Modellierung und Ablaufplanung adaptiver Multimedia-Dokumente

Abstract

Multimedia-Dokumente ermöglichen eine integrierte Präsentation diskreter und kontinuierlicher Medien. In einer verteilten Umgebung werden Multimedia-Dokumente typischerweise auf Servern gespeichert. Von dort können sie bei Bedarf abgerufen und präsentiert werden. Durch die enthaltenen kontinuierlichen Medien erfordert die Präsentation von Multimedia-Dokumenten viele Ressourcen, so daß schnell Ressourcenengpässe entstehen, wodurch es unmöglich wird ein Multimedia-Dokument wie spezifiziert zu präsentieren. Das Resultat ist eine reduzierte Präsentationsqualität und manchmal kann es sogar unmöglich werden ein Dokument zu präsentieren. Eine Lösung für dieses Problem bieten Multimedia-Dokumente, die sich an unterschiedliche Ressourcensituationen anpassen können. Adaptive Multimedia-Dokumente enthalten Präsentationsalternativen, die unterschiedliche Ressourcenanforderungen implizieren. Bei der Vorbereitung der Präsentation eines Multimedia-Dokuments wird dann eine geeignete Untermenge der Präsentationsalternativen unter Berücksichtigung der momentanen Ressourcensituation ausgewählt. In der Arbeit wird ein Modell für adaptive Multimedia-Dokumente vorgestellt und es werden Implikationen erörtert, die sich durch die Adaptivität in Bezug auf die Dokumenterstellung, die Konsistenzwahrung, die Ablaufplanung und die Architektur eines Dokumentensystems ergeben. Das entwickelte Dokumentenmodell integriert Abstraktionen zur Definition von alternativen Präsentationsmöglichkeiten sowie zur Steuerung der Auswahl von Präsentationsalternativen während der Präsentation. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Modellierung adaptiver zeitlicher Aspekte. Da die Spezifikation von Präsentationsalternativen zu einer komplexeren Dokumentstruktur führt, wird ein graphisches Autorensystem erforderlich, das die Erstellung von adaptiven Multimedia-Dokumenten mittels visuellen Programmiertechniken ermöglicht. In der Arbeit wird ein Vorschlag für die Benutzerschnittstelle eines solchen Autorensystems erörtert. Dieses Konzept verwendet drei Ansichten, um die unterschiedlichen Aspekte eines adaptiven Multimedia-Dokuments zu visualisieren und zu erstellen. Eine komplexere Dokumentstruktur impliziert auch mehr Spezifikationsfehler. Es wurde daher ein automatischer Konsistenzprüfungsmechanismus entwickelt, der eine aufwendige und zeitintensive manuelle Fehlersuche vermeidet. Bevor ein Multimedia-Dokument präsentiert werden kann, muß das Präsentationssystem einen Ablaufplan erstellen, der beschreibt, wann welche Aktion durchgeführt werden muß, um eine Multimedia-Präsentation entsprechend dem Multimedia-Dokument zu erzeugen. Die Arbeit beschreibt einen adaptiven Ablaufplanungsalgorithmus, der die Ressourcensituation der Präsentationsumgebung bei der Erstellung von Ablaufplänen berücksichtigt. Der Algorithmus ermöglicht die Bestimmung der besten Kombination von Präsentationsalternativen, welche nicht mehr Ressourcen benötigt als verfügbar sind. Die vorgestellten Konzepte wurden prototypisch als Multimedia-Dokumentensystem implementiert, das über standardisierte Internet-Protokolle mit Dokument-Servern kommuniziert. Da die Nutzeranforderungen im Hinblick auf die Gestaltung von Multimedia-Dokumenten stetig wachsen, basiert das entwickelte Dokumentensystem auf einer Architektur, welche die Integration neuer Medientypen und Darstellungskonzepte für Medientypen unterstützt.

Multimedia documents enable an orchestrated presentation of discrete and continuous media. In a distributed environment, multimedia documents are typically stored on servers from which they are retrieved for presentation. Since multimedia documents comprise continuous media, the presentation of those documents may require a significant amount of resources. Hence, it can happen that not enough resources are available to render a multimedia document according to the specification. The result is a reduced presentation quality and sometimes it can even be impossible to render a document. A solution for this problem provide multimedia documents which can be adapted to different resource situations. Adaptive multimedia documents contain presentation alternatives implying different resource requirements. When a multimedia document is prepared for presentation, an appropriate sub-set of presentation alternatives is selected taking account of the actual resource situation. The thesis presents a model for adaptive multimedia documents and discusses the effect of adaptability on document specification, document consistency, scheduling of presentations, and multimedia document system architecture. The developed document model integrates abstractions to define presentation alternatives and to control the selection of alternatives at presentation time. The model is focusing on adaptability in the temporal dimension. Since the specification of presentation alternatives increases the complexity of the document structure, a graphical authoring system is needed which allows to compose multimedia documents by visual programming techniques. The thesis presents a concept for the graphical user interface of such an authoring system. The concept comprises three views to visualize and edit the different aspects of an adaptive multimedia document. A more complex document structure implies also more specification errors. An automatic consistency checking algorithm was developed to avoid difficult and time-consuming manual error detection. Before a multimedia document can be rendered, the presentation system has to compile a schedule that describes which actions have to be performed to implement a multimedia presentation according to the multimedia document. The thesis describes an adaptive scheduling algorithm which considers the resource situation of the presentation environment when compiling schedules. The algorithm allows to determine the best combination of presentation alternatives that does not require more resources than available. The presented concepts have been implemented in a multimedia document system prototype which communicates via standardized internet protocols with document servers. Since user demands grow continuously with regard to the design of multimedia documents, the developed document system is based on an architecture that supports the integration of new media types and presentation concepts for media types.