Bild 1: Eine geordnete Multimedia-Entwicklung ist in mehrere Phasen gegliedert

Das Konzept

Erst wenn alle diese Fragen geklärt sind kann die Konzeptionierung erfolgen, die Aufschluß über Form und Inhalt einer Applikation, über den Nutzen für Anwender und Auftraggeber und über die zu erwartenden Kosten gibt. Die inhaltlichen Ideen des Exposés werden in ein Handlungsschema (Treatment) gefaßt und die interaktiven Möglichkeiten präzisiert.

Da die Erstellung einer größeren Multimedia-Applikation weit über die Fähigkeiten eines einzelnen Entwicklers hinausgeht, sollte im Rahmen der Konzeptionierung eine interdisziplinäre Entwicklungsgruppe gebildet werden, die sowohl die verschiedenen Medien (Text, Ton, Grafik, Bild, Animation, Film), als auch die Gestaltung der Bedieneroberfläche und die Programmierung voll beherrschen muß. Ein Entwicklungsteam kann sich beispielsweise aus folgenden Mitarbeitern zusammensetzen:

• Einem Projektproduzent, der die Kontrolle über den kreativen Bereich ausübt und der dafür sorgt, daß alle Materialien richtig zusammengefaßt werden
• einem Projektmanager, der den Arbeitsbetrieb und das Voranschreiten der Entwicklung koordiniert
• einem Autor, der die gesamte Entwicklung der interaktiven Möglichkeiten kontrolliert und das Manuskript und die Bildschirmtexte schreibt
• einem Spezialist, der für die optimale Plazierung der einzelnen Inhalte auf dem  Datenträger (z.B. CD-ROM) sorgt
• einem Spezialist, der das audiovisuelle Material erstellt und die entsprechende Software entwickelt
• einem Grafikdesigner, der die Bilder und die Anwender-Schnittstelle entwirft und
• einem Programmierer, der die Software implementiert

Selbstverständlich kann man je nach Aufgabenstellung einzelne Bereiche noch weiter personell gliedern oder aber, bei vorhandener Qualifikation, verschiedene Aufgaben von einer Person ausführen lassen. Außerdem sollten bei Bedarf weitere Spezialisten hinzugezogen werden, wie beispielsweise Didaktiker zur Erstellung computerunterstützter Lernsysteme.

Bild 2: Die Erstellung einer Multimedia-Applikation erfordert eine interdisziplinäre   Entwicklungsgruppe.

Das Storyboard

Die nächste Projektstufe besteht in der Erstellung des Drehbuchs oder Storyboards. Das Storyboard ist ein Ablaufplan, in dem die wesentlichen Szenen und Bildschirminhalte exemplarisch dargestellt werden. Das Storyboard gibt Aufschluß über die folgenden Punkte:

• Aufbau und Gestaltung der Bildschirmmasken
• Detaillierte Beschreibung der Anwender-Schnittstelle
• Quellen und Qualitätsstufen des Ton- und Bildmaterials
• Synchronisation der verschiedenen Medien
• Übergänge zwischen verschiedenen Sequenzen
• Überblick über Codierungsvorschläge

Bild 3: Eine Seite aus einem Storyboard. Es handelt sich um die bekannte CD-I-Anwendung "Sport-Champion". (Quelle: Vogel)

Die Projektierung

Steht das Storyboard geht es an die Projektierung. Eine Detailkalkulation wird durchgeführt und der genaue Produktionsplan aufgestellt. Danach beginnt die eigentliche Produktion. Videoaufnahmen werden zusammengestellt, nach dem ausgewählten Verfahren codiert und in einer Datenbank abgelegt. Ähnliches passiert mit den Audiodaten, die zusammengestellt, geschnitten, abgemischt und auf die gewünschte Qualitätsstufe gebracht werden. Animationen werden erstellt und Texteinblendungen editiert.

