Formalismos de Grafos de Interaçãowebserver2.tecgraf.puc-rio.br/~abraposo/inf2792/material/T2_Daniel... · um modelo PIM em um modelo PSM. • As ferramentas de transformação

Formalismos de Grafos de

Interação(“A Model-based Approach for developing 3D Users

Interfaces”- Juan Manuel Gonzalez Calleros)

Disciplina:Tópicos em IHC II- Interação 3D

Professor :Alberto Raposo

Departamento de Informática

Tópicos• Motivação

- “A Model-based Approach for developing 3D Users Interfaces”- Research Motivation -Apresentação da Dissertação

• Model Driven Development – MDD• Research Goals• Trabalhos relacionados ao paradigma MDD e aplicativos

3D.• Referências





3D.• Referências


• Dentre os diversos trabalhos apresentadosna primeira fase (surveys) , foi destacada a dissertação de Juan Manuel González Calleros(2006) que apresenta a utilização do paradigmade programação orientado à Modelo, naconstrução de 3DUI.


Research motivation

• Métodos existentes:

– Raramente provêem o desenvolvimento do design ;– Estão mais focadas na implementação.

• Ausência de uma ferramenta de software , toolkit, para o desenvolvimento de 3DUI. Diferentes toolkits exitempara criar 2DUI, em contrapartida não há nada para a criação de 3DUI.


Apresentação da dissertação• Complexidade; • Extensão do tema / tempo disponível;• Divisão em três blocos:- Capítulos I (Introduction) e II(State of Art);- Capítulos III( 3DUI Taxonomy) e IV(Model-Based

development of 3DUI);e - Capítulos V (Case Studies) , VI (Validation) e VII(

Conclusion).





3D.• Referências


Engenharia de Software é consenso o ganhocom:

- Uso de modelos para projetar sistemas

- Uso de padrões desde a análise atéa implementação

Descrições de uma solução com diferentesníveis de abstração.



Desenvolvimento Orientado ao Modelo(Model Driven Development - MDD)

• Todo o desenvolvimento a partir de modelos

• Programas gerados automaticamente a partir dos modelos

• Modelos são menos sensíveis à tecnologia eas suas evoluções

•Ampla utilização por várias organizações


Definições principais:

• MDA : é um framework de padrões estabelecido pela OMG (Object Management Group) para a modelagem de software. Um novo caminho para se especificar e construir sistemas baseados na UML, com suporte completo ao ciclo de vida de software: análise, projeto, implementação, distribuição, manutenção, evolução e integração com sistemas legados.

• Modelo : é a representação de uma parte de uma função, estrutura ou ambiente de um sistema.


Model Driven Architecture (MDA)

• MDD não é algo recente, mas ganhou notoriedade após o OMG lançar a especificação MDA, em 2001.

• Define conjunto de padrões que suportamMDD:

Unified Modeling Language (UML)Meta-Object Facility (MOF)XML Metadata Interchange (XMI)Common Warehouse Meta-model (CWM)


Ciclo de vida de um processo tradicional




• Para possibilitar a geração de um modelo específico para uma plataforma é utilizada a transformação, que funciona como uma caixa preta, transformando um modelo PIM em um modelo PSM.

• As ferramentas de transformação são especificadas para as plataformas desejadas através da utilização de OCL (Object Constraint Language) que garante a formalidade das regras através da UML.


ArcStyler 4.0

O ArcStyler 4.0 foi desenvolvido pela empresa Interactive ObjectsSoftware GmbH , sediada em Freiburg na Alemanha. Possui suporte às principais tecnologias de mercado possibilitando a modelagem de aplicações independentes de plataforma e posteriormente a geração dos códigos fontes específicos para uma plataforma. Entre as tecnologias suportadas para geração do PSM a partir do modelo PIM estão:· J2EE – Java 2 Enterprise Edition, exigindo o JDK 1.3 ou JDK 1.4· EJB – Enterprise Java Beans· Servlet 2.2 ou 2.3· Web Services exigindo Jakarta Tomcat 4.0· C# exigindo o .NET Framework 1.0 ou superior,· IDL CORBA.


OptimalJ 3.0

O OptimalJ 3.0 foi desenvolvido pela empresa CompuwareCorporation. Destaca-se principalmente pela forte aplicação de padrões para J2EE (Java 2 Enterprise Edition) utilizando todos os conceitos de independência de plataforma que o MDA aborda. Dentre suas principais características se destacam os seguintes usos:Modelo de Domínio para Classes (Domain Class Model) utilizando os padrões da UML para modelagem de classes;Modelo de Domínio para Serviços (Domain Service Model) para modelagem de serviços;Modelo para Persistência de Dados (DAO,EJB) e ferramentas de integração com outras plataformas entre as quais estão CORBA, JCA(Java Connector Architecture) e Web services, entre outras.


