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Seminário de Integração Técnico-Científica
Agosto, 2013
Desenvolvimento multiplataforma em ambientes de programação
nativos e abstratos
Ráfagan Sebástian de Abreu - CESI
rafagansa@outlook.com
rafagansa@tecpar.br
Resumo
O objetivo deste artigo é apresentar os principais desafios e abordagens
relacionados ao universo do desenvolvimento de aplicações multiplataforma,
apresentando-se o contraste entre o desenvolvimento para dispositivos móveis utilizando-
se APIs nativas e abstratas. Como forma de aplicação prática dos conteúdos propostos,
utilizou-se como estudo de caso a implementação de um simulador visual e
multiplataforma do algoritmo A*, e a programação de jogos para Android e iOS utilizando-
se a API nativa.
Palavras-chave: Inteligência Artificial, web, multiplataforma, mobile, pathfinding.
Introdução
Durante a década de 70, surgem os primeiros computadores pessoais distribuídos
em larga escala. O sucesso causado por empresas como Apple e IBM nesse ramo
marcaria um futuro promissor para a área, já que, até então, o principal mercado de
software se restringia aos Mainframes e às corporações que os utilizavam.
Nesse ponto, com a crescente demanda do mercado de software para leigos e
profissionais, e com o aquecimento das gigantes produtoras de software, é possível
perceber o surgimento de um futuro de aplicações visando à interoperabilidade entre os
Sistemas Operacionais (SOs) e arquiteturas para vários tipos de consumidores.
Atualmente, o principal foco das tecnologias multiplataforma é a geração de
software para computadores pessoais (desktops e notebooks) e dispositivos portáteis
(smartphones e tablets). Além disso, o desenvolvimento de páginas web também vem
utilizando-se de metodologias do gênero para a obtenção de um produto que funcione em
qualquer navegador.
O primeiro passo a se tomar quando desenvolvemos um código multiplataforma é
se este deverá ser desenvolvido através de um código portável (normalmente escrito em
C/C++) ou se rodará sobre uma camada de abstração que deverá oferecer soluções de
portabilidade para as plataformas desejadas (é o caso dos ambientes Java, .NET e os

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navegadores web). Ambas as abordagens são amplamente utilizadas e cada uma delas
possuem vantagens e desvantagens características.
Observando-se os eventos apresentados, associa-se o conceito de software
multiplataforma com o processo de engenharia de um produto com alta interoperabilidade
e compatibilidade entre arquiteturas e Sistemas Operacionais que, para tal, necessita
seguir rigorosamente os padrões regulamentados por uma instituição que dite regras e
convenções para um desenvolvimento padronizado e colaborativo entre os profissionais
da área. É o caso de instituições como a W3C, ANSI e ISO.
Assim, o objetivo deste artigo é colocar em discussão os principais
questionamentos relacionados ao desenvolvimento multiplataforma, apresentando como
estudo de caso a programação de jogos para as plataformas de dispositivos móveis iOS e
Android, visando demonstrar as características de produção de um software utilizando as
APIs nativas oferecidas pelo fabricante, em contraste com a produção de um simulador
visual e multiplataforma do A*, utilizando-se de recursos de abstração do código para que
o mesmo seja compilado em diversas plataformas.
Na próxima sessão, apresentam-se os conceitos iniciais para o entendimento dos
principais problemas relacionados à produção de um código multiplataforma, identificando
também algumas diferenças entre código multiplataforma e código portável.
Descrição do Problema
Durante a pesquisa, foi constatado (ENTREVISTA COM DESENVOLVEDORES,
2013) que muitos desenvolvedores fazem confusão entre código estritamente
multiplataforma e código multiplataforma portável.
No primeiro caso, envolve-se algum tipo de máquina virtual e uma linguagem
híbrida, bastando à ferramenta de desenvolvimento gerar um arquivo intermediário
denominado bytecode, o qual será convertido pela máquina virtual para o código final no
sistema operacional específico do usuário. É o caso do ambiente de desenvolvimento
Java e .NET, além dos navegadores web.
Já o código portável deve ser compilado individualmente em cada plataforma. É o
que ocorre com programas multiplataforma desenvolvidos utilizando-se o C/C++
(OBILTSCHNIG, 2013). Nesse caso, o programador deverá se preocupar com detalhes
mais específicos, como endianess (BETTER EXPLAINED, 2013) ou undefined behaviors
(REGEHR, 2013).
Algumas soluções multiplataforma (BANERJEE, 2013) surgem como uma forma
interessante de se aumentarem os lucros de uma empresa de software sobre um de seus
produtos, já que traz soluções fáceis e rápidas de se colocar o software no mercado em
pouco tempo e com o maior índice de rentabilidade possível.

