超文本和MHEG标准课件

第13章文档、超文本和MHEG标准Chapter13Documents,HypertextandMHEG文档(Documents)多媒体文档至少应包含一种连续（依赖于时间）媒体和一种离散（不依赖于时间）媒体的信息，不同媒体或信息单元通过同步关系集成在一起。

Amultimediadocumentisadocumentwhichiscomprisedofinformationcodedinatleastonecontinuous(time-dependent)mediumandinonediscrete(time-independent)medium.多媒体文档与它的生成工具、数据抽象、基本概念和文档体系结构环境紧密相关。Amultimediadocumentiscloselyrelatedtoitsenvironmentoftools,dataabstractions,basicconceptsanddocumentarchitecture.

文档结构(DocumentArchitecture)

交换文档需要交换文档的内容和文档结构。这要求两个文档有相同的文档结构。Exchangingdocumentsentailsexchangingthedocumentcontentaswellasthedocumentstructure.Thisrequiresthatbothdocumentshavethesamedocumentarchitecture.目前已经标准化或正在形成标准的体系结构是标准通用置标语言（SGML）和开放（OAD）。Thecurrentstandardized,respectivelyintheprogressofstandardization,architecturesaretheStandardGeneralizedMarkupLanguage(SGML)andtheOpenDocumentArchitecture(ODA).信息体系结构使用它们的数据抽象和有关概念。Informationarchitecturesusetheirdataabstractionsandconcepts.文档体系结构描述了以模型的形式表示的不同元素之间（如描述模型、处理模型）的联系。Adocumentarchitecturedescribestheconnectionsamongtheindividualelementsrepresentedasmodels(e.g.,presentationmodel,manipulationmodel).文档体系结构中的元素和它们之间的关系如图13.1所示。TheelementsinthedocumentarchitectureandtheirrelationsareshowninFigure13.1.图13.2给予出了包含单个离散媒体单元和连续媒体单元间关系的多媒体文档体系结构。Figure13.2showsamultimediadocumentarchitectureincludingrelationsbetweenindividualdiscretemediaunitsandcontinuousmediaunits.超文本和超媒体HypertextandHypermedia超文本、超媒体和多媒体Hypertext,HypermediaandMultimedia1.非线性信息链(Non-linearInformationChain)

超文本和超媒体有一个主要特征，即非线性的信息连接。不仅存在固定的阅读顺序，读者也可以决定自己的阅读路径，超文本的结构是一个图，由节点和边组成。Hypertextandhypermediahaveasamajorpropertyanon-linearinformationlink.Thereexistsnotonlyareadingsequence,butalsothereaderdecidesonhis/herreadingpath.Ahypertextstructureisagraph,consistingofnotesandedges.节点是一个真实的信息单元。例如，文本元素、单个图形、声音或视频LDU。信息单元大多显示在用户界面上它们自己的窗口中。Thenotesaretheactualinformationunits.Theyare,forexample,thetextelements,individualgraphics,audioorvideoLDUs.Theinformationunitsareshownattheuserinterfacemostlyintheirownwindows.边提供对其他信息单元的链接。这些通常被称为指针或链接。指针大多是一条有向边并且也包含它自己的信息。Theedgesprovidelinkstootherinformationunits.Theyareusuallycalledpointersorlinks.Apointerismostlyadirectededgeandincludesitsowninformationtoo.2.锚(Anchor)

在线性排序过的文档中前移表明对图进行浏览。在用户界面上，指针的原点必须被标出，这样用户可以移到更深的信息单元。指针这个原点称为锚。用户界面有一个主要因素是锚的概念：锚如何能被恰当地表现?Theforwardmovementinlinearsorteddocumentsiscalledanavigationthroughthegraph.Attheuserinterface,theoriginofpointersmustbemarked,sothattheusercanmovetoafurtherinformationunit.Thisoriginofapointeriscalledananchor.Amainfactoroftheuserinterfaceistheuserinterfaceistheconceptoftheanchor:howcantheanchorberepresentedproperly?与媒体无关的表现可以通过对一般的图形元素（如按钮）的选择来完成。Amedia-independentrepresentationcanhappenthroughtheselectionofgeneralgraphicalelements,suchasbuttons.在文本表示方法中，可以用不同词、段落或不同长度的文本段来表示，鼠标放置在标出的区域，双击这块区域会导致与击打住处相连的目标节点的显示（如图13.11）Inatext,individualwords,paragraphsortextsectionsofdifferentlengthcanbeusedforrepresentation.Thepositioningofthepointertothemarkedareaanddoubleclickinginthisarealeadstoadisplayofthedestinationnode,connectedwiththeclickedinformation(e.g.seeFigure13.11).对图像而言，特定的图形目标或是简单区域都可以定义成选择目标。可通过颜色或条纹作标志。Inimages,specificgraphicalobjectsorsimplyareasaredefinedasselectionobjects.Aspecificmarkingcanoccurthroughacolororstripe.对运动视频而言，可使用与媒体无关的表现方法，也可以使用随时间改变的区域图示。Inamotionvideo,media-independentrepresentationsoftheanchorarepreferred.Therecanalsobetime-changingareasused.对于声音而言，也是使用与媒体无关的方法，在这种情况下宁可显示一段短的、描述性的文字或是图标大小的图像。Withrespecttoaudio,amedia-independentsolutionisused.Inthiscase,ashort,descriptivetextoranimageofthesizeofaniconispreferablyshown.3.超文本系统(HypertextSystem)超文本系统主要通过信息的非线性链接决定。不同节点的数据可以一种或几种媒体类型表现，在纯文本系统中只有文本部分被链起来，我们把超文本理解为包含多种媒体链接的信息实体。

