Introduzione al T-Learning ed al Digitale Terrestre - Ing. Luca Mancini 2M Telecomunicazioni S.r.l - Torino

Introduzione al T-Learning ed
     al Digitale Terrestre

        Ing. Luca Mancini
    2M Telecomunicazioni S.r.l.
            - Torino -

La Televisione Analogica
„   3 Gennaio 1954 la Rai inizia a
    trasmettere la televisione in tecnica
    analogica.
„   Tali trasmissioni erano eseguite quasi
    sempre in diretta, a causa dell’estrema
    complessità della registrazione video e
    rigorosamente in bianco e nero.

La Televisione Analogica
„   La televisione analogica in bianco e
    nero, ed in seguito quella a colori
    (1961), basa il suo funzionamento su
    grandezze continue.
„   La televisione digitale basa il suo
    funzionamento su grandezze discrete.

La Televisione Analogica
               „   Esempio di
                   grandezza continua

               „   Esempio di
                   discretizzazione di
                   una grandezza

La Televisione Analogica
„    Le grandezze in gioco nell’invio a distanza di
     una sequenza di immagini (filmato) sono:
1.   Il luma o luminosità.
2.   Il croma o crominanza (colore).
3.   Il suono (la traccia audio sincronizzata).
4.   Il “tempo” ovvero la sequenza esatta di
     visualizzazione.

La Televisione Analogica
„   Tali grandezze sono le stesse che
    vengono “elaborate” dagli apparati
    digitali atti alla conversione delle
    immagini e dei suoni.
„   Il formato della digitalizzazione prende
    il nome di standard , esattamente come
    si intendevano standard i segnali
    analogici (in Italia lo standard vigente è
    il PAL).

La Televisione Digitale
„   La televisione digitale basa il suo
    funzionamento sulla discretizzazione di
    una sequenza video, secondo uno
    standard definito: il DVB
„   L’organizzazione DVB nasce nel 1993
    allo scopo di creare uno standard
    europeo (inizialmente), che garantisca
    uniformità costruttiva.

La Televisione Digitale
„   DVB è acronimo di Digital Video
    Broadcasting , parte dello standard è
    basato su un innovativo (per l’epoca)
    sistema di compressione Audio/Video:
    l’Mpeg 2.
„   La compressione si rende necessaria
    per rendere più flessibile lo standard.

La Televisione Digitale
„   Perché si rende necessaria la
    compressione?
„   Può un segnale essere digitale senza
    essere compresso?
„   Come avviene la compressione, ed è un
    processo invertibile?
„   Quali sono i vantaggi?

Perché si rende necessaria la
compressione?
„   Unità di misura dell’informazione
    binaria: bit.
„   Unità di misura dell’informazione binaria
    riferita al tempo: bit/secondo (bit/sec).
„   Mega (M) = un milione.
„   Capacità di registrazione di un server,
    su Hard Disk circa 200Mbit/sec
    (ottimistico).

Perché si rende necessaria la
     compressione?
                                        „   La sola
                                            digitalizzazione di
              Compressore                   una sequenza di
                                            immagini, senza
                                            alcuna
                                            compressione crea
                                            un flusso di
                              Dati          informazioni pari a
                            compressi       270 Mbit/sec !
                                            Esclusa la traccia
Flusso dati                                 audio…

Può un segnale essere digitale
senza essere compresso?
„   La digitalizzazione di un segnale
    Video/Audio, è svincolata dalla
    metodologia di compressione.
„   La compressione si rende necessaria
    per il trasporto, la memorizzazione, la
    diffusione, l’elaborazione dei segnali
    stessi.

Quali sono i vantaggi?
„   Il digitale non “invecchia” i filmati, ma li
    degrada…
„   Aumenta la capacità complessiva di
    trasporto, ma aumenta anche la
    difficoltà costruttiva…
„   Permette l’inserimento di contenuti
    extra, ma richiede maggior conoscenza
    da parte degli utenti…

Brevi cenni sulla digitalizzazione
  Immagine n° xx
                             „   L’occhio umano
                                 percepisce il
                                 movimento se e solo
                                 se lo stesso avviene
                                 con una ben
                                 determinata rapidità.
                             „   Una sequenza di
                                 immagini (frames)
                                 risulta essere in
                                 movimento se è
Tempo                            prossima alle 25
              Immagine n°1       immagini per secondo.