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Podemos destacar também que um ambiente de produção multiplataforma reduz a
quantidade de profissionais especialistas necessários para cada plataforma, facilitando o
esforço da equipe e o orçamento nas funcionalidades ao invés de na criação de uma base
comum para as tecnologias, evitando o risco do investimento em tecnologias duvidosas,
ou até mesmo naquelas em que as mudanças são constantes, como acontece em
programação para dispositivos móveis (GHATOL, PATEL, 2012).
Porém, ao mesmo tempo em que estes ambientes oferecem soluções rápidas para
resolução de problemas, também possuem uma série de limitações e normalmente não
suportam as novas ou exclusivas funcionalidades do equipamento.
Entendido quais são os problemas e situações que envolvem o desenvolvimento
multiplataforma, vamos nos concentrar em visualizar a metodologia de pesquisa utilizada
para o entendimento das dificuldades encontradas no desenvolvimento nativo e
utilizando-se uma camada de abstração das plataformas alvo.
Metodologia
O interesse pelas tecnologias com geração multiplataforma pelo autor surgiu em
2011, quando este iniciou uma pesquisa sobre as engines de prototipação rápida - EPR
(ABREU, 2012). Nessa pesquisa, explorou-se qual era o suporte que diversas EPR
possuíam sobre as plataformas de desenvolvimento mais comuns, destacando-se os
Sistemas Operacionais para desktop, dispositivos móveis e web. O fruto da pesquisa foi o
jogo educativo Muulti-Muu (figura 1).
Figura 1 - Muulti-Muu.
O trabalho com as EPR também foi utilizado mais tarde em uma pesquisa do autor
com o objetivo de demonstrar a possibilidade de utilização das mesmas como estratégia
de ensino em sala de aula através da programação de Jogos Digitais (PAULA, 2013).
O processo de pesquisa sobre desenvolvimento multiplataforma dividiu-se em duas
etapas: A fase de estudo e programação para as principais plataformas, e a produção de
um simulador visual do algoritmo A* para web e mobile. Observe o cronograma (figura 2):

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Figura 2: Cronograma geral.
Em primeiro lugar, buscou-se obter uma visão geral sobre as tecnologias
multiplataforma de maior utilização no mercado: Java e .NET. Em seguida, trabalhou-se
durante três meses com a programação nativa para dispositivos móveis, em especial com
Android e iOS, tendo como resultado gerado um jogo completo e dois protótipos. Todo o
processo de desenvolvimento foi registrado em um blog (PROJETO MOBILE, 2013).
Na segunda etapa, foi iniciado o estudo do algoritmo A* (LESTER, 2013).
Primeiramente, foram dedicados dois meses para a programação de estruturas de dados
em C++, mais tarde reproduzidas também em script lua.
Após o processo de entendimento e implementação do algoritmo, o último passo
necessário para a conclusão da pesquisa resumiu-se na produção de uma simulação
visual do A* para web e dispositivos móveis. Para tal, foram dedicados dois meses para o
entendimento e estudo das tecnologias de desenvolvimento web, com foco principal em
HTML, CSS e JavaScript; e, por fim, um mês para a produção do simulador. Para a
versão mobile, foi utilizado o Phonegap (GHATOL, ET AL, 2012) como meio de
conversão do código web em aplicativo nativo.
Seguindo a linha de raciocínio, na próxima seção serão abordados quais são os
aspectos gerais envolvidos no processo de desenvolvimento nativo para dispositivos
móveis, destacando-se os pontos da metodologia relacionados ao tema e descritos nessa
seção.
Desenvolvimento nativo para dispositivos móveis
Dentre as áreas de desenvolvimento multiplataforma atuais, a que mais se destaca
é a focada em smartphones e tablets. Iniciada em 2007 pela Apple com o lançamento do
iPhone, esse mercado vem crescendo de forma exponencial. A principal característica
desses produtos é a sua interface multitouch.
Atualmente, os principais Sistemas Operacionais mobile são o Android e iOS.
Observe as principais características deles a seguir:

