Тема 3.10 Мультимедийные технологии обработки

и представления информации

Характеристика мультимедиа – технологий

Термин «мультимедиа» означает много средств представления информации пользователю.

Мультимедиа – это специальные технологии, позволяющие с помощью программного обеспечения и технических средств обрабатывать на компьютере обычную информацию (текст и графику), а также звук, фотографию, анимацию и видео.

В настоящее время важное место среди мультимедиа – технологий занимает компьютерная обработка видеоинформации, которая включает совокупность изображений, демонстрируемых последовательно и позволяющих человеческому глазу воспринимать отображаемые объекты как движущиеся.

Технологию мультимедиа образуют следующие компоненты:

- аппаратные средства компьютера, обеспечивающие доступ к данным и воспроизведение мультимедийной информации;

- программные средства, обслуживающие доступ и воспроизведение;

- носители информации в мультимедиа – формате.

Запись и воспроизведение информации в мультимедиа – формате производятся на компьютере с помощью специальных аппаратных и программных средств. Существует определенный минимум средств, которыми должен располагать компьютер, чтобы его можно было считать мультимедийным. Следующий перечень спецификаций дает представление о сегодняшних критериях мультимедийного компьютера:

- процессор - Pentium III, Celeron, 700МГц;

- оперативная память – 128 Мбайт;

- жесткий диск – 20 Гбайт;

- дисковод CD-ROM – 24-скоростной или DVD-ROM – 10-скоростной;

- звуковая частота дискретизации – 16-разрядная;

- разрешающая способность VGA - 1024x768;

- глубина цвета – 16,8 млн. цветов (24-битовый цвет);

- устройство ввода – вывода – MIDI и USB;

- минимальная операционная система Windows 98 или Windows XP.

Кроме того, необходимы акустические системы (колонки или наушники) и микрофон. Следует отметить, что практически все, даже самые дешевые выпускаемые в настоящее время компьютеры, в полной мере соответствуют этим требованиям.

Специальные звуковые карты и акустические системы составляют основу современной мультимедийной аппаратуры – это колонки, громкоговорители, динамики. Запись, воспроизведение и синтез звука обеспечивается за счет совместного функционирования звуковых карт и специальных программ и файлов.

Вся информация в компьютере (в том числе звук и в идео) представлена в цифровой форме, поэтому одна из функций звуковой карты – преобразование «оцифрованного» звука в непрерывный электрический сигнал, который и поступает на вход динамика. При записи звука на компьютер, наоборот аналоговый сигнал от микрофона преобразуется в дискретную фонограмму.

Оцифровка сигнала заключается в преобразовании сигнала в простую форму – в совокупность нолей и единиц, что позволяет защитить цифровой сигнал от нежелательных изменений его содержания, легко обновлять поврежденные места, копировать сигнал без потерь качества. В итоге цифровой сигнал получается значительно менее уязвимым, чем аналоговый, лучше защищенным от амплитудных искажений и шума.

Технологии записи, воспроизведения и передачи мультимедийной

информации

Для записи звуковой информации на мультимедийный компьютер чаще всего используют такие технические средства, как диктофоны и микрофоны.

Диктофон является средством записи, хранения и воспроизведения аудиоинформации. Современные цифровые диктофоны позволяют записывать звук в цифровом формате и осуществлять целый спектр операций по работе с файлами и совмещать использование диктофонов с другими техническими устройствами, например, подключать к компьютеру и проводить дальнейшую обработку звука с помощью программных средств.

Микрофон – это устройство, которое преобразует звук в электроэнергию. По назначению микрофоны подразделяются на следующие группы:

- для бытовой аппаратуры магнитной записи;

- для профессиональных целей (звукозапись и звукопередача в студиях, системы звукоусиления музыки и речи, акустические измерения, диспетчерская связь и т.д.);

- специального назначения.

Графическая информация может быть внесена в компьютер с помощью сканеров и планшетов.

Сканер – устройство, позволяющее переносить изображение с бумаги в электронный вид.

Планшет – это устройство оцифровки изображения, которое считывает положение курсора на рабочей поверхности основания за счет встроенной в планшет сетки и передает его координаты в компьютер. Если изображение создается с помощью курсора на планшете, то оно появляется не на бумаге, а на экране компьютера.

Для записи видеоинформации используют видеокамеры, которые подключаются к компьютеру через видеоадаптер.