Die Produktion

Die Aufgabe des Programmierers besteht nun darin, die von Autoren, Designern, Grafikern, Fotografen, Videofilmern und Tonproduzenten gelieferten Texte, Animationen, Grafiken, Bilder, Videofilme, Musikstücke, Soundeffekte und Sprachelemente so zusammenzustellen, daß daraus eine Anwendung aus einem Guß wird. Hierzu muß nicht in einer höheren Programmiersprache programmiert werden, es kann auch ein Autorensystem benutzt werden. Bei der Wahl des Autorensystems ist nicht nur auf dessen Funktionalität und Anschaffungspreis zu achten. Wichtig ist auch, daß die damit erstellten Anwendungen lizenzfrei weitergegeben werden dürfen.

Die Testphase

Nach Abschluß der Programmierung beginnt die Zeit der Tests. Es ist zu prüfen, ob die Anwendung unter allen möglichen Bedingungen fehlerfrei läuft. Für die Tests sollte möglichst ein Emulator zur Verfügung stehen, durch den sich das Zeitverhalten auf dem späteren Datenträger, beispielsweise auf einer CD-ROM, exakt simulieren läßt. Es ist auch ratsam für die Testphase eine Probe-CD (CD-R, WORM) zu pressen. Wenn schließlich alles in Ordnung ist, wird die CD-ROM, die CD-I oder die Bildplatte bei einem hierfür spezialisierten Hersteller industriell gefertigt.

Die Herstellung einer CD-ROM

Bei der Produktion einer CD-ROM werden die verschiedenen Daten in logische Strukturen gebracht und dem Industriestandard entsprechend formatiert. Dabei werden den Daten Synchronisationsbytes, Headerinformationen sowie Fehlererkennungs- und Fehlerbehebungscodes hinzugefügt (Premastering). Es entsteht die CD-ROM-Image-Datei, die für das spätere "Mastering" auf ein 3/4-Zoll-U-Matic-Band, ein 9-Spur-Magnetband oder ein 8-mm-Band gebracht wird (Imaging). Die Image-Datei enthält exakt die Folge der Pits und Lands der zu erstellenden CD-ROM. Diese werden beim Mastering durch einen Laser-Burn-Recorder (LBR) auf die lichtempfindliche Schicht eines Glasmasters übertragen. Der Glasmaster wird entwickelt, mit einer Silberschicht bedampft und in einem galvanischen Bad mit einer Nickelschicht überzogen. Die Nickelschicht ist der "Vater" der CD-ROM. Vom Vater werden mehre "Mütter" hergestellt und zum Schluß werden von einer Mutter die "Söhne" gewonnen, die die eigentlichen Preßmatrizen für die CD-ROMs darstellen. Zur Herstellung der CD-ROMs wird heißes Polycarbonat unter hohem Druck auf die Matrize (Sohn) gespritzt. Nach dem Abkühlen wird die Reflexionsschicht aufgedampft, also die CD-ROM mit einer dünnen Aluminium- oder Goldschicht verspiegelt. Abschließend wird zum Schutz eine Lackschicht aufgetragen, das Label aufgedruckt und die CD-ROM in einer Kunststoffhülle (Jewelbox) verpackt.

Bild 4 - Der Entstehungsprozeß einer CD-ROM

Die Software zur Realisierung multimedialer Anwendungen

Die einzelnen Arbeitsschritte bei der Produktion einer multimedialen Anwendung bedürfen verschiedener Software-Werkzeuge. Man benötigt Textverarbeitungsprogramme, Grafik- und Malprogramme, Programme zur Ton-, Bild- und Videobearbeitung, Datenbankprogramme, Animationsprogramme, und Autorensysteme zur Verbindung der einzelnen Elemente.

Die Funktionalität der Text- und Grafikprogramme soll hier nicht besprochen werden, da diese hinreichend bekannt sein dürfte. Es sei nur erwähnt, daß die Grafikprogramme immer leistungsfähiger werden und selbst bereits Module zur Bildbearbeitung, zur Gestaltung von Präsentationen und sogar zur Erstellung einfacher Animationen bereitstellen.

