Android-App zur Bilddarstellung

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1 Fachhochschule Aachen Campus Jülich Fachbereich 9 Medizintechnik und Technomathematik Seminararbeit im Studiengang Scientific Programming Android-App zur Bilddarstellung Eingereicht von Marco Mix Matrikel-Nummer: Prüfer: Prof. Dr. rer. nat. Bodo Kraft 2. Prüfer: Rainer Schnitzler Aachen den 03. Januar 2012

2 Inhaltsverzeichnis 1. Motivation der Seminararbeit Android Was ist Android? Architektur von Android Die Dalvik Virtual Machine Standardbibliotheken Anwendungsrahmen Anwendungsschicht Elemente einer Anwendung Android-Komponenten Activity Views Layouts Menüs Android-Manifest ZooAppSeminar Activities der Zoo-App ZooMainActivity ImageZoomView ZooInfo GehegeListe PinguinInfo PinguinGallery Navigation der Zoo-App Fazit Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Eidesstattliche Erklärung

3 1. Motivation der Seminararbeit In Zoos und Tierparks kann es leicht passieren, dass man sich nicht entscheiden kann, welchen Weg man nehmen soll. Will man zuerst zum Affengehege oder doch lieber zu den Elefanten? Und was wäre eine gute Route, um möglichst alle Gehege zu Gesicht zu bekommen? Natürlich kann man auf Übersichtstafeln oder Flyer zurückgreifen. Diese sind jedoch in vielen Zoos nur spärlich angebracht und enthalten keine detaillierten Informationen über die einzelnen Gehege. Bei der heutigen und für die Zukunft zu erwartenden Smartphone-Versorgungsdichte ist es nahe liegend, darüber nachzudenken, eine Anwendung für diese Geräte zu programmieren, welches die Aufgaben einer Übersichtskarte des Zoos und einer Info-Tafel zu einzelnen Gehegen erfüllt. Im Rahmen der bevorstehenden Bachelorarbeit wird dieses Programm als Applikation für Android entwickelt. Die Zoo-App soll eine Übersichtskarte des Zoos (bzw. Tierparks) darstellen und die aktuelle Position hervorheben. Außerdem sollen die Gehege auf der Karte anwählbar sein, um Bilder und detaillierte Informationen über die dort lebenden Tiere erhalten zu können. So hat der Zoo-Besucher von überall die Möglichkeit, sich einen guten Überblick zu beschaffen. Zusätzlich wird noch ein Editor programmiert, mit dessen Hilfe Zoobetreiber die benötigten Daten für die Applikation selber erstellen können. Im Zuge der Seminararbeit wurde eine Vorstufe dieser Anwendung erstellt. In dieser Seminararbeit wird die programmierte Anwendung vorgestellt und ihre Aufgaben werden detailliert erläutert. Bevor auf die Anwendung eingegangen wird, beschäftigt sich diese Arbeit näher mit dem Betriebssystem Android. Dabei wird erklärt was genau Android ist, wie es aufgebaut ist und welche Komponenten zu einer in Android programmierten Anwendung gehören

4 2. Android 2.1 Was ist Android? Die Firma Android wurde im Herbst 2003 gegründet und hatte sich auf die Entwicklung von standortbezogenen Diensten für Mobiltelefone spezialisiert. Im Sommer 2005 wurde die Firma dann von dem Unternehmen Google aufgekauft. Bis dahin war Android nur Wenigen bekannt. Am 5. November 2007 wurde dann von Google und 33 weiteren Mitgliedern aus verschiedensten Branchen die Open Handset Alliance gegründet. Dazu gehörten Netzbetreiber, wie T-Mobile, Softwarefirmen, wie zum Beispiel ebay, Marketing- Unternehmen, Chiphersteller und die Gerätehersteller HTC, LG, Motorola und Samsung. Somit waren Firmen aus allen Branchen beteiligt, die zur Entwicklung eines mobilen Betriebssystems benötigt werden. Heute zählt das Konsortium 84 Mitglieder. Am Tag der Gründung kündigten sie die Entwicklung eines Betriebssystems für mobile Geräte unter dem Namen Android an. Es ist das Hauptprodukt der Open Handset Alliance und kommt heute bei Smartphones, Mobiltelefonen, Netbooks und Tablets zum Einsatz. Seit Oktober 2008 ist mit dem T- Mobile G1 das erste Android-Gerät offiziell im Handel. Was Android für Gerätehersteller so interessant macht ist, dass es sich um eine freie und quelloffene Software handelt. Jeder Hersteller kann Android somit kostenlos auf seinen Geräten betreiben und an die eigenen Vorstellungen anpassen. So liefern zum Beispiel HTC und Samsung ihre Android-Geräte fast ausschließlich mit der eigenen Bedienoberfläche Sense bzw. TouchWiz aus. Diese hohe Anpassbarkeit und die gebührenfreie Verwendung führt zu einem großen Interesse der Hersteller. Folglich werden viele Geräte mit Android produziert und auf den Markt gebracht. Allein der Hersteller Samsung hat schon ein Aufgebot von über 30 verschiedene Android-Smartphones im Handel. Bei dieser Vielfalt an Geräten ist für den Konsumenten die Chance groß eines zu finden, welches seinen Vorstellungen und seiner Preisklasse entspricht. Ein weiterer positiver Aspekt für den Konsumenten ist das große Angebot an Applikationen im Android Market. Der Android Market ist mit mehr als Anwendungen [Stand: November 2011] nicht nur die größte Market-Software, sondern mit monatlich etwa neuen Applikationen auch die am schnellsten wachsende. Außerdem wurde im Dezember 2011 die Zahl von

