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Zwischenbericht (Teil A)

1. 146 MOLGENSs drei Ebenen laboratory design und strategy space 2 222 150 Laboratory Space abstrakte und spezifische Operatoren 151 Least commitment und heuristic cycle im strategy space vonMOLGEN 152 Schema von MOLGENs Schritten um den ersten Operator zu finden 153 Zwischenergebnis MOLGENSs ein noch abstrakter Plan 154 Verfeinerung des Plans die erste Bedingung constraint 155 Das Simulationsergebnis ergibt eine Abweichung zum Ziel 156 Propagating contraints schematische Darstellung 157 11 10 Ans tze f r die Simulation eines Labors Zwischen Freiheit und Vorgabe abstrakter Planung und Details arna fs 8 Ae pgs Saas Bars de aoa gree EE rn 158 Kapitel 1 Einleitung Dieser Bericht fa t die Ergebnisse zusammen die etwa bei Halbzeit der Projektgruppe ELVIS Virtuelle naturwissenschaftliche Labore im Internet vorliegen ELVIS ist eine Projektgruppe des Fachbereichs Informatik der Universit t Oldenburg die im SS 98 und im WS 98 99 stattfindet Dieser Zwischenbericht setzt sich aus zwei Teilen zusammen e Teil A fa t den bisherigen Ablauf und die bisherigen Ergebnisse der Projektgruppe zusammen e Teil B enth lt die ausgearbeiteten Seminarvortr ge aus dem ersten Abschnitt der Projektgruppe Nach Abschlu der Projektgruppe im Fr hjahr 1999 wird ein Endbericht erscheinen Innerhalb der Semina
2. Der Group Knoten auf der obersten Ebene besitzt zwei Kindknoten gerichtetes Licht in Richtung der negativen z Achse und einen Transform Knoten Letzterer enth lt als einzigen Kindknoten eine rote Kugel mit dem Radius 2 f r die er eine Verschiebung um 2 Einheiten in Richtung der positiven x Achse und um 1 Einheit in Richtung der positiven z Achse durchf hrt Z Licht Abbildung 7 3 Lage im Koordinatensystem 7 6 VRML BROWSING 91 7 6 VRML Browsing 7 6 1 Varianten und Anforderungen Die Wiedergabe von VRML Szenen kann auf drei Arten erfolgen e In einem externen Viewer z B Community Place von Sony dieser wird bei Bedarf vom WWW Browser zum Anzeigen von VRML Szenen aufgerufen e In einem eigenst ndigen VRML Browser z B CyberGate von Blacksun GLView von Holger Grahn dieser ruft bei Klick auf andere Internet Dokumente den WWW Browser auf e Als integrierte L sung in Form von Plug ins bzw AcitveX Controls z B Cosmo Player von Cosmo Software WorldView von Intervista diese werden seit den 3er Versionen vom Netscape Navigator und Microsoft Internet Explorer mitgeliefert Um in VRML Welten fl ssig navigieren zu k nnen sollte ein schneller Prozessor eine leistungsf hi ge am besten mit 3D Funktionen ausgestattete Grafikkarte und eine durchsatzstarke Internet Anbindung vorhanden sein 7 6 2 Cosmo Player 2 0 Als ein Beispiel f r einen integrierten VRML Viewer sei hier der Cosmo Player von Cosmo S
3. Abbildung 8 1 Ablauf beim Erstellen von QTVR Multi Media Ein solches Autorenwerkzeug mit dem QTVR Medien erstellt werden k nnen ist das QuickTime VR Authoring Studio das von Apple 1997 auf den Markt gebracht wurde Dieses Tool l st die QuickTime VR 2 0 Authoring Tools Suite die auch aus dem Hause Apple kommt ab Diese wiederum basiert auf dem Macintosh Programmers Workshop MPW und wurde haupts chlich ber eine Skript Sprache be dient Das QTVR Authoring Studio besitzt jetzt eine grafische Benutzungsoberfl che wie man sie vom Mac gewohnt ist wodurch die lange Einarbeitungszeit entf llt Momentan ist das QTVR Authoring Stu dio auch nur f r den Macintosh erh ltlich die erzeugten Medien sind aber nat rlich auch unter Windows abspielbar F r die verschiedene Teilschritte beim Herstellen eigener QTVR Medien bietet das QTVR Authoring Studio jeweils ein eigenes Teilprogramm Im einzelnen sind dies e Panorama Maker um aus einem einzelnen Panoramabild ein QTVR Panorama zu erzeugen e Panorama Stitcher um aus mehreren Einzelbildern zun chst ein Panoramabild und dann ein QTVR Panorama zu generieren e Object Maker um aus einer Serie von Ansichten eines Gegenstandes ein QTVR Objekt zu er stellen e Scene Maker um aus verschiedenen Medien eine Szene zu erstellen 98 KAPITEL 8 QUICKTIME VR UND DAS QTVR AUTHORING STUDIO e Project Manager um komplexere QTVR Projekte zu verwalten Der Scene Maker hebt das QTVR Authoring St
4. 11 5 ANWENDUNGEN IM RAHMEN DER PROJEKTGRUPPE 155 Vector 2 Rat Insulin Constraint yd Compatible Merge Bacterium 3 o O Vector 1 Merge Transform C Goal Abbildung 11 7 Verfeinerung des Plans die erste Bedingung constraint traints bei Bedarf auch neue Variablen ein es bertr gt neue Bedingungen es sucht nach passenden Werten f r die Variablen Wenn der Plan an einer Stelle stockt kann es weitere Schritte erraten und auch wieder r ckg ngig machen wenn sie nicht zum Erfolg f hren Die Effektivit t wird an der Zahl der von MOLGEN w hrend des Planungsentwurfs betrachteten Belegungen deutlich Insgesamt gibt es am Anfang 3456 M glichkeiten Produkt der Belegungen f r die verschiedenen Variablen MOLGEN betrachtet aber w hrend der Planungsphase maximal 21 verschie dene Belegungsm glichkeiten Es wei also geschickt den Ballast zu vermeiden und betrachtet nur die unbedingt notwendigen Variablenbelegungen 11 5 Anwendungen im Rahmen der Projektgruppe Das Ziel der Projektgruppe Virtuelle naturwissenschaftlich technische Labore im Internet ist die Konzeption und Realisierung eines Werkzeugkastens f r die Entwicklung virtueller naturwissenschaftlich technischer Labore im Internet Die entstehenden Labore sollen zur elektronischen Vermittlung theoretischer und praktischer naturwissenschaftlicher Grundla gen der jeweiligen Nat
5. Kapitel 10 Lehr Lernsysteme 10 1 Zusammenfassung Autor Marco Lindner In dieser Arbeit wird zun chst definiert was Lernsoftware ist Dazu werden die Begriffe Multimedia Hypertext und Hypermedia erkl rt Es werden Lernkonzepte und Lernformen vorgestellt und diskutiert inwiefern diese f r die virtuellen Labore von belang sind Dar ber hinaus werden einige wichtige Be griffe aus dem Bereich der Lernsoftware vorgestellt Im n chsten Abschnitt wird dann die Gestaltung von Lernsoftware hinsichtlich Interaktivit t Abbilder Hypermedia Kooperativen Lernens und Adapti vit t betrachtet Diese M glichkeiten bringen Chancen aber auch Probleme mit sich die im einzelnen besprochen werden 10 2 Einleitung Das Ziel der PG ist die Entwicklung virtueller naturwissenschaftlicher Labore mit Werkzeugen zu un terst tzen Doch wer soll diese Labore benutzen Die naturwissenschaftliche Forschung wird auf diese Labore kaum zur ckgreifen k nnen da neue Erkenntnisse selbstverst ndlich nicht von uns modelliert werden k nnen Unsere Modelle k nnen sich h chstens auf das beziehen was heutzutage Stand der Forschung ist F r Lernende dieser Wissenschaften w ren virtuelle Labore interessant Statt in realen k nnen sie in den virtuellen Laboren Experimente duchf hren und damit den praktischen Teil ihrer Dis ziplin lernen Letztendlich wird also mit unserem Werkzeug ein St ck Lernsoftware hergestellt die bei der Ausbildung von Naturwisse
6. Auch T ne kann man als Objekte in VRML Welten einbauen Neben g ngigen Klangformaten wie Wave und MIDI kann man auch den Tonanteil digitaler Videos nutzen Wie in der realen Welt nimmt die Lautst rke in der Entfernung immer mehr ab und auch eine gerichtete Klangausbreitung ist reali sierbar Zus tzlich kann man 3D Sound einsetzten wobei die H rerausrichtung relativ zur Klangquelle ausschlaggebend ist 84 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D Eine der wichtigsten Neuerungen von VRML 2 0 ist die Animation von Objekten Hierbei ist es m glich Position und Ausrichtung sowie die Form im Sinne von Morphing kontinuierlich zu ver ndern Auch Parameter wie Farbe und Reflexionsgrad lassen sich zeitabh ngig kontrollieren Weiterhin sind mit der zweiten Sprachversion die M glichkeit der Interaktion des Benutzers mit Objekten erweitert worden Es gibt eine Reihe von sogenannten Sensoren die bei Aktivierung z B Animation starten oder stoppen k nnen Hierzu geh ren e Ann herungssensoren e Ber hrungssensoren e Kollisionssensoren e Sensoren f r Ziehbewegungen Animationen selbst werden durch Zeitsensoren kontrolliert die auch ohne Benutzeraktion aktiv wer den Wenn die VRML eigenen M glichkeit zur Animation und Interaktion nicht ausreichen ist durch die Einbindung von Skriptsprachen wie z B JavaScript oder Visual Basic weiterhin die Erweiterbarkeit gew hrleistet 7 4 4 Navigation Der Benutzer kann sich in einer VRML Szene
7. Da nun die Terminplanung vorliegt m ssen die f r jeden Vorgang notwendigen Ressourcen Per sonal und Betriebsmittel gesch tzt und zugeordnet werden Nun mu die Auslastung der Ressourcen berpr ft und gegebenenfalls eine Bedarfsoptimierung durchgef hrt werden Um eine Kostenplanung durchf hren zu k nnen m ssen die Kosten den Ressourcen zugeordnet werden 4 4 Organisation In der Software Entwicklung sollten nach Abschlu eines Projekts korrekte Programme entstanden sein Aus terminlichen Gr nden und wegen der hohen hohen Anforderungen an die zu erstellenden Program me werden die Aufgaben in der Regel von mehreren Mitarbeitern vollzogen Daher sind grundlegende Aufgaben zu erledigen e Der Arbeitsablauf zur Erstellung des Software Produkts ist festzulegen d h die Ablauforganisa tion ist zu definieren Aus dem gesamten Arbeitsablauf ergeben sich dann die zu erledigenden Einzelaufgaben und ihre Beziehungen zueinander e Diese Einzelaufgaben m ssen dann auch koordiniert werden Dazu wird eine geeignete Aufbauor ganisation festgelegt 4 4 1 Betriebsstruktur Die Organisation wird in f nf Teile aufgeteilt was in Abbildung 4 4 zu sehen ist Die Mitarbeiter die direkt an der Erstellung der Produkte beteiligt sind bilden den betrieblichen Kern z B Programmierer Die strategische Spitze tr gt Verantwortung daf r da die Unternehmung ihre Auftr ge effektiv erf llt Sie hat drei Aufgabenbereiche Durch pers nliche Wei
8. Nach dieser Definition ist jeder in der Kooperation Virtuelles Wochenmagazin auftauchende Arbeits gegenstand ein Objekt Insbesondere ist eine email ein Beispiel f r ein tempor res Objekt sie wird meist nach Erhalt und Lesen gel scht und Fotos bzw Artikel Beispiele f r permanente Objekte sie sind we sentliche Bestandteile des Magazins und werden archiviert ROLLE stellt einen Platzhalter f r Aufgaben Rechte Pflichten usw eines Subjekts in einer Kooperation dar Dieser ist je nach Anwendung auszuf llen Beispiele f r Rollen innerhalb der Kooperation Virtuelles Wochenmagazin sind Bildgestalter Texter und Layouter Als Rollenmerkmale k nnte man definieren Mitarbeiter der Abteilung X Teamsprecher der Abteilung X darf Objekt Y lesen darf Objekt Y schreiben mu an der Hauptredaktionssitzung teil nehmen ROLLENINSTANZ wird aus einer Rolle erzeugt indem f r jedes Rollenmarkmal der Rolle eine Merk malsauspr gung ausgew hlt und dann einem oder mehreren Subjekten zugewiesen wird Auf diese Weise erhalten Subjekte genau definierte Eigenschaften 112 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION Mitarbeiter 5 bekommt eine Rolleninstanz der Rolle Bildgestalter mit folgenden Merkmalsauspr gungen zugewiesen Angeh riger der Abteilung Bild kein Teamsprecher darf Objekt Foto von Clinton lesen darf Foto von Clinton schreiben mu nicht an der Hauptredaktionssitzung teilnehmen AKTIVIT T wird durch ein Subj
9. 5 OO Softwareentwicklung mit der UML Il 5 1 Zusammenfassung 5 2 Einleitung 2 bho teh Sands te OMe ee ae ete red ee ee ar a Sg a 5 3 Grundbegriffe der Objektorientierung 5 3 1 Vererbung und abstrakte Klassen 3 32 Behalt rklassen 2 4 2 eh ante es are rear rn 5 3 3 Kommunikation zwischen Objekten o o 3 34 P lym rphie 00 8 a ee ee A 5 4 Objektorientierte Softwareentwicklung 2 2 2 nun een 5 4 1 Das Vorgehensmodell 427 Analyse A A Da ae A se AS Design A a A a re a le er Sake en SAA Implementierung 2 9 gt seen ed EN AA ade 5 4 5 Der operative Einsatz ee 5 5 Die Unified Modeling Language UMI e e 5 5 1 Die Diagrammtypen der UM 5 5 2 Extensionsmechanismen der UML o 5 6 Abschlie ende Bemerkungen Virtual Reality 3D Modellierung III AS a E e a a e e E ee 6 25 Motivations 31 148 er een VE Dir Pan ed 6 3 Einsatz von 3D Computergrafiken 6 3 1 Vorteile der Computergrafik gegen ber realen Modellen 6 3 2 Unterschiede zwischen CAD und 3D Modellierung 6 4 2D Modellierung x 2 2 2 oem dee IR et Be a 6 5 Modellierung von Festk rpern ee 6 6 Materialien uo ge Een e he Al om eh el ech Ee hen 6 6 1 orbe ur ans a ee we A area ehe er es 111 41 41 41 42 43 46 46 47 48 49 51 52 52 53 59 59 61 6 7 6 8 6 9 6 10 6 11 INHALTS VERZEICHNIS 6 6 2 Spi
10. Klassenname Attribut_Name Attribut_Typ Initialwert Komposition Methode_name Arg Typ R ckgabe_Typ Methode_name Arg Typ R ckgabe_Typ Ganzes ag Teil gerichtete Assoziation Multiplizit ten Klasse B Klasse 1 oi 1 0 1 1 I n n gt 0 Interfaces m n 2 Nutzer gt 0O Anbieter m n Abbildung 5 12 Einige Elemente des Klassendiagrammes 5 5 1 3 Das Kollaborationsdiagramm Unter einer Kollaboration versteht man eine Menge von Interaktionen zwischen ausgew hlten Objekten in einer bestimmten begrenzten Situation Kontext Die Betonung bei der Darstellung einer Kollabora tion in einem Kollaborationsdiagramm s Abb 5 13 liegt auf den Beziehungen zwischen den Objekten und ihrer Topographie zueinander Ein Kollaborationsdiagramm zeigt ausgew hlte Nachrichten zwischen den Objekten und wie diese den 5 5 DIE UNIFIED MODELING LANGUAGE UML 55 Eingang der Nachrichten interpretieren Der zeitliche Verlauf der Kommunikation wird durch Numerie rung der Nachrichten verdeutlicht Neben der zeitlichen Abfolge der Nachrichten werden im Kollabora tionsdiagramm die Namen der Nachrichten und Antworten sowie ihre m glichen Argumente dargestellt Damit zwei Objekte miteinander kommunizieren k nnen mu das sendende Objekt eine Referenz auf den Empf nger der Nachricht besitzen Es mu also eine Assoziation bestehen Diese mu jedoch ni
11. abstract setSize dx dy isVisibleO getPositionO getSize draw abstract GUI Window GUI Button GUI Label label Image alignment ALIGNMENT toFromtO active Boolean alignment aus toBack setActive bool LEFT RIGHT CENTER drawO setLabel label Text String setPosition x y getLabel setText Text String draw getText setPosition x y setAlignment alignment getAlignment r draw GUI Dialog o 4 setPosition x y resizable Boolean isResizable setResizable drawO Abbildung 5 2 Klassenhierarchie in der UML Notation Abbildung 5 2 zeigt den Ausschnitt einer Klassenhierarchie am Beispiel einer m glichen Bibliothek zur Programmierung von grafischen Benutzeroberfl chen GUI Neben der bisher geschilderten Einfachver erbung ist auch die Mehrfachvererbung m glich In diesem Fall hat eine Unterklasse mehr als nur eine Oberklasse Zwei bisher nicht erw hnte Mechanismen die in Abb 5 2 verwendet werden sollen nun erl utert wer den Der Erste verbirgt sich hinter dem Merkmal abstract unter dem Namen der Klasse GUI Component Dieses bezeichnet eine Klasse von der keine Objekte erzeugt werden k nnen Diese Klassen werden ab strakte Klassen genannt und dienen dazu die Eigenschaften die den Unterklassen gemein sind zu abstra hieren Abstrakte Klassen d rfen auf allen Stufen der Hie rarchie vorkommen
12. e die Mitarbeiter selbst ndig sein und sich verwirklichen wollen e die Informationsvermittlung von unten nach oben optimal funktionieren soll Kleinere Einheiten sollten gebildet werden wenn komplexe interdependente Aufgaben eine gegenseitige Abstimmung erfordern 4 4 3 Projektstrukturen Es wird im Bal98 zwischen f nf Organisationsstrukturen unterschieden Einfachstruktur e Maschinenb rokratie e Spartenstruktur e Projektstruktur e Profib rokratie F r das Software Management sind besonders die Projektstruktur und die Profib rokratie relevant daher werde bekommen diese im folgenden mehr Aufmerksamkeit zugesprochen In der Projektstruktur wird mit Projektteams entwickelt in diesen Teams sind Mitarbeiter verschie dener Disziplinen t tig Es findet eine hohe horizontale Aufgabenspezialisierung statt Auf der einen 4 4 ORGANISATION 33 Seite gibt es eine Tendenz die Mitarbeiter in funktionalen Einheiten einzusetzen auf der anderen Sei te werden Mitarbeiter in marktorientierten Projektteams zusammengefa t Des weiteren kommen Kon taktinstrumente zur F rderung der gegenseitigen Abstimmung zum Einsatz Projektteams werden von Projektmanagern geleitet Diese Manager sind meistens keine klassischen F hrungkr fte sie k mmern sich vielmehr um Kontaktpflege und Verhandlungsf hrung Viele dieser Manager k nnten aufgrund ihrer Qualifikationen und F higkeiten im Team mitarbeiten Die Entscheidungsbefugnisse sind auf F hr
13. Artikel mit Bildmaterial geschieht in der Abteilung Bild Letztlich wird die Zeitung in der Abteilung Montage aus allen Einzelteilen wie Texten Bildern Grafiken Anzeigen Werbungen usw zusammen gesetzt und im World Wide Web angeboten In der n chsten Ausgabe des Virtuellen Wochenmagazins die am 15 5 98 herausgegeben wird soll ein Artikel ber den amerikanischen Pr sidenten Bill Clinton inklusive zweier Fotos als Leitartikel im Ma gazin erscheinen 9 3 2 Die Elemente des Modells Das Modell zur rechnergest tzten Kooperation besteht aus einem individuellen und einem kooperati ven Teil Im individuellen Teil des Modells wird beschrieben welche Merkmale und Zusammenh nge f r die Beschreibung des Aufgabenbew ltigungsprozesses eines Menschen relevant sind Dieser Teil des Modells modelliert somit die Arbeit jedes einzelnen an der Kooperation beteiligten Menschen Die Elemente des individuellen Teils des Modells sind Subjekt Rolle Rolleninstanz Objekt Aktivit t und Ziel Der kooperative Teil des Modells beschreibt diejenigen Merkmale und Zusammenh nge die relevant 9 3 UNIVERSELLES MODELL RECHNERGEST TZTER KOOPERATION 111 werden wenn mehrere Menschen zielgerichtet zusammenarbeiten wollen Er modelliert also im wesent lichen wie sich die an der Kooperation beteiligten Menschen untereinander abstimmen m ssen um das gemeinsame Ziel zu erreichen Die Elemente des kooperativen Teils des Modells sind Kommunikation
14. Bei den CPM Netzpl nen werden die Ereignisse das sind Meilensteine durch einen konkreten Vor gang in ein Nachfolgerereignis berf hrt Die Abh ngigkeiten zwischen den einzelnen Vorg ngen ent fallen Bei den Pert Netzpl nen entfallen Vorg nge und die Meilensteine werden in Abh ngigkeit vonein ander dargestellt 4 3 PLANUNG 29 4 3 2 Zeitplanung Hier wird die Zeitplanung mit MPM Metra Potential Method Netzpl nen n her betrachten weil sie sehr h ufig Verwendung finden Der prinzipielle Aufbau dieser Pl ne wird durch Abbildung 4 3 illustriert Pflichtenheft erstellen OOA Modell erstellen Di 1 10 97 Mi 2 10 97 Don 3 10 97 Mon 7 10 97 2t EA 3t Legende Name Fr h Anfang fr h Ende Dauer Notizen Abbildung 4 3 Netzplandarstellung Ein Meilenstein wird durch einen Doppelkasten Kasten um den Kasten oder mittels Fettdruck dar gestellt Es wird zwischen vier Vorgangsbeziehungen unterschieden e Normalfolge Ende Anfang EA e Anfangsfolge Anfang Anfang AA e Endfolge Ende Ende EE e Sprungfolge Anfang Ende AE Die Pufferzeit ist die Differenz zwischen dem fr hesten und sp testen Termin an dem ein Vorgang beginnen kann Nur eine zeitliche Verz gerung innerhalb dieses Zeitintervalls ist m glich ohne das Gesamtprojekt zu gef hrden Ein Vorgang der keine Pufferzeit besitzt wird als kritischer Vorgang bezeichnet Stehen mehrere kritis
15. Farbe farbiges Licht ver ndert das Aussehen der Objekte Ein wei es Objekt das von einem gr nen Lichtkegel erfa t wird erscheint gr n Die Verwendung farbigen Lichtes stellt eine gute M glich keit dar eine bestimmte Atmosph re und Stimmung zu schaffen Intensit t beschreibt die St rke des Lichtes Ein Licht ohne Intensit t besitzt keinerlei Auswirkung auf andere Objekte Licht mit hoher Intensit t w scht die Objekte aus und Details gehen verloren Abfall normalerweise verliert das Licht vom Zentrum des Strahls bis hin zu den Seiten an Intensit t Der Term Abfall beschreibt die Verringerung dieser Intensit t Atmosph rische Abschw chung definiert die Distanz in der das Licht erlischt In der realen Welt kann dieser Wert mathematisch berechnet werden Das Licht wird durch Partikel in der Atmo sph re absorbiert und damit abgeschw cht Da in der 3D Welt keine Atmosph re modelliert wird kann man f r die atmosph rische Abschw chung einen Wert definieren 72 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG 6 8 Szene und Navigation Um Objekte im dreidimensionalen Raum erstellen bewegen rotieren oder skalieren zu k nnen braucht man zwei Dinge Zum einen mu ein Koordinatensystem definiert werden und zum anderen eine Kamera von der aus man die Szene betrachten kann Die meisten 3D Grafikprogramme haben feste Voreinstel lungen f r Sichten von oben von vorne und von der Seite auf die Szene und besitzen meist auch eine 3D Ansicht
16. Koordination Kooperation und Kooperationskontext Im Folgenden sollen zuerst die individuellen und dann die kooperativen Elemente des Modells erl utert werden 9 3 2 1 Individuelle Modellelemente SUBJEKT ist eine Person oder eine Gruppe von Personen Subjekte verf gen ber Ziele und haben unterschiedliche Rollen im Kontext der rechnergest tzten Kooperation Subjekte sind Eigent mer oder Mitbenutzer von Objekten Jeder einzelne Mensch der an der Kooperation Virtuelles Wochenmagazin beteiligt ist ist nach dieser Definition ein Subjekt Alle Menschen die in einer der drei betrachteten Abteilungen zusammenarbei ten werden ebenfalls als Subjekte verstanden Die Ziele der Abteilungen liegen klar auf der Hand Sie m chten je nach ihrer Funktion entweder eine Menge von Artikeln erstellen eine Menge von Bildern und Grafiken erzeugen die die einzelnen Artikel illustrieren sollen oder alle Einzelteile im Magazin zusammenf gen Bei ihrer Arbeit erstellt eine Mitarbeiterin der Abteilung Text ein Objekt des Typs Formatierter Text und ist somit Eigent merin des Objekts Ein anderer Mitarbeiter der Abteilung mu auf den erstellten Text zugreifen k nnen um ihn Korrektur zu lesen Er ist Mitbenutzer des Objekts OBJEKT ist einem oder mehreren Subjekten zug nglich Objekte k nnen tempor r oder permanent exi stieren Sie haben einen Zustand der durch Aktivit ten manipuliert werden kann Erzeugen Vernichten Zustand ndern
17. Kurvenarten a Hermite Kurve mit ihren Tangentenvektoren b Bezier Kurve mit ihrer konvexen Hiille und c uniforme B Spline Kurve der Kegel und der Torus Aufgrund der einfachen Struktur sind Primitive schnell zu modellieren und zu rendern Mittels boolescher Mengenoperatoren lassen sich viele Festk rper bauen Als boolesche Operatoren gelten der Durchschnitt und Vereinigung sowie die Differenz zweier K rper Beispielswei se l t sich der Grundk rper einer Mikrowelle leicht erzeugen indem man einen kleinen Quader von einem gr eren Quader abzieht und so der Hohlraum entsteht s Abb 6 2 Vorteil dieser Modellierungs technik ist da sie oft dem realen Fertigungsproze entsprechen Es lassen sich also Objekte die durch Ausstanzen oder Anschwei en gefertigt wurden schnell erzeugen Abbildung 6 2 Boolesche Differenz zweier Quader Eine andere M glichkeit zur Modellierung von K rpern ist die Bildung von Translationsk rpern Hierzu wird ein 2D Objekt entlang eines Pfades bewegt Der Pfad wird meistens durch eine Kurve im dreidimensionalen Raum dargestellt Die 2D Objekte k nnen wie im vorigen Abschnitt beschrieben her gestellt werden Ist der Pfad senkrecht zur 2D Fl che und geradlinig spricht man von Extrusion s Abb 6 3 Rotationsk rper lassen sich erzeugen indem man die 2D Fl che um eine bestimmte Achse rotie ren l t Die Software erstellt dabei ein Fl chenobjekt was zum Nachteil hat da bei Nichtgefa
18. Plans dann unm glich machen Production Es folgt ein Brainstorming aller am Projekt beteiligten Personen Es ist aber auch durchaus emp fehlenswert au enstehende Personen mit einzubeziehen da diese in ihrer Denkweise oft weniger eingeengt sind und unkonventionelle Ideen einbringen k nnen Insgesamt gilt da alle Ideen vor getragen werden sollten auch wenn sie auf den ersten Blick nicht realisierbar zu sein scheinen oder mit den W nschen des Kunden nicht konform sind Anschlie end werden die guten Ideen heraus gefiltert aufbereitet und dem Auftraggeber vorgelegt Sobald der Auftraggeber sich f r ein Modell entschieden hat mu die f r beide Seiten sp ter verbindliche Anforderungsdefinition erstellt wer den In ihr enthalten sind Aussagen dar ber was das System leisten soll nicht aber wie dies zu realisieren ist In der Entwurfsphase werden nun die Inhalte strukturiert Dazu mu festgelegt werden welche Informationen dargestellt werden und mit Hilfe welcher Medien sie pr sentiert werden sollen Ebenfalls festzulegen sind die Medien die zur Gestaltung der Seiten verwendet werden sollen Der Look and feel Charakter einer Produktion spielt ebenso eine wichtige Rol le wie die einheitliche Gestaltung der einzelnen Seiten Weiterhin sind didaktische berlegungen anzustellen Dabei spielen Fragen eine Rolle wie z B Soll der Inhalt vom Benutzer aktiv erar beitet werden oder erfolgt die Vermittlung der Informati
19. e 71 Abschliessende Bemerkungen 78 INHALTSVERZEICHNIS v 7 VRML das Web in 3D 79 EES ere re EE EE A L a 79 1 2 Einletwne ees ee a Oe ae Pa a ee te 79 hed Geschichtliches 2 5 2 302 2 ut es been Bea d ee eet A 80 4 3 1 Die Anf nger u Gk aya dam an an e A 80 7 3 2 Der Weg zum ISO Standard 81 7 33 Blickindie Zukuntt i ea 4 hee ee aa ehe re OS 81 7 4 M glichkeiten in VRML 0002 a 82 TAL Sichtbare Objekte a 202 Ed a ee AE a ae Y 82 1 4 2 Licht und Schatten oe 22 ee ke 2 Zus Ken eh Br DE Bar 83 74 3 Mehr re lity 2 0 2 8 man ae an aa lan ee eS 83 EAA Navigation osna 6 4508 yale tan de Bish bee Data ey en 84 7 3 Hinter den K lissen 4 42 5 SEN etek Goes eee a Dan ak e 84 7 5 1 Aufbau von VRML Dateien 000002000084 84 HI Knotentypen E A ata hl at be e A EEN GC 85 7 5 3 Aufbau von Knoten aoaaa aaa ee 86 7 5 4 Ereignisse und Routen 87 7 5 5 Mehrfachverwendung und Prototypen 87 OO SAPUNI e A er a Gs as aka ara DEE 88 TOA Trahsformationen NNN eee a a sa RE a 89 1 38 Eine Mini Welt 4 perigee Dr Soe Be a aa SO ir Se ee 89 1 6 VRME Browsing e 2 EN EN ke Ee be ee e 91 7 6 1 Varianten und Anforderungen 91 7 62 Cosmo Player E 2 2 ad 82H uns A Ente 91 TT NRML Authoring o u 02 eb ae E a 92 7 7 1 Der Weg zur eigenen VRML Welt 2 2 oo onen 92 7 1 2 Superscape 3D Webmaster 92 7 7 3 RenderSoft VRML Editor o e
20. erdem kann man constraints als Kommunikationsmittel communication medium einsetzen um Beziehungen der Teilsysteme darzustellen Da eine Variable h ufig in mehreren Schritten des Plans be nutzt wird kann man constraints von einem Teil des Plans auf einen anderen Teil bertragen Die Pflicht einen Vortrag zu halten kann zum Beispiel bedeuten da man sich darauf gesondert vorbereiten mu und vielleicht noch einmal ein Buch zum diesem Thema anschaut um sich Anregungen zu holen Die Bedingung die sich aus dem Vortrag ergibt wird also auf den Schritt des Lesens von Literatur bertragen von einem Planschritt auf einen anderen Hierzu im Abschnitt 11 3 3 2 mehr 11 3 3 2 Operationen auf Constraints Es gibt drei wichtige Operationen auf Constraints die einem Programm das constraints benutzt zur Verf gung stehen sollten e Die Formulierung von Constraints constraint formulation ist notwendig wenn sich im Zuge der Spezifizierung des Plans neue Bedingungen ergeben e Die bertragung von Constraints constraint propagation sollte ber den gesamten Plan hin m glich sein d h wird eine neue Bedingung in einem Teil des Plans formuliert mu sie auch auf einen anderen Teil des Plans bertragbar sein wenn dort die gleiche Variable benutzt wird e Au erdem mu es m glich sein bei der Belegung von Variablen mit Werten die Constraints zu ber cksichtigen also Belegungen zu finden die den Bedingungen gen gen constraint satisfac
21. ftsproze analyse durchgef hrt Sie soll Aufschlu dar ber geben welche Teile des Systems sich gegebenenfalls durch Software automatisieren oder unterst tzen lassen Dabei k nnen sich Optimierungsm glichkeiten ergeben die sich durch einfache organisatorische Umstrukturierungen verwirklichen lassen Businessobjekte identifizieren Gesch ftsproze analyse lt y Schnittstellen A identifizieren ED Anwendungs f lle Soll VG EE ES Ge Explorative Brainstorming Pi 7 S rototypen CRC Sitzungen Abbildung 5 7 Analyse Phase Interaktions diagramme Aktivit ts diagramme Die sich ergebenden Systemrelevanten und durch Software zu unterst tzenden bzw automatisierenden Abl ufe m ssen nun genau untersucht und in Anwendungsf llen beschrieben werden Man unterschei det dabei zwischen den Regel und Sonderf llen die in prim re und untergeordnete sekund re Anwen dungsf lle gegliedert werden Es entsteht ein Abbild des Ist Zustandes Anwendungsf lle dienen vor 5 4 OBJEKTORIENTIERTE SOFTWAREENTWICKLUNG 49 allem auch dazu den SoftwareentwicklerInnen ein genaues Verst ndnis der Materie zu vermitteln Auf Basis des Ist Zustandes wird nun ein Soll Zustand erarbeitet Dazu wird zu jedem Ist ein Soll Anwendungsfall erarbeitet und somit die zuk nftigen Arbeitsabl ufe formuliert Erste Prototypen sind inbegriffen um den AuftraggeberInnen und AnwenderInnen einen Einblick
22. gespeichert und von POVray eingelesen povray iszene pov oszene tga ft Ausgabe ist ein File im TGA Format und kann beispielsweise mit xv angesehen werden i legt die Eingabedatei o legt die Ausgabedatei und ft legt das TGA Ausgabeformat fest Hier ein kleines Beispiel f r eine Szenenbeschreibung entnommen aus Per98 include color inc camera location lt 0 0 6 gt look_at lt 0 0 0 gt light_source lt 10 10 5 gt color White sphere lt 0 0 0 gt 2 pigment Yellow Hier eine kurze Erl uterung include color inc wird nur eingef hrt damit man die Farb bezeichner White und Yellow benutzen darf Die camera befindet sich an der Position lt 0 0 6 gt ist 78 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG also um 6 auf der z Achse verschoben Ausgericht ist die Kamera auf den Ursprung Eine Lichquelle die wei es Licht ausstrahlt ist um 10 auf der x Achse um 10 auf der y Achse und um 5 auf der z Achse verschoben Auf dem Ursprung befindet sich eine Kugel mit Radius 2 Durchmesser 4 mit einer gel ben Farbtextur Durch weiter Anweisungen im spehre Block l t sich die Beschaffenheit der Kugel ver ndern Beispielsweise w rde der Zusatz finish phong 1 Reflexionen auf der Oberfl che her vorrufen Farbverl ufe lassen sich ebenfalls realisieren Au er Kugeln stehen u a noch Quader Kegel Zylinder und Tori Reifen zur Verf gung Sie lassen sich alle skalieren rotieren und verschieben Die CSG Funktion
23. lich richtigen Weg ist Mitarbeiter brauchen das Gef hl unersetzbar zu sein elite Team au erdem braucht jedes Team die Herausforderung ein besonders wertvolles Produkt schaffen zu d rfen kein Wegwerfprodukt Allerdings sollte auch darauf geachtet werden da kein unn tiger Funktionsumfang entwickelt wird Ein Team kann nur erfolgreich arbeiten wenn die Mitglieder von den pers nlichen Ei genschaften wie z B vom Charakter her zusammen passen Nur dann sind sie f hig sich als Team zu identifizieren und k nnen erfolgreich zusammenarbeiten Deshalb sollte auf die Zusammenstellung der Teams besonders Einflu genommen werden Ein Team kann sich auch nur richtig entfalten wenn es das n tige Vertrauen seitens der Unternehmensf hrung bekommt zuviel Kontrolle wirkt einschr nkend Eine r umliche Trennung behindert das Wir Gef hl Es gilt nat rlich auch der Spruch Never change a winning team Die Termine sollten so gesetzt werden da sie eingehalten werden k nnen die Team mitglieder aber auch nicht zu unausgelastet sind Es sollte also die goldene Mitte getroffen werden Ein gutes Team erkennt man an folgenden Eigenschaften Niedrige Fluktationsrate e Starke Identifikation eines jeden Mitglieds mit dem Team e Freude an der Arbeit Bewu tsein einer Elitemannschaft 4 7 KONTROLLE 37 4 6 2 Kreativit t Gerade in der Software Entwichklung ist ein hoher Grad an Kreativit t erforderlich wie zum Beispiel beim Entwerfen einer g
24. o 92 7 8 Abschlie ende Anmerkungen 93 vi INHALTSVERZEICHNIS 8 QuickTime VR und das QTVR Authoring Studio 95 8 1 Zusammenfassung aoaaa 95 85 2 Einleitung d RR a a eh EB HE Bra 95 83 QuickTime VR 2 27 22 A A ites Lee kan Ba We Bhat ee ek 96 8 4 Das QuickTime VR Authoring Studio 2 2 CC none 96 8 5 Erstellen von QTVR Panoramen 98 8 5 1 Erzeugen des Ausgangsmaterials o ee ee 98 8 5 2 Der Panorama Maker 2 2 2 Comm 99 8 5 3 Der Panorama Stitcher 2 2 CC moon nn 100 8 6 Erstellen von QTVR Objekten 101 8 6 1 Erzeugen des Ausgangsmaterials 22 2 2 Comm nn 101 8 6 2 Der Object Maker 3 4 44 a Warrants 102 8 7 Erstellen von QTVR Szenen 103 8 7 1 Der Scene Maker 0 0000 0 2 e e eee 103 8 7 2 Gr ere QTVR Projekte verwalten 104 8 8 Kompression 24 ana aeua e a N es ba ei eA e ohh Br en 104 CN Sn boat Ga A ee ob a eee a ch Shas an a a de 104 II Elektronische Lehre 107 9 Rechnergestiitzte Kooperation 109 HI Zusammenfassung 2 2 2 2 2 2 Zune Mara Ba DIE es 109 9 2 Rechnergestiitzte Kooperation im Kontext der Projektgruppe 109 9 3 Universelles Modell rechnergest tzter Kooperation 110 9 3 1 Beispielszenario einer rechnergest tzter Kooperation 110 9 3 2 Die Elemente des Modells 2 2 2 Como onen 110 9 4 Kooperationsunterst tzende Werkzeuge 2 2 2 22mm nenn 113 9 4 1 Kommunikationsaspekte kooperationsunterst
25. solche Klassen wie z B Array String und Vector zur Verf gung Eine Beh lterklasse zur Aufnahme von grafischen Objekten die sich in das oben beschriebene Bei spiel einf gen l t K nnte auf verschiedene Arten realisiert werden Die in Abb 5 3 gew hlte Vari ante verwendet die Mehrfachvererbung bei der einzelne Klassen sowohl die Eigenschaften der Klasse GUI Component als auch die der Beh lterklasse erben GUI Container abstract GUI Component GUI Container add component en Zn remove component GUI Window drawAll Abbildung 5 3 Die Klasse GUI Container und ihre Einordnung in die Hierarchie 5 3 3 Kommunikation zwischen Objekten Unter der Kommunikation von Objekten versteht man das Aufrufen von Methoden der Objekte unter einander Die Objekte sollen damit bef higt werden die f r sie vorgesehenen Aufgaben wahrzunehmen Dazu ist es allerdings notwendig da sich ihre entsprechenden Klassen kennen Bei den oben genannten Vererbungsbeziehungen ist das immer dann der Fall wenn eine Unterklasse Methoden einer berge ordneten Klasse benutzen mu nicht jedoch wenn keine Vererbungsbeziehungen bestehen Sollen die Objekte dennoch miteinander kommunizieren so gibt es die M glichkeit die Zusammenarbeit durch Assoziationen und Aggregationen zu erreichen Assoziationen beschreiben Beziehungen zwischen Objekten die Exemplare unterschiedlicher Klassen sei
26. und Steuerm glichkeiten zu er ffnen Obwohl es keine von allen Fachdisziplinen und An wendergruppen anerkannte Klassifikation der Grundformen der Interaktivit t gibt lassen sich f r Lern software bestimmte Stufen der Interaktion unterscheiden Haa97 e Zugreifen auf bestimmte Informationen Ausw hlen Umbl ttern e Ja Nein und Multiple Choice Antwortm glichkeiten und Verzweigungen auf entsprechende Zu satzinformationen e Markieren bestimmter Informationsteile und Aktivierung entsprechender Zusatzinformationen e freier Eintrag komplexer Antworten auf komplexe Fragestellungen mit intelligentem tutoriellen Feedback e freier ungebundener Dialog mit einem Tutor oder mit Lernpartnern mit Hilfe von Multimedia und Hypermediasystemen 10 4 1 2 Interaktions und Lehr Lernmetaphern Es bleibt die Frage wie Mensch Computer Interaktion hergestellt werden soll Das Ziel ist da sich Lernende m glichst intiutiv mit der Software auseinandersetzen k nnen Daher ist es von Vorteil wenn sich Operationen am Rechner an realen Handlungen orientieren die den Berutzern vertraut sind Dieses kann durch Metaphern erreicht werden Ankn pfungspunkt f r die Dialog Metapher ist die nat rliche Menschliche Kommunikation zwi schen Gespr chs oder Lehr Lernpartnern Ein elektronisches Gegenst ck zu einem bekannten physika lischen Sachbereich wurde in den Interface Metaphern geschaffen Anstatt mit abstrakten Objekten auf dem Bildschirm hantie
27. 3 GRUNDBEGRIFFE DER OBJEKTORIENTIERUNG 43 5 3 1 Vererbung und abstrakte Klassen Ein wichtiger und dem Drang des Menschen nach Klassifizierung nachgeahmter Mechanismus wird durch die Vererbung beschrieben Menschen versuchen in vieler Hinsicht reale Objekte einer systemati schen Ordnung zu unterwerfen Dabei werden hierarchische Strukturen gebildet die von der Spitze zur untersten Ebene eine Spezialisierung bzw in umgekehrter Richtung eine Generalisierung darstellen Ein an oberster Stelle stehendes Objekt verf gt dann ber Merkmale und Verhaltensweisen die alle Ob jekte bis zu denen der untersten Ebene ebenfalls besitzen Auf jeder Stufe der Spezialisierung haben die Objekte jedoch zus tzliche Merkmale und Verhaltensweisen In der Objektorientierung ist durch dieses Prinzip die Wiederverwendungsm glichkeit gegeben Ferner spricht man bei Klassen die weiter oben in der Hierarchie stehen und Merkmale bzw Verhaltenswei sen weitergeben von Oberklassen eine erbende Klasse wird Unterklasse genannt Notiert wird dieses Verh ltnis mit einem Pfeil von der Unter zur Oberklasse Die Einteilung wird h ufig mittels eines mit in der UML Diskriminator bezeichneten Unterscheidungsmerkmales f r die Unterklassen getroffen GUI Component abstract x Integer 0 lt x lt MaxX y Integer 0 lt y lt MaxY dx Integer 0 lt dx lt x MaxX dy Integer 0 lt dy lt y MaxY visible Boolean setVisible bool setPosition x y
28. 3 5 1 Einordnung der Autorensysteme in den Software Entwicklungsproze Der technische Entwicklungsproze einer multimedialen Anwendung l t sich in mehrere Phasen glie dern vgl Abbildung 3 7 Abbildung 3 7 Anwendungsbereiche der Autorensysteme Zun chst werden die einzelnen Informationsobjekte erzeugt und dann in der Informationsobjekt sammlung abgelegt Als Hilfsmittel zur Erstellung der Informationsobjekte dienen beispielsweise Tex teditoren Graphikeditoren oder Animationtools In der nachfolgenden Strukturierungsphase werden die 3 5 AUTORENSYSTEME 21 Beziehungen zwischen den einzelnen Objekten definiert Beliebige Ausschnitte der Anwendung kann sich der Entwickler in der Testphase ansehen und dann entscheiden ob er mit seinem Ergebnis zufrieden ist oder nicht Diese beiden Phasen stellen die eigentliche Authoring Phase dar Ergebnis der Authoring Phase ist ein Multimedia Netzwerk das von der Beziehungsverwaltung des Autorensystems verwaltet wird In der Generierungsphase schlie lich wird der editierbare Programmcode erzeugt Am Ende der Entwicklung steht dann das ausf hrbare Programm In sogenannten Autorensystemen werden Werkzeu ge zusammengefa t die von der Layout bis zur Programmierungsphase eingesetzt werden W hrend in einigen Autorensystemen die Programmierungsphase in die Verbindungsphase integriert ist ist bei anderen Systemen kein Codegenerator vorhanden Einige Systeme bieten zus tzlich noch Informations ob
29. Abbildung 4 1 zu sehen Des weiteren werden noch Meilensteine zur Projekt berwachung und Motivation des Projektteams festgelegt Sie kennzeichnen den Beginn und Abschlu eines Vorgangs oder einer Phase mehrere Vorg nge Damit der Entwicklungsfortschritt wirksam kontrolliert werden kann m ssen Meilensteine folgende An forderungen erf llen 4 3 PLANUNG 27 1 Einleitung 1 1Zweck des Projektplans 1 2 Projekt berblick und Motivation 1 3 Entwicklungsphilosophie 2 Grundlagen 2 1 Vertragliche Anforderungen an Projektdurchf hrung 2 2 Vertragliche Anforderung an L sung 2 3 Standart Randbedingungen 3 Beschreibung des Projekts 3 1 Arbeitsumfang 3 2 Annahmen 3 3 Lieferumfang 3 4 Abnahmeprozedur 3 5 Resultate die nicht zum Lieferumfang geh ren 4 Entwicklungsplan 4 1 Aufteilung in Arbeitspakete 4 2 Netzplan mit Aktivit ten und Terminen 4 3 Budget 4 4 Kritische Punkte Risiken 5 Anforderungen an die Umgebung 5 1 Rechnersysteme Software 5 2 Leistungen des Auftraggebers 5 3 Leistungen externer Lieferanten 6 Entwicklungsprozess 6 1 Phasen der Entwicklung 6 2 Dokumentation 6 3 Qualit tskontrolle 7 Projektorganisation 7 1 Schnittstelle zum Auftraggeber 7 2 Schnittstelle zur Firmenorganisation 7 3 Schl sselpersonen 7 4 Organisation w hrend der Projektphasen 8 Standards f r die Entwicklung 8 1 Konfigurationskontrolle 8 2 Programmierrichtlinien 8 3 Einsatz von Werkze
30. Abschnitt 5 5 1 5 Sofern die Komplexit t eines zu entwerfenden Objektes dies erfordert e Kollaborations und Sequenzdiagramme vgl Abschnitt 5 5 1 3 bzw 5 5 1 4 5 4 4 Implementierung In der Implementierungsphase wird das in der Design Phase entworfene Modell schrittweise in ein lauff higes System umgesetzt Codierung Einzeltest TT Anwendungs 1 f lle lle Testf l Abbildung 5 9 Implementierung Zun chst werden einzelne Klassen ihrer Spezifikation entsprechend umgesetzt und getestet Im n chsten Schritt werden dann Klassen zu Paketen oder Teilsystemen integriert und das Zusammenspiel der Klas sen wird getestet Abh ngig von der Gr e des Produktes entsteht so das End oder Zwischenrodukt 52 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML Das erarbeitete System mu nun zusammen von den EntwicklerInnen und AnwenderInnen bez glich der in der Analysephase beschriebenen Anwendungsf llen und den in der Design Phase erstellten Inter aktionsmodellen berpr ft werden 5 4 5 Der operative Einsatz Abschlie end wird das bisher erstellte Zwischen oder Endprodukt entweder einer ausgew hlten Grup pe oder allen AnwenderInnen zum operativen Einsatz zur Verf gung gestellt Bei einem ersten Einsatz Review N o Operativer Einweisung q Schulung x bungen 7 Installation Abbildung 5 10 Operativer Einsatz innerhalb einer kleinen Gruppe zeigt sich auch wie deta
31. Bol97a jedoch nicht ohne wei teres f r die Erstellung von Multimedia Produkten verwenden Beispielsweise ist ein Umdenken in konzeptioneller Sicht notwendig Fragen die sich mit der Auswahl von Medientypen den Interakti onsm glichkeiten oder der Layoutgestaltung befassen spielen bei der normalen Softwareentwicklung eine weniger bedeutende Rolle Auch kommen technische Aspekte die mit den neuen Medien unmittel bar verkn pft sind wie Datenkompression oder Synchronisation hinzu Umfragen haben gezeigt da die klassischen Modelle in der Multimedia Entwicklung kaum zum Einsatz kommen Die Unternehmen selbst bezeichnen ihre Vorgehensweise bei der Softwareentwicklung als eher ad hoc So ist zu bef rchten da analog zu dem Begriff Softwarekrise aus den 60er Jahren in n herer Zukunft eine Multimedia Krise eintreten k nnte Folgende Punkte aus Bol97b sind die wichtigsten Merkmale der Entwicklung von Multimedia Software im Vergleich zur gew hnlichen Softwareentwicklung e An einer Multmedia Produktion sind h ufig Personen verschiedenster Qualifikation beteiligt z B Informatiker Graphik Designer Medien Spezialisten e Neben den rein programmiertechnischen T tigkeiten m ssen auch k nstlerische sthetische und psychologische Aspekte ber cksichtigt werden e Medienobjekte wie Animationen Videos oder Audios m ssen erstellt und in das System integriert werden Beim Versuch die klassischen Phasenmodelle auf die Entwicklu
32. Bump Map simuliert Unebenheiten auf einer Oberfl che Sie werden normaler weise durch graustufige Bitmaps dargestellt Je nach Programm werden dann dunkle Punkte als Vertiefungen oder als Erh hungen dargestellt Um dieses zu erreichen wird je nach Grauwert die Richtung der Oberfl che ge ndert so da sich beim Rendern kleine Licht und Schattenwechsel ergeben Man sollte darauf achten da die Ecken und Kanten des Objektes jedoch immer glatt erscheinen da die Bump Map nur ein optischer Trick ist Die Ermittlung der sichtbaren Fl chen hat schon vorher stattgefunden Bevor ein Beleuchtungsmodell angewendet wird werden nur die Fl chennormalen der einzelnen Polygone ver ndert und an das Beleuchtungsmodell weitergege ben So wird eine Orientierungs nderung simuliert Effect Mapping wie Bump Maps sind auch Effect Maps meist graustufige Bitmaps Sie k nnen Trans parenz Gl hen oder und Reflexionen simulieren Beispielsweise werden bei einer Glow Map bei dunklen Pixeln die Farbe der Oberfl che dargestellt und bei helleren Pixeln die Farbe der Ober fl che aufgehellt Diese Effect Maps sind besonders n tzlich f r die Simulation von Umgebungs spiegelungen und Transparenz Au erdem gibt es verschieden Projektionsarten um die Textur auf das Objekt zu bringen Planar Mapping ist die einfachste Art des Abbilden von Texturen auf Objekte Man kann es sich am besten vorstellen in dem man den K rper beispielsweise einen W rfel durch ein Bla