Наиболее распространенные программы для работы с графикой и звуком, в том числе и в реальном масштабе времени, основаны на использовании программного интерфейса DirectX. Модули DirectX обладают полной совместимостью с современными программами обработки звука. К таким программам относятся Cakewalk, sound Forge, Cool Edit Pro, WaveLab, а также программа многоканальной аудиозаписи Samplitude 24/96.

Почти любая из указанных программ дает возможность дальнейшего подключения дополнительных модулей эффектов DirectX. Использование такой технологии позволяет настраивать разнообразные аудиоэффекты в звуковом редакторе в реальном времени.

Сегодня удается выполнять на компьютере синтез и обработку информации различных форм представления в реальном времени, т.е. без ощутимой временной задержки. Поскольку файлы с аудио-, видео- и графической информацией занимают на диске очень много места, их следует сжимать. Сжатие используется при обработке и хранении мультимедийной информации. Сжатый файл занимает меньше места на диске и благодаря меньшему объему данных он проще в обработке. При воспроизведении файл распаковывается.

Технология мультимедиа поддерживается всеми операционными системами семейства Windows. В ее состав входит стандартная программа Windows Media Player для поддержки высококачественного воспроизведения звука, видео и анимации. Windows Media Player поддерживает воспроизведение следующих форматов мультимедийных файлов:

- файлы, хранящие оцифрованное видео (AVI, MPEG-1, 2, 4, WMV и др.)

- файлы, хранящие аудиоинформацию (WAV, MP3, WMA и др.)

- файлы, хранящие аудио в форме интерфейса MIDI (MID).

Кодек – вид программного или аппаратного обеспечения, который позволяет производить компрессию/декомпрессию цифрового аудио- или видеопотока в определенный формат, а затем восстанавливать его в исходное состояние.

Для воспроизведения видеоинформации кодеки, соответствующие формату видеозаписи, должны быть установлены на компьютере. Если видеозапись не воспроизводится, то в большинстве случаев это означает, что необходимый декодер в системе отсутствует. Следует отметить, что существует больше количество различных кодеков, они в основном распространяются свободно и доступны в сети Интернет. Именно по этому основная трудность заключается в определении того, какой именно декодер необходим для воспроизведения той или иной видеозаписи. рассмотренную проблему решают несколькими способами:

- можно использовать проигрыватели, автоматически предлагающие скачать необходимый декодер из сети Интернет, если он отсутствует в системе;

- можно использовать проигрыватели, отображающие расширенную информацию о файлах с видеозаписью;

- можно использовать специальные программы, которые предназначены для определения формата видеозаписей.

Для воспроизведения звука на компьютере используют два подхода:

1. использование аналогово – цифровых преобразователей позволяет хранить оцифрованный сигнал в памяти компьютера.

2. синтез звука при воспроизведении заключается в передаче управляющей информации в стандарте MIDI, SoundBlaster и др. на звуковую карту, где в соответствии с полученными данными формируется выходной аналоговый сигнал. В настоящее время применяется синтез с использованием двух основных методов:

- FM – синтез – метод основан на частотной модуляции звукового сигнала;

- WT – синтез – метод, основанный на использовании специальной таблицы волн и позволяющий добиваться более качественного звучания, чем в FM.

Компьютер может управлять устройством, которое способно воспроизводить или синтезировать звук, путем передачи управляющей информации по MIDI – интерфейсу (MIDI – цифровой интерфейс музыкальных инструментов). MIDI представляет собой программно – аппаратный стандарт, который описывает технологию соединения электронных музыкальных инструментов и других устройств с компьютером. В качестве управляющей информации в MIDI выступают отдельные инструкции, отправляемые устройствами и компьютером в виде сообщений для создания музыкальных, звуковых или световых объектов. Такие инструкции заставляют принимающее устройство выполнять определенные действия.

В современных условиях все большие объемы информации нуждаются в передаче на значительные расстояния. Современные системы связи позволяют передавать телеграфные, телефонные, телевизионные сообщения, массивы данных, печатные материалы, фотографии и т.д. Для передачи сообщений организуется специальный канал связи.

Канал связи – это совокупность технических средств передачи сигналов от источника к потребителю, организованная в соответствии со спецификой передаваемых сообщений. В качестве основных параметров канала связи выступают ширина полосы пропускания, допустимый диапазон изменений амплитуды сигнала и уровень помех. Передача мультимедийной информации чаще всего производится через проводную вычислительную сеть, по радиоканалу, через телефонную сеть или с помощью радио– и телевизионного вещания.