劉 鵬，施運(yùn)梅＋ ，李 寧，劉旭紅

（1.網(wǎng)絡(luò)文化與數(shù)字傳播北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100101；2.北京信息科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，北京100101）

0 引 言

達(dá)爾文信息類型架構(gòu) （darwin information typing architecture，DITA）是一套基于XML的面向主題的數(shù)字內(nèi)容結(jié)構(gòu)化寫作與發(fā)布方案［1］。設(shè)計(jì)DITA的初衷是為了滿足技術(shù)文檔寫作和發(fā)布的需求，實(shí)現(xiàn) “一次制作，多元發(fā)布”的應(yīng)用要求。DITA－OT （DITA open toolkit）是支持DITA的開源工具，它較好地實(shí)現(xiàn)了DITA這一架構(gòu)。DITA和DITA－OT“一次制作，多元發(fā)布”的特點(diǎn)決定了它們可用于復(fù)合出版。但復(fù)合出版需要對(duì)多媒體信息進(jìn)行發(fā)布，而DITA對(duì)多媒體內(nèi)容的支持力度較小，當(dāng)前僅支持圖形、圖片等，而像音樂這樣的媒體信息無法用DITA表達(dá)，這限制了DITA的應(yīng)用。目前，國(guó)外對(duì)DITA的研究和應(yīng)用主要集中在文檔制作方面［2，3］，國(guó)內(nèi)的研究主要是通過對(duì)DITA進(jìn)行深入分析，再將其應(yīng)用到語義信息的組織和技術(shù)文檔的編寫上［4－6］。這些研究尚未涉及DITA對(duì)音樂的支持。

DITA提供了專門化的方法擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，這為擴(kuò)展DITA的音樂表現(xiàn)能力提供了可能性。本文探索了一種在DITA－OT中擴(kuò)展音樂媒體的方法，主要思想是通過專門化將表現(xiàn)音樂的置標(biāo)語言音樂擴(kuò)展置標(biāo)語言 （music eXtensible markup language，MusicXML）擴(kuò)展到 DITA－OT中，并在DITA－OT中建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)換文件，以支持對(duì) MusicXML的轉(zhuǎn)換。

1 DITA和DITA－OT

1.1 DITA

DITA是IBM公司為結(jié)構(gòu)信息標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)組織 （organization for the advancement of structure information standards，OASIS）貢獻(xiàn)的發(fā)明，其核心思想是模塊化和可重用。DITA以主題作為文檔內(nèi)容劃分的基本單元，主題是獨(dú)立的信息單元［7］。DITA通過主題圖 （ditamap）將主題按需求組合起來，形成滿足用戶需要的文檔。DITA文檔的組織形式如圖1所示，在每個(gè)主題圖文檔中可根據(jù)用戶需求將不同的主題重組到一起。

圖1 DITA文檔的組織形式

DITA中只定義了一種一般化的主題類型：topic，并通過基于topic的專門化，擴(kuò)展出了3種基本的主題類型：概念 （concept）、任務(wù) （task）和參考 （reference）［8］。DITA允許用戶根據(jù)自己的需要在這四種主題之上進(jìn)行專門化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)DITA的擴(kuò)展，使DITA能符合更廣泛的用戶需求，例如復(fù)合出版領(lǐng)域的需求。DITA專門化的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 DITA專門化的層次結(jié)構(gòu)

在DITA中，可以對(duì)某一主題類型中所包含的屬性、元素以及該主題類型自身進(jìn)行專門化，也可以對(duì)DITA中現(xiàn)有的主題圖進(jìn)行專門化。在專門化的過程中，每一個(gè)新擴(kuò)展出來的屬性、元素、主題或主題圖都必須 “繼承于”DITA中同類的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并且受這些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的語法、語義的限制，不能超越這種限制，這便產(chǎn)生了專門化的層次結(jié)構(gòu)。