33. Da vieles mit Standbildern nur unzul nglich dargestellt werden kann kann man in Multimedia Anwendungen auf Bewegtbilder zur ckgreifen Bewegtbilder bringen das Risiko des Over loads mit sich Durch Verlangsamung oder mentale Vorbereitung Kann dieses Risiko gesenkt werden Interaktivit t Es ist m glich zu Abbildern oder Teilen von Abbildern Beschriftungen oder zus tz liche Informationen abzurufen Auch akustische Kommentare oder ein h herer Detaillierungsgrad sind vorstellbar 10 4 3 Hypertext und Hypermedia Die Begriffe Hypertext und Hypermedia sind im Abschnitt 2 2 bereits vorgestellt worden An dieser Stel le sollen sowohl die Vorteile als auch die Probleme die diese Konzeptionen mit sich bringen erl utert werden Einige Ans tze zur L sung dieser Probleme werden dar ber hinaus besprochen 10 4 GESTALTUNGSM GLICHKEITEN F R LERNSOFTWARE 137 10 4 3 1 Vorteile und Chancen hypermedialer Lernsoftware Die Vorteile von Hypermedia kann man von zwei Standpunkten aus betrachten Vom technischen Stand punkt aus kann man die Vorteile aus Sicht der Entwicklung und Wartung anf hren vom didaktischen Standpunkt aus die Vorteile aus Sicht der Lernenden O1d98 Vorteile aus Sicht der Entwicklung und Wartung modulare Erweiterbarkeit aufgrund der nicht linearen Netzwerkstruktur der kurze Produktionszyklus vom Design neuer Module bis zur Ver ffentlichung die einfache Integration von Simulationen und Animationen die Struktur e
34. Goal oder berechnen das Ziel eines vorgeschlagenen Schrittes Predict Results Die Spezifikations Operatoren specialization operators f gen zu einem noch abstrakten Plan De tails hinzu Sie k nnen Operatoren und Objekte spezifizieren Refine Operator und Refine Object und sie k nnen Constraints hinzuf gen die sich aus bereits bestehenden Constraints ergeben Propagate Contraint 152 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN 11 4 2 4 Strategy Space Der strategy space hat die Aufgabe die Designschritte zu kontrollieren Er w hlt Schritte des Designbe reichs aus und f hrt diese aus Die Operatoren nennt man meta planning oder strategy operators Der Strategiebereich in MOLGEN ist durch zwei Ans tze gepr gt der least commitment approach und der heuristic approach Generell befindet sich MOLGEN im least commitment cycle Hier erweitert es den Plan indem es neue Designschritte entwirft Operator Focus oder alte aufgeschobene Schritte weiter spezifiziert Operator Resume Erst wenn dieser Proze stehen geblieben ist weil keine neuen Schritte hinzugef gt werden k nnen und alle bestehenden Schritte keine eindeutige Verfeinerung mehr zulassen d h immer noch mehrere Belegungen f r die Variablen m glich sind under constrained erst dann begibt sich MOLGEN in den heuristic cycle in dem es die Belegung einer Variablen r t guess Danach begibt sich MOLGEN zur ck in den ersten Zyklus Nun kann MOLGEN entweder den Pla
35. Interaktionssteuerung Diese Schicht bzw ihre Klassen interpretieren die von der Dialogsteuerung kommenden Daten nur soweit wie es zur Bestimmung der Bearbeitungssituation notwendig ist Sie ist verantwortlich f r die Kommunikation zwischen den Dialog und Fachklassen und entkoppelt diese voneinander e Vorgangssteuerung Die Klassen dieser Schicht sind f r alle fachlichen Vorg nge die bei der Abarbeitung eines Gesch fts vorfalles notwendig sind verantwortlich und initiieren diese e Business und Fundamentalklassen Diese Klassen stellen das eigentliche Modell der Anwendungswelt dar und verbergen deren Attri bute Methoden und Zusicherungen Sie enthalten das gesamte Fachwissen Eine m glichst einheitliche Verwendung einer solchen Architektur sollte f r die gesamte Anwendungs entwicklung stattfinden Durch ein Rahmenwerk oder engl Framework das die Infrastruktur bzw die Kommunikation zwischen den Schichten definiert Kann dies sichergestellt werden Das Rahmenwerk umfa t dabei eine Vielzahl abstrakter Klassen von denen die konkreten Klassen abgeleitet werden Die 5 4 OBJEKTORIENTIERTE SOFTWAREENTWICKLUNG 51 Kommunikation innerhalb der Anwendung verl uft dann soweit wie m glich ber die Klassen des Fra meworks die der aufgesetzten Klassen nach M glichkeit nur innerhalb der jeweiligen Schicht Nachdem diese Vorentscheidungen getroffen sind kann damit begonnen werden die Klassen zu identi fizieren Zun chst werden alle in d
36. Modellierung eingegangen Die meisten 3D Modellierungsprogramme besitzen die M glichkeit auch 2D Objekte zu erstellen Andere erfordern den Import von 2D Grafiken Neben den einfachen Methoden der Generierung von 2D Grafiken mittels Linien Kreisen und Polygonen gibt es die wesentlich m chtigere aber auch komplizier tere Methode mittels Kurven 2D Objekte zu erstellen Es gibt verschiedene Formen von Kurven Hier werden die am meisten verwendeten kubischen Polynomialkurven die Hermite Kurve die Bezierkurve und Splines erl utert Die Hermite Kurve wird ber ihre zwei Endpunkte und ihren Tangentialvektoren in den Endpunkten definiert Sowohl die L nge als auch die Richtung ist f r den Kurvenverlauf entscheidend s Abb 6 1 a Bei komfortableren Grafikprogrammen kann man die Endpunkte sowie die Tangentenvektoren durch ziehen mit der Maus ver ndern Zwei Hermite Kurven lassen sich mit einander verkn pfen Dabei m ssen die Tangentenvektoren die gleiche Richtung besitzen nicht aber gleich gro sein Bei den Bezierkurven m ssen die Tangentenvektoren nicht auf der Kurve liegen sondern sie werden durch zwei weitere Punkte im Raum definiert Abb 6 1 b So entsteht eine konvexe H lle die die Kurve umgibt Zieht man an den Punkten der H lle so verh lt sich die Kurve wie eine Art Gummiband F r die Verkn pfung zweier Kuven gilt die gleiche Regelung wie bei Hermite Kurven Bei den Splines wird die Kurve durch n Kontrollpunkte
37. Multimedia existiert keine allgemein akzeptierte Definition Schon innerhalb gleicher Fachgebiete kann es dar ber verschiedene Ansichten geben Im Bereich des Marketings z B wird Multimedia wie folgt definiert Multimedia unter diesem Begriff versteht man die Integration von Text Graphik Pixelbildern Video und Audio O1d98 Ralf Steinmetz versteht unter Multimedia Ein Multimedia System ist durch rechnergesteuerte integrierte Erzeugung Manipulation Darstellung Speicherung und Kommunikation von unabh ngigen Informationen gekennzeichnet die in mindestens einem kontinuierlichen und einem diskreten Medium kodiert sind RS95 O1d98 Dabei sind diskrete Medien zeitunabh ngige Medien wie Text oder Graphik Kontinuierliche Medien dagegen sind zeitabh ngig wie Audio oder Video Es gibt verschiedene Ebenen der Unabh ngigkeit der Information Auf der einen Seite w re der Video recorder mit dem man Bild und Tonfrequenzen abspielen kann Hier geh ren Ton und Bild zusammen Datenunabh ngigkeit ist also nicht gegeben Auf der anderen Seite gen gt die Kombination von DAT Signalen und computerverf gbarem Text zum Zweck der Pr sentation der Forderung nach Unabh ngig keit Dar ber hinaus gibt es die Bedingung der rechnergesteuerten Integration Ein Textprogramm mit dem man Tabellenkalkulationen und sogar Videoclips in den Text einbinden kann gen gt dieser Forderung nicht wenn keine Verbindung zwischen den Daten aufgebaut w
38. Objekten in verschiedenen Detailstufen levels of detail definieren von denen in Abh ngigkeit von der Entfernung jeweils eine angezeigt wird Es gibt e normale Gruppenknoten Anchor Billboard Collision Group Transform e spezielle Gruppenknoten Inline LOD Switch 86 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D 7 5 2 2 Blattknoten Blattknoten definieren konkrete Objekte wie K rper Shape oder Lichtquellen und k nnen h chstens noch untergeordnete Knoten aber keine Gruppenknoten oder andere Blattknoten enthalten Man unter scheidet e allgemeine Knoten Script Shape Sound WorldInfo e Lichtquellen DirectionalLight PointLight SpotLight e Sensoren ProximitySensor TimeSensor TouchSensor Interpolatoren Colorlnterpolator e bindbare Knoten Background Fog NavigationInfo Viewpoint 7 5 2 3 Untergeordnete Knoten Untergeordnete Knoten treten innerhalb von Blattknoten oder anderen untergeordneten Knoten auf und beschreiben weitere Eigenschaften von diesen So ist das Aussehen Appearance beispielsweise dem Shape Knoten untergeordnet und dem Appearance Knoten wiederum ist der Material Knoten unterge ordnet Es gibt e seometrische Knoten Box Sphere Text e geometrische Eigenschaften Color Coordinate e Aussehen Appearance FontStyle Material e Tonquellen AudioClip 7 5 3 Aufbau von Knoten Zu jedem Knotentyp geh ren eine Anzahl von Feldern die jeweils einen Feldtyp z B
39. Panoramen die bei Klicken mit der Maus eine Verkn pfung aktivieren Wenn man einen hot spot gesetzt hat mu man anschlie end noch einstellen in welchem Blickwinkel das Ziel der Verkn pfung zu sehen sein soll Dabei sollte m glichst die Bewegungsrichtung des Betrachters erhalten bleiben damit dieser innerhalb der Szene nicht die Orientierung verliert Bei einer Verkn pfung zu einer World Wide Web Seite wird beim Anklicken der externe Browser zum Anschauen dieser Seite ge ffnet M chte man in seine Szene auch Verkn pfungen zu anderen Medien also zu blobs einf gen so kann man mit dem QTVR Authoring Studio nur den hot spot erstellen Man kann nicht genau angeben was f r eine Aktion ausgel st werden soll Dazu braucht man ein weiteres Autorenwerkzeug wie z B Macromedia Director Mit diesem Programm w rde man die Szene in die man zuvor eine Verkn pfung mit einem blob eingef gt hat importieren Jeder hot spot innerhalb der Szene hat eine ID ber die man jetzt mit Director die gew nschte Aktion zuweisen kann z B das Abspielen eines Sounds 104 KAPITEL 8 QUICKTIME VR UND DAS QTVR AUTHORING STUDIO 8 7 2 Gr ere QTVR Projekte verwalten F r die Erstellung gr erer Projekte wie z B komplexere Szenen stellt das QTVR Authoring Studio ein weiteres Tool zur Verf gung den Project Manager Er hilft dabei die Medien die zu dem Projekt geh ren zu verwalten Er ist vor allem dann n tzlich wenn sic
40. Selbst ndige Lernende k nnten durch zu viel Unterst tzung eingeengt werden when teaching kills learning Im Extremfall k nnte es gen gen den Lernenden mit einer neuen Komplexen Situation zu konfrontieren die es langfristig und berdauernd zu meistern gilt Alles andere wird vom 10 4 GESTALTUNGSM GLICHKEITEN F R LERNSOFTWARE 143 Lernenden selbst geleistet Im anderen Extremfall von h chsten Ausma unselbst ndigen Lernens w re es erforderlich ein gro es Unterst tzungsangebot bereitzustellen Zwischen diesen beiden Extremen mu ein geeigneter mittlerer Weg gefunden werden Selbstverst ndlich ist es auch f r Lernsoftware sinnvoll adaptives Lernen zu unterst tzen Schlie lich haben auch die Benutzer dieser Systeme unterschiedliche Eigenschaften m glicherweise ndern sich diese Eigenschaften auch mit der Zeit Nachfolgend werden zwei Konzepte adaptives Lernen am Rechner zu verwirklichen diskutiert e Adaptierbarkeit e Adaptivit t 10 4 5 2 Adaptierbarkeit Ein System ist dann adaptierbar wenn es durch externe Eingriffe an ver nderte Bedingungen angepa t werden kann Ein allt gliches Beispiel w re der verstellbare Autositz In der Instruktionspsychologi schen Literatur wird diese Art der Adaption Makro Adaption genannt Die Anpassung des Lernsystems wird in gr eren zeitlichen Abst nden vorgenommen mindestens zum Beginn der Lehreinheit Daher k nnen solche Lernsysteme auch nur an die Eigenschaften der Lernend
41. Sie k nnen sowohl von ebenfalls abstrakten als auch von konkreten Klassen Unter bzw Oberklassen sein Eine mit abstract 44 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML gekennzeichnete Methode gibt an da keine konkrete Implementierung in dieser Klasse erfolgt so da die Unterklassen die Methode realisieren m ssen Diese Kennzeichnung ist nur innerhalb von abstrak ten Klassen m glich Der zweite Mechanismus der durch den Zusatz GUI vor dem Klassennamen angezeigt wird beschreibt die M glichkeit Klassen zu Paketen zusammenzufassen Pakete erlauben es eine Menge von Klassen in kleine berschaubare Einheiten zu gruppieren z B Oberfl chenklassen Datenbankinterface etc 5 3 2 Behalterklassen In Bezug auf das Beispiel in Abb 5 2 wird klar da noch eine M glichkeit fehlt mehrere grafische Objekte gleichzeitig auf dem Bildschirm darzustellen die dabei einheitlich verwaltet werden F r solch einen Zweck bieten sich sogenannte Beh lterklassen an die je nach Organisationsform Objekte in se quentiellen oder assoziativen Strukturen verwalten Letztere erm glichen durch zus tzliches Abspei chern eines Schl ssels zu jedem Objekt eine Identifikation Beh lterklassen unterscheiden sich im we sentlichen durch verschiedene Formen der Objektverwaltung und insbesondere der erlaubten Anzahl gleicher und unterschiedlicher Klassen Das Vorhandensein fertiger Beh lterklassen ist programmiersprachenabh ngig jedoch stehen meistens
42. T E Jee arm ee EEN ee A E ee Abbildung 7 6 RenderSoft VRML Editor Screenshot 7 8 Abschlie ende Anmerkungen Mit VRML ist das Erstellen von ansprechenden 3D Szenarien m glich die zahlreiche interessante Fea tures aus dem Bereich Virtual Reality aufweisen Die relativ nahtlose Verkn pfung mit anderen Doku menten im Internet ist dabei ein weiterer positiver Aspekt Die Ratifizierung von VRML als ISO Standard steht f r die Stabilit t der Sprache und durch die Arbeit des VRML Konsortiums in dem viele namhafte Hersteller mitwirken ist die zielgerichtete Wei terentwicklung und Verbreitung gesichert Hierbei ist auch nicht zu vergessen da durch die ffentliche Diskussion im Internet immer wieder Anregungen von au en herangetragen werden k nnen Abschlie end ist zu sagen da die Leistungsf higkeit von Standardhard und software inzwischen ausreichend ist um eine zufriedenstellende Darstellung von VRML Welten zu gew hrleisten 94 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D Kapitel 8 QuickTime VR und das QTVR Authoring Studio 8 1 Zusammenfassung Autor J rg Appel In dieser Ausarbeitung werden die M glichkeiten von Apples QuickTime VR dargestellt Insbesondere wird beschrieben wie man eigene QuickTime VR Medien unter Verwendung des QTVR Authoring Studios erstellen Kann Die Reihenfolge in der die einzelnen Themen hier behandelt werden entspricht ungef hr der Reihenfolge bei der Generierung eigener Medi
43. Wissensbest nde wird damit andauernd trainiert und neue Inhalte werden end mit dan alten verbunden Adaptiver Informationszugriff in Hypertextsystemen Hier geht es um die Frage des online dynamischen Verbindens der Informationseinheiten eines umfangreichen Hypertextes Dynamik linking Unter Ein beziehung von online erfa baren Eigenschaften des Informations Suchverhalten eines Benutzers Die grundlegende berlegung ist die da dem Benutzer automatisch diejenigen Informationseinheiten zur Einsicht angeboten werden sollten die m glichst viel mit dem gemeinsam haben f r das er sich Augen blicklich zu interessieren scheint 10 5 Abschlie ende Anmerkungen Zun chst wurde gezeigt was Lernsoftware ausmacht Multimedia Hypertext und Hypermedia sind wich tige Begriffe die erl utert werden mu ten Es wurden Lernkonzepte und formen vorgestellt und deren Bedeutung f r die virtuellen Labore diskutiert Vor allem sollten die Konzepte handelndes Lernen und entdeckendes Lernen beachtet werden Im n chsten Abschnitt wurden dann die Vorteile die CUL mit sich bringt betrachtet Die neuen M glichkeiten werfen allerdings Probleme auf Lernende sollen in Hypermediadokumenten nicht die Orientierung verlieren Abbilder sollten so gestaltet werden da sie das Lernen optimal unterst tzen Diese Probleme wurden im einzelnen diskutiert und L sungsans tze wurden vorgestellt Methoden f r den Entwurf von Lernsoftware konnten im Rahmen dieser Ausarb
44. World Wide Web WWW ein Anfang der neunziger Jahre entwickelter Internet Dienst der es erm glicht hypermediale Dokumente global verf gbar zu machen WWW Seiten werden in der Sprache HTML erstellt und ber das Hypertext Transfer Protocol HTTP bertragen Als das WWW nach und nach seinen ausschlie lich wissenschaftlichen Charakter verlor und zuneh mend auch kommerziell genutzt wurde wurde der Wunsch nach einer 3D Schnittstelle f r das Web laut Zu den ersten Personen die sich ffentlich zu diesem Thema Gedanken machten geh rten Marc Pesce und Tony Parisi die auch sp ter noch eng mit der Entstehunggeschichte von VRML verbunden waren Im Mai 1994 fand im CERN bei Genf die erste internationale Konferenz ber das WWW statt Im Rahmen dieser Veranstaltung fand auch ein informelles Treffen von Leuten statt die sich ber das 7 3 GESCHICHTLICHES 81 Thema Dreidimensionalit t im Internet austauschten Hierbei wurde auch das Akronym VRML gepr gt wobei das M in Anlehnung an HTML zun chst noch f r Markup stand Sp ter wurde es jedoch durch Modeling ersetzt da die Virtuellen Welten ja tats chlich eher modelliert werden Kurz darauf startete das amerikanische Internet Magazin WIRED eine Mailing Liste zum Thema VRML So entstand ein ffentliches Diskussionsforum in dem alle Interessierten ihre Gedanken und Vorschl ge darlegen k nnen Die Entwickler von VRML machten sich inzwischen auf die Suche nach einer gute
45. beiden F llen einen Belichtungsmesser verwenden Bei Au enaufnahmen mit Sonnenschein mu al lerdings die Linse vor direkt einstrahlendem Sonnenlicht gesch tzt werden um Linsenreflexionen zu vermeiden Damit der Panorama Stitcher die Bilder zu einem QTVR Panorama zusammenf gen kann ist es wichtig da sich die einzelnen Bilder berlappen Um gute Resultate zu erzielen sollten sich die Einzelbilder um 8 5 ERSTELLEN VON QTVR PANORAMEN 99 mindestens 30 Prozent berschneiden Da es immer passieren kann da ein Bild nicht richtig entwickelt wird ist es ratsam eine berlappung von mindestens 50 Prozent zu w hlen um so den Verlust aus gleichen zu k nnen Die Anzahl der Bilder die f r ein Panorama aufgenommen werden m ssen richtet sich nach dem verwendeten Objektiv Bei einem Weitwinkelobjektiv sind es weniger und man erh lt zus tzlich ein gr eres vertikales Gesichtsfeld Betr gt der Winkel zwischen den einzelnen Bildern z B 20 Grad so ergeben sich am Ende 18 einzelne Aufnahmen Hat man eine Kleinbildkamera verwendet so mu man die Fotos noch mit einem Scanner digitalisieren bevor man sie am Computer weiterbearbeiten kann Bei einer Digitalkamera entf llt dieser Schritt bei Videoaufnahmen braucht man eine Grabber Karte um die Bilder in ein vom QTVR Authoring Studio lesbares Format zu wandeln Die andere M glichkeit Ausgangsmaterial f r QTVR Panoramen zu erzeugen sind 3D Render Programme Hier besteht der gr t
46. brechen den Lichtstrahl der durch transparente Objekte hindurchdringt Das bedeu tet er wird beim Eintritt und oder beim Austritt abgelenkt Extrem ist dieser Effekt bei Linsen Lupen oder eines mit Wasser gef llten Goldfischbeh lters 6 6 3 Gl hen Gl hen definiert die St rke der Lichtausstrahlung eines Objektes Dieses Licht ist nicht mit einer Licht quelle zu vergleichen da es keine Auswirkungen auf ander Objekte hat Die Intensit t des Gl hlichts wird zur normalen Lichtreflexion des Objektes hinzuaddiert 6 6 9 Texturen Da viele Objekte nicht einfarbig sind sondern eine bestimmte Oberfl chenstruktur aufweisen gibt es die M glichkeit Objekten eine oder mehrere Texturen zuzuweisen um das Aussehen realistischer zu gestalten Manchmal k nnen sogar Videos auf Objekte gelegt werden wodurch sich interessante Effekte ergeben Im folgenden werden die Techniken zum Ver ndern der Oberfl che beschrieben Color Mapping ist die einfachste Form des Texture Mappings Dabei wird eine 2D Grafik ber einen 3D K rper gelegt Es kann unter anderem benutzt werden f r Gem lde an W nden Plazieren von Bezeichnungen auf Dosen oder Schachteln oder f r das Plazieren von Skalen und Flecken Nahtloses Mapping wie Color Mapping jedoch k nnen die Images nahtlos aneinander gereiht wer den Beispiel Mauersteine mit M rtel Marmor und Holzstrukturen alle regelm ig wiederholten Muster 70 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG Bump Mapping eine
47. dem Entwurfsproze komplexer Systeme Dort teilt man die Systeme bereits im Planungsproze also auf einer abstrakten Ebene auf entwirft jeweils nur Teile des Gesamt systems Das hat u a folgende Gr nde e Die Komplexit t wird scheinbar verringert e Die Aufteilung kann vor der Spezifizierung der einzelnen Teilsysteme erfolgen da die Einzelheiten f r die betrachtete abstrakte Ebene irrelevant sind e Die Spezifizierung der Teilsysteme kann jeweils von Fachleuten vorgenommen werden Es mu hierbei beachtet werden da die Teilsysteme voneinander abh ngig sind Man mu also geeignete Aufteilungen w hlen um die Abh ngigkeiten zu minimieren und sie so doch einbeziehen zu k nnen Am Beispiel der Seminararbeit l t sich das veranschaulichen Man entwirft einen Plan der noch relativ abstrakte Schritte enth lt So hat man noch keine Kenntnis ber die genaue Art wie der Vortrag zu halten ist oder wie die Ausarbeitung genau aussehen wird oder mu In diesem Beispiel gibt es zeitliche Abh ngigkeiten denn wenn man noch keine Literatur gelesen hat kann man nicht die Folien erstellen oder den Vortrag halten 148 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN 11 3 2 Hierarchische Planung Hierarchische Planungsprogramme gehen wie im Abschnitt 11 3 1 beschrieben vor Sie teilen das Ge samtproblem in Teilprobleme auf zus tzlich besitzen sie die F higkeit der Abstraktion Sie stellen also einen Plan zun chst auf einer ab
48. der Entwicklung von VRML Szenen umfa t folgende Schritte e Konzeption der Szene e Auswahl der Tools Einarbeitungsphase e Grobentwurf sthetik Architektur e Feinschliff Material Texturen e sgf Nachbesserungen mit einem Texteditor e Testphase auf verschiedenen Browsern und Plattformen berpr fung aller Hyperlinks e gg Wiederholen obiger Schritte 7 7 2 Superscape 3D Webmaster Ein bekannter VRML Builder ist 3D Webmaster von der Firma Superscape Sup Er wird mit vor definierten Basiswelten wie Street Garden oder Mansion ausgeliefert die man dann beliebig erweitern kann Viele Objekte Sounds und Texturen kann man per Drag amp Drop aus einer Bibliothek hinzuf gen Das Verschieben Skalieren und Rotieren ist durch einen Drahtk fig mit Anfassern um das jeweili ge Objekt besonders bersichtlich gel st Vorteilhaft ist auch da zus tzlich die zum Objekt geh rige Standfl che angezeigt wird 7 7 3 RenderSoft VRML Editor Ein weiteres interessantes Tool ist der Rendersoft VRML Editor Edi Er zeichnet sich durch beson ders schnelles Rendern beim Positionieren Skalieren und Rotieren aus Ein Animation Panel erlaubt das Erstellen von einfachen Animationen on the fly Diese Animationen bleiben nat rlich auch beim Export als VRML 2 0 Datei erhalten Negativ f llt auf da in der vorliegenden Version das L schen von Lichtquellen nicht m glich ist 7 8 ABSCHLIESSENDE ANMERKUNGEN 93 i
49. diesen Mechanismen sollten Funktionen zur Verwal tung und berwachung des Gesamtziels Kooperationsziels angeboten werden 9 6 Fazit f r die Projektgruppe Wir haben durch das in Abschnitt 2 vorgestellte universelle Modell rechnergest tzter Kooperation eine detaillierte Vorstellung erhalten was genau unter computergest tzter Zusammenarbeit von Menschen zu verstehen ist Auf dieses Wissen k nnen wir wie eingangs erw hnt zur ckgreifen wenn wir kooperative 124 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION Aspekte in unser allgemeines Labormodell aufnehmen wollen In Abschnitt 4 haben wir Anforderungen an ein universell einsetzbares kooperationsunterst tzendes Werkzeug kennengelernt Falls wir uns dazu entschlie en ein Werkzeug zu entwerfen das das koope rative Arbeiten von Menschen in virtuellen Laboren unterst tzt dann k nnen uns die Anforderungen an ein universelles Werkzeug wertvolle Anregungen daf r geben welche Aspekte wir beim Entwurf unse res Werkzeugs ber cksichtigen k nnen Da wir aber nicht jede denkbare rechnergest tzte Kooperation unterst tzen wollen sondern nur das gemeinschaftliche Arbeiten von Menschen in virtuellen Labora torien m ssen wir eine Auswahl aus den m glichen unterst tzbaren Aspekten der Kooperation treffen Dabei wird es unsere Aufgabe sein zu entscheiden welche Aspekte im Kontext virtueller Laboratorien wichtig sind und durch das Werkzeug unterst tzt werden sollen und welche eher unwichtig sind
50. e React Objekte bzw deren Eigenschaften ver ndern e Sort Objekte sortieren Die aufgez hlten Schritte sind noch abstrakt die genauen Operationen lassen sich der Abbildung 11 3 entnehmen Eine Spezifizierung des Sort Operators ist zum Beispiel Screen Der Sort Operator beschreibt welche Handlung durchzuf hren ist die Spezifizierung ist das Screening d h hier werden bestimmte unerw nschte Bakterien mit Hilfe eines Antibiotikums abget tet Ligate Merge en Transform Incubate Amplify Get Off Shelf Laboratory Space Ty Sp Cleave React Add Hydroxyl Electrophoresis Sort Screen Objects Abbildung 11 3 Laboratory Space abstrakte und spezifische Operatoren 11 4 2 3 Design space Im Entwurfsbereich werden Operatoren vorgehalten die die Operatoren im laboratory space kontrollie ren sogenannte planning operators Es kann zwischen folgenden Operatoren unterschieden werden Die Vergleichsoperatoren vergleichen Objekte miteinander Find unusual Features zum Beispiel tats chliche vorhandene als Ausgangsbasis und gew nschte und berechnen ihren Unterschied um dann einen Operator des laboraty space vorzuschlagen der die Unterschiede verringert oder sie ber pr fen ob durch einen Schritt tats chlich das gew nschte Ziel erreicht wird Check Prediction Die Temporal extension Operatoren dehnen einen Plan zeitlich vorw rts oder r ckw rts aus Sie schlagen Operatoren oder Ziele vor Propose Operator bzw Propose
51. erworbene Qualifikationen werden im allgemeinen nicht anerkannt Gerade f r Lernanf nger eignet sich das Konzept der inneren Offenheit aufgrund der oben ange sprochenden Probleme berhaupt nicht Daher sollten die Lernziele der virtuellen Labore vorgegeben sein F r ber die Lernziele hinaus Interessierte sollte es M glichkeiten geben weitergehende Lernziele selbst zu definieren Der gestiegene Informationsbedarf kann beispielsweise durch Verweise auf relevan te WWW Seiten oder Suchmaschinen ges ttigt werden Collaborative Learning Kollaboratives Lernen Eine Gruppe von Lernenden erwirbt gemeinsam und im Wechselseitigen Austausch Kenntnisse und Fer tigkeiten Die Gruppenmitglieder m ssen eine Vielzahl gemeinsamer Aufgaben bew ltigen Die Wis senskonstruktion kann durch Diskussionsprozesse unterst tzt werden Lernende erfahren Reaktionen auf eigene Thesen verteidigen oder verwerfen sie notfalls Probleme der kollaborativen kooperativen Ler nens werden im Abschnitt 3 4 behandelt Learning By Doing Handelndes Lernen Lernenden wird handelnder Umgang mit dem Lerngegenstand erm glicht Durch aktive Auseinander setzung mit dem Lerngegenstand soll die Trennung zwischen Lerngeschehen und Realit t ein St ck weit aufgehoben werden Ein wichtiger Aspekt ist das einsichtige Handeln mit Gegenst nden Blo en Han tieren trial amp error ist degegen ineffizient und sollte vermieden werden Im virtuellen Labor k nnte dem Lernenden
52. ist typisch f r den Gegenstand Woran erkennt man ihn Was unterscheiden ihn von ande ren Gegenst nden Diese Funktion erf llen viele Abbilder aus dem Schulunterricht Die Aufgabe des Zeigens ist anspruchsvoller als es erscheinen mag Es gilt die Aufmerksamkeit der Lernenden auf die kri tischen Merkmale eines Gegenstandes zu richten Einerseits sollen Lernende eine m glichst vollst ndige Vorstellung vom Gegenstand entwickeln andererseits soll Wichtiges von Unwichtigem unterschieden werden Es hat sich empirisch gezeigt da allgemeine Anweisungen an Lernende einer Abbildung be sondere Beachtung zu widmen wenig fruchten Statt dessen sind gezielte Hinweise worauf geachtet werden soll n tig Abbildung 10 2 Situierungsfunktion Zur Situierungsfunktion Die Situierungsfunktion erf llt ein Abbild dann wenn es dem Betrachter hilft Detailinformationen in einen Rahmen einzubetten H ufig werden solche Abbilder im Sprachunterricht eingesetzt Sie stellen jeweils ein Szenarium bereit sie aktivieren beim Betrachter Situationsvorstellungen Situierende Abbil dungen aktivieren bei jedem Betrachter eigene Alltagserfahrungen die reicher als die Bildvorlage sind Die emotionalen Wirkungen die Abbildungen zugeschrieben werden h ngen mit dieser Aktivierung von pers nlichen Erfahrungen zusammen 10 4 GESTALTUNGSM GLICHKEITEN F R LERNSOFTWARE 135 Atom Atomkern Nukleon so 35 Frau A lt lt A A De Aromkern Proton
53. jeden Fall da sich beide Seiten ber die Ziele des Projekts klar werden bevor mit 18 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING der eigentlichen Arbeit begonnen wird Dabei m ssen neben den rein inhaltlichen Aspekten auch Punkte wie die Zielgruppe und die Einsatzumgebung des Produkts behandelt werden Eventuell sollten auch Interviews mit den zuk nftigen Anwendern gef hrt werden Nachdem Menge und Art der bevorstehenden Arbeit bekannt sind mu der Projektleiter sein Team zusammenstellen Er mu dabei ber cksichtigen wieviele Personen er ben tigt aus welchen Fachrichtungen diese Per sonen kommen sollen Programmierer Graphiker Werbefachleute und ob auch au enstehende Firmen mit Aufgaben beauftragt werden sollen Um Unstimmigkeiten gar nicht erst aufkommen zu lassen mu der Projektleiter die Art der Arbeit f r die einzelnen Mitarbeiter definieren und die Kompetenzen klar verteilen Au erdem ist er f r die Kontrolle der Arbeitsabl ufe zust ndig Nachfolgend sollte der Markt auf Produkte untersucht werden die dem zu erstellendem hnlich sind Das dient dazu den Bedarf des Produktes festzustellen und auch Ideen f r das eigene Pro dukt zu sammeln Als n chstes wird der Zeitplan des Projekts abgesteckt Der Projektleiter sollte bei der Erstellung des internen Meilensteinplans darauf achten da dieser nicht zu eng gestaltet wird da es immer wieder zu unerwarteten Zwischenf llen kommen kann die eine Einhaltung des
54. mit dem proto typischen Bakterium seiner Wissensbasis Die Besonderheit die MOLGEN findet besteht darin da das Bakterium einen besonderen Vektor mit einem bestimmen Gen n mlich dem Ratten Insulin Gen enth lt Dieser Unterschied wird nun als Eingabeparameter dem Operator Propose Operators berge ben der einen Operator finden soll um den Unterschied zu verringern Propose Operators wiederum findet den abstrakten Merge Operator im Laboratory space sagt jedoch noch nichts ber die vorherge henden Schritte oder ber die zu vermischenden Objekte aus Eine schematische Darstellung findet sich in Abbildung 11 5 Strategy space Design space Laboratory space Focus gt Find Unusual Features Ergebnis Difference Parameter Propose Operator gt Merge Abbildung 11 5 Schema von MOLGENSs Schritten um den ersten Operator zu finden Die Folgeschritte von MOLGEN die hier der K rze wegen nicht aufgef hrt sind f hren zu einem genaueren Plan wie Abbildung 11 6 veranschaulicht 11 4 3 2 Verfeinerung Im weiteren Verlauf der Planung vollzieht MOLGEN folgenden Schritt Es ersetzt den abstrakten Merge Operator der letzten Stufe durch den konkreten Transform Operator Hier kommt eine Eigenschaft von MOLGEN zur Anwendung n mlich die Formulierung von Constraints Der Transform Operator ver langt da die beiden Objekte die verschmolzen werden sollen biologisch kompatibel sind Dieses ist also die erste Bedingun
55. nn 19 Anwendungsbereiche der Autorensysteme 20 Benutzungsoberfl che von HyperCard 22 Benutzeroberfl che von Macromedia Director 23 Benutzeroberfl che von Authorware Professional o 24 Ein Beispiel f r ein Projektplan o o e 27 Netzplanarten im Vergleich 2 2 aaa 28 Netzplandarstellung o oo aaa 29 Die f nf Teile einer Organisation 31 Klasse und Objekt in der UML Notation 42 Klassenhierarchie in der UML Notation 43 Die Klasse GUI Container und ihre Einordnung in die Hierarchie 44 Kompositionsbeziehungen 45 Nachrichten 2 24 read Stow heh a he a ple a a a ae 46 4 Phasen ZyKl s3 ak Ver bn A do i es 48 Analyse Ph ser mr rs Syke a Buh en etek AOS Ei a ae BE a 48 REG TE CEET EE EE 50 Implementierung 4 3 3 4 ur su ka garen 51 5 10 5 11 5 12 5 13 5 14 5 15 5 16 5 17 5 18 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 7 6 8 7 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 8 1 8 2 8 3 9 1 9 2 ABBILDUNGSVERZEICHNIS Op rativer Eins tz cup sil aut A wi ed as 52 Anwendungsfalldiagramm 53 Einige Elemente des Klassendiagrammes 54 Kollaborationsdiagramm 55 SequenzdidtTaiMM ips aa aia aa do A 56 Zustandsdiagramm 57 Aktivit tsdiagramm 57 Komponentendiagramm 58 Eins tzdiasfamm ur rar aan Din ee en 58 Kurvenarten a Hermite Kurve mit ihren Tangentenvektoren b Bezier Kurve mit ihrer konvexen H lle und c unif
56. pgse96 1996 Stephan Ehrmann Andreas Kiel Medienfusion c t 7 128 1998 http www quicktime apple com Apple Computer QuickTime VR Authoring Studio User Manual erste edition 1997 Helmut Balzert Software Technik Spektrum Akad Verlag erste edition 1998 M Beyer BrainLand Mind Mapping in Aktion Junfermannsche Verlagsbuchhandlung 1993 D Boles Elektronisches Publizieren Autorensysteme und Arbeitsumgebungen f r Autoren Universit t Oldenburg Fachbereich Informatik 1995 D Boles Erstellung multimedialer Dokumente und Anwendungen Universit t Oldenburg Fachbereich Informatik 1997 D Boles Skript zur Vorlesung Multimedia Systeme Universit t Oldenburg Fachbereich Informatik 1997 Boles Schlattmann Multimedia Autorensysteme Graphisch interaktive Werkzeuge zur Er stellung multimedialer Anwendungen LOGIN Heft 1 1998 1998 Grady Booch Object Oriented Analysis and Design with Applications Benjamin Cummings Publishing Company 1994 Uwe Borghoff Rechnergest tzte Gruppenarbeit Eine Einf hrung in verteilte Anwendungen Springer Verlag Berlin Heidelberg 1995 Jeff Burger The Desktop Multimedia Bible Addison Wesley 1993 Frank Burger Cora Sembach Ein berblick ber Verfahren zur rechnergest tzten Koopera tion Stuttgart 1994 Cinema 4D XL Referenzhandbuch M Dauelsberg Interaktive multimediale Anwendungen Seminarvortrag 30 10 1995 Univer sit t Oldenburg Fachbereich
57. s Abb 6 7 Abbildung 6 7 Die 4T Ansicht 6 8 1 Koordinatensysteme F r die absolute Positionierung wird ein sogenanntes Weltkoordinatensystem definiert Es besteht aus drei Achsen X Y Z Der Punkt 0 0 0 wird Ursprung genannt Die Ausrichtung der Achsen ist jedoch nicht in allen Programmen dieselbe Beispielsweise werden manchmal die x und z Achse oder die ne gative und positive z Achse vertauscht Zus tzlich zum Weltkoordinatensystem besitzt jedes Objekt ein eigenes Objektachsensystem So lassen sich beispielsweise Objekte leicht um die eigene Achse drehen oder relativ von ihrer Position aus bewegen Meist l t sich das Objektachsensystem auch verschieben um den Rotationsangelpunkt zu verschieben Eine T r dreht sich um eine vertikale linke oder rech te Kante und nicht um den Mittelpunkt Um das Drehen von Objekte zu erleichtern werden in vielen Programmen ein neues Koordinatensystem f r das Objektachensystem vergeben Dazu werden die Be griffe pitch yaw und roll eingef hrt Dieses Konzept ist der Flugindustrie entnommen Man geht immer von der Sicht des Piloten aus Pitch bedeutet das Flugzeug bzw ein Objekt nach oben oder unten zu schwenken um die lokale x Achse Yaw erm glicht es das Objekt zur Seite zu drehen um die lokale y Achse und roll sich ber ein Fliigel zu drehen um die lokale z Achse Dabei spielt die Reihenfolge des Drehvorgangs keine Rolle d h eine Ver nderung durch Pitch und dann durch Yaw hat die glei
58. sehr n tzlich sein Dabei sind aber immer die Copyright Rechte zu beachten Parallel zur Medienerstellung bzw Me dienakquisition kann bereits die Implementierung erfolgen Tests der einzelnen Systemkomponen ten werden bereits w hrend der Implementierungsphase durchgef hrt Abschlie end erfolgt dann der Test des Gesamtsystems Auftretende Fehler sind ausf hrlich zu dokumentieren eingesetzter Rechner Fehlerquelle Problembeschreibung damit der Fehler sp ter besser lokalisiert wer den kann Bei den Test unterscheidet man zwischen den technischen Tests und den Verst nd nistests Die technischen Tests sollten von Personen durchgef hrt werden die bereits Erfahrung mit Multimedia Systemen besitzen Bei den Verst ndnistests sollte man auch unerprobte Benut zer hinzuziehen da gerade das intuitive Benutzen ein Multimedia System ausmacht Au erdem gilt was bei Tests aller Softwareprodukte gilt Die Tests sollte niemals vom Programmierer selbst durchgef hrt werde da diesem der n tige Abstand zum Produkt fehlt e In der Post Production schlie lich wird das fertige System beim Kunden installiert Neben der 20 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING Konfiguration der Hard und Software f llt auch die Wartung mit der Beseitigung von im realen Betrieb aufgetretenen Fehlern in diesen Bereich Um festzustellen ob das System letztendlich einen Zweck erf llt K nnen Evaluationen durchgef hrt werden 3 5 Autorensysteme
59. und Neutron Quark Nukleonen Abbildung 10 3 Konstruktionsfunktion Zur Konstruktionsfunktion Komplexere Realit tsausschnitte z B die Funktion eines Motors der Aufbau der Atome werden ver standen wenn es der Person gelingt sich ein mentales Modell zu konstruieren Abbilder k nnen die Lernenden bei dieser Konstruktionsaufgabe unterst tzen indem sie sowohl ber Elemente als auch ber das Zusammenspiel dieser Elemente visuell informieren Wegen der verschiedenen Zustands nderungen lassen sich mentale Modelle am besten durch eine Sequenz von Einzelbildern oder durch Animationen visualisieren 10 4 2 2 Abbilder als visualisierte Argumente Absichtsvoll gestaltete Abbilder sind visualisierte Argumente Sie verlangen vom Betrachter mehr als die naive Blickrichtung Fenster zur Welt Aufgrund der blichen Sehgewohnheiten wird der Informationsge halt von Abbildern immer wieder untersch tzt Es gilt die Abbilder so zu gestalten da das visualisierte Argument optimale Chancen hat vom Betrachter extrahiert zu werden Wei97 Gestaltung von Abbildern mit Zeigefunktion F r die Zeigefunktion gilt es per Darstellungscodes Schattierung Perspektive Signalfarbe etc und Steuerungscodes Pfeile Gr enverzerrungen Umrandungen etc eventuell auch mit zus tzlicher Text unterst tzung die Wahrnehmung der als relevant definierten Gegenstandsmerkmale zu sichern Bei der Darstellung eines Ohres wird die unwichtige Ohrmuschel klein und
60. von Teilzielen Rollen und Zeitvorgaben unter den an einer Kooperation beteiligten Subjekten Koordination beinhaltet 9 4 KOOPERATIONSUNTERST TZENDE WERKZEUGE 113 Benachrichtigung ber bzw Pr sentation des Objektzustands e zustands ndernde Aktivit t Aktivit t zur Wahrneh mung des Objektzustands Abbildung 9 1 Kommunikationsmechanismus zus tzlich die Beobachtung und berwachung von Aufgabenbearbeitungen Hinsichtlich der Koordina tionsstruktur unterscheidet man zwischen hierarchischen und lateralen Auspr gungen In hierarchischen Strukturen koordiniert ein Subjekt eine Menge von untergeordneten Subjekten indem es durch Befehle z B Teilziele f r seine Untergebenen definiert In lateralen Strukturen koordinieren sich die beteiligten Subjekte selbst Sie sind dabei selbst f r die Definition Abstimmung und Verteilung von Teilzielen in nerhalb des Teams verantwortlich F r die Virtuelle Wochenschau ist Koordination n tig um z B die Teilziele Zwei Clinton Fotos und Erstellung des Artikeltextes zum 13 5 98 zu formulieren und an die entsprechenden Mitarbeiter zu ver geben Dabei k nnen diese Teilziele Rollen und Zeitvorgaben entweder durch Abstimmung unter den Mitarbeitern selbst laterale Struktur oder durch einen Koordinator hierarchische Struktur definiert bzw vergeben werden KOOPERATION beschreibt den sich wiederholenden Proze der Koordination von Teilzielen und der anschlie enden Erre
61. werden Es sollen nun drei Beispiele f r konkrete Koordinationswerkzeuge betrachtet werden die anschlie end wieder in einer Tabelle Abbildung 6 anhand der vorgestellten Kriterien klassifiziert werden e Ein elektronischer Terminkalender dient der Verwaltung der Termine einzelner Personen und der Abstimmung gemeinsamer Termine in Gruppen Er kann je nachdem mit welchen Vollmachten er ausgestattet ist entweder Vorschl ge f r die Festlegung gemeinsamer Termine machen oder f r alle Teilnehmer bindende Termine selbstst ndig festlegen e Workflow Management Systeme strukturieren die Bearbeitung von Vorg ngen indem sie deren Weg durch verschiedene Bearbeiter koordinieren e CASE Tools koordinieren den Proze der Softwareerstellung indem sie aufbauend auf dem zu grundeliegenden Modell der Softwareentwicklung die Arbeit der Entwickler in den einzelnen Phasen der Programmerstellung berwachen und unterst tzen 9 4 KOOPERATIONSUNTERST TZENDE WERKZEUGE 121 synchron asynchron informell strukturiert formal ungef hrt Steuerung keine Entscheidung Koop Struktur Rollen Anzahl Benutzer 1 gt 1 Rollenbezug Aufgabenrelevant Rollenzuordnung statisch dynamisch Abbildung 9 5 Morphologischer Kasten Koordination Zeit Formalisierung F hrung Entsch Kompetenz Koor Gegenstand 9 4 3 Kooperationsaspekte kooperationsunterst tzender Werkzeuge Es sei noch einmal daran erinnert da Kooperation den sich wiederholen
62. zur Folge da das Objekt immer in der gleichen Ansicht gerendert wird und sich anscheinend gar nicht dreht Wenn die Berechnung abgeschlossen ist k nnen die Grafiken wieder in das Authoring Studio importiert werden 8 6 2 Der Object Maker Ein Quick Time VR Objekt ist im Grunde nichts anderes als ein navigierbarer Quick Time Film Denn die Einzelansichten des Gegenstandes werden als Einzelbilder eines Films abgespeichert Dabei werden die Bilder einer Umdrehung des Gegenstandes um die vertikale Achse hintereinander gespeichert gefolgt von der n chsten Umdrehung in einem anderen Blickwinkel Beim Abspielen des Objekts werden die Mausbewegungen von der Abspielsoftware in Spr nge zum entsprechenden Bild des Filmes umgesetzt Mit dem Object Maker lassen sich aus den Einzelansichten eines Gegenstandes vier verschiedene Typen von VR Objekten erzeugen e Object Der Gegenstand kann vom Anwender durch Dr cken der Maustaste gegriffen und per Mausbewegung gedreht werden Wenn sich der Mauszeiger am Rande des Abspielfensters befin det wird der Film automatisch abgespielt d h das Objekt dreht sich ohne da der Anwender mit der Maus zieht e Drag only Verh lt sich genauso wie der Typ Object lediglich das automatische Abspielen entf llt hier e Scene Hier kann man das Objekt nicht anfassen und bewegen sondern es wird wie mit einem Joystick gedreht Wenn sich der Mauszeiger im rechten Bereich des Fensters befindet verwandelt e
63. 141 Fehlende Nachrichtenverbundenheit Mangelnder Bezug von Nachrichten die die Gruppenmitglieder untereinander versenden ist ein auff lli ges Problem in computerunterst tzten kooperativen Arbeitsgruppen Es ergeben sich sowohl zeitliche Verz gerungen als auch ungen gende inhaltliche Bez ge von Nachrichten Dar Problem wird deutlich wenn man sich das Kummunikationsgeschehen als eine Abfolge ineinandergreifender Kommunikati onszyklen vorstellt Jeder Zyklus umfa t dabei eine Reihe von Elementen Erstellen und editieren ei ner Nachricht bersenden empfangen Empfang best tigen und beantworten einer Nachricht Solche Kommunikationszyklen glatt und ineinandergreifend zu realisieren ist bei computergest tzter Kommu nikation h ufig schwierig Dies gilt vor allem f r asynchrone Kommunikation bei der die einzelnen Kommunikationselemente und zyklen zeitlich sehr stark verz gert sein k nnen Zum Beispiel kann das zeitliche Ausbleiben einer Empfangsbest tigung f r eine Nachricht beim Sender Unsicherheit erzeigen und zur bersendung weiterer Nachrichten f hren ohne da der erste Nachrichtenzyklus abgearbeitet wurde 10 4 4 2 L sungsans tze Die Probleme computerunterst tzter Kollaboration K nnen durch bestimmte Funktionen von Groupware Systemen und m gliche Ma nahmen biem Einsatz dieser systeme gemindert werden Entsprechende L sungsans tze werden im folgenden unter zwei Aspekten vorgestellt FWH97 L sungsans tze bez