5 Milliarden App-Downloads erreicht. Dies gibt dem Kunden die Möglichkeit, das Smartphone an seine individuellen Bedürfnisse anzupassen. Das Betriebssystem Android hat sehr gute Zukunftsaussichten. Im dritten Quartal 2011 lagen die Anteile an neu verkauften Smartphones laut Marktforschungsunternehmen Gartner bei 52,5%. Damit hat Android seine Marktanteile bei neu verkauften Geräten im Vergleich zum Vorjahresquartal (25,3%) mehr als verdoppelt. Insgesamt kann Google seit November 2011 über 200 Millionen aktivierte Android- Geräte vorweisen und nähert sich langsam den 250 Millionen ios-geräten von Apple. Auch für Entwickler ist Android sehr interessant. Im Vergleich zu Apples App Store ist die Programmierung und Bereitstellung von Anwendungen bei Android kostenlos. Um Anwendungen für den App Store programmieren zu können, muss man sich bei Apple als Entwickler eintragen lassen und einen Jahresbeitrag von 99$ zahlen. Programmiert werden die Android-Anwendungen ausschließlich in Java und sie greifen nur bei geschwindigkeitskritischen Bereichen, wie Datenbank- und Webzugriffe, auf in C oder C++ geschriebene Basisbibliotheken zurück. Die kostenfreie Programmierung in Kombination mit Java als Programmiersprache macht die Entwicklung für Android sehr einsteigerfreundlich. Um eigene Anwendungen zu programmieren, braucht man lediglich ein aktuelles Java-SDK und zusätzlich das Android-SDK. Letzteres wird kostenlos bei zur Verfügung gestellt. Mithilfe des mitgelieferten Emulators kann man die eigenen Anwendungen direkt testen und die Notwendigkeit eines eigenen Endgerätes entfällt. Ebenfalls sehr hilfreich für den Entwickler sind die gut dokumentierten APIs und das umfangreiche Angebot von Code-Beispielen und Tutorials im Netz. Ein Nachteil bei Android ist, dass die Anwendungen anders als bei Apple, keiner Überprüfung unterzogen werden. Dadurch ist das Betriebssystem anfälliger gegen Schadsoftware. Mit den steigenden Marktanteilen sind auch die Angriffe auf Android-Handys sprunghaft angestiegen. So war Android im Oktober 2011 mit etwa 46% auf Platz 1 der meist attackierten Mobile-Systeme. Im folgenden Abschnitt wird zuerst der Aufbau von Android näher beschrieben und im Anschluss daran die programmierte Anwendung vorgestellt

6 2.2 Architektur von Android Das Betriebssystems Android basiert auf einer 4-Schichten-Architektur. Die Basis bildet der Linux-Kernel 2.6, der in Bezug auf Speichermanagment und Energieverbrauch optimiert worden ist. Er ist für die Speicherverwaltung, Prozessverwaltung, Multitasking und Netzwerkkommunikation verantwortlich. Außerdem enthält er die erforderlichen Gerätetreiber des Systems und dient als Hardwareabstraktionsschicht für die Software. Ebene 2 bilden die Android- Laufzeitumgebung und die Standardbibliotheken. Die Laufzeitumgebung beinhaltet einen Hauptbestandteil der Android-Plattform, die Dalvik Virtual Machine (DVM). Bei den Standardbibliotheken handelt es sich um C/C++-Bibliotheken. Sie stellen dem Anwendungsrahmen (Ebene 3) die benötigten Funktionalitäten zum Betrieb von Android-Anwendungen bereit. Der Anwendungsrahmen setzt sich aus in Java geschriebenen Systemklassen zusammen. Diese Klassen ermöglichen es, aus Anwendungen heraus auf Hardwarekomponenten zuzugreifen. So kann zum Beispiel mit dem Location Manager die aktuelle GPS-Position abgefragt werden. Die oberste Ebene ist die Anwendungsschicht. Sie steht für alle auf dem Gerät installierten Anwendungen. Dabei kann es sich um bereits vom Hersteller vorinstallierte oder selbst programmierte bzw. heruntergeladene Anwendungen handeln. Abbildung 1 - Die Android-Systemarchitekur - 4 -