Bild 5 - Ein Clip-Art aus Corel Draw. Die Möglichkeiten sind gewaltig

Bild 6 - Mit dem neuen Modul CorelMOVE aus Corel Draw 4.0 lassen sich einfache Animationen mit Ton erstellen

Bildbearbeitung

Für die Bearbeitung von digitalisierten oder eingescannten Bildern sind mittlerweile viele Programme erhältlich, die ähnlichen Funktionsumfang bieten, wie Ändern von Kontrast, Helligkeit und Farbe, Skalieren, Invertieren, Schärfen,  Verfeinern, Drehen und Kippen, Duplizieren, Umwandeln, Glätten, etc. Ein Bildbearbeitungsprogramm sollte die folgenden Grundvoraussetzungen erfüllen:

• Unterstützung zahlreicher Grafikformate (TIFF, PCX, BMP, GIF, TGA, EPS,...)
• Bereitstellung möglichst vieler Filter- und Retuschierfunktionen
• Unterstützung der Farbmodelle RGB und CMYK

Bild 7 - Einige wichtige Grafikformate

Bild 8 - Die drei häufigsten Farbmodelle

Bild 9 - Mit Bildverarbeitungsprogrammen lassen sich verschiedene Effekte erzielen (Quelle: Data Becker)

Einige Filterfunktionen finden sich in Bild 9. Bild 9.1 zeigt das Originalbild. Recht einfach ist daraus der Mosaik-Effekt in Bild 9.2 zu erzielen. Das Bild wird dazu in Helligkeitssegmente zerlegt, die alle denselben Farbton aufweisen. Den Poster-Effekt aus Bild 9.3 erzielt man, indem ein hochauflösendes Bild auf nur wenige Grau- und Helligkeitsstufen reduziert wird. Bild 9.4 zeigt den Motion-Blur-Bewegungs-Effekt. Der Bewegungseffekt wird durch eine gewisse Unschärfe erzeugt. Der Zylinder-Effekt in Bild 9.5 bildet das Originalbild auf einen Zylinder ab. Der Bildinhalt bekommt so eine horizontale Rundung wodurch ein 3D-Effekt entsteht.

Videobearbeitung

Recht brauchbare Software zur Videonachbearbeitung wird meist zusammen mit der entsprechenden Video-Overlay-Karte ausgeliefert. So liegt beispielsweise der ScreenMachine II von Fast-Electronic die Software SM-Camera II bei. Mit SM-Camera II läßt sich die Aufnahme und die Wiedergabe von Bewegtbild steuern. Farbauflösung und Bildgröße können beeinflußt und die Videoeingänge parametrisiert werden. In der "Dunkelkammer" wird das Bildmaterial entwickelt und Farbe, Helligkeit und Kontrast bestimmt. Außerdem können einzelne Bildabzüge in verschiedenen Bildformaten ausgegeben werden.

Bild 10 - Mit der SceenMachine II von Fast bekommt man SM Camera II zur Bearbeitung des Bildmaterials. (Quelle: Fast Electrionic)

Video-Bearbeitungssysteme bieten je nach Preisklasse noch weitere Editierfunktionen, wie Kleben, Schneiden, Überschreiben und Multi-Kamera-Synchronisierung. Außerdem werden Effekte unterstützt wie Zeitlupe, Standbild, Zooming, Einblendung von Titeln und Grafiken, Fade (Ausblendtechnik), Colorkey (siehe Folge 3), Dissolve (Überblenden von zwei Bildern), Wipe (horizontale oder vertikale Ausblend- bzw. Überblendtechnik), Mosaik, Cut (plötzlicher Wechsel von einem Bild zum anderen), Scrolling (Verschiebung von Bildausschnitten) und weiteres mehr.

Bilddatenbanken

Bilddatenbanken arbeiten ähnlich wie herkömmliche Datenbanken, jedoch lassen sie neben den üblichen alphanumerischen Feldtypen auch Grafiken zu. Wichtig ist auch hier, daß möglichst viele Grafikformate unterstützt werden, da sonst teils recht aufwendige Konvertierungen der Grafikdaten durchgeführt werden müssen. Bilddatenbanken gibt es als eigenständige Produkte oder als "Add-Ons" die auf einer Datenbanksoftware aufsetzen. Neben der Anzahl unterstützter Grafikformate gelten u.a. folgende Auswahlkriterien:

• Können Bilder um Sprache, Musik und Textmaterial ergänzt werden?
• Ist ein Zugriff auf die Datenbank über ein lokales Netzwerk möglich?
• Muß die gesamte Bildinformation in der Datenbank abgelegt werden oder reicht das Einfügen von Verweisen?
• Wie können die Datenbankinformationen strukturiert werden; welche Suchkriterien und Indizierungen werden unterstützt?
• Werden Kontrollbilder zum schnellen Betrachten des Bildmaterials angeboten?
• Können die Bilder komprimiert gespeichert werden?