64. 3 Kompressionsverfahren im berblick Das QTVR Authoring Studio erleichtert die Erstellung eigener Quick Time Medien ungemein Durch die gute Benutzerf hrung erzielt man schnell die gew nschten Resultate Allerdings w re es sch n wenn die Einbindung anderer Medien vollst ndig innerhalb des Authoring Studios m glich w re ohne ein weiteres Autorenwerkzeug benutzen zu m ssen 106 KAPITEL 8 QUICKTIME VR UND DAS QTVR AUTHORING STUDIO Teil III Elektronische Lehre 107 Kapitel 9 Rechnergest tzte Kooperation 9 1 Zusammenfassung Autor Holger Schneider Im Rahmen dieses Berichts wird untersucht in wieweit rechnergest tzte Kooperation im Verlauf der Pro jektgruppe Virtuelle naturwissenschaftliche Laboratorien im Internet eine Rolle spielen k nnte Aus gehend von m glichen Ber hrungspunkten der k nftigen Projektgruppenarbeit mit diesem Thema wird zun chst der Begriff der rechnergest tzten Kooperation an einem durchgehenden Beispiel erl utert und anhand des in Bur94 eingef hrten Modells pr zisiert Sp ter werden Aspekte kooperationsunterst tzen der Werkzeuge beleuchtet um schlie lich Anforderungen an ein universell einsetzbares Werkzeug zur Kooperationsunterst tzung vorstellen zu k nnen Abschlie end wird in einem Fazit kurz er rtert inwie weit das in diesem Bericht vermittelte Wissen f r die weitere Arbeit der Projektgruppe genutzt werden kann 9 2 Rechnergestiitzte Kooperation im Kontext der Projekt
65. Abb 5 5 1 4 beschreiben genau wie Kollaborationsdiagramme Szenarien in de nen Objekte ber Nachrichten miteinander kommunizieren Jedoch liegt hier die Betonung auf dem zeit lichen Aspekt des Nachrichtenversandes Die Objekte werden durch Objektsymbole dargestellt unter denen senkrechte Lebenslinien den zeitli chen Verlauf der Nachrichten hervorheben Die Zeit verl uft dabei von oben nach unten Durch berlage rung der Lebenslinien durch senkrechte nichtausgef llte Balken wird der Steuerungsfokus der anzeigt welches Objekt gerade die Programmkontrolle hat symbolisiert Dialog Label Button T T resize dx dy i getSizeQ setsize x dx y dy LJ setSizeddx a dy setSize bdx bdy draw AIO drawO KE drawO Ki El Abbildung 5 14 Sequenzdiagramm In Sequenzdiagrammen kann auch das Erzeugen und Entfernen von Objekten dargestellt werden W hrend die Konstruktion durch eine in Richtung Objektsymbol gehende Nachricht angezeigt wird wird die De struktion eines Objektes durch ein Kreuz am Ende des Steuerungsfokus dargestellt Zu beiden Seiten des Diagrammes k nnen zudem frei formulierte Erl uterungen und Zeitanforderungen notiert werden siehe auch Zusicherungen in Abschnitt 5 5 2 5 5 1 5 Das Zustandsdiagramm Zust nde geh ren jeweils zu genau einer Klasse Ein Zustand beschreibt eine Zu
66. Carl von Ossietzky Universit t Oldenburg Fachbereich Informatik Studiengang Diplom Informatik Zwischenbericht Teil A der Projektgruppe Virtuelle naturwissenschaftlich technische Labore im Internet Thomas Aden J rg Appel Wilko Heuten Stefan Koopmann Tobias Kr ger Marco Lindner Mario Sachteleben Holger Schneider Christian Wichmann Dietrich Boles Peter Dawabi Marco Schlattmann Oldenburg Juni 1998 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Anmerkungen zur Vortragsgestaltung 3 2 1 Folien RC re Gs 3 2 181 Dr mberum 2 ogg AR 2 Ses ae ehr 3 2 1 22 Mittendrin e Ee a re eler er Se r 3 2 1 3 Abbildungen vu 8 AR eR Br an BE 4 2 2 Vortrag o ry aIda NEE E EE EENEG 4 2 21 Str kt r e ee E ee ee eh E E EE E 4 AS ET en er ee En ne ble el Er a 4 2 23 ZWischentragen nee oiiae a i Werts Bee anne Ge 5 2 2 4 _ Vorberett ng ia a ale re re a 5 I Multimedia Softwareentwicklung 7 3 Multimedia Software Engineering 9 3 1 Zusammenfassung aaa ee 9 3 2 Einleituns 2 u gs u Wr ee E E Sete E N 9 3 3 Software Engineering 10 3 3 Geschichte 3 1 2 tok a de de re 10 3 3 2 Softwarequalit tsmerkmale und ihre Bedeutung 10 3 3 3 Phasen eines Softwareprojekts Phasenmodelle 12 3 4 Multimedia Software Engineering 17 3 4 1 Charakteristische Merkmale der Multimedia Softwareentwicklung 17 INHALTS VERZEICHNIS 3 4 2 Vorgehensweise bei der Erste
67. Daf r gibt es verschiedene Konzepte Browsing entspricht dem St bern in der Datenbasis Man kann zwischen ungerichtetem und gerichtetem Browsing unterscheiden Beim ungerichteten besteht kein konkreter Plan eine bestimmte Information zu finden Die Benutzer lassen dich von der Attraktivit t des Informationsangebotes leiten Beim gerichte ten Browsing dagegen wird das Dokument zielgerichtet nach einer bestimmten Information durchsucht Benutzer w hlen diejenigen Verkn pfungen die dieser Information am n chsten scheinen Mittels Suchalgorithmen kann eine Information im Dokument gezielt gesucht werden Voraussetzung ist da die Informationsknoten mit Schlagw rtern belegt werden nach denen gesucht werden kann Dar ber hinaus besteht die M glichkeit Pfaden zu folgen Durch anklicken einer Weiter Taste kann die Datenbasis so Knoten f r Knoten durchwandert werden Trotzdem sollte die M glichkeit vom Pfad abzuweichen oder R ckspr nge zu machen erhalten bleiben 10 3 3 Lernkonzepte Ein Lernkonzept beschreibt einerseits die Struktur und die Organisationsform in der Lernen stattfindet Andererseits bietet es eine Orientierung f r die Ziel Inhalts und Methodenentscheidung Sieben Lern konzepte werden hier vorgestellt O1d98 Situated Learning Situiertes Lernen Lernen wird als eine Funktion von Aktivit t Kontext und Kultur in der das Lernen stattfindet defi niert Lernende werden in eine community of practice involviert d
68. Ende der Verbindungslinie gef llt und die Seite erh lt die Multiplizit t 1 bzw 0 1 Eine wesentliche Eigenschaft von Aggregationen ist da das unabh ngige Objekt Operationen an seine abh ngigen Teilobjekte propagiert also stellvertretend f r diese handelt Da die Klasse GUI Dialog die Eigenschaften der Klasse GUI Container erbt kann man einem Objekt dieser Klasse eine berschrift bzw Beschriftung geben indem ein Objekt der Klasse GUI Label hin zugef gt wird Geht man ferner davon aus da ein Objekt dieser Klasse stets mindestens ein Objekt der Klasse GUI Button haben mu z B einen OK oder CLOSE Button so ergeben sich folgende Kompositionsbeziehungen GUI Dialog GUI Button GUI Label t hat di i hat gt Abbildung 5 4 Kompositionsbeziehungen Die Abbildung 5 4 zeigt da stets genau eine Beschriftung und mindestens ein Button existentiell von ei nem Dialogfenster abh ngen W hrend ein Button wissen sollte wem es angeh rt damit Zustands nde rungsmeldungen sofort weitergeleitet werden k nnen mu eine Beschriftung dieses Wissen nicht haben Ausgedr ckt wird dieses durch einen ungerichteten Button bzw gerichteten Pfeil zu der betreffenden Klasse Die Kommunikation von Objekten besteht nun darin da Nachrichten ausgetauscht werden Nachrichten betreffen stets Methoden so da ein Objekt nur die Nachrichten versteht zu denen es Methoden bietet In der z
69. Erwerb eines Seminarscheins Der Student berlegt sich wie er dieses Ziel erreichen kann Er befindet sich in einer Ausgangssituation besitzt ein Vorlesungsverzeichnis und sucht sich ein Seminar aus Dort erh lt er die Literatur aus der er sich das Thema erarbeiten soll Er hat nun einige M glichkeiten die ihn seinem Ziel n her bringen wie zum Beispiel die Literatur zu lesen oder den Betreuer um Rat zu fragen Letztendlich mu er sich einen Plan machen wie er vorgehen will damit 145 146 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN Seminar aussuchen Y Literatur lesen Y Ausarbeitung verfassen Y Folien erstellen Vortrag halten Y Schein Abbildung 11 1 Beispiel eines Plans fiir den Erwerb eines Seminarscheins er sein Ziel erreicht Ein m glicher Plan k nnte zum Beispiel wie in Abbildung 11 1 veranschaulicht aussehen Es stellt sich nun die Frage wie sich Planung automatisieren l t und damit verbunden welche Ei genschaften ein Planungsprogramm besitzen sollte Ein Planungsprogramm sollte neue Informationen verarbeiten k nnen und es sollte erkennen ob der eingeschlagene Weg zum Erfolg f hrt und gegebe nenfalls Fehler r ckg ngig machen k nnen nach Ste81a Zu Planungsprogrammen gibt es verschiedene Ans tze Der klassische Ansatz classical Artificial Intelligence planning wurde mit dem General Problem Solver GPS realisiert Dieses Progr
70. Informatik 1995 Stephan Ehrmann Detlef Beyer Illusion rundherum cr 8 104 1995 161 162 DB97 DM95 Edi FWH97 Haa97 Hag98 Har87 Has97 Jac92 JDF94 KF88 Leu97 LJ197 Lov96 Lov97a Lov97b Oec98 Oes97 LITERATURVERZEICHNIS Marco Schlattmann Dietrich Boles Peter Dawabi Antrag auf Durchfuehrung der Projekt gruppe Virtuelle naturwissenschaftlich technische Labore im Internet 1997 http www is informatik uni oldenburg de dibo teaching pg labor antrag html James Hendler Drew McDermott Planning What it is what it could be an introduction to the special issue on planning and scheduling Artificial Intelligence 76 1 2 1995 RenderSoft VRML Editor http homer pacific net sg jupboo Aemilian Hron Friedrich W Hesse Baerbel Garsoffky Information und Lernen mit Multime dia sammelwerk Interface Design fuer computerunterstuetztes kooperatives Lernen Beltz PsychologieVerlagsUnion 1997 Johannis Haack Information und Lernen mit Multimedia sammelwerk Interaktivitaet als Kennzeichen von Multimedia und Hypermedia Beltz PsychologieVerlagsUnion 1997 Holger Hagedorn Rundumblick computer FOTO 4 48 1998 D Harel Statecharts A visual formalism of complex systems Science of Computer Pro gramming 8 page 231ff 1987 Hans Lothar Hase Dynamische virtuelle Welten mit VRML 2 0 dpunkt Verlag f r digitale Technologie GmbH Heidel
71. LTUNGSM GLICHKEITEN F R LERNSOFTWARE 133 Hypermedia Basen bertragen Dies geschieht mit dem Anspruch die Aufmerksamkeit und das Interes se des Lerners zu wecken oder wachzuhalten Vorgeschlagen wurden sogenannte guides Dies sind Be gleitpersonen die nach Bedarf Navigationsunterst tzung aus verschiedenen Perspektiven geben Auch dramentheoretische Ans tze k nnen auf die Interaktion mit dem Computer bertragen werde Kernpunkt ist die These da das Engagement des Lernenden durch anregende dramatische Gestaltung im Flu mo tivierter Aufmerksamkeit bleiben soll wie bei einem intensiven Theater Erlebnis Zur Konzipierung neuer Lernsysteme wird die Metapher des Geschichtenerz hlens vorgeschlagen Informationen werden anschaulich und adressatenfreundlich narrativ strukturiert d h in Form einer Geschichte wiedergegeben Dabei kann man sich an den besprochenen Lernkonzepten orientiere Es wird allerdings davor gewarnt diese Konzepte unreflektiert zu bernehmen Negativbeispiel sind die erm denden Seiten Umbl tter Architekturen die sich nicht von dem Vorbild des gedruckten Buches l sen konnten K nftige Entwicklungen neuer peripherer Ein und Ausgabewerkzeuge in der Informatik werden v llig neue Lern Interaktionsmetaphern mit sich bringen Interaktionstechniken der virtuellen Welt wer den es erm glichen Lernende unmittelbar in computergenerierte Welten zu integrieren Haa97 10 4 2 Abbilder Abbilder unterscheiden sich von logis
72. Linien wiederhergestellt werden Damit das automatische Zusammenf gen des Panoramas funktioniert m ssen im Panorama Stitcher einige Parameter eingestellt werden Zun chst einmal das bei der Aufnahme verwendete Objektiv das aus einer Liste ausgew hlt werden kann Ist das verwendete Objektiv nicht in der Liste vorhanden so bietet das Programm die M glichkeit eigene Objektive hinzuzuf gen Dies geschieht durch Eingabe der Brennweite Ist einem diese unbekannt so kann man diese auch durch den Panorama Stitcher anhand von zwei aneinandergrenzenden Bildern sch tzen lassen Danach mu dem Programm eingegeben werden wie gro der Winkel zwischen den einzelnen Bildern ist Aus diesen beiden Informationen kann der Panorama Stitcher die berlappung der Bilder in Pixeln errechnen und somit einen Bereich ermitteln in dem nach bereinstimmungen gesucht wird Falls die Bilder in der Vertikalen nicht in einer Linie aufgenommen wurden kann man zus tzlich auch f r den oberen und unteren Rand des Bildes einen Suchbereich definieren Mit Hilfe dieser Einstellungen sollte es dem Panorama Stitcher m glich sein das Panorama zu generieren Sollten dennoch bei einigen Bildern die berg nge nicht korrekt erzeugt werden so hat der Anwender die M glichkeit jeweils zwei Bilder manuell auszurichten 8 6 Erstellen von QTVR Objekten 8 6 1 Erzeugen des Ausgangsmaterials Um Bilder f r ein QuickTime VR Objekt aufzunehmen ben tigt man entweder ein manuell ode
73. ML zu umfangreich werden und sich nur auf Interaktionen innerhalb eines kleinen Zeitintervalles beziehen Es werden ein Fachlexikon Glossar mit der Beschreibung der Anwendungsf lle sowie Anwendungs fragment prototypen erstellt Die Auftraggeber k nnen sich ein erstes Bild von den Entwicklungen ma chen Zudem werden f r die zuk nftige Zusammenarbeit wichtig die Kommunikationswege partner und strukturen verfestigt Mit einer Bewertung und Kritik der bisherigen Ergebnisse durch alle Beteilig ten endet diese erste Phase Das weitere Vorgehen bzw die Planung der Evolutionszyklen wird duch das Projektmanagement auf Ba sis der Workshop Ergebnisse festgelegt Ein solcher Evolutionszyklus besteht dabei aus den folgenden vier Phasen siehe Abschnitte 5 4 2 5 4 5 e Analyse En L Analyse Design e Design HH Sy operativer r mplemen u e Binsa H tierung J e Implementierung EES Abbildung 5 6 4 Phasen Zyklus Der Zyklus endet mit einer berpr fung der Ergebnisse Review Anschlie end beginnt ein neuer Zy klus Die genaue Abfolge der vier Phasen innerhalb eines Zyklus ist nicht starr sie wird vielmehr der Situation ensprechend individuell angepa t Sowohl diese vier Phasen als auch der gesamte Proze der objektorientierten Systementwicklung verl uft spiralf rmig von innen nach au en und zeigt die fort schreitende Entwicklung des geforderten Systems 5 4 2 Analyse Zu Beginn der Analysephase wird eine Gesch
74. Modellierung in den vorigen Abschnitten erl utert wur den folgt hier eine Skizzierung einiger 3D Software Pakete Im folgenden werden wir sehen da f r bestimmte Aufgaben weniger und mehr geeignetere Programme erh ltlich sind Die meisten Informati on sind Lov97b entnommen 6 10 1 Extreme 3D 2 0 Macromedia 3D K rper k nnen als Splines dargestellt werden Das Zusammenklumpen beliebiger Kurven oder 2D K rper ist m glich Mit Hilfe von Kurven lassen sich Teile der 3D Objekte wegschneiden soda sich auch mit Spline Fl chen boolesche Operatoren verwirklichen lassen Eine Animation mit Partikeln kann realisiert werden Environmental Maps ahmen Reflexionseigenschaften nach Hervorragend durch sichtbare Lichtkegel Schw chen da das Programm kein Raytracing verwendet k nnen keine exakten Spiegelbilder auf Metalloberfl chen und keine echten Lichtbrechungen modelliert werden 6 10 2 Highlight Professional 2 0 Ingenieurb ro M Rahlff Eine Sammlung getrennter Programme zum Modellieren Animieren und Rendern Auf die Knoten punkte eines Modells k nnen Kopien eines anderen Modells gesetzt werden So entsteht ein Wald von Objekten Die Konturen einer Bitmap k nnen extrudiert werden Bevels Objekte k nnen gesprengt werden Das Programm ist komfortabel und u erst vielseitig bei der Texturgestaltung Es gibt viele Ani mationsfunktionen Schw chen es werden nur ganzzahlige Koordinaten beherrscht mit der Folge da es Run
75. Oldeboershuis Entwicklung eines virtuellen programmierlabors fiir das www Ma ster s thesis Universitaet Oldenburg 1998 Ed Yourdon P Coad Object Oriented Analysis Prentice Hall 1991 Ed Yourdon P Coad Object Oriented Design Prentice Hall 1991 Christian Perle Strahlenf rmig Linux Magazin www linux magazin de 5 1998 Yumi Iwasaki Peter Friedland The concept and implementation of skeletal plans Automated Reasoning I 1985 Pomberger Blaschek Software Engineering Prototyping und objektorientierte Software Entwicklung C Hanser Verlag 1993 The peristance of vision raytracer www povray org Rufus Rieder SpaBmacher Screen Multimedia 2 44 1998 Klara Nahrstedt Ralf Steinmetz Multimedia Computing Communications and Applications Prentice Hall P T R New Jersey 1995 Jim Rumbaugh Object Oriented Modeling and Design Prentice Hall 1991 Henner Schierenbeck Grundz ge der Betriebswirtschaftslehre Oldenbourg Verlag zwoelfte edition 1995 Tom Schr ter Puppenkiste autodesk 3d studion max c t Magazin f r Computertechnik 5 1996 Cosmo Software http cosmosoftware com Tom Sperlich In 3d um die welt c t page 48f 8 1998 S Mellor S Shlaer Object Oriented Systems Analysis Modeling the Worl in Data Yourdon Press 1998 Mark Stefik Planning and meta planning MOLGEN Part 2 Artificial Intelligence 16 1981 Mark Stefik Planning with constraints MOLGEN Part 1 A
76. SFString SFVec3f MFFloat oder MFNode und einen Default Wert besitzen Die Werte die Felder aufnehmen k nnen u a Strings Vektoren Gleitkommazahlen oder Knoten sein Einige Felder k nnen auch mehrere Werte auf nehmen multi valued field Deren Feldtyp beginnt dann immer mit MF im Gegensatz zu SF single valued field W hrend Feldnamen mit Kleinbuchstaben beginnen werden Knotennamen zur Unterschei dung immer mit einem Gro buchstaben begonnen Shape appearance Appearance material Material texture ImageTexture geometry IndexedFaceSet coord Coordinate coordIndex 7 5 HINTER DEN KULISSEN 87 Bei allen Gruppenknoten gibt es das Feld children mit dem Typ MFNode Hierin befinden sich alle Kindknoten des Gruppenknotens Transform scale 115 children Shape geometry Sphere Shape geometry Box 7 5 4 Ereignisse und Routen Als eine spezielle Art von Feldern sind in den meisten Knoten sogenannte Ereignisse enthalten Man unterscheidet zwischen eingehenden und ausgehenden Ereignissen field position eventIn set_position eventOut position_changed oder k rzer exposedField position Mit Routen werden ein und ausgehende Ereignisse zwischen Knoten verkn pft wobei eine Kas kadierung durchaus m glich ist Erst hierdurch wird Animation m glich Ein TimeSensor sendet in be stimmten Intervallen Ereignisse an einen Interpolator Knoten u
77. SSENDE ANMERKUNGEN 159 Materialien arbeiten um zu erfahren welche Eigenschaften sie haben Er kann bestimmte Laborger te ausprobieren und ihre Funktionen erkunden 11 5 2 Autorensystemkomponente Nun stellt sich die Frage welche Anwendungen man sich in einer Autorensystemkomponente vorstellen k nnte Es w re sinnvoll dem Autor die M glichkeit zu bieten eine neue Wissensbasis zu definieren Es m te ihm m glich sein die Wissensbasis f r ein neues Labor herzustellen Wenn man ein Planungspro gramm implementiert hat das auf jeder Wissensbasis operieren kann die von der Komponente generiert wird so m te der Autor dar berhinaus nur noch gewisse Ziele von Experimenten angeben Die Simu lationskomponente k nnte dann sowohl die G ltigkeit des Zieles berpr fen als auch die G ltigkeit des L sungsweges die der Anwender Nutzer einschl gt Das Programm k nnte dem Anwender dann eine kontextsensitive Hilfe bieten Wenn man ohne Planungssystem arbeitet m te der Autor zum Beispiel den L sungsweg angeben je nachdem welche Art von Hilfe man benutzen m chte 11 6 Abschlie ende Anmerkungen Die Planungsprogramme lassen sich bis dato nur f r spezielle Bereich nutzen Sie k nnen Suchprobleme gut l sen bei denen es auf Rechenst rke ankommt sie k nnen inzwischen auch die Umwelt einbeziehen aber sie sind doch nur f r eingeschr nkte Bereiche zu gebrauchen Auch MOLGEN ist auf das Gebiet der Genexperimentplanung fixiert Es b
78. STEME Drill amp Practice Lernen durch Durcharbeiten und Mechanisieren Lernende werden durch eine Abfolge von bungen geleitet um sich F higkeiten einzupr gen oder auf zufrischen L sungsschemata m ssen daf r vorher durchgearbeitet werden oder schon bekannt sein Meistens wird innerhalb des Schulunterrichts Drill amp Practice verwendet z B bei der Nullstellen berechnung quadratischer Gleichungen die immer nach dem gleichen Schema verl uft Im virtuellen Labor k nnte Drill amp Practice dazu verwendet werden Standartf higkeiten die jeder k nnen mu einzu ben Programmierter Unterricht Der Lerninhalt wird in unabh ngige Informationsst cke unterteilt die dann als Fakten pr sentiert wer den Darauf folgt eine Sequenz von Fragen die berpr fen ob das Lernziel erreicht wurde Durch Re aktion auf die Antworten Strafe Lob findet eine Verst rkung des Lernens statt Diese Lernform sollte ein virtuelles Labor nicht unterst tzen da reines Faktenlernen kein Ziel des Lernens mir virtuellen Laboren sein sollte 10 3 5 Begriffsvielfalt der Lernsoftware An dieser Stelle werden einige Begriffe vorgestellt die im Bereich der Lernsoftware Verwendung finden In der Fachliteratur hat sich kein einheitlicher Gebrauch weniger wohldefinierter Begriffe durchgesetzt Daher wird nicht versucht Kategorien von Lernsoftware zu bilden sondern es sollen nur die verwendeten Akronyme vorgestellt und ihre Bedeutung grob e
79. Vor und Nachbedingungen Ein Anwendungsfalldiagramm zeigt eine Menge von Anwen Anwendungs Anwendungs fall 2 fall 3 Anwendungs fall 1 Abbildung 5 11 Anwendungsfalldiagramm Akteur 2 lt lt uses gt gt gt gt Akteur 1 Akteur 3 dungsf llen durch Ellipsen gekennzeichnet die untereinander durch Vererbungspfeile verbunden sein k nnen Vererbungspfeile k nnen mit den Stereotypen vgl Abschnitt 5 5 2 lt uses gt oder lt extends gt be schriftet sein und sind immer von dem benutzenden zum mitbenutzten Anwendungsfall gerichtet Linien zwischen den Anwendungsf llen und den Akteuren verdeutlichen welcher Akteur an welchem Anwen dungsfall beteiligt ist lt uses gt wird verwendet wenn eine Anwendungsfallbeschreibung in mehreren Beschreibungen ben tigt wird So k nnen mehrfach ben tigte Teile separiert und wiederverwendet werden 54 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML lt extends gt wird verwendet um Variationen des Normalfalles also Ausnahme bzw Fehlerf lle aber auch spezielle Abweichungen und Erweiterungen des Standardfalles anzuzeigen Der Pfeil zeigt dann von der Variante zum Normal Anwendungsfall Ein Rechteck um eine Menge von Anwendungsf llen zeigt die Systemgrenzen Eine Hierarchisierung innerhalb dieses Diagrammtypes ist dadurch m glich da einzelne Anwendungsf lle durch ein Rechteck umrandet und an anderer Stelle durch ein e
80. WAREENTWICKLUNG MIT DER UML Der nachfolgende Teil beschreibt zun chst die Grundbegriffe der Objektorientierten Softwareentwick lung ohne auf unterschiedliche Methoden einzugehen Der darauffolgende Teil beschreibt dann den Pro ze der objektorientierten Softwareentwicklung Dabei wird vertiefend auf die von Oestereich Oes97 beschriebene Methode eingegangen andere werden kurz vorgestellt Der letzte Abschnitt zeigt anschlie Bend die Modellelemente der UML anhand von Beispielen 5 3 Grundbegriffe der Objektorientierung Die Idee objektorientierte Software zu entwickeln ist schon ber 25 Jahre alt B cher ber Design und Analysemethoden erschienen jedoch erst Anfang der 90er Jahre Beginnend mit der Programmierspra che Simula ca 1970 ber Smalltalk 76 und C ca 1985 ist zur Zeit Java ca 1996 die neueste Entwicklung objektorientierter Progammiersprachen Grundgedanke des objektorientierten Ansatzes ist es reale Gegenst nde als Objekte zu betrachten die sich wiederum aus Objekten zusammensetzen Dabei entsprechen diese nur in der Form den realen Gege benheiten als sie deren wesentliche im Modell ben tigten Verhaltensweisen und Merkmale aufweisen Gleichartige Objekte werden in sogenannten Klassen zusammengefa t die einen Bauplan f r die zu er zeugenden Objekte darstellen W hrend Klassen eben nur einen Bauplan darstellen sind Objekte die zur Laufzeit tats chlich vorhandenen Speicherstrukturen Die Notation der beiden bi
81. abei Hellig keit Farbe und Richtung der Lichtquellen die dieses Pixel treffen Reflexionen dieses Lichtes von der Fl che werden jedoch nicht mehr berechnet was bei einer Spiegelung jedoch n tig w re Durch Wahl geeigneter Texturen lassen sich jedoch irreale Spiegelungen und Materialeigenschaften kreieren Dies bedeutet aber meist mehr Arbeit als beim Raytracing n tig ist Ebenfalls nicht berechnet werden k nnen sind Brechungen z B bei Glas Vorteil dieses Renderns ist jedoch die hohe Geschwindigkeit gegen ber dem Raytracing Es stellt die einfachste und schnellste Art des realistischen Renderns dar solange nicht zu viele Maps z B f r die gef lschten Spiegelungen benutzt werden 6 9 6 Raytracing Raytracing wird oft als photorealistisch bezeichnet Es verfolgt den Pfad der Lichtstrahlen von allen Lichtquellen zur Oberfl che der Objekte bis hin zum Betrachter Anders als beim Phong Shading werden die Strahlen jedoch auch nach dem Auftreffen auf eine Fl che weiterverfolgt und die Strahlungsintensit t und richtung neu berechnet Dieses Verfahren erm glicht so die Berechnung von Spiegelreflexionen Schatten Transparenz und Brechung Aufgrund der komplexen Strahlenverfolgungen kann die Berech nung einer Szene Raytracing bis zu ca zehn Mal solange dauern wie beim Phong Shading Daher eignet sich manchmal das Phong Shading eher Bei einigen Raytracing Programmen gibt es die M glichkeit die Rekursionstiefe der Strahlenverfolgung o
82. amm war prinzipiell dazu in der Lage jedes Suchproblem search problem zu l sen Suchprobleme stellen allerdings nur einen kleinen Ausschnitt der Planungsprobleme dar Klassische Planung geht von den folgenden Annahmen aus e Das Ergebnis jeder Handlung ist vorhersagbar e Der Zweck eines Plans ist das Erreichen eines vorher beschriebenen Ziels e Pl ne sind Handlungen in einer bestimmten Reihenfolge Diese Sichtweise eignet sich insbesondere f r Ablaufplanung bei der Handlungen nur sequentiell abgearbeitet werden m ssen ist aber unvollst ndig Beispielsweise wird bei der Planung der Handlung eines Roboters nicht in Betracht gezogen da sich die Umwelt ver ndern kann Weder das Verhalten der Umwelt l t sich immer eindeutig vorhersagen noch eine Situation als solche ist vollst ndig bekannt Daraus hat sich die dynamische Planung dynamical world planner entwickelt Um der Dynamik der Umwelt Rechnung zu tragen wurden die Reize stimulus direkt mit der Reaktion response gekoppelt Zugleich ergab sich das Problem der Limitierung der Zeit Flie bandroboter haben zum Beispiel nur 11 3 PLANUNGSKONZEPTE 147 eine begrenzte Zeit um das zu bearbeitende Objekt zu erkennen und daf r einen Plan zu entwickeln Also wird nach einer bestimmten Zeit t die dem Roboter zur Verf gung steht der bisher beste Plan verwendet unabh ngig davon ob es vielleicht noch bessere Pl ne gibt Ein weitere M glichkeit Planung effizient zu automat
83. ammlaufzeit im Beh lter befin den Aus diesem Grunde wird erst bei Aufruf der Methode ermittelt welche Operation welcher Klasse angesprochen wird 5 4 Objektorientierte Softwareentwicklung Als man begann eigenst ndige Methoden f r die objektorientierte Softwareentwicklung zu entwerfen wurde versucht die Vorteile der schon lteren und bew hrten Methoden auf die objektorientierten zu bertragen berwiegend auf Basis der Sprachen Smalltalk und C Die bekanntesten OO Methoden sind e OOA OOD Object Oriented Analysis OO Design von P Coad Ed Yourdon Die in PC91a bzw PC91b beschriebenen Methoden zeichnen sich vor allem durch gute Struk turierungsm glichkeiten und leichte Erlernbarkeit aus 5 4 OBJEKTORIENTIERTE SOFTWAREENTWICKLUNG 47 e OOAD Object Oriented Analysis and Design von Grady Booch Diese Methode l t im Vergleich zur OOA OOD die Modellierung von zeitabh ngigem Verhalten durch Zeitdiagramme zu Des weiteren lassen sich Objektverbindungen beschriften und Schnitt stellen zwischen Teilsystemen genau beschreiben vgl Bo094 e OMT Object Modeling Technique von Jim Rumbaugh et al Im Vergleich zar OOA OOD kann das dynamische Verhalten eines Systems besser beschrieben und das Modell simuliert werden vgl Rum91 Diese Methode lehnt sich jedoch sehr stark an die strukturierten Methoden der vor objektorientierten Zeit an e OOSE Object Oriented Software Engineering von Ivar Jacobson Wichtigste Neue
84. angebracht Sie k nnen mit bestimmten Attributen z B Na me Position auf dem Bildschirm Gr e belegt werden Ein komplettes Anwendungsprogramm besteht aus zahlreichen solcher Karten die sich der Autor nacheinander ansehen und normalerweise nach dem WYSIWYG Prinzip gestalten kann Ein weiterer Vertreter der frame basierten Autorensysteme ist z B ToolBook f r den PC 3 5 3 Timeline basierte Autorensysteme Das bekannteste time line orientierte Autorensystem ist Macromedia Director vgl Abbildung 3 9 Director bedient sich der Film Metapher Der Autor bernimmt bei der Multimedia Produktion die Rolle des Regisseurs Wie beim Film besteht das zu erstellende Softwareprodukt hier aus vielen Einzelbildern die erst zusammengesetzt den kompletten Film ergeben Die wichtigsten Bestandteile des Director Studios sind die B hne vgl Abbildung 3 9 oben das Steuerpult vgl Abbildung 3 9 oben rechts die Besetzung und das Drehbuch vgl Abbildung 3 9 unten 22 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING 3 Ablage Beorbeiten Gehe Hilfsmittel Objekte Schrift sti Modern ka lo damaren Daten ade er oti Meda alcten Herr te beat ren en re dle Tegosrog verkn ptt werden Ida Zen dto bierkes wird ein niob mit einem Sourcsobiekt verbunden De Anh der Appin brangs sires Sountenbiektes und der Engangererbendingen ined Snkolbjelbies gt nicht begrenzt Es spisi keine Rolls ob ein Meckech ag vorn Sink zuen Scurosobyjekr oder m
85. anntgegeben siehe VK Mitglieder dieses Gremiums sind Vertreter von Firmen Forschungseinrichtungen und Universit ten die sich u a um die Weiterentwick lung und Standardisierung der Sprache k mmern Seit Februar 1998 ist auch Sun Microsystems Mitglied des VRML Konsortiums nach Spe98 Im Dezember 1997 ist VRML 2 0 als ISO IEC Standard VRML 97 ratifiziert worden Damit ist VRML als eine stabile Sprache offiziell anerkannt worden die mehr darstellt als eine vor bergehende Entwicklung 7 3 3 Blick in die Zukunft Im VRML Konsortium ist man der Ansicht da sich die Weiterentwicklung von VRML nach den Bed rfnissen des Marktes richten mu Das zeigt sich auch in der weitestgehend ffentlich gef hrten Diskussion ber den n chsten Sprachstandard Die Roadmap des Konsortiums sieht vor die n chste Version von VRML die VRML 99 hei en soll im Fr hjahr oder Sommer 1999 zu ver ffentlichen Wichtige angepeilte Verbesserungen sind unter anderem 82 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D Verk rzung von Ladezeiten durch Kompressions und Streaming Technologien Bessere Kompatibilit t zwischen Authoring Tools und Clients Einbindung von VRML in Datenbankapplikationen e Unterst tzung von Multi User Welten Dar ber hinaus will man Synergieeffekte mit anderen Softwareentwicklungen nutzen Hierzu geh rt die Einbindung der Java3D API von Sun die Verkn pfung mit dem n chsten MPEG Standard MPEG 4 sowie das Zusammenspiel mi
86. auf wie die Aktivit ten einzelner Gruppenmitglieder oder Sub gruppen integriert und harmonisiert werden k nnen um ein gemeinsames Produkt zu erzielen Koor dinationsma nahmen bestehen zum einen darin die Gruppenarbeit in spezifische Beitr ge von Grup penmitgliedern bzw Subgruppen aufzugliedern die wiederum in den gesamten Arbeitszusammenhang eingepa t werden m ssen Zum anderen m ssen wegen der unterschiedlichen Erstellungszeiten der Ar beitsbeitr ge und eventueller Verz gerungszeiten aufgrund asynchroner Kommunikation zeitliche Ab stimmungen erfolgen Bei kooperativer Arbeit sollten Ma nahmen zur Gruppenkoordination explizit ergriffen werden Gruppenstrukturen die Koordinationsma nahmen unterst tzen k nnten insbesondere Rollenverteilungen und entsprechende Interaktionsmuster stellen sich wegen der mangelnden sozialen Pr senz nicht so leicht ein Grunds tzlich sind zwei formen von Interaktionrregeln zu unterscheiden technologisch basierte und sozial basierte Regeln Technologische Vorgaben strukturieren den Kommu nikationsproze und unterst tzen weniger erfahrene Nutzer Sozial basierte Interaktionsregeln werden von der Gruppe selbst entwickelt Sie sind weniger restriktiv was dem Arbeitsstil erfahrener Gruppen zugute kommt Fehlende Abstimmung ber gemeinsamen Wissenshintergrund Damit die Kommunikation in kooperativen Lern und Arbeitsgruppen gelingt ist ein bestimmter An teil gemeinsam geteilten Wissens grundlegend Jed
87. aus folgenden Einzelaktivit ten bestehen Auswahl geeig neter Fotos Besprechung mit dem Texter passen die ausgew hlten Fotos zum Text Nachbearbeitung der Fotos bez glich Gr e Farbe usw 9 3 2 2 Kooperative Modellelemente KOMMUNIKATION schafft Verbindung zwischen Subjekten Wie in Abbildung 1 dargestellt kann eine Kommunikation allgemein als die Manipulation eines Objektzustands seitens des Senders und die Wahrnehmung des Objektzustands seitens der Empf nger verstanden werden Dabei gewinnen die Empf nger die vom Sender angestrebte Information aus dem Zustand des Kommunikationsobjekts Hin sichtlich der Adressierungsform einer Kommunikation ist zwischen direkter und anonymer Adressierung zu unterscheiden Direkte Adressierung bedeutet da der Sender mit einer genau definierten Menge von Empf ngern kommuniziert w hrend bei der anonymen Adressierung dem Sender nicht bekannt ist wer zu den Empf ngern seiner Nachricht geh rt Ein Beispiel f r eine direkte Adressierung ist eine email die Mitarbeiter 2 der Abteilung Montage an Mitarbeiter 5 der Abteilung Bild verschickt um ihm mitzuteilen da eines der von ihm eingereichten Fotos von Clinton zu klein ist Ein Beispiel f r anonyme Adressierung ist ein Textobjekt allgemeine Ank ndigungen das mit allgemeinem Lesezugriff in der virtuellen Redaktion abgelegt ans schwarze Brett geheftet wird KOORDINATION ben tigt in jedem Falle Kommunikation und dient der Abstimmung
88. ben 4 8 Abschlie ende Anmerkungen Nur wenn die f nf Hauptaufgaben korrekt hintereinander ausgef hrt werden kann ein Software Produkt erfolgreich entwickelt werden Nochmal zur Erinnerung die Hauptaufgaben waren e Planung e Organisation e Personalauswahl e Leitung 4 8 ABSCHLIESSENDE ANMERKUNGEN 39 e und Kontrolle Zum Schlu wird nochmal die Organisation und das Personal kurz angesprochen Zun chst kommen wir zur Organisation Es ist wichtig da wenn eine Hierarchie im Betrieb gebildet wird man unbedingt darauf achten sollte da immer mehrere Pfade von unten nach oben sowie umgekehrt existieren W re dem nicht so dann k nnten einzelne Personen eventuell den Datenflu unterbrechen mit dem Ziel die eigene Machtposition zu erhalten Bei mehreren Pfaden durchl uft der Informationsflu einen anderen Weg bis zum Ziel Beim Personal ist ein letzter Aspekt ganz wichtig da sich die Mitarbeiter wenn es die Arbeit zul t und nat rlich nur dann auch mal ber andere Dinge als das Fachliche reden Das verbessert das Arbeit sumfeld und die Leute lernen sich besser kennen was auch eine positive Wirkung auf die Produktivit t hat 40 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION Kapitel 5 Objektorientierte Softwareentwicklung mit der Unified Modeling Language UML 5 1 Zusammenfassung Autor Thomas Aden Die Idee der Objektorientierung ist schon ber 25 Jahre alt Die Geschichte der objektorientierte
89. berg erste edition 1997 Ivar Jacobson Object Oriented Software Engineering A Use Case Driven Approach Addison Wesley 1992 Andries van Dam James D Foley Grundlagen der Computergraphik Addison Wesley 1994 Jochen Ludewig Karol Fruehauf Helmut Sandmayr Software Projektmanagement und Qualit tssicherung B G Teubner Stuttgart Verlag erste edition 1988 Detlev Leutner Information und Lernen mit Multimedia sammelwerk Adaptivitaet und Ad aptierbarkeit multimedialer Lehr und Lernsysteme Beltz PsychologieVerlagsUnion 1997 Paul Klimsa Ludwig J Issing Information und Lernen mit Multimedia Beltz Psychologie VerlagsUnion Weinheim 2 ueberarbeitete edition 1997 Dr J rn Loviscach Virutelle b hne maxon cinema 4d c t Magazin f r Computertechnik 11 1996 Dr J rn Loviscach Cartoons in 3d ray dream stuio 5 c t Magazin f r Computertechnik 10 1997 Dr J rn Loviscach Traumfabriken aktuelle 3d software cr Magazin f r Computertech nik 1 1997 Joachim Oechslin Top modell c t Magazin f r Computertechnik 6 362 369 1998 Bern Oestereich Objektorientierte Softwareentwicklung mit der Unified Modeling Language R Oldenbourg Verlag 1997 LITERATURVERZEICHNIS 163 O1d98 PC91a PC91b Per98 PFS5 Pom93 pov Rie98 RS95 Rum91 Sch95 Sch96 Sof Spe98 SS98 Ste8 la Ste8 1b Su95 Sup Ter97 VK Simon
90. ch getrennt Zum Funktionsumfang geh ren das Biegen Verdrillen das Gl tten Schmelzen mittels eines dreidimensionalen Gitters und das Mor phen Herausragend Es k nnen Videos als Grundlage f r Farbtexturen Bump oder Environment Maps benutzt werden Gr ter Nachteil es gibt wie bei Extreme 3D kein Raytracing 6 10 6 3D Studio MAX Autodesk Die Szene wird w hrend der Konstruktionsphase schattiert dargestellt Es nutzt die Multiprozessorm gl chikeit von Windows NT aus und dank Multithreading lassen sich K rper w hrend einer Animation noch interaktiv ver ndern Alle Funktionen sind als Plug Ins ausgef hrt und K nnen erweitert werden Das Modellieren erfolgt prinzipiell auf Basis von Spline Fl chen und werden per Vollk rperdarstellung kontrolliert MAX ist kein Raytracer beherrscht jedoch einige Effekte wie Lichtbrechung und mehrfa che Spiegelungen und ist herausragend in der Erzeugung von Nebelschwaben und sichtbaren Lichtkegeln mit Schattenwurf anderer Objekte Der Funktionsumfang enth lt Inverse Kinematik Partikelsystem Re gen Schaum Luftblasen sowie Kraftfelder zum Verformen von K rpern Animierte Objekte k nnen durch Graviationsquellen Deflektoren und Windst rken beeinflu t werden Nachteil der Preis der weit h her ist als bei allen anderen Konkurrenzprodukten s auch Sch96 6 10 7 Cinema 4D Maxon Als herausragend gilt die ungew hnlich bersichtliche und bedienungsfreundliche Oberfl che Alle Ein st
91. che Auswirkung wie eine Ver nderung durch Yaw und danach durch Pitch Die Winkel sind entkoppelt Die Winkel werden bez glich des bersystems angegeben was u erst hilfreich bei Animationen ist Ein Propeller dreht sich beispielsweise immer um die Achse des Flugzeugs egal wie sich das Flugzeug im Raum bewegt Durch die Verbindung zum berkoordinatensystem wird jedoch ein hohes Abstraktions verm gen verlangt und macht das PYR System deswegen bei der Objektkonstruktion unbrauchbar Siehe auch cin 6 9 RENDERING 73 6 82 Kameras Das Konzept von Kameras hat sich beim 3D Modellieren als erfolgreich erwiesen Kameras besitzen eine absolute Position im Raum und haben eine bestimmte Richtung Oft l t sich die Brennweite ein stellen und Tiefensch rfe modellieren In einigen Programmen lassen sich mehrere Kameras aufstellen so da man einfach zwischen verschiedenen Ansichten hin und herschalten kann Kameras lassen sich auf bewegende Objekte setzen z B um die Sicht aus einem fliegenden Flugzeug aufzunehmen und manchmal lassen sich auch Virtual Walkthroughs kreieren Die Umsetzung des Kamera Konzepts sagt viel ber die M chtigkeit der 3D Software aus 6 9 Rendering Die Aufgaben des Renderns bestehen in der Berechnung der sichtbaren Fl chen der Bestimmung von Lichtquellen und Lichtrichtungen die auf die Fl che treffen sowie der Berechnung der Reflexion des Lichts von dieser Fl che Diese Berechnungen gehen vom Blickwinkel und der E
92. che Vorg nge in direkter Beziehung zueinander so nennt man dies im Netzplan den kritischen Pfad Er wird farbig oder mittels Fettdruck dargestellt Diese sollten besonders sorgf lltig berwacht werden damit das Projekt nicht gef hrdet wird und termingerecht fertig gestellt werden kann 4 3 3 Projektplanung Zun chst wird ein Proze Modell ausgew hlt an dem sich die Projektf hrung orientieren soll Daraus ist dann der Projektplan abzuleiten Da f r jede zu verrichtende Aufgabe ein Zeitintervall zur Erledigung 30 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION angegeben werden mu ist eine Aufwandsabsch tzung f r das Gesamtprojekt durchzuf hren Zus tz lich sollten empirische Daten vergangener Projekte ber Aufwand und Verteilung des Aufwands auf die einzelnen Phasen vorliegen Ausgehend vom Aufwand pro Vorgang gilt es zu planen mit welcher Personalkapazit t der Aufwand bew ltigt werden soll Ausgehend von diesen berlegungen werden die Zeitintervalle zur Erledigung der Einzelaufgaben f r das Projekt festgelegt Anschlie end erfolgt eine Netzplandurchrechnung Es werden die kritischen Pfade ermittelt und berlegungen ber m gliche zeitliche Optimierung get tigt Um eine Verz gerung des Gesamtprojektes zu verhindern sollten Pufferzeiten f r risikoreiche Aufgaben eingeplant werden Risikoreiche Aufga ben sind solche wo h ufig unerwartete Zwischenf lle auftreten die zu einer zeitlichen Verz gerung des Projektes f hren
93. chen oder analytischen Bildern z B Diagrammen darin da sie zeigen wie etwas aussieht Dieses etwas Kann tats chlich existieren oder nur in der Vorstellung eines Bildautors Wie bei den Printmedien ist auch bei den Multimedia Anwendungen ein Trend zu immer mehr Bildern zu beobachten Das liegt vor allem an der Attraktivit t von Bildern f r die Nutzer Mit Abbildern kann man vieles verst ndlicher ausdr cken als mit reinem Text Lernende bekommen viel schneller eine Vorstellung von einem Sachverhalt wenn ein Text durch Bilder unterst tzt wird Bild autoren m ssen sich dar ber im Klaren sein was sie mit einem Abbild aussagen wollen also welche Funktion das Abbild haben soll 10 4 2 1 Instruktionale Funktionen von Abbildern Abbilder dienen nicht zur Unterhaltung sondern sie haben in informierenden und instruktionalen Ange boten bestimmte Funktionen Diese Funktionen sind dadurch bestimmt was ein Abbild aussagen soll Drei wichtige Funktionen werden hier vorgestellt Wei97 e Zeigefunktion e Situierungsfunktion e Kunstruktionsfunktion Zur Zeigefunktion Lernende sollen mit Hilfe von Abbildungen ein deutliches und zutreffendes Bild von einem Gegenstand entwickeln Mit Gegenstand ist generell das Bildthema gemeint es kann sich also auch um einen Bewe gungsablauf handeln Lernende sollen anhand dieser Vorstellung folgende Fragen beantworten k nnen 134 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME Abbildung 10 1 Zeigefunktion Was
94. cht grunds tzlich sondern kann auch tempor r z B als Argument bergeben vorhanden sein Ein Objekt kann jedoch stets mit sich selbst Kommunizieren Die Nachrichten werden auf Assoziationslinien notiert die zwischen den Objekten dargestellt sind Ein kleiner Pfeil an der Nachricht zeigt immer vom Sender zum Empf nger M gliche Argumente einer Nachricht werden ebenfalls notiert Antworten werden in der Notation antwort nachricht dargestellt Die allgemeine Syntax der Nachrichtenbezeichnung und die Bedeutung ihrer Bestandteile bezeichnet der folgende Ausdruck Vorg nger Bedingung Sequenzausdruck Antwort Nachrichtenname Parameterliste Vorg nger Bedingung Die Vorg nger Bedingung besteht aus einer Aufz hlung von Sequenznummern notwendigerweise vorher gesendeter Nachrichten d h diese Nachrichten m ssen also gesendet worden sein bevor diese Nachricht gesendet werden darf Somit kann eine Synchronisation her beigef hrt werden Die Angabe der Vorg nger Bedingung ist optional Sequenzausdruck Eine aufsteigende Numerierung verdeutlicht die Reihenfolge der Nachrichten Wer den innerhalb einer Operation die eine empfangene Nachricht interpretiert neue Nachrichten ge sendet so erhalten diese eine durch einen Punkt getrennte neue Sequenznummer Iterationen wer den durch gekennzeichnet Das Ende einer Sequenznummer wird durch einen Doppelpunkt angegeben Ferner ist die Angabe einer Bedingung m glich die das bedingte Ver
95. d anschlie end das Refe renzobjekt mit einer Bildbearbeitungssoftware entfernen Nicht nur aus diesem Grund hat es Vorteile bei der Aufnahme von Objekten eine Videokamera zu benutzen die mittels einer Grabber Karte an den Computer angeschlossen ist Man hat dadurch eine bessere Vorschau und kann Probleme bei der Aus leuchtung bereits vorher erkennen Au erdem tritt das oben genannte Problem des Zitterns nicht auf wodurch man sich sehr viel Zeit bei der Nachbearbeitung des Materials erspart Um einen m glichst ruckfreien QTVR Objektfilm zu erzeugen mu man n mlich sehr viele Einzelbilder aufnehmen Wenn man das Objekt sowohl in der Horizontalen als auch in der Vertikalen in 30 Grad Schritten aufnimmt ergeben sich bereits 84 Bilder die eventuell alle nachbearbeitet werden m ten 102 KAPITEL 8 QUICKTIME VR UND DAS QTVR AUTHORING STUDIO Auch f r die Erstellung von Objektansichten l t sich nat rlich wieder eine Rendering Software verwen den Cinema 4D bietet wieder explizit die M glichkeit als Ausgabeformat QTVR Object zu w hlen Nach dem Einstellen der Winkel in denen das QTVR Objekt betrachtet werden soll und der Anzahl der Bilder erh lt man als Ausgabe eine Folge von Ansichten des Objekts Dabei ist wichtig welche Objekte der Szene im Objekt Manager von Cinema 4D aktiviert sind Denn wenn sowohl die aktive Kamera als auch das zu rendernde Objekt angew hlt sind werden auch beide nach den Vorgaben gedreht Dies hat
