοποιήθηκε ως εξής: Μαζί με την επιλεγμένη 2Δ εικόνα που εμφανίζεται στο χρήστη, δημιουργείται ταυτόχρονα και μια δεύτερη, με λευκό φόντο, η οποία παραμένει «κρυφή» (δεν εμφανίζεται στο χρήστη). Κάθε φορά που ο χρήστης σχεδιάζει πάνω στην προ-υπάρχουσα εικόνα την επιλογή του, το ίδιο σχέδιο σχεδιάζεται και στην κρυφή εικόνα, με αποτέλεσμα τελικά να δημιουργείται η «κατάλληλη για προ-επεξεργασία» εικόνα λευκού φόντου, η οποία προωθείται στη συνέχεια στο Υ/Σ 2 για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της επιλογής του χρήστη. Στη συνέχεια, αναπτύχθηκε το Υ/Σ 10 που δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να επιλέξουν την κοινότητα στην οποία θέλουν να συνδεθούν, και μετά προχωρήσαμε στην ανάπτυξη του Υ/Σ 3, που δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να συντάξει κάποιο ερώτημα προς το ομότιμο δίκτυο επιλέγοντας τις επιθυμητές παραμέτρους αναζήτησης και να το εκτελέσει. Η ανάπτυξη της εφαρμογής 3D-CySeR ολοκληρώθηκε με την υλοποίηση του Υ/Σ 8, που είναι υπεύθυνο για την παρουσίαση των αποτελεσμάτων στο χρήστη, αλλά και για την ανάκτησή τους, με τη χρήση των μεθόδων που προσφέρονται από το Υ/Σ 1 και τις δικτυακές υπηρεσίες που έχει τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσει. 84

86 Κεφάλαιο 6 Επίδειξη και Επικύρωση καλής λειτουργίας 6.1 Επίδειξη Σεναρίων Χρήσης (Use Cases) Εδώ παρουσιάζονται αρχικά τα σενάρια χρήσης κατά τα οποία ο χρήστης επιλέγει μια κοινότητα του ομότιμου δικτύου και συνδέεται σε αυτή, ορίζει την είσοδο που θέλει να δώσει σε ένα ερώτημα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων είτε σχεδιάζοντας ένα σκαρίφημα ενός αντικειμένου, είτε χρησιμοποιώντας κάποια 2Δ εικόνα ή ένα 3Δ μοντέλο που υπάρχει ήδη στη συσκευή του. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η διαδικασία αναζήτησης ενός 3Δ μοντέλου, αλλά και οι διαδικασίες ανάκτησης και προβολής του ανακτηθέντος μοντέλου Εκκίνηση της εφαρμογής Η εφαρμογή 3D-CySeR εκκινείται όταν ο χρήστης επιλέξει το «εκτελέσιμο» αρχείο της, 3D-CySeR.exe. Κατά την εκκίνησή της, η εφαρμογή προσπαθεί να συνδεθεί σε μια προ-επιλεγμένη κοινότητα του ομότιμου δικτύου. Αν η σύνδεση στο ομότιμο δίκτυο ολοκληρωθεί επιτυχώς, στο χρήστη εμφανίζεται η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 3 (Εικόνα 6.1), η οποία αποτελεί και την «κεντρική οθόνη» της εφαρμογής. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 6.1, η διεπαφή ενημερώνει το χρήστη για την κοινότητα στην οποία είναι συνδεδεμένος. 85

87 Εικόνα 6.1: Η εφαρμογή έχει συνδεθεί στην κοινότητα Gamers του δικτύου Στην περίπτωση αποτυχίας της σύνδεσης, ο χρήστης ενημερώνεται με κατάλληλο μήνυμα και στη συνέχεια έχει ανά πάσα στιγμή τη δυνατότητα να επιχειρήσει να συνδεθεί ξανά, με το πάτημα του πλήκτρου Connect της Γραφικής Διεπαφής του Υ/Σ 3 (Εικόνα 6.2). Σε περίπτωση επιτυχούς σύνδεσης, το πλήκτρο Connect αλλάζει και το κείμενό του γίνεται Setup (Εικόνα 6.1). Το πάτημά του πλέον εμφανίζει στο χρήστη τη Γραφική Διεπαφή Προσωποποίησης της εφαρμογής. Εικόνα 6.2: Η εφαρμογή δεν έχει συνδεθεί στην προ-επιλεγμένη κοινότητα 86