Brevi cenni sulla digitalizzazione
                  „   L’immagine (frame)
                      viene suddivisa in un
                      certo numero di punti
                      discreti (pixels).
                  „   In seguito a questa
                      divisione, questi punti
                      vengono scomposti in
                      croma e luma .
                  „   Il punto successivo è la
                      conversione numerica di
                      tali informazioni

Brevi cenni sulla digitalizzazione
         Luma    „   I dati relativi ad ogni pixel
                     verranno digitalizzati con
                     una conversione, che fa
                     perdere informazioni, in
        Croma        un singolo valore
                     numerico.
Pixel
                ESEMPIO
            = 36          = 41

Brevi cenni sulla digitalizzazione
        „   Scomposti in tale modo i singoli
            fotogrammi (frames) vengono
            compressi utilizzando tecniche di
            ridondanza spaziale e temporale.
        „   Si approssimano i valori di un pixel ai
            pixel vicini (ridondanza spaziale), si
            approssimano i valori di un pixel a quelli
            dello stesso pixel nel frame precedente
            e/o successivo (ridondanza temporale).
        „   Al termine di tale processo un flusso
            video presenta una quantità di
            informazioni compresa tra i 3 ed gli 8
            Mbit/s

Brevi cenni sulla digitalizzazione
„   Il segnale visivo così compresso viene
    “spezzettato” e intervallato a “pezzetti” della
    digitalizzazione del segnale audio.
„   Questa attività prende il nome di multiplexing.
„   In fase di decodifica del segnale così
    digitalizzato, tali frammenti vengono ricomposti
    grazie all’introduzione di alcuni indici o headers
    introdotti durante il multipexing .

Gli standards DVB ed Mpeg2
„   L’introduzione degli headers fa parte delle
    indicazioni degli standards: tali headers
    prendono il nome di Tabelle.
„   L’Mpeg2 definisce le tabelle PSI, le quali
    contengono informazioni riguardanti la
    digitalizzazione e la compressione.
„   Il DVB definisce le tabelle SI, le quali
    contengono informazioni più generiche, quale
    appartenenza del programma ad un bouquet
    etc…

Il “multiplex” del DVB-T
              ReMultiplexer
Programma 1

Programma 2                      Programma 1+2+3

Programma 3

                              Headers contenenti le
                              informazioni di ogni
                              singolo programma

La diffusione del segnale
„   Il “multiplex” o Bouquet così prodotto
    viene trasmesso attraverso sistemi
    molto simili alla televisione analogica,
    alle utenze domestiche.
„   Ovviamente il sistema è simile in quanto
    utilizza la stessa risorsa radio-elettrica
    (stessi canali UHF o VHF), ma con
    differente modalità trasmissiva.

La diffusione del segnale
                         Set Top Box
                         Domestico
Centro Trasmissivo

Vantaggi del DVB-T
„   Il sistema digitale introduce un certo numero
    di vantaggi per l’utenza, quali la possibilità di
    introdurre informazioni “extra” all’interno del
    bouquet.
„   Permette una visione svincolata dalla reale
    qualità di segnale ricevuto: la qualità
    dell’immagine non è direttamente correlata
    alla quantità/qualità del segnale incidente
    l’antenna.

Vantaggi del DVB-T
„   Le informazioni extra possono
    contenere dati riguardanti la
    programmazione televisiva o anche files
    eseguibili.
„   Se questi files sono scritti in un
    particolare linguaggio (Java TV) ed
    inseriti nel flusso dati con particolari
    header , il tutto prende il nome di MHP.

L’MHP e l’interattività
„   Con MHP (acronimo di Multimedia Home
    Platform) si intende uno standard legato al
    progetto DVB, che permette di utilizzare il
    mezzo trasmissivo di video digitale, per
    diffondere contenuti informativi differenti.
„   La possibilità di inviare piccoli programmi
    eseguibili su Set Top Box domestici, permette
    di “informatizzare” l’utenza.

L’MHP e l’interattività
    Flussi Audio/Video         „   L’inserimento di tali informazioni
                                   è effettuato utilizzando uno
                                   spazio nel Bouquet.

      Carosel
      Generator
                                           Verso l’utenza domestica

                               Informazioni MHP

                   Controllo
DataBase

MHP e T-Learning
„   Il T-Learning nasce come equivalente dell’ E-
    Learning, ma effettuato utilizzando la
    televisione digitale.
„   La tecnologia utilizzata per fornire servizi di T-
    Learning è l’MHP.
„   Per sfruttare tale potenzialità, l’utenza
    domestica deve utilizzare Set Top Box
    “interattivi” ovvero capaci di leggere ed
    interpretare le istruzioni veicolate con l’MHP.