96. definiert Beim ndern einer der Kontroll punkte ndert sich meist die gesamte Kurve und kann daher nur schwer kontrolliert werden Abhilfe leisten die B Splines Abb 6 1 c Sie h ngen nur von einigen wenigen Kontrollpunkten ab und ein Bewegen eines Kontollpunktes ndert nur einen Teil der Kurve lokale Steuerung Die Kontrollpunkte eines uniformen B Splines dargestellt in parametrisierter Form haben untereinander jeweils den gleichen Abstand bez glich des Parameters der Kurve Der Vorteil der nichtuniformen B Splines die Kontrollpunkte k nnen also frei gew hlt werden besteht darin da man bestimmte Punkte interpolieren kann z B die Endpunkte einer Kurve ohne die ungew nschten lineare Segmente bei den uniformen B Splines zu erhalten Eine sehr gute Gelegenheit den Umgang mit den Kurven zu ben bietet eine interaktive Website adUO96 Die mathematischen Grundlagen lassen sich in JDF94 nachlesen 6 5 Modellierung von Festk rpern Die beiden h ufigsten Techniken zur Erstellung von Festk rpern sind die Anwendung von booleschen Mengenoperatoren auf Primitive sowie die Verwendung von 2D Objekten als Grundlage zur Bildung von 3D Objekten Primitive sind einfachste geometrische Formen die in den meisten 3D Modellierungsprogrammen angeboten werden Dazu geh ren der W rfel bzw der Quader der Zylinder die Pyramide die Kugel 66 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG P 0 P 2 a Po P1 P P 1 P 3 Abbildung 6 1
97. den Nachdem auf den Objekten Text und Bild alle n tigen Aktivit ten durchgef hrt wurden k nnten diese Objekte vom Werkzeug gesammelt und in einem geson derten Teils des Arbeitsbereichs Clinton Artikel innerhalb der Virtuellen Redaktion abgelegt werden Der Layouter k nnte dann zentral auf diese zusammengef hrten Arbeitsergebnisse zugreifen Ausw hlen Erstellen Besprechen Formatieren Virtuelle Redaktion Korrektur lesen y Y Objekt Bild Montage Objekt Text Objekt Artikel Abbildung 9 4 Beispiel f r eine Aktivit tenplanung 118 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION 9 4 2 2 Mechanismen zur Koordination In diesem Abschnitt sollen ausgew hlte Mechanismen vorgestellt werden mit deren Hilfe ein Koopera tionswerkzeug seine Aufgaben erledigen kann Die drei hier angesprochenen Problembereiche sind e Wie kann man eine Koordination von Aktivit ten wie im vorigen Abschnitt beschrieben realsie ren Hierzu werden die Konzepte der Low Level und High Level Koordination eingef hrt Dabei wird insbesondere die Protokolltechnik erkl rt e Wie kann man eine Kooperation bei Bedarf nachvollziehen Hierzu wird der Mechanismus der Protokollierung vorgestellt e Wie k nnen Konflikte die bei einer Kooperation auftreten durch ein Kooperationswerkzeug auf gel st werden Hierzu werden verschiedene Mechanismen zur Konfliktbehandlung vorgestellt Die Mechanismen der Low Level und High Level Koordi
98. den Proze der Koordination von Teilzielen und der anschlie enden Erreichung dieser Teilziele durch Aktivit ten beschreibt Darum beinhaltet ein Kooperationswerkzeug auch immer die beschriebene Funktionalit t von Koordinations und Kommunikationswerkzeugen Dar ber hinaus kann ein Kooperationswerkzeug noch bergeordnete Funktionen wahrnehmen wie etwa die gemeinsame Datenverwaltung oder die Teamverwaltung In diesem Abschnitt werden deshalb zun chst Mechanismen zur Daten und Teamverwaltung bespro chen ehe abschlie end der Shared Workspace als Beispiel f r ein Kooperationswerkzeug betrachtet wird Datenverwaltung In Kooperationswerkzeugen mu die Datenverwaltung auf kooperativen Zugriff ausgelegt sein In diesem Zusammenhang kann man folgende Mechanismen zum Zugriff auf gemeinsame Daten anwenden e Hinsichtlich des Zugriffs auf Objekte werden in kooperativen Umgebungen Zugriffskontrollen zwingend erforderlich Die Zugriffsrechte kann man dabei wie bereits mehrfach erw hnt durch Rollenzuweisungen an Benutzer regeln Dabei sollten die Zugriffsrechte in kooperativen Umge bungen aber nicht nur aus generellen Lese oder Schreibrechten bestehen sondern auch definieren welche manipulierenden Operationen ein Benutzer auf dem Objekt ausf hren darf e Herk mmliche Verfahren zur Synchronisation von Benutzern wie Transaktionsmechanismen und Sperrverfahren m ssen an kooperative Arbeitsumgebungen angepa t werden Diese Anpas sung besteht
99. der bis kein kleinerer gemeinsamer Nenner mehr zu finden ist Forcing bedeutet da ein meist bergeordnetes Subjekt den Konflikt aufl st indem es den Konfliktparteien vor schreibt wie fortzufahren ist In unserem Beispiel k nnte ein Konflikt dadurch entstehen da die Textl nge des Clinton Textes nicht den Vorgaben entspricht Das Werkzeug k nnte diesen Konflikt leicht durch einen Vergleich mit den Vor gaben aufdecken Erkennung Es w rde diesen Konflikt dann an den Texter und den Layouter weiterlei ten Meldung und durch das Angebot der Verhandlungsstrategie bargaining bei der Konfliktaufl sung behilflich sein 9 4 2 3 Klassifikationskriterien f r Koordinationswerkzeuge Die in Bur94 vorgestellten Kriterien mit deren Hilfe sich beliebige Koordinationswerkzeuge klassifi zieren lassen sind mit ihren m glichen Auspr gungen in Abbildung 5 festgehalten Sie haben folgende Bedeutung Zeit Ein Koordinationswerkzeug kann die gleichzeitige Anwesenheit der Beteiligten erfordern oder nicht 120 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION Formalisierung Gibt an wie formal Benutzer mit dem Werkzeug interagieren Ein Formalismus schl gt sich auch bei den betrachteten Koordinationsgegenst nden und der verwendeten Sprache nieder F hrung betrifft die Suche nach Koordinationsentscheidungen Ein Werkzeug kann dem Benutzer v llig freie Hand lassen bei der Auswahl und Abfolge von Aktionen es kann durch ein Hilfesy stem die Benutzu
100. der bestimmte Schwellenwerte anzugeben um die Berechnung der Szene zu beschleunigen Abuelo Kugel e Bii hir Harra Abbildung 6 8 Funktionsweise des Raytracings 6 9 7 Radiosity Radiosity stellt eine erweiterte Form des Raytracings dar Algorithmen die dieses Rendering Verfahren beschreiben gehen von der Erhaltung der Energie in einer geschlossenen Szene aus Jeder von einer Fl che abgestrahlten oder reflektierten Energie entspricht der Reflexion oder Absorption durch andere Fl chen Die von einer Fl che abgegebene Energie hei t Strahlung oder Radiosity Sie besteht aus der Summe der abgestrahlten Energie der reflektierten Energie und der Energie die durch die Fl che hin durchtritt Es werden so also beispielsweise nicht nur Spiegelreflexionen sondern auch diffuse Reflexio nen verfolgt um noch mehr Realismus zu erzeugen Im Gegensatz zu allen oben erw hnten Rendering Verfahren werden alle Lichtinteraktionen eine Szene unabh ngig vom Blickpunkt des Betrachters be rechnet So k nnen relativ schnell verschiedene Darstellungen der Szene gerastert werden da nur noch 6 10 3D GRAFIK SOFTWARE 75 die Ermittlung der sichtbaren Fl chen und Schattierung ermittelt werden m ssen Dieses Verfahren erfor dert einen noch h heren Aufwand als das Raytracing liefert jedoch f r bestimmte Szenen und Objekten mit matten Oberfl chen noch realistischere Ergebnisse 6 10 3D Grafik Software Nachdem die grundlegenden Konzepte der 3D
101. dien verkn pft sind Diese Medien werden auch Knoten nodes genannt weshalb f r diese Art von Szenen auch der Begriff Multi Node Filme gebr uchlich ist Wenn ein solches Panorama betrachtet wird wechselt der Cursor seine Form sobald er sich ber einem hot spot befindet und zeigt so dem Anwender was dieser hier tun kann Die M glichkeiten bei der Erstellung von Szenen sind vielf ltig so kann man von einem Panorama in ein anderes wechseln oder einen Gegenstand aufheben und sich von allen Seiten betrachten Hot spots k nnen au erdem mit Kl ngen oder Videos verkn pft sein oder sie f hren zu einer World Wide Web Seite 8 4 Das QuickTime VR Authoring Studio Beim Erstellen eines eigenen QTVR Multi Media Projekts w rde die Reihenfolge der Arbeitsschritte wie folgt aussehen 8 4 DAS QUICKTIME VR AUTHORING STUDIO 97 e Planen des Grundger sts der Szene und der Medien die in der Szene gebraucht werden e Erstellen des Ausgangsmaterials Fotos Videobilder oder computererzeugte Grafiken e Zusammenf gen der Bilder zu QuickTime Panoramen und Objekten mittels eines Autorenwerk zeugs e Verkn pfen der verschiedenen Medien zu einer Szenerie Dieser Ablauf ist in Abbildung 8 1 noch einmal grafisch dargestellt ects meq a Lat El ZINN 7 3 ISIS Elele Q l
102. dungsfehler beim Skalieren und Rotieren gibt 6 10 3 Ray Dream Studio 4 0 Fractal Design Als interne Grundlage dienen Spline Fl chen Der Benutzer greift jedoch immer auf eine 3D Konstruktionsskizze zu Es gibt sehr flexible Extrusions und Rotationsm glichkeiten Loft Objekte lassen sich mit frei zei chenbaren Zwischenprofilen erstellen Hervorzuheben ist die Inverse Kinematik Funktion die beim Ani mieren zum Einsatz kommen kann Der Modellierungsmodus bietet Phong Schattierung mit Texturmu stern Ergebnis Das Progamm geht in die Breite der 3D Modellierung Es gibt keine wirklichen Spezia lit ten 6 10 4 Reflections 4 0 Oberland Als herausragend f llt das Drag amp Drop Konzept hnlich wie bei Cinema 4D auf Eigenschaften wie Texturen und Funktionen werden auf Objektnamen gezogen Als positiv erweist sich die Glanzkurve mit 76 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG der man Glanzlichter und Reflexstreifen f r Metalle einfach erzeugen kann Eine Relief Funktion steht ebenfalls zur Verf gung Animationen lassen sich bequem mittels des Time Line Konzeptes erstellen Einzigartig ist die Scriptsprache mit der sich Men eintr ge und Drag amp Drop Funktionen programmieren lassen Schw chen Bitmaps lassen sich nur als Farbtexturen und Bump Maps nicht aber als Effect Maps zur Steuerung der Transparenz oder Spiegelung benutzen 6 10 5 Visual Reality 2 0 Visual Software Auch hier sind Modellierungsteil und Animationsteil altmodis
103. e die ber die ganze Welt verteilt sind zu einer Arbeitsgruppe zusammenschlie en Dadurch treten einige Probleme auf FWH97 10 4 4 1 Problembereiche computerunterst tzten kooperativen Lernens Mangel an sozialer Pr senz Soziale Pr senz der Kommunikationsteilnehmer ist die differentielle Eigenschaft von Kommunikations medien Diese k nnen danach unterschieden werden wieviel Kommunikationskan le sie zur Verf gung stellen und wie gut sie somit Informationen ber verschiedene soziale und nonverbale Hinweisreize bermitteln z B Gesichtsausdruck Blickrichtung Kleidung Die computergest tzte Kommunikation stellt im Vergleich zur Face to Face Situation sehr viel weniger Kommunikationskan le zur Verf gung und bietet somit ein geringeres Ausma an sozialer Pr senz so da das Gef hl in einer Kommunika tionssituation involviert zu sein bei den Kommunikationspartnern gering sein kann Dadurch wird die 140 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME Kommunikation meist unpers nlicher und aufgabenorientierter Da auch Hinweise auf den Status der Akteure fehlen fallen damit zusammenh ngende Interaktionsmuster weg Statusgeringere Teilnehmer haben gr ere Kommunikationsanteile wodurch es zum egalit ren Austausch kommt Andererseits fehlt das soziale Feedback wodurch soziale Normen weniger bindend erscheinen ungehemmtes Verhalten und st rkere Selbstbezogenheit auftreten Fehlende Gruppenkoordination Gruppenkoordination bezieht sich dar
104. e wo wirkt sie immer weniger rot je h her die Transparenz ist F r die Spezifizierung ei ner Farbe stehen im allgemeinen mehrere Technken zur Verf gung RGB HSV CYMK und k nnen in JDF94 nachgelesen werden 6 6 2 Spiegelreflexionen Wird das Licht das auf eine Fl che trifft im gleichen Winkel und gleicher Intensit t relativ zur Normalen der Fl che ohne Streuung reflektiert so ergibt sich ein Spiegelbild Objekte mit hoher Spiegelreflexion erscheinen hart und poliert Fl ssigkeiten jedoch k nnen jedoch ebenfalls eine hohe Spiegelreflexion besitzen 6 6 3 Glanzreflektion Glanzreflektion entsteht hnlich wie die Spiegelreflexion nur wird das Licht beim Reflektieren leicht gestreut was zu einem unscharfen Fleck f hrt Diese Art der Reflexion ist verantwortlich f r das Glanzlicht bestimmter Objekte 6 6 MATERIALIEN 69 6 6 4 Diffuse Reflexion Bei der diffusen Reflexion wird das Licht gleichm ig in alle Richtungen abgestrahlt Die ist bei stumpfen Oberfl chen wir z B Kreide der Fall 6 6 5 Ambiente Reflexion Ambiente Reflexion beschreibt den Grad der Reflexion des Umgebungslichts bzw indirekten Lichts Je h her die Reflexion desto heller wird das ganze Objekt Farbe und Kontraste gehen schnell verloren 6 6 6 Transparenz Transparenz beschreibt den Anteil des Lichts das durchgelassen werden soll So lassen sich Materialien wie Glas oder Fl ssigkeiten modellieren 6 6 7 Brechung Manche Materialien
105. e Dom ne der Intelligenten Tutoriellen Systeme ITS Diese werden als Expertensysteme f r das Lernen entwickelt Sie bestehen aus einer lernf higen Wissensbasis mit Fakten und Regelwissen sowie einem lernf higen Tutor und Lernermodell Das Tutormodell ent scheidet auf der Grundlage der Eingabe des Lernenden ber den Lernweg die Methode des Lernens und die Art der Pr sentation des zu lernenden Stoffes Das Lernermodell Abspeicherung der Lernwege und Fehler des Lernenden erlaubt lernerbezogene Hilfen und R ckmeldungen Lernumgebungen Wenn verschiedene Komponenten von Lernsoftware integriert werden z B ET und ITS oder Lernsoft ware in konventioneller Software integriert ist spricht man von Lernumgebungen Abh n gig davon wel che Art Lernsoftware genutzt wurde spricht man z B von Hypermedia Learning Environments HMLE oder Web Based Learning Environments WBLE Lernsoftware die Gruppenlernen durch den Einsatz kollaborativer Werkzeuge unterst tzt wird auch zum Rahmen der Lernumgebungen gez hlt Diese wird unter dem Oberbegriff Computer Supported Learning Environments CSCL zusammengefa t Wenn das Internet als Medium dient spricht man auch von Internet Based Group Learning IBGL 10 4 Gestaltungsm glichkeiten f r Lernsoftware Im letzten Abschnitt wurde der Begriff Lernsoftware eingef hrt und es wurde gezeigt was Lernsoftware leisten sollte Nun wird dargestellt welche M glichkeiten es zur Gestaltung von Lernsoftware
106. e Teil der Arbeit darin die dreidimensionalen Modelle der Szenen zu Konstruieren Wenn dieses getan ist ist es relativ einfach Bilder zu generieren die mit dem QTVR Authoring Studio weiterverarbeitet werden k nnen Im Multimedia Labor wird die Software Cinema 4D XL verwendet die bereits von sich aus in der Lage ist entsprechende Bilder zu generieren man mu also keine zus tz lichen Tools benutzen Unter den Ausgabeoptionen befindet sich eine Registerkarte QTVR Panorama auf der man den Umfang z B 360 Grad und das Format Breite x H he des Panoramas angibt Bei der Einstellung des Formats mu man darauf achten da sich keine Verzerrungen ergeben da Cinema 4D ein einzelnes Panoramabild und keine Bilderserie erstellt Man mu also bereits vorher wissen was f r ein Breite zu H he Verh ltnis sich bei einem kompletten Panorama ergibt wenn man ein bestimmtes Objektiv benutzt Dieses Verh ltnis erh lt man entweder durch Ausprobieren oder durch bernehmen des Wertes eines vom Panorama Stitchers erstellten Panoramabildes Als Dateiformat der Grafik sollte man eines der vom Authoring Studio unterst tzten Formate w hlen damit man es nach der Berechnung direkt weiterverarbeiten kann ohne es vorher Konvertieren zu m ssen 8 5 2 Der Panorama Maker Dieses Programm dient zum Erzeugen eines QTVR Panoramas aus einem einzelnen Panoramabild wie man es als Ausgabe von Cinema 4D XL erh lt Anhand des Panorama Makers soll hier die Bedien
107. e bei nicht fortbildungsf higen Mitarbeitern F r das erste Problem bieten sich folgende L sungsvorschl ge e Gute personenunabh gige Dokumentation e Unabh gige Qualit tssicherung 36 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION e Attraktive Arbeitsbedingungen e Realistische Erwartung bei der Personalplanung e Mittelfrisitige Personalplanung 4 6 Leitung In diesem Aufgabenbereich werden T tigkeiten durchgefiihrt wie zum Beispiel F hrung und Beauf sichtigung von Mitarbeitern das Delegieren von Kompetenzen das Koordinieren von Aktivit ten das F rdern der Kommunikation das L sen von Konflikten und die Einf hrung von Innovation 4 6 1 Teamarbeit In der Software Entwicklung besteht die Aufgabe des Managements darin hochqualifizierte Mitarbeiter die aufgrund von komplexen Aufgabenstellungen in Teams zusammengefa t sind zu f hren Innerhalb dieser Teams m ssen die Mitarbeiter st ndig miteinander Kommunizieren um ihre Aufgaben abzuglei chen Jedes Mitglied ist gleichrangig und hat gleiches Stimmrecht bei Abstimmungen Verschiedene Mitglieder f hren das Team von Zeit zu Zeit jeweils auf dem Gebiet wo ihre St rken liegen Es gibt Faktoren die eingehalten werden sollten um eine erfolgreiche Teamarbeit nicht zu gef hr den Ein Team braucht ein gemeinsames Ziel das steigert die Motivation Erfolgserlebnisse d rfen insbesondere in der Anfangsphase nicht ausbleiben Zeichen setzen da das Team auf den vermeind
108. e weiteres auf die Herstellung von Multimediaanwendungen bertragen Zur Unterst tzung der Er stellung multimedialer Softwareprodukte sind daher in den letzten Jahren spezielle Autorensysteme ent wickelt worden Sie sollen auch Personen ohne Programmierkenntnissen das elektronische Publizieren mit Multimedia Elementen erm glichen Diese Arbeit gibt einen Einblick in die Besonderheiten der Entwicklung von Multimedia Softwareprodukten Zudem werden die wichtigsten Klassen von Autoren systemen vorgestellt 10 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING 3 3 Software Engineering 3 3 1 Geschichte Die Aufgabe der ersten Programmierer bestand zumeist darin bereits bekannte Algorithmen in eine Pro grammiersprache umzusetzen Die damaligen Probleme waren noch verh ltnism ig einfach und der Programmierer war auch meistens der einzige Benutzer des Programms Probleme traten auf als man begann komplexe wissenschaftliche technische und kommerzielle Probleme mit Hilfe des Computers zu l sen Von nun an arbeiteten mehrere Personen an einem Programm und es ergaben sich Schwie rigkeiten wie z B die sinnvolle Aufgabenverteilung oder die Spezifikation der Schnittstellen Da die Programmierer diesen Aufgaben nicht gewachsen waren begann man um 1965 von der sogenannten softwarekrise zu sprechen Nachdem zuvor die Hardware keine komplexen Programme zugelassen hatte wurde jetzt also die Softwareentwicklung zum begrenzenden Faktor in der Compute
109. eben Haa97 e Graphische Browser geben in der Form von Netz oder Baumstrukturen einen globalen berblick oder einen berblick ber einen Ausschnitt einer Hypermedia Basis 10 4 GESTALTUNGSM GLICHKEITEN F R LERNSOFTWARE 139 e Fischaugensichten geben analog zu einer Linse mit gro em Winkel eine detaillierte Sicht der nahen Umgebung und eine weniger detaillierte Sicht der weiteren Umgebung e Leseprotokolle enthalten eine Aufzeichnung der bisher angesteuerten oder bearbeiteten Knoten Sie erm glichen einen direkten Zugriff auf diese Knoten oder schrittweise Zur ckverfolgen des eigenen Lernpfades e Breadcrumps erm glichen die automatische Kennzeichnung bereits bearbeiteter Teile einer Hypertext Basis um unfreiwilliges neues Bearbeiten zu vermeiden e Lesezeichen Bookmarks kennzeichnen subjektiv wichtige Bereiche des Lernenden und ordnen eine umfangreiche Hypertext Basis nach pers nlichen Lernbed rftnissen e Thump taps k nnen von Lernsystem Autoren eingef gt werden um relevante Lernbereiche be sonders hervorzuheben e Pfade k nnen das v llig freie Navigieren einschr nken Folgende f nf Fragen sollten Lernende in einem guten Hyperdokument jederzeit beantworten k nnen O1d98 e Wo bin ich e Wie bin ich hier hingekommen e Was kann ich hier tun Wo kann ich hingehen e Wie komm ich da hin 10 4 4 Kooperatives Lernen Da die virtuellen Labore ans Netz angebunden sind wird es m glich sein da sich Lernend
110. edigen kann Teil II Virtual Reality Kapitel 6 3D Modellierung 6 1 Zusammenfassung Autor Wilko Heuten Ein wichtiger Bestandteil bei der Erstellung multimedialer Produkte stellt die 3D Modellierung dar Die Einsatzm glichkeiten sind weitreichend und manchmal unersetzlich Diese Arbeit legt die wichtigsten Aspekte die bei der Modellierung im virtuellen Raum auftreten nieder Grundlegende Techniken zur Erstellung von Objekten und der Navigation im 3D Raum werden behandelt sowie eine Liste aktueller 3D Software vorgestellt 6 2 Motivation Die vorliegende Seminararbeit gibt Einblicke in den derzeitigen Stand der 3D Modellierung In den er sten Abschnitten werden grundlegende Einsatzm glichkeiten von 3D Computergrafiken behandelt und Unterschiede zum CAD Computer Aided Design aufgezeigt Desweiteren wird auf allgemeine Funk tionen und Techniken der Modellierung von 3D K rpern und auch der 2D Modellierung unabh ngig von bestimmter Software eingegangen Verschiedene Vorgehensweisen werden betrachtet Im f nften Abschnitt stehen das Aussehen und die Eigenschaften der K rper im Vordergrund Ein wichtiger Teil der 3D Modellierung stellt die korrekte Beleuchtung beschrieben in Abschnitt 6 einer Szene dar Der 7 Abschnitt behandelt Kameras und Koordinatensysteme um zu zeigen wie man sich im dreidimen sionalen Raum bewegen und Objekte korrekt plazieren kann In Abschnitt 8 werden die verschiedenen Methoden des Renderns b
111. eeigneten Systemarchitektur Orginelle Ideen sind dadurch charakterisiert da sie die prinzipiellen Denkans tze aus dem jewei ligen Problemfeld berspringen und neue vom Problemfeld weit entfernt liegende Ans tze aufnehmen und zu einer L sung des jeweiligen Problems f hren Die meisten Kreativit tstechniken werden innerhalb von Gruppen durchgef hrt da mehr Personen oft besser innovativ denken k nnen Grunds tzlich kann so verfahren werden da eine Idee und mag sie auf den ersten Blick noch so ungeeignet aussehen in den Raum geworfen wird Die anderen Mitglieder in der Runde nehmen diese als Innovation auf und versuchen ihrerseits auf diesem Wege zu neuen Ideen zu gelangen Um jeden Teilnehmer gleichrangig zu behandeln kann auch von der m ndlichen Diskussion abgegangen und das gleiche schriftlich durchgef hrt werden 4 7 Kontrolle 4 7 1 Aufgaben Hier wird ein Soll Ist Vergleich aufgestellt Treten Abweichungen zum Plan auf so werden geeignete Aktionen gestartet um diese Abweichungen zu korrigieren Der grundlegende Kontrollproze beinhaltet e Das Einrichten von Pl nen und Standards e Das Messen der jeweiligen Version gegen diese Pl ne und Standards e Die Korrektur der Abweichungen Die Kontrolle ist ein R ckkopplungssystem das anzeigt wieweit die Entwicklung bezogen auf das Produkt vorangeschritten ist Der Kontrollproze mu in das Proze modell und in die organisatorische Struktur integriert werden es m ssen d
112. eere urn miba wird Programm won Stapel bi on openi Each gie Fake global Furbebam pat D Into Haie pat inte By IT coerfode 3 im trus then Maida Sii ed i arar Leni ma par took Medienkan le Abbildung 3 8 Benutzungsoberfl che von HyperCard Im Fenster da die B hne repr sentiert l uft der Film ab Mit dem Steuerpult kann der Ablauf des Films beeinflu t werden In der Besetzung sind die einzelnen Darsteller Informationsobjekte abgelegt Im Drehbuch sind die einzelnen Darsteller linear auf einer Zeitsachse angeordnet Die Darsteller zusam mengefa t ergeben die Einzelbilder des Films die wiederum nacheinander abgespielt den kompletten Film darstellen Die Ver nderung der Position der einzelnen Objekte auf dem Bildschirm erfolgt wie auch bei den frame basierten Autorensystemen direkt oder ber Men s 3 5 4 Flowchart basierte Autorensysteme In Flowchart basierten Autorensystemen werden Informationsobjekte durch Ikonen repr sentiert Kan ten zwischen zwei Objekten stellen dabei den zeitlichen Ablauf dar Ist ein Objekt Ausgangspunkt meh rerer Kanten entscheidet eine Benutzerinteraktion welches der Objekte als n chstes aufgerufen wird Funktional zusammenh ngende Objekte k nnen zu einem Objekt zusammengefa t und in ein externes Diagramm ausgelagert werden was die bersichtlichkeit verbessert Auch bei den Flowchart basierten Autorensystemen kann die Anordnung der Objekte auf dem Bildschirm graphisch in
113. egelreflexionen 68 6 6 3 Glanzreflektion ee ee 68 6 6 4 Diffuse Reflexion eee ee ee 69 6 6 5 Ambiente Reflexion 69 6 6 6 Transparenz rn ha Gk ee hd a a A a ae et 69 6 6 7 Brechin 0334 44 ste Gk dee Se BAe ae a e A ee ot 69 6 6 8 Gl hen sur Su sn AEA Gets Pd Ble a wisn na 69 6 6 9 Texturen sai reeg ek a ht hh a 69 Licht und Beleuchtung 70 6 7 1 Beleuchtungsarten e 71 Szene und Navigatnon e e a a 72 6 8 1 Koordinatensysteme 72 6 8 2 Kameras nern ee a a SS ee A 73 Rendering ns eer ES a nee an e 73 6 9 1 Wireframe Drahtgitter 73 6 9 2 Hidden line Rendering Ermittlung sichtbarer Fl chen 73 6 9 3 Flat Shading ea ae re en a ne et 73 6 9 4 Gouraud Shading e 73 6 9 5 Phong Shading 0650226 EEN e a nn een 74 GHG Raytracin pcs Beh when Sow ace ee E a a 74 GOT Radiosity Aa 2 A ER Ra Slat amp nen dier 74 3D Grahik Software e u 0 8 08 0 00 0 Bk a ANE A 75 6 10 1 Extreme 3D 2 0 Macromedia 2 2 22 2 Cm onen 75 6 10 2 Highlight Professional 2 0 Ingenieurb ro M Rahlff 75 6 10 3 Ray Dream Studio 4 0 Fractal Design 75 6 10 4 Reflections 4 0 Oberland e 75 6 10 5 Visual Reality 2 0 Visual Software o o e 76 6 10 6 3D Studio MAX Autodesk m nn ee 76 6 10 7 Cinema 4D Maxon 76 6 10 8 Ray Dream Studio 5 Fractal Design e 77 6 10 9 Persistance of Vision POVRay
114. eilnehmer die M glichkeit sich zu vergegenw rti gen was bereits diskutiert und verarbeitet wurde Entsprechende Informationen sollten regelm ig auf den neusten Stand gebracht werden Die Methode des strict WYSIWIS What You See Is What I See stellt sicher da alle Teilneh mer den gleichen Bildschirm vor sich haben Nachrichtensender k nnen sich darauf verlassen da der 142 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME Empf nger dieselben Informationen vor sich hat wie man selbst Der Nachteil des strikt WYSIWIS ist da nderungen die ein Teilnehmer vornimmt f r alle sichtbar werden was zu einiger Verwirrung f hren kann Unter Umst nden Kann es hilfreich sein den Teilnehmern unterschiedliche Rechte zu vergeben Zum Beispiel bekommen die Teilnehmer f r die Arbeiten anderer Mitglieder nur Leserechte Auch vorstellbar ist da ein Moderator Zusatzrechte bekommt Er kann Beitr ge anderer l schen oder neue Mitglieder aufnehmen Die Durchf hrung einer Abstimmungsrunde kann dabei helfen sich relativ schnell ber das weitere Vorgehen zu einigen Dazu sollte das System Abstimmungsmechanismen Voting Tools bereitstellen Und der Zugang zu Dokumenten sollte geregelt werden Wenn zwei Mitglieder das gleiche St ck bearbeiten kann es zu Inkonsistenzen kommen L sungsans tze bez glich des Informations und Nachrichtenaustausches Die st rker technologische Dimension des Informations und Nachrichtenaustausches bezieht sich auf die po
115. ein Arbeitsger t und einige Aufgaben dazu vorgegeben werden Der Lernende soll sich jetzt aktiv mit diesem Arbeitsger t auseinandersetzen indem er die Auf gaben bearbeitet Dazu mu er schon vorher wissen was man mit diesem Ger t machen kann 10 3 DEFINITION VON LERNSOFTWARE 129 Explorative Learning Entdeckendes Lernen Der Lernende soll selbst aktiv werden und sich selbst ndig mit einem Problem auseinandersetzen In formationen suchen Annahmen machen und vermeintliche L sungen evaluieren Das wird er gem seines Vorwissens tun so da neue Erkenntnisse in altes Wissen integriert werden k nnen Entdecken des Lernen nutzt die leichte Desorientierung bei der Navigation durchs Lehrmaterial Lernende werden gezwungen sich aktiv mit der Struktur des Lehrmaterials auseinanderzusetzen Das k nnte bedeuten da Lernende ein Problem vorgegeben bekommen das sie im virtuellen Labor l sen sollen Ihre Aufgabe ist es jetzt sich die entsprechenden Arbeitsger te selbst ndig auszuw hlen und mit diesen m glichst das Problem l sen Problem based Learning Problemorientiertes Lernen Im Mittelpunkt stehen Problemstellungen die authentisch sind allgemeine oder pers nliche Brisanz besitzen oder Neugierde und Fragen aufkommen lassen Dadurch wird das Interesse der Lernenden ge weckt und die Erarbeitung von L sungen motiviert Es findet eine aktive Auseinandersetzung mit neuen Inhalten statt Da solche Probleme in der Regel sehr Kom
116. eine spezielle Programmiersprache zur 24 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING Verf gung Das widerspricht allerdings dem eigentlichem Ziel der Autorensysteme auch Personen oh ne Programmierkenntnisse die Erstellung multimedialer Anwendungen zu erm glichen Ein weiteres Problem der Autorensysteme ist die meistens ungen gende Unterst tzung bei der Integration von Inter aktionsformen sowie die fehlende Erweiterbarkeit von neuen Ein und Ausgabetechnologien Weitere Informationen zu Multimedia Autorensystemen finden sich in Bol95 und B0198 File Edit Data Libraries Attributes Text Tryit Camera amp ASAJIS soale AS ASTRO painter Shutter speed Frat amter Display the slide mount Type af film Pooittee far aldea Negative for prints Abbildung 3 10 Benutzeroberfl che von Authorware Professional 3 6 Abschlie ende Anmerkungen Der Bezug dieses Artikels zur Projektgruppe Virtuelle naturwissenschaftlich technische Labore im In ternet ist folgenderma en zu begr nden Da in der Projektgruppe ein Multimedia Produkt erstellt wer den soll ist eine Auseinandersetzung mit Multimedia Software Engineering und deren speziellen Cha rakteristiken absolut notwendig Um diese Charakteristiken zu erkennen mu zun chst das klassische Software Engineering behandelt werden Die abschlie ende Einf hrung in Multimedia Autorensysteme ist insofern hilfreich als da in der Projektgruppe praktisch mit dem Autorensys
117. eisungssystem geschaffen Jede Einheit wird durch eine F hrungskraft geleitet die f r die T tigkeiten innerhalb der Einheit verantwortlich ist e Innerhalb einer Gruppe werden Ressourcen gemeinsam benutzt Das f rdert die informellen Kon takte und einzelne Aufgaben in der Gruppe werden koordiniert e Innerhalb einer Gruppe entwickeln sich gemeinsame Leistungsma st be Dies f rdert die Bereit schaft der Mitglieder ihre Aktivit ten zu koordinieren Au erdem bildet dies die Grundlage f r die Standardisierung der Arbeitsprodukte Zwischen verschiedenen Einheiten kann es allerdings zu Koordinationsproblemen kommen Es gibt ver schiedene M glichkeiten zu gruppieren z B nach Zeit Qualifikation Arbeitsproze etc Je besser die Mitarbeiter ausgebildet sind umso weniger m ssen sie kontrolliert oder ihnen Hilfestel lung gegeben werden und desto gr er k nnen ihre Arbeitseinheiten gro sein Eine Arbeitseinheit mu umso kleiner sein je st rker die gegenseitige Absprache zur Koordination von voneinander abh ngi gen Aufgaben ist Zu gro e Gruppen f rdern h ufig die Cliquenbildung wobei hier der Kommunikati onsaufwand nicht untersch tzt werden darf Des weiteren sollte die optimale Anzahl von Mitarbeitern rechtzeitig bekannt und verf gbar sein denn eine versp tete Aufstockung f hrt fast immer zu einer Ter minverschiebung Gro e Einheiten sollten gebildet werden wenn e die Aufgaben in einer Einheit hnlich geartet sind
118. eitung nicht betrach tet werden Es wurden auch keine existierenden Lernsysteme vorgestellt obwohl es interessant w re beispielsweise ein intelligentes Tutorielles System genauer zu betrachten Kapitel 11 Planungskonzepte am Beispiel von MOLGEN und Anwendungen im Rahmen der Projektgruppe 11 1 Zusammenfassung Auto Tobias Kr ger Die vorliegende Seminararbeit zum Thema Planungskonzepte am Beispiel von MOLGEN im Rah men der Projektgruppe Virtuelle naturwissenschaftlich technische Labore im Internet f hrt zun chst in die Planung und die verschiedenen Ans tze zur Automatisierung von Planung ein Im Anschlu werden einige Planungskonzepte vorgestellt und anhand des Planungsprogramms MOLGEN das f r die Pla nung von Experimenten im Genlabor eingesetzt wurde deutlich gemacht Zum Schlu wird diskutiert ob diese Planungskonzepte in der Arbeit der Projektgruppe ber cksichtigt werden sollten 11 2 Einleitung Um zum Thema Planungsproze e hinzuf hren wird hier zun chst Planung definiert um dann verschie den Ans tze zur Automatisierung vorzustellen Planung planning bezeichnet den Entwurfsproze f r das Verhalten eines handlungsf higen Wesens oder Dings Es kann sich dabei um ein Individuum eine Gruppe oder eine Organisation handeln Das Ergebnis dieses Prozesses nennt man einen Plan nach DM95 Menschen stellen Pl ne auf um bestimmte Ziele zu erreichen Es kann ein ganz allt gliches Ziel sein wie zum Beispiel der
119. ekt initiiert Sie operiert auf Objekten und kann deren Zustand ndern Aktivit ten k nnen aus Einzelaktivit ten zusammengesetzt sein Mitarbeiter 2 in seiner Rolle als Texter erzeugt anfangs ein leeres Textobjekt und ver ndert solange den Zustand des Objekts durch Aneinanderreihung von W rtern bis der erstellte Text seinen Anspr chen gen gt Die Aktivit t besteht dabei in der Erstellung des Textes Jeder Edititiervorgang Kann als Ein zelaktivit t angesehen werden ZIEL ist ein erw nschter Objektzustand d h der angestrebte Endzustand eines Objektes der sich aus dem Anfangszustand des Objekts durch Anwendung einer Folge zustandsmanipulierender Aktivit ten ergibt Ein Ziel umfa t zus tzlich noch Regeln zur Bewertung des Zielerreichungsgrads Wichtige Ziel typen sind Gesamt und Teilziele wobei sich das Gesamtziel durch die Erreichung von Teilzielen ergibt Das Gesamtziel der Kooperation Erstellung eines Clinton Artikels ist definiert durch den erw n schten Objekzustand druckreifer Artikel Um diesen angestrebten Objektzustand zu erreichen mu der Text des Artikels erstellt und korrigiert sein ein Teilziel es m ssen zwei Fotos von Clinton vorliegen ein weiteres Teilziel und Text und Fotos m ssen zu einem Artikel zusammengef gt werden ein drittes Teil ziel der erst nach dem Fein Layout als druckreif gilt Die Aktivit tsfolge die n tig ist um das Teilziel zwei Fotos von Clinton zu erreichen k nnte
120. el vrml Der Inhalt von VRML Dateien ist Klartext im UTF 8 Format von dem US ASCII einen Spezialfall darstellt Durch ein einleitendes am Zeilenanfang k nnen erl uternde Kommentare in den Code eingebaut werden Als Trennzeichen zwischen syntaktischen Einheiten sind verschiedene Whitespace Zeichen wie Kommata Leerzeichen Tabulatoren oder Zeilenumbr che erlaubt Obwohl es hier keine festen Vor schriften gibt haben sich gewisse Konventionen gebildet wann welches Trennzeichen benutzt wird Zwischen Gro und Kleinschreibung wird in VRML grunds tzlich unterschieden Wichtigste syntaktische Einheiten einer VRML Datei sind e Knoten e Definitionen von Prototypen e Routen Schl sselw rter in VRML die nicht in eigenen Definitionen verwendet werden d rfen sind DEF EXTERNPROTO FALSE IS NULL ROUTE TO TRUE USE eventIn eventOut exposedField field 7 5 2 Knotentypen Alle Objekte einer VRML Szene werden durch Knoten repr sentiert welche in einer streng hierarchi schen Struktur organisiert sind Man unterscheidet hier zwischen Gruppenknoten Blattknoten und un tergeordneten Knoten 7 5 2 1 Gruppenknoten Gruppenknoten gruppieren eine beliebige Anzahl von Kindknoten welche Blattknoten oder wiederum Gruppenknoten sein k nnen So kann man beispielsweise mit dem Transform Knoten f r all seine Kind knoten gleichzeitig Verschiebungen Skalierungen und Rotationen durchf hren Mit dem LOD Knoten kann man eine Gruppe von
121. elche Techniken wirklich in einem 3D Grafikprogramm angeboten werden Die Benennung der Technik ist im allgemeinen in verschiedenen Programmen nicht konsistent Dazu erschweren bersetzungen aus dem Englischen ins Deutsche und umgekehrt die Zuord nung einer Bezeichnung zu einer Technik Die oben beschriebenen M glichkeiten sind nicht unbedingt in jedem Grafikprogramm enthalten manchmal werden Techniken miteinander kombiniert Es bietet sich also an das Benutzerhandbuch wenn es denn eins gibt zu Hilfe zu nehmen Die in diesem Kapitel vorgestellen Grafiken wurden mit Cinema 4D unter zu Hilfenahme von Wag94 und cin erstellt 6 6 Materialien Allein die geometrischen Ausma e eines K rpers stellen nat rlich noch keine Abbildung eines realen Objektes dar Dazu geh ren noch weitere Eigenschaften die Oberfl che Struktur Farbe und die Ma terialeigenschaften Transparenz Reflexion Brechung Gl hen Glanzlicht Diese Eigenschaften haben wiederum Auswirkungen auf die Umgebung z B Schattenwurf Im folgenden werden die Verfahren beschrieben die ein Objekt realistisch aussehen lassen sollen 6 6 1 Farbe Die Farbe einer Oberfl che entsteht durch die Reflexion von wei em Licht an dieser Fl che Trifft also wei es Licht auf eine Fl che aber nur gr nes Licht wird reflektiert so erscheint die Fl che gr n Die Far be wird jedoch auch durch andere Eigenschaften beeinflu t Erh ht man beispielsweise die Transparenz einer roten Fl ch
122. ellungen k nnen in Voreinstellungdateien gespeichert werden was sich gerade bei mehreren Nutzern des Systems als n tzlich erweist Weiterer Vorteil der Software ist die enorme Geschwindikeit beim Ren dern gegen ber anderen Programmen obwohl Cinema 4D nicht auf Standards wie OpenGL und damit auf Ausnutzung evtl 3D Grafikbeschleunigerkarten setzt Objekte k nnen in der Konstuktionsphase als gouraudschattierte Objekte dargestellt werden Inverse Kinematik setzt Menschen und Tiere in Bewe gung Texturen lassen sich auf den Objekten animieren Cinema4D bietet eine PlugIn Schnittstelle so da der Funktionsumfang erweitert werden kann Der Funktionsumfang ist standardm ig jedoch schon u erst gro Funktionen wie Zerschmelzen Explodieren Gl heffekte sind bereits im Lieferumfang ent halten Schatten Lichtkegel Partikelsystem Transparenz und Brechung sind kein Problem f r Cinema 4D Es erlaubt au erdem die Abspeicherung des Alpha Kanals was f r die Nachbearbeitung wichtig ist wenn man beispielsweise das Hintergrundbild austauschen m chte Es gibt Exportfunktionen f r QuickTime VR Movies Die Kameras bilden Tiefenunsch rfe und Lichtreflexe nach Sie lassen sich mit Objekten bewegen und eine sogenannter Virtual Walthrough also eine Wanderung durch die Szene l t sich modellieren Schw chen ausf hrliche Texturdatenbank Hilfe Funktionen Tutorials s auch Lov96 6 10 3D GRAFIK SOFTWARE 71 6 10 8 Ray Dream Studio 5 F
123. en die wir als Technostruktur bezeichnen Diese Gruppe setzt sich aus Analytikern zusammen Sie gestal ten planen und ver ndern den betrieblichen Arbeitsablauf Sie k nnen allerdings auch die betroffenen Mitarbeiter ausbilden Der Hilfsstab unterst tzt die Unternehmung au erhalb des betrieblichen Ablaufs dazu z hlen z B Telefonzentrale Kantine Rechtsabteilung etc 4 4 2 Gestaltung der Aufbauorganisation Zur Organisationsgestaltung bietet sich ein kombiniertes top down und bottom up Verfahren an e S mtliche Aufgaben werden zusammengestellt die unter Beachtung der bergeordneten organisa torischen Voraussetzungen anfallen e Je nach Grad der Spezialisierung werden sie den unterschiedlichen Positionen zugeordnet Es wird festgelegt inwieweit diese formalisiert werden soll und welche Ausbildung erforderlich ist e Es wird festgelegt wie viele Stellen in den Einheiten auf der untersten Ebene zusammengefa t werden sollen Dann wird entschieden welche und wieviele Einheiten jeweils in den n chst h her en Ebenen gruppiert werden bis die vollst ndige Hierarchie Aufbauorganisation vorliegt e Die Aufbauorganisation wird ausgebaut und es werden Entscheidungsbefugnisse zugeordnet Durch Gruppierung von Positionen und Einheiten werden Arbeitsbereiche in einer Organisation koordi niert Gruppierungen haben folgende Auswirkungen 32 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION e F r alle Gruppenmitglieder wird ein gemeinsames W
124. en also das Verkniipfen von Objekten mittels boolescher Operationen ist genauso vor handen wie die M glichkeit der Benennung von Objekten In Per98 kann nachgelesen werden wie ein Schraubenzieher modelliert wird Der Code betr gt ca 80 Zeilen Wie man sieht l t sich eine 3D Szene auch rein textuell Kreieren wozu allerdings eine geh rige Portion Vorstellungskraft bez glich der Raumkoordinaten notwendig ist was einem eine kommerziel le 3D Modellierungssoftware abnimmt Mittlerweile bieten viele kommerziellen Programme auch den Export zum POVRay Format Offizielle Binaries und Source Code gibt es bei pov 6 11 Abschliessende Bemerkungen Die vorliegende Arbeit gibt einen berblick ber die 3D Modellierung Es wird das Grundlagenwis sen vermittelt und darauf aufbauend Techniken zur Erstelltung von dreidimensionalen Szenen erl utert Aus Komplexit tsgr nden wurden alle Elemente die sich mit der zeitlichen Dimension befassen jedoch schon in vielen 3D Grafikprogrammen vorzufinden sind ausgelassen Dazu geh ren beispielsweise Par tikelsysteme Kamerafahrten und Animationen Nachdem die komplexeren dreidimensionalen Probleme wie Brechung Transparenz und Beleuch tung nahezu gel st wurden liegt das Hauptaugenmerk der Entwicklung auf das User Interface De sign und auf Techniken zur Berarbeitung der zeitlichen Dimension Weiterhin wird nat rlich versucht durch verbesserte Algorithmen oder Unters tzung spezieller Hardware Mul
125. en von der Aufnahme der Fotos bis zum Zusammenf gen zu einer Szene Au erdem wird noch kurz auf die Technik eingegangen die hinter dem Erstellen und Abspielen von QTVR Medien steckt Zuletzt wird auch noch auf die verschiedenen Kompressionsverfahren die bei der Berechnung von QTVR Filmen verwendet werden eingegangen 8 2 Einleitung Bei der Entwicklung von Multi Media Projekten spielen Audio und Videodaten eine gro e Rolle Nach dem diese aufgenommen worden sind m ssen sie in ein Format umgewandelt werden das auf einem digitalen Datentr ger gespeichert werden kann Dieses Format sollte zudem eine hohe Qualit t bei ge ringer Dateigr e aufweisen Damit nicht jeder Entwickler sein eigenes Medienformat definieren mu haben sich einige Medienstandards durchgesetzt Der Medienstandard von Apple ist QuickTime das inzwischen in der Version 3 0 vorliegt Es ist sowohl f r Mac OS als auch f r Windows erh ltlich wobei unwichtig ist auf welcher Plattform ein QuickTime Medium erstellt wurde Es ist auch unter anderen Betriebssystemen abspielbar QuickTime 3 0 enth lt Komponenten f r e Video Audio e MPEG e MIDI 95 96 KAPITEL 8 QUICKTIME VR UND DAS QTVR AUTHORING STUDIO e 3D e VR Die Komponente QuickTime VR erweitert die QuickTime Filme sozusagen um Interaktivit t Man kann einen Raum z B durch eine Serie von Einzelbildern oder einen Film der einen Kameraschwenk durch diesen Raum zeigt dem Anwender pr sentieren Genaus
126. en Anwendungsf llen und dem Fachlexikon verwendeten Begriffe als Klassen angesehen Anschlie end wird versucht diese Begriffe zu gruppieren und dabei Oberbegriffe und hnlichkeiten zu suchen Im Anschlu daran werden die Beziehungen zwischen den gefundenen Klassen auf Assoziationen Ag gregationen und Vererbung untersucht Dabei sind stets die Anforderungen zu ber cksichtigen und das Modell ist dementsprechend zu gestalten Aus den erarbeiteten Anwendungsf llen lassen sich durch Betrachtung der beschriebenen Interaktio nen zwischen den Objekten die notwendigen Operationen bzw Methoden ermitteln Das dabei eventuell neu erlangte Verst ndnis der Beziehungen zwischen den Klassen ist in das Modell einzuarbeiten Ge gebenenfalls m ssen die Assoziations Aggregations und Vererbungsbeziehungen ge ndert oder ver vollst ndigt werden Neben den Operationen werden nun auch die Attribute und ihre Datentypen festgelegt Dabei werden die Objekte hinsichtlich des erforderlichen Wissens durchleuchtet Sind alle Attribute identifiziert so ist zu hinterfragen ob einige Attribute als eigenst ndige Objekte erfa t werden m ssen Indizien f r sol che Attribute sind z B eine eigene Identit t oder die Tatsache da andere Klassen ebenfalls zu diesem Attribut Beziehungen unterhalten wollen Folgende Diagrammtypen der UML sind in der Design Phase weiterhin von Bedeutung e Aktivit tsdiagramme vgl Abschnitt 5 5 1 6 e Zustandsdiagramme vgl