Codagen Architect 3.2

O Codagen Architect 3.2 foi desenvolvido pela empresa CodagenTechnologies Corp. em 1999, no Canadá. É membro da OMG possuindo parcerias com as principais empresas de software de mercado como Microsoft, IBM, Borland entre outras, nos esforços de implementação do MDA.Essencialmente é uma ferramenta de transformação divida em três módulos: Codagem Architect Implement, Codagem Architect Launchfrom XMI e Codagem Architect Specify. Estes módulos não possuem ambiente de modelagem, mas sim, ferramentas que importam os metamodelos das principais ferramentas de modelagem do mercado, através do uso XMI e a partir disso possibilita a geração dos PSM´s para C++, J2EE e .NET( C#, VB.NET, ADO.NET, ASP.NET).


O ciclo de vida do processo de MDA

• MDA define PIM, PSM e código e como eles estãorelacionados.

- Representam diferentes níveis de abstração.

• Passo mais complexo:

PIM ==> PSMs


MDA x Processo tradicional• Processo tradicional: transformação de

modelos para códigos são feitas manualmente-Existem ferramentas que geram código a partir de modelos, mas geralmente geram apenas templates

• Em MDA todas as transformações sãoexecutadas por ferramentas


MDA x Processo tradicional (Vantagens)

• Produtividade – embora o uso da arquitetura MDA implique na geração das regras de transformação entre os modelos PIM, PSM e de código, essa geração deve ser realizada apenas uma vez, para cada plataforma. Uma vez definidas as regras, as transformações se tornam automáticas, e apenas o modelo conceitual (PIM) deveria ser atualizado, enquanto que os demais modelos, inclusive a implementação, seriam automaticamente atualizados, reduzindo o tempo de desenvolvimento e aumentando a qualidade do artefato final.

• Portabilidade – uma vez que o PIM é, por definição, independente de plataforma, o mesmo PIM pode ser transformado automaticamente para vários PSMs, específicos para as diferentes plataformas.



• Interoperabilidade – a interoperabilidade em MDA é alcançada através de bridges, que realizam a comunicação entre PSMs e códigos de diferentes plataformas. Para obter interoperabilidade as ferramentas de transformação devem gerar não só os PSMs, mas também as bridges entre eles.

• Manutenção e Documentação – todo o trabalho de manutenção não é mais feito no código, mas sim no nível mais alto de abstração (o modelo PIM). Desta forma, a manutenção é facilitada e a documentação constantemente atualizada. E, no caso da manutenção ser realizada diretamente no PSM, deve ser possível atualizar automaticamente o PIM e manter os modelos consistentes.



• O foco do desenvolvedor está no PIM;• Apesar de ser necessário definir transformações,

esta só é feita uma vez;• Desenvolvedor não precisa se preocupar com

detalhes de implementação;• Menos código para ser escrito;• Grande parte do código é gerada.


MDA x Processo tradicional• O que há de novo?- Automação de PIM para PSM

• Exemplos:- Transformar um projeto em alto nível gerar um modelo de banco de dados.

- A partir do mesmo modelo gerar um modelo decomponentes COM ou um modelo de componentes EJB.


• ExemploTransformando um modelo PIM em UML paraum modelo PSM para Java- Atributos públicos e privados

Transformar atributos públicos em operaçõesget-e-set.

PIM: Todos os atributos são públicos,significando queo objeto tem uma propriedade específica, e queesta propriedade muda de valor ao longo do tempo.


• Exemplo 1: atributos públicos e privadosNo PSM, uso de atributos públicos éconsiderado um projeto ruim.• Melhor encapsular os atributos públicos.• Todo os atributos são privados• Todo acesso ao cliente é controlado por operações bem definidas


• PIM e PSM provêem o nível certo de abstração para diferentes tipos de desenvolvedores e outros parceiros no desenvolvimento de software.

• Regras de transformação:- Para cada classe nomeada className existe uma classenomeada className

- Para cada atributo attributeName : Type da classe className do PIM criar na classe classNameUm atributo privado com mesmo nome: attributeName : Type

Operação pública nomeada com o nome do atributo e prefixo“get” e retorno igual ao tipo do atributo: getAttributeName() :Type

Operação pública nomeada com o nome do atributo e prefixo “set”, com o atributo como parâmetro e sem valor de retorno:setAttributeName( att: Type)

• É possível especificar regra reversa.



• Exemplo 2: Associações-Transformar associações em algo que mapeie diretamente para a linguagem de programação.


• Regras- Para cada final de associação existe um atributoprivado com o mesmo nome que a classe oposta.- O tipo do atributo é a classe do final da associaçãose a múltiplicidade é 0 ou 1, ou o tipo é um Set sea multiplicidade é maior do que 1.

- O atributo criado terá operações get e set correspondentes, seguindo as mesmas regras queos outros atributos.- Para associações com direção definidas, executaras regras acima apenas para aquelas com setasapontando.



