3.1.4. Применение мультимедиа-технологий

Мультимедиа-технологии нашли широкое применение в таких сферах человеческой деятельности, как искусство, образование, индустрия развлечений, медицина, бизнес, научные исследования и др. В настоящее время мультимедийный способ передачи информация стал неотъемлемым элементом современных компьютерных систем.

Основные направления использования мультимедиа-технологий:

• электронные издания для целей образования и др.;

• в телекоммуникациях со спектром возможных применений от просмотра заказной телепередачи и выбора нужной книги до участия в мультимедиа-конференциях. Такие разработки получили название Information Highway;

• мультимедийные информационные системы («мультимедиа-киоски»), выдающие по запросу пользователя наглядную информацию.

С точки зрения технических средств на рынке представлены как полностью укомплектованные мультимедиа-компьютеры, так и отдельные комплектующие и подсистемы (Multimedia Upgrade Kit), включающие в себя звуковые карты, приводы компакт-дисков, джойстики, микрофоны, акустические системы.

Для персональных компьютеров класса IBM PC утвержден специальный стандарт МРС, определяющий минимальную конфигурацию аппаратных средств для воспроизведения мультимедиа-продуктов. Для оптических дисков CD-ROM разработан международный стандарт (ISO 9660).

Контрольные вопросы

1. Каковы основные компоненты мультимедиа-среды?

2. Какие стандарты используются при создании мультимедиа-продуктов?

3. Что является достоинствами и недостатками растровой и векторной графики?

4. С какой целью используется чересстрочная развертка и почему в настоящее время она вытесняется прогрессивной?

Задания для самостоятельной работы

1. Оцените информационный объем моноаудиофайла длительностью звучания 10 с при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 44 кГц.

2. Используются графические режимы с глубинами цвета 8, 16, 24 и 32 бита. Вычислите объемы видеопамяти, необходимые для реализации данных глубин цвета при различных разрешающих способностях экрана (800×600, 1024 × 768, 1280 × 1024).

3. Для хранения растрового изображения размером 752 × 512 пикселей отвели 235 Кбайт памяти. Вычислите максимально возможное число цветов в палитре изображения.

4. Для хранения в растровом графическом файле изображения разме­ром 640 х 1504 пикселей отвели 705 Кбайт памяти (без учёта размера за­головка). Определите максимально возможное число цветов в палитре изображения.

5. В процессе преобразования растрового графического файла коли­чество цветов в палитре увеличилось с 8 до 512. Определите во сколько раз увеличился информационный объём файла (без учёта размера его заголовка), если известно, что под один пиксель отводится наименьшее число бит для хранения номера цвета в палитре, одинаковое для всех цветов.

3.2. Геоинформационные технологии

3.2.1. Основные понятия и определения

Геоинформационные технологии – технологии, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно- координатных данных.

Геоинформационная система – это географическая информационная система (ГИС), отображающая информацию на электронной карте. Эти системы являются новейшим классом информационных систем, интенсивно развивающихся в настоящее время.

Составные части ГИС:

• аппаратные средства;

• программное обеспечение;

• данные;

•  исполнители;

•  методы.

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования:

• геоинформационные системы федерального и муниципального управления;

• природоохранные ГИС;

• системы проектирования;

• системы военного назначения и т. д.

Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными). Среди них инвентаризация ресурсов (кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений.

Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются в геоинформатике.

В качестве примера рассмотрим ГИС муниципального управления, т. е. информационную систему большого города. Эта система должна обеспечивать информацией городские власти, органы охраны правопорядка, транспортников, энергетиков, связистов, торговлю, медицинские службы, образование и прочее. Следовательно, соответствующая информационная система, представляющая собой совокупность баз данных и географических карт (схем), причем такая, что каждая база данных привязана к точке на карте и представляет собой муниципальную ГИС. Пример ГИС города Красноярска приведен на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Карта Красноярска

Системы управления регулируют деятельность технических и социальных систем, функционирующих в некотором операционном пространстве (географическом, экономическом и т. п.) с явно выраженной пространственной природой. При решении задач социального и технического регулирования в системах управления используется масса пространственной информации: топография, гидрография, инфраструктура, коммуникации, размещение объектов.

Таким образом, геоинформационные технологии предназначены для широкого внедрения в практику методов и средств работы с пространственно-временными данными, представляемыми в виде системы электронных карт и предметно-ориентированных сред обработки разнородной информации для различных категорий пользователей.

Основной проблемой при реализации геоинформационных приложений является трудность формализованного описания конкретной предметной области и ее отображения на электронной карте.

Графическое представление какой-либо ситуации на экране компьютера подразумевает отображение различных графических образов. Сформированный на экране ЭВМ графический образ состоит из двух различных с точки зрения среды хранения частей – графической «подложки» или графического фона и других графических объектов. По отношению к этим другим графическим образам «образ-подложка» является «площадным», или пространственным двухмерным изображением.

Рис. 3.9. Графическое представление объкта на компьютере

Графическая информация, которая хранится в ГИС, не является статической. Она часто подвергается манипуляциям типа «сжать» и «растянуть» и более сложным и поэтому хранится, как правило, в векторном (а не в растровом) формате. Если исходная карта вводится в компьютер путем сканирования, то первоначальный растровый формат изображения подвергается специальной обработке, называемой векторизацией, т. е. между линиями и точками, составляющими изображение, устанавливаются геометрические и формульные соотношения.

Основным классом данных геоинформационных систем являются координатные данные (рис.3.10, а), содержащие геометрическую информацию и отражающие пространственный аспект. Основные типы координатных данных: точка (узлы, вершины), линия (незамкнутая), контур (замкнутая линия), полигон (ареал, район). На практике для построения реальных объектов используют большее число векторных данных (рис.3.10, б) (например, висячий узел, псевдоузел, нормальный узел, покрытие, слой и др.).

Рис.3.10. Основные элементы координатных (а) и векторных (б) данных

Mecтоположение точки (точечного объекта) описывается парой координат (X,Y). Линейные объекты, такие как дороги, реки или трубопроводы, сохраняются как наборы координат X,Y. Полигональные объекты типа речных водосборов, земельных участков хранятся в виде замкнутого набора координат.

Рассмотренные типы данных имеют большее число разнообразных связей, которые можно условно разделить на три группы:

• взаимосвязи для построения сложных объектов из простых элементов;

• взаимосвязи, вычисляемые по координатам объектов;

• взаимосвязи, определяемые с помощью специального описания и семантики при вводе данных.