127. en adaptiert werden die wenig ver nderlich sind wie Charakter Intelligenz Interessen Lernstilen etc Man kann beispielsweise zwischen Visualisierern und Verbalisierern unterscheiden Die einen knnen ausgiebig Illustrierte Texte besser verarbeiten und verstehen die anderen konzentrieren sich mehr auf den Text wenn sie sich mit einem Dokument auseinandersetzen Multimediasysteme die Graphik und Text unterst tzen knnen dann an die jeweiligen Vorlieben der Betrachter adaptiert werden 10 4 5 3 Adaptivit t Ein System ist dann adaptiv wenn es sich an ver nderte Situationen anpassen kann Die elektronische Motorsteurung moderner PKW ist ein allt gliches Beispiel f r ein adaptives System Die zu Beginn vorgenommene Anpassung wird andauernd nbepr ft und aktualisiert Es werden die Eigenschaften der lernenden zur Adaption herangezogen die ver nderlich sind Einige typische Beispiele sollen hier vorgestellt werden Adaption des Instruktionsunmfangs und der Lernzeit Im Sinne zielgerichteten Lernens sollte so lange unterrichtet werden bis Lernende das Ziel erreicht haben Zu diesem Zweck mu der aktuelle Wissensstand in kurzen Zeitabst nder wiederholt diagnistiziert werden Anhand dessen wird entschieden ob noch weitergelernt werden soll oder ob das n chste Ziel angestrebt werden kann Adaption der Instruktionssequenz In Abh ngigkeit davon welche Fehler Lernende bei der Bearbei tung einer Aufgabe machen werden sie zu einer ganz b
128. en und Funktionen beschreibt Es mu in beiden F llen eine berpr fung der G ltigkeit des L sungsweges stattfinden 11 5 ANWENDUNGEN IM RAHMEN DER PROJEKTGRUPPE 157 Vector 2 Rat Insulin 2 f NI Merge ee Constraint Bacterium 3 SS eee gene RCA E I Carries Resistance Gene l 07 O Vector 1 i For Antibiotic I AA 1 BI N Transform Antibiotic Bacterium 3 Bacterium 4 ES x Screen Constraint 7 E Resists Antibiotic QO Resists Antibiore Constraint Goal Doesn t resist Antibiotic l I Abbildung 11 9 Propagating contraints schematische Darstellung Im Falle MOLGENs geschieht das inh rent Die Operatoren der Design Ebene schlagen nur Ope ratoren vor die auch tats chlich verwendet werden k nnen Die Regeln werden autmatisch befolgt da kein Nutzer eingreifen kann Auch wenn geraten wird kontrolliert MOLGEN ob sich im Plan nicht Widerspr che ergeben und revidiert gegebenenfalls seine Wahl Im Falle der von der Projektgruppe zu erstellenden Simulationsumgebung ist das etwas schwieriger Es gibt mehrere Ans tze die sich in den M glichkeiten unterscheiden die man dem Anwender bietet Die ist in Abbildung 11 10 dargestellt Der einfachste Weg w re sicherlich dem Benutzer den L sungsweg vorzugeben Man kann dies nat rlich mehr oder weniger aufwendig gestalten aber prinzipiell m te der Anwende
129. enbarkeit der Notationselemente eine Rolle bei der Entwicklung der UML 5 5 DIE UNIFIED MODELING LANGUAGE UML 53 5 5 1 Die Diagrammtypen der UML Die UML besitzt eine Vielzahl vom Modellelementen Im folgenden werden die Diagrammtypen erl utert Einige Elemente sind in verschiedenen Diagrammen enthalten Erl utert werden sie immer dort wo sie prim r Verwendung finden e Anwendungsfalldiagramm Use Case Diagram e Klassendiagramm Class Diagram Verhaltensdiagramme Interaction Diagrams Kollaborationsdiagramm Collaboration Diagram Sequenzdiagramm Sequence Diagram Zustandsdiagramm State Diagram Charts Aktivit tsdiagramm Activity Diagram Implementierungsdiagramme Implementation Diagrams Komponentendiagramm Component Diagram Einsatzdiagramm Deployment Diagram 5 5 1 1 Das Anwendungsfalldiagramm Das Anwendungsfalldiagramm s Abb 5 11 zeigt die Beziehungen zwischen den in Abschnitt 5 4 erl uterten Anwendungsfallen und den daran beteiligten Akteuren Benutzern Da Anwendungsf lle nicht das interne Verhalten des zu entwickelnden Systemes darstellen sondern vielmehr nur eine Abbildung der Interaktionen zwischen System und Benutzer sind k nnen die Use Case Diagramme nur einen Kontext und eine Gliederung f r die Beschreibung bilden wie mit einem Gesch ftsvorfall umgegan gen wird Anwendungsf lle werden durch eine textuelle Beschreibung spezifiziert und enthalten u a die Akteure und
130. enhett Se Validierung Datenmodell Systemarchitektur Br Implementierung algorithmische Struktur der System Komponenten Programme und Dokumentation Integration Integrationstest Installation betriebsf hige Produktversion Betrieb u Wartung Re Validierung Abbildung 3 3 Das Wasserfall Modell Komponententest Endprodukt Im Vergleich zum sequentiellen Modell wurden beim Wasserfall Modell vgl Abbildung 3 3 R ck kopplungen zwischen den einzelnen Phasen hinzugef gt Diese R ckkopplungen sollten aber nur zwi schen zwei benachbarten Phasen stattfinden um hohe Kosten bei der Fehlerbeseitigung zu vermeiden Au erdem ist eine Validierung der Ergebnisse der einzelnen Phasen vorgesehen die m glichst experi mentell erfolgen soll 3 3 SOFTWARE ENGINEERING 15 Das Prototyping orientierte Life Cycle Modell Problemanalyse und Grobplanung Ist Zustands Beschreibung Projektauftrag Grobplan System speziikation Systemspezifikation Projektplan Systemprototyp User Interface Prototyping Systemarchitektur Komponentenstruktur i Architektur und Komponentenprototypen Architektur und Komponenten Prototyping Implementierung Systemimplementierung Systemtest fertiges Produkt Betrieb und Wartung Zeit Abbildung 3 4 Das Prototyping orientierte Life Cycle Modell Dieses Prototyping orientierte Modell vgl Abbildung 3 4 ist nicht als s
131. equentielles sondern als iteratives Modell anzusehen Als Zwischenergebnisse werden n mlich Prototypen erstellt die gegebe nenfalls wieder berarbeitet werden Der Vorteil des Prototypings liegt darin da Auftraggeber und Entwickler in der Lage sind sich schon zu einem fr hen Zeitpunkt des Projekts ein Bild zu machen wie sp ter das Endprodukt aussehen wird Es k nnen dann falls notwendig entsprechende nderungen vor genommen werden W hrend man beim klassischen Life Cycle Modell also so sp t wie m glich mit der Implementierung beginnt erfolgt diese hier schon zu einem m glichst fr hen Zeitpunkt Die einzelnen Phasen unterscheiden sich zwar geringf gig von denen der vorher behandelten Modelle jedoch f llt bei diesem Ansatz die deutliche zeitliche berlappung der einzelnen Phasen auf Das Spiral Modell 16 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING Kumulative Kosten t Projektfortschritt Festlegung von Zielen Erarbeitung und Beurteilung L sungsvarianten von L sungsvarianten Nebenbedingungen Erkennen und Beseitigen und Einschr nkungen von Risiken Risikoanalyse Risikoanalyse Risikoanalyse Per operatio ae naler Prototyp 1 Prototyp 2 Prototyp 3 Prototyp Ls Vorgehens aaa Modell N Plan System ke E spezifikation Architektur _ Entwurf i ky Entwick Feinentwurf lungs Validierung der e Plan Spezifikation Codierung Integration Validierung lt Kom
132. er fahren weniger zum Einsatz kommen Bei Architekten z B spielt die 3D Ansicht eine kleinere Rolle Es geht dort eher um den exakten Aufri Grundri und Seitenri im einzelnen um n tige Daten f r die Fertigung des Objektes gewinnen zu k nnen Im Gegensatz dazu spielen die Einzelansichten und Ma stabstreue bei der 3D Modellierung meistens keine wichtige Rolle Dennoch sollte bei der Erstellung von 3D Modellen auf die Einhaltung des Ma stabs geachtet werden damit beim Zusammenf gen mehrerer Modelle keine unsch nen Skalierungen notwendig werden Desweiteren spielt das Rendering eine sehr gro e Rolle Den aus Vektoren gebilde ten Fl chen und Volumina werden damit Aussehen Spiegelung Transparenz Licht und Schatteneffekte verliehen Aus der Vektorgrafik wird somit eine Bitmap Das Modell dient nicht der Fertigstellung eines Produktes sondern einfach nur der Visualisierung Manchmal bietet es sich an CAD und 3D Modellierung zu kombinieren M chte beispielsweise ein Architekt seinem Auftraggeber das Aussehen des zu bauenden Hauses zeigen so w re es vorteilhaft wenn die CAD Daten in angemessener Form f r den Auftraggeber visualisiert werden k nnten 6 4 2D MODELLIERUNG 65 6 4 2D Modellierung Als Grundlage der 3D Modellierung dienen h ufig zweidimensionale Objekte Der 3D Modellierer mu sich deshalb auch mit der Darstellung und Erzeugung von Fl chen und Kurven auskennen Im folgenden wird auf einige Arbeitsweisen der 2D
133. er Real etc nicht Objektorientierte Sprachen erlau ben dieses Verhalten nicht nur bei den vordefinierten sondern auch bei selbstdefinierten Datentypen Dieses Vehalten kann auf beliebige Methoden bertragen werden und ist nicht auf die oben genannten Operatoren beschr nkt Eine weitere M glichkeit die zur statischen Polymorphie z hlt ist das Definieren von Methoden glei chen Namens mit unterschiedlicher Schnittstelle Das Verhalten dieser Methoden sollte nach au en nat rlich gleich sein unterschiedlich ist jedoch die Anzahl bzw die Art der Parameter Voraussetzung f r die dynamische Polymorphie ist da erst zur Laufzeit eines Programmes eine Zuord nung zwischen Nachricht und empfangender Methode dynamisch hergestellt wird Da es in objektorien tierten Sprachen erlaubt ist geerbte Methoden in einer Klasse neu zu definieren berschreiben kann bei der Programm bersetzung noch nicht feststehen aus welcher Klasse die Methode stammt die eine Nachricht anspricht In Abb 5 3 wird die Klasse GUI Container vorgestellt die bef higt ist eine beliebige Anzahl von gra fischen Objekten aufzunehmen Sie besitzt Methoden zum Hinzuf gen L schen und zum Zeichnen aller enthaltenen Objekte Letzteres wird durch die Methode drawAll bewerkstelligt die jeweils die Me thode draw der grafischen Objekte aufruft Zur Zeit der Programm bersetzung kann nat rlich noch nicht feststehen wieviele und vor allem welche Objekte sich zur Progr
134. er Regel schlechter ist als die von eingescannten Fotos Da die VR Filme komprimiert werden sollte mit m glichst hochwertigem Ausgangsmaterial gearbeitet werden Um Bilder aus denen ein Panorama generiert werden soll aufzunehmen mu die Kamera auf einem Stativ befestigt werden Um einen gr eren vertikalen Blickwinkel zu erreichen sollte die Kamera im Hochformat auf dem Stativ befestigt werden Dabei ist zu beachten da sich nicht die Filmebene son dern der Brennpunkt des Objektivs ber der Drehachse des Stativs befindet Au erdem ist es wichtig da die Drehachse genau senkrecht zum Horizont steht Beachtet man diese beiden Punkte nicht so kommt es im sp teren QTVR Film eventuell zu unerw nschten Effekten wie z B einem gekippten Horizont Am besten eignen sich zur Erstellung eines Panoramas Bilder die Gegenst nde im Vorder Mittel und Hintergrund haben da das Panorama dadurch plastischer und weniger zweidimensional wirkt Sowohl bei Innen als auch bei Au enaufnahmen ist die Beleuchtung ein entscheidender Faktor um gute Ergeb nisse zu erhalten Es ist n mlich sehr wichtig da sich die Lichtverh ltnisse zwischen zwei Aufnahmen nicht drastisch ndern da sonst im fertigen Panorama vertikale Streifen zu sehen sind Dies ist bei In nenaufnahmen durch den Einsatz zus tzlicher Lichtquellen leicht zu vermeiden Au enaufnahmen sollte man an einem sonnigen Tag oder bei durchg ngig bedecktem Himmel machen au erdem sollte man in
135. erden k nnen Ein hohes Ma an Inte gration liegt vor wenn eine nderung im Text eine Ver nderung der im Video oder in der Tabellenkal kulation bedingt Dar ber hinaus sollte auch die Kommunikation zwischen Multimedia Systemen unterst tzt werden Aus schlie lich lokale Multimedia Systeme sind in Zeiten der globalen Vernetzung ein Schritt zur ck Die Multimediadefinition von Steinmetz ist sehr strikt Viele Systeme die heute als Multimedia Systeme angesehen werden gen gen dieser Definition nicht in allen Punkten 10 3 2 Hypertext Hypermedia Die Konzeption von Hypertext wurde schon 1945 von Bush entworfen O1d98 Mit Hypertext wird ei ne Kategorie von elektronischen Dokumenten bezeichnen Diese Dokumente weisen eine nicht lineare Netzwerkstruktur auf und bestehen aus textuell kodierten Informationseinheiten den Knoten des Net zes die durch assoziative Verweisketten innerhalb und zwischen Dokumenten verbunden sind Als Beispiel kann man HTML Hypertext Markup Language nennen 10 3 DEFINITION VON LERNSOFTWARE 127 Hypermedia ist eine Erweiterung des Begriffs Hypertext W hrend die Knoten der Hypertext Dokumente ausschlie lich aus Text bestehen k nnen bei Hypermedia auch Multimedia Objekte integriert werden Aufgrund der nicht linearen Struktur kann man Hypertext Hypermedia Dokumente nicht Seite f r Seite betrachten wie es in linearen Dokumenten z B B cher m glich ist Statt dessen mu man im Dokument navigieren
136. erdings darauf geachtet werden da die Makrostruktur nicht verloren geht Abbilder die zur Konstruktion eines mentalen Modells dienen sollen bed rfen im besonderen Ma e der Sprachli chen Umsetzung Der Grund liegt darin da sich per Sprache Beziehungen zwischen Elementen eines Modells pr ziser und differenzierter ausdr cken lassen als mit piktoralen Mitteln Dies ist besonders bei Analogiebildern n tig Wenn Abbilder per Analogie verwendet werden z B die Abbildung des Planeten systems zur Veranschaulichung des Atomaufbaus gibt es immer nur einige strukturelle oder Funktionale Korrespondenzen die zutreffen In anderer Hinsicht hinkt der Vergleich 10 4 2 3 Abbilder und Multimedia Gegen ber Printmedien erweitert Multimedia die Gestaltungsm glichkeiten f r Abbilder ganz erheblich Die Einbeziehung des auditiven Sinneskanals von Bewegtbildern und von Interaktivit t wird in diesem Abschnitt deshalb noch kurz vorgestellt Wei97 Audio Bildlegenden und Bilderl uterungen per Audio zu pr sentieren hat mehrere Vorz ge Zum einen wird der Bildschirm vom Text entlastet zum anderen mu der Betrachter nicht Blickspr nge vom Text zum Bild und zur ck ausf hren Ein weiterer Vorzug von Audio ist die Erg nzung situierender Abbilder durch Orginalsprache oder Orginalger usche Schlie lich kann Audio f r bestimmte Signalt ne genutzt werden die die Interaktivit t eines Anwenders mit dem Lernangebot begleiten und steuern Bewegtbilder
137. es Gruppenmitglied hat damit es eine Nachricht verst ndlich formulieren kann eine Vorstellung von dem Wissen des Empf ngers und davon da dies dem Empf nger bewu t ist Dieser gemeinsame Wissenshintergrund geht auf Quellen zur ck die in computerunterst tzten kooperativen Arbeitsgruppen nur bedingt verf gbar sind berangebot an Information Informations berlastung bei computergest tzter Gruppenarbeit erw chst aus den technologischen M glich keiten moderner elektronischer Medien gro e Nachrichtenmengen zu erzeugen und darzubieten Die Gruppenmitglieder k nnen Nachrichten in beliebiger Anzahl und L nge generieren Ihnen stehen dar ber hinaus eine Vielzahl weiterer Informationsquellen zur Verf gung Informationen zur Grupensituation und zur Lern und Arbeitsgeschichte der Gruppe z B Aufzeichnungen von Interaktionsprotokollen Informationen ber Konferenzteilnehmer etc Au erdem ist h ufig der Zugriff auf externes Informa tionsmaterial m glich Auf diesem Hintergrund besteht best ndig die Gefahr da durch die auftretenden Informationsmengen die Verarbeitungskapazit t eines jeden Mitglieds berlastet und die Gruppenarbeit beeintr chtigt wird Solche Informationsbelastungen K nnen zur ungenauen Beantwortung von Nach richten oder sogar zur Nichtbeachtung f hren Erfahrene Nutzer selegieren jedoch Nachrichten gezielt und sch tzen die Nachrichtenmenge sogar positiv ein 10 4 GESTALTUNGSM GLICHKEITEN F R LERNSOFTWARE
138. eschrieben Dabei wird aus der vektororientierten Szene eine Bitmap erstellt Fl chen werden gef llt Transparenzen und Brechungen berechnet In Abschnitt 9 erfolgt eine Auflistung aktueller 3D Grafikprogramme Der letzte Abschnitt fa t alles noch einmal zusammen 6 3 Einsatz von 3D Computergrafiken In der heutigen Zeit werden 3D Grafiken in einem breiten Spektrum eingesetzt Sowohl in der Unterhal tungsindustrie als auch in wissenschaftlichen Bereichen bem chtigt man sich der generativen Compu tergrafik Die 3D Modellierung beginnt mit einfachen dreidimensionalen Schriftz gen die mittlerweile 63 64 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG nicht mehr aus den Werbebl cken des Fernsehens wegzudenken sind und endet bei fotorealistischen Bildern in aufwendigen Kinoszenen Heutzutage ist es h ufig kaum noch zu erkennen ob ein virtueller Gegenstand im Computer generiert oder durch konventionelle Techniken erzeugt wurde 6 3 1 Vorteile der Computergrafik gegen ber realen Modellen Nun stellt sich nat rlich die Frage warum man berhaupt Computermodelle gegen ber realen Model len bevorzugt Ein wichtiger Grund stellt die Flexibilitt des Endproduktes dar Das Computermodell l t sich beliebig drehen und skalieren Es kann in 4D Programmen bernommen werden um Animationen und Filme zu erstellen Weiterhin ist es einfach die Grafik von einem Ort zum anderen zu bringen in einen beliebigen Hintergrund einzupassen und mit anderen Objeken zu verschmel
139. esetzt aus dem danach ein QTVR Panorama berechnet wird Das Zusammenf gen des Panoramas wird vom Panorama Stitcher automatisch durchgef hrt nur in ganz speziellen F llen k nnte es n tig sein da der Anwender einzelne Bilder des Panoramas selbst ausrichten mu Um ein solches Panorama erstellen zu k nnen ist ein kleiner Trick notwendig Da ein Gegenstand der auf mehreren Bildern sichtbar ist in jedem Bild in einem anderen Winkel gezeigt wird Kann man die Bilder nicht einfach aneinandersetzen Man w rde die Grenzen der Einzelbilder deutlich sehen k nnen es w rden sich keine flie enden berg nge ergeben Deshalb wird jedes Einzelbild zu einem Zylin dersegment gew lbt Dadurch ergeben sich in den Bereichen in denen sich die Bilder berschneiden gemeinsame Bildmuster in denen der Panorama Stitcher nach der besten M glichkeit der berlagerung sucht Das Ergebnis ist eine Panoramaansicht in der jedoch alle geraden Linien zu Kurven geworden und die Winkel verzerrt sind Problem L sung Ergebnis Abbildung 8 2 Zusammenf gen von Einzelbildern zu einem Panoramabild Diese Verzerrung mu jetzt von der Abspielsoftware ausgeglichen werden damit das Panorama perspek 8 6 ERSTELLEN VON QTVR OBJEKTEN 101 tivisch korrekt wirkt Dazu wird in Echtzeit die W lbung bei der Erstellung durch die gleiche Operation in die entgegengesetzte Richtung r ckg ngig gemacht Dies hat zur Folge da die urspr nglich geraden
140. estimmten Folgeaufgabe verzweigt Adaption der Aufgaben Pr sentationszeit und adaptive Antwortbegrenzung Ziel ist es die Lernen den zu Beginn des bens m glichst wenig Fehler machen zu lassen Dies l t sich dadurch erreichen da man wenn die Bearbeitung einer Aufgabe fehlerhaft war die f r die n chste Aufgabe zur Verf gung stehende Zeit reduziert und erst nach richtigen Aufgabenl sungen wieder verl ngert 144 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME Adaption der Aufgabenschwierigkeit Lernende gelangen durch richrige Antworten unmittelbar zur n chst h heren Schwierigkeitsstufe Eine falsche Antwort f hrt dazu da man zur ckgestuft wird Adaptive Hilfen beim entdeckenden Lernen In einer Reihe von Experimenten konnte nachgewiesen werden da beim entdeckenden Lernen mit computersimuliersen Planspielen vor allem dann spiel ber greifendes Wissen gelernt wird wenn die zur Bew ltigung der jeweiligen Problemsituation erforderliche Hintergrundinformation den Lernenden explizit verf gbar ist und wenn auf genau diese Informations quelle adaptiv aufmerksam gemacht wird Der Hinweis sollte dann erfolgen wenn erkenntlich ist da die Information in der Situation n tzlich ist und von den Lernender bisher noch nicht zur Kenntnis ge nommen wurde Adaptive Definition neu zu lernender Begriffe Es bietet sich an neue Wissensinhalte adaptiv in genau den Begriffen zu erkl ren die kurz zuvor erworben wurden Die Anwendung der etwas lteren
141. eten und Objekte auf welchen Knoten laufen Es ergibt sich so ein Bild wie die Knoten konfiguriert sind und welche Abh ngigkeiten dort bestehen Knoten sind dabei zur Laufzeit physisch vorhandene Objekte die ber Rechenleistung bzw Speicher verf gen also Computer Prozessoren Ger te u a Knotenname Knotentyp Kompo Inente Abbildung 5 18 Einsatzdiagramm Dargestellt werden Knoten durch Quader die zum einen den Namen plus Knotentyp und zum anderen optional weitere Laufzeitobjekte Prozesse und Komponenten enthalten Miteinander kommunizieren de Knoten werden durch Assoziationslinien verbunden Schnittstellen und Abh ngigkeitsbeziehungen zwischen den Elementen sind ebenfalls m glich 5 6 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN 59 5 5 2 Extensionsmechanismen der UML Die UML bietet drei Extensionsmechanismen an mit denen die Standard Modellelemente mit benut zerdefinierten Einschr nkungen und Erweiterungen versehen werden k nnen Stereotypen Sie stellen einen Mechanismus dar die vorhandenen Modellelemente mit spezifischen und mit der Definition einer Semantik versehenen Erweiterung auszustatten Dadurch wird das Mo dellelement direkt semantsich beeinflu t Stereotypen werden in eckigen Klammern geschrieben z B lt uses gt und vor bzw ber dem Elementnamen plaziert Sie klassifizieren vor allem m gli che Verwendungszusammenh nge von Klassen Beziehungen oder Paketen Auch Attribute und Opera
142. fen berschrift Gliederungspunkt auf Rechtschreibung achten Mittendrin Schriftgr e mindestens 14 18 Punkt Standard Schriftart Times New Roman oder Arial verwenden bei Unterpunkten kleinere Schriftgr e wahlen und einr cken maximal f nf bis sieben Items pro Folie maximal 13 Zeilen ein Thema auf maximal zwei bis drei Folien verteilen 2 1 3 2 2 2 2 1 2 2 2 KAPITEL 2 ANMERKUNGEN ZUR VORTRAGSGESTALTUNG pro Folie nur ein Thema neues Thema neue Folie Abbildungen verwenden denn tausend Bilder sagen mehr als ein Wort nur Kernaussagen Stichworte keinen fortlaufenden Text verwenden wichtige Informationen in Folie aufnehmen keine Details Abbildungen Farben gezielt einsetzen Schrift immer gro genug w hlen zu kleine Schrift bringt dem Zuh rer nichts Graphiken die aus B chern bernommen werden ggf vergr ern bzw f r den Vortrag ab ndern vereinfachen Details weglassen etc Vortrag Struktur Thema vorstellen sich selbst vorstellen Ziel vorstellen Gliederung erl utern roter Faden sollte erkennbar sein Gliederung evtl immer wieder auflegen um Orientierung zu erm glichen Beispiele bringen gut durchgehendes Beispiel Einleitung in das Thema Abschlie ende Bemerkungen Fazit Zusammenh nge sollten klar werden Vortragen nicht ablesen sondern frei sprechen erleichtert dem Zuh rer das Folgen Bezug zur Folie halten aber nicht Punkte einfach ablesen Publikum mit einbe
143. ffen werden Das Werkzeug soll die zur Zielerreichung ben tigten Aktivit ten ber wachen und Folgeaktivit ten koordinieren Dazu K nnte folgendes Protokoll definiert werden Auszug e Verschicke Nachricht des Typs Information an Bildgestalter Texter und Layouter Es kann mit der Kooperation begonnen werden e Wenn sich der Bildgestalter oder Texter in der Planphase X befindet und die f r diese Aktivit t geplante Zeit berschritten ist dann verschicke Nachricht des Typs Anfrage oder Beschwerde an die entsprechenden Mitarbeiter e Wenn Das Objekt Text vom Texter erstellt und formatiert wurde dann verschicke Nachricht des Typs Information an Korrekteur Es kann mit dem Korrekturlesen begonnen werden 9 4 KOOPERATIONSUNTERST TZENDE WERKZEUGE 119 e Wenn die Teilziele des Bildgestalters und Texters erreicht sind dann Kopiere die entsprechenden Objekte in einen eigenen Bereich und verschicke Nachricht des Typs Information an Layouter Alle Objekte liegen bereit Es kann mit der Montage begonnen werden Protokollierung Ein weiterer Koordinationsmechanismus ist die Protokollierung Sie wird vorgenommen um eine Ko operation bei Bedarf nachvollziehen zu k nnen Dies kann vor allem im Falle von Konflikten s u oder am Ende einer Kooperation wichtig werden Ist eine Kooperation beendet so kann es von Interesse sein z B hinsichtlich der Aktivit tenplanung eine Optimierung vorzunehmen um wiederkehre
144. frei bewegen wobei Kollisionen mit Objekten jedoch durchaus m glich ist Zum Bewegen sind verschiedene Modi wie gehen oder schweben w hlbar die vom Browser angeboten werden In einer Szene k nnen verschiedene Ausgangspunkte sogenannte Viewpoints definiert werden zu denen der Benutzer auch direkt springen kann Ein sprunghafter Standortwechsel der als Teleportation bezeichnet wird kann entweder zu einem anderen Viewpoint oder in eine g nzlich andere VRML Szene f hren Alternativ kann der Benutzer so auch zu einem beliebigen anderen Internet Dokument beispielsweise einer WWW Seite gebracht werden Der Benutzer wird in einer VRML Welt durch einen sogenannten Avatar repr sentiert dem ver schiedene Eigenschaften wie Aussehen oder K rpergr e zugewiesen werden k nnen Besonders inter essant ist dies im Hinblick auf Multi User Welten in denen mehrere Avatare aufeinander treffen und kommunizieren k nnen 7 5 Hinter den Kulissen 7 5 1 Aufbau von VRML Dateien Im folgenden soll die innere Struktur von VRML Dateien n her erl utert werden Trotz des recht einfa chen Aufbaus kann dies aufgrund der Vielzahl verschiedener Objekte hier nur oberfl chlich erfolgen 7 5 HINTER DEN KULISSEN 85 VRML Dateien haben die Datei Extension wrl bzw wrl gr falls es sich um mit GZIP komprimier te Dateien handelt welche von vielen Browsern auch direkt gelesen werden k nnen Der zugeh rige MIME Typ lautet mod
145. g des Plans und schr nkt somit die L sungsmenge ein vergleiche Abbildung 11 7 Gem dem least commitment Ansatz instantiiert MOLGEN die beiden Variablen Bakterium und Vektor nicht sofort denn bei der weiteren Verfeinerung des Plans k nnten neue Constraints entdeckt werden zu denen die Variablenbelegung im Widerspruch stehen k nnte Au erdem gibt es noch sehr viele M glichkeiten so da die Chance eine tats chlich g ltige Belegung zu finden gerade zu Beginn der Planung nicht sehr gro ist MOLGEN beh lt diese Bedingung nur bei Mit Hilfe des Predict Result Operators kann MOLGEN das Ergebnis des Transform Schrittes vor aussagen Dabei entnimmt MOLGEN seiner Wissensbasis da durch die Umwandlung nicht alle Bak terien mit dem gew nschten Vektor versehen werden k nnen Es handelt sich sozusagen um eine aus 154 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN Vector 2 Rat Insulin Merge Bacterium 3 O O Vector 1 Merge Goal Abbildung 11 6 Zwischenergebnis MOLGENS ein noch abstrakter Plan der Chemie bekannte Gleichgewichtsreaktion Es bleiben immer einige Bakterien brig die unver ndert sind vergleiche Abbildung 11 8 Das entspricht allerdings nicht dem Endziel bei dem nur Bakterien mit dem speziellen Vektor verlangt wurden Um diesen Unterschied zu verringern mu MOLGEN einen Operator finden der die unerw nschten Bakterien herausfilte
146. gen Merkmale e statische Elemente z B Assoziationen Aggregationen Vererbungsbeziehungen Rollen 50 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML e dynamische Elemente z B Aktivit ts und Zustandsdiagramme Sequenz und Kollaborationsdiagramme Kollaborations diagramme Sequenz diagramme Re N Sen Implementierungs Anwendungs a diagramme rahmenwerke A L Entwurfsmuster Abbildung 5 8 Design Phase Bevor jedoch mit dem eigentlichen Design begonnen wird sollte eine Anwendungsarchitektur festgelegt werden Eine solche Architektur legt den inneren Aufbau bzw die Struktur der Anwendungsbausteine bzw Pakete fest und bestimmt dar berhinaus welche Klassen und damit verbunden welche Schnittstel len definiert werden m ssen Sie ist Hilfsmittel f r eine sinnvolle Arbeitsteilung und bersichtlichkeit des Projektes verspricht eine langfristige Flexibilit t w hrend der Entwicklung und hilft einen h her en Wiederverwendungsgrad zu erreichen Ein m glicher Rahmenaufbau eines Anwendungsbausteines k nnte folgende Klassen Gruppen enthalten e Dialogsteuerung Sie umfa t alle Klassen die zur Pr sentation und Eingabe von Informationen bzw Daten ben tigt werden Eine inhaltliche Verarbeitung der Daten findet hier jedoch nicht statt Sobald eine Eingabe best tigung durch den Anwender erfolgt ist werden alle eingegebenen Daten sowie die Kontrolle an die Interaktionssteuerung weitergegeben e
147. gibt Diese M glichkeiten die man beim konventionellen Lernen zum Teil nicht hat bringen gro e Chancen aber auch Probleme mit sich F r einige dieser M glichkeiten werden im kommenden Abschnitt die Chancen dargestellt Dar ber hinaus werden die Probleme diskutiert und einige L sungsans tze vorgestellt 10 4 1 Interaktion und Interaktivit t Der Begriff Interaktion abgeleitet vom Lateinischen inter zwischen und agere handeln steht f r das Miteinander in Verbindung treten zwischen Individuen und sozialen Gebilden Sp ter wurde dieser Begriff auf den Bereich der Mensch Computer Interaktion HCI Human computer Interaktion erwei tert Das bezeichnet sowohl das reale Nutzungsgeschehen zwischen Mensch und Computer als auch die entsprechende Teildisziplin der Informatik die sich mit der Beschreibung Erkl rung und Optimierung dieser Vorg nge befa t Haa97 Wozu soll Interaktivit t berhaupt hergestellt werden Die Interaktivit t eines Programms erm glicht die Auswahl und die Darbietung von Lerninformationen die den jeweiligen Interessen und Lernbed rft nissen des Lernenden an einer bestimmten Stelle im Lernproze entsprechen Dar ber hinaus k nnen Lernende durch interaktive Techniken aktiv in das Lerngeschehen einbezogen werden Haa97 132 KAPITEL 10 LEHR LERNSYSTEME 10 4 1 1 Interaktivit t f r Lernsoftware Der Begriff Interaktivit t beschreibt die Eigenschaften von Software dem Benutzer eine Reihe von Eingriffs
148. glich der sozialen Dimension Die sozialen Dimension bezieht sich auf die Wahrnehmung der Teilnehmer untereinander und ihr gegen seitiges Verst ndnis Diese Dimension umfa t Probleme der sozialen Pr senz des gemeinsamen Wissens und der Gruppenkoordination Jeder Teilnehmer k nnte seine personal view entwerfen Dabei w hlt er ein Portraitfoto f r sich aus und gestaltet ein eigenes Monogramm mit dem er k nftig seine Nachrichten signiert Ferner stellt er eine Liste mit den Aufgaben zusammen die er in der Gruppe bernimmt und macht Angeben zu seinem Aubildungs und Wissenshintergrund Um soziale Beziehungen zu unterst tzen Kann ein Konferenzmodul eingerichtet werden das die M glichkeit f r informelle pers nliche Mitteilungen bietet z B Cafeteria Der dadurch angeregte nicht aufgabenbezogene Austausch hat gleichzeitig den Vorteil die themengebundene Gruppenarbeit von zus tzlichen pers nlichen Beitr gen zu entlasten Um fehlende nonverbale Kommunikationsm glichkeiten zumindest Ansatzweise ausgleichen zu k nnen k nnen Emoticons wie z B Icons mit unterschiedlichen Gesichtsausdr cken die der Teilnehmer anklicken kann um seine jeweilige Stimmung zu signalisieren verwendet werden Zur F rderung des Wissenshintergrunds kann eine message history zu jeder verschickten Nachricht dienen Jeder Teilnehmer kann sich dar ber informieren von wem die Nachricht stammt und wer sie schon gelesen hat Konferenzarchive bieten jedem T
149. gruppe Ein wesentliches Ziel unserer Projektgruppe wird es sein verschiedene Laborumgebungen auf ihre Ge meinsamkeiten hin zu untersuchen um ein umfassendes Modell f r Laboratorien bilden zu k nnen Ha ben wir ein allgemeines Labormodell aufgestellt so m chten wir auf diesem Modell basierende Werk zeuge zur Verf gung stellen die Entwickler bei der Realisierung virtueller Labore unterst tzen Ein Ber hrungspunkt mit der Thematik der rechnergest tzten Kooperation ergibt sich wenn wir in un serem allgemeinen Labormodell die Zusammenarbeit von Menschen ber cksichtigen wollen In diesem Moment ben tigen wir eine genaue Vorstellung davon was man im Detail unter rechnergest tzter Ko operation versteht Abschnitt 2 dieses Berichts stellt deshalb ein Modell f r rechnergest tzte Kooperation vor Ein weiterer Beriihrungspunkt ergibt sich wenn wir ein Werkzeug erstellen wollen das das kooperative Arbeiten von Menschen in virtuellen Laboratorien unterstiitzt Dann miissen wir wissen welche Anfor derungen man an ein kooperationsunterstiizendes Werkzeug stellen kann In den Abschnitten 3 und 4 werden deshalb Anforderungen an Kooperationswerkzeuge vorgestellt 109 110 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION 9 3 Universelles Modell rechnergest tzter Kooperation Um ein Werkzeug f r das kooperative Arbeiten von Menschen in virtuellen Laboratorien entwerfen zu k nnen mu man zun chst einmal wissen was rechnergest tzte Kooperat
150. h das Ausgangsmaterial w hrend der Erstellung noch ndert bzw berarbeitet wird S mtliche Einstellungen f r die einzelnen Medien des Projekts werden vom Project Manager gesichert Bei einer Aktualisierung werden dann automatisch nur die QTVR Medien neu berechnet deren Ausgangsmaterial sich ge ndert hat Au erdem bietet der Project Manager die M glichkeit mehrere Versionen eines Projekts zu verwalten z B eine hoch und eine niedrigaufl sende Eine hochaufl sende Version zur Erstellung einer CD die niedrigaufl sende zur Verbreitung bers Internet 8 8 Kompression Die Kompression reduziert die Dateigr e der Filme je nach Verfahren unterschiedlich stark F r die Erzeugung von QTVR Medien sind folgende Kompressionsmethoden am besten geeignet e Animation e Cinepak e Graphics Photo JPEG Video Das gew hlte Kompressionsverfahren bei der Berechnung von QTVR Medien ist deshalb so wichtig da es ber die Bildqualit t der Ausgabe entscheidet Jedes Verfahren ist auf einen bestimmten Typ von Aus gangsmaterial spezialisiert z B auf Fotos oder Video so da man ungef hr absch tzen kann welches Verfahren zu benutzen ist Au er Animation bei 100 Prozent verschlechtern alle Kompressionsmethoden die Bildqualit t janach Verfahren und Rate unterschiedlich stark Zus tzlich weisen die Kompressions verfahren unterschiedliche Kompressions und Dekompressionszeiten auf Die Zeit die zur Kompression ben tigt wird ist nur be
151. hinsichtlich der Transaktionsmechanismen vor allem in einer Abschw chung der gel tenden Konsistenzbedingungen 122 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION Anzahl Benutzer Rollenbezug Rollen zuordnung Formalisierung Entscheidungs kompetenz Koordination gegenstand Termin 3 formal Steuerung Vorschlag kalendar Entscheidg Workflow formal Vorschlag Vorschlag j Objekt statisch Management strukt Steuerung Entscheidg Team Auf dyn gaben CASE Tool formal Hilfe keine j Objekt dyn strukt berw Team Auf gaben Abbildung 9 6 Einordnung von Koordinationswerkzeugen e In kooperativen Umgebungen in denen mehrere Menschen gleichzeitig ein gemeinsames Objekt bearbeiten ist genau zu definieren ob sich die Ausf hrung einer zur cksetzenden Operation z B der UNDO Operation auf die letzte zustands ndernde Aktion des ausl senden Teilnehmers oder auf die letzte Zustands nderung des Objekts f r die ja auch ein anderer Teilnehmer verantwortlich sein kann bezieht Teamverwaltung Hinsichtlich der Teamverwaltung ist zu beachten da sich in einer kooperativen Umgebung das Team im allgemeinen selbst verwaltet Neben der Koordination ihrer eigentlichen Aufgaben m ssen die Team mitglieder auch noch ihre Interaktionen mit dem Werkzeug koordinieren und abkl ren wer welche Ko ordinationaufgaben wahrnimmt Beispiel Shared Workspace Als Beispiel f r ein Kooperationswerkzeug soll das Konzept des gemei
152. i der Erstellung der Medien wichtig die Dekompressionszeit bestimmt hingegen wie schnell ein QTVR Film abgespielt werden kann Das bedeutet da man zur Vorschau ein Verfahren benutzt das schnell komprimiert bei der Erstellung der endg ltigen Version aber ein Verfahren verwen det das langsamer komprimiert aber eine hohe Qualit t beim Abspielen sichert 8 9 Fazit Mit QuickTime VR kann man recht einfach interaktive Ansichten von realen Umgebungen und Ge genst nden erstellen und wiedergeben Jedoch ist der Begriff Virtual Reality VR etwas bertrieben da der Anwender in einer Szene nur von einem Punkt zum n chsten Springen kann sich aber nicht inner halb eines Ortes frei bewegen kann Schade ist auch da die Panoramen nicht mit Umgebungsger uschen versehen werden k nnen die beim Drehen aus unterschiedlichen Richtungen kommen 8 9 FAZIT 105 Komp ideales Komp Dekomp Komp Ausgabe Anmerkungen verfahren Ausgangs geschwin geschwin rate qualit t material digkeit digkeit Animation computer schlechte Kompressions generierte rate Animationen Cinepak Video Ausgangsmaterial sollte hohe Qualit t haben Graphics computer o o f r 8 bit Grafiken am generierte besten geeignet Photo JPEG Animationen o kann dazu f hren da Fotos oder Filme ruckeln Video Video Video o am besten als Vorschau bei der Bearbeitung geeignet Abbildung 8
153. ichung dieser Teilziele durch Aktivit ten Am Ende dieses Prozesses ist das Gesamt ziel Kooperationsziel erreicht Auf die Erreichung des Kooperationsziels folgt meist eine Bewertung des Erfolgs der Kooperation Dabei soll vor allem festgestellt werden ob und wo Arbeitsabl ufe oder Koordinationsvorg nge optimiert werden k nnen Das Kooperationsziel f r unser Beispiel lautet Ein Artikel ber Clinton inklusive zweier Fotos soll am 15 5 98 als Leitartikel im Virtuellen Wochenmagazin erscheinen Um dieses Gesamtziel zu erreichen ist z B die unter dem Modellelement Koordination beschriebene Abstimmung von Teilzielen mit an schlie ender Erreichung dieser Teilziele durch die entsprechenden Aktivit ten der Mitarbeiter n tig KOOPERATIONSKONTEXT wird definiert durch alle an einer Kooperation beteiligten Subjekte Ob jekte und Aktivit ten 9 4 Kooperationsunterst tzende Werkzeuge Wir haben im vorigen Abschnitt gesehen da rechnergest tzte Kooperation auf den Ebenen der Kom munikation Koordination und Kooperation betrachtet werden kann Aufbauend auf dieser Erkenntnis k nnen wir nun auch kooperationsunterst tzende Werkzeuge klassifizieren Je nachdem auf welcher Ebene ein Werkzeug die Kooperation unterst tzt unterscheidet man Kommunikations Koordinations 114 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION und Kooperationswerkzeuge Im Folgenden sollen deshalb Kommunikations Koordinations und Ko operationsaspekte kooperation
154. ichweite eingeschr nkter Winkel ambientes Licht Hintergrundbeleuchtung setzt sich anteilsm ig aus den anderen Lichtarten zu sammen WM gt gt gerichtetes Punktlicht Spotlicht Licht Abbildung 7 2 Verschiedene Arten von Lichtquellen Der Lichteinfall u ert sich in der Schattierung sichtbarer Objekte Grunds tzlich wird die Hellig keit einer Polygonfl che durch den Winkel bestimmt mit dem das Licht auftrifft Durch Interpolation kann aber bei komplexeren Schattierungsalgorithmen ein realistischeres Aussehen bewirkt werden Zu den verschiedenen Algorithmen geh ren in der Darstellungqualit t aufsteigend Flat Shading Gouraud Shading Phong Shading sowie Ray Tracing Letzteres Verfahren ist jedoch heutzutage noch bei weitem zu rechenintensiv als da man es in Echtzeit einsetzen k nnte Der zu benutzende Schattierungsalgo rithmus wird nicht in VRML angegeben sondern kann meist im Browser entspechend der gegebenen Hardwarem glichkeiten gew hlt werden Als zus tzlichen Effekt kann man atmosph rische Abschw chung einsetzten Dadurch ergibt sich eine Art Nebeleffekt bei dem weiter entfernte Objekte schw cher zu erkennen sind 7 4 3 Mehr reality Um die VRML Szene mit mehr Realismus auszustallen kann man einen aus einem Farbverlauf beste henden Hintergrund definieren der aus zwei Halbkugeln f r Himmel und Boden besteht Zus tzlich kann man eine Panorama Textur wie z B Berge oder eine Skyline angeben
155. icklung und Wartung e Werkzeuge f r das Angebot und die Entwicklung von Hypermedialer Lernsoftware sind noch nicht ausgereift e es werden zum Teil hohe Anforderungen an das Wissen ber den Umgang mit den technischen Aspekten der benutzten Software gestellt e die nicht lineare Netzwerkstruktur erschwert es die Korrektheit aller Verkn pfungen zu gew hr leisten Probleme der Lernenden Zwei Grundtypen von Lernproblemen treten beim hypermedialen Lernen auf Desorientierung und ko gnitive berlast Ter97 Das Problem der Desorientierung wird h ufig mit Lost in Hyperspace bezeichnet Es bezieht sich auf die Navigation in Hypermedia Systemen Probleme bei der Navigation in Hypertext Basen betreffen den fehlenden berblick der Nutzer ber den aktuellen Standort der eigenen Bearbeitung eines Hyperdo kuments im Hinblick auf das Gef ge der in der Hypertext Basis verkn pften Information Sie betreffen ferner die Unkenntnis dar ber auf welchem Wege und mit welchen Mitteln der Zugriff auf eine bestimm te Information erfolgen kann von der man wei da sie in der Datenbasis enthalten ist Das Auftreten von Navigationsproblemen ist darauf zur ckzuf hren da es Benutzern ohne Hilfen nur schwer gelingt sich eine Vorstellung von der Organisationsstruktur der Datenbasis zu machen Mangelnde Kenntnis ber vorhandene Navigationsm glichkeiten und deren ad quate Anwendung k nnen weitere Ursachen f r Navigationsprobleme darstellen Nav
156. ie Zust ndigkeiten in diesem Aufgabenbereich festgelegt werden Um eine Entwicklung zu kontrollieren m ssen vom Software Management folgende Aufgaben durch gef hrt werden e Standards entwickeln und festlegen e Kontroll und Berichtssystem etablieren e Prozesse und Produkte vermessen e Korrigierende Aktionen initiieren e Loben und Tadeln F r Entwicklungsberichte ist der Typ die H ufigkeit der Ersteller und der Empf nger festzulegen Korrigierende Ma nahmen k nnen sein Das ndern von Pl nen das ndern des Produktumfangs oder andere Aktionen solange bis die Einhaltung des Planes wieder m glich ist 38 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION 4 7 2 Konfigurationsverwaltung Ein Software Produkt besteht im allgemeinen aus einer Vielzahl von Software Elementen Um zu wis sen welches Software Element zu welchem Software Produkt geh rt beschreibt man die Zusammen geh rigkeit durch eine Konfiguration Eine Konfiguration ist eine Menge von Software Elementen mit jeweils g ltigen Versionsangaben die in einem bestimmten Zeitpunkt im Produktlebenszyklus in ihrer Wirkung und Schnittstellen aufeinander abgestimmt sind und gemeinsam eine geplante Aufgabe erf llen sollen Jedes Software Element bekommt eine eindeutige Identifikation Jede nderung erzeugt ein neu es Element mit einer neuen Identifikation In einem Konfigurations Identifikationsdokument KID wird aufgef hrt welche Software Elemente einschlie lich Werkze
157. ie bestimmte Verhaltensweisen und Einstellungen verinnerlicht hat Lernende bringen sich in die Gemeinschaft ein und entwickeln sich vom Anf nger zum Experten Dieses Ansatz kann durch die Meister Lehrling Situation erweitert werden Der Lernende beobachtet den Meister in seiner Arbeitsumgebung Aus diesen Beobachtungen Ratschl gen des Meisters und selbst ndig ausgef hrten bungen bildet der Lernende eigene mentale Modelle Die tutorielle Bedeutung des Meisters wird allm hlich ausgeblendet Ein virtuelles Labor k nnte erm glichen da Lernenden die nicht weiterkommen Hinweise gege ben werden oder da die von den Lernenden gemachten Fehler korregiert werden Statt Musterl sungen vorzugeben k nnte das Programm den Kompletten L sungsweg vorgeben Damit bernimmt die Soft ware die Rolle des Meisters Tutors der Tips gibt und den man beobachten kann Distance Learning Tele Lernen Beim klassischen Fernunterricht erfolgt die Kommunikation zwischen Lerner und Lehrer konventionell also gr tenteils auf brieflichem Weg Die Wissensverteilung erfolgt prim r durch Studienbriefe Da die Lernenden Ort Zeitpunkt und Umfang der einzelnen Lernsitzungen selber bestimmen k nnen spricht man von u erer Offenheit Andererseits sind Lernziele Inhalte Aufgaben und Lernkontrollen vorge geben innere Geschlossenheit Das erfordert da Lernende ihr Lernen selbst organisieren was nicht trivial ist Lernende m ssen die F higkeit zum se
158. ie die Dokumentation der Entwurfsentscheidungen vorliegen Implementierung und Komponententest In der Implementierungsphase werden die Algorithmen verfeinert und in eine Programmiersprache umgesetzt Au erdem erfolgen die bertragung des logischen Datenmodells in ein physisches Datenmodell z B Datenbank und abschlie end die Komponententests Systemtest Die Wechselwirkungen der Systemkomponenten werden unter realen Bedingungen getestet Dabei sollen m glichst viele Fehler des Systems aufgedeckt werden Betrieb und Wartung Nachdem das System zur Benutzung freigegeben worden ist m ssen auftretende Fehler beseitigt werden Au erdem werden System nderungen bzw erweiterungen durchgef hrt Charakteristisch f r die life cycle orientierte Software Entwicklung ist das Prinzip der Top Down Dekomposition Ausgehend von der Problemstellung erfolgt eine schrittweise Konkretisierung der L sung 14 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING bis hin zur Implementierung Als Nachteil dieses Modells hat sich die starre sequentielle Ausf hrung der einzelnen Phasen erwiesen Auf der anderen Seite liefert es einen klaren Rahmen des Projekts so da dessen Planung erleichtert wird Aufgrund dieser Unzul nglichkeiten wurden weitere Modelle f r die Softwareentwicklung vorgeschlagen Das Wasserfall Modell Problemanalyse Validierung Systemspezifikation Projektauftrag Grobplan Validierung Systemspezifikation Pflicht
