Chapitre 3

Réalisation

Ce chapitre est consacré à l'implémentation des attributs et des relations spatio-temporelles dans le prototype Madeus. Il commence par décrire l'architecture actuelle de Madeus, avec notamment la description des principaux modules. La section 2 présente le langage de spécification. La section 3 présente la mise en oeuvre dans le système de présentation. Enfin la section 4 donne les principales idées pour la prise en compte de la spécification dans le système d'édition.

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1 Architecture de Madeus

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1.1 Vue globale

Le système Madeus est composé de quatre parties principales qui interagissent tout au long d'une session d'édition/présentation : l'interface utilisateur, le système d'édition, le gestionnaire temporel et spatial, et le système de présentation (c.f. Fig 1 ).

L'interface utilisateur regroupe les moyens graphiques offerts à l'utilisateur comme les boutons, les formulaires et les palettes pour réaliser les opérations d'édition et de présentation.

Le système d'édition regroupe un ensemble de fonctions permettant de construire ou de modifier de façon interactive un document multimédia par la définition de relations temporelles et de liens hypermédia. Il permet aussi le chargement en mémoire d'un document et sa sauvegarde en fin de session d'édition.

Le gestionnaire temporel prend en charge toute la gestion des opérations d'édition et de présentation qui concernent la dimension temporelle du document. De la même façon, le gestionnaire spatial concerne la dimension spatiale du document.

Le système de présentation restitue le document à l'utilisateur en assurant l'ordonnancement de ses éléments, la gestion des ressources et la prise en compte de l'environnement d'exécution (interactions de l'utilisateur, indéterminisme des durées, etc.).

Fig 1. Architecture générale de Madeus

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1.2 Fonctionnement des principaux modules

Cette section décrit le fonctionnement des modules liés à l'implémentation des attributs et relations spatio-temporelles. Ce sont les modules nécessaires à l'exécution d'un document Madeus : le médiateur d'objets, le graphe temporel et spatial, et l'ordonnanceur.

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1.2.1 Le médiateur d'objet

Le médiateur objet met en correspondance la progression temporelle du document et les opérations qui permettent de restituer le contenu du document à l'utilisateur. Ce médiateur assure les traitements spécifiques sur les média de base, comme la décompression d'une vidéo ou d'un son. Il permet aussi l'allocation des ressources.

A chaque objet du document est associé un contexte permettant d'indiquer l'état de sa présentation. Cet état est défini par les informations suivantes :

une horloge qui mesure sa progression temporelle ;
des pointeurs vers les noeuds du graphe qui correspondent aux instants de début et de fin des objets. À partir de ces pointeurs, l'ordonnanceur peut retrouver les actions de synchronisation à effectuer lors de la terminaison de chaque objet ;
un ensemble d'attributs de présentation, comme la taille, la position géométrique, la couleur, etc.

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1.2.2 Les contraintes temporelles et spatiales

À partir des objets et des relations temporelles à base d'intervalles spécifiés dans le document multimédia, un arbre abstrait est construit puis un graphe temporel à base d'instant est produit (c.f. Fig 2 ).

De plus, à partir des relations spatiales, un graphe de contraintes est construit en utilisant l'algorithme DeltaBlue .

Fig 2. Arbre abstrait et graphe temporel dans Madeus

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1.2.3 L'ordonnanceur

L'ordonnanceur se situe au coeur du système de présentation multimédia. Après le chargement du document et la production du graphe temporel et spatial, le démarrage effectif est pris en charge par l'ordonnanceur. C'est ce module qui coordonne les différentes activités de présentation du document et assure sa progression temporelle. Cette progression est réalisée par une horloge associée au document, dont les tops définissent le pas de progression de la présentation.

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2 Langage de spécification spatio-temporel

Cette section propose une syntaxe pour spécifier les attributs, les relations et les événements spatio-temporelles. L'objectif est de proposer une extension du langage de Madeus (c.f. 3.3).

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2.1 Sous-intervalles et attributs

Au sein de la déclaration d'un objet, délimitée par les marques <OBJECT> et <EOBJECT>, les attributs spatio-temporels, conformément au modèle présenté en 0, se spécifient selon le schéma générique suivant :

<STNomAttribut> // marque de début d'un attribut spatio-temporel

<INT> // marque de début d'un sous-intervalle

<NAME> nom

<DUR> durée

<FUNCTION> fonction

<INT>

...