Ahypertextsystemismainlydeterminedthroughnon-linearlinksofinformation.Pointersconnectthenodes.Thedataofdifferentnodescanberepresentedwithoneorseveralmediatypes.Inapuretextpartsareconnected.Weunderstandhypertextasaninformationobjectwhichincludeslinkstoseveralmedia.4.多媒体系统(MultimediaSystem)

多媒体系统包含至少有连接的和离散的介质表现的信息。Amultimediasystemcontainsinformationwhichiscodedatleastinacontinuousanddiscretemedium.5.超媒体系统(HypermediaSystem)

超媒体系统包含了超文本系统的非线性信息和多媒体系统的连续和离散媒体。例如，如果一个非线性连接包含文本和视频数据，那么它就是一个超媒体、多媒体和超文本系统。

Ahypermediasystemincludesthenon-linearinformationlinksofhypertextsystemsandthecontinuousanddiscretemediaofmultimediasystems.Forexample,ifanon-linearlinkconsistsoftextandvideodata,thenthisisahypermedia,multimediaandhypertextsystem.

系统：结构、节点和指针

(System:Architecture,NodesandPointers)

1.结构(Architecture)

超文本系统的结构可以被分成带有不同功能的三层[CG87]：

Thearchitectureofahypertextsystemcanbedividedintothreelayerswithdifferentfunctionalities[GG87]:表现层：在最上面的表现层包含了所有与用户界面有联系的功能。这里，节点和指针被映射到用户界面。

PresentationLayer:Attheupperlayer,thepresentationlayer,allfunctionsconnectedtotheuserinterfaceareembedded.Herenodesandpointersaremappedtotheuserinterface.超大型文本抽象机（HAM）：超文工抽象机处于表现层和存储层之间，它只考虑下层所提供的在分布式环境中存储多媒体数据库功能，而不需要考虑上一层的输入和输出。HypertextAbstractMachine:TheHypertextMachine(HAM)isplacedbetweenthepresentationandstoragelayers.Itcanexpectfromtheunderlyinglayerdatabasefunctionsforstorageofmultimediadatainadistributedenvironment.Itdoesnothavetoconsiderinputandoutputoftheupperlayer.存储层：存储层（也称数据库层）是最低一层，与数据存储联系的所有功能（即辅存管理）都属于这一层，需要考虑不同抽象和连续媒体的特殊性性。StorageLayer:Thestoragelayer(alsocalledthedatabaselayer)isthelowestlayer.Allfunctionsconnectedwiththestorageofdata(secondarystoragemanagement)belongtothislayer.Thespecificpropertiesofthedifferentdiscreteandcontinuousmedianeedtobeconsidered.2.节点节点是超文本文档中的住处单元（LDU）

Anodeisaninformationunit(LDU)inahypertext.3.指针(Pointers)指针是超文本图的边，超文本系统根据边的作用的不同使用不同的标准进行分类。

Pointersaretheedgesofahypertextgraph.Hypertextsystemsareclassifiedaccordingtodifferentcriteriawithrespecttoedges.4.工具(Tool)

超文本系统由几个必需的工具组成。编辑器处理以不同的媒体表现的信息，除此之外还要支持指针的产生、管理、编辑和删除。

Ahypertextsystemconsistsofseveralnecessarytools.Editorprocessinformationrepresentedindifferentmedia.Besidethis,thegeneration,management,editinganddeletionofpointersaresupported.捜索工具允许捜索需要的住处当然也必须考虑不同的媒体。

Searchtoolsallowthesearchofdesiredinformation.Also,differentmedianeedtobeconsidered.浏览器允许简单且清楚地表现节点和边，节点以依赖于媒体的方式描述。

Browserallowsashortenedbutclearrepresentationofthenodesandedges.Thenodesaredescribedmedia-dependently.