159. ietet in diesem Bereich keine gro e Unterst tzung war aber auch nicht daf r vorgesehen So bleiben die Forscher bis auf weiteres auf ihre Erfahrung und Intuition angewiesen Die Planungskonzepte lassen sich zum Teil auch bei der Simulation eines Labors verwenden Inwie weit man sich hier dem Menschen anpa t und intuitive L sungsstrategien unterst tzt bleibt dem Ent wickler berlassen Es scheint jedoch aus der Sicht der Lehr Lernsysteme vern nftig nicht die blo e Vorgabe von Wissen anzustreben Das ist vielleicht bei der Vorstellung von Laborger ten und Materiali en angebracht Beim Experiment den L sungsweg vorzugeben und keine Interaktion zuzulassen w rde den Lernerfolg jedoch mindern Hier sollte dem Anwender alle Freiheiten gelassen werden und mit einer m glichst guten kontextsensitiven Hinweisen geholfen werden Gegen ein Planungsprogramm spricht der sehr gro e Aufwand den die Implementierung mit sich bringt Dies ist meiner Meinung nach im Rahmen der Projektgruppe nicht m glich sollte aber noch einmal berpr ft werden 160 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN Literaturverzeichnis adUO96 AK98 app App97 Bal98 Bey93 Bol95 Bol97a Bol97b Bol98 B0094 Bor95 Bur93 Bur94 ein Dau95 DB95 Projektgruppe an der Uni Oldenburg Softwareergonomische aspekte bei gestaltung www basierter lernsoftware http www cg hci informatik uni oldenburg de
160. igationsprobleme nehmen in der Regel dann zu wenn Kom plexit t und Unstrukturiertheit der Datenbasis steigen Leichte Desorientierung im Hyperdokument ist teilweise aber auch von den Autoren der Lernsoftware gewollt Lernende sind gezwungen sich genauer mit dem Dokument auseinanderzusetzen Versuchspersonen in Lern Experimenten geben oft zu Proto koll da sie glauben bestimmte Informationen nicht aufgenommen zu haben und da sie im Netzwerk die Orientierung verloren heben In Wissenstests haben diese Personen allerdings gut abgeschnitten Das Problem der kognitiven berlast kann wie folgt beschrieben werden Um mit Hypermedia Systemen effektiv zu lernen ist es erforderlich da man im Ged chtnis beh lt welche Informations knoten schon aufgesucht wurden auf welchem weg man zu ihnen gelangt ist welchen Inhalt diese hat ten welche Informationen noch aufgesucht werden sollten welche M glichkeiten der Navigation zur Verf gung stehen welche Funktion die einzelnen Navigationsmittel erf llen etc Dies erfordert zus tz liche Ged chtniskapazit t Aufmerksamkeit und F higkeiten zur metakognitiven Kontrolle die h ufig nicht zur Verf gung stehen Lernende K nnen durch eine solche kognitive berlast von einer tieferen Informationsverarbeitung abgehalten werden 10 4 3 3 Navigations und Orientierungshilfen Um den Navigationsproblemen entgegen zu treten ist eine Reihe von Strategien entwickelt worden Ei nige werden hier kurz beschri
161. igenes Diagramm beschrieben werden 5 5 1 2 Das Klassendiagramm Das Klassendiagramm s Abb 5 2 und Abb 5 12 zeigt die statische Struktur eines modellierten Sy stems Beschrieben werden die Struktur der Klassen innerhalb des Systems die Beziehungen der Klassen untereinander und die Attribute und Methoden der einzelnen Klassen Ein Klassendiagramm kann neben Klassen auch Objekte enthalten Sind nur Objekte enthalten so spricht man von einem Objektdiagramm das eine Momentaufnahme zur Laufzeit des Systems darstellt Die nachfolgende Abbildung zeigt die wichtigsten Elemente des Klassendiagrammes die zum Teil auch schon in Abschnitt 5 3 in den Abbildungen 5 1 5 5 verwendet wurden Bisher nicht erw hnt wurde der Begriff der Schnittstelle Schnittstellen engl Interfaces beschreiben einen ausgew hlten Teil des nach au en sichtbaren Verhaltens von Modellelementen insbesondere von Klassen oder einer Menge davon Sie beinhalten Signaturen von Operationen zu welchen die Elemente die diese Schnittstelle an bieten wollen eine Implementierung besitzen m ssen Schnittstellenklassen werden mit dem Stereotyp lt interface gt versehen Vererbung Klassenname Klassenname Unterklasse gt Oberklasse Attribut_Name Attribut_Typ Initialwert Attribut_Name Attribut_Typ Initialwert Methode_name Arg Typ R ckgabe_Typ Aggregation Ganzes KO Teil Objektname
162. illiert der Einsatz einzelner Teilsysteme geschult werden mu Alle Beobachtungen flie en nach ihrer Auswertung dann in den n chsten Zyklus mit ein 5 5 Die Unified Modeling Language UML Wie schon in Abschnitt 5 4 kurz beschrieben basiert die UML auf Arbeiten von Jacobson Rumbaugh und Booch Die Drei seit ihrer Zusammenarbeit bei der Firma Rational im Volksmund Amigos ge nannt begannen die Arbeit an der UML im Jahr 1996 Die Version 1 0 wurde im Januar 1997 bei der Object Management Group OMG eingereicht Die Version 1 1 folgte im September desselben Jahres woraufhin alle Gegenvorschl ge zur ckgezogen wurden da deren Konzepte Ber cksichtigung fanden Die Unified Modeling Language stellt eine einheitliche universelle Notation dar mit der sich Modelle von Softwaresystemen spezifizieren konstruieren visualisieren und auch dokumentieren lassen Durch eine Vielzahl von m chtigen Modellelementen erlaubt es die UML unter anderem konkurrierende ver teilte und zeitkritische Systeme zu modellieren Allerdings wird keine Methode zur Modellierung von Systemen beschrieben Neben den allgemeing ltigen Anforderungen an Modellierungssprachen wie z B e berschaubare Anzahl von Konzepten und Symbolen und Konsistenz bei der Verwendung in allen Bereichen der Notation e Mehraufwand bei der Modellierung nur in Ausnahmesituationen e Schichtenarchitektur die Erg nzen Weglassen von Detailreichtum erm glicht spielte auch die Zeich
163. ination ber bestimmte Ausf hrungsstandards erreicht wird Diese Struktur ist immer dann sinnvoll wenn e Der betriebliche Kern aus hochqualifizierten Mitarbeitern besteht welche die schwierigen aber gut definierten Verfahren anwenden e Die Umwelt so komplex ist da solche Verfahren Anwendung finden m ssen e Die Umwelt so stabil ist da die Qualifikation der Mitarbeiter gut zu definieren und zu standardi sieren ist Die Profib rokratie ist gut geeignet f r die Erstellung von Standardprodukte aber weniger f r die Erstel lung neuer Produkte 34 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION 4 5 Personal Untersuchungen haben ergeben da ein Gro teil gescheiterter Projekte nicht aufgrund technischer son dern aus pers nlichen zwischenmenschlichen Gr nden gescheitert sind Eine qualitativ hochwertige Software l t sich h ufig auf gute menschliche Zusammenarbeit zur ckf hren In der Softwaretechnik werden viele Spezialisten eingesetzt wie z B Software Entwerfer abstraktes und konzeptionelles Denken Implementierer mathematisches Denkverm gen Abstraktionsverm gen Pr zision Software Ergonomen hohe Kommunikationsbereitschaft Interdisziplin res Wissen didak tische Kenntnisse etc Hier ist nun die Einsatzf higkeit eines jeden Mitarbeiters aufgrund der hohen Spezialisierung stark eingeschr nkt Aufgabe des Managements ist es zum einen daf r zu sorgen da immer in ausreichendem Ma e Mitarbeiter mit der n
164. ines komplexen Wissensgebietes Kann sofern didaktisch aufbereitet direkt ber nommen werden und mu nicht in ein lineares Konzept gebracht werden die weitgehende Eliminierung von Redundanz und damit eine gesteigerte Konsistenz innerhalb des Systems da von jeder Stelle auf ben tigte Informationen Zugegriffen werden kann und sie nicht mehrfach vorgehalten werden m ssen die M glichkeit da Lernmaterialien auf individuelle Lernsituationen verschieden reagieren k nnen Vorteile aus Sicht der Lernenden transparent semantische Verkn pfungen der Informationsknoten durch den nicht linearen Charak ter von Hypermedia das gro e Potential der m glichen Interaktivit t l t Hypermedia besonders interessant f r Lern zwecke erscheinen ein hohes Ma an Selbststeuerung Plattformunabh ngegkeit f r Lernende und damit die M glichkeit pers nlich beforzugte Konfi gurationen zu nutzen die Vermutung da Lernerfolge durch die nicht lineare Netzwerkeigenschaften von Hypermedia beg nstigt werden k nnen sofern gewisses Grundwissen vorhanden und die Motivation der Ler nenden sehr hoch ist 10 4 3 2 Probleme bei der Verwendung hypermedialer Lernsoftware Auch die Probleme hypermedialer Lernsoftware kann man von diesen beiden Standpunkten aus sehen Allerdings werden die Probleme der Lernenden h ufig untersch tzt Einige Experten zweifeln diese Pro bleme sogar an O1d98 138 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME Probleme bei der Entw
165. ingeordnet werden O1d98 Oberbegriffe Das Akronym CUL steht f r computerunterst tztes Lernen bzw CAL f r Computer Aided Learning Auf der gleichen Ebene ist Computer Aided Instruction CAI einzuordnen welches aber die Betonung auf Schulunterricht legt Als Industriestandart f r alle Aspekte der beruflichen Weiterbildung hat sich dagegen Computer Based Training CBT durchgesetzt Dar ber hinaus wird CBT als Synonym f r Weiterbildung an Einzelplatzrechnern mit einer sehr rigiden Drill amp Practice Software benutzt In Zusammenhang mit dem WWW wird von WBE und WBT Web Based Education Training gesprochen Zu Anfang standen CML CMI und CME Computer Managed Learning Instruction Edu cation f r das Konzept der Lehre mit Computern In neueren Ver ffentlichungen tauchen diese aber nicht mehr auf Elektronische Skripte Electronic Textbooks Im englischen Sprachraum steht Textbook f r die vorlesungsbegleitende Literatur die an deutschen Hochschulen zumeist anhand von Skripten existiert Zu Anfang des CUL entstanden Electronic Text books ET die zumeist als simpler ASCII Text pr sentiert wurden Heutige ET basieren auf Hypertext Werden diese durch interaktive Elemente erg nzt spricht man von Interactive Textbooks 10 4 GESTALTUNGSM GLICHKEITEN F R LERNSOFTWARE 131 Tutorielle Systeme Einfache Tutorielle Systeme TS sind im Prinzip kaum von Interaktive Textbooks zu unterscheiden Aber sie bilden die Ausgangsbasis f r di
166. ion berhaupt bedeutet In der Arbeit von Bur94 wird ein universelles Modell rechnergest tzter Kooperation definiert Dieses Modell soll in diesem Abschnitt vorgestellt werden Es erfa t s mtliche Eigenschaften und Zusammenh nge um beliebige Kooperationen beschreiben zu k nnen Ein solches Modell ist deshalb insbesondere auf jede Groupware Anwendung anwendbar Da unsere virtuellen Laboratorien Groupware Anwendungen darstellen k nnen wir uns darauf verlassen da auch alle f r uns wesentlichen Eigenschaften und Zu sammenh nge in diesem Modell verankert sind Bevor dieses Modell vorgestellt wird soll ein Beispielszenario f r eine rechnergest tzte Kooperation angegeben werden Auf dieses Beispiel wird sich dann bei der Erkl rung der Modellelemente bezogen um sie leichter verst ndlich zu machen 9 3 1 Beispielszenario einer rechnergest tzter Kooperation In dem Projekt Virtuelles Wochenmagazin haben sich Menschen zusammengefunden um ein w chent lich im Internet erscheinendes Magazin zu gestalten Das gesamte Team umfa t zur Zeit 20 Mitarbeiter die ber ganz Deutschland verteilt sind und gew hnlich nur ber das Internet miteinander in Verbindung treten Das Team hat sich seit seiner Entstehung in mehrere Abteilungen untergliedert von denen die folgenden drei betrachtet werden sollen e Text e Bild e Montage Die Menschen die in der Abteilung Text t tig sind verfassen die Artikeltexte Die Illustration der
167. ionspartner aus und alle anderen spielen eine passive Rolle In Peer to Peer Beziehungen sind alle Kommunikationspartner gleichberechtigt und k nnen jederzeit selbst Kommunikationsvorg nge ausl sen 9 4 KOOPERATIONSUNTERST TZENDE WERKZEUGE 115 Weg Quelle playback Beziehung Master Slave Peer to Peer sonstige Rollen Abbildung 9 2 Morphologischer Kasten Kommunikation Beispiele f r Kommunikationswerkzeuge sind e Ein email System dient der asynchronen bermittlung von Nachrichten von einem Sender zu m glicherweise mehreren Empf ngern Sie Kann aus unterschiedlichen Medien zusammengesetzt sein wird jedoch berwiegend zur bertragung von k nstlich erstellten Texten verwendet Emails werden meist erstellt um sie sofort zu verschicken sie K nnen aber auch vorher aufgezeichnete Nachrichten sein e Videokonferenzsysteme verbinden mehrere gleichberechtigte Teilnehmer miteinander wobei alle gleichzeitig senden und empfangen k nnen Es werden sowohl die Bilder der Teilnehmer als auch deren Sprache live bertragen Die bertragene Information ist somit nat rlich e Virtuelle elektronische Wandtafeln verbinden mehrere gleichberechtigte Teilnehmer miteinan der wobei alle gleichzeitig ber eine virtuelle Zeichenfl che miteinander in synchroner Weise kommunizieren Die Teilnehmer manipulieren dazu meist Texte oder graphische Objekte die live w hrend einer Diskussion entstehen 9 4 2 Koordinationsaspekte kooperations
168. isieren ist die Programme gem dem Be reich f r den die Planung bestimmt ist zu spezialisieren diese Planungsprogramme nennt man special purpose planner Das bedeutet es werden Beschr nkungen und Eigenschaften des Bereichs direkt in das Planungsprogramm bernommen um so die Effizienz zu erh hen Der Nachteil ist da sich die so realisierten Programme nicht auf andere Bereiche Dom nen bertragen lassen Bis jetzt wurde noch kein Planungsprogramm geschweigen denn ein Planungskonzept also eine systematische Herangehensweise an Planung entwickelt das f r alle Probleme bei denen eine Planung erforderlich ist gleicherma en geeignet w re 11 3 Planungskonzepte In diesem Abschnitt werden als erstes intuitive Herangehensweisen bez glich Planung beschrieben die auch von Menschen benutzt werden um dann in konkretere bzw speziellere Konzepte die in Planungs programmen verwendet werden einzuf hren 11 3 1 System und Teilsystem Komplexe Systeme betrachtet man am besten nicht indem man es als Ganzes wahrnimmt sondern viel mehr indem man das System in geeignete Teilsysteme zerlegt die weniger komplex sind und die schon allein durch ihre geringere Gr e besser zu verstehen sind Die Beziehungen zwischen den Teilsystemen werden dabei h ufig zun chst vernachl ssigt denn wenn man st ndig die Beziehungen und Abh ngig keiten mit in Betracht ziehen m te w rde sich kein Vorteil ergeben Ebenso verh lt es sich mit
169. ispiel von MOLGEN 11 1 11 2 11 3 11 4 Zusammenfassung A Ws aes a EN er Beh el ee Einleitung A 2 2 aa a en A da ee Planungsk nzepte cau a 2 Sad ara Das ran BE 11 3 1 System und Teilsystem 4 42 AAA Br ees 11 3 2 Hierarchische Planung 2 ge aa 23 sem as Hehe en LL Constraints as a oR AAA e E 11 3 4 Meta Planhing us tasar parda reset as Planungskonzepte am Beispiel von MOLGEN ooo o o e ELL Pl n ngsaufgabe 00 er ee te here pn vii 123 123 123 123 125 125 125 126 126 126 127 129 130 131 131 133 136 139 142 144 Vili INHALTS VERZEICHNIS 11 4 2 Aufbau von MOLGEN 0 0 000022 eee eee 150 11 4 3 Das Experiment u 2 ht ag Ge ee SA See a ah Saw ed 152 11 5 Anwendungen im Rahmen der Projektgruppe 2 2 cn nn o 155 11 5 1 Simulationskomponente aooaa 156 11 5 2 Autorensystemkomponente 0 000000 ee ee eee 159 11 6 Abschlie ende Anmerkungen 20 0 0 00000 eee ee eee 159 Literatur 160 Abbildungsverzeichnis 3 1 32 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 3 10 4 1 42 43 4 4 5 1 5 2 5 3 5 4 35 5 6 5 7 5 8 5 9 Softwarequalit tsmerkmale 2 2 22 Common nen 11 Das klassische Software Life Cycle Modell 13 Das Wasserfall Modell 14 Das Prototyping orientierte Life Cycle Modell o o ooo o 15 Das Spiral Modell ui is 2 ie ar nn 16 Beispiel f r ein Flowchart 2 2 2 Co oo
170. iter in das Unternehmen verantwortlich 4 5 2 3 Weiterbildung von Mitarbeitern Gerade in der Software Technik ist die st ndige Weiterbildung aufgrund der hohen Innovationsgeschwin digkeit die zu einer Verdopplung des Wissens alle vier Jahre f hrt unbedingt erforderlich Nach Bal98 ben tigen Mitarbeiter in der Software Technik pro Jahr zwei bis drei Wochen Vollzeit Training um den Stand der Technik auf dem jeweiligen Arbeitsgebiet zu halten Werden neue Methoden und Werkzeu ge eingef hrt dann ist daf r zus tzliche Zeit notwendig Die zu vermittelnden Themen sollten unter Ber cksichtigung der verwendeten spezifischen Werkzeuge Techniken Methoden und Rechnerhilfsmit tel f r die Entwicklung und das Management des Softwareprodukts festgelegt werden Es kann auch erforderlich sein die Schulung von Fertigkeiten und Vermittlung von Kenntnissen auf dem betreffenden speziellen Softwaregebiet einzuschlie en Zweckentsprechende Aufzeichnungen ber die Schulung und Erfahrung sollten aufbewahrt werden 4 5 2 4 Personalentwicklung Ziel der Personalentwicklung ist es f r die Durchf hrung der aktuellen und der zuk nftigen Entwick lungsaufgaben in ausreichender Qualit t und Quantit t Personal zu geringen Kosten zur Verf gung zu stellen In der Software Technik gibt es jedoch auf dem Gebiet der Personalentwicklung zwei Problem bereiche denen besondere Aufmerksamkeit zu widmen ist e Fluktuation von Mitarbeitern e Qualifikationsproblem
171. ivit t abgeschlossen ist ist das Gesamtziel der Koope ration die Erstellung des Artikels erreicht Ein Koordinationswerkzeug mu den oder die Koordinatoren bei der Erstellung solcher Aktivit tspl ne unterst tzen Rollen und Ressourcenzuweisung Die Aufgabe der Rollenzuweisung wurde schon im vorigen Kapitel gen gend erkl rt und motiviert Es soll hier nur kurz erw hnt werden wie eine Ressourcenzuweisung f r unser Beispiel aussehen k nnte Hier w re es denkbar da innerhalb der Virtuellen Redaktion ein Arbeitsbereich Clinton Artikel an gelegt wird in dem alle zur Kooperation ben tigten Dokumente Informationen usw verwaltet werden Die Zugriffsrechte auf diese Objekte werden dann durch die Rolle definiert die jeder Mitarbeiter der 9 4 KOOPERATIONSUNTERST TZENDE WERKZEUGE 117 Kooperation innehat berwachung von Aktivit ten und Zusammenf hrung von Ergebnissen Um die Kooperation Clinton Artikel berwachen zu k nnen mu ein Werkzeug zu jedem Zeitpunkt der Kooperation genau wissen in welcher Aktivit tenphase des Aktivit tenplans die einzelnen Mitarbei ter der Kooperation sich gerade befinden Mithilfe dieses Wissens kann das Werkzeug dann vor allem den Zeitplan der Kooperation berwachen und Zeitverz ge an die entsprechenden Mitarbeiter oder Ko ordinatoren melden In unserem Beispiel k nnte die Aufgabe der Zusammenf hrung von Arbeitsergebnissen von einem Werk zeug in folgender Weise erledigt wer
172. jekterzeugungswerkzeuge Mit Hilfe von Autorensystemen soll dem auch in der Herstellung von Multimedia Systemen unerfahrenen Benutzer die Entwicklung multimedialer Anwendungen erleichtert werden Das geschieht mit graphisch interaktiven Hilfsmitteln nach dem What you see is what you get Prinzip WYSIWYG Prinzip Der Autor mu sich nicht mit Programmiertechniken besch ftigen sondern kann sich voll und ganz auf die Aufbereitung der Informationen und die Gestaltung der Be nutzerschnittstelle konzentrieren Die Autorensysteme unterst tzen den Entwickler allerdings nicht im gesamten Software Entwicklungsproze Sie dienen dem Autor lediglich in der Implementierungs und der Testphase als Hilfsmittel Auf dem Markt sind mittlerweile zahlreiche Autorensysteme erh ltlich Sie lassen sich in frame basierte timeline basierte und Flowchart basierte Autorensysteme unterteilen 3 5 2 Frame basierte Autorensysteme Zu den frame basierten Autorensystemen geh rt beispielsweise das Programm HyperCard vgl Abbil dung 3 8 das ausschlie lich f r den Apple Macintosh verf gbar ist und im folgenden als Beispiel f r frame basierte Autorensysteme dient HyperCard erm glicht die Anordnung der darzustellenden Objek te auf sogenannten Karten Frames Diese Karten repr sentieren einen Bildschirm wie er im Verlauf der Anwendung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu sehen ist Die eigentlichen Informationsobjekte wie Bilder oder Buttons werden auf den Karten
173. kaum schattiert dargestellt Der Innenohrbereich der gezeigt werden soll wird schattierter und detaillierter dargestellt Dar ber hinaus kann durch Beschriftung die Aufmerksamkeit auf die Geh rkn chelchen gelenkt werden So wird ger hr leistet da Betrachter das wesentliche am Bild wahrnehmen Beim vorliegenden Beispiel ist das nicht optimal gelungen Die Ohrmuschel ist noch zu auff llig Trotzdem wird die Darstellung des Innenohrs vom Betrachter wahrgenommen F r die Erf llung der Zeigefunktion ist das realistische Abbild meist weniger geeignet als eine Abbildung die das Wesentliche heraushebt Beispiele f r solche Abbildungen findet man h ufig in Anatomie oder Pflanzenb chern 136 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME Gestaltung von Abbildern mit Situierungsfunktion Bei der Situierungsfunktion stellt sich vor allem die Frage nach dem Grad des Realismus Realistische und detaillierte Abbilder situieren zwar am wirkungsvollsten laufen aber Gefahr da Details nicht mit den Erfahrungen des Betrachters bereinstimmen Au erdem sind detaillierte Situationsbilder kulturge bunden und veralten schnell Daher werden situierende Abbilder h ufig bewu t reduziert Dargestellt Gestaltung von Abbildern mit Konstruktionsfunktion Bei solchen Bildern ist besonders das Komplexit tsproblem zu l sen Es gilt das Bildmaterial zur Kon struktion eines mentalen Modells so zu proportionieren da die Betrachter es optimal nutzen k nnen Dabei mu all
174. l eine schlech tere Effizienz Auf der anderen Seite k nnen sich die Faktoren auch positiv beeinflussen So hat z B die Robustheit eines Programms im allgemeinen auch eine bessere Testbarkeit zur Folge 3 3 3 Phasen eines Softwareprojekts Phasenmodelle Um ein Softwareprojekt besser durchf hrbar und planbarer zu machen begann man in den 60er Jahren Vorgehensmodelle zu entwickeln Diese Modelle sollen den Ablauf des L sungsprozesses regeln und ihn in berschaubare Abschnitte einteilen Die einzelnen Phasen der Modelle und ihre zeitliche Beziehung zueinander bezeichnet man auch als Software Life Cycle Typischerwiese gliedert man den Software Entwicklungsproze in folgende Phasen e Problemanalyse und Planung e Systemspezifikation Anforderungsdefinition System und Komponentenentwurf e Implementierung und Komponententest e Systemtest Betrieb und Wartung Urspr nglich ging man davon aus da die einzelnen Phasen getrennt voneinander zu betrachten seien Erst wenn eine Phase mit dem entsprechendem Ergebnis beendet war sollte die n chste Phase in Angriff genommen werden In der Realit t zeigte sich jedoch bald da ein solches streng sequentielles Vorgehen nur in den seltensten F llen durchf hrbar ist Nachfolgend wird nun auf die aus heutiger Sicht wichtigsten Phasenmodelle eingegangen Das klassische Software Life Cycle Modell Beim klassischen Software Life Cycle Modell vgl Abbildung 3 2 unterscheidet man folgende Pha
175. lbst ndigen Lernen und Lerntechniken beherrschen 128 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME Dar ber hinaus bestehen sehr hohe Anforderungen an die Motivation der Lernenden Verwendet man moderne Telekommunikationstechniken E Mail Talk Chat Videokonferenzen spricht man vom Tele Lernen Durch diese Techniken kann die Kommunikation zwischen Lehrern und Lernenden intensiviert werden Dar ber hinaus besteht die M glichkeit Kommunikation zwischen den Lernenden herzustellen Sie stellen fest da sie nicht alleine sind mit ihren Problemen k nnen Erfahrungen austauschen Ein Betreuer kann Lernenden Aufgaben zukommen lassen die sie mit den virtuellen Laboren L sen Die Lernenden schicken Protokolle zur ck Es ist sinnvoll diese Kommunikation ber E Mail abzu wickeln Dar ber hinaus ist es Vorteilhaft Protokolle einzelner Lernender ffendlich zug nglich zu machen Diejenigen die f r eine Aufgabe schon L sungen abgegeben haben k nnen sich dann mit L sungsvorschl gen der anderen besch ftigen Open Learning Offenes Lernen Wie schon beschrieben wird zwischen u erer Offenheit und innerer Offenheit Unterschieden Innere Offenheit bedeutet hohe Flexibilit t der Lernenden bei der Wahl der Lerninhalte und Ziele Auch Selbst diagnose und Leistungsbewertung bernimmt der Lernende So kann das Lernen an die individuellen Interessen und F higkeiten des Lernenden angepa t werden Allerdings sprechen Kritiker vom privatier ten Lernen und
176. llen des entstandenen Objektes die Ver nderung der Ausgangsk rper keinen Einflu auf den neuentstandenen K rper hat Anders ist das bei den NURBS Non Uniformed Rational B Splines Ver ndert man bei ihnen den oder die Ausgangssplines so wirkt sich die nderung auch am neuentstandenen Objekt aus Sogenannte NURBS Objekte sind beispielsweise die Sweeps oder Loftobjekte s Abb 6 4 und 6 5 Bei den Sweeps sind mindestens zwei Splines notwendig Einer dient als H lle an der der andere Spline rotiert wird s Abb 6 4 Unter Lofting versteht man die Definition eines Objektes ber zwei oder mehrere 2D Objekte womit man z B die Konstruktion der Fl gel eines Flugzeugs exakt nachahmen kann Abb 6 5 6 5 MODELLIERUNG VON FESTK RPERN Es 67 Abbildung 6 3 Extrusion Te it J Lim Lab de Abbildung 6 4 Sweeping Abbildung 6 5 Lofting 68 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG NURBS haben jedoch auch einen Nachteil wodurch die Existenz der Translationsk rper gesichtert bleibt Die bei der Translation neuentstandenen Objekte sind Fl chenk rper d h sie bestehen aus Po lygonen und k nnen mittels anderer Techniken etwa durch Magneten deformiert werden oder einer Explosion unterliegen NURBS K rper m ssen erst durch die Software in Fl chenk rper umgewandelt werden Dies geht zwar meist z gig jedoch ist eine R ckumwandlung der Fl chenk rper zu NURBS ausgeschlossen Vor allem ist wichtig darauf zu achten w
177. llung von Multimedia Softwareprodukten 17 3 5 AUtorensysteme 3 505 ees al en A Dr eae N E e 20 3 5 1 Einordnung der Autorensysteme in den Software Entwicklungsproze 20 3 5 2 Frame basierte Autorensysteme 21 3 5 3 Timeline basierte Autorensysteme 21 3 5 4 Flowchart basierte Autorensysteme 22 33 97 Bewertung bs ee ooh Se ed eh ne owe SAR se 23 3 6 Abschlie ende Anmerkungen 2 2 2 2 Cm on e 24 Projektmanagement und Organisation 25 4 1 Zusammenfassung x un dene da eh u anhand 25 42 EMISIONES bie 25 SE lte beet en A 26 4 3 1 Aufbau von Projektpl nen 26 4 32 Zertplanung so are 2 22 Sala er rag A E e 29 4 3 3 Pr jekiplanuns 82 a eil Ber ME Br 29 f Organisation A sudo Kae vorn kant pone A a 30 4 4 1 Betriebsstruktur 22222 Common nen 30 4 4 2 Gestaltung der Aufbauorganisation 31 4 4 3 Projektstrukturen ee ee 32 4 5 Personal Siete bs ls Wee ioe ARS Age a ee ei a er ada 34 4 5 1 Allgemeine Qualifikationen 0 2 000000 0000 4 34 4 5 2 Aufgaben und Aktivit ten 34 4 67 Lewin ses x eons Ae ee BR oy ee ch ee TEE ek 36 4 6 1 Teamarbeit 4 475 2 8 Hs wahren 36 4 6 23 Kreativit t 3 2 2 5 04 ae ae A a DE aa EN 37 4 1 Kontrolle tai 2 deck ee Be a Ba ee A 37 4 7 A tgaben near ie Brel dan A ee 37 4 7 2 Konfigurationsverwaltung 38 4 8 AbschlieBende Anmerkungen 2 oo nn nenn 38 INHALTSVERZEICHNIS
178. mm kann als zuverl ssig bezeichnet werden wenn es mit einer hohen Wahr scheinlichkeit innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls f r bestimmte Eingabewerte die gew nschten Ausgaben liefert Unter Benutzerfreundlichkeit werden die Begriffe Ad quatheit Erlernbarkeit und Ro bustheit zusammengefa t Mit Ad quatheit ist gemeint da e die vom Benutzer geforderten Eingaben m glichst minimal sein sollten Des weiteren sollte eine flexible Dateneingabe erm glicht werden e die Funktionalit t des Programms auf die in der Spezifikation festgelegten Kriterien beschr nkt bleiben sollte Dabei sollte allerdings die Erweiterbarkeit trotzdem gegeben sein e die Ausgabe der Ergebnisse gut strukturiert und f r den Benutzer einfach interpretierbar ist Au Berdem soll dem Benutzer die M glichkeit gegeben werden den Umfang den Detailliertheitsgrad und die Art der Pr sentation der Ausgaben zu bestimmen 3 3 SOFTWARE ENGINEERING 11 Softwarequalit tsmerkmale Zuverl ssigkeit Benutzertreundilchkeit Robustheit 9 Erweil rbarkeit Tesibarkeit Effizienz Portabilit i Abbildung 3 1 Softwarequalit tsmerkmale Bei der Erlernbarkeit eines Programms kommt es vor allem auf die Ausgestaltung der Benutzer schnittstellen an Weiterhin ist ein klares gut strukturiertes Benutzerhandbuch von Vorteil Mit Robust heit assoziiert man eine gewisse Fehlertoleranz des Programms Dabei sollten besonders h ufig
179. n Methoden der Softwareentwicklung begann jedoch erst ca 1988 Nachdem sich einige Methoden eta bliert hatten die sich jedoch nicht unbedingt universell einsetzen lie en begannen die bekanntesten Au toren der Methoden gemeinsam die Arbeit an der UML bei der Firma Rational Diese ist eine universelle Notation f r die Modellierung von Softwaresystemen die sich vor allem auch auf alle Einsatzbereiche erweitern l t Ihre Elemente werden im letzten Abschnitt vorgestellt F r das Verst ndnis der vorgestellten Elemente werden zun chst die Grundbegriffe der Objektorientie rung erl utert Hierzu z hlen die Begriffe Klasse Objekt aber auch die Mechanismen die der Objekt orientierung eigen sind wie z B Vererbung Polymorphie Assoziationen Nachrichten bzw Kommuni kation abstrakte Klassen und Beh lterklassen Da die UML jedoch keine Beschreibung einer Entwicklungsmethode enth lt wird in Abschnitt 5 4 ein evolution res und iteratives Vorgehensmodell vorgestellt das die Phasen Analyse Design Implementie rung und operativer Einsatz innerhalb eines Zyklus beschreibt 5 2 Einleitung Diese Arbeit ist innerhalb der ersten Seminarphase des Projektes Virtuelle naturwissenschaft lich technische Labore im Internet entstanden Sie besch ftigt sich mit dem objektorientierten Softwareentwurf mit der Unified Modeling Language UML die zur Modellierung eines Software Werkzeuges eingesetzt wer den soll 41 42 KAPITEL 5 OO SOFT
180. n Grundlage f r die neue Sprache Schlie lich entschied man sich f r das Dateiformat Open Inventor von Silicon Graphics Inc Dieses bildete dann auch den Kern der ersten Sprachversion Auf der zweiten internationalen Konferenz ber das WWW stellten Tony Parisi und Gavin Bell SGI die Spezifikation von VRML 1 0 vor In der Folge wurden erste VRML Browser wie QvLib von SGI selbst und VRML Builder entwickelt 7 3 2 Der Weg zum ISO Standard Im August 1995 wurde w hrend der SIGGRAPH 95 ffentlich zur Mitarbeit an der n chsten Version von VRML aufgerufen Zwei Wochen nach der Messe gr ndete sich die VRML Architecture Group die sich vorrangig mit der Forcierung des Standardisierungsprozesses von VRML besch ftigte Neben Marc Pesce Tony Parisi und Gavin Bell geh rten f nf weitere technische Experten zur VAG unter ihnen Rick Carrey Die VAG rief im Januar 1995 zur Abgabe von Vorschl gen f r VRML 2 0 auf Es kamen Beitr ge von Apple Microsoft IBM Japan der GMD und SGI Letzterer wurde nach einer Abstimmung im Internet im M rz 1996 ausgew hlt Der programmatische Titel Moving Worlds weist auf eine der wichtigsten Neuerungen neben der Interaktion gegen ber VRML 1 0 hin die Animation von Objekten Im August 1996 wurde die Spezifikation von VRML 2 0 abgeschlossen und w hrend der SIG GRAPH 96 vorgestellt Gleichzeitig wurde die Gr ndung des VRML Konsortiums dem der Begriff VRML und die Spezifikation geh rt bek
181. n k nnen W hrend man bei Verbindungen zwischen Klassen von Assoziationen spricht werden Be ziehungen zwischen Objekten dieser Klassen Objektverbindungen oder engl link genannt In der UML wird durch eine Verbindungslinie zwischen den beteiligten Klassen oder Objekten diese Beziehungen verdeutlicht An den jeweiligen Enden wird die Multiplizit t die die Anzahl der jeweils verbundenen 5 3 GRUNDBEGRIFFE DER OBJEKTORIENTIERUNG 45 Objekte angibt notiert Des weiteren erh lt die Verbindung einen sprechenden Bezeichner der mit einem kleinen leserichtungsangebenden Pfeil versehen ist und das Verh ltnis zwischen den Objekten beschreibt Neben ungerichteten Verbindungen k nnen auch gerichtete verwendet werden wenn ein Teilobjekt nicht wissen mu wer es benutzt Die Aggregation stellt eine spezielle Form der Assoziation dar Sie verdeutlicht sogenannte Hat Beziehungen also die Zusammensetzung eines Objektes aus mehreren Einzelteilen In diesem Zusammenhang spricht man auch von Teile Ganzes Hierarchie Gekennzeichnet wird eine solche Beziehung in der UML durch eine Raute am Vebindungsende auf der Seite des Ganzen Sind die Teile des Ganzen von der Existenz des Ganzen abh ngig so liegt eine Komposition vor In diesem Fall werden alle Teile gel scht sobald auch das Ganze gel scht wird Es ist deshalb nicht m glich da ein Teilobjekt existenzabh ngig von verschie denen Aggregaten ist Bei der Komposition wird in der UML die Raute am
182. n sind drei Abstraktionsebenen zu unterscheiden e Es mu berlegt werden wie der Ablauf der Software Entwicklung beschrieben werden soll wel che Standard Proze elemente es gibt und wie ihr Zusammenwirken beschrieben werden soll Sol che berlegungen f hren zu einer Proze Architektur e Es mu das generelle Vorgehen bei der Entwicklung festgelegt werden Ergebnis hiervon ist das Proze Modell oder Vorgehensmodell e F r jedes zu entwickelnde Softwareprodukt wird ein Projektplan aufgestellt Verantwortlich f r die Korrektheit dieses Dokuments ist der Projektleiter Der Projektplan ist vom Proze Modell abh ngig 4 3 1 Aufbau von Projektpl nen Ein Projektplan ist eine Erweiterung des ausgew hlten Proze Modells Jeder Proze wird in zu erledi gende Aufgaben unterteilt Jede Aufgabe ist in sich abgeschlo en und kann innerhalb eines bestimmten zeitlichen Intervalls ausgef hrt werden F r jede Aufgabe sind festzulegen Name der Aufgabe Erforderliche Zeit zur Erledigung dieser Aufgabe e Zuordnung von Personal und Betriebsmitteln die die Arbeit durchf hren e Kosten und Einnahmen die mit dem Vorgang der Aufgabe zusammenh ngen Es mu zun chst eine Aufwandsabsch tzung f r das Gesamtprojekt durchgef hrt werden das Er gebnis wird auf jeden Vorgang verteilt Anschlie end gilt es zu planen mit welchen Betriebsmitteln und welchem Personal die Aufgabe erf llt werden soll Ein Beispiel eines Projektplans ist in
183. n weiter detaillieren oder aber es stellt fest da sich durch die Belegung ein Widerspruch gebildet hat over constrained In diesem Fall begibt sich MOLGEN wieder in den heuristischen Zyklus und macht die Wahl r ckg ngig undo Die beiden Zyklen sind in Abbildung 11 4 dargestellt Least Commitment Cycle START _ Focus Resume New Steps Heuristic Cycle Abbildung 11 4 Least commitment und heuristic cycle im strategy space von MOLGEN 11 4 3 Das Experiment Eines der Ziele von Genexperimenten ist Bakterien fiir die Produktion eines Proteins zu nutzen Im vorgestellten Experiment nach Ste81b soll ein Bakterium modifiziert werden das ein bestimmtes Gen n mlich Ratten Insulin enth lt Dazu benutzt man einen Vektor der die berf hrung des Gens in das Bakterium erm glicht Danach wird das Bakterium vervielf ltigt um so eine Art Insulin Fabrik zu erhalten 11 4 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN 153 11 4 3 1 Erste Schritte Man gibt dem Programm nun vor da es einen Plan f r die Herstellung eines unbestimmten Bakteriums mit einem unbestimmten Vektor der das Gen Ratten Insulin enth lt entwickeln soll MOLGEN beginnt mit dem Operator Focus durch den einen Designschritt aufgestellt werden soll Als Designschritt wird Find Unusual Features verwendet MOLGEN versucht also einen Unterschied oder eine Besonderheit des Ziels zu finden und vergleicht das gew nschte Bakterium
184. n wer den die in eckigen Klammern geschrieben sind Diese m ssen nicht an den die Aktivit t verlassenden Transitionen stehen sondern k nnen in durch Rauten dargestellten Verzweigungspunkten ausgelagert sein 58 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML 5 5 1 7 Das Komponentendiagramm In Komponentendiagrammen s Abb 5 17 k nnen ben tigte Compiler und Laufzeit Abh ngigkeiten notiert werden Das Komponentendiagramm wird so zu einem Hilfsmittel f r das Konfigurationsmanage ment Es werden die Abh ngigkeiten zwischen den Softwarekomponenten genauer die Abh ngigkeiten zwischen Quellcode Bin rcodekomponenten und ausf hrbaren Programmen gezeigt Zum Teil existie ren diese Komponenenten nur zur bersetzungszeit andere nur zur Programmlaufzeit Komponenten k nnen zudem ber Schnittstellen verf gen Eine einzelne Komponente wird als Rechteck notiert An Datenbank lt gt Interface bt he as Kunden verwaltung lt gt User ee Interface Sa Abbildung 5 17 Komponentendiagramm der linken Seite befinden sich zwei weitere kleinere Rechtecke ber denen eine kleine Ellipse gezeichnet wird Neben dem Namen k nnen innerhalb der Komponente weitere Elemente Objekte Komponenten Knoten siehe Abschnitt 5 5 1 8 enthalten sein 5 5 1 8 Das Einsatzdiagramm Knoten Mit Einsatzdiagrammen s Abb 5 18 wird modelliert welche Komponen
185. nation der Protokollierung und der Konflikt behandlung sollen nun der Reihe nach beschrieben werden Low Level und High Level Koordination Als Low Level Koordination wird eine Erweiterung des in Abbildung 1 beschriebenen Kommunikations mechanismus verstanden Die Erweiterung besteht darin da der Empf nger die aus dem Objektzustand resultierende Information nicht nur wahrnimmt sondern selbst mit einer eigenen Aktion auf die Wahr nehmung des Objektzustands reagiert Ein sehr allgemeines Konzept zur Low Level Koordination stellen die sogenannten communicative acts dar Dies sind typisierte Kommunikationsobjekte die ihren Adressaten zu einer gewissen Aktion veran lassen wollen Typisiert bedeutet in diesem Zusammenhang da die Nachricht des Senders von einem gewissen Nachrichtentyp ist z B Information Anfrage Beschwerde Wird beispielsweise eine Nach richt vom Typ Anfrage verschickt so erwartet der Sender vom Empf nger der Nachricht da dieser ihm umgehend eine Antwort auf die gestellte Frage gibt Werden communicative acts im Hinblick auf ein spezielles Ziel zusammengefa t so entsteht ein Proto koll Ein Protokoll ist also eine Folge von genau definierten Kommunikations und Berechnungsschritten zur Erreichung eines Ziels Im Zusammenhang mit Protokollen spricht man auch von High Level Koor dination Um den Begriff der Protokolle zu veranschaulichen soll wieder unser Beispiel des Aktivit tenplans Ab bildung 4 aufgegri
186. nd dieser generiert daraufhin neue Werte z B Positionsdaten die an ein sichtbares Objekt geschickt werden 7 5 5 Mehrfachverwendung und Prototypen Durch die Verwendung von DEF und USE kann ein einmal definierter Knoten mehrfach instanziert werden DEF Fussball Shape geometry Sphere radius 0 5 Transform 88 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D knotenl knoten Route est ROUTE knotenl feldl changed TO knoten2 set feldz translation 3 0 5 children USE Fussball Auch die Erstellung von neuen komplexen Knotentypen ist m glich In der Definition von Prototy pen schlie t sich an die Felddeklaration die Beschreibung einer Mini Szene an die dann sp ter wie ein neuer Knotentyp benutzt werden kann PROTO prototypname eventIn ereignistyp ereignisname_neu eventOut ereignistyp ereignisname_neu xposedField feldtyp feldname_neu wert field feldtyp feldname_neu wert mini szene knoten prototypen routen Mit EXTERNPROTO kann auf Prototypen zugegriffen werden die in anderen VRML Dateien de finiert worden sind 7 5 6 Scripting Mittels Scripting werden die M glichkeiten komplexer Interaktionen erheblich erweitert Der Scripting Knoten kann e Ereignisse empfangen verarbeiten und versenden e Berechnungen durchf hren 7 5 HINTER DEN KULISSEN 89 e zustandsbeschreibende Werte speichern e Werte von SF Feldern in MF Felder ei
187. nde Arbeits abl ufe zuk nftig effizienter zu gestalten Eine Protokollierung kann hinsichtlich der Gr en Objekt Aktivit t und Teilnehmer durchgef hrt wer den Dabei sollte in einem Protokolleintrag festgehalten werden welcher Teilnehmer mit welcher Ak tivit t eine Zustand nderung eines Objekts herbeigef hrt hat Ein Protokolleintrag sollte zus tzlich mit einem Zeitstempel versehen werden Konfliktbehandlung Wenn Menschen zusammenarbeiten werden sich Konflikte nie ganz vermeiden lassen Ein Konflikt tritt dann auf wenn Teilziele nicht optimal aufeinander abgestimmt sind und so die Erreichung der Teilziele nicht vollst ndig der Erreichung des bergeordneten Kooperationsziels dienlich sind Mechanismen zur Konfliktbehandlung sind die Erkennung die Meldung und L sung von Konflikten W hrend von einem Werkzeug im allgemeinen erwartet wird da es Konflikte erkennt und meldet sollte es hinsichtlich der Aufl sung von Konflikten nur eine passive Rolle spielen In Bor95 wird darauf hingewiesen da es von den am Konflikt beteiligten Personen oft als rgernis empfunden wird wenn das Werkzeug Kon flikte selbst ndig und ohne ihre Beteiligung aufl st Stattdessen k nnen M glichkeiten zur Verf gung gestellt werden die es den Konfliktparteien gestatten den Konflikt selbst aufzul sen Zwei solcher Kon fliktaufl sungsstrategien werden als bargaining und forcing bezeichnet Beim bargaining verhalndeln die Gruppen so lange miteinan
188. nen verschie dener Variablen des Plans wieder Constraints werden insbesondere in MOLGEN verwendet Sie sind bereits ein spezielleres Planungs konzept werden in diesem Kapitel aber noch allgemein abgehandelt Im Kapitel 11 4 wird das Konzept veranschaulicht 11 3 3 1 Bedeutungen von Constraints Zum einen kann man constraints als Ausschlu regeln elimination rules betrachten Sie stellen eine Bedingung f r die Variablen dar und schr nken so die Menge der erlaubten Belegungen ein Zum Beispiel schr nkt die Aussage Das Seminar soll nicht aus dem Bereich Technische Informatik stammen die Menge der erlaubten Belegungen f r die Variable Seminar bereits ein Man hat nun nur noch sechs statt acht m gliche Seminare Zum anderen bieten constraints eine Teilbeschreibung der Variablen partial description Im least commitment Ansatz werden Entscheidungen ber tats chliche Belegungen m glichst lange aufgescho ben Constraints bieten hier die M glichkeit Variablen noch nicht vollst ndig zu beschreiben d h zu instantiieren sondern zun chst nur teilweise zu beschreiben Der Plan wird also verfeinert kommt der L sung n her ohne da Variablen tats chlich belegt werden m ssen Die Beschreibung Das Seminar soll mit Multimedia zu tun haben verfeinert den Plan dadurch da die Variable Seminar schon sehr genau beschrieben ist aber trotzdem noch nicht instantiiert ist 11 4 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN 149 Au
189. nf gen oder extrahieren e Leistungen des VRML Browsers nutzen neue Knoten einf gen neue Szenen laden e TCP IP Kommunikation durchf hren z B f r Multi User Welten Die Einbindung eines Scripts erfolgt entweder inline im url Feld des Script Knotens oder als Verweis auf eine externe Datei Als m gliche Scriptsprachen kommen u a in Frage e JavaScript e Java C C e Perl e TCL e Visual Basic 7 5 7 Transformationen Jeder VRML Szene liegt ein dreidimensionales rechtshandiges cartesisches Koordinatensystem zugrun de Das wichtigste Element zur Plazierung von sichtbaren Objekten in diesem Raum ist der Transform Knoten Er erlaubt e Verschiebung Translation e Rotation e Skalierung Bei der Transformation eines Vektors V berechnet sich der neue Vektor als V V S R T Da es sich bei dem Transform Knoten um einen Gruppenknoten handelt ist auch eine hierarchische Staffelung m glich wobei die einzelnen Transformationen von innen nach au en ausgef hrt werden 7 5 8 Eine Mini Welt Zum Ende dieses Abschnittes soll noch eine einfache aber vollst ndige VRML Szene vorgestellt wer den Der VRML Quellcode sieht folgenderma en aus 90 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D VRML V2 0 ut 8 Group children DirectionalLight direction 0 0 1 Transform translation 2 0 1 children Shape geometry Sphere radius 2 0 appearance Appearance material Material diffuseColor 10 0