MHP e T-Learning
„    Quali informazioni si possono
     veicolare?
1.   Il JavaTV differisce dal Java solo per alcune istruzioni e per
     alcune librerie: questo permette di utilizzare sui Set Top Box
     un livello grafico simile a quello utilizzato nel Web.
2.   Tali strutture grafiche devono tenere conto delle limitazioni di
     capacità di elaborazione del ricevitore domestico.
3.   Lo spazio che si vuole utilizzare nel bouquet limita la quantità
     di informazioni veicolabili.

MHP e T-Learning
„   Le potenzialità del T-Learning sono quindi
    paragonabili alle potenzialità dell’E-Learning: la più
    grande differenza tra le due è l’utilizzo
    completamente sbilanciato dei canali di
    comunicazione.
„   Il Web ha una struttura bilanciata tra dati trasmessi e
    dati ricevuti (Upload, Download).
„   Le disponibilità del digitale terrestre, per come è
    strutturato, forniscono una capacità dati in ricezione
    molto più elevata che in trasmissione (dal lato
    utente).

L’Applicazione “Interattiva”
„   L’applicazione “interattiva” è lo strumento con
    il quale si veicolano le informazioni all’utenza.
„   E’ un programma eseguibile in ambiente Java
    (Sun Microsystems), contiene istruzioni per
    strutturare l’aspetto delle informazioni, le
    informazioni stesse e parti grafiche.
„   E’ definito come un “middleware” ovvero si
    interfaccia con l’hardware esistente (set top
    box).

L’Applicazione “Interattiva”
„    Le competenze per lo sviluppo di tale
     applicazione devono sicuramente
     coinvolgere:
1.   Un disegnatore grafico (simile al Web Designer).
2.   Un programmatore Java (con esperienza nell’utilizzare librerie
     non ordinarie).
3.   Un ambiente di test hardware che permetta di ottimizzare le
     applicazioni su più ricevitori digitali compatibili.

„    Il tutto senza trascurare i contenuti.

L’Applicazione “Interattiva”
„    I contenuti dell’applicazione devono fornire
     un servizio, devono essere di facile
     consultazione e di impatto visivo gradevole.
„    Si possono identificare alcuni tipi di
     applicazioni:
1.   L’approfondimento;
2.   La pubblicità;
3.   La comunicazione sociale;
4.   La pubblica utilità.

L’Applicazione “Interattiva”
„    Esistono alcuni esempi di applicazioni
     utilizzate per “soppiantare” il Web: tale
     possibilità è attualmente immatura.
„    L’utente domestico può garantire più tipi di
     interattività:
1.   Una interattività parziale (senza alcun collegamento
     telefonico);
2.   Una interattività completa (con il collegamento telefonico o
     equivalente);
3.   Una interattività completa ed univoca (con collegamento e
     smart card personale);

Principi di funzionamento

   Contenuti A/V                                 Verso il mezzo trasmissivo
                                   MUX

Applicazione on line                                       Generatore di carosello

                                                           Collegamento telefonico
                                                           dagli utenti
                        Inserimento modifica

                       Richiesta di modifica
 DataBase                                      Server di gestione
   delle                                         del canale di
applicazioni                                        ritorno

T-Learning

 Report sulla televisione Interattiva
                (iTV)

Apprendere
„   E’ un processo coinvolgimento attivo
    con esperienza: è ciò che le persone
    fanno quando vogliono dare un senso
    alle parole.
„   Questo può coinvolgere un incremento
    di conoscenza o comprensione, dipende
    dalla capacità di riflettere di ogni
    individuo.

Apprendere
„    Un effettivo apprendimento si ha solo se le
     persone vogliono apprendere di più.
„    In funzione di tale osservazione si può
     dividere il tipo di attività in tre categorie:
1.   Educazione formale: ovvero un sistema organizzato in modo
     gerarchico tipo scuola;
2.   Educazione non formale: ovvero un sistema di apprendimento
     organizzato al di fuori dei canali ordinari che si prefigge degli
     obbiettivi da raggiungere;
3.   Educazione informale: ovvero una modalità di apprendimento di tipo
     “esperienza di vita” che coinvolge molti aspetti quali vita domestica,
     lavoro, amicizie.