DITA提供的只是一種體系結(jié)構(gòu)，是一種理論規(guī)范，要將其應(yīng)用到具體實(shí)踐中，還需要相應(yīng)工具的支持，DITA－OT較好地實(shí)現(xiàn)了DITA的理論框架，為DITA在實(shí)踐中的應(yīng)用提供了可能。

1.2 DITA－OT

DITA－OT是參考DITA標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的一套工具。這個(gè)工具用于把DITA內(nèi)容轉(zhuǎn)換為可發(fā)行格式的文檔，如XHTML、Eclipse Help、HTML Help、JAVAHelp 和 PDF等［9］。DITA－OT的處理流程如圖3所示。

圖3 DITA－OT的處理流程

DITA－OT的處理流程主要分3步：

（1）參數(shù)初始化 初始化DITA－OT的環(huán)境變量。該步驟由批處理文件Batch script完成。

（2）驗(yàn)證源文件和創(chuàng)建臨時(shí)文件 對(duì)源文件 （ditamap或dita）轉(zhuǎn)換之前，需要根據(jù) DTD （document type definition）或Schema驗(yàn)證源文件的有效性，即驗(yàn)證源文件是否符合DITA標(biāo)準(zhǔn)；通過驗(yàn)證之后，源文件將被DITA－OT中的相關(guān)程序分析處理，產(chǎn)生一系列的中間文件。

（3）創(chuàng)建目標(biāo)輸出文件 Ant（another neat tool）build tool根據(jù)DITA－OT自帶腳本或用戶自定義腳本，調(diào)用XSLT （eXtensible Stylesheet Language Transformations）processor，XSLT processor根據(jù)XSLT stylesheet（樣式表）中的內(nèi)容，對(duì)中間文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到最終的輸出結(jié)果。

XSLT樣式表用于將DITA文檔轉(zhuǎn)換為其它格式的文檔，如XHTML、PDF等。DITA－OT自帶一些XSLT樣式表，但是這些樣式表不足以滿足用戶需求。在專門化的時(shí)候，要在DITA－OT中加入用戶自己編寫的XSLT樣式表。大多數(shù)情況下用戶編寫自己的XSLT樣式表就能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，但是也有樣式表無法完成的轉(zhuǎn)換，此時(shí)需要編寫JAVA程序完成轉(zhuǎn)換任務(wù)。

DITA－OT提供了四種專門化方式［10］：屬性專門化、元素域?qū)ｉT化、主題專門化和主題圖專門化。其中，元素域?qū)ｉT化是向DITA－OT中添加新的元素。

在元素域?qū)ｉT化時(shí)需要建立擴(kuò)展名分別為mod、ent和dtd的3個(gè)文件。其中，mod和ent文件構(gòu)成了對(duì)新的元素域的描述，dtd是一個(gè)外殼文件，它將mod和ent文件包含進(jìn)來，并聲明包含新的元素域的主題類型。具體地說，mod文件聲明了新的元素域內(nèi)包含的所有元素信息，例如新元素的名字、屬性等信息；ent文件主要包含用于描述元素域的一些實(shí)體的聲明，使用這些實(shí)體來表示關(guān)于該元素域的一些描述，并通過對(duì)這些實(shí)體的引用來將該元素域集成到某一具體的主題類型中。

DITA－OT本身不提供對(duì)音樂的支持，如果需要增加此項(xiàng)功能，必須通過專門化的手段。元素域?qū)ｉT化可以將表現(xiàn)音樂的MusicXML元素添加到DITA－OT中。

2 音樂擴(kuò)展置標(biāo)語言MusicXML

音樂擴(kuò)展置標(biāo)語言 MusicXML是由Recordare公司開發(fā)的一種置標(biāo)語言［11］。MusicXML的最大優(yōu)點(diǎn)是它基于XML技術(shù)，非常便于在網(wǎng)絡(luò)交換，閱讀方便，結(jié)構(gòu)清晰。MusicXML技術(shù)在出現(xiàn)后，發(fā)展非常迅速。目前，MusicXML已經(jīng)被超過100多種音樂應(yīng)用程序所支持，如美國(guó)MakeMusic公司的Finale系列，Recordare公司的Dolet 4 for Finale等。