190. ng des Inhalts durch Zuh rer Welche Begriffe m ssen erkl rt werden Informationsgehalt der Aussagen berpr fen KAPITEL 2 ANMERKUNGEN ZUR VORTRAGSGESTALTUNG Teil I Multimedia Softwareentwicklung Kapitel 3 Multimedia Software Engineering 3 1 Zusammenfassung Autor Stefan Koopmann Dieser Artikel besch ftigt sich zun chst mit den Grundlagen des Software Engineerings Dabei werden Qualit tsmerkmale von Software und die g ngigsten Phasenmodelle zur Softwareentwicklung behandelt Anschlie end wird auf die charakteristischen Merkmale der Multimedia Softwareentwicklung eingegan gen und eine m gliche Vorgehensweise zur Herstellung von Multimedia Software vorgestellt Im letzten Kapitel geht es um die Einf hrung verschiedener Multimedia Autorensysteme die in der letzten Zeit stark an Bedeutung zugenommen haben 3 2 Einleitung Der Begriff Multimedia ist seit ein paar Jahren in aller Munde Begr ndet ist dies durch die neuen M glichkeiten die Multimedia im Bereich des elektronischen Publizierens mit sich bringt Informa tionen k nnen mit Bildern Audios oder Videos angereichert und so besser vermittelt werden Neben den offensichtlichen Vorteilen von Multimedia ist allerdings auch ein gewisses Umdenken in der Er stellung dieser Softwareprodukte notwendig Die seit den 60er Jahren entwickelten klassischen Pha senmodelle lassen aufgrund der besonderen Charakteristiken der Multimedia Software Produktion nicht ohn
191. ng des Werkzeugs erleichtern es kann die Aktionen des Benutzers berwachen und im Fehlerfalle eingreifen es kann Vorschl ge f r Benutzeraktionen machen oder es kann den Benutzer hinsichtlich seiner Aktionen stark steuern Entscheidungskompetenz betrifft im Gegensatz zur F hrung nicht die Suche nach sondern das F llen von Koordinationsentscheidungen Koordinationsgegenstand beschreibt welche Klassen von Objekten Gegenstand der Koordination sein k nnen Anzahl Benutzer beschreibt wieviele verschiedene Benutzer direkt mit dem Werkzeug arbeiten k nnen Die Auspr gung n bedeutet da eine festgelegte Anzahl von Personen mit dem Werkzeug arbei ten w hrend bei einer 1 Auspr gung eine beliebige Anzahl von Personen das Werkzeug nutzt Rollen unterscheidet ob Benutzern mit dem Werkzeug unterschiedliche Rollen zugeordnet werden oder nicht Die folgenden beiden Kriterien sind nur von Belang wenn Rollen verwendet werden Rollenbezug Rollen k nnen sowohl objektrelevant aufgabenrelevant verschiedene Aufgaben die ei nem Subjekt zugewiesen werden als auch teamrelevant das Verh ltnis der Subjekte untereinander bescheibend sein In einem System k nnen mehrere dieser Rollentypen gleichzeitig auftreten Die Auspr gungen dieses Kriteriums sind also beliebige Kombinationen der Rollentypen Rollenzuordnung Rollen k nnen den Benutzern fest zugeordnet werden oder dynamisch w hrend der Interaktion mit dem Werkzeug vergeben
192. ng von Multimedia Produktionen zu bertragen kommt man zu dem Ergebnis da das reine Software Life Cycle Modell wegen der Bedeu tung der Benutzerschnittstellengestaltung nicht anwendbar ist Auch die Verwendung des prototypischen Ansatzes wird wegen eventueller Einbeziehung von Fremdfirmen als wenig sinnvoll angesehen Da die Risikoanalysen in jedem Zyklus des Spiralmodells als zu aufwendig angesehen werden um eine wirt schaftliche Produktion zu gew hrleisten wird auch dieses Modell abgelehnt Einige Autoren haben des halb eigene Modelle entwickelt die auf den klassischen Modellen basieren dabei aber auf die speziellen Anforderungen der Multmedia Produktion eingehen Bol97a 3 4 2 Vorgehensweise bei der Erstellung von Multimedia Softwareprodukten Nachfolgend wird eine m gliche Vorgehensweise f r die Erstellung von Multimedia Softwareproduk ten vorgestellt Der Entwicklungsproze wurde dabei in drei Phasen Pre Production Production Post Production gegliedert Hergeleitet wurde dieser Ansatz aus Bur93 und Su95 e Pre Production Zun chst einmal m ssen sich Auftraggeber und Softwareentwickler zusammensetzen um die Zie le des Projekts schriftlich zu fixieren An diesen ersten Sitzungen nehmen etwa vier bis acht Per sonen teil je die H lfte von Auftraggeber und Entwicklerseite Der Umfang des Schriftst ckes kann von ein paar Schlagzeilen bis hin zu mehreren Seiten Text sehr verschieden sein Entschei dend ist auf
193. ngezeigt wird So ist es z B m glich auf dem Display des Notebooks ein rotie rendes Logo zu zeigen Allerdings sollte dann f r jede Ansicht in der das Display zu sehen ist eine entsprechende Animation eingef gt werden Allerdings wirkt das Abspielen eines VR Objekts mit Ani mation etwas ruckelig Entweder ist die Animation abgehackt weil der Abspieler so eingestellt ist da bei Mausbewegung das Objekt sofort weitergdreht wird Oder die Bewegung hakt da eine Animation zuerst zu Ende gezeigt wird bevor das Objekt weiterbewegt wird 8 7 Erstellen von QTVR Szenen 8 7 1 Der Scene Maker Eine QTVR Szene besteht aus einer Menge von Knoten nodes wie z B Panoramen Objekten oder anderen Medien Diese Knoten werden im Scene Maker auf einer sogenannten map quasi einem Grundri der Szene gesetzt Hierbei kann man vier verschiedene Typen von Knoten setzen jeweils einen f r e QTVR Panoramen e QTVR Objekte e URLs also Webseiten e Blobs ein Sammelbegriff f r alle brigen Arten von Medien Diese Knoten k nnen dann untereinander durch links verkn pft werden Bei Panoramen und Objekten k nnen diese Verkn pfungen in beide Richtungen f hren so da man auch wieder zur ckkehren kann Bei URLs und Blobs ist dies nicht m glich Die Navigation innerhalb einer QTVR Szene erfolgt dann ber sogenannte hot spots die in die Pan oramen der Szene eingef gt werden Die hot spots bezeichnen Fl chen innerhalb der
194. niverselles kommunikationsunterst tzen des Werkzeug diese im morphologischen Kasten dargestellten Auspr gungen von Kommunikationsbe ziehungen komplett abdecken 9 5 2 Anforderungen an die Koordinationsunterst tzung Die im vorigen Kapitel beschriebenen Mechanismen zur Koordination sollten so allgemein unterst tzt werden da beliebige Koordinationswerkzeuge spezifiziert und verwendet werden k n nen Insbesonde re sollten beliebige Protokolle erstellbar sein und Grundmechanismen zur Konfliktbehandlung angeboten werden Die im morphologischen Kasten zur Koordination Abbildung 5 dargestellten m glichen Auspr gungen von Koordination sollten m glichst komplett abgedeckt werden Das Werkzeug sollte die koordinierten Aktivit ten selbst ndig berwachen k nnen Hierzu m ssen fle xible Mechanismen zur Interaktion zwischen Koordination und Aktivit ten bereitgestellt werden Es sollte von einem universellen Werkzeug eine Protokollierung durchgef hrt werden um Koordinati onsentscheidungen bei Bedarf nachfollziehen zu k nnen Das Werkzeug sollte ferner das Zur cksetzen von Koordinationsentscheidungen und Aktivit ten unterst tzen 9 5 3 Anforderungen an die Kooperationsunterstiitzung Ein universelles Werkzeug sollte die im vorigen Kapitel genannten Konzepte der kooperativen Datenver waltung ber cksichtigen Bei der Teamverwaltung sollte es insbesondere m glich sein auch dynamisch ver nderliche Teams zu verwalten Zus tzlich zu
195. nsamen Arbeitsbereichs Shared Workspace angef hrt werden Die Benutzer haben dabei Zugriff auf die Objekte die sich im Sha red Workspace befinden und k nnen diese manipulieren Dabei wird jede Zustands nderung die ein Benutzer an einem Objekt herbeigef hrt hat sofort auch bei allen anderen Teilnehmern sichtbar Die Aufgabe des Werkzeugs ist es dabei gleichzeitige Zugriffe der Benutzer zu synchronisieren Es mu zus tzlich Kooperationsfunktionen hinsichtlich der Teamverwaltung anbieten um z B festzulegen wer welche Operationen auf Objekten durchf hren darf 9 5 Anforderungen an ein universelles Werkzeug Im vorigen Kapitel wurden Aspekte von Kommunikations Koordinations und Kooperationswerkzeu gen besprochen Nun soll es darum gehen aus den besprochenen Konzepten Anforderungen an ein 9 6 FAZIT F R DIE PROJEKTGRUPPE 123 universell einsetzbares kooperationsunterst tzendes Werkzeug abzuleiten Hierzu werden der Reihe nach die Anforderungen an die Kommunikations die Koordinations und die Kooperationsunterst tzung eines universellen Werkzeugs vorgestellt Wiederum sind die Ausf hrungen aus Bur94 bernommen 9 5 1 Anforderungen an die Kommunikationsunterst tzung Die Sichtbarkeit von Kommunikationsobjekten und Kommunikationsvorg ngen mu flexibel spezifi zierbar sein Da sich anhand der in Abbildung 2 angegebenen Kriterien und Auspr gungen alle denkba ren Kommunikationswerkzeuge einordnen lassen sollte ein u
196. nschaftlern benutzt werden kann Also m en wir uns mit den Fragen befassen Was Kennzeichnet Lernsoftware und Was mu man beim Entwurf von Lernsoftware be achten Die Didaktik ist die Wissenschaft die erkl rt wie gelernt wird Deswegen besch ftigt sich diese Arbeit mit einigen Konzepten der Didaktik Dar ber hinaus bietet uns der Computer M glichkeiten die man beim konventionellen Lernen nicht hat Beispielsweise kann man Hypertext Multimedia und Inter aktivit t zur Pr sentation der Lerninhalte verwenden Au erdem kann man sich die Vorteile des WWW wie Unabh ngigkeit von Zeit und Ort zu Nutze machen Im folgenden Kapitel wird dargestellt was Lernsoftware leisten kann und leisten sollte Es wird zun chst erl utert was sich hinter den Begriffen Multimedia Hypertext und Hypermedia versteckt An 125 126 KAPITEL 10 LEHR LERNS YSTEME schlie end werden einige Lernkonzepte und Lernformen vorgestellt Diese sollen Antworten auf die Fra ge geben wie man lernt Dar ber hinaus werden verschiedene Begriffe aus dem Bereich der Lernsoft ware vorgestellt Im n chsten Kapitel werden dann Gestaltungshinweise f r Lernsoftware hinsichtlich Interaktivit t Hypermedia und Adaptivit t betrachtet Diese Eigenschaften bieten gro e M glichkei ten allerdings bedingen sie auch einige Probleme deren L sungen ebenfalls in diesen Kapiteln skizziert werden sollen 10 3 Definition von Lernsoftware 10 3 1 Multimedia F r
197. ntfernung des Betrach ter aus Als letztes kann dann die resultierende Farbe f r jedes einzelne Pixel berechnet werden Im weiteren werden die grundlegenden Methoden des Renderns dargestellt 6 9 1 Wireframe Drahtgitter Diese Art des Renderns wird meistens nur im Konstruktions Modus verwendet Es werden nur die Poly gonnetze der Objekte aus der Sicht des Betrachters berechnet und angezeigt 6 9 2 Hidden line Rendering Ermittlung sichtbarer Fl chen Dieses Renderingverfahren gleicht dem Wireframe Es wird jedoch berechnet welche Fl chen vom Be trachter aus sichtbar sind Nur diese werden dann angezeigt 6 9 3 Flat Shading Flat Shading ist die einfachste und schnellste Art der Schattierung Auch dieses Verfahren wird teil weise beim Konstruieren verwendet um einen genaueren berblick der Szene zu bekommen Polygone und Facetten sind noch deutlich zu erkennen Jedem Polygon einer Fl che wird nur eine einzige Farbe zugewiesen Transparenz Reflexion und Texturen werden nicht berechnet oder angezeigt 6 9 4 Gouraud Shading Das Gouraud Shading geht einen Schritt weiter als das Flat Shading Die Ecken der Polygone werden zum Zentrum des Polygons hin interpoliert was zu einer Unsch rfe der Objekte f hrt Es kann bei Objekten die animiert werden und im Raum fliegen verwendet werden 74 KAPITEL 6 3D MODELLIERUNG 6 9 5 Phong Shading Das Phong Shading Verfahren berechnet die Schattierung jedes einzelnen Pixels und legt d
198. o k nnte man einen Gegenstand mittels einer Kamerafahrt um diesen herum zeigen Doch es w re f r den Anwender sch ner wenn er sich selbst innerhalb des Raumes drehen oder den Gegenstand selbst ndig hin und herdrehen k nnte Genau dies ist mit Quick Time VR m glich 8 3 QuickTime VR Es gibt grunds tzlich zwei verschiedene Typen von Quick Time VR Filmen e Panoramen und e Objekte Ein Panorama stellt normalerweise eine 360 Grad Ansicht von einem Punkt aus dar In einigen F llen decken die Panoramen auch nur einen geringeren Bereich z B nur 180 Grad ab Mit Hilfe der Maus kann sich der Anwender innerhalb dieses Panoramas frei nach links und rechts drehen oftmals kann er auch noch vertikal nach oben oder nach unten schwenken Zus tzlich besteht die M glichkeit durch Ta stendruck zu zoomen wobei der gerade angezeigte Ausschnitt des Panoramas auf Pixelbasis vergr ert oder verkleinert wird Ein Objekt ist ein dreidimensionaler Gegenstand den der Anwender per Maus drehen und sich so in den meisten F llen von allen Seiten betrachten Kann Auch hier besteht wieder die M glichkeit das Objekt zu vergr ern oder zu verkleinern Diese beiden Arten von Quick Time VR Filmen lassen sich zu Szenen zusammenfassen in die auch an dere Medien integriert werden k nnen Eine Szene besteht dabei aus einem Panorama das im Gegensatz zu einem einfachen Panorama interaktive Stellen sogenannte hot spots beinhaltet die mit anderen Me
199. oftware Sof aufgef hrt Die VRML Szenen k nnen hier in HTML Seiten mittels des EMBED Tags eingebun den werden Es gibt verschiedene Konfigurationsm glichkeiten zur Anpassung an die Leistungsf higkeit des Rechners So k nnen die Objekte beispielsweise nur als Wireframe dargestellt oder die Qualit t der Texturen kann heruntergesetzt werden Am unteren Fensterrand befindet sich das sogenannte Dash board mit verschiedenen Schaltfl chen zur Navigation in der Szene ber das Dashboard kann au er dem eine Hilfe im HTML Format sowie ein preferences Dialog aufgerufen werden Die m re ee ni 0g e Bee Be Frm Dibad Piyar 20 a su Abbildung 7 4 Cosmo Player 2 0 Screenshot 92 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D 7 7 VRML Authoring 7 7 1 Der Weg zur eigenen VRML Welt Die Erstellung von VRML Szenen kann auf vier Arten erfolgen e Mit einem Texteditor Dies ist jedoch nur f r Mini Szenen zu didaktischen Zwecken und zur Nachbearbeitung sinnvoll e Mit einem VRML Builder z B 3D Webmaster von Superscape VRML Editor von Rendersoft Community Space Conductor von Sony VRCreator von Platinum Cosmo Worlds von Cosmo Software Alle f hrenden Produkte sind inzwischen an VRML 2 0 angepa t e Mit Konvertierungstools die Quelldateien in anderen Formaten umsetzen z B vrmllto2 doom ToVrml2 MAX VRML Exporter e Als Exportfunktion von g ngigen 3D Grafiktools wie Cinema4D und 3DMax Die g ngige Vorgehensweise bei
200. onen passiv oder Soll das Programm f r den einzelnen Benutzer konfigurierbar sein Auch ist klarzustellen wie gro der Grad der Interaktion f r den Benutzer sein soll und in welcher Form die Interaktion erfolgen soll Am Ende der Entwurfsphase schlie lich soll ein Drehbuch Flowchart stehen das die Struktur des Systems veranschaulicht 3 4 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING 19 Ga m Is D A r ur end a nie KE dl LADA dir ran Zer PREU hat Tam A Ave rata Ei gb sh Laces sen Typ aaie Bis sp E PERA ial Therenaussahl Wariernis de Meetic csm rm Reg r ve rn Ke Varies Md a eil tte Irak wer gr eier Ta RE Thema Film A Erl uterung A Film B Fim G Enautenung C CCE COE CITE OA ma Abbildung 3 6 Beispiel f r ein Flowchart Die Abbildung 3 6 zeigt ein sehr einfaches Beispiel f r ein Flowchart und ist aus Dau95 ent nommen Eine charakteristische T tigkeit beim Erstellen von Multimedia Software ist die Me dienerstellung bzw Medienakquisition Dabei ist nat rlich zun chst zu berlegen was f r Videos Audios usw in das Softwareprodukt integriert werden sollen Jetzt kann man sich entweder daf r entscheiden bereits vorhandene Medien zu nutzen Medien selbst zu erstellen oder die Erstellung bei einer Fremdfirma in Auftrag zu geben Dabei sollte auch eine Kostenabsch tzung erfolgen Bei der Suche nach bereits vorhandenen Fotos k nnen z B Bildarchive im Internet
201. orme B Spline Kurve o o 66 Boolesche Differenz zweier Quader a E T 66 Extrusionn EE EE EE 67 SWEEPING A net o da rl ar ae Be God a Abt Gites N ae A Ee RN 67 L fting 2 sco hdi era ae es Bk Ee a ne ae ee A 67 Studio Beleuchtung 24 Me aa o en Den 71 Die 4T Ansicht is BERS Oe eS ee EEN EE ERS BE ES 72 Funktionsweise des Raytracings 74 Verkn pfung von HTML und VRML Dokumenten 80 Verschiedene Arten von Lichtquellen 2 2 2 2 oo onen 83 Lage im Koordinatensystem 90 Cosmo Player 2 0 Screenshot 91 Superscape 3D Webmaster Screenshot 22 2 2 mn oo oo e e 93 RenderSoft VRML Editor Screenshot 93 Ablauf beim Erstellen von QTVR Multi Media 97 Zusammenf gen von Einzelbildern zu einem Panoramabild 100 Kompressionsverfahren im berblick 105 Kommunikationsmechanismus ooa 113 Morphologischer Kasten Kommunikation 115 ABBILDUNGSVERZEICHNIS xi 9 3 9 4 9 5 9 6 10 1 10 2 10 3 11 1 11 2 11 3 11 4 11 5 11 6 11 7 11 8 11 9 Einordnung von Kommunikationswerkzeugen 116 Beispiel f r eine Aktivit tenplanung 117 Morphologischer Kasten Koordination 121 Einordnung von Koordinationswerkzeugen 2 2 Hmmm 122 Zeigef nktion dico Poy Pd gi aha a da riet en A a ala 134 Situierungsfunktion 134 Konstruktionsfunktion 135 Beispiel eines Plans f r den Erwerb eines Seminarscheins
202. otwendigen Qualifikation verf gbar sind und zum anderen m ssen daf r Rahmenbedingungen geschaffen werden da diese Spezialisten miteinander kom munizieren 4 5 1 Allgemeine Qualifikationen In der Software Technik sollte bei der Einstellung neuer Mitarbeiter auf einige allgemeine Qualifikatio nen geachtet werden e F higkeit zam Abstrahieren e Sprachliche und schriftliche Kommunikationsf higkeit e Teamf higkeit e Wille zum lebenslangen Lernen e Kreativit t e Hohe Belastbarkeit e Gute Englischkenntnisse e Schreibmaschinenkenntnisse 4 5 2 Aufgaben und Aktivit ten 4 5 2 1 Stellen besetzen Ein Software Manager mu sich bei der Auswahl seiner potentiellen Mitarbeiter von deren Qualifikatio nen und deren Erfahrungen berzeugen Es sollten jedoch noch weitere Faktoren beachtet werden e Motivation e Engagement e Selbst ndigkeit 4 5 PERSONAL 35 e Gruppenaffinit t e Intelligenz e Pers nlichkeit Schw chen auf einigen dieser Gebiete k nnen durch St rken auf anderen Gebieten wieder ausgegli chen werden Qualifizierte Mitarbeiter k nnen durch Neueinstellung aber auch durch Versetzung inner halb des eigenen Unternehmens gewonnen werden 4 5 2 2 Integration neuer Mitarbeiter Neue Mitarbeiter m ssen mit den Entwicklungsrichtlinien methoden und werkzeugen aber auch mit den anderen Mitarbeitern vertraut gemacht werden Der Manager eines Unternehmens ist in der Regel f r die Integration neuer Mitarbe
203. plex sind ist es fast unm glich daraus Aufgaben zu formulieren die im virtuellen Labor tats chlich bearbeitet werden k nnen Eine M glichkeit w re das Problem in mehrere Teilaufgaben zu zerlegen die ber einen l ngeren Zeitraum gestellt werden k nnen 10 3 4 Lernformen Eine Lernform ist die pragmatische Betrachtung der Ideen eines oder mehrerer Lernkonzepte Hier wer den drei Lernformen vorgestellt die bei der geschichtlichen Entwicklung der Lernsoftware Bedeutung hatten O1d98 Lernen anhand von Simulationen Simulationen sind vereinfachte dynamische Modelle von komplexen Prozessen Eine Simulation be steht zumeist aus einem Modell und einer Pr sentation des jeweiligen Modellzustands Lernende k nnen Parameter konfigurieren oder direkt manipulativ eingreifen und somit spielerisch mit Situationen oder Vorg ngen aus der Realwelt umgehen Allerdings besteht die Gefahr da Lernende kritische Konfigura tionen nicht identifizieren k nnen und daher gar nicht ausprobieren Es w re von Vorteil Simulationen vorzukonfigurieren wobei Lernende nicht gezwungen werden d rfen vorgefertigte Konfigurationen der Reihe nach zu betrachten Es erscheint f r die virtuellen Labore sinnvoll vor allem diese Lernform zu verwenden Experimente verschiedener naturwissenschaftlicher Disziplinen werden simuliert wobei die Konzepte Handelndes Lernen und Entdeckendes Lernen besondere Beachtung finden werden 130 KAPITEL 10 LEHR LERNS Y
204. ponenten und Test und Verifikation Test des Entwurfs f gt Integration und AN Integrationstest Y Abnahme Planung der Installation Test Entwicklung und Validierung des n chsten Phasen Produkts der n chsten Stufe Abbildung 3 5 Das Spiral Modell Das Spiral Modell vgl Abbildung 3 5 stellt eine Kombination bereits behandelter Vorgehensmo delle dar Die Radien geben den bis zu einem bestimmten Zeitpunkt vollbrachten Gesamtaufwand an w hrend die Winkel den Projektfortschritt innerhalb der einzelnen Phasen die immer in der Fertig stellung eines Prototyps m nden anzeigen Jeder dieser Spiralenzyklen beginnt mit der Festlegung der Anforderungen denen das Zwischen Produkt gen gen mu sowie mit berlegungen wie dieses Ziel am besten erreicht werden kann Anschlie end sollen Risikoquellen und Unklarheiten der verschiedenen L sungsans tze gefunden und mit Hilfe von Prototyping behandelt werden In der Validierungsphase setzen sich alle beteiligten Personen zusammen und besprechen das in dem jeweiligem Zyklus Erreichte sowie die Ziele f r den n chsten Zyklus Dieser Zyklus setzt sich dann in dieser Form weiter fort Dieses Modell ist sowohl auf die Erstellung als auch auf die Wartung von Software anwendbar 3 4 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING 17 3 4 Multimedia Software Engineering 3 4 1 Charakteristische Merkmale der Multimedia Softwareentwicklung Die beschriebenen Modelle zur Softwareentwicklung lassen sich nach
205. r ein mo torisiert betriebenes Gestell M chte man ein Objekt fotografieren das vertikal nur in einem Blickwinkel betrachtet werden soll reicht es aus den Gegenstand auf einem Drehteller zu plazieren und die Kamera auf ein Stativ zu stellen Soll der Gegenstand auch aus anderen Winkeln betrachtet werden k nnen mu er drehbar auf einem Halter angebracht und die Kamera an einem Schwenkarm befestigt werden Man geht bei der Aufnahme dann so vor da f r eine Kameraposition eine komplette Objektdrehung aufge nommen wird bevor die Kamera weiterbewegt wird Der verwendete Objekthalter sollte m glichst klein sein damit er im sp teren VR Objektfilm nicht auff llt Es ist au erdem ratsam einen neutralen Hinter grund zu benutzen da dadurch dem Betrachter eher der Eindruck vermittelt wird das Objekt wirklich in H nden zu halten und zu drehen anstatt drumherum zu laufen Ein h ufiges Problem bei QTVR Objekten ist da das Objekt im Film attert also hin und herspringt da es in den Einzelbildern eine leicht unterschiedliche Position hat Diese Unterschiede ergeben sich auch wenn man sich bei den Aufnahmen die gr te M he gegeben hat da sie meist erst beim Digitali sieren der Fotos entstehen Verhindern kann man dies indem man in die Aufnahmen ein Referenzobjekt einf gt das sich von Bild zu Bild nicht bewegt Dann kann man nach dem Digitalisieren mittels einer geeigneten Software z B Adobe After Effects die Einzelbilder ausrichten un
206. r nur den n chsten Schritt abrufen und anschauen Eigene Gedanken zum L sungsweg kann er sich mu er sich aber nicht machen da diese dem Programm nicht mitgeteilt werden K nnen Es existiert somit keine Schnittstelle Es ist bei diesem Ansatz auch unwichtig ob man dem Anwender zun chst einen abstrakten Plan oder den Detailplan zeigt Der abstrakte Plan w re allerdings p dagogisch sinnvoller da die Vorgehensweise 158 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN Vorgabe Abstrakter Plan Abbildung 11 10 Ans tze f r die Simulation eines Labors Zwischen Freiheit und Vorgabe abstrakter Planung und Details der menschlichen angepa ter w re vergleiche das Einleitungskapitel R umt man dem Anwender gr ere Freiheiten ein k nnte man ihm eine virtuelle Laborumgebung pr sentieren die nur konkrete Objekte enth lt Der Anwender m te sich selbst einen geeignete abstrak ten Plan berlegen der von dem Programm nicht berpr ft w rde Der Anwender m te von Beginn an mit konkreten Objekte arbeiten Es bliebe seinem Verstand berlassen ob er den abstrakten Plan umset zen kann Das Programm kann ihn dabei entweder v llig alleine lassen und nur das erreichte Ergebnis mit dem gew nschten Ziel vergleichen Es konnte dem Anwender aber in einer Stocksituation auch eine Hilfe anbieten Bei dieser w ren verschiedene Auspr gungen denkbar Die M glichkeiten reichen von einer reinen L sungsvorgabe bis hin zu einer konte
207. r sich in einen Pfeil nach rechts und das Objekt dreht sich nach rechts wenn jetzt der Mausknopf gedr ckt wird Dieser Typ von QTVR Objekt sollte vor allem dann verwendet werden wenn der gezeigte Gegenstand real so gro ist da es unrealistisch w re ihn anzufassen und zu drehen z B bei einem Auto oder Flugzeug e Absolute Bei diesem Typ kann der gezeigte Gegenstand nicht mit der Maus gedreht werden Statt dessen werden unterschiedliche Ansichten gezeigt je nachdem wo im Abspielfenster der Anwender klickt Jeden dieser Objekttypen kann der Anwender um einen zweiten Viewstate also einen zweiten Zustand erweitern Dies w re z B bei einem Notebook das sonst aufgeklappt gezeigt wird eine Ansicht in ge schlossenem Zustand Dieser zweite Viewstate mu in den Winkeln der einzelnen Ansichten sowie in deren Anzahl dem Ersten entsprechen Beim Abspielen kann der Anwender durch Dr cken des Maus knopfes zwischen den beiden Ansichten umschalten Leider dient der Mausknopf auch zum Greifen des Gegenstandes so da ein Zustand nur w hrend der Bewegung der andere nur im Stehen zu sehen ist Hier w re es besser zwischen den Ansichten durch Tastendruck umschalten zu k nnen 8 7 ERSTELLEN VON QTVR SZENEN 103 Eine weitere M glichkeit bei der Erzeugung von Objekten ist das Einf gen einer Animation Dabei werden f r eine einzelne Ansicht mehrere Bilder eingef gt die sp ter hintereinander abgespielt werden wenn diese Ansicht a
208. ractal Design Diese Software eignet sich besonders gut f r das Erstellen von Comics da es als einziges gro es 3D Programm einen Renderer enth lt der keine photorealistische Bilder erzeugt sondern Tuschezeichnun gen Kohlestriche und abstrakte Kunstwerke Physikalische Effekte wie Kr fte Reibung und unelastische St e setzt die Software in Bewegungsabl ufe um Es stehen gen gend Effektfilter f r Lichtkegel ani mierte Rauchschwaden Blendenflecken und Tiefenunsch rfe zur Verf gung Der Raytracer kann weiche Schatten berechnen Font ne Flammen Wolken und Nebelschwaden lassen sich an miert darstellen Nachteil Der Renderer arbeitet u erst langsam s Lov97a Diese Liste ist zweifelsohne nicht vollst ndig Es gibt viele weitere 3D Modellierungssoftware die von ihrer Leistung her sicher auch erw hnt werden k nnten z B Soffimage LightWave Hier soll aber nur aufgezeigt werden da jedes Programm besondere St rken und Schw chen auffweist und je nach Einsatz Gebiet der 3D Modellierung zum Einsatz kommen K nnen 6 10 9 Persistance of Vision POVRay Es gibt mehrere Gr nde warum gerade dieser Raytracer gesondert erw hnt wird Erstens ist POVRay und der Quellcode frei verf gbar zweitens ist die Handhabung eine ganz andere als bei den o g Pro grammen und drittens liefert auch dieser Raytracer sehr brauchbare Ergebnisse POVRay arbeitet mit einer Szenenbeschreibungssprache Die Beschreibung wird in einer Textdatei
209. rantwortlichkeiten einer Klasse ben tigt werden Eingesetzt werden die CRC Karten vor allem zur Strukturierung und Detaillierung der Begriffe aus dem Anwendungsbereich Jeder Anwendungsfall wird so nach Klassen durchgearbeitet und es entsteht eine Klassensammlung die auf CRC Karten notiert wird Anschlie end dienen diese Karten als Diskussionsgrundlage innerhalb der CRC Workshops in denen durch zum Teil unterschiedliche Ansichten ber die Anwendungswelt neue Klassen Verbindlich keiten oder Beteiligte identifiziert werden oder sich als berfl ssig herausstellen Mind Maps hingegen stellen vor allem dem Analytiker eine gute M glichkeit bereit f r sich selbst Skizzen der beobachteten gelernten oder erfragten Abl ufe innerhalb der Anwendungswelt zu machen Die Technik die die kreativen M glichkeiten des menschlichen Gehirnes aktivieren soll wird z B in Bey93 n her beschrieben 5 4 3 Design In der Design Phase mu ein abstraktes Modell aus den Begriffen Sachverhalten und Vorg ngen der Anwendungswelt erschaffen werden Dieses Modell das den in der Analyse Phase erkannten Anforde rungen gerecht werden mu dient dann als Vorlage f r die zu implementierende Software Zudem ist auf leichte nderbarkeit des Modelles zu achten da eine nderung in den Anforderungen im Modell leicht nachvollziehbar sein soll Das entstehende Modell enth lt e Basiselemente z B Klassen Objekte Attribute Operationen bzw Methoden Zusicherun
210. ren zu m ssen kann der Benutzter intuitiv mit bildlichen Repr sentanten Icons interagieren Bekanntestes Beispiel ist die Schreibtisch Metapher die f r viele Oberfl chen verwendet wird Dort kann man mit elektronischen Dokumenten genauso wie mit Papierdokumenten im B ro um gehen F r den Umgang mit Hypermediadokumenten ist h ufig der R ckgriff auf die Buchmetapher festzustellen H ufig orientieren sich Interaktionsmetaphern an vertrauten Handlungen und Prozessen im physika lischen Raum wie z B das Durchwandern eines Hauses oder der Einkauf in einem Warenhaus Kritiker allerdings bezweifeln da man die menschliche Raumorientierung auf die Navigation in einem seman tischen Hypermedia Raum bertragen kann Lernende entwickeln nicht auf jeden Fall globale Pl ne f r die Interaktion aufgrund derer sie eine Route im Hypermedia Raum aufstellen Viele Aktionen werden erst als Reaktion auf Hinweisreize in einem bestimmten Kontext ausgef hrt Der Hauptkritikpunkt da r umliche Darstellungen den Bildschirm berladen und in ihrer Komple xit t den Lerner berfordern hat zu einer Entwicklung neuer Interaktionsmetaphern gef hrt die sich an der zeitlichen Dimension erz hlender narrativer und dramatischer Ausdrucksformen orientieren Die klassischen Kunstformen der Erz hlung und des Theaters mit ihren gegliederten spannungsrei chen Abl ufen werden dabei bewu t als Vorbild genommen und metaphorisch auf die Navigation in 10 4 GESTA
211. rgleich durchgef hrt um den Stand der Entwicklung berblicken zu k nnen 4 2 Einleitung Wesentliche Ziele des Software Projektmanagements bestehen darin die Kosten welche bei der Erstel lung der Software anfallen zu minimieren und au erdem die vom Kunden geforderte oder f r den Markt erforderliche Qualit t der Software zu sichern Indirekt beinhaltet das nat rlich auch das Ziel die Pro duktivit t zu erh hen Die G te des Software Produktes ist auch von der Qualit t des Managements abh ngig Die F hrungskr fte haben daf r zu sorgen da diese Ziele durch die Mitarbeiter erreicht werden Dazu werden f nf Funktionen teilweise sequentiell durchlaufen es gibt aber auch gewisse Ver zahnungen zwischen den einzelnen Funktionen Planung Organisation Personalauswahl Leitung und schlie lich Kontrolle Auf diese Aufgabenbereiche wird im folgenden n her eingegangen 25 26 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION 4 3 Planung Planung ist ein systematisch methodischer Proze der Erkenntnis und L sung von Zukunftsproblemen nach Sch95 Es wird vor Beginn eines Projekts festgelegt auf welchem Wege mit welchen Schritten in welcher zeitlichen und sachlogischen Abfolge unter welchen Rahmenbedingungen und mit welchen Kosten und Terminen ein Ziel erreicht werden soll Die Planung mu sich allerdings dynamisch anpassen wenn sich die Entwicklung oder die Rahmenbedingungen ndern Bei der Planung von Software Entwicklunge
212. rphase der Projektgruppe wurden insgesamt 9 Vortr ge gehalten die die Teil nehmer der Projektgruppe organisatorisch und inhaltlich auf die Projektgruppe vorbereiten sollten Die schriftlichen Ausarbeitungen der Seminarvortr ge werden in diesem Bericht zusammengefa t Die Bei tr ge lassen sich dabei in drei Gruppen einteilen e Im Teil Multimedia Softwareentwicklung wurden die drei Vortr ge Multimedia Software Engineering Stefan Koopmann Projektmanagementg Mario Sachteleben Objektorientierte Softwareentiwcklung Thomas Aden gehalten e Im Teil Virtual Reality wurden die drei Vortr ge 3D Modellierung Wilko Heuten VRML Christian Wichmann Quicktime VR J rg Appel gehalten e Im Teil Elektronische Lehre wurden die drei Vortr ge 1 KAPITEL 1 EINLEITUNG Groupware Holger Schneider Lehr Lernsysteme Marco Lindner MolGen Tobias Kr ger gehalten Kapitel 2 Anmerkungen zur Vortragsgestaltung 2 1 2 1 1 2 1 2 Folien Drumherum Titelblatt mit Vortragsthema Referent Datum Veranstaltung Folie mit Gliederung des Vortrags einheitliches Layout evtl Rahmen zumindest Linien zur Gliederung der Folie Kopfzeile oder Fu zeile mit Thema des Vortrags Referent f r jede Folie eine berschrift Foliennumerierung und Gesamtzahl der Folien angeben Folie 5 20 Querformat keine bunt berladenden Folien keine Farben wo es nicht sinnvoll ist Orientierungshil
213. rt Es schl gt das abstrakte Sort vor Danach wird dieses in das konkrete Screen umgewandelt bei dem mit Hilfe eines Antibiotikums bestimmte Bakterien herausgefiltert werden Dieser Operator f hrt zu einer Formulierung zweier neuer Bedingungen Zum einen mu das Bakterium mit dem Vektor gegen das Antibiotikum resistent sein zum anderen darf das Bakterium ohne den speziellen Vektor nicht resistent sein An dieser Stelle tritt eine andere Eigenschaft bez glich Constraints hervor Contraint propagation Da die Variable Bakterium auch in fr heren Schritten schon verwendet wird bertr gt MOLGEN die erst am Schlu des Versuchs geforderte Eigenschaft auf einen fr heren Zeitpunkt In diesem Fall wird die Bedingung auf den Vektor der ganz am Anfang dazu bestimmt ist das Ratten Insulin zu tragen bertragen Er mu nun ein Gen f r die Resistenz des am Schlu verwendeten Antibiotikums tragen Die betragug der constraints ist in der Abbildung 11 9 schematisch dargestellt Die dritte Eigenschaft bez glich Constraints constraint satisfaction l t sich am Beispiel des Bakte riums und des Vektors die laut der ersten Bedingung biologisch kompatibel sein m ssen zeigen MOL GEN durchsucht einfach seine Wissensbasis nach Objekten die der Bedingung gen gen Es ber cksich tigt dabei alle Constraints die mit der jeweiligen Variable in Beziehung stehen Mit diesen m glichen Operationen kann MOLGEN den Plan zu Ende f hren Es f hrt neue Cons
214. rte Menge von ihnen zu einigen Dieses ergibt sich u U durch die Zusammenh nge mit der Codegenerierung von selbst 5 6 Abschlie ende Bemerkungen Die UML bietet eine Vielzahl von Diagrammtypen bei einem beachtlichen Detailreichtum Die Mo dellelemente lassen sich bei Bedarf in geeigneter Weise erweitern und miteinander verkn pfen so da das Verst ndnis und die Anwendung aller Notationselemente mit allen Facetten zun chst sehr schwierig sein d rfte Beschr nkt man sich jedoch auf die grundlegenden und unbedingt notwendigen Elemente mit jeweils entsprechendem Detailreichtum so sind durchaus schnelle berschaubare und f r die Praxis ausreichende Ergebnisse m glich Ein Vorteil der UML gegen ber anderen Notationen liegt in dem Um fang und der Erweiterbarkeit der Notation was die Verwendbarkeit f r nahezu alle Anwendungsbereiche sicherstellt F r die Modellierung mit der UML bietet sich die Nutzung von Software Tools an da die Vollst ndigkeit und Konsistenz eines komplexen Modells von Hand nur sehr schwer zu garantieren ist Im Rahmen der Projektgruppe kann die UML sehr gut genutzt werden da in einem iterativen Proze die 60 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML Modellierung eines allgemeinen Labores auf einem Niveau niedrigen Detailierungsgrades m glich ist Der Detailierungsgrad kann dann bei der Modellierung eines konkreten Labores erh ht werden so da ein entsprechendes Software Tool Teile der Codegenerierung erl
215. rtechnolo gie Folglich r ckte die Verbesserung der Programmiertechnologie immer mehr in den Vordergrund des Interesses Auf ersten Software Engineering Konferenzen Ende der 60er Jahre forderte man daher ei ne Wandlung von der Kunst des Programmierens hin zu einer ingenieurm igen Softwareherstellung Der Begriff Software Engineering wird von Sommerville wie folgt definiert Software Engineering befa t sich mit dem Bau von Softwaresystemen die nicht von einem Entwickler allein hergestellt wer den k nnen Software Engineering beruht auf der Anwendung ingenieurm iger Prinzipien und umfa t sowohl technische als auch nichttechnische Aspekte Pom93 3 3 2 Softwarequalit tsmerkmale und ihre Bedeutung Softwareprodukte sollen also durchaus nach ingenieurm igen Gesichtspunkten hergestellt werden Nun liegt die Frage nahe ob sich die Qualit t von Softwareprodukten ebenso messen l t wie die Qualit t anderer technischer Produkte Das ist leider nicht der Fall Trotzdem ist sich die Fachwelt weitgehend einig nach welchen Merkmalen die Qualit t von Softwareprodukten beurteilt werden kann vgl Abbil dung 3 1 Ein Programm ist korrekt wenn der Programmtext mit der Spezifikation des Programms berein stimmt Die Korrektheit spielt besonders da eine wichtige Rolle wo Programme in gro en Programm systemen eingebettet sind da ein nicht korrektes Programm auch zu einem nicht korrektem Programm system f hrt Ein Progra
216. rtificial Intelligence 16 1981 H Schmidt u a Der kreative Proze Screen Multimedia 1 95 11 95 1995 Superscape http www 3dwebmaster com Sigmar Olaf Tergan Information und Lernen mit Multimedia sammelwerk Hypertext und Hypermedia Konzeption Lernmoeglichkeiten Lernprobleme Beltz PsychologieVerlagsU nion 1997 VRML Konsortium http www vrml org 164 LITERATURVERZEICHNIS Wag94 Sean Wagstaff 3 D Starter Kit Hayden Books 1994 Wei97 Bernd Weidenmann Information und Lernen mit Multimedia sammelwerk Abbilder in Multimedia Anwendungen Beltz PsychologieVerlagsUnion 1997
217. rung in dieser Methode war die Einfiihrung der Use Cases Anwendungs f lle die das Zusammenwirken von Akteuren Personen andere Systeme in einem System beschreibt vgl Jac92 e OOSA Object Oriented Systems Analysis von Shlaer und Mellor Es werden im wesentlichen Zustands bergangsdiagramme und Datenflu diagramme zur Beschrei bung der statischen und dynamischen Teile des Systems eingesetzt vgl SS98 Anfang der 90er Jahre hatten sich die Methoden von Grady Booch und James Rumbaugh zu den be liebtesten entwickelt Die Zusammenarbeit von Booch und Rumbaugh ab 1995 f hrte dann zun chst zur Unified Method UM und sp ter unter Mitwirkung von Jacobson zur Unified Modeling Language UML Allerdings stellt die UML lediglich die Beschreibung einer einheitlichen Notation und die Defi nition eines Metamodells also eines formalen Modells mit dem sich Modelle entwickeln und erweitern lassen dar w hrend die Beschreibung einer Entwicklungsmethode ausgeklammert wird Eine Entschei dung f r eine dem zu entwickelnden System angepa te Methodik mu also stets gesondert getroffen werden Im folgenden wird eine in Oes97 beschriebene Methode erl utert die sich dem Autor nach in der Praxis bew hrt hat 5 4 1 Das Vorgehensmodell Die objektorientierte Enwicklung von Softwaresystemen l t sich durch ein iteratives und evolution res Vorgehensmodell beschreiben das durch eine Gliederung der Aktivit ten w hrend der Entwicklung und die Ver
218. s fill light wird verwendet um die Schatten die das key light wirft abzuschw chen Standardm ig ist es halb so stark wie das key light Das back light wird benutzt um die hinteren Kanten aufzuhellen und so den Kontrast zum dunklen Hintergrund zu verst rken Es wird hinter das zu beleuchtende Objekt plaziert und ist genauso stark wie das key light So ergibt sich eine Art Beleuchtungsdreieck s Abb 6 6 6 7 LICHT UND BELEUCHTUNG 71 Abbildung 6 6 Studio Beleuchtung 6 7 1 Beleuchtungsarten In der realen Welt gibt es verschiedene Arten von Licht Die h her entwickelten 3D Graphikprogramme versuchen diese Lichtarten nachzubilden Punktlicht Das Punktlicht ist das am h ufigsten vorkommende k nstliche Licht Das Licht wird von einem einzigen Punkt in alle Richtungen abgestrahlt Beispiel Gl hbirne Spotlicht Das Spotlicht wird ausgerichtet wie eine Kamera Es hat eine genaue Position im Raum und eine bestimmte Richtung Der Winkel des Lichtkegels kann variiert werden ambientes Licht Umgebungslicht Umgebungslicht ist besonders in nat rlichen Szenen wichtig Es ist das Licht das von der Sonne abgestrahlt und von berall reflektiert wird Die Lichtquelle l t sich nicht orten Distanzlicht diese Lichtquelle ist unendlich weit entfernt Die Lichtstrahlen treffen nahezu parallel auf die Szene auf So kann man beispielsweise das Sonnenlicht simulieren Au er den o g Lichtarten gibt es weitere Eigenschaften des Lichtes
219. sammenfassung von m glichen Attributwerten eines Objektes der Klasse Nicht jede nderung eines Attributwertes f hrt auch zu einer Zustands nderung Vielmehr wird soweit abstrahiert da nur die zu einem ge nderten Verhalten f hrenden nderungen zu einem neuen Zustand f hren Ein Zustandsdiagramm s Abb 5 15 zeigt eine Folge von Zust nden die ein Objekt innerhalb seiner Lebenszeit einnehmen kann Ferner werden alle Stimuli Ereignisse die zu einer Zustands nderung f hren gezeigt Stimuli k nnen an Bedingungen gekn pft sein Zustandsdiagramme in der UML basieren auf den von D Harel eingef hrten Statecharts Diese sind 5 5 DIE UNIFIED MODELING LANGUAGE UML 57 Zustandautomaten die um einige Komponenten erweitert wurden Detailierte Erl uterungen zur Syntax von Statecharts finden sich in Har87 setVisible TRUE ActivateWindow _ ActivatedWindow toFront d isInFront FALSE Onyaz p Say Osta Mig One Ue UpdatedWindow m setVisible TRUE Abbildung 5 15 Zustandsdiagramm 5 5 1 6 Das Aktivit tsdiagramm Ein Aktivit tsdiagramm s Abb 5 16 ist eine spezielle Form des Zustandsdiagrammes Sie stellt eine Mischung aus verschiedenen bisher bekannten Darstellungstechniken dar Grundlage waren u a Petri netze und Flu diagramme In einem Aktivit tsdiagramm sind berwiegend Aktivit ten enthalten Zust nde k nnen zur Kennzeichnung von Abh ngigkeiten hinzugef gt
220. sen e Problemanalyse und Planung In der Problemanalyse Phase soll zun chst einmal der Ist Zustand analysiert werden Es mu fest gestellt werden welche Arbeitsschritte durchgef hrt werden m ssen und welche Ressourcen daf r ben tigt werden Dabei ist zu beachten da die ben tigten technischen personellen finanziellen und zeitlichen Ressourcen nicht die tats chlich verf gbaren Ressourcen bersteigen Au erdem soll bereits ein Projektplan erstellt werden 3 3 SOFTWARE ENGINEERING 13 g Y Prob ematellung pava Anfarderuagen Ala F SSES 2 Betrieb und Warm Probleemanalyse Erdprogukt V Banutzerw nsche SyHiemiest Syslem speriikabon Pfiehtanhef Papena und Syatamapezitiation Dokumentalcaan Implementierung Satem ured u Kamponantan Kom pomanien tagi Enbar Dalarmodal Spshmarchi akir alpartmacio Ztrugta der Syaam icoraponemi n Abbildung 3 2 Das klassische Software Life Cycle Modell Systemspezifikation Die wichtigsten Aktivit ten der Spezifikationsphase sind die Erstellung der Anforderungsdefiniti on sowie deren Pr fung bez glich Vollst ndigkeit und Durchf hrbarkeit und die Erstellung eines genauen Projektplans System und Komponentenentwurf In dieser Phase werden die Systemkomponenten definiert und die Schnittstellen entworfen Als Ergebnis sollte dann ein logisches Datenmodell der Systemarchitektur die algorithmische Struktur der Systemkomponenten sow
221. senden von Nach richten erm glicht Antwort Eine von einer Nachricht gelieferte Antwort kann einen Namen haben der wiederum in ande ren Nachrichten als Argument verwendet werden kann Er kann der Name einer lokalen Variable oder eines Objektattributes sein Nachrichtenname Parameterliste Der Nachrichtenname entspricht i d R der Signatur einer gleich lautenden Operation die die Nachricht interpretiert 1 2 setsize x dx y dy Button 1 3 drawAllO 1 3 1 drawO 1 2 1 setSize ldx a dy 1 1 a getSizeO resize dx dy gt Dialog 1 2 2 setSize bdx bdy 1 3 2 draw Label Abbildung 5 13 Kollaborationsdiagramm In Kollaborationsdiagrammen k nnen Stereotypen vgl Abschnitt 5 5 2 vorkommen Einige von diesen beziehen sich auf die Lebenszeit von Objekten Mit lt new gt werden Objekte gekennzeichnet die inner halb des dargestellten Szenarios erzeugt werden lt destroyed gt hingegen bezeichnet Objekte die zerst rt werden und lt transient gt solche f r die beides gilt 56 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML Weitere Stereotypen verdeutlichen die Ursache f r Beziehungen zwischen Objekten die Grundlage f r den Nachrichtenaustausch sind Folgende sich selbst erkl rende Stereotypen kommen daf r in Frage lt association gt lt global gt lt local gt lt parameter gt lt self gt 5 5 1 4 Das Sequenzdiagramm Sequenzdiagramme s