Educazione Informale
„   L’attività di T-Learning su cui si è più puntato
    è l’educazione di tipo informale: ogni tipo di
    programma educativo fonda la sua struttura
    nell’informare il telespettatore senza
    richiedere alcun “feed-back”.
„   Questa osservazione è valida se si escludono
    corsi di formazione patrocinati da scuole o
    università al fine di formare a distanza.

Educazione Informale
„   Le motivazioni che spingono le persone
    ad utilizzare l’educazione informale per
    istruirsi sono molteplici: dalla semplice
    curiosità, alla ricerca di comprendere un
    mondo in continuo fermento culturale,
    od alla ricerca di informazioni che
    possono aumentare il know-how.

Educazione Informale
„    Proprio quest’ultimo aspetto risulta
     essere il più critico:
1.   All’informalità dell’educazione
     consegue una non dimostrabilità della
     conoscenza.
2.   Questo implica una crescita culturale
     non rivendicabile sul posto di lavoro
     od a livello sociale.

Educazione Informale
„   Uno studio condotto nel 1998 su 1000
    partecipanti in Inghilterra ha rivelato che il
    57% degli intervistati utilizzava la casa come
    luogo per studiare.
„   Il 32% utilizzava già video e programmi TV
    per approfondire.
„   Ben il 74% degli adulti ha ammesso che la
    tecnologia rende più facile acculturarsi.

Educazione Informale

                 „   Luogo dove
                     attualmente
                     avviene la
                     formazione
                     (Auto-
                     formazione)

Educazione Informale
                  „   Luogo dove
                      si vorrebbe
                      effettuare
                      la
                      formazione

Educazione Informale
„   Tutto questo evidenzia come la casa è il
    luogo dove avviene in modo
    preferenziale la formazione sia di adulti
    sia dei bambini.
„   Studi condotti, hanno osservato come il
    50% della capacità di apprendere dei
    bambini è influenzata dall’ambiente
    domestico e dagli affetti famigliari.

Educazione informale ad uso
Formale
„   Uno degli aspetti che più coinvolge l’uso
    della tecnologia e quindi del T-Learning
    è la possibilità di “fornire” una
    educazione informale a supporto di
    quella formale.
„   Un possibile sviluppo infatti può essere
    l’utilizzo di iTV per fornire supporto
    scolastico per i compiti a casa.

Educazione informale ad uso
Formale
„    Alcuni studi riguardanti le condizioni
     sociali hanno rivelato che:
1.   Il computer con accesso ad internet è presente in maggior
     misura nelle famiglie di classe media;
2.   Consoles e video giochi sono più presenti in case dove i
     genitori fanno lavori “manuali”.
3.   Televisioni e computer sono presenti solitamente nelle
     camere da letto di ragazzi piuttosto che ragazze.
4.   Nelle famiglie di classe media, i genitori sono più propensi ad
     aiutare i figli nei compiti a casa.

Educazione informale ad uso
Formale
„   Queste ed altre osservazioni effettuate in
    Inghilterra hanno reso possibile osservare che
    un sistema iTV potrebbe supportare con il T-
    Learning le famiglie che più risentono del
    digital-divide.
„   Tale osservazione però non deve portare a
    pensare che l’utilizzo eccessivo di sistemi iTV
    possa colmare realmente tali diversità.

Educazione informale ad uso
Formale
„   L’investimento nel T-Learning va visto
    come un obbiettivo a medio – lungo
    termine.
„   Tale soluzione può infatti rendere
    partecipe le persone senza alcun vincolo
    fisico (vincoli spaziali) o temporale
    (possibilità di VPR).

Educazione informale ad uso
Formale

  Total recent learners         42   „   Campione di
  Digital TV                    45       persone che
  Analogue cable or satellite
  TV
                                41
                                         hanno accesso
                                         alla tecnologia
  Analogue TV                   40

  Internet (work only)          71

  Internet at home

  No internet
                                58

                                27
                                         con recente
  No PC                         23       scolarizzazione
  No telephone                  33

Educazione informale ad uso
Formale
 Total non-participants        36
                                    „   Campione di
                                        persone che
 Digital TV                    34

 Analogue cable or satellite   37
 TV

 Analogue TV                   38
                                        hanno accesso
 Internet (work only)          10       alla tecnologia
 Internet at home              20       non con recente
 No internet                   50
                                        scolarizzazione
 No PC                         53

 No telephone                  50

Educazione informale ad uso
Formale
„   Da tale studio condotto sempre in
    Inghilterra, si può osservare come la
    televisione digitale sia una costante in
    entrambe le categorie di persone.
„   Tale situazione prospetta la possibilità
    di fornire informazioni e servizi di tipo
    “governativo” ad una ampio bacino di
    cittadini.