7 2.2.1 Die Dalvik Virtual Machine Die Dalvik Virtual Machine (DVM) ist eine, auf der Java Virtual Machine (JVM) basierende, virtuelle Registermaschine. Sie wurde vom Google-Mitarbeiter Dan Bornstein speziell für die Android-Plattform entwickelt. Während der Laufzeit führt die DVM den zur Entwicklungszeit erzeugten Dalvik-Bytecode aus. Dieser Vorgang wird in Abbildung 2 skizziert. Bei der Kompilierung des Programms wird vom Java- Compiler Java-Bytecode (*.class) erzeugt. Im zweiten Schritt kommt das im Android SDK enthaltende Programm dx zum Einsatz. Es übersetzt den Java-Bytecode in den Dalvik-Bytecode. Dabei werden mehrere.class-dateien zu einer.dex-datei zusammengefügt und in Bezug auf den Speicherbedarf optimiert. Dieser Vorgang wird auch Cross-Compiling genannt und ist für den Entwickler meist unsichtbar. Abbildung 2 - Von *.java zu *.dex Jede Android-Anwendung läuft in einer eigenen DVM, die für diese Anwendung gestartet wurde. Dies hat den Vorteil, dass Abstürze nur die Anwendung selber beenden und nicht das komplette System beeinflussen. Außerdem sind die Daten einer Anwendung vor Zugriffen von außerhalb geschützt. Ein weiterer Unterschied der DVM zur Java Virtual Machine ist die Nutzung von Registern. Als Register bezeichnet man Zwischenspeicher, der sich direkt im Mikroprozessor befindet. Er kann Berechnungen, die mehrere Zwischenschritte brauchen, stark beschleunigen. Somit nutzt die DVM die Möglichkeiten der heutzutage in den meisten Smartphones verbauten Prozessoren gut aus

8 2.2.2 Standardbibliotheken Bei den Standardbibliotheken handelt es sich um C/C++-Bibliotheken. Sie stellen die Kernfunktionalitäten von Android bereit. Da es sich bei diesen Funktionalitäten oft um geschwindigkeitskritische Bereiche handelt, sind die Bibliotheken nicht in Java geschrieben, sondern mit den schnelleren Sprachen C bzw. C++ programmiert. Zu diesen Bereichen zählen unter anderem Datenbanken (SQLite), Multimedia- Verwaltung (Media-Framework), Web-Zugriffe (Webkit) und Grafik. Mithilfe von Methoden dieser Bibliotheken kann der Entwickler die benötigten Funktionen in seine Anwendung einbauen Anwendungsrahmen Der Anwedungsrahmen setzt sich aus komplett in Java geschriebenen Systemklassen zusammen. Diese Klassen werden auch Manager-Klassen genannt und bilden den Grundstein einer jeden Anwendung. Sie dienen unter anderem zur Hardwareabstraktion gegenüber dem Entwickler. Ein Beispiel einer solchen Manager-Klasse ist der Location Manager. Mit ihm kann der aktuelle, geografische Standort des Geräts bestimmt werden. Dieser Manager wird im weiteren Verlauf dieser Arbeit noch mal aufgegriffen. Ein anderes Beispiel ist der Notification Manager, der es einer Anwendung ermöglicht, Informationen in der Statusleiste des Geräts anzuzeigen. Weitere Manager-Klassen und Elemente des Anwendungsrahmens lassen sich aus Abbildung 1 entnehmen Anwendungsschicht In der Anwendungsschicht befinden sich alle auf dem Gerät installierten Anwendungen. Es kann sich dabei um bereits vom Hersteller vorinstallierte Apps, wie Contacts und Phone, oder um selbst programmierte bzw. von Drittanbietern erworbene Anwendungen handeln. Diese Schicht ist für den Android-Anwender sichtbar und in ihr findet die Kommunikation zwischen Anwender und Anwendung statt