88 6.1.2 Επιλογή κοινότητας Σύνδεση Ο χρήστης, πατώντας το πλήκτρο Setup, ή επιλέγοντας 3D-CySeR Setup από το μενού Options έχει τη δυνατότητα να αλλάξει την κοινότητα του δικτύου στην οποία συνδέεται η εφαρμογή. (α) (β) Εικόνα 6.3: (α) Επιλογή κοινότητας, (β) Σύνδεση στην κοινότητα Automotive Η Γραφική διεπαφή του Υ/Σ 10 (Εικόνα 6.3α) παρέχει στο χρήστη τη δυνατότητα να επιλέξει οποιαδήποτε από τις διαθέσιμες κοινότητες και στη συνέχεια, επιλέγοντας Apply, να συνδεθεί σε αυτή. Για το δικό μας σενάριο, ο χρήστης, ο οποίος αρχικά ήταν συνδεδεμένος στην κοινότητα Gamers επιλέγει την κοινότητα Automotive και στη συνέχεια πατάει το πλήκτρο Apply. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η εφαρμογή να αποσυνδεθεί από την κοινότητα Gamers, να συνδεθεί στην Automotive κοινότητα, και στη συνέχεια να του εμφανιστεί εκ νέου η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 3, η οποία όμως τώρα έχει μεταβληθεί, ενημερώνοντας πλέον το χρήστη ότι είναι συνδεδεμένος στην κοινότητα Automotive του δικτύου (Εικόνα 6.3β) Σχεδίαση σκαριφήματος Ο χρήστης, μπορεί από τη Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 3 (Εικόνες 6.1 και 6.3.β) να επιλέξει να εκκινήσει τη διαδικασία σχεδίασης σκαριφήματος με το πάτημα του πλήκτρου Sketch που βρίσκεται στην περιοχή των επιλογών για χρήση κάποιου 87

89 αρχείου στην εκτέλεση κάποιας αναζήτησης. Η επιλογή αυτή έχει σαν αποτέλεσμα την εμφάνιση της Γραφικής Διεπαφής του Υ/Σ 6 (Εικόνα 6.4α). (α) Εικόνα 6.4: (α) Γραφική Διεπαφή Υ/Σ 6 (Σχεδίασης σκαριφήματος), (β) Τα αποθηκευμένα σκαριφήματα του χρήστη (β) Ο χρήστης, με τη χρήση της οθόνης αφής της PDA συσκευής του έχει τώρα τη δυνατότητα να σχεδιάσει το σκαρίφημα ενός αντικειμένου. Ανά πάσα στιγμή μπορεί να σβήσει κομμάτια του σχεδίου του (ενεργοποιώντας την επιλογή Eraser ), να το διαγράψει εντελώς (με την επιλογή Options->Reset ), ή και να αποθηκεύσει το σχέδιό του στη μνήμη αποθήκευσης της συσκευής (με την επιλογή Options->Save sketch ). Με τη χρήση της επιλογής My Sketches (Εικόνα 6.4α) εμφανίζεται στο χρήστη μια λίστα με τα ήδη αποθηκευμένα σκαριφήματά του (Εικόνα 6.4β), μέσα από την οποία μπορεί να επιλέξει κάποιο για να το χρησιμοποιήσει. Το πάτημα του κουμπιού Use Sketch in Search εκκινεί τη διαδικασία που ελέγχει αν το σκαρίφημα περιέχει κλειστό σχήμα. Η ίδια διαδικασία μπορεί επίσης να εκκινηθεί και από τη χρήση της επιλογής Options -> Check Sketch (Εικόνα 6.5α), το αποτέλεσμα της οποίας είναι είτε ο μετασχηματισμός της εικόνας σε μια κατάλληλη για χρήση σε ερώτημα αναζήτησης (με την εφαρμογή του αλγορίθμου Auto-Fill ) και η εμφάνιση της νέας εικόνας στο χρήστη (Εικόνα 6.5β), είτε η ενημέρωσή του για το γεγονός ότι το σκαρίφημά του δεν περιέχει κάποιο κλειστό σχήμα. 88