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iOS
Desenvolvido pela Apple, iOS é o Sistema Operacional mobile mais vendido
(WWDC, 2013). Os principais produtos que o utilizam são o iPhone, iPad e iPod Touch.
Uma das principais características do iOS é a sua grande semelhança com o Mac OS X,
tendo como diferença significativa apenas o fato de que trabalha com a arquitetura ARM,
normalmente utilizada em sistemas embarcados, em contraste com a arquitetura x86 e
x64 suportada pelas versões mais novas do Mac OS X.
Como estudo de caso, foram desenvolvidos dois protótipos de jogo. O primeiro,
denominado Crazy Race, é basicamente um jogo de apenas um botão em que o objetivo
é pular os obstáculos que aparecem no caminho (figura 3). No outro protótipo, o objetivo é
destruir as naves inimigas que se aproximam da nave central, pontuando-se para cada
nave atingida (figura 4).
Para desenvolver os protótipos, foi necessário o estudo da linguagem Objective-C
e a utilização do Xcode 4, além de um Mac com a versão 10.8 do Sistema Operacional.
Um ponto interessante a se destacar é que o Crazy Race foi codificado utilizando-se o
sistema automático de gerenciamento de memória, suportado apenas pelas duas últimas
versões do iOS, cuja sigla é ARC (Automatic Reference Counting), enquanto que o outro
jogo utiliza o gerenciamento manual.
Figura 3: Crazy Race. Figura 4: Jogo de Nave.
Atualmente, com a chegada do iOS 7 e mais de 85% dos usuários utilizando o iOS
6 (WWDC, 2013), é mais interessante investir no ARC do que no gerenciamento manual
de memória.
Em geral, a tecnologia pareceu mais consolidada que o Android. A principal
dificuldade foi o aprendizado da linguagem Objective-C, por ser diferente das linguagens
de programação mais comuns. O emulador do sistema no Mac, comparado ao do

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ambiente de desenvolvimento Android, é excelente. Para mais informações, consulte o
blog (PROJETO MOBILE, 2013).
Android
Criado pela Google como concorrente do iOS, o Android é um Sistema Operacional
Open Source baseado em Linux e desenvolvido para suportar uma grande quantidade de
tipos de celulares e tablets. A principal vantagem do Android com relação ao iOS é o
preço, já que o sistema é grátis e disponível para qualquer hardware.
Infelizmente, devido ao fato do Android possuir código aberto, este sistema é alvo
de diversos malwares e vírus. Além disso, a sua loja virtual (Google Play) possui políticas
menos severas do que a Apple Store, o que torna possível a publicação de aplicativos
com uma grande quantidade de propagandas inclusas, fato este que incomoda muito os
consumidores.
No caso do Android, o estudo de caso gerado foi um jogo completo: O Learning
Exploder (figura 5). O objetivo do jogo é coletar letras espalhadas pelo cenário em ordem
para formar uma palavra. Utilizando o acelerômetro, o usuário movimenta o peão pelo
labirinto e deve completar o desafio antes que o tempo acabe, caso contrário todo o
cenário explode.
Figura 5: Learning Exploder.
O jogo foi desenvolvido com um proposta educativa, pois antes do usuário iniciar a
fase, uma tela contextualizando a palavra a ser descoberta descreve algumas
informações a respeito do tema. Essas informações podem ser imagens, sons ou um
texto. Assim, o jogo pode ser utilizado, por exemplo, como forma de ensino de inglês nas
escolas, possibilitando ao aluno um ambiente interessante de memorização.