9 2.3 Elemente einer Anwendung Dieses Kapitel beschäftigt sich, wie der Name schon sagt, mit den Elementen, aus denen sich eine Android-Anwendung zusammensetzt. Dabei werden einige Punkte nur kurz dargestellt Android-Komponenten Ein Android-Programm setzt sich neben den allgemeinen Java-Klassen aus vier Kernkomponenten zusammen. Es ist dabei nicht verpflichtend, dass jedes Programm von allen vier zentralen Komponenten Gebrauch macht. Activity Activities implementieren die sichtbaren Bestandteile einer Anwendung und interagieren mit dem Anwender. In Kapitel wird auf diese Komponente nochmal detaillierter eingegangen. Service Ein Service ist eine Komponente für Hintergrundoperationen. Er besitzt keine Oberfläche, weil er nur im Hintergrund läuft. Um dies zu verdeutlichen, kann man einen Musik-Player als Beispiel heranziehen. Die Bedienung des Players kann man über eine Activity implementieren und das eigentliche Abspielen der Musik einem Service überlassen. So kann die Musik auch dann noch dann weiter abgespielt werden, wenn die Bedienoberfläche geschlossen ist. Es gibt zwei Arten von Services: Local Service und Remote Service. Als Local Service bezeichnet man einen Service, der im selben Prozess wie die ihn startende Anwendung läuft. Ein Remote Service hingegen läuft in seinem eigenen Prozess. Das hat den Vorteil, dass die Stabilität der gesamten Anwendung erhöht wird. Außerdem bekommt der Remote Service seinen eigenen Speicherbereich zugewiesen. Dies kann bei speicherintensiven Services sinnvoll sein. Content Provider Die Aufgabe des Content Providers ist es, strukturierte Datenmengen (Datenbankinhalten) und Dateien über die Anwendungsgrenzen hinaus zu veröffentlichen und zu verwalten. Dabei werden stets nur die Inhalte und nie die Dateien bzw. Datenbanken selbst übergeben. Broadcast Receiver Broadcast Receiver sind für das Empfangen von Systemnachrichten (Broadcast Intents) zuständig. Broadcast Intents treten bei bestimmten Systemereignissen auf. Zu diesen Ereignissen zählen ein - 7 -

10 niedriger Akkustand oder Störungen der Netzwerk- oder GPS-Verbindung. Die Intents werden vom Broadcast Receiver registriert und es kann innerhalb der Anwendung auf sie reagiert werden Activity Activities sind die für den Anwender sichtbaren Bestandteile des Android- Programms. Mithilfe von Oberflächenelementen, wie zum Beispiel Textfeldern, Eingabefeldern oder Schaltflächen, kann der Anwender mit dem Programm interagieren. Diese Elemente nennt man Views und sie können mit verschiedenen Layouts auf dem Bildschirm angeordnet werden. Eine Anwendung kann durch Kombination mehrerer Activities zu einem komplexen Programm verknüpft werden. Dabei ist eine Activity immer nur für die Darstellung von genau einer Bildschirmseite zuständig. Um Activities zu vernetzen, werden Intents benutzt. Intents ermöglichen es dem Entwickler, eine Activity (oder auch einen Service) aus einer anderen heraus zu starten. Bei Bedarf können auch Daten mitgeschickt werden, auf die die neue Activity dann zugreifen kann. Wurde eine neue Activity gestartet, ist die alte nicht mehr sichtbar. Sie wechselt automatisch in einen inaktiven Zustand. Dieser Zustand ist Teil des Lebenszyklus einer Activity. In Abbildung 3 ist dieser Lebenszyklus grob skizziert. Abbildung 3 - Lebenszyklus einer Activity Wie in der Abbildung dargestellt, werden beim Starten einer Activity die Methoden oncreate(), onstart() und onresume() in dieser Reihenfolge aufgerufen. oncreate() erstellt die Activity mit all ihren Views, aber erst nach dem Aufruf von onresume() ist sie auch sichtbar. Wenn die Activity nur teilweise durch eine neue Activity (Activity 2) verdeckt wird, wird die Methode onpause() aufgerufen. Wird sie jedoch von Activity 2-8 -

11 komplett überdeckt, wird sowohl onpause() als auch onstop() ausgeführt. Sollte Activity 2 jetzt geschlossen werden, muss Activity 1 nicht wieder komplett neu erstellt werden. Es werden die Methoden onrestart(), onstart() und onresume() ausgeführt und sie ist wieder sichtbar. Nur wenn eine Activity komplett beendet werden soll wird ondestroy() aufgerufen. Bei diesen Methoden handelt es sich um Callbacks, die automatisch aufgerufen werden. Sie können überschrieben werden und es kann ein eigenes Verhalten implementiert werden. In den folgenden Unterkapiteln werden die Bestandteile einer Activity näher beschrieben. Zu diesen Bestandteilen zählen Views, Layouts und Menüs Views Views sind Oberflächenelemente, die in der Activity dargestellt werden. Davon gibt es einige zur Auswahl, von denen nur die wichtigsten auflisten werden. TextView: Ein- oder mehrzeiliges Textfeld EditText: Formularfeld zur Texteingabe Button: Schaltfläche ImageButton: Schaltfläche in Form eines Bildes ImageView: Bild CheckBox: Ankreuzfeld RadioGroup: Menge von RadioButtons (Auswahlschalter) Spinner: Auswahlliste DatePicker: Auswahl von einem Datum TimePicker: Auswahl der Uhrzeit Layouts Diese Views können mithilfe von Layouts angeordnet werden. Die gängigsten Layouts, von denen es auch eine Vielzahl gibt, sind folgende: LinearLayout Beim LinearLayout werden die Views hintereinander abgebildet. Dabei kann die Ausrichtung zu Beginn auf horizontal oder vertikal gesetzt werden TableLayout Hier werden die Views in einem Feld einer Tabelle angezeigt. Die Tabelle kann dabei eine beliebige Größe haben