MusicXML對(duì)于音樂信息的記錄非常全面規(guī)范，包括屬性結(jié)點(diǎn)在內(nèi)，共有超過600個(gè)結(jié)點(diǎn)，這些結(jié)點(diǎn)可以分為四個(gè)大類：都柏林核心集類的結(jié)點(diǎn)、關(guān)于布局的元素、整體的頭部數(shù)據(jù)和具體的音樂數(shù)據(jù)。最后一大類的信息量最大、最具體，直接和樂理相關(guān)。下面是用MusicXML所寫的 《新年好》樂譜的主要部分：

上述xml文件中以＜score－partwise＞作為根元素，表明該文檔是以聲部為依據(jù)來記錄樂譜信息的，＜creditwords＞元素指定了樂譜的名字為 “新年好”，＜part＞元素表示聲部，本樂譜中只有一個(gè)聲部，故只有一個(gè)＜part＞元素，＜part－name＞元素指定了該聲部的名字為 “Piano”，＜instrument－name＞元素指定了該聲部使用鋼琴 （Piano）來演奏，＜measure＞元素表示小節(jié)，其中包括了該小節(jié)內(nèi)所有音符的音名、音高等信息，上述文檔中省略了這些信息，＜part＞元素將所有的小節(jié)組合起來，形成最終的樂譜。上述xml文件所表示 《新年好》樂曲的五線譜如圖4所示。

圖4 MusicXML所表示的樂譜

3 在DITA－OT中擴(kuò)展音樂元素域的方法

DITA－OT中提供了元素域的專門化方法，用于向DITA－OT中添加新的元素。MusicXML是表現(xiàn)音樂的、基于XML的置標(biāo)語言，可以用DITA－OT所支持的元素域?qū)ｉT化的方法，將 MusicXML的元素添加到DITA－OT中，實(shí)現(xiàn)在DITA－OT中擴(kuò)展音樂元素域的目標(biāo)。

對(duì)于元素域?qū)ｉT化來說，首先需要確定待擴(kuò)展的基礎(chǔ)元素。topic是DITA中的一般主題，是所有其它主題的基礎(chǔ)，topic中的基礎(chǔ)元素＜foreign＞可用于擴(kuò)展多媒體信息［12］，因此可以通過對(duì)元素＜foreign＞的專門化，來實(shí)現(xiàn)將MusicXML的元素添加到DITA－OT中這一目標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)DITA－OT對(duì)新元素的支持，需要定義三個(gè)擴(kuò)展文件：mod、ent和dtd，并通過Ant工具完成 MusicXML的元素域與DITA－OT的結(jié)合。除此之外，還應(yīng)該為專門化定義到不同格式文件的轉(zhuǎn)換過程，以達(dá)到 “一次制作，多元發(fā)布”的要求。具體的擴(kuò)展方法如圖5所示。

圖5 DITA－OT中擴(kuò)展音樂元素域的方法

DITA－OT中擴(kuò)展MusicXML元素域的方法主要分為兩部分：對(duì)MusicXML元素域的專門化；對(duì)專門化的轉(zhuǎn)換支持。圖5中，虛線框中描述的是元素域的專門化。新的元素域?qū)Γ糵oreign＞的繼承關(guān)系在實(shí)體文件.ent中定義，mod文件聲明了MusicXML中所包含的元素和屬性，dtd是將ent和mod文件包裹起來的一個(gè)外殼，是DITA－OT尋找新的元素域的入口文件。通過Ant工具，將mod、ent和dtd 3個(gè)文件整合到DITA－OT中。

