Презентация "Мультимедийные технологии"

Мультимедийные технологии

• Борисов В.А.
• Красноармейский филиал
• ГОУ ВПО «Академия народного хозяйства
• при Правительстве РФ»
• Красноармейск 2009 г.

Мультимедиа

• <number>

• Слово мультимедиа образовано из латинских: «мульти» — много и «медиа» — среда, носитель, средства сообщения — и его можно перевести как «многообразная среда».

Мультимедиа-продукт

• Объединяет в себе двухмерные и трехмерные изображения, звуковое сопровождение, музыку, анимацию, видео-, текстовую и числовую информацию и т.д.

• <number>

Сферы применения мультимедиа

• информационная и рекламная деятельности;
• шоу-бизнес;
• создание персональных фоно- и видеотек;
• компьютерные тренажеры;
• компьютерные игры;
• обучающие программы;
• энциклопедии.

• <number>

Виртуальная реальность

• Создание с помощью компьютера и специальных устройств (шлемов, очков, перчаток и даже костюмов) виртуального (кажущегося) мира, в который «помещается» человек и живет в этом мире по его законам.

• <number>

Аудио- и видеоинформация и ее особенности

• Особенностью, отличающей мультимедиа-технологии от других компьютерных технологий, является обработка аудио- и видеоинформации в реальном режиме времени.

• <number>

• В узком смысле под мультимедиа в компьютерных технологиях понимают именно работу с потоковой аудио- и видеоинформацией, т.е. такой формой получения, обработки и передачи информации, когда она поступает непрерывно, и мы не можем охватить ее целиком.

• <number>

• Компьютерные мультимедиа-технологии — это средства создания и воспроизведения цифровых аудио- и видеозаписей.

• <number>

• Оцифровка звуковой информации

• <number>

• Для преобразования аналогового звукового сигнала в цифровую форму с определенной частотой (частотой дискретизации) производятся измерения (отсчеты) амплитуды звукового сигнала.

• <number>

• Затем непрерывные значения амплитуды тоже переводятся в дискретную форму путем разбивки интервала возможных значений амплитуды на конечное число промежутков и заменой текущего значения амплитуды на ближайшее граничное значение какого-либо интервала.

• <number>

• Количество битов, необходимых для представления получаемых таким образом дискретных значений, называется разрядностью отсчета.

• <number>

• Для обеспечения достаточно хорошего качества преобразования необходимо, чтобы частота дискретизации по меньшей мере вдвое превышала наивысшую частоту сигнала.

• <number>

• Устройство, переводящее аналоговый звуковой сигнал в цифровую форму, называется аналогово-цифровым преобразователем (АЦП), а обратно — цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП).

• <number>

• Сочетание частоты дискретизации, разрядности отсчета и количества используемых каналов называют форматом цифрового звука.
• Произведение этих величин и даст величину цифрового потока, необходимую для представления этого формата.

• <number>

Причины сжатия цифровых данных

• Если мы запишем на диск «сырой» (несжатый) звук, то нетрудно подсчитать, что минута записи займет около 10 Мбайт, т.е. расходы дисковой памяти на запись звуковых фрагментов будут весьма велики.

• <number>

Причины сжатия цифровых данных

• Вторая причина связана с передачей звуковых данных: если канал связи обеспечивает, например, 33,6 Кбит/с (-3,28 Кбайт/с), то 170 Кбайт/с передать по нему невозможно, и звук просто обязан быть сжат.

• <number>

Причины сжатия цифровых данных

• Прохождение звука по компьютерным цепям и его оцифровка вносят в него искажения, и может оказаться так, что искажения за счет сжатия звука окажутся меньше остальных, а выигрыш в объеме данных окажется значительным.

• <number>

• Все соответствующие алгоритмы основаны на свойствах восприятия звуковых сигналов слуховым аппаратом человека, называемых «психоакустической моделью».