222. sher eingef hrten Begriffe erfolgt wie auch die aller folgenden Elemente des OO Ansatzes in diesem Abschnitt in der UML Notation Klasse Objekt Attribute Attribute Methoden Methoden Abbildung 5 1 Klasse und Objekt in der UML Notation Wie in Abbildung 5 1 zu sehen unterscheidet sich die Notation von Klassen und Objekten nur durch den bei den Objekten unterstrichenen Namen im ersten Abschnitt innerhalb des Rechteckes Wie oben schon erw hnt sollen die Objekte ber Merkmale und ein Verhalten verf gen Dieses wird zum einen durch sogenannte Attribute und zum anderen durch Methoden modelliert Attribute stellen die Bestandteile ei ner Klasse bzw eines Objektes dar in denen Daten bzw Informationen gespeichert werden Methoden hingegen dienen der Manipulation Ausgabe Abfrage etc der Attribute Die Sichtbarkeit der Daten und Methoden d h wer auf sie zugreifen kann wird durch die Sichtbarkeitskennzeichen public f r alle sicht und nutzbar protected f r die Klasse selbst und ihre Unterklassen private nur f r die Klasse selbst angezeigt Zus tzlich ist in der UML die Angabe von Klassen Stereotypen Merkmalen Zusicherungen vgl Ab schnitt 5 5 2 Attribut Typen und Initialwerten m glich Es besteht jedoch kein Zwang in der UML Notation au er dem Namen weitere Angaben zu Klassen bzw Objekten zu machen dies h ngt vielmehr mit dem bisher erreichten Grad der Detaillierung zusammen 5
223. strakten Ebene auf und schieben die Betrachtung der Details auf Da nach versuchen sie Schritt f r Schritt die abstrahierten Elemente zu spezifizieren und zu instantiieren refinement um so zu einem konkreten Plan zu kommen Darin unterscheiden sie sich auch von nicht hierarchischen Planungsprogrammen Letztere versu chen sofort den Plan zu konkretisieren d h wenn ihnen eine Information fehlt versuchen sie diese sofort zu bestimmen und warten nicht bis vielleicht die Spezifizierung eines anderen Teils zur richtigen Spezifizierung der fehlenden Information f hrt Ein Beispiel f r hierarchische Planung w re analog zum Beispiel aus dem vorhergehenden Abschnitt Zun chst wird der abstrakte Vorgehensplan aufgestellt ohne da die zu lesende Literatur schon im ein zelnen bekannt w re Es handelt sich also noch um einen universellen Plan der prinzipiell auf jedes Seminar anzuwenden w re Erst sp ter wird dann die Literatur spezifiziert 11 3 3 Constraints Wie im Abschnitt 11 3 1 ber Systeme und ihre Zerlegung in Teilsysteme angesprochen sind die Teilsy steme im Normalfall voneinander abh ngig so da kein vollst ndig getrennter Entwurf der Teilsysteme bzw L sung der Teilprobleme erfolgen kann Dies bedeutet da man in hierarchischen Planungspro grammen ein Werkzeug verwenden mu das die Beziehungen zwischen den abstrakten Teilproblemen beschreibt Man formuliert dazu constraints Einschr nkung Zwang Sie geben die Relatio
224. sung werden Ressourcen verteilt Auftr ge vergeben Entscheidungen genehmigt Konflikte gel st Strukturpl ne erstellt Personal eingestellt Ar beitsleistung kontrolliert sowie Mitarbeiter motiviert und belohnt Diesen Aufgabenbereich bernimmt sowohl die strategische Spize als auch die Mittellinie Der zweite Aufgabenbereich umfa t die Ver tretung der Organisation nach au en d h die Aufrechterhaltung ihrer Beziehungen zur Umwelt Die strategische Planung der Organisation ist der dritte Aufgabenbereich Die strategische Spitze ist ber eine Folge von F hrungskr ften der Mittellinie mit dem betrieb lichen Kern verbunden Diese Ketten verlaufen linear von oben nach unten Die F hrungskr fte der 4 4 ORGANISATION 31 strategische Spitze Mittel linie Technostruktur Hilfsstab betriebliche Kern Abbildung 4 4 Die f nf Teile einer Organisation Mittellinie verrichten eine Reihe von T tigkeiten im Rahmen des ersten Aufgabenbereichs oberhalb und unterhalb der eigenen Position Abw rts flie en Entscheidungen ber die Ressourcen f r die eigenen Organisationseinheiten ber die auszuarbeitenden Vorschriften und Pl ne sowie ber Arbeiten f r deren Durchf hrung die Einheiten zust ndig sind Von unten nach oben flie en h ufig R ckmeldungen nderungsvorschl ge oder Ent scheidungen f r die eine Genehmigung notwendig ist Des weiteren existiert eine Gruppe von Person
225. sunterst tzender Werkzeuge wie in Bur94 ausgef hrt betrachtet wer den 9 4 1 Kommunikationsaspekte kooperationsunterst tzender Werkzeuge In diesem Unterabschnitt werden zun chst Kriterien vorgestellt mit deren Hilfe sich beliebige Kommu nikationswerkzeuge klassifizieren lassen Danach werden drei konkrete Beispiele f r Kommunikations werkzeuge angegeben auf die dann die Klassifikationskriterien angewandt werden Abbildung 3 Die Kriterien anhand derer sich beliebige Kommunikationswerkzeuge klassifizieren lassen sind mit ihren Auspr gungen in Abbildung 2 festgehalten Sie haben folgende Bedeutung Zeit Das Kommunikationswerkzeug kann entweder die gleichzeitige Anwesenheit der Kommunikati onsteilnehmer erfordern synchrone Kommunikation oder zeitversetzte Kommunikation der Teil nehmer unterst tzen asynchrone Kommunikation Weg Gibt das Verh ltnis der Anzahl der sendenden zur Anzahl der empfangenden Kommunikations partner an Medium Stellt die m glichen Informationstypen dar die in den Kommunikationsobjekten enthalten sein k nnen Erzeugung kann nat rlicher z B Stimme k stlicher z B Text oder bersetzter Natur z B Bildbe schreibung sein Quelle Unterscheidet zwischen Informationen die zum Zeitpunkt des Sendens entstehen und solchen die vorab erzeugt werden Beziehung Gibt die Rollenverteilung der Kommunikationspartner an In einer Master SlaveBeziehung geht die Initiative von einem Kommunikat
226. t Microsofts Chrome 7 4 M glichkeiten in VRML 7 4 1 Sichtbare Objekte Die Form von geometrischen Objekten wird durch Angabe von Punkten im dreidimensionalen Raum bestimmt die Polygonfl chen bilden Neben dem globalen Koordinatensystem besitzt jedes Objekt sein eigenes lokales Bezugssystem Es gibt vier vordefinierte Formen e Quader e Kegel e Zylinder e Kugel Weitere M glichkeiten zur Erstellung neuer Objekte umfassen e Angabe von Polygonmengen die eine geometrische Form begrenzen e Extrusion entlang einer Polylinie e Punktmengen und Linienmengen e Oberfl chenverl ufe e zweidimensionaler Text Das Aussehen von geometrischen Objekten wird durch Materialeigenschaften bestimmt hierzu geh ren u a Farbe Glanz Transparenz und Reflexion Alternativ kann die Oberfl che von Objekten auch mit Texturen versehen werden Die entsprechenden Grafiken m ssen im GIF JPG oder PNG Format vorliegen Auch digitale Videos sind als Texturen einsetzbar Die Texturen k nnen zus tzlich skaliert verschoben oder rotiert werden um beispielsweise eventuelle Nahtstellen verschwinden zu lassen 7 4 M GLICHKEITEN IN VRML 83 7 4 2 Licht und Schatten Um Objekte sichtbar werden zu lassen werden Lichtquellen gebraucht Hierbei unterscheidet man e gerichtetes Licht Sonne Scheinwerfer theoretisch unendlich Reichweite Punktlicht Gl hbirne hat nur endliche Reichweite Spotlicht Lichtkegel ebenfalls endliche Re
227. tem Director gearbeitet werden wird Kapitel 4 Projektmanagement und Organisation 4 1 Zusammenfassung Autor Mario Sachteleben In der Software Entwicklung geht es darum Software Produkte in der erforderlichen G te zu erstellen Um dieses Ziel zu erreichen sind f r die Unternehmensf hrung einige Aspekte von gro er Bedeutung Die Planung ist f r das Management ein sehr wichtiger Aufgabenbereich dort wird definiert was wie womit wann zu machen ist Dies wird im Voraus festgelegt sollte sich aber gegebenenfalls dyna misch anpassen Diese T tigkeit wird vom Projektleiter in Kombination mit der Unternehmensf hrung durchgef hrt Im Abschnitt Organisation wird verdeutlicht welche M glichkeiten es gibt ein Software Unternehmen zu strukturieren und welche Vor und Nachteile die einzelnen Ans tze bieten Im Auf gabenbereich Personalwesen werden einige Kriterien genannt mit dessen Hilfe die Zusammenarbeit zwischen den an der Software Entwicklung beteiligten Personen optimiert werden kann Diese Aspekte bekommen h ufig nicht gen gend Aufmerksamkeit Diese Mi achtung ist des fteren eine Erkl rung f r das Scheitern einiger Projekte Diese Aspekte spielen auch bei der Leitung eine bergeordnete Rolle da sehr hochqualifizierte spezialisierte Mitarbeiter gef hrt werden m ssen Die uneingeschr nkte Kom munikation bekommt hier eine zentrale Bedeutung zugesprochen Und schlie lich wird w hrend der Kontrolle ein Soll Ist Ve
228. ten Diese drei Aufgabenbereiche sollen nun am Beispiel der Virtuellen Wochen schau verdeutlicht werden Planung von Aktivit ten Wie in Abbildung 4 dargestellt k nnte eine Aktivit tenplanung zur Erreichung des Ziels Tllustrierung eines Textes folgenderma en aussehen Die erste Aktivit t des Bildgestalters besteht in der Auswahl von geeigneten Fotos oder Bildern Als n chstes mu er mit dem Texter des Artikels in Verbindung tre ten um die Bildauswahl mit ihm zu besprechen Ist der Texter mit der Bildauswahl zufrieden so besteht die n chste Aktivit t des Bildgestalters in der Bearbeitung des Bildmaterials z B hinsichtlich Farb und Gr enkorrekturen Fotomontagen usw Andernfalls mu die Aktivit t der Auswahl wiederholt wer den Ist die Bearbeitungsphase abgeschlossen so ist das Ziel des Bildgestalters erreicht Die erste Aktivit t die zur Erreichung des Ziels Erstellung des Artikeltextes n tig ist k nnte gem Abbildung 4 im Verfassen des Roh Textes bestehen Erst wenn dieser entsprechend der Vorgaben der Abteilung Montage formatiert und in einer weiteren Phase Korrektur gelesen wurde kann das Ziel des Textgestalters als erreicht angesehen werden Die Objekte Bild und Text die ja die erw nschten Endzust nde der obigen Teilziele darstellen wer den dann vom Layouter zusammengef gt An diese Aktivit t schlie t sich die Phase der Feinabstimmung des Artikels Layout an Erst nachdem diese Akt
229. tentielle Informations berlastung und mangelnde Nachrichtenverbundenheit Um die Teilnehmer nicht mit Informationen zu berschwemmen bietet sich an zwischen ffentlichen und privaten Mitteilungen zu trennen Die Methode des relaxed WYSIYIS erm glicht es jedem Teilnehmer nur die Fenster zu ffnen die f r ihn im Moment von Belang sind Ferner kann er auf private Daten zugreifen ohne da diese f r die anderen sichtbar werden Die Software sollte Informationsfilter bereitstellen um eine gezielte Nachrichtenauswahl ber Schl sselw rter zu erm glichen Um Nachrichtenverbundenheit zu gew hrleisten sollte jede Konferenz in verschiedene Themen threads unterteilt werden So ist ein klarer Bezug der Beitr ge untereinander zu gew hrleisten 10 4 5 Adaptivit t und Adaptierbarkeit Benutzer multimedialer Lehrnsoftware unterscheiden sich hinsichtlich des Ausma es an Unterst tzung die sie ben tigen um beabsichtigte Lernziele erfolgreich und mit vertretbarem Aufwand erreichen zu k nnen Dabei ist es m glich da der Unterst tzungsbedarf mit der Zeit abnimmt Durch angemes sene Systemanpassungen Adaptionen kann die Lernerfreundlichkeit der Lernsoftware erh ht werden Leu97 10 4 5 1 Adaptives Lernen Die Kunst der Lehrens besteht darin f r eine optimale Passung zwischen dem gegebenen Unterst tzungs bedarf der lernender Person und dem in der Lehr Lernsituation zur Verf gung gestellten Unterst tzungs angebot zu sorgen
230. teraktiv erfolgen Das bekannteste Flowchart basierte Autorensystem ist Authorware Professional vgl Abbildung 3 10 3 5 AUTORENSYSTEME 23 Richard Brayton Glenn Gee Brian Kenneth Graham Brian Kane Alan 4 Joy Ohashi et TLL et e Ellis Els felis stat BRS T Issi laa 11111 ARMA Ese E E UO LEE Abbildung 3 9 Benutzeroberfl che von Macromedia Director 3 5 5 Bewertung Da in den letzten Jahren unz hlige Autorensysteme auf den Markt gekommen sind ist man bem ht diese miteinander zu vergleichen Dabei kommt man zu dem Ergebnis da die Autorensysteme der drei Kate gorien je nach dem zu erstellendem Multimedia Produkt Vor und Nachteile haben Demnach sind frame basierte Autorensysteme besonders gut f r die Erstellung von eher statischen Hypermedia Dokumenten geeignet F r die Erstellung dynamischer interaktiver Multimedia Softwareprodukte sollten hingegen timeline basierte Autorensysteme verwendet werden Bei der Einbindung von nicht zeitlichen Bezie hungen in eine graphische Repr sentation und bei der Handhabung von Informationsobjekten mit unbe stimmter Lebenszeit wie z B Live Videos weisen diese jedoch ebenfalls Schw chen auf Mit Flowchart basierten Autorensystemen k nnen diese Probleme besser behandelt werden Der Nachteil dieses Ansat zes liegt nun wiederum darin da komplexe zeitliche Beziehungen im allgemeinen nicht darstellbar sind Einige Autorensysteme stellen in der Verbindungsphase
231. ti on 11 3 4 Meta Planning Viele Ziele Handlungen und Bedingungen sind nicht direkt auf der Ebene der Dom ne sondern sozu sagen auf einer Meta Ebene angesiedelt und gelten f r den Planungsproze bzw den Plan selbst Zum Beispiel mu man die Seminararbeit innerhalb einer bestimmten Zeit fertiggestellt haben und daher auch den Planungsproze zeitlich begrenzen Ein Ziel auf einer h heren Ebene w re zum Beispiel auch die Anzahl der Schritte zur L sung des Problems Um diesem Problem zu begegnen teilt man das Planungsprogramm in verschiedene Ebenen ein Man kann eine Dom nenebene unterscheiden und eine Planungsebene wobei die Planungsebene selbst wieder aus mehreren Ebenen zusammengesetzt sein kann In der Planungsebene k nnen die Meta Ziele verarbeitet und ber cksichtigt werden Hier kann unter anderem der L sungsweg kontrolliert werden MOLGEN besitzt zwei Planungsebenen die im n chsten Abschnitt genauer erkl rt werden 11 4 Planungskonzepte am Beispiel von MOL GEN Die Planungskonzepte werden anhand eines vereinfachten Beispiels f r einen Planungsentwurf deutli cher 150 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN 11 4 1 Planungsaufgabe Das Programm MOLGEN wurde im Rahmen eines Projekts zur Erforschung der heuristischen Program mierung heuristic programming im Department of Computer Science an der Stanford University Ka lifornien entwickelt Ste81b Es soll im Bereich der Molekularbiologie die Plan
232. tionen k nnen mit Stereotypen versehen werden Zusicherungen Mit Hilfe von Zusicherungen steht ein Mechanismus zu Verf gung die m glichen In halte Zust nde oder die Semantik eines Modellelementes einzuschr nken Es K nnen die zul ssi gen Wertemengen von Atrributen Vor und Nachbedingungen von Operationen u beschrie ben werden Die in geschweiften Klammern geschriebenen Zusicherungen werden frei formuliert Pseudocode formel hnlich oder als Merkmal Stereotyp oder Abh ngigkeit notiert Sie fordern oder verbieten spezielle Eigenschaften und k nnen an beliebige Notationselemente angeh ngt wer den Merkmale Durch Merkmale wird die Semantik von Modellelementen um charakteristische Merkmale erweitert Sie sind spezifische Schl sselwort Wert Paare hnlich wie Attribute die die Eigen schaften einer Klasse beschreiben spezifizieren Merkmale die Eigenschaften beliebiger Model lelemente weiter Eine klare Trennung von Zusicherungen und Merkmalen ist nicht m glich da z B die Zusicherung abstract semantisch gleichbedeutend mit dem Merkmal abstract true ist Merkmale die ebenfalls in geschweiften Klammern geschrieben werden beeinflussen im Ge gensatz zu den Zusicherungen in den meisten F llen abh ngig vom Modellierungswerkzeug die Code Generierung sind also vorzuziehen Obwohl Merkmale und Stereotypen beliebig vergeben werden k nnen ist es sinnvoll sich innerhalb eines Projektes auf eine begrenzte und wohldefinie
233. tiprozessorsysteme 3D Beschleunigerkarten die Geschwindigkeit des Renderns zu erhoehen Kapitel 7 VRML das Web in 3D 7 1 Zusammenfassung Autor Christian Wichmann In der vorliegenden Seminararbeit zum Thema VRML im Rahmen der Projektgruppe Virtuelle naturwissenschaftlich technische Labore im Internet wird zun chst ein kurzer berblick ber die Sprache VRML und deren Geschichte gegeben Anschlie end werden die M glichkeiten von VRML n her beschrieben und der in terne Aufbau der Sprache wird erl utert In den n chsten Abschnitten folgen Ausf hrungen zum Thema VRML Browsing und Authoring wobei einige Programme beispielhaft vorgestellt werden Abschlie Bend erfolgt eine fazitartige Zusammenfassung Als grundlegende Literatur wurde Has97 benutzt 72 Einleitung VRML ist die Abk rzung f r Virtual Reality Modeling Language Im Fachjargon wird das Akronym meist vermel bzw W rml ausgesprochen Es handelt sich bei VRML um eine Beschreibungssprache f r 3D Szenarien mit der man auch relativ komplexe Virtuelle Realit ten modellieren kann VRML ist zudem plattformunabh ngig Mit geeigneter Software kann man VRML Szenarien auf einer Workstation genauso betrachten wie auf PCs oder dem Macintosh Dies ist auch sinnvoll denn VRML l t sich nahtlos ins World Wide Web integrieren Somit kann man VRML als das dreidimensio nale Pendant zur zweidimensionalen Hypertext Markup Language HTML auffassen VRML S
234. tt mit dieser Textur dr ckt Man kann es verwenden um eine Fl che wie z B eine Mauer ohne Verzerrung mit einer Textur zu versehen Parametric Proportional Mapping die Textur pa t sich der Form des Objektes an Wird das Objekt z B breiter so wird auch die Textur gedehnt Cylindrical Mapping die Textur wird um ein Objekt gelegt Beispiel das Label einer Cola Dose Spherical Mapping die Textur wird abgebildet wie eine Weltkarte auf einen Globus Sie wird in qua torn he gedehnt und an den Polen geschrumpft 6 7 Licht und Beleuchtung Erst die Beleuchtung macht die Objekte in der 3D Szene sichtbar und setzt die Stimmung einer Umge bung Licht ver ndert die Kontraste und Farben der Objekte und macht Formen und Texturen deutlich Das Setzen der perfekten Beleuchtung dauert normalerweise genauso lange oder sogar l nger als das eigentliche Modellieren Das Licht selbst wird normalerweise als nicht sichtbar dargestellt Es ver ndert nur die Gegenst nde auf die es trifft So ist es beispielsweise schwierig Feuer zu modellieren Es gibt Vereinbarungen f r eine Standard Studio Beleuchtung an denen sich Photographen richten k nnen die aber auch beim Modellieren angewendet werden k nnen Die Studio Beleuchtung besteht aus drei Lichtquellen dem key light dem fill light und dem back light Das key light stellt das Hauptlicht dar Es wird normalerweise im Vordergrund ca 45 Grad von der Kameraf hrung gedreht aufgestellt Da
235. tzender Werkzeuge 114 9 4 2 Koordinationsaspekte kooperationsunterst tzender Werkzeuge 115 9 4 3 Kooperationsaspekte kooperationsunterst tzender Werkzeuge 121 9 5 Anforderungen an ein universelles Werkzeug o 122 INHALTSVERZEICHNIS 9 6 9 5 1 Anforderungen an die Kommunikationsunterst tzung 9 5 2 Anforderungen an die Koordinationsunterst tzung 9 5 3 Anforderungen an die Kooperationsunterst tzung Fazit f r die Projektgruppe nen 10 Lehr Lernsysteme 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 Zusammenfassung Wan a Ir wen rs EE En Einleitung as Beet 2 2 o Brel ke A id bs Definition von Lernsoftware i s secer mm aa hu paun adea ha a ni a a e DS 103 1 Multimedia cuida 2 228 A AO ARTE E 10 3 2 Hypertext Hypermedid 2 4 ie parida a a 10 3 3 Lernk nzepte 28 5 STEE Ee A AAA DAA e 10 3 4Lernformen ene a a tma e han Pace ea wh ew eee ey 10 3 5 Begriffsvielfalt der Lernsoftware o o e Gestaltungsm glichkeiten f r Lernsoftware nme 10 4 1 Interaktion und Interaktivit t 2 2 2 Common 104 2 Abbilder ss ie 3 Ab tea sn an ae Ran ee are ee A 10 4 3 Hypertext und Hypermedia 2 2 2 Common 10 4 4 Kooperatives Lernen 10 4 5 Adaptivit t und Adaptierbarkeit 2 2 o e e Abschlie ende Anmerkungen 22 22 nn nen 11 Planungskonzepte am Be
236. udio von anderen VR Tools ab denn mit diesem Werk zeug ist es m glich die oben genannten Szenen zu erstellen Tools anderer Hersteller sind bislang nur in der Lage einzelne Panoramen und Objekte zu generieren Die Oberfl che der einzelnen Teilprogramme ist sehr hnlich Im oberen Teil des Fensters befinden sich Icons mit denen die Einstellungen f r die Filme oder Szenen vorgenommen werden im unteren Teil werden die Grafiken angezeigt die als Ausgangsmaterial dienen Der obere Bereich ist in drei Teile aufgeteilt links befinden sich Buttons mit denen das Ausgangsmaterial betreffende Angaben gemacht werden in der Mitte wird die Art der Ausgabe und die Dateinamen angegeben und rechts ist ein Button um die jeweilige Berechnung zu starten 8 5 Erstellen von QTVR Panoramen 8 5 1 Erzeugen des Ausgangsmaterials Um eigene QuickTime VR Panoramen herstellen zu k nnen braucht man zun chst das Ausgangsmate rial Hierzu nimmt man entweder reale Umgebungen oder Gegenst nde mit einer Kamera auf oder man benutzt per 3D Software erstellte Grafik Modelle M chte man reale Umgebungen fotografieren so ist es unwichtig was f r eine Art von Kamera benutzt wird Normalerweise wird eine Spiegelreflexkamera mit Kleinbildfilm verwendet man kann jedoch auch eine Video oder eine Digitalkamera verwenden Dabei ist allerdings zu beachten da die Qualit t von Bildern die aus einem Video digitalisiert oder mit einer Digitalkamera aufgenommen wurden in d
237. uge zu einem Produkt geh ren Vorteil hiervon ist da man auf eine vorherige Konfiguration zur ckgreifen kann wenn eine aktuelle Konfigu ration fehlerhaft ist Um dieselbe M glichkeit bei der Entwicklung der Software zu haben werden Zwischenergebnisse in Konfigurationen gespeichert diese nennt man auch Referenzkonfiguration baseline Eine Version kennzeichnet die Auspr gung eines bestimmten Software Elements zu einem bestimm ten Zeitpunkt Die Versionsnummer besteht im allgemeinen aus zwei Teilen nach KF88 e der Release Nummer e und der Level Nummer Die Release Nummer steht immer vor der Level Nummer Ein neues Software Element enth lt in der Regel die Versionsnummer 1 0 Bei jeder kleineren nderung an dem Software Element wird die Level Nummer um 1 erh ht Bei jeder gravierenden nderung an dem Software Element wird die Release Nummer um 1 erh ht und zeitgleich die Level Nummer auf Null gesetzt Das am h ufigsten verwendete Modell zur Versionsverwaltung ist das Checkin Checkout Modell Hier bekommt die bearbeitende Person eine Kopie des zu bearbeitenden Software Elements und es wird auch f r diese Person w hrend der Bearbeitungszeit reserviert Es kann also keine anderer auf dieses schreibend zugreifen Dies ist erst wieder m glich wenn es mit Checkin wieder freigegeben wird Eine Datei kann also zu einem bestimmten Zeitpunkt nur von einer Person ver ndert werden Dadurch soll sie in konsistentem Zustand verblei
238. ugen 8 4 Projektspezifische Abweichungen von Firmen Standards Abbildung 4 1 Ein Beispiel f r ein Projektplan 28 KAPITEL 4 PROJEKTMANAGEMENT UND ORGANISATION e berpr fbarkeit Mit Erreichen eines Meilensteins ist ein Teilprodukt auch wirklich fertiggestellt e Kurzfristigkeit Aufgaben die mit einem Meilenstein abschlie en m ssen in einem relativ kurzen Zeitintervall etwa ein bis vier Wochen durchf hrbar sein e Gleichverteilung Meilensteine m ssen kontinuierlich ber die Dauer eines Projektes verteilt werden damit eine Kontrolle des Entwicklungsstandes eines Projektes m glich wird Zwischen Vorg ngen aber auch zwischen Meilensteinen bestehen fachliche terminliche und perso nelle Abh ngigkeiten Um diese sichtbar zu machen ordnet man die Vorg nge und Meilensteine grafisch in einen Netzplan an Eine Aufstellung von Netzplanarten ist in Abbildung 4 2 zu sehen Netzplanarten Vor k i Ereignisknoten gangsknoten Vorgangspfeil Netzplan Netzplan Netzplan Beispiel MPN Beispiel CPM Beispiel Pert Vorg nge Knoten Vorg nge Pfeile Vorg nge entfallen Abhingigkeiten Pfeile Abh ngigkeiten entfallen Abh ngigkeiten Pfeile Ereignisse entfallen Ereignisse Knoten Ereignisse Knoten Abh ngigkeit m Vorgang Vorgang Vorgang NEE Set Ereignis Ereignis Ereignis Ereignis Abbildung 4 2 Netzplanarten im Vergleich
239. uletzt eingef hrten Erweiterung des bisherigen Beispieles ist es notwendig der Klasse GUI Dialog eine eigene Methode serPosition x y die unabh ngig von der geerbten Methode arbeitet hinzuzuf gen Die hierzu ben tigte dynamische Polymorphie wird in Abschnitt 5 3 4 behandelt Diese Methode soll ne ben dem Setzen der eigenen Position auch die der abh ngigen Elemente Button Label setzen da diese eine feste Position innerhalb des Dialogfensters haben sollen In Abbildung 5 5 wird nur das Setzen der neuen Position bzw der Versand der entsprechenden Nachrichten an die abh ngigen Objekte notiert Zustands nderungsmeldungen des Button und Nachrichten an Objekte der Klasse GUI Label werden zun chst au er acht gelassen 46 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER UML Dialog Button Label setPosition bX bY setPosition IX IY Abbildung 5 5 Nachrichten 5 3 4 Polymorphie Die Polymorphie beschreibt einen Mechanismus der Objektorientierung der es Klassen innerhalb von Hierarchien erlaubt da sich gleichnamige Methoden in unterschiedlichen Klassen unterschiedlich ver halten Man unterscheidet zwischen statischer und dynamischer Polymorphie Die statische Polymorphie tritt auch bei nicht objektorientierten Programmiersprachen in Form von ma thematischen Operatoren wie z B oder auf Die Syntax dieser Operatoren unterscheidet sich hin sichtlich der unterschiedlichen Datentypen Integ
240. und die M glichkeit zu geben fr hzeitig Kritik zu ben Solche Prototypen sind meist auf Dialoge bzw Eingabemasken be schr nkt Das Erschlie en und Festhalten der Begriffe der Anwendungswelt in einem Glossar geh rt stets zur permanenten T tigkeit der EntwicklerInnen Elementare Begriffe Orte Personen Gegenst nde Konzepte oder Dokumente des realen Ge sch fts lebens werden zun chst als Businessobjekte bestimmt ihre Schnittstellen werden durch die ermittelten Verantwortlichkeiten identifiziert Erste Aggregationsbeziehungen ergeben sich aus den Beziehungen bzw der Zusammenarbeit der Businessobjekte Beispiele f r Businessobjekte sind Kunde Reservie rung Rechnung Kfz etc Gemein ist ihnen jedoch da ihr Detaillierungsgrad auf einem solchen Niveau gehalten wird der z B Fachabteilungen und Managern ein leichtes Verst ndnis erlaubt Eine gute M glichkeit die Begriffe der Anwendungswelt zu erfassen und einen umfassenden berblick zu erlangen sind z B Brainstormings mit CRC Karten Class Responsibilities Collaborators bzw Klassenkarten und Mind Maps Auf solchen CRC Karten werden die Klasse ihre Verantwortlichkei ten und andere Beteiligte notiert Als Verantwortlichkeiten einer Klasse werden alle Operationen und das Wissen welches ihre Objekte sp ter ben tigen definiert Eine Klasse mu in vielen F llen mit ande ren Klassen kooperieren Daher werden Beteiligte als solche Klassen bezeichnet die zur Erf llung der Ve
241. ung des QTVR Authoring Studios die f r alle Teilprogramme hnlich ist kurz skizziert werden Zun chst mu die Grafik geladen werden aus der das QTVR Panorama erstellt werden soll Dies ge schieht entweder ber den Add Image Button oder per Drag and drop direkt in das Fenster Die Grafik kann in einem beliebigen von QuickTime unterst tzten Format vorliegen z B als PICT TIFF JPEG oder GIF Danach kann man die Grafik rotieren falls die Ausrichtung nicht stimmt Im n chsten Schritt legt man die Ausgabe fest in diesem Fall ob nur das endg ltige QTVR Panorama gespeichert werden soll oder auch der sogenannte Tile Movie ein Zwischenschritt bei der Berechnung Dies kann n tzlich sein da bei einer eventuellen berarbeitung des Panoramas Zeit eingespart werden kann Falls man die Dateien an einem anderen Ort als dem Voreingestellten abspeichern m chte so kann man in den entsprechenden Feldern die nderungen eintragen Als n chstes klickt man den Button Settings worauf sich ein neues Fenster mit vier Karteikarten ffnet Hier nimmt man alle n tigen Einstellungen vor die die Ausgabe betreffen Auf der ersten Karteikarte stellt man das gew nschte Kompressionsverfahren und die Qualit t ein Man hat die Wahl zwischen f nf verschiedenen Kompressionsmethoden auf deren Unterschiede im Kapitel Kompression n her eingegangen wird Die Qualit t der Ausgabe l t sich auf einer Prozentskala einstel len wobei 100 Pro
242. ung eines Experiments unterst tzen Gegeben sind Ziele der Synthese und Analyse Wissen ber die Laborausr stung und techniken ber deren Eigenschaften und Verwendung 11 4 2 Aufbau von MOLGEN MOLGEN ist gem dem in Abschnitt 11 3 4 beschriebenen Meta Planning Konzept aufgebaut Es be sitzt drei Ebenen spaces die Ebene der Dom ne laboratory space die Planentwurfsebene design space und die Strategieebene strategy space die in Abbildung 11 2 veranschaulicht sind Strategy Space Focus 8y gt P Resume Guess Undo Meta Planning f f Design Space Refine Operator y Difference Propose Goal Constraint ropagate Constraint Refinement Tuple Planning Merge Gene Laboratory Space Amplify Bacterium React Enzyme Sort Antibiotic Abbildung 11 2 MOLGENSs drei Ebenen laboratory design und strategy space 11 4 2 1 Wissensbasis MOLGEN besitzt eine wenn auch beschr nkte Wissensbasis Es hat zahlreiche Materialien zur Verf gung sowie gewisse Standardobjekte wie zum Beispiel ein prototypisches Bakterium Die verf gbaren Ope rationen sind im Laboratory space abgebildet 11 4 2 2 Laboratory space Die unterste Ebene h lt die m glichen Schritte im Labor vor laboratory space Diese sind noch einmal gruppiert und mit Oberbegriffen versehen Folgenden Schritte sind m glich 11 4 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN 151 e Merge Objekte zusammenf gen e Amplify Objekte vervielfachen
243. ungs kr fte und Nichtf hrungskr fte aller Hierarchieebenen verteilt Diese Organisatiosstruktur kann sich dy namisch der Umwelt anpassen Sie lebt von Projekt zu Projekt d h nach Beendigung eines Projektes werden die Teams aufgel st In einem Team ist es erforderlich da jedes Mitglied seine eigenen In teressen denen des Teams unterordnet Ein weiterer Nachteil ist die Ineffizienz die durch den hohen Kommunikationsanteil und ungleichm ige Arbeitsauslastung entsteht Diese Projektstruktur ist f r ein malige Projekte mit anspruchsvollen Innovationen gut geeignet Bei der Profib rokratie werden im betrieblichen Kern komplexe Arbeiten durchgef hrt um Stan dardprodukte zu erstellen oder Standarddienstleistungen anzubieten Sie l t sich wie folgt charakteri sieren e Die Koordination erfolgt durch Standardisierung der Qualifikationen e Der betriebliche Kern ist der wichtigste Organisationsteil Die Ausf hrung der Arbeiten erfolgt durch professionelle Mitarbeiter die entsprechend ausgebildet sind e Jeder Mitarbeiter erledigt seine Arbeit weitgehend alleine und in Eigenverantwortung e Die Arbeitsaufgaben sind horizontal spezialisiert aber vertikal erweitert e Die Profib rokratie besteht in einer komplexen aber stabilen Umwelt Die technischen Systeme sind nicht regulativ und nicht kompliziert e Die Struktur ist funktions und marktorientiert Die Organisationsstruktur ist im wesentlichen b rokratisch wobei eine Koord
244. unterst tzender Werkzeuge W hrend die Aufgaben von Kommunikationswerkzeugen und die Mechanismen zur Kommunikation bekannt sein sollten und deshalb im vorigen Abschnitt nicht noch einmal ausgef hrt wurden bedarf es hinsichtlich der Aufgaben von Koordinationswerkzeugen und der Mechanismen zur Koordination einer eingehenden Erl uterung Aus diesem Grunde werden in getrennten Unterabschnitten zun chst die Aufgaben von Kooperationswerkzeugen und einige Mechanismen zur Koordination zusammengefa t und erkl rt Danach werden auch f r die Koordination Kriterien vorgestellt anhand derer sich beliebige Koordinationswerkzeuge klassifizieren lassen Diese Kriterien werden dann wieder auf drei konkrete Beispiele f r Koordinationswerkzeuge angewandt 116 KAPITEL 9 RECHNERGEST TZTE KOOPERATION f Zeit Weg Medium Quelle Erzeugung Beziehung E Mail asynchron 151 Text k nstlich live Peer to Peer l gt n Text bersetzt playback Videokonferenz synchron n gt m Video Audio nat rlich live Peer to Peer elektr Wandtafel synchron n gt m Text Grafik k nstlich live Peer to Peer playback k J Abbildung 9 3 Einordnung von Kommunikationswerkzeugen 9 4 2 1 Aufgaben von Koordinationswerkzeugen Koordinationswerkzeuge dienen der Abstimmung von Teilzielen inklusive der Planung von Aktivit ten der Rollen und Ressourcenzuweisung an Subjekte sowie der berwachung und Zusammenf hrung der Ergebnisse der Aktivit
245. urwissenschaft und zur Unterst tzung des naturwissenschaftlichen Experimentierens dienen Dazu sollen zun chst die charakteristischen Merkmale realer La bore analysiert und modelliert werden nach DB97 Das Ziel der Projektgruppe ist demnach nicht die Entwicklung eines Programms das naturwissen schaftliche Experimente plant so wie MOLGEN das tut Vielmehr soll es mit Hilfe des Werkzeugkastens 156 KAPITEL 11 PLANUNGSKONZEPTE AM BEISPIEL VON MOLGEN Vector 2 Rat Insulin Merge Bacterium 3 O O Vector 1 Transform Bacterium 3 Bacterium 4 CH les Simulation Result C Goal Abbildung 11 8 Das Simulationsergebnis ergibt eine Abweichung zum Ziel m glich sein eine Umgebung zu schaffen die Experimente Laborger te und Materialien simuliert Des halb wird im folgenden zun chst die Simulationskomponente betrachtet 11 5 1 Simulationskomponente Auf den ersten Blick scheinen dies v llig verschiedene Programme zu sein Beim n heren Betrachten stellt man jedoch fest da beide Programme viele Gemeinsamkeiten aufweisen Sie simulieren beide ein Labor und machen die Planung eines Experimentes m glich Das bedeu tet da MOLGEN wie beschrieben und auch die Projektgruppen Simulationsumgebung PGS eine Wissensbasis besitzen m ssen die das Labor die beinhalteten Ger te und Materialien sowie ihre Eigen schaft
246. werden Aktivit ten sind Zust nde in de nen interne Vorg nge ablaufen Mindestens eine Transition erfolgt immer automatisch am Ende an einer internen Aktion Sind mehrere Transitionen vorhanden so sind diese zur Unterscheidung an Bedingun gen gekn pft Aktivit ten und Aktivit tsdiagramme sind entweder einer Klasse einer Operation oder einem Anwen dungsfall untergeordnet Beschrieben werden die m glichen internen Abl ufe der Modell elemente Fenster Se o Be aktivieren Fenster La Fenster ist im Fenster aktiv L Vordergrund _ Fensterinhalt a aktuell Ze pr fen Fenster ist nicht HA Fenster im Vordergrund H veraltet N Fenster in den i r Vordergrund i AAA i Fenster L Fensterrahmen Komponenten im V rdersrund UL Selen ee a ad i zeichnen zeichnen Abbildung 5 16 Aktivit tsdiagramm In einem Aktivit tsdiagramm enthalten sind zun chst die Aktivit ten die durch Figuren mit gerader Ober und Unterseite sowie konvex geformten Seiten dargestellt werden Sie enthalten Aktionsbeschrei bungen in Form des Namens einer frei formulierten Beschreibung Pseudocode oder Programmcode Die sie verbindenden Transitionen die durch Pfeile repr sentiert werden k nnen geteilt aber auch syn chronisiert werden Dieses wird durch dickere Linien von denen die Transitionen abgehen bzw auf die sie treffen dargestellt Wie oben beschrieben k nnen die Transitionen mit Bedingungen versehe
247. xtsensitiven Hilfe die dem Anwender Ratschl ge und Tips zur L sungsfindung gibt Eine kontextsensitive Hilfe ist auch als Planungssystem vorstellbar das versucht von der Situation in der der Anwender Hilfe ersucht einen L sungsweg zu finden und daraufhin bestimmte Tips gibt Wenn man dem Anwender die M glichkeit bietet auch seinen abstrakten Plan in das Programm einzugeben stellt sich nicht nur die Frage nach der Repr sentation Ebenso ist zu berlegen ob und ggf wie man diesen abstrakten Plan berpr ft Man m te auch in diesem Fall ein Planungsprogramm wie MOLGEN mitlaufen lassen da den abstrakten Plan versucht zu verfeinern und durch einen Vergleich mit einem eigenen abstrakten Plan auch Hinweise gibt oder Korrekturen vornimmt Das ist allerdings ein sehr gro er Aufwand Der Ansatz dem Anwender eine gr ere Freiheit zu lassen ihn aber nur mit den konkreten Objekten zu konfrontieren und ihm selbst die abstrakte Planung zu berlassen scheint am effektivsten Man kann dem Anwender sofern ein vorgegebenes Ziel zu erreichen ist eine kontextabh ngige Hilfe bieten Diese Hilfe l t sich mehr oder weniger aufwendig gestalten Sie kann sich dem Anwender anpassen und die Hilfe auf ihn und seine Bed rfnisse abstimmen oder einfach eine Standardhilfe die wenn der Anwender es will ihm einen L sungsschritt vorgibt Ein weitere Vorteil ist da der Anwender auch ohne Ziel experimentieren kann Er kann mit den 11 6 ABSCHLIE
248. zahnung dieser Aktivit ten unterschiedlichen Detaillierungsgrades gekennzeichnet ist Durch das iterative Vorgehen wird jedoch nicht festgelgt da auf jeder Iterationsstufe f r alle Bereiche des Syste mes auf der gleichen Detaillierungsebene entwickelt wird Vielmehr wird der Grad der Detaillierung je nach Problemstellung Priorit t und Anforderung an z B Laufzeitverhalten oder Nebenl ufigkeit angepa t Zu Beginn werden die grundlegenden Systemanforderungen in einem Initial Workshop festgelegt RAD Rapid Analysis amp Design Diese Phase ist durch eine sehr enge Zusammenarbeit zwischen Entwickle rInnen AnwenderInnen und AuftraggeberInnen gepr gt Betrifft das Thema des Projektes gleich mehrere Anwendungsgebiete z B Fachabteilungen so Kann falls erforderlich auch f r jede dieser ein solcher Workshop durchgef hrt werden Ziel ist eine erste schnelle Analyse und ein Prototyping F r die Ent wicklerInnen ist es in dieser Zeit wichtig sich die Begriffe und Kontexte der betreffenden Anwendungs umgebung zu erarbeiten und Materialien z B Rechnungen Vertr ge Formulare etc zu sammeln Dazu wird zun chst mit der Analyse der Gesch ftsprozesse begonnen um zu ermitteln welche An wendungsf lle auftreten Anwendungsf lle beschreiben typische Interaktionen zwischen Anwenderln nen und System die n tig sind um einen Arbeitsgang zu erledigen Anwendungsf lle sollten dabei nicht 48 KAPITEL 5 OO SOFTWAREENTWICKLUNG MIT DER U
249. zen und synchroni sieren Besonders bei gr eren Projekten l t sich viel Zeit und vor allem Geld bei der Erstellung des Modells sparen Es kann meist ohne Probleme und kosteng nstig weitergegeben und reproduziert wer den In vielen F llen bleibt kaum etwas anderes brig Modelle im Computer zu generieren falls etwa Handzeichnungen qualitativ nicht ausreichen oder in absehbarer Zeit nicht fertiggestellt werden k nnen Ein gro er Anwendungszweig stellt die Unterhaltungsindustrei dar Als weiterer Aspekt seien hier noch Arbeitsumgebungen wie z B Labore und Werkst tten in Lehre und Forschung zu erw hnen Es kann aus Kostengr nden nicht jedem Sch ler ein Labor zur Verf gung gestellt werden Also bleibt nur die M glichkeit virtuelle Umgebungen zu schaffen dessen Grundlage die 3D Modellierung darstellt Die virtuellen Umgebungen k nnen weiterhin Umweltbelastungen beispielsweise durch Chemikalien ver mindern 6 3 2 Unterschiede zwischen CAD und 3D Modellierung Nun werden kurz die Unterschiede zwischen CAD und der 3D Modellierung erl utert F r eine Ver tiefung dieses Themas bzw wie man CAD und 3D Grafik miteinander kombinieren Kann hat Joachim Oechslin Oec98 beschrieben Ein Hauptunterschied besteht in der Verwendung des Endergebnisses Mit Hilfe des CADs will man eine ma stabsgetreue unbedingt genaue Beschreibung eines Objektes gewinnen Es spielt dabei keine Rolle wie sch n das Modell am Ende aussieht so da Renderingv
250. zenen lassen sich beispielweise in HTML Seiten einbetten Durch Anklicken von Objek ten im 3D Raum kann man dann in eine andere VRML Szene oder auch auf eine neue HTML Seite gelangen Dies wird in Abbildung 7 1 veranschaulicht Um sich eine Vorstellung der M glichkeiten von VRML machen zu k nnen sei hier eine kleine Beispielwelt skizziert Der Benutzer bewegt sich durch eine futuristische Galerie er kann sich frei bewegen und nat rlich auch die Gem lde an den W nden ansteuern Durch Klicken auf die Bilder gelangt er auf eine gew hn liche HTML Seite mit weiterf hrenden Informationen ber Kunstwerk und K nstler Neben jedem Gem lde befindet sich ein Schalter dessen Bet tigung einen gesprochenen Info Text startet Dieser Text 79 80 KAPITEL 7 VRML DAS WEB IN 3D VRML m Abbildung 7 1 Verkn pfung von HTML und VRML Dokumenten ist nur in der unmittelbaren Umgebung des zugeh rigen Bildes zu h ren Von Zeit zu Zeit schweben Antigravitationsplattformen vorbei auf die sich der Benutzer stellen kann um eine F hrung durch die Galerie mitzumachen 7 3 Geschichtliches 7 3 1 Die Anf nge Es gibt zwei Entwicklungen in der Softwarewelt die als Wurzeln von VRML angesehen werden k nnen e Die besonders seit den achtziger Jahren aufkommenden Programme f r 3D Modellierung und CAD Beispielhaft seien hier AutoCAD DXF 3D Studio 3DS und das als Freeware erh ltliche Raytracing Programm POV Ray POV genannt e Das
251. zent die h chste Qualit t die mit diesem Verfahren m glich ist und nat rlich auch 100 KAPITEL 8 QUICKTIME VR UND DAS QTVR AUTHORING STUDIO die gr te Ausgabedatei bedeutet Auf der n chsten Karteikarte wird die Gr e des Abspielfensters der Winkel den das Panorama abdeckt und der Ausschnitt der beim ffnen des VR Films gezeigt werden soll festgelegt Die letzten beiden Karteikarten erm glichen es dem Anwender die Qualit t des Films w hrend des Abspielens und damit auch indirekt die Abspielgeschwindigkeit und den Grad der Ver zerrungskorrektur einzustellen sowie Copyright Vermerke einzugeben Besonders wichtig ist hier der Men punkt Flatten To Data Fork M chte man das erstellte QTVR Panorama an andere Anwender weitergeben so mu dieser unbedingt aktiviert werden Insbesondere kann der sp tere Film nicht auf Windows Computern abgespielt werden Hat man die Einstellungen abgeschlossen klickt man den Ma ke Pano Button damit das QTVR Panorama erzeugt wird Nach Abschlu der Berechnung ffnet sich ein MoviePlayer Fenster in dem man das fertige Panorama berpr fen und eventuell noch nderungen vornehmen kann 8 5 3 Der Panorama Stitcher Dieses Programm erzeugt genau wie der Panorama Maker ein QTVR Panorama Als Grundlage dient kein bereits fertiges Panoramabild sondern eine Reihe von Bildern die jeweils einen Ausschnitt der Um gebung zeigen Aus diesen Bildern wird zun chst ein Panoramabild zusammeng
252. ziehen Blickkontakt halten Reaktionen erkennen Zeit einhalten Zeit w hrend des Vortrags im Auge haben Spannungsbogen auf wichtige Aussagen hinweisen 2 2 VORTRAG 5 2 2 3 2 2 4 langsame Sprechweise aber nicht monoton zu neuer Folie hinf hren evtl durch einleitende Frage deren Antwort auf Folie steht keine Gegenst nde in die Hand nehmen die Zuh rer ablenken k nnen der dauernd klickende Kugelschreiber Medienwechsel auch Tafel benutzen Graphiken entwickeln mit Stift o a zeigen wo man sich auf der Folie befindet Orientierungshilfe Folien m glichst nicht abdecken Notizzettel nur benutzen wenn man nicht ablesen oder sie sich erst durchlesen mu siehe auch Ilona Christen Zwischenfragen vor Beginn klarstellen wann man Fragen zul t nur am Ende zwischendrin nur wenn man es fragt Fragen kann man auch zur ckstellen auf Fragen pr zise antworten nicht schwafeln nicht aggressiv werden immer ruhig und souver n wirken einfach so wirken als ob es die leich teste Sache der Welt sei und man das schon tausendmal gemacht h tte Verk ufertyp sein l cheln Vorbereitung Vortrag zu Hause durchsprechen ben m glichst mit Zuh rer der Kritik bt Vortrag auf Zeit abstimmen besser weniger Zeit als mehr Zeit ben tigen flexibel auf Zeitvorgabe reagieren Wo kann ich Vortrag abk rzen unwichtigere Aussagen von wichtigen unterscheiden Zielpublikum beachten Vorkenntnisse Interesse Anwendu
253. zu erwar tende Fehler eine angemessene Reaktion des Programms hervorrufen Das Auffinden von Programmfeh lern die Durchf hrung von Fehlerkorrekturen sowie die Eignung zur Erweiterbarkeit eines Programms fa t man unter dem Begriff Wartungsfreundlichkeit zusammen Folgende Kriterien beg nstigen die War tungsfreundlichkeit eines Programms e Ein guter Programmierstil die Strukturiertheit des Systems und eine gute Dokumentation sorgen f r eine angemessene Lesbarkeit des Programms e Wenn sich zu einem Programm nderungen einfach und ohne unerw nschte Nebenwirkungen hinzuf gen lassen spricht man von einer guten Erweiterbarkeit e Ein Programm ist gut testbar wenn Programmabl ufe leicht verfolgt und Fehler somit schnell lokalisiert werden k nnen Ein Programm kann als effizient betrachtet werden wenn Ressourcen wie Zeit Speicherplatz bert ragungskan le und periphere Einheiten optimal genutzt werden Ein Programm besitzt eine gro e Por tabilit t wenn es ohne gr ere Schwierigkeiten auf anderen Rechnern ausgef hrt werden kann Man spricht dabei auch von dem Grad der Rechnerunabh ngigkeit Leider k nnen bei der Softwareentwicklung nicht alle Qualit tskriterien gleicherma en ber cksich tigt werden da sich eine starke Ber cksichtigung des einen unter Umst nden negativ auf ein anderes 12 KAPITEL 3 MULTIMEDIA SOFTWARE ENGINEERING Kriterium auswirkt So bewirkt z B eine gute Erweiterbarkeit des Programms in der Rege

Zwischenbericht (Teil A)

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