Imparare usando la Televisione
„   Studi che coinvolgono 11’000 bambini in tutta
    Europa ha osservato come i bambini possono
    guardare la televisione in modo
    completamente autonomo.
„   La visione risulta più selettiva nelle famiglie
    più agiate.
„   Imparare usando la televisione risulta più
    semplice, in quanto coinvolge “l’imitazione”.

Imparare usando la Televisione
„   Studi effettuati sull’utilizzo di sistemi di
    interattività atti all’apprendimento hanno
    osservato che “l’interattività è poco più che
    una promessa di marketing, o un ornamento
    superficiale”.
„   Tali osservazioni risultano essere adeguate
    nel momento in cui l’interattività non
    coinvolge la sfera cognitiva.

Imparare usando la Televisione
„    Si possono individuare due tipi di
     interattività proposta:
1.   L’interattività operazionale o legata ad una utilizzo
     funzionale della stessa (premere il pulsante rosso
     per…)
2.   L’interattività concettuale o cognitiva, cioè che
     rientra nella sfera dell’apprendimento, richiedendo
     un resoconto specifico riguardante l’argomento da
     apprendere.

Imparare usando la Televisione
„   In ogni caso, capire il ruolo dell’interattività
    sull’apprendimento è un processo molto
    complesso ed ancora in studio; sicuramente
    tale studio risulta più sviluppato nei sistemi
    web-computer-based.
„   Con tale considerazione si rende ovvia la
    necessità di maggiori ricerche in tale senso
    non appena la tecnologia dell’iTV si sia più
    diffusa.

Scenari futuri
„   In prospettiva dell’utilizzo di tali
    tecnologie sono stati proposti alcuni
    possibili scenari futuri ad un campione
    di persone.
„   Tali scenari prospettano un futuro
    piuttosto prossimo in cui l’utilizzo
    dell’iTV sia piuttosto preponderante.

Scenari futuri
„   Formazione docenti a distanza.
    Tale scenario prevede che un docente abbia la
    possibilità di formarsi a distanza utilizzando un
    servizio di PVR ed un sistema di valutazione
    interattivo che gli permetta di formarsi e ricevere un
    attestato di frequenza finale.

Scenari futuri
„   Tutor scolastico a distanza.
    Tale scenario prevede la presenza di un tutor in
    grado di supportare gli studenti in difficoltà a
    distanza, ovvero quando questi sono rientrati a casa.
    Questo scenario prevede il pagamento della lezione
    via carta di credito ed una conversazione in tempo
    reale sempre via telefono.
    Sul video ci sarà il tutor che illustra la materia
    richiesta in modo del tutto individuale.

Scenari futuri
„   Fai da te a pagamento.
    Attraverso il pagamento di una tantum è possibile
    ricevere su un PVR virtuale un video in cui si spiega
    come effettuare lavori di ordinaria manutenzione e/o
    decorazione domestica o di automobili o di
    quant’altro.
    Tale servizio ha un certo grado di interattività, per
    approfondire alcuni aspetti del lavoro.

Scenari futuri
„   Utilizzo di Soap Opera come stanze di
    chat.
    Durante una Soap Opera ci sono milioni di persone
    incollate ai televisori, l’utilizzo di una chat interattiva
    che metta in contatto persone accomunate da
    problemi/richieste/hobby, può risultare un efficiente
    modo di fidelizzare gli ascoltatori.

Scenari futuri
„   Offerte di lavoro
    Tale scenario prevede un programma tematico che
    presenti sia le offerte di lavoro pervenute dalle
    aziende, sia le richieste di lavoro.
    Con questa prospettiva, l’applicazione interattiva
    permetterà di mettere in contatto le persone con le
    aziende: ovviamente tale canale tematico può essere
    a pagamento.
    Un possibile sevizio addizionale può essere un pre-
    colloquio con il quale effettuare una pre-selzione a
    quiz.

Scenari futuri
„   Questi ed altri scenari sono risultati, al
    campione degli intervistati, come molto
    realistici in un prossimo futuro.
„   Ovviamente tali scenari prospettati
    devono tenere conto delle infrastrutture
    sulle quali si basa la tecnologia che
    permette tutto questo.