• <number>

«Психоакустическая модель»

• Из звукового сигнала удаляется информация, малозаметная для слуха, в результате чего слуховое восприятие звука практически не меняется.
• Такое кодирование относится к методам сжатия с потерями, когда из сжатого сигнала уже невозможно точно восстановить исходную волновую форму, однако степень сжатия гораздо выше.

• <number>

• Сжатие звукового сигнала и его обратная распаковка осуществляются специальными программными модулями, называемыми кодеками (кодерами-декодерами).

• <number>

• Для описания степени сжатия звукового сигнала используется битрейт — скорость битового потока, с которой сжатая информация должна поступать в декодер при восстановлении звукового сигнала.

• <number>

Битрейт

• Измеряется в килобитах в секунду (Кбит/ с) и если, например, он равен 128 Кбит/с, то это означает, что одна секунда звука будет занимать 128 Кбит, или 16 Кбайт.

• <number>

• Чем выше битрейт, тем выше качество звука, получаемого при обратной распаковке и, соответственно, больше размер сжатого звука.
• Широко распространенный формат сжатия mрЗ позволяет кодировать звук с битрейтом от 8 до 320 Кбит/с. Наиболее часто в mрЗ используется битрейт 128 Кбит/с, на котором достигается сжатие в 10-12 раз.

• <number>

Потоковое вещание

• Звуковые файлы потокового формата хранятся на сервере и содержащаяся в них информация по специальному протоколу передается в виде сжатого звукового потока на компьютер клиента, где и воспроизводятся соответствующей программой-плеером.

• <number>

• Характерной особенностью потокового вещания является высокая степень сжатия, которая должна обеспечить прохождение сжатого звука через низкоскоростные каналы связи.
• Наиболее распространенным среди потоковых систем является формат Real Audio.

• <number>

Оцифровка видеоинформации

• В отличие от оцифровки звука, отсчеты делаются редко (25 раз в секунду), но результатом отсчета является целый кадр.

• <number>

• Существует большое количество алгоритмов сжатия (МРЕG 1, МРЕG 2, МРЕG 4 и др.), служащих различным целям и имеющим совершенно различные характеристики, но все они в той или иной степени нацелены на наиболее эффективное сжатие данных с минимальными потерями качества.

• <number>

Стандарты МРЕG

• Слово МРЕG является сокращением от Moving Picture Expert Group — названия экспертной группы ISО (международной организации по стандартизации) по кодированию и сжатию видео- и аудиоинформации.

• <number>

МРЕG 1

• Предназначен для записи синхронизированных видеоизображений (обычно в формате 81Р 352x288) и звукового сопровождения на СD-RОМ (VideoCD) со скоростью считывания до 1,5 Мбит/с.

• <number>

МРЕG 2

• Поддерживает более высокие разрешения, поскольку поток данных в этом стандарте намного больше (до 40 Мбит/с), чем в МРЕG 1, позволяя записывать полноэкранные фильмы студийного качества.

• <number>

МРЕG 4

• Первоначально создавался для использования в мультимедийных приложениях, использующих узкие каналы связи, например видеоконференции, проводимые через Интернет, и не предназначался для хранения видео.

• <number>

• Неожиданное применение алгоритм сжатия МРЕG 4 получил в качестве средства преобразования DVD-фильмов (формата МРЕG 2) с целью их записи на обычные СD-RОМ гораздо меньшей, чем DVD, емкости.

• <number>

МРЕG 7

• Является еще одним представителем семейства МРЕG и предназначен для детального описания разнородного мультимедийного материала.

• <number>

Аппаратные средства мультимедиа

• Различают средства, предназначенные для подготовки аудио- и видеофайлов и других мультимедиа-продуктов, и средства, предназначенные для их воспроизведения.