Bild 11 - Zur schnellen Ansicht zeigt "MediaBase" der Firma Schopf Computersysteme mehrere Kontrollbilder auf einer Bildschirmseite an (Quelle: Pablo)

Animationsprogramme

Auch das Spektrum der angebotenen Animationsprogramme wird ständig größer. Das Angebot reicht von Programmen zur Erstellung kleinerer Trickfilme zum Preis von einigen hundert Mark bis zur professionellen Renderingsoftware für über 10.000 Mark mit der man Konstruktionsdaten in realistische Bilder verwandeln kann.

Zu den preiswerteren Animationsprogrammen gehört beispielsweise Animation Works 1.1. Hiermit lassen sich kleine Trickfilme zur Aufwertung von computergestützten Präsentationen erzeugen. Animation Works besteht aus folgenden drei Modulen:

• dem Background Editor, einem Mal- und Zeichenprogramm für die Hintergrundgrafik
• dem Cell Editor, einem Grafikprogramm zur Herstellung animierter Grafikobjekte, mit dem Einzelbilder schrittweise zu filmischen Seqenzen zusammengestellt werden können
• dem Movie Editor, einem Steuerprogramm, das Bewegen, Verschieben, Drehen etc. der im Cell Editor hergestellten Objekte erlaubt

Bild 12 - Animationsbeispiel von Animation Works 1.1. Das Bild zeigt drei von acht Einzelbildern (Cels), die ausreichen, um "Bob" über den Bildschirm spazieren zu lassen (Quelle: Softline)

Zu den preiswerteren Programmen gehört auch Alias Upfront 1.1. Zweck der Software ist die schnelle und einfache Visualisierung dreidimensionaler Modelle. Mit einfachen Mitteln soll eine Anmutung eines neuen Produkts, sei dies ein komplettes Gebäude oder nur eine neue Verpackung, geschaffen werden. Nach dem Baukastenprinzip lassen sich einfache Körper erstellen und kombinieren. Häufig wiederkehrende Teilobjekte können direkt aus einer Bilbliothek plaziert werden. Die Oberflächengestaltung der Objekte beschränkt sich auf die Auswahl bestimmter Farben. Das fertige Modell kann man aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten und mittels eines digitalisierten Fotos mit einem Hintergrund versehen.

Bild 13 - Alias Upfront. Eine AutoCAD-Zeichnung wurde als DXF-Datei eingelesen und schattiert. Die Toolbox am linken Bildrand enthält alle wichtigen Zeichen- und Manipulationsbefehle. In der Dialogbox "Shadows" können Datum, Uhrzeit und Breitengrad eingegeben werden - daraus berechnet das Programm dann den Einfall des Sonnenlichts und die Schatten. (Quelle: Pablo)

Manche Animationsprogramme erlauben auch das sogenannte polymorphe Tweening oder Morphing womit ein Objekt stufenweise in ein anderes verwandelt werden kann. Man erstellt einfach eine Ausgangs- und eine Zielgrafik, gibt die Anzahl der gewünschten Zwischenschritte an und die Metamorphose kann beginnen.

Bild 14 - Das neue Zauberwort heißt Morphing. Ein Bild kann stufenweise in ein anderes verwandelt werden. Das Beispiel wurde auf einem Macintosh mit dem Programm "Morph" erstellt (Quelle: Pablo)

Animationsprogramme, die die von einem CAD-Programm als Drahtmodell dargestellten Objekte fotorealistisch aufbereiten können und deren Ansicht aus verschiedenen Perspektiven erlauben, nennt man auch Renderingprogramme. Der Begriff "rendern" steht hierbei schlicht für den deutschen Begriff "darstellen". Renderingprogramme werden immer dann gebraucht, wenn Dinge präsentiert werden sollen, die es noch nicht gibt, die geändert werden sollen oder die man in der Realität nicht sehen kann. Um besonders realistische Bilder zu erzeugen, berechnen sie für jeden einzelnen Bildpunkt eines Objekts den tatsächlichen Strahlenverlauf auf dem Monitor. Dabei wird das Reflexionsverhalten und die Farbe der Oberfläche des darzustellenden Objekts sowie die Intensität der eingesetzten Lichtquelle berücksichtigt, so daß komplizierte Spiegelungen und Lichtbrechungen realistisch dargestellt werden (Ray-Tracing). Diese Berechnungen sind sehr aufwendig. Deshalb gibt es bereits Renderingprogramme, denen man über ein Netzwerk die ungenutzte Rechenleistung mehrerer Rechner zuordnen kann.