<ESTNomAttribut> // marque de fin d'un attribut spatio-temporel

NomAttribut est le nom de l'attribut considéré (POS, STYLE, etc.), nom l'identificateur du sous-intervalle,durée la durée du sous-intervalle et fonction la fonction caractérisque de ce sous-intervalle. Cette fonction peut dépendre du temps absolu écoulé depuis de début du sous-intervalle (noté T), ou du temps normalisé (noté TNORM). De plus, pour simplifier la tâche de l'auteur, la marque <FUNCTION> peut être remplacée par des fonctions prédéfinies pour chaque attribut. Ainsi, pour l'attribut position (<POS>) on a les fonctions suivantes :

<ABSOLUTE> Left Top : positionnement absolu ;
<SEGMENT> ILeft ITop FLeft FTop : déplacement le long d'un segment dont le point initial est (ILeft, ITop) et le point final (FLeft, FTop) ;
<VECTOR> ILeft ITop HSpeed VSpeed : déplacement le long d'une droite dont le point initial est (ILeft, ITop) et le vecteur directeur est (HSpeed, VSpeed).

pour l'attribut couleur :

<ABSOLUTE_RGB> Red Green Blue : couleur absolue dans l'espace RGB ;
<SHADING> IRed IGreen IBlue FRed FGreen FBlue : changement progressif de la couleur (dégradé).

et pour l'attribut taille de caractères :

<ZOOM> ISize FSize : changement progressif de la taille de caractéres.

Par exemple, la figure Fig 3 montre une partie de la spécification de l'objet déclaré dans scénario 4, qui correspond au déplacement d'un texte, d'un effet de fondu et d'un effet de zoom (c.f. 0.0.0).

<OBJECT>
<NAME> Platini
<DUR>  5.0
<STPOS>
<INT>
<NAME> PosI1
<DUR>  5.0
<SEGMENT> 10 10 50 50
<ESTPOS>
<STCOLOR>
<INT>
<NAME> ColorI1
<DUR> 5.0
<SHADING> 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0
<ESTCOLOR>
<STFONTSIZE>
<INT>
<NAME> SizeI1
<DUR> 5.0
<ZOOM> 12 16
<ESTFONTSIZE>
<EOBJET>

Fig 3. Déclaration des intervalles spatio-temporels du scénario 4

Le nom du sous-intervalle est préfixé par le nom de l'intervalle englobant. Par exemple, le sous-intervalle PosI1 (Fig 3 ) est référencé sous son nom complet Platini.PosI1.

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2.2 Les relations

Les relations spatiales dépendantes du temps sont spécifiées comme suit :

Relations spatiales ponctuelles: Par défaut, les noms des relations spatiales actuelles sont redéfinies comme des relations ponctuelles.Par convention, la relation spatiale porte sur l'instant final de l'intervalle du premier objet de la relation (opérande gauche). Par exemple, la relation ci-dessous est valide lorsque le sous-intervalle A.I1 se termine :

Relation spatiales intemporelles: Elles se caractérisent par le mot Always préfixé au nom des relations spatiales actuelles :

Relations spatiales temporisées: Ce type de relation se spécifie en précisant la durée de la relation entre parenthèse. Par exemple, la relation ci-dessous spécifie un alignement à gauche entre A et B pendant une durée de 10 secondes :

Les relations temporelles dépendantes de l'espace sont spécifiés en utilisant la notion d'événements. Ceux-ci sont déclarés au sein de l'objet via la marque <EVENT> dont la syntaxe est la suivante :

<EVENT> { <SOURCE> Objet

<CONDITION> conditions

<ACTIONS> actions }

<SOURCE> correspond à l'objet émetteur de l'événement, <CONDITION> spécifie la liste des conditions pour émettre l'événement et <ACTION> donne la liste des actions à effectuer. Par exemple, ci-dessous, le sous-intervalle B.I2 commence lorsque l'objet A est à la position (50, 50) :

<EVENTS> { <SOURCE> A 
           <CONDITION> <POS> 50 50 
           <ACTIONS> : lancer B.I2 }

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2.3 Cohérence

Nous avons vu dans la section 0.0 qu'il existait une relation d'exclusion mutuelle entre les sous-intervalles spatio-temporels d'un même attribut au sein d'un même objet. Or, pour le moment, il n'est pas possible d'exprimer l'exclusion mutuelle car il est difficile de vérifier sa cohérence . Par conséquent, l'auteur doit explicitement spécifier les relations temporelles entre les sous-intervalles d'un même objet.

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2.4 Localisation des relations

Dans la version actuelle de Madeus, les relations temporelles et spatiales sont spécifiées après la déclaration des objets. Comme les objets sont caractérisés par un seul intervalle, le besoin de spécifier les relations dans la déclaration de l'objet est inutile. Ce n'est plus le cas avec l'introduction des sous-intervalles. Les relations temporelles et spatiales entre les sous-intervalles d'un même objet doivent être déclarées en même temps que l'objet lui-même afin de rendre le code déclaratif plus lisible. Les relations entre les intervalles d'objets différents sont, comme avant (c.f. 3.3), spécifiées après la déclaration des objets. De plus, sont spécifiées à cet endroit les relations entre les sous-intervalles d'objets différents.