DITA－OT中的Ant工具將XSLT文件／JAVA類文件與XSLT處理模塊／JAR包處理模塊結(jié)合，并通過這兩個(gè)模塊將DITA文檔轉(zhuǎn)換為XHTML、PDF、MIDI等不同格式的文件，實(shí)現(xiàn) “一次制作，多元發(fā)布”。也就是說，為支持對(duì)新元素到不同格式的轉(zhuǎn)換，需要使用不同的轉(zhuǎn)換文件。對(duì)于易于實(shí)現(xiàn)的格式轉(zhuǎn)換，可以通過XSLT實(shí)現(xiàn)，對(duì)于復(fù)雜格式的轉(zhuǎn)換，可以借助JAVA程序?qū)崿F(xiàn)。

4 擴(kuò)展方法的實(shí)現(xiàn)

4.1 MusicXML元素域?qū)ｉT化的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)對(duì)音樂元素域的擴(kuò)展方法，首先要編寫相應(yīng)的mod、ent和dtd文件。這3個(gè)文件既可以采用DTD語法，也可以用Schema語法，本文采用的是DTD語法。3個(gè)文件的主要內(nèi)容如下：

（1）musicxmlDomain.mod：

在該文件中主要指定了MusicXML所有元素都是＜musicxml＞元素的子節(jié)點(diǎn)，partwise.dtd文件是描述 MusicXML的DTD文件，在此處使用了MusicXML的partwise.dtd文件，指定與DITA結(jié)合的是 MusicXML中以聲部為依據(jù)來記錄樂譜的那部分元素。該文件中的最后一句以＜musicxml＞元素屬性的形式指明了＜musicxml＞元素是由topic主題類型的＜foreign＞元素?cái)U(kuò)展來的。

（2）musicxmlDomain.ent：

在該ent文件中聲明了參數(shù)實(shí)體musicxml－d－foreign和一般實(shí)體musicxml－d－att，前者用于指明新的元素域的根節(jié)點(diǎn)＜musicxml＞是＜foreign＞元素所表示的概念的子集，后者指明了將新的元素域集成到topic主題類型中，新的元素域的名稱是musicxml－d。

（3）topic.dtd：

該文件將新定義的表示MusicXML的元素域與topic主題類型相結(jié)合，其中 “＜！ENTITY included－domains "＆musicxml－d－att；"＞”一句表明該topic主題類型中包含了表示MusicXML的元素域。

隨時(shí)抹掉核桃砧木上萌發(fā)的全部芽眼，以集中養(yǎng)分供給接芽萌發(fā)和新梢生長(zhǎng)。當(dāng)新梢長(zhǎng)到30 cm以上時(shí)，及時(shí)摘心，促發(fā)二次枝，適時(shí)解除接口包扎物。

DITA－OT通過Ant工具將編寫的mod、ent和dtd文件與其原有的DTD文件合并到一起，以供以后對(duì)DITA文檔的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。

4.2 多元發(fā)布的實(shí)現(xiàn)

按照擴(kuò)展方法的定義，為了滿足復(fù)合出版對(duì)多元發(fā)布的需求，可以將包含MusicXML元素的DITA文檔以不同的文件格式發(fā)布，如XHTML、MIDI、PDF、HTML Help等。本文選擇XHTML作為一種目標(biāo)格式，用來說明將包含MusicXML元素的DITA文檔轉(zhuǎn)換為一般文本文件的過程；選擇MIDI作為另一種目標(biāo)格式，用來說明將包含MusicXML元素的DITA文檔轉(zhuǎn)換為多媒體文件的過程。

（1）到XHTML的轉(zhuǎn)換

一般情況下，瀏覽器對(duì)XHTML中包含的MusicXML元素不進(jìn)行解釋，因此，需要將DITA

文檔中的MusicXML元素轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠解釋的表示方式。SVG （Scalable Vector Graphics，可伸縮矢量圖形）［13］是一種基于XML的圖形置標(biāo)語言，得到各種瀏覽器的支持。SVG與MusicXML都是基于XML，比較容易使用XSLT實(shí)現(xiàn)從MusicXML到SVG的轉(zhuǎn)換。