90 (α) (β) Εικόνα 6.5: (α) Το σκαρίφημα του χρήστη υφίσταται έλεγχο και επεξεργασία, (β) Το σκαρίφημα μετά την εφαρμογή του αλγορίθμου Auto-Fill Το τελικό αποτέλεσμα της χρήσης της επιλογής Use Sketch in Search είναι η καταχώρηση του προ-επεξεργασμένου σκαριφήματος στο σύνολο των εισόδων που θα χρησιμοποιηθούν στο ερώτημα, και η επιστροφή της εφαρμογής στην εμφάνιση της Γραφικής Διεπαφής του Υ/Σ 3, το οποίο πλέον δείχνει σε ειδική θέση μια μικρογραφία του επιλεγμένου σκαριφήματος (Εικόνα 6.6). Εικόνα 6.6: Το σκαρίφημα έχει πλέον καταχωρηθεί ως είσοδος για το ερώτημα αναζήτησης 89

91 Ο χρήστης πλέον μπορεί είτε να χρησιμοποιήσει το καταχωρημένο σκαρίφημα, είτε να ακυρώσει την επιλογή του συγκεκριμένου, πατώντας το πλήκτρο Clear, το οποίο επιστρέφει την εφαρμογή στην εμφάνιση της διεπαφής που φαίνεται στην Εικόνα Επιλογή 2Δ εικόνας Με τη χρήση της επιλογής Image της διεπαφής του Υ/Σ 3 (Εικόνα 6.1) δίνεται στο χρήστη η δυνατότητα να επιλέξει μια εικόνα από τις αποθηκευμένες στη συσκευή του, ώστε να τη χρησιμοποιήσει ως είσοδο σε ένα ερώτημα αναζήτησης. Αρχικά εμφανίζεται η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 5 (Εικόνα 6.7α), που παρουσιάζει στο χρήστη μια λίστα με μικρογραφίες των αποθηκευμένων εικόνων. (α) (β) Εικόνα 6.7: (α) Οι αποθηκευμένες εικόνες του χρήστη, (β) Σχεδίαση περιγράμματος του επιθυμητού αντικειμένου Εδώ, η επιλογή μιας εικόνας οδηγεί στην εμφάνισή της σε μεγαλύτερο μέγεθος (Εικόνα 6.7β), πάνω στην οποία ο χρήστης μπορεί πλέον να σχεδιάσει το περίγραμμα του αντικειμένου που επιθυμεί να αναζητήσει. Η διαδικασία σχεδίασης είναι αντίστοιχη με αυτή της σχεδίασης απλού σκαριφήματος. Αφού ο χρήστης την ολοκληρώσει, με τη χρήση της επιλογής Use in Search, εκκινείται η διαδικασία προ-επεξεργασίας του σχεδίου του χρήστη (Εικόνα 6.8α), εξάγονται τα χαρακτηριστικά χαμηλού επιπέδου (Εικόνα 6.8β) της εικόνας και η εφαρμογή επιστρέφει στη διεπαφή του Υ/Σ 3 (Εικόνα 6.9) 90

92 (α) (β) Εικόνα 6.8: Ενημέρωση του χρήστη για (α) Την προ-επεξεργασία της εικόνας, (β) Για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου της εικόνας Εικόνα 6.9: Το επιλεγμένο αντικείμενο της 2Δ εικόνας έχει επιλεγεί ως είσοδος για ερώτημα αναζήτησης 91