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3 Implémentation de la spécification spatio-temporelle dans le système de présentation

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3.1 Séparation Objet-Intervalle

Dans la version actuelle de Madeus, un objet est identifié à un intervalle. L'introduction des sous-intervalles nécessite la création d'une structure indépendante regroupant les attributs (implémentés par des variables) d'un objet. Ainsi, un intervalle regroupe les informations temporelles, un pointeur sur l'objet correspondant et un pointeur sur l'intervalle englobant lorsqu'il s'agit d'un sous-intervalle.

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3.2 Création d'un nouvel objet : le sous-intervalle

Les sous-intervalles peuvent être vus comme un type particulier d'objet, dont la particularité est qu'il n'a pas d'existence physique (le sous-intervalle n'est pas visualisé). À ce type d'objet sont associées des actions dont l'objectif est de réaliser la modification des attributs et des relations de l'objet référencé par l'intervalle englobant.

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3.3 Les actions

Les actions portent soit sur les attributs, soit sur les relations.

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3.3.1 Les attributs

Nous distinguons deux actions pour chaque attribut. La première consiste en la modification de sa valeur au début du sous-intervalle. Elle permet ainsi de réaliser la spécification d'une valeur constante pendant un sous-intervalle.

La seconde action est de modifier régulièrement la valeur de l'attribut conformément à la spécification de la fonction. Une étape d'initialisation est nécéssaire pour interpréter et codifier la spécification de la fonction. Concrètement, lorsque l'auteur spécifie la trajectoire d'un objet via la marque <SEGMENT>, le système calcule le pas de déplacement sur l'axe vertical et horizontal. Ensuite, le fonctionnement est identique à celui de l'ordonnanceur.

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3.3.2 Les relations spatiales

Les trois types de relations spatiales (intemporelles, temporisées et pontuelles) se réalisent grâce à trois actions différentes. Chacune de ces actions porte sur la mise en place d'une contrainte spatiale entre deux objets. Seule la durée de cette contrainte change.

Pour les relations spatiales ponctuelles, la contrainte spatiale est ajoutée au graphe des contraintes spatiales, puis le résolveur spatial est appelé afin de maintenir la solution du système de contraintes. La contrainte est alors enlevée du graphe.

Pour les relations spatiales temporisées le principe est le même sauf que la relation est associé à un chronomètre initialisé à la durée de la relation. La relation est ajoutée au système de contraintes lorsque l'intervalle temporel commence, puis une fois la durée passée, la relation est retirée du système de contraintes. De plus, il est nécessaire d'appeler régulièrement, c'est-à-dire à chaque top d'horloge (1.2.3), le résolveur de maintien du système de contraintes à cause de la dynamique des objets.

Enfin, les relations intemporelles sont les plus simples puisqu'elles sont établies pendant leur déclaration. Le résolveur est aussi appelé à chaque pas de l'horloge (c.f. 1.2.3) afin de maintenir une solution.

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3.3.3 Les événéments

Les événements sont stockés dans une table. Lorsqu'un pas d'un attribut est joué et que pour ce pas donné les conditions sont respectées, alors les actions associées sont exécutées.

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4 Environnement d'édition

L'édition d`un document multimédia s'effectue en deux phases :

une phase d'édition proprement dite pendant laquelle l'auteur compose ou modifie son document. L'opération de composition d'un document consiste en la définition des éléments de base et en la spécification de relations entre ces éléments ;
une phase de présentation pendant laquelle le document est joué à l'auteur. Cette phase comporte un ensemble de commandes permettant de naviguer dans le document.

La nature dynamique des éléments manipulés ainsi que la définition de leur ordonnancement temporel empêche la fusion de ces deux phases. Le principe du wysiwyg^note1, fort utile lors de l'édition d'un document conventionnel ne peut donc pas s'appliquer complètement à l'édition de documents mutimédia. Néanmoins, Madeus permet de s'en rapprocher grâce à la possibilité d'enchaîner de façon directe ces deux phases.

La prise en compte de la spécification des attributs et des relations spatio-temporelles doit respecter la même philosophie de Madeus, c'est-à-dire un fort couplage entre l'édition et la présentation.

Les outils d'édition tels que Flash (c.f. 2.2.2) utilisent le concept de keyframe pour définir des instants clés. L'idée est de reprendre ce concept pour éditer les sous-intervalles spatio-temporelles. Une commande de navigation supplémentaire pourrait être ajoutée pour naviguer entre les instants clés des sous-intervalles (l'instant initial et final) de l'objet et de l'attribut sélectionné ().

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5 Expérimentation

Un expérimentation de ce modèle d'implémentation a été effectué au sein du prototype Madeus. La spécification des attributs spatio-temporels a été testée sur les attribut position, couleur et taille de caractères. Les fonctions de déplacement linéaire et de dégradé ont été testées. Concernant les relations, toutes les relations spatiales de Madeus ont été étendues aux relations spatio-temporelles. Enfin, la synchronisation spatiale est implémentée en utilisant les événements sur les objets de type vidéo et audio.

Notes :

(1)

What You See Is What You Get.