多媒体和超媒体住处编码标准

MHEG

音频、图像、超媒体编码委员会（ISO/IEC/JTC1/SC

29）负责多媒体系统的交换格式的标准化工作。实际的国际准由三个工作组负责制定。在制定过程中，工作组与研究机构以及工业界进行了广泛的合作。ThecommitteeCodingofAudio,Picture,MultimediaandHypermediaInformation(ISO/IECJTC1/SC29)worksonthestandardizationoftheexchangeformatformultimediasystems.Theactualstandardsaredevelopedattheinternationallevelinthreeworkinggroupscooperatingwithresearchandindustry.图13.24表示处理单个媒体的编码和压缩的三个标准.Figure13.24showsthatthethreestandardsdealwiththecodingandcompressionofindividualmedia.工作组的成果有：JPEG（联合图像专家组）和MPEG（活动图像专家组），这两个标准目前已广泛用于多媒体系统领域中（见第6章所述的压缩标准）。Theresultsoftheworkinggroups:JPEG(theJointPhotographicExpertGroup)andMPEG(theMotionPictureExpertGroup)areofspecialimportanceintheareaofmultimediasystems(seeChapter6oncompression.)

交互多媒体表现的示例

ExampleofanInteractiveMultimediaPresentation在给出MHEG对象的细节描述之前，我们将用一个小场景简要说明一个表现的各个元素。图13.25给出一个交互多媒体表现的时间图。

BeforeadetaileddescriptionoftheMHEGobjectsisgiven,wewillbrieflyexaminetheindividualelementsofapresentationusingasmallscenario.Figure13.25presentsatimediagramofaninteractivemultimediapresentation.表现由某段音乐开始，当音频序列中一出现播音员的声音，一幅图将在屏幕上出现数抄。

Thepresentationstartswithsomemusic.Assoonasthevoiceofanews-speakerisheardintheaudiosequence,agraphicshouldappearonthescreenforacoupleofseconds.在图像消失后，观众详细读到一段文字。文字显示结束后，一个“停止”按钮出现在屏幕上。用户可以用该按钮终止音频序列。Afterthegraphicdisappears,theviewercarefullyreadsatext.Afterthetextpresentationends,aStopbuttonappearsonthescreen.Withthisbuttontheusercanaborttheaudiosequence.现在，用户用一个显示出来的框输入提示所需的视频序列的标题。这些视频数据在输入框的个性完成后立即显示出来。Now,usingadisplayedinputfield,theuserentersthetitleofadesiredvideosequence.Thesevideodataaredisplayedimmediatelyafterthemodification.1.内容(Content)

表现由一个信息的序列构成。为表示该信息，要使用不同性性的媒体。为了便于以后的重用，应把每个信息LDU作为单独对象录。本例中，表现的内容包括视频序列音频序列、图像和文本。ApresentationconsistsofasequenceofinformationrepresentationsFortherepresentationofthisinformation,mediawithverydifferentpropertiesareavailable.Becauseoflaterreuse,itisusefultocaptureeachinformationLDUasanindividualobject.Thecontentsinourexampleare:thevideosequence,theaudiosequence,thegraphicsandthetext.2.行为(Behavior)

行为包含了表示内容的所有信息并定义表现过程。前者由“开始”、“设置音量”和“设置位置”等动作控制。后者由单独元素间的时序、空间和条件链的定义决定。Thenotionbehaviormeansallinformationwhichspecifiestherepresentationofthecontentsaswellasdefinestherunofthepresentation.Thefirstpartiscontrolledbytheactionsstart,setvolume,setposition,etc.Thelastpartisgeneratedbythedefinitionoftimely,spatialandconditionallinksbetweenindividualelements.如果内容表现的状态变了，这可能导致把某些命令作用其他对象上（例如，图像的删除导致文本的显示）。还有一种可能性，表现的行为可以在外部的程序或函数（脚本）被调用时决定。Ifthestateofthecontentispresentationchanges,thenthismayresultinfurthercommandsonotherobjects(e.g.,thedeletionofthegraphiccausesthedisplayofthetext).Anotherpossibility,howthebehaviorofapresentationcanbedetermined,iswhenexternalprogramsorfunctions(script)arecalled.3.用户交互(UserInteraction)

