10. Mai 2000 Ringvorlesung Digitales Buch, Universität Leipzig
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Christian Wolff, Universität LeipzigGestaltung und Realisierung elektronischer Bücher als Teil einer elektronischen Lehr- und Lernumgebung
1. Einführung2. Elektronische Bücher und ihr Umfeld3. Verwendung von Markupstandards4. Systemdemonstration
- Buchbetrachtungssystem- Multimediale Komponenten- Integration von Diensten
5. Ausblick
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Einführung: Zum Stand des elektronischen Publizierens
Herbst 1999: Empirische Studie des AK Elektronisches Publizieren beim Börsenverein (54 Teilnehmer, AKEP-Mitglieder)
ca. 90 % der Verlage veröffentlichen CD-Roms ca. 90 % der Verlage nutzen das World Wide Web ca. 75 % der Verlage nehmen an, daß die
Umsatzentwicklung im Printbereich durch neue Medien nicht oder nur sehr geringfügig negativ beeinflusst wird
Formate für die medienneutrale Speicherung:SGML (ca. 45%), XML (ca. 30%), PDF (ca. 6%), mit Mehrfachnennung
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State-of-the-Art elektronischer Bücher
Realisierungsformen CD-ROM DVD WWW / Internet dedizierte Hardwarelösungen (Rocket Book, ExLibris)
Autorenwerkzeuge Multimedia-Autorensysteme (proprietäre Formate) Web Publishing Tools (HTML / XML) Redaktionssysteme (Verlage)
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Defizite
In der Regel direkte Umsetzungen äquivalenter Printprodukte (statische Inhalte)
unflexible Formate (HTML, PDF ...) kaum software-ergonomisch adäquate
Gestaltungslösungen mangelnde Integration interaktiver multimedialer
Komponenten
Wesentlicher Vorteil: Elektronische Distribution über digitale Bibliotheken oder Internetdienste
Ziel: Mehrwert durch multimediale Inhalte und neue Interaktionsmögllichkeiten
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Einordnung elektronischer Bücher
Hypertextsysteme: Nicht-lineare Verknüpfung informationeller Einheiten
Multimedia-Systeme: Interaktive multimediale Komponenten, d. h. Kombination diskreter und kontinuierlicher Medien
Lehr- und Lernsoftware: Anwendungsbereich und Zweck elektronischer Fachbücher
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Dynamische elektronische Bücher
Elektronische Bücher als Informationssysteme im WWW
Anwendung von XML-Standards als technologische Grundlage
Integration interaktiver Komponenten Anbindung externer Dienste und Ressourcen Realisierung durch eine Client-Server-Architektur Verwendbarkeit für unterschiedliche Benutzer,
Benutzergruppen und Einsatzszenarien
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Deklaratives Markup
Markup: Verwendung von Auszeichnungsmarken aus vordefinierten Dokumentgrammatiken
HTML: fest vorgegebene Auswahl an Markupelementen, nur bedingt an Erfordernisse des Einzelfalls anzupassen
SGML (standard generalized markup language) / XML (extensible markup language): Metasprachen für die Definition von Dokumentgrammatiken (document type definitions, DTDs)
Anwendung: Aufgreifen vordefinierter DTDs (HTML, MathML, DocBook,
open Ebook ...) Entwicklung eigener DTDs
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Differenzierung von Markupebenen
Generisches Strukturmarkup (Hierarchie, Verknüpfungen)
Inhaltsorientiertes Markup (Texte und Komponenten, Verknüpfungen)
Metadaten bibliographisch: Dublin Core anwendungsbezogen - Metadatenbeschreibung für Lehr- und
Lernsysteme: IMS Metadata / IEEE Learning Objects Model
Transformation und Präsentation (XSL/T, CSS) Verwaltung & Administration: Datenaustauschformate
(Nutzer, Dienste, Kontexte)
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In In+1 In+2 In+3 In+4 In+5. . . . . .
In In+1 In+2 In+3 In+4 In+5. . . . . .
Kn Ko Kp
Di Dj Komponenten und Dienste
Ebene 1/2: Inhaltssequenzen, Komponenten und Dienste
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Ebene 3: Hierarchische Sicht durch Strukturmarkup
Hierarchische >Sicht
In In+1 In+2 In+3 In+4 In+5. . . . . .
Kn Ko Kp
Di Dj Komponenten und Dienste
Basisinhalt
Hierarchische Sicht
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Ebene 4: Hypertextrelationierung
Hierarchische >Sicht
Basisinhalt mitHypertextnetz
In In+1 In+2 In+3 In+4 In+5. . . . . .