• Model Driven Architecture (MDA)- Envolve um grande número de ferramentas etecnologias.- Diferentes tarefas:

Elaboração de modeloSimulação de modeloValidação de modeloGeração de código...


• Model Driven Architecture (MDA)- Várias questões em aberto em relação asferramentas e tecnologias que suportam MDA.- Não está totalmente maduro, para obter benefícios

na sua totalidade, todas as transformações entre modelos devem ser automatizadas, o que o atual estado da tecnologia ainda não permite plenamente.


• Model Driven Architecture (MDA)-Ferramentas disponíveis atualmente não suportam

toda a especificação MDA. -Entretanto, MDA é flexível a ponto de permitir que

uma ferramenta transforme um PIM diretamente em código, sem produzir um PSM.


• Requisitos Modelagem Empregando MDA- Modelo deve estar conectado ao softwaresendo desenvolvido

- Modelagem incremental

- Código gerado deve ser rápido e compacto- Possibilidade de unificar modelos

- Possibilidade de comparar modelos

- Integração de novos sistemas com sistemaslegados





3D.• Referências


• Prover ao desenvolvedor a oportunidade de descrever uma 3DUI em uma linguagembaseada em XML, UsiXML.

• Ajudar o desenvolvedor à criar uma 3DUI emum editor gráfico ou usando como ponto de partida uma descrição de um arquivo UsiXML.

• Prover ao desenvolvedor um conjunto de widgets pré-definidas que o ajude a criar a UI.

• Testar a usabilidade e a acessibilidade de realidades virtuais, em diferentes contextos, contra a validação empírica de diretrizes e regras de design.





3D.• Referências


Related work – 3D UIs generation

• Programmatic approach: OpenGL, Direct3D, C++, MCNL, VRML, X3D, …

• Toolkit programming: Maya, Max3D, Crazy Eddie's GUI System, Anark, Alice

• Render engines: Microsoft task gallery, infinite 3D Cube, Sphere XP, looking glass, Clara browser, 3DNA

• Model based: ontoWEb (VR-Wise), ConGenIVE(VRIXML), InTML, Contigra


Related work – Programmatic Approach, VRML


Características

• VRML é uma linguagem independente de plataforma

• Permite animação, movimentos de corpos e iteração entre usuários

• Atualmente é o padrão para desenvolvimento de aplicações RV na rede


Sobre a linguagem

• VRML é baseada no Open Inventor

• Objetos podem receber atributos como cor, textura e mapeamento, transparência, brilho, deformação, translações e rotações.

• A linguagem VRML têm a capacidade de representar mundos e objetos tridimensionais formados através de primitivas geométricas


Vantagens

• Permite que um mundo virtual possa ser construído por objetos pré definidos em arquivos separados

• VRML é interpretada


Related work – Toolkit Approach, AnarkDepartamento de Informática

Características

• Indicado para criação de conteúdos interativos3D.

• É possível adicionar animações.

• Utiliza Lua como linguagem de script.


Related work – Render Engines, 3DNA


Características

• 3DNA Desktop tem como idéia central melhorara forma de trabalho nos ambientes Windows e na Web.

• Possibilita formas mais fáceis de organização de arquivos, pastas e atalhos através de paredes e gavetas.

• Permite a navegação simultânea em diversoswebsites .


Related work – Model-based approach, CoGenIVE-VRIXML

• <GroupItem >• <UISlider paramID ="10">• <Value min ="0" max="255"/>• <Tickstyle orientation =" horizontal“ position =" both "• frequency ="16"/>• </ UISlider >• <Position >• <X>1.0 </X><Y>1.5 </Y>• </ Position >• </ GroupItem >


Características

• Utiliza a orientação à modelos.

• Comporta vários periféricos de input/output.• Mapeia o proceso de engenharia reversa, ou

seja, qualquer modificação na FUI é tambémfeita nos respectivos modelos abstratos.


Conclusões

• Programming approach: -Permite a implementação direta da FUI. Em termos de critério de qualidade, varia em relação ao grau de consumo de recursos( tempo, dinheiro, linhas de código, etc) e a facilidade de uso.-As linguagens utilizadas são extremamente relacionadas àmetodologia e aos conceitos de representação.-Não há um critério de mensuração a ser considerado.-Os resultados são dependentes da experiência do programador oudo contexto de dsenvolvimento.-Não existe um canal de comunicação entre o desenvolvedor e o usuário final.-Programação em si não comporta a engenharia de construção de uma 3DUI.


Conclusões

• Toolkit approach: -Permite a implementação direta da FUI. Neste caso , utiliza um conjunto pré-definido de objetos que ajudam o desenvolvedor na sua tarefa de programação.-Em alguns casos, um toolkit pode ser parte do processode engenharia.


Conclusões

• Rendering engines:-Permitem a visualização das linguagens de programação 3D.-É apenas um requisito complementar, mas não fazparte do processo da engenharia de uma 3DUI.





3D.• Referências


FIMCapítulos I (Introduction) e II(State of Art);


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