在上述场景中，动画可由相应的用户交互动作来终止。可以有两用户交互。第一种是“简单选择”，它通过一个特定的选择控制表现的流程（例如，按“停止”按钮）。Inthediscussedscenario,therunninganimationcouldbeabortedbyacorrespondinguserinteraction.Therecanbetwokindsofuserinteractions.Thefirstoneisthesimpleselection,whichcontrolstherunofthepresentationthroughaprespectifiedchoice(e.g.,pushthestopbutton).第二种是较复杂的“修改”，用户可以在表现的过程中输入数据（例如，编辑一个数据输入框）。Thesecondkindisthemorecomplexmodification,whichgivestheuserthepossibilitytoenterdataduringtherunofthepresentation(e.g.,editingofadatainputfield)4.包容体(Container)

通过把几种媒体按上述方式合并在一起，就得到了一个随时间进行的表现。为能在所涉及的系统中交换该表现，必须用一个复合元素。该元素类似一个包容体。它把所有元素链接成一个单元。Mergingtogetherseveralelementsasdiscussedabove,apresentation,whichprogressesintime,canbeachieved.Tobeabletoexchangethispresentationbetweentheinvolvedsystems,acompositeelementisnecessary.Thiselementiscomparabletoacontainer.Itlinkstogetheralltheobjectsintoaunit.对于超文本/超媒体文档而言，使用超文本措针，这样的包容体可以排列成一个复杂结构。Withrespecttohypertext/hypermediadocuments,suchcontainerscanbeorderedtocomplexstructure,iftheyarelinkedtogetherthroughso-calledhypertextpointers.

内容(Contents)1.内容类内容类和其他不同，因为它提供了到实际内容的链按。通过这个内容类，信息变得更灵活，并在系统中以一种开放的方式链接起来。在一个表现中，每个内容对象都表达一个确切的信息。Thecontentclassdiffersfromtheotherchassesbecauseitprovidesthelinktotheactualcontents.Throughthiscontentclass,thisinformationbecomesflexibleandislinkedtogetherinanopenwayinthesystem.Eachcontentobjectrepresentsexactlyoneinformationwithinapresentation.2.虚拟坐标系

在虚拟坐标空间中，内容对象可相对于坐标进行定义和排序。有三个轴：X（宽），Y（高）和Z（深）。坐标值范围为一32768到32767。Theso-calledGenericSpacedefinesavirtualcoordinationsystem.Contentobjectscanbedefinedrelativeindimensionandorderingtoeachother.Therearethreeaxes:X(width),Y(height)andZ(depth).Avaluefrom-32768to32767isassignedtoeachaxis.在运行时，虚拟MHEG坐标要在特定期表现服务（例如，覆盖Motif窗口的像素数）中变换成物理坐标。另外还有一个带有坐标轴T的时间坐标系。该轴的值域是0到无穷的一个间隔，单位是一个微秒。Duringtherun-time,atranslationfromthevirtualMHEGcoordinatestothephysicalcoordinatesystemisperformedintheparticularpresentationservice(e.g.,thenumberofpixelswhichcoveraMotifwindow).Additionally,atimecoordinatesystemexistswithitsaxisT.Thedefinedvaluesetforthisaxisisanintervalfrom0toinfinitywherethescaleunitisamillisecond.3.虚拟视图(VirtualViews)

到目前为止，我们假设内容的表现和原始产生出来的相同，实际上MHEG提供一套通过适当参数控制内容表现的方法。Untilnowweassumedthatthepresentationofthecontentsoccursexactlyasoriginated,Actually,MHEGprovidesasetofpossibilitieswhichcancontrolapresentationofthecontentobjectsthroughproperparameters.例如，动画播放时间、音频序列的音量度的图像的视区都可以指定。这些参数的制作可以通过编码中的对应命令决定（参见Action类）。Forexample,amoviecanbeplayedaccordingtocertaintimespecifications.thevolumeofanaudiosequencecanbesetorthevisualareaofagraphiccanbespecified.Themanipulationoftheseparametersisdeterminedthroughcorrespondingcommands(seeactionclass)inthecoding.下面的计算机模拟蓝球的例子显示每一个选取手能同时出现在场上的不同位置。不是把所有可能的表现进行组合并存为不同的内容对象，而是把参数改变作为一个对象计算方法进行调用。Thefollowingexampleofacomputersimulatedbasketballgameshowsthatthesameplayerofeachteamcanoccuratdifferentpositionsofthefieldatthesametime.Insteadofstoringallpossiblepresentationcombinationsasseparatecontentobjects,thechangeoftheparameterismodeledasacallofanobjectismethod.在运行时，它们按照实际确定参数值。图13.27给出虚拟视图的一些例子并解释了复用的可能性。Duringrun-time,theyfixtheparametersaccordingtotherepresentation.Figure13.27showssomeexamplesofvirtualviewsandillustratesthereusepossibilities.图13.27虚拟视图例子(Examplesofvirtualviews)p1p2p3p4ContentObjectCuttingDimensionPositionFigure13.27:Examplesofvirtualviews.