12 FrameLayout Dieses Layout platziert die Views in der linken oberen Ecke des Bildschirms. Im Gegensatz zu den bisher genannten Layouts können sich Views hier überlagern. Das FrameLayout sollte jedoch nur zur Anzeige von genau einem Element benutzt werden. AbsoluteLayout Das AbsoluteLayout gibt dem Entwickler die Möglichkeit Oberflächenelemente pixelgenau auf dem Bildschirm zu positionieren. Da jedoch bei der Vielzahl an Android-Geräten auch viele verschiedene Bildschirmgrößen und Auflösungen im Umlauf sind, ist dieses Layout selten sinnvoll einsetzbar. In Einzelfällen kann es aber nützlich oder gar notwendig sein. RelativeLayout Beim RelativeLayout können Oberflächenelemente relativ zu den Bildschirmrändern, oder relativ zu anderen Views (z.b. unterhalb von View x) dargestellt werden. Eine absolute Positionierung wie beim AbsoluteLayout ist ebenfalls möglich. Neben diesen reinen Layoutklassen existieren noch weitere, von ViewGroup abgeleitete Klassen, die eine Mischung aus Layout- und View-Elementen sind. Diese Konstrukte stellen fertige Komponenten für bestimmte Situationen zur Verfügung. So gibt es zum Beispiel eine ListView zur Darstellung von Views in Listenform, eine Gallery zur Implementierung einer Bildergalerie und die MapView zur Darstellung einer Kartenansicht wie beispielsweise Google Maps. Layouts und Views werden bei Android üblicherweise im XML-Format definiert. Zwar könnte man dies auch über die entsprechenden Klassen direkt im Java-Code machen, es ist aber nur in Einzelfällen zu empfehlen. Das XML-Format ist deutlich lesbarer und der Java-Code wird durch die Definition in XML viel übersichtlicher. Dazu kommt noch, dass das Werkzeug zur Oberflächengestaltung im Android-Plugin XML-Code ausgibt. Abbildung 4 zeigt den Aufbau einer solchen XML-Datei. Hier wurde ein Button mit der Aufschrift Klick mich und ein TextView mit dem Text Hello World erstellt. Beide Views sind in einem LinearLayout vertikal angeordnet. Der onclick-event des Buttons wurde außerdem mit der Methode getbuttonclicked verbunden. Diese Methode muss jetzt im Java-Code der Activity implementiert werden

13 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android=" android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent" android:orientation="vertical" > <TextView android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="hello World" > </TextView> <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:onclick="getbuttonclicked" android:text="klick mich" > </Button> </LinearLayout> Abbildung 4 - Layout-Datei main.xml Diese Layout-Datei main.xml kann jetzt beim Erstellen der Activity geladen werden. Um dies kurz zu verdeutlichen, zeigt der Code in Abbildung 5 eine Activity HelloWorld mit dem ihr zugewiesenen Layout main.xml. Außerdem wird die Methode getbuttonclicked() des Buttons implementiert. In diesem Beispiel wird die Activity beim Klicken des Buttons geschlossen. package helloworld.test; import android.app.activity; import android.os.bundle; import android.view.view; public class HelloWorld extends Activity public void oncreate(bundle savedinstancestate) { super.oncreate(savedinstancestate); setcontentview(r.layout.main); } } public void getbuttonclicked(view v) { this.finish(); System.exit(0); } Abbildung 5 - Activity als Java-Datei HelloWorld.java Wie die Activity nach dem Erstellen aussieht, kann man Abbildung 6 entnehmen

14 Abbildung 6 - Die fertige Activity Menüs Das Menü ist ein weiterer Bestandteil einer Activity. Es gibt zwei Arten von Menüs, das Optionsmenü und das Kontextmenü. Das Optionsmenü wird mit der Menü-Taste des Handys geöffnet. Es erscheint am unteren Bildschirmrand. Während man das Optionsmenü der kompletten Activity zuordnet, gehört das Kontextmenü zu einem bestimmten Element der Activity. So kann man für jedes Element ein eigenes Kontextmenü erstellen, welches über einen langen Klick (Long-Click-Event) auf jenes Element geöffnet wird. Ein Anwendungsgebiet des Kontextmenüs ist zum Beispiel die Erklärung der Funktion eines Buttons Android-Manifest Ein wichtiger bisher nicht erwähnter Bestandteil einer Anwendung ist das Android- Manifest. Es ist eine XML-Datei (AndroidManifest.xml), die im Wurzelverzeichnis der Anwendung liegt. Sie wird beim Erstellen eines Projekts automatisch angelegt und wird benötigt, um die Anwendung lauffähig zu machen. Das Manifest enthält neben dem Package-Namen und der Versionsnummer der Anwendung noch den minimalen Android-API-Level, unter dem die Anwendung laufen kann. Zusätzlich müssen alle in der Anwendung verwendeten Komponenten, wie Activities und Services, eingetragen werden. So werden sie dem System bekannt gemacht. Außerdem wird die Start