93 6.1.4 Επιλογή 3Δ μοντέλου Με τη χρήση της επιλογής 3D Model της διεπαφής του Υ/Σ 3 (Εικόνα 6.1) δίνεται στο χρήστη η δυνατότητα να επιλέξει ένα 3Δ μοντέλο από αυτά που είναι ήδη αποθηκευμένα στη συσκευή του, πιθανώς από προηγούμενη εκτέλεση της διαδικασίας αναζήτησης και ανάκτησης (όπως περιγράφεται στην παράγραφο 6.1.5), ώστε να το χρησιμοποιήσει ως είσοδο σε ένα ερώτημα αναζήτησης. Αρχικά εμφανίζεται η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 4 (Εικόνα 6.10α), που παρουσιάζει στο χρήστη μια λίστα με μικρογραφίες των αποθηκευμένων 3Δ μοντέλων. (α) (β) Εικόνα 6.10: (α) Τα αποθηκευμένα 3Δ μοντέλα του χρήστη, (β) Το επιλεγμένο 3Δ μοντέλο έχει καταχωρηθεί ως είσοδος για αναζήτηση Ο χρήστης, αφού επιλέξει κάποιο από τα αποθηκευμένα μοντέλα, μπορεί είτε να εκκινήσει τη διαδικασίας προβολής του μοντέλου ( Visualize model ), είτε να το επιλέξει για να χρησιμοποιηθεί ως είσοδος ( Use in Search ). Η τελευταία επιλογή εκκινεί τη διαδικασία εξαγωγής των χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου του μοντέλου, και στη συνέχεια η εφαρμογή επιστρέφει στη διεπαφή του Υ/Σ 3 (Εικόνα 6.10β). 92

94 6.1.5 Αναζήτηση και ανάκτηση 3Δ μοντέλων Αφού ο χρήστης έχει ορίσει τις επιθυμητές παραμέτρους του, μπορεί πλέον να προχωρήσει στην εκτέλεση ενός ερωτήματος αναζήτησης για 3Δ μοντέλα, με τη χρήση της επιλογής Search! της Γραφικής Διεπαφής του Υ/Σ 3 (Εικόνα 6.11α). Ο χρήστης ενημερώνεται για την εξέλιξη της διαδικασίας με κατάλληλο μήνυμα (Εικόνα 6.11β). (α) (β) Εικόνα 6.11: (α) Εκκίνηση διαδικασίας αναζήτησης 3Δ μοντέλων από το ομότιμο δίκτυο, (β) Ενημέρωση για την κατάσταση της διαδικασίας Η εφαρμογή επικοινωνεί με το ομότιμο δίκτυο για την εκτέλεση της διαδικασίας αναζήτησης, μετά την ολοκλήρωση της οποίας εμφανίζεται στο χρήστη η Γραφική Διεπαφή του Υ/Σ 8 (Εικόνα 6.12). Ο χρήστης εδώ ενημερώνεται για το πλήθος των αποτελεσμάτων που βρέθηκαν, ενώ εμφανίζεται και μια λίστα που περιέχει βασικά στοιχεία για κάθε αποτέλεσμα (όνομα αρχείου, τύπος και μέγεθος αρχείου), καθώς και μια μικρογραφία που ανακτάται εκείνη τη στιγμή από το ομότιμο δίκτυο. 93

95 Εικόνα 6.12: Αποτελέσματα αναζήτησης 3Δ αντικειμένων Αξίζει να σημειωθεί στο σημείο αυτό πως η αναζήτηση του συγκεκριμένου παραδείγματος, όπως φαίνεται και στην Εικόνα 6.11α βασίστηκε στο αντικείμενο που είχε σχεδιάσει ο χρήστης στο παράδειγμα της παραγράφου 6.1.4, ενώ εκτελέστηκε μέσα στην κοινότητα Gamers του ομότιμου δικτύου. Αυτό είχε σαν φυσικό αποτέλεσμα να βρεθούν κάποια 3Δ μοντέλα που αντιστοιχούν σε διάφορους τύπους αυτοκινήτων όμοιων με αυτό της εισόδου, τα οποία αποτελούν avatars που πιθανόν να χρησιμοποιούνται από τους υπόλοιπους χρήστες του δικτύου για το σχεδιασμό 3Δ παιχνιδιών κ.α. Ο χρήστης στη συνέχεια μπορεί να επιλέξει οποιοδήποτε από τα αποτελέσματα και να δει περισσότερες πληροφορίες για αυτό (Εικόνα 6.13α). Εδώ ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να εκκινήσει τη διαδικασία ανάκτησης του 3Δ μοντέλου ή των επιμέρους αρχείων που το συνοδεύουν και εμφανίζονται στη λίστα Multipedia Info. Πιο συγκεκριμένα, με τη χρήση της επιλογής Download MPO εκκινείται η διαδικασία ανάκτησης όλων των αρχείων (3Δ μοντέλο & συνοδευτικά αρχεία), με τη χρήση της επιλογής Download model ανακτάται μόνο το 3Δ μοντέλο (Εικόνα 6.13β), ενώ με την επιλογή ενός από τα συνοδευτικά αρχεία και το πάτημα του πλήκτρου 94