Bild 15 - Vier Bilder aus einer mit dem Animationsprogramm "Topas" erstellten Animations-Sequenz. Beliebige Schriftzüge, aber auch kombinierte Objekte, können frei im Raum bewegt und gedreht werden. Als Oberflächenmaterial wurde hier Plastik gewählt. Das Licht kommt von vorne (Quelle: SKL, Karlsruhe)

Bild 16 - Mittels Renderingsoftware läßt sich ein Drahtmodell eines CAD-Programms in ein fotorealistisches Bild verwandeln. Perspektive, Oberflächenmaterial und Lichteinfall können vom Anwender bestimmt werden (Quelle: Softline)

Autorensysteme

Die Verbindung aller Medien unter eine gemeinsame, grafische Oberfläche geschieht mit einem Autorensystem. Ein weitverbreitetes Autorensystem ist ToolBook der Firma Asymetrix. Der Erfolg von ToolBook liegt sicher an seinem relativ niedrigen Preis und der Tatsache, daß mit ToolBook erstellte Anwendungen lizenzfrei weitergegeben werden dürfen. ToolBook funktioniert nach dem Prinzip eines Karteikastens. Daten und Grafiken werden auf frei gestaltbaren Karteikarten archiviert. Mehrere Karteikarten ergeben zusammen ein Buch. Mit ToolBook kann man leicht eigene Windows-Applikationen erstellen, indem man verschiedene Medien auf einer Karteikarte vereinigt und deren Ansteuerung über eigene Buttons (Tasten auf dem Bildschirm) definiert. 250 fertig definierte Objekte (Dialogboxen, Buttons und Kontrollelemente für die Steuerung externer Hardware) zur Gestaltung der eigenen Multimedia-Anwendung liefert das Toolbook Multimedia Resource Kit (MMRK). Diese Objekte kann man einfach kopieren und in die eigene Anwendung einbauen. Mittels MMRK können über MCI (Media Control Interface) andere Programme fernbedient werden, dynamischer Datenaustausch (DDE - Dynamic Data Exchange) wird unterstützt und die Einblendung beispielsweise eines Videos auf einer Karteikarte wird ermöglicht, indem über eine DLL (Dynamic Link Library) auf die Software der Videokarte zugegriffen und die Bildeinblendung gesteuert wird. Falls in ToolBook doch eine Funktion fehlt - über die eingebaute, objektorientierte Programmiersprache "Open Script" kann diese sicher dazuprogrammiert werden.

Bild 17 - Eine Seite aus der Einführung in das Autorensystem ToolBook, die selbst mittels ToolBook erstellt wurde.

Selbstverständlich gibt es neben ToolBook viele andere Autorensysteme, wie beispielsweise Icon-Author von AimTech. Icon-Author arbeitet nach dem Konzept des "visuellen Programmierens" (also ganz ohne Programmierkenntnisse). Dem Entwickler multimedialer Applikationen stehen vollständige Programmroutinen in Form von Aktionssymbolen (Icons) zur Verfügung, die nur zu einem Flußdiagramm zusammengesetzt werden müssen. Durch die Möglichkeit, die Symbole in Gruppen zusammenzufassen, erhält man ein Diagramm, das schnell verstanden wird.

Die nächste Folge

Multimedia macht nur dann Sinn, wenn multimediale Dokumente auch leicht verbreitet und ausgetauscht werden können und man gemeinsam über lokale Netzwerke an einer multimedialen Anwendung arbeiten kann. Die nächste Folge dieser Serie beschäftigt sich deshalb mit dem Thema "Multimedia im Netzverbund".

- Fortsetzung folgt -

Literatur