15 Activity festgelegt. Will man in seiner Anwendung zum Beispiel auf die GPS-Daten des Handys zugreifen oder Daten auf der SD-Karte speichern braucht man dazu Berechtigungen. Diese werden als usespermissions bezeichnet und müssen ebenfalls in das Manifest eingetragen werden. Abbildung 7 zeigt den typischen Aufbau des Android-Manifests. Es handelt sich dabei um das Manifest zu der in Abbildung 6 dargestellten Anwendung. Hier wird der Package-Name und die Versionsnummer angegeben (1), die minimale SDK-Version genannt (2), die HelloWorld-Activity bekannt gemacht (3) und als Start-Activity gesetzt (4). Aus Demonstrationszwecken wird noch eine uses-permission eingetragen (5) die es der Anwendung erlaubt, das Handy vibrieren zu lassen. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <manifest xmlns:android=" package="helloworld.test" (1) android:versioncode="1" android:versionname="1.0" > (1) <uses-sdk android:minsdkversion="8" /> (2) <application android:icon="@drawable/ic_launcher" android:label="@string/app_name" > <activity android:label="@string/app_name" (3) android:name=".helloworld" > <intent-filter > <action android:name="android.intent.action.main" /> (4) <category android:name="android.intent.category.launcher"/> </intent-filter> </activity> </application> <uses-permission android:name="android.permission.vibrate" /> (5) </manifest> Abbildung 7 - AndroidManifest.xml Das nächste Kapitel beschäftigt sich mit der Vorstufe der Zoo-App, die im Zuge der Seminararbeit programmiert wurde ( ZooAppSeminar ). Dabei wird weniger auf die Programmierung eingegangen, sondern mehr Wert auf die Funktionen der Anwendung und die Aufgaben der einzelnen Activities gelegt

16 3. ZooAppSeminar Die App wurde im Zuge der Seminararbeit programmiert und diente hauptsächlich der Einarbeitung in die Programmierung für Android. Zusätzlich legt dieses Programm den Grundstein für die endgültige Anwendung, die im Rahmen der Bachelorarbeit entwickelt werden soll. Man kann bei dieser App also von einer Vorabversion sprechen, welche die Basisfunktionen der fertigen Anwendung implementiert. Die wichtigsten dieser Basisfunktionen sind die Darstellung der Zoo- Karte und das Anzeigen von Informationen über bestimmte Gehege. Diese Gehege werden zusammen mit der aktuellen GPS-Position des Benutzers auf der Karte angezeigt. Weitere Funktionen, wie zum Beispiel das Darstellen einer Bildergalerie zu einem Gehege, werden im Verlauf dieses Kapitels noch genannt und näher beschrieben. 3.1 Activities der Zoo-App In diesem Unterkapitel der Arbeit werden die einzelnen Activities der Zoo-App vorgestellt. Zuerst werden diese Activities hier aufgelistet, um einen guten Überblick zu haben. Im weiteren Verlauf wird dann näher auf die einzelnen Activities eingegangen. ZooMainActivity: Startactivity; stellt die Karte des Zoos dar ZooInfo: Informationen über den Zoo (Öffnungszeiten usw.) GehegeListe: Auflistung aller Gehege / Tiere des Zoos PinguinInfo: Information über Pinguine PinguinGallery: Bildergalerie zu den Pinguinen GehegeInfo: Information über ein bestimmtes Gehege GehegeGallery: Bildergalerie des Geheges

17 3.1.1 ZooMainActivity Abbildung 8 Übersicht mit geöffnetem Menü Abbildung 9 GPS-Modus Bei der Activity ZooMainActivity handelt es sich um die Startactivity der Anwendung. Sie ist das Herzstück der ganzen Zoo-App und über sie können die anderen Activities angesteuert werden. Die ZooMainActivity setzt sich aus einer ImageZoomView, drei ImageButtons, einer TextView und einem Optionsmenü zusammen. Bei der ImageZoomView handelt es sich um eine selbsterstellte, von View abgeleitete Klasse. Die View kann Bilder darstellen. Die Besonderheit ist, dass das Bild dabei gezoomt und verschoben werden kann. Dieser Klasse ist am Ende von Kapitel ein eigener Absatz gewidmet, da hier noch weitere Aspekte dargestellt werden sollen. Von den drei ImageButtons repräsentieren zwei Gehege, die sich im Zoo befinden. Der dritte ImageButton zeigt die aktuelle GPS-Position des Geräts auf der Karte an. Er ist nur sichtbar, wenn sich die Anwendung im GPS- Modus befindet. Die TextView ist ebenfalls nur im GPS-Modus sichtbar. Sie gibt die GPS-Koordinaten auf zwei Nachkommastellen gerundet an. Über das Menü kann man in diesen Modus wechseln. Außerdem kann man über dieses, in Abbildung 8 gezeigte Menü, die Activities ZooInfo und GehegeListe öffnen. Wie die Navigation zwischen den Activities genau funktioniert wird in Kapitel 3.2 noch näher erläutert