• <number>

Минимальные требования к аппаратным компонентам ПК

• В качестве процессора вполне может быть использован любой процессор типа Аthlon или Реntium 4 с памятью 256 Мбайт или более.
• Такая конфигурация позволяет использовать операционную систему Windows ХР, наиболее подходящую для работы с мультимедиа.

• <number>

Минимальные требования к аппаратным компонентам ПК

• В состав устройств мультимедиа включают также звуковую плату (например, Sound Blaster), дисковод СD-RОМ или DVD-RОМ, а также современную видеоплату, желательно с видеовходом и видеовыходом.

• <number>

• Комплексность компьютерных технологий и удобство управления всем процессом работы делают использование компьютера в подготовке мультимедиа-продуктов незаменимым.

• <number>

Программные средства мультимедиа

• В связи с большим разнообразием задач, решаемых этими средствами и невозможностью создать такой программный комплекс, который удовлетворял бы всем пожеланиям программные средства создания и воспроизведения мультимедиа исключительно многообразны.

• <number>

Воспроизведение мультимедиа

• Наиболее распространенными являются средства для воспроизведения мультимедиа, называемые обычно проигрывателями, или плеерами.

• <number>

Плееры

• WinAmp;
• Windows Media;
• Quick Time;
• Rеаl Рlауеr.

• <number>

• Создание мультимедийных приложений

• <number>

Задачи средств создания мультимедиа-продуктов

• создание и редактирование растровых и векторных графических изображений, в том числе анимированных (мультфильмов);
• оцифровка и сжатие звукозаписей;
• создание музыкальных фрагментов с помощью МIDI-синтезатора;

• <number>

Задачи средств создания мультимедиа-продуктов

• редактирование звуковой информации, позволяющее изменить амплитуду сигнала, наложить или убрать фон, вырезать или вставить звуковые фрагменты, подготовить звуковые файлы для включения в окончательный продукт;
• видеозахват;

• <number>

Задачи средств создания мультимедиа-продуктов

• синтез трехмерных неподвижных и движущихся изображений;
• редактирование видеоизображений и создание клипов, в том числе синхронизация звука и изображения;

• <number>

Задачи средств создания мультимедиа-продуктов

• создание гипертекстов и ссылочной гипермедиа-структуры;
• объединение всех мультимедиа-компонентов в единый комплекс;
• запись на физический носитель.

• <number>

Мультимедиа в сети Интернет

• Основным сдерживающим фактором, препятствующим широкому распространению мультимедиа в Интернете, является низкая пропускная способность компьютерных сетей.

• <number>

Мультимедиа можно применять на веб-сайтах в следующих случаях:

• приведенные ограничения не являются существенными по сравнению с важностью информации;
• интернет-технологии применяются во внутренних высокоскоростных сетях (интранет);
• используются потоковые протоколы передачи мультимедиа-информации, позволяющие представлять ее по мере поступления.

• <number>

• Наиболее простым способом размещения мультимедиа на веб­страницах является использование подключаемых к браузеру внешних программных модулей — плагинов.

• <number>

Использование плагинов

• Разработчик веб-страницы размещает место для представления мультимедиа примерно так же, как это делается для изображений, указывая файл с мультимедиа-информацией (аудио­файлом, видеоклипом и т.п.).

• <number>

Использование плагинов

• Когда пользователь открывает такую страницу, браузер определяет тип этого файла, ищет в списке доступных ему плагинов модуль, который может воспроизвести этот файл, и запускает его, передав ему файл, указанный на веб-странице.

Использование плагинов

• Плагин, в свою очередь, отображает информацию переданного файла в выделенной ему на веб-странице зоне.
• В этой же зоне обычно размещаются элементы управления плагином (вперед, назад и т.п.).

Использование плагинов

• С другой стороны, вывод плагина на экран может быть подавлен (например, для звукового файла).
• Если нужный плагин не найден, браузер обычно пытается загрузить его из Интернета, после чего плагин встраивается в операционную систему, и его повторная загрузка не требуется.