在編寫XSLT文件的過程中，主要是根據(jù)MusicXML元素所表示的樂譜的內(nèi)容進(jìn)行分類，對(duì)代表不同內(nèi)容的元素分別編寫用于轉(zhuǎn)換的XSLT模板，在模板中設(shè)計(jì)與該元素對(duì)應(yīng)的SVG元素來表示可視化的樂譜內(nèi)容。實(shí)際上在SVG中，大部分是用表示基本圖形的元素 （如表示直線的元素＜line＞、表示橢圓的元素＜ellipse＞等）來 “繪制”樂譜的，表1對(duì)其中一些關(guān)鍵的轉(zhuǎn)換進(jìn)行了解釋。

（2）到MIDI的轉(zhuǎn)換

DITA文檔到MIDI文件的轉(zhuǎn)換過程中，主要是提取DITA文檔中的MusicXML元素，并將其轉(zhuǎn)換為MIDI格式，這個(gè)轉(zhuǎn)換采用的是JAVA 程序。JDK1.3及其更高版本中提供對(duì) MIDI文件操作的JAR 包javax.sound.midi.jar［14］，調(diào)用該JAR包中相關(guān)的類來完成轉(zhuǎn)換。整個(gè)轉(zhuǎn)換過程主要由兩個(gè)JAVA 類完成，這兩個(gè)類的調(diào)用順序、類名、類的作用、主要函數(shù)及其作用如表2所示。

表1 XSLT文件中關(guān)鍵部分的說明

表2 JAVA程序關(guān)鍵部分的說明

4.3 功能測(cè)試

對(duì)上文中給出的 《新年好》樂譜進(jìn)行測(cè)試。

將表示該樂譜的MusicXML的內(nèi)容添加到DITA文檔中，文檔的主要結(jié)構(gòu)如下。編碼中標(biāo)記 （1）

處省略的內(nèi)容是上文中提到的 《新年好》樂譜的MusicXML的內(nèi)容。

在DITA－OT中將上述DITA文檔轉(zhuǎn)換為XHTML文件，轉(zhuǎn)換結(jié)果如圖6所示。將該結(jié)果和圖4中的樂譜進(jìn)行比較，展現(xiàn)效果一致。

在DITA－OT中將上述DITA文檔轉(zhuǎn)換為MIDI文件，在樂譜編輯軟件MuseScore中打開轉(zhuǎn)換成功的MIDI文件，效果如圖7所示。將轉(zhuǎn)換結(jié)果和圖4中的樂譜作比較，樂譜保持一致。使用支持MIDI的播放器播放該MIDI文件，能夠聽到鋼琴演奏的 《新年好》樂曲，并且音質(zhì)良好。

圖6 轉(zhuǎn)換生成的XHTML文件

圖7 轉(zhuǎn)換生成的MIDI文件在MuseScore中的顯示效果

5 結(jié)束語

本文研究了一種在DITA－OT中擴(kuò)展音樂內(nèi)容的方法，彌補(bǔ)了DITA－OT對(duì)于音樂信息支持能力的不足，并為在DITA－OT中擴(kuò)展其它媒體類型提供了一些借鑒之處。但是這個(gè)工作剛剛起步，要達(dá)到實(shí)用性的效果，還有許多內(nèi)容需要研究，例如完善DITA－OT對(duì)于音樂信息的支持能力、研究轉(zhuǎn)換后的文件和用戶的交互方法、以及轉(zhuǎn)換后的文件對(duì)各種平臺(tái)的自適應(yīng)性等。

除音樂這種媒體形式外，DITA－OT對(duì)于各種媒體的支持能力還有待增強(qiáng)，例如對(duì)音頻、視頻的支持能力。還應(yīng)該開展DITA－OT對(duì)各種音頻、視頻信息的擴(kuò)展方法的研究，使其能夠全面地支持多媒體信息的發(fā)布，能夠更好地滿足復(fù)合出版對(duì) “一次制作，多元發(fā)布”以及豐富的多媒體信息的要求。

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