18 Die ImageButtons befinden sich im Vordergrund der Karte. Um dies zu ermöglichen, wurde bei der ZooMainActivity das RelativeLayout (s Layouts) verwendet ImageZoomView Wie weiter oben schon erwähnt, ist die ImageZoomView eine selbsterstellte Klasse und wurde von der Android-Klasse View abgeleitet. Es handelt sich also um eine sogenannte Custom View. Die Klasse ImageZoomView wurde zusammen mit den Klassen zur Implementierung der Zoom- und Pan-Logik, von einem Entwicklerteam des Herstellers Sony Ericsson programmiert. Der Mitarbeiter Andreas Agvard hat dazu ein vierteiliges Tutorial erstellt und den Code veröffentlicht ( Die Besonderheit dieser Klasse ist, dass der Zoom und das Verschieben mit einem Finger bedient werden können. Streicht man mit seinem Finger über das Bild kann man es verschieben. Hält man den Finger vor dem Streichen länger auf dem Touchscreen gedrückt wechselt man in den Zoom-Modus. So kann das Bild durch vertikale Bewegungen gezoomt werden ZooInfo Abbildung 10 - ZooInfo-Activity Die ZooInfo-Activity stellt allgemeine Informationen über den Zoo dar. Es werden die Öffnungszeiten des Zoos, des Zoo-Restaurants und der Attraktion Ponyreiten

19 angezeigt. Diese Informationen werden mithilfe von TextViews dargestellt und sind in einem LinearLayout angeordnet GehegeListe Abbildung 11 - GehegeListe-Activity Die GehegeListe-Activity ist eine Übersicht über alle im Zoo existierenden Gehege. Sie besteht aus einer ListView, die alle Gehege in Form von TextViews beinhaltet. In dem jetzigen Stand des Programms besteht diese Liste nur aus den zwei Einträgen Elefant und Pinguin. Durch einen Klick auf ein Listenelement können die Gehegeinformationen zu diesem Gehege aufgerufen werden

20 3.1.4 PinguinInfo Abbildung 12 - PinguinInfo-Activity In der PinguinInfo-Activity werden Informationen zum Pinguin angezeigt. Diese Informationen werden mit einer TextView dargestellt. Außerdem besitzt die Activity noch einen ImageButton, mit dem die Bildergalerie zum Gehege geöffnet werden kann. Die Activity GehegeInfo sieht identisch aus und unterscheidet sich nur im Inhalt der TextViews zur PinguinInfo-Activity. Deshalb wird hier auf eine genauere Beschreibung von GehegeInfo verzichtet PinguinGallery Abbildung 13 - PinguinGallery-Activity

21 Hierbei handelt es sich um eine Bildergalerie, welche von der PinguinInfo-Activity aus geöffnet werden kann. Sie gehört zum Pinguingehege. In der oberen Hälfte des Bildschirms befindet sich eine Gallery und darunter wird eine ImageView dargestellt. Eine Gallery ist eine fertige Android-Darstellungskomponente, die eine Liste von Bildern horizontal nebeneinander darstellt. Sie enthält alle Bilder des Pinguingeheges. Das ausgewählte Bild wird vergrößert in der ImageView angezeigt. Bei der weiter oben erwähnten Activity GehegeGallery handelt es sich um eine sehr ähnliche Activity. Sie enthält lediglich andere Bilder und es werden MP3-Dateien zum Bild abgespielt. 3.2 Navigation der Zoo-App In diesem Kapitel geht es um die Navigation der Zoo-App. Dabei ist nicht die Navigation in Form einer Routenplanung gemeint, sondern die Navigation zwischen den Activities bzw. Funktionen der Anwendung. Bevor diese Navigation beschrieben wird, werden alle Funktionen der Anwendung genannt, kurz erläutert und mit einer ID versehen, um die Zustandsdiagramme zur Navigation übersichtlicher zu halten. Außerdem wird noch die zur Funktion gehörende Activity angegeben