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A versão atual do jogo contém cinco desafios relacionados à Cultura Religiosa. Ou
seja, pelos sons, imagens e texto, o aluno deve descobrir qual é a religião relacionada,
percorrendo o mapa para coletar as letras em ordem.
Para desenvolver o jogo, utilizou-se a IDE Eclipse para a programação em Java, o
Android SDK e um Mac com a versão 10.8 do sistema. Foi construída uma framework
própria sobre a SDK, com compatibilidade da versão Froyo em diante. Os dispositivos
utilizados para teste foram dois celulares (Samsung Galaxi Mini e Sony Ericsson Xperia
ST21i2) e um Tablet (Genesis GT-7220). Em geral, o ambiente de desenvolvimento
Eclipse é muito produtivo e a linguagem Java é mais fácil com relação ao Objective-C.
A principal dificuldade foi trabalhar em compatibilidade com as versões mais
antigas do Android e o emulador do sistema no Mac e PC é consideravelmente lento.
Outra dificuldade foi a ausência de aceleração por hardware, pois limitamos o escopo do
projeto aos recursos da SDK (em contraste com a NDK, que possibilita acesso ao
OpenGL).
Contextualizado o desenvolvimento utilizando-se os métodos de programação
nativos, na próxima seção, concentremo-nos em entender as facilidades e desafios no
processo de produção quando utilizamos uma interface de programação abstrata,
partindo-se pelo estudo de caso do simulador A* gerado.
Simulador A* multiplataforma
Como proposta de software multiplataforma, foi desenvolvido um simulador visual
do algoritmo de busca A* (lê-se “a estrela”). O algoritmo representa uma das melhores
soluções utilizadas para encontro do menor caminho entre dois nós de um grafo
(LESTER, 2013). Na prática, isso permite que qualquer entidade de um jogo possa se
deslocar de um ponto a outro, desviando de obstáculos e encontrando o menor caminho.
A principal diferença entre o A* e os demais algoritmos de busca de caminhos
envolve o fato de que ele calcula a complexidade do caminho (F) com base na distância
da origem (G) e do destino (H). O cálculo da distância é feito de acordo com a
representação do mundo realizada, sendo normalmente aplicada a divisão do espaço em
um grid, pois esta representação possibilita a utilização de heurísticas conhecidas, como
a distância euclidiana ou Manhattan.
A interface do simulador pode ser vista na figura 6. Observe, na direita, os passos
lógicos necessários para que o menor caminho entre a origem e o destino seja
encontrado. Acima dos passos, é possível selecionar outros mapas para teste e
visualização do processo de busca do menor caminho. A região inferior do simulador
exibe a saída das informações mais importantes para o entendimento do algoritmo.
Os botões continuar e reiniciar controlam o fluxo iterativo do algoritmo. A cada
clique no botão continuar, o mapa central exibe o processo de forma visual ao mesmo
tempo em que o passo atual do algoritmo na direita muda de cor. Assim, o aluno pode

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entender de que forma e quais são os problemas que o A* busca resolver a cada passo.
Os mapas possuem os principais exemplos de caso, como, por exemplo, situações em
que o algoritmo precisa desviar de obstáculos ou até mesmo em que não há caminho
possível entre dois pontos.
Figura 6: Interface do simulador vista em todas as plataformas.
A produção do simulador foi realizada utilizando-se as tecnologias web estudadas
ao longo do processo de pesquisa. A principal dificuldade nesse caso foi a produção de
um layout que fosse exibido de forma equivalente em todos os navegadores (GOMES,
2013), em especial o Internet Explorer (IE). A versão do simulador foi produzida e testada
utilizando-se cinco navegadores diferentes (Opera, Safari, IE, Firefox e Chrome).
Como estudo de portabilidade, foram geradas versões do simulador para o iOS,
Android e Windows Phone utilizando-se uma API de abstração conhecida como
Phonegap (GHATOL, ET AL, 2012). A principal dificuldade nesse caso foi a integração do
ambiente de cada plataforma com o Phonegap, sendo que cada um dos sistemas
necessitou de configurações iniciais peculiares e um código de inicialização exclusivo.
Feita a integração, o próprio Phonegap tratou de converter automaticamente as
opções de input e layout normalmente utilizadas nas interfaces web por uma alternativa
comum da interface do dispositivo. Por exemplo, os cliques do mouse esperado pelos
botões no navegador foram substituídos pelo touch screen.
Um exemplo comparativo de interface pode ser visto no figura 7. Aqui, podemos
visualizar os resultados gerados por cada plataforma quando clicamos na lista de mapas:

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Figura 7: Display exibido ao se clicar na guia de mapas (Android, iOS, Windows Phone e Safari).
Visualizado os resultados do simulador nas diferentes plataformas, iniciemos a
discussão a respeito dos produtos de pesquisa gerados.
Resultados e discussão
Observou-se ao longo do artigo como funciona o processo de produção de um
software multiplataforma, destacando-se o simulador A* gerado e os estudos de caso com
as plataformas nativas. Em geral, é possível perceber que a produção do software
diretamente nas plataformas nativas é um trabalho árduo que requer conhecimentos
peculiares de cada plataforma.
Esses resultados podem ser analisados na figura 2, onde a programação dos
games diretamente para Android e iOS demorou mais tempo (três meses) do que a
produção do simulador para web e mobile (dois meses). Assim, fica claro que as
ferramentas abstratas de geração multiplataforma buscam facilitar o processo não
somente oferecendo opções de portabilidade, mas também mecanismos mais simples de
programação.
Em geral, as dificuldades da programação nativa para dispositivos móveis se
resumem no aprendizado de várias linguagens de programação e rápido depreciamento
das APIs, já que a cada ano surgem novas versões dos sistemas operacionais e
hardwares. Esses fatores criam prazo de validade nos conhecimentos adquiridos pelo
profissional da área, fazendo com que o profissional qualificado se torne mais caro e raro.
Prever o status de uma tecnologia uma década adiante normalmente é difícil, mas,
por outro lado, os processos de programação serão cada vez mais automatizados por
métodos ágeis de produção, como, por exemplo, as Engines de Prototipação Rápida
(ABREU, 2012). Mesmo assim, ainda seremos dependentes do suporte nativo para
acesso às funcionalidades mais recentes da plataforma no mercado. Outras
considerações a respeito do tema podem ser vistos em (PIERRES, 2013) e (TOMAZ,
2013).

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Discutidos os resultados a respeito da pesquisa produzida, segue adiante a
conclusão do trabalho.
Conclusões
Durante o artigo, vimos que o desenvolvimento multiplataforma um processo
desafiador devido aos diversos ambientes de programação envolvidos no processo de
produção, sendo necessário trabalhar-se com diversas linguagens de programação,
sistemas operacionais e múltiplos equipamentos para teste do software.
Para contextualizar esse processo, observamos as características do
desenvolvimento para dispositivos móveis com um estudo de caso envolvendo a
programação de um jogo para duas plataformas: Android e iOS.
No caso do Android, vimos claramente as dificuldades do processo de
desenvolvimento multiplataforma, devido à tecnologia possuir um número considerável de
usuários utilizando versões mais antigas do sistema operacional, além da maior gama de
arquiteturas diferentes suportadas, cada uma com suas peculiaridades de desempenho e
input. Vimos também que esses problemas são sensivelmente minimizados no iOS,
devido ao fato da Apple apoiar um sistema de arquitetura fechada, com politicas que
facilitam o upgrade pelo usuário do sistema para as versões mais recentes.
Foi observado também que o uso de ferramentas como o Phonegap criou o
mercado de web apps em contraste com o mercado dos desenvolvedores de native apps
(TOMAZ, 2013), concluindo-se que a ferramenta deve ser utilizada em projetos que não
requerem acesso aos recursos exclusivos ou muito recentes da plataforma alvo.
Como aplicação prática, foi proposto a criação de um simulador visual do Algoritmo
A* para web e dispositivos móveis, obtendo-se resultados satisfatórios para o nível atual
da pesquisa. O simulador ainda não se encontra na versão final, sendo ainda necessário
um maior tempo de aplicação do mesmo em sala de aula a fim de testar sua eficácia
quanto ferramenta didática. Também é necessário a produção de uma versão com layouts
mais acessíveis aos usuários de dispositivos móveis.
Concluindo, a área de desenvolvimento multiplataforma deve ser do interesse de
todos os profissionais relacionados à Computação que visem o aumento de seus lucros e
a produtividade da sua equipe.
Agradecimentos
Agradeço ao Instituto de Tecnologia do Paraná e à Fundação Araucária pela
oportunidade. Também agradeço à minha sempre presente amiga Keli Leal da Cruz pelo
apoio em todos os projetos que já trabalhamos juntos. Aos colegas de setor do CESI, em
especial ao meu orientador Bruno Campagnolo de Paula, ofereço um sincero abraço pelo
constante apoio na realização destes projetos. Também agradeço à bolsista Mariana
Prendin pela produção do layout utilizado no simulador.

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