行为(Behavior)1.Action

类(ActionClass)

MHEG对象的个体行为由Action类决定。按面向对象的术语，Action对象是发给MHEG对象的消息。目的对象调用相应的方法，从而改变对象Action对象中并未指定目标对象。ThebehaviorofindividualMHEGobjectsisdeterminedwiththeactionclass.Accordingtotheobject-orientedterminology,anaction-objectisamessagewhichissenttoaMHEGobject.Bythedestinationobject,acorrespondingmethodiscalledwhichperformsachangeonthisobject.

状态的状态变换(StatesandStateTransitions)

有些动作会引起MHEG对象重要的状态变化。读者应该记得前述场景中图像显示结束后显示了一段文字。SomeactionscausestatechangesonMHEGobjectswhichareveryimportant.Thereadershouldrecalltheabovedescribedscenariowhereaftertheendingofthegraphicsdisplay.要指定图像和文字表现的这种关系，在图像的虚拟视图出现的地方须定义一个状态（图像显示或不显示）。Tospecifysucharelationbetweenthepresentationofthegraphicandthetext,astateneedstobedefinedwherethevirtualviewofthegraphicsiscaptured(graphicsisdisplayedornotdisplayed).2.Link类(LinkClass)

Link（链接）类必须完成两个任务。第一，它指某个行动了送到某个MHEG对象。第二，指定这一过程发生的条件Thelinkclassmustfulfilltwotasks.First,itspecifieswhichactionsaresenttowhichMHEGobjects.second,theconditionsarespecifiedunderwhichthisprocessoccurs.3.脚本类(ScriptClass)决定对象行为和表现流程的另一个因素是脚本类。该类支持在其他运行环境（例如，Script/X）、外部程序（例如，C语程序）或函数调节器用中进行MHEG对象的表现。和内容类相似，它支持不同的语言，语言既可是标准的（MHEG目录），也可是非标准的（非MHEG目录）。Anotherpossibilitytodeterminethebehaviorofobjectsortherunofapresentationisthescriptclass.ThisclasswasconsideredtosupportanMHEGpresentationinotherrun-timeenvironments(e.g.,Script/X),externalprograms(e.g.,aC-program)orfunctionscalls.Comparablewiththecontentclass,differentlanguageseitherstandardized(MHEG-Catalogue)ornon-standardized(NonMHEG-Catalogue),aresupported.

用户交互(UserInteraction)

使用前述类，用户还不能和运行中的的表现内容进行交互。作为例子的场景已经讨论了MHEG标准区分的两种用户交互方式：选择和修改。Usingthepreviouslydescribedclasses,theusercannotinteractwitharunningpresentation.TheintroductoryscenariohasdiscussedthattheMHEGstandarddistinguishestwokindsofuserinteractions:selectionandmodification.1.选择类(Selectionclass)

选择类使得交互动作表现为从预定义值集中选取取一个值。对链接类的解释已经表明表现流程是由标准给予出的事件来控制的。Theselectionclassprovidesthepossibilitytomodelaninteractionasaselectionofavaluefromapre-definedvalueset.Theexplanationofthelinkclasshasshownthattherunofapresentationiscontrolledbytheoccurrenceofeventswhicharegivenbythestandard.

对选择对象，可以把用户交互视为这种事件和一种形式。选择对象采用特定于应的事件定义。为一个特定的选择可能性设置了一个相应的事件值。Withaselectionobject,itispossibletoconsideruserinteractionsalsointheformofsuchevents.Aselectionobjecttakesoverthedefinitionoftheseapplication-specificevents.Acorrespondingeventvalueispreparedfortheparticularselectionpossibilities.对用户交互中的特定点，存在着选择对象上的一个虚拟视图（类似于内容对象）。用户交互的事件被存放在视图中，存储动作通过把特定事件值赋给选择状态域来完成。该状态域的改变将导致以下情况：当一个链接对象的条件满足时，动作初发送到其他对象。Atacertainpointintheuserinteraction,thereexistsavirtualviewontheselectionobject(simil