22 ID Beschreibung Activity Übersicht GPS-Modus Zoo-Info Gehegeliste Gehege-Info Gehegegalerie Die Zookarte wird vollständig auf dem Bildschirm dargestellt. Als Symbole sind nur die Gehege zu sehen. Das gibt dem Anwender eine gute Übersicht über den Zoo Die aktuelle GPS-Position wird als roter Punkt auf der Karte markiert und sie wird auf diesen Punkt zentriert und reingezoomt. Ändert sich die Position wandert die Karte mit. (gute Orientierung) Die Öffnungszeiten des Zoos, des Zoo- Restaurants und der Attraktion Ponyreiten werden angezeigt. Eine Liste, die alle Gehege bzw. Tiere des Zoos enthält, wird dargestellt. Informationen über das ausgewählte Gehege bzw. Tier werden angezeigt. Eine Bildergalerie mit allen Bildern zum Gehege bzw. Tier wird dargestellt. Tabelle 1 - Funktionen der Anwendung ZooMainActivitiy ZooMainActivitiy ZooInfo GehegeListe GehegeInfo PinguinInfo GehegeGallery PinguinGallery Um die Übergänge zwischen diesen Funktionen bzw. Activities darzustellen wurden zwei Zustandsdiagramme erstellt (Abbildungen 14 und 15). Zur besseren Übersicht wurden die Funktionen Übersicht und GPS-Modus in Abbildung 14 unter ZooMainActivity zusammengefasst und in ein eigenes Zustandsdiagramm (Abbildung 15) ausgelagert. Die Anwendung startet mit der Activity ZooMainActivity. Dort befindet man sich im Übersichtsmodus. Die Karte ist komplett sichtbar und nur von den ImageButtons der Gehege überdeckt. Von hier aus kann man zu verschiedenen Funktionen gelangen. Klickt man auf einen der ImageButtons, wird die entsprechende Gehegeinformation angezeigt, von der aus man wiederum zur zugehörigen Bildergalerie gelangen kann. Drückt man die Menütaste des Geräts öffnet sich das Menü und man kann zwischen GPS- und Übersichtsmodus wechseln oder die Activities GehegeListe bzw. ZooInfo

23 starten. Die Beschriftungen der Pfeile in den Zustandsdiagrammen, die mit Menü: beginnen, stehen für das Drücken des entsprechenden Menüelements. Die Aktion Zurück-Button geklickt repräsentiert das Drücken der Zurück-Taste, die bei jedem Android-Gerät vorhanden ist. Diese Aktion schließt die aktive Activity und die davor offene wird wieder sichtbar. Befindet man sich in der ZooMainActivity, wird die Anwendung über die Zurück-Taste geschlossen. Abbildung 14 Zustandsdiagramm

24 Abbildung 15 Zustandsdiagramm

25 4. Fazit Zum Abschluss dieser Arbeit lässt sich sagen, dass das mobile Betriebssystem Android sehr gute Zukunftsaussichten hat. Es ist attraktiv für die Hersteller von Endgeräten, für die Programmierer von Anwendungen und wird ständig weiterentwickelt. Die daraus resultierende Vielfalt an Android-Geräten und Anwendungen macht Android auch für die Kunden zur einer ansprechenden Alternative zu Apples ios oder Microsofts Windows Phone 7. Die für die Arbeit programmierte Anwendung ZooAppSeminar deckte viele der grundlegenden Möglichkeiten der Android-Programmierung ab und ist ein guter Einstieg in die Materie. Außerdem legt die Anwendung den Grundstein für das im Rahmen der Bachelorabeit zu entwickelnde Programm und wird dort weiter ausgebaut

26 5. Literaturverzeichnis [1] Arno Becker und Marcus Pant. Android 2 Grundlagen und Programmierung. dpunkt.verlag [2] Wikipedia. Android (Betriebssystem). Webseite [3] Wikipedia. Android Market. Webseite [4] Wikipedia. Open Handset Alliance. Webseite [5] Open Handset Alliance. Alliance Members. Webseite [6] Heise Online. Marktforscher: Hälfte aller Smartphones setzt auf Android. Webseite Smartphones-setzt-auf-Android html [7] Heise Online. Ein Android für alle Fälle. Webseite [8] Android and Me. Updates, or lack thereof, on the Android Update Alliance. Webseite [9] WinFuture. Angriffe auf Android-Handys nehmen sprunghaft zu. Webseite

27 6. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Die Android-Systemarchitekur entnommen aus [1] Abbildung 2: Von *.java zu *.dex entnommen aus [1] Abbildung 3: Lebenszyklus einer Activity entnommen aus [1]

28 7. Eidesstattliche Erklärung Hiermit versichere ich, dass ich die Seminararbeit mit dem Thema Android-App zur Bilddarstellung selbstständig verfasst und keine anderen als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt habe, alle Ausführungen, die anderen Schriften wörtlich oder sinngemäß entnommen wurden, kenntlich gemacht sind und die Arbeit in gleicher oder ähnlicher Fassung noch nicht Bestandteil einer Studien- oder Prüfungsleistung war. Name: Marco Mix Aachen, den Unterschrift des Studenten