Kn Ko Kp
Di Dj Komponenten und Dienste
Hierarchische Sicht
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Anwendungsbeispiel: Multimediaprojekt Physikalisches Praktikum
Elektronische Umsetzung und Erweiterung eines Lehrbuchs für das Physikalische Anfängerpraktikum: Dieter Geschke (Hrsg.). Physikalisches Praktikum. Stuttgart / Leipzig: B. G. Teubner 199811
Projektverbund Multimediabuch (1997-2001) beim Projektträger Fachinformation des BMB+F, Projektlaufzeit: Ende 1997 - 1999
Projektpartner: B. G. Teubner Stuttgart Leipzig, Universität Leipzig (Physik / Informatik), OFFIS Oldenburg
Entwicklung: Von der Begleit-CD-ROM zum Client-Server-System im WWW
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Architekturmodell
three-tier-model Ebenen:
Buchserver Buchclient („thin
client“) externe Ressourcen
und Dienste Ziel: Einsatzmöglichkeit
in unterschiedlichen Kontexten, weitgehende Abstraktion vom einzelnen Distributor (Bibliothek, Verlag) Buchpräsentationssystem
Kommunikation mit dem Server
Darstellung von Inhalten und Komponenten Navigation, Steuerung
Buchverwaltungssystem
Speicherung Diensteverwaltung KontextverwaltungNutzerverwaltung
Steuerungsebene
Datenintegration und -transformation
Dienste
Dienste
Dienste
Basisdaten (und –dienste)
Aktueller Nutzungskontext
Individueller Kontext des Lesers
Kommunikation mit dem Client
Anforderungsauswertung
Nutzerprofil
Kontextprofil
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Technische Realisierung
Datenaufbereitung: Aufteilung der XML-kodierten Daten in Präsentationseinheiten
Buchverwaltungssystem: Java Servlet, Apache Cocoon Publishing Engine (d. h. XML-Parser, XSL/T-Interpreter)
Buchbetrachtungssystem: Netscape Web-Browser / JavaScript
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Autorenprozesse, Vorproduktion Buchserver Client
Autorenformat, z. B. proprietäresTextverarbeitungssystem
XML-Daten(Buchinhalt + Komponenten)
XSL/T
Umbruch
XML-Datei1
XML-Datei2
XML-Datein
XML-Dateix
XML-Dateiy
Komponenten
Buchtext
XSL-style sheets
Steuerung
XSL/T
XSL/T
XSL/T
XSL/T
XSL/T
XSL-style sheets/CSS-style sheets
Steuerung
XML-Datenbank
Seitentemplates fürBenutzerschnittstelle(HTML/CSS/JavaScript)
Export/Konverter
Anforderung des Client (Seite, Komponente)
Webbrowser (Netscape), Darstellung:HTML, Steuerung: JavaScript
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Systemdemonstration
Buchbetrachtungssystem Aufbau Funktionselemente Gestaltung Hypertextrelationierung
Multimediale Komponenten Typen Einbindung
Integration von Diensten
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Buchbetrachtungssystem
Funktionskomponenten: Text- und Formeldarstellung Navigation / Hierarchiebrowser Register / Informationserschließung
Schnittstellengestaltung auf der Basis der Buchmetapher (entkoppelbare Doppelseite)
Gestalterische Fragen Einheitliches screen design für
Buchbetrachungssystem und eingebettete Multimediakomponenten
Einbindung von Komponenten durch typisierte Hypertextverknüpfungen
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Komponenten
Simulationen physikalischer Experimente und Geräte (z. B. Pendelversuche, Oszilloskop)
Animationen zu physikalischen Phänomenen und Versuchen (Laser, Transistor, Pyknometer)
Realisierung: Java, Macromedia Director / Shockwave
Photographien Zusätzliches Textmaterial (Tabellen, Übungen,
Aufgaben) Aus dem Printprodukt übernommene Abbildungen und
Texte, die gesondert dargestellt werden
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Erweiterung des elektronischen Buchs um (Informations)-Dienste
Zuordnung von Diensten zu Markupelementen (struktur- und inhaltsbezogen) Benutzern und Gruppen
Auswahl der Dienstetypen: abhängig von den Inhalten des einzelnen Werks dem Nutzungskontext
Beispiele: Weiterverarbeitung, z. B. Symbolmanipulation Information, z. B. Übersetzung, Lexika, Kollokationen Informationserschließung Speicherung und Annotation
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Beispiele für die Diensteintegration
Informationserschließung: Auswertung des Lesekontexts zur Anfrageunterstützung Extraktion relevanter Suchbegriffe
(Vorschlagscharakter) Einbindung von Suchmaschinen Einbindung von Informationsdiensten als sekundäre
Dienste bei der Informationserschließung Weiterverarbeitungsdienste:
dynamische Nutzung der im elektronischen Buch enthaltenen Daten
Beispiel Symbolmanipulation Problem: Nicht umgesetzte Standards (z. B. MathML)
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Dienste - Informationerschließung: Auswertung des Lesekontexts
Kap. IIKap. I
... Kap II.1 Kap. II.2
Buch
...
...ii-1i-2 i+1 i+2
...
K1 K2 K3
Kap. II.3
Präsentationsebene
logische undinhaltsorientierte
Strukturierung
Komponentenebene
aktuelleLeseposition
aktuellerLesekontext
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Ausblick
Probleme: Leistungsfähigkeit von XML-basierten Systemen Operationalisierung des
zusätzlichen Entwicklungsaufwands für Multimediakomponenten
zusätzlichen Kodierungsaufwands für deklaratives Markup (Autorensysteme)
Anwendung des Modells dynamischer elektronischer Bücher auf weitere Publikationsprojekte Elektronisches Publizieren Information Retrieval Algorithmen und Datenstrukturen