Model-based engineering of animated interactive systems for the interactive television environment

Les interfaces graphiques étaient la plupart du temps statiques, et représentaient une succession d'états logiciels les uns après les autres. Cependant, les transitions animées entre ces états statiques font partie intégrante des interfaces utilisateurs modernes, et leurs processus de design et d'implémentations constituent un défi pour les designers et les développeurs. Cette thèse propose un processus de conception de systèmes interactifs centré sur les animations, ainsi qu'une architecture pour la définition et l'implémentation d'animations au sein des interfaces graphiques. L'architecture met en avant une approche à deux niveaux pour définir une vue haut niveau d'une animation (avec un intérêt particulier pour les objets animés, leurs propriétés à être animé et la composition d'animations) ainsi qu'une vue bas niveau traitant des aspects détaillés des animations tels que les timings et les optimisations. Concernant les spécifications formelles de ces deux niveaux, nous utilisons une approche qui facilite les réseaux de Petri orientés objets pour la conception, l'implémentation et la validation d'interfaces utilisateurs animées en fournissant une description complète et non-ambiguë de l'ensemble de l'interface utilisateur, y compris les animations. Enfin, nous décrivons la mise en pratique du processus présenté, illustré par un cas d'étude d'un prototype haute-fidélité d'une interface utilisateur, pour le domaine de la télévision interactive. Ce processus conduira à une spécification formelle et détaillée du système interactif, et incluera des animations utilisant des réseaux de Petri orientés objet (conçus avec l'outil PetShop CASE).Graphical User Interfaces used to be mostly static, representing one software state after the other. However, animated transitions between these static states are an integral part in modern user interfaces and processes for both their design and implementation remain a challenge for designers and developers. This thesis proposes a process for designing interactive systems focusing on animations, along with an architecture for the definition and implementation of animation in user interfaces. The architecture proposes a two levels approach for defining a high-level view of an animation (focusing on animated objects, their properties to be animated and on the composition of animations) and a low-level one dealing with detailed aspects of animations such as timing and optimization. For the formal specification of these two levels, we are using an approach facilitating object-oriented Petri nets to support the design, implementation and validation of animated user interfaces by providing a complete and unambiguous description of the entire user interface including animations. Finally, we describe the application of the presented process exemplified by a case study for a high-fidelity prototype of a user interface for the interactive Television domain. This process will lead to a detailed formal specification of the interactive system, including animations using object-oriented Petri nets (designed with the PetShop CASE tool)