96 Download MPO Info εκκινείται η διαδικασία ανάκτησης του συγκεκριμένου συνοδευτικού αρχείου. Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας ανάκτησης ο χρήστης ενημερώνεται για την τοποθεσία της μνήμης αποθήκευσης της συσκευής στην οποία έχουν αποθηκευτεί τα αρχεία, ενώ πλέον ενεργοποιείται και η επιλογή Visualize, που εκκινεί τη διαδικασία της προβολής του 3Δ μοντέλου. (α) Εικόνα 6.13: (α) Λεπτομέρειες αποτελέσματος, (β) Ανάκτηση 3Δ μοντέλου (β) Προβολή 3Δ μοντέλων Μετά την ολοκλήρωση της ανάκτησης ενός 3Διάστατου μοντέλου, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα με το πάτημα ενός κουμπιού να εκκινήσει τη διαδικασία προβολής του. Η διαδικασία προβολής ενός 3Διάστατου μοντέλου μπορεί να εκκινηθεί είτε από τη διεπαφή της Εικόνας 6.13α (στην οποία μετά την ανάκτηση έχει ενεργοποιηθεί η επιλογή Visualize ) είτε από τη διεπαφή του Υ/Σ 4. Στην τελευταία περίπτωση, όπως φαίνεται στην Εικόνα 6.14α, ο χρήστης, αφού επιλέξει κάποιο από τα ανακτηθέντα μοντέλα, ξεκινάει τη διαδικασία προβολής χρησιμοποιώντας την επιλογή Visualize Model. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την εκκίνηση του Υ/Σ 9, το οποίο στην περίπτωση του 3D-CySeR είναι η εφαρμογή Pocket Cortona, και την προβολή του 3Διάστατου μοντέλου, όπως φαίνεται στην Εικόνα 6.14β. 95

97 (α) (β) Εικόνα 6.14: (α) Επιλογή ανακτηθέντος 3Διάστατου μοντέλου, (β) Προβολή 3Διάστατου μοντέλου 6.2 Αξιολόγηση Χρηστικότητας εφαρμογής Ακολουθώντας το σπειροειδές μοντέλο ανάπτυξης, η εφαρμογή τέθηκε υπό διαρκή αξιολόγηση, από χρήστες που έλεγχαν τη χρηστικότητά της σε κάθε στάδιο ανάπτυξης. Αρχικά, δημιουργήθηκε ένα πρωτότυπο της εφαρμογής, το οποίο κάλυπτε τις βασικές απαιτήσεις του συστήματος, χωρίς να έχει δοθεί ιδιαίτερη έμφαση στα χαρακτηριστικά της εμφάνισης, αλλά και της ευχρηστίας του. Μετά τη σταθεροποίηση και την εξασφάλιση της καλής λειτουργίας του, το πρωτότυπο τέθηκε σε λειτουργία από χρήστες που εκτέλεσαν τις προσφερόμενες -βασικές- λειτουργίες. Η εφαρμογή δοκιμάστηκε σε PDA συσκευές HTC TyTN II με λειτουργικό Windows Mobile 5.0, αλλά και στον PDA Emulator Windows Mobile 5.0 του Visual Studio Τα αποτελέσματα αυτής της πρώτης επαφής των χρηστών με την εφαρμογή ήταν ενθαρρυντικά όσον αφορούσε την προσφερόμενη λειτουργικότητα. Παρόλα αυτά, υπήρξαν αρκετές παρατηρήσεις σχετικές με την εμφάνιση, αλλά και την ευχρηστία της εφαρμογής. 96