Этапы технологии создания мультимедиа продуктов

СОДЕРЖАНИЕ

1. Понятие мультимедиа……………………………………………………….4
2. Компоненты мультимедиа…………………………………………………5
3. Области применения мультимедиа………………………………………..7
4. Классификация аппаратных средств мультимедиа………………………7
5. Функциональная и структурная организация обработки мультимедийной информации…………………………………………………………………8
6. Принципы отображения графической информации……………………..9
7. Типы файлов изображений………………………………………………13
8. Способы сжатия изображений……………………………………………15
9. Способы преобразования форматов…………………………………….17
10. Принципы создания анимационных файлов…………………………….19
11. Принципы создания виртуальной реальности………………………….21
12. Способы преобразования звука……………………………………………23
13. Аппаратные и программные средства обработки звука…………………25
14. Характеристики звуковых карт……………………………………………28
15. Цифровое представление видеоинформации и форматы………………29
16. Методы сжатия видео-информации………………………………………32
17. Средства линейного и нелинейного компьютерного видеомонтажа…34
18. Назначение программных продуктов разработки мультимедиа………37
19. Этапы технологии создания мультимедиа продуктов………………….39

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………40 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие мультимедиа

       Понятие "мультимедиа" настолько широко и расплывчато, что в него можно  включить огромный спектр программного и аппаратного обеспечения, от 8-битной звуковой платы и накопителя для компакт-дисков с одинарной скоростью до профессиональных программ и компьютеров, используемых при создании специальных киноэффектов и даже целых компьютерных фильмов.

       Мультимедиа - это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения.

       Мультимедиа - продукты можно разделить на несколько  категорий в зависимости от того, на какие группы потребителей они  ориентированны.

       Одна  предназначена для тех, кто имеет  компьютер дома, - это обучающие, развивающие программы, всевозможные энциклопедии и справочники, графические программы, простые музыкальные редакторы и т.п. Компакт-диски с программами пользуются такой популярностью у пользователей домашних мультимедиа-систем, что количество предлагаемых на рынке наименований компакт-дисков ежегодно удваивается.

       Другая  категория - это бизнес приложения. Здесь мультимедиа служит для иных целей. С ее помощью оживают презентации, становится возможным организовать видеоконференции "в живую", а голосовая почта настолько хорошо заменяет офисную АТС, что обычный телефон начинает восприниматься как архаизм. А есть еще немногочисленная группа продуктов, ориентированных исключительно на профессионалов. Для них предлагаются средства производства видеофильмов, компьютерной графики, а также домашние музыкальные студии. 
 
 
 
 

2. Компоненты  мультимедиа

       Комплекс  аппаратных и программных средств  мультимедиа позволяет пользователю работать в интерактивном режиме с разнородными данными (графикой, текстом, звуком, видео), организованными в виде единой информационной среды. Мультимедиа находит различное применение, включая образование, медицину, производство, науку, искусство и развлечения. В образовании, мультимедиа используется в учебных курсах, базирующихся на информационных технологиях.

       В производстве, особенно в машиностроении, мультимедиа используется на стадии проектирования (автоматизированное проектирование). В медицине мультимедиа применяется  в процессе обучения хирургов (виртуальная  хирургия). В науке мультимедиа  используется для моделирования различных процессов. В искусстве примерами мультимедиа являются специальные эффекты в кино, компьютерная мультипликация, трехмерная графика. В области развлечений примером мультимедиа являются компьютерные игры. Эти мультимедийные приложения позволяют пользователям участвовать в их работе. Такую форму мультимедиа называют диалоговой мультимедиа. Различные компоненты мультимедиа могут объединяться в общий комплекс, называемый виртуальным миром. Эта методика используется в некоторых играх, а также тренажерах полета для обучения пилотов. Разновидности мультимедиа:

       Гипермедиа (hypermedia, H-media) — расширение понятия  гипертекст на мультимедийные (в том  числе аудио, трехмерные графические, анимационные) виды организации структур записей данных. 
Интерактивная мультимедиа (interactive (multi)media) — мультимедийная система, обеспечивающая возможность произвольного управления видеоизображением и звуком в режиме диалога. 
Live video (реальное/живое видео) — характеристика системы мультимедиа с точки зрения ее способности работать в реальном времени. Примерами могут служить разработки IBM: Linkway Live и StoryBoard Live. 
Стандарты MPC — группа стандартов на мультимедийные ПК, разработанных Рабочей группой по мультимедийным ПК (Multimedia PC Working Group), которая является подразделением Ассоциации издателей ПО (Software Publishers Associations). Ранее Рабочая группа называлась Советом по маркетингу мультимедийных ПК (Multimedia PC Marketing Council). Этот Совет принял стандарты MPC-1 и MPC-2, устанавливающие для разработчиков программного обеспечения состав аппаратных средств, относящихся к технологии мультимедиа, и требования по их сертификации. В июне 1995 года вступил в силу стандарт MPC-3, который определил требования к конфигурации мультимедийных ПК (в частности, для минимального варианта комплектования): Pentium 75 МГц или его эквивалент, ОЗУ — 8 Мбайт, дисковод CD-ROM с учетверенной скоростью, 16-разрядная цифровая аудиосистема, таблично-волновой синтезатор, поддержка MPEG. Определены также требования к их функциональным характеристикам (в частности, необходимость воспроизведения полноэкранного видео), а также стандартный тестовый пакет ПО для испытаний аппаратуры при ее лицензировании.

       Основные  технические средства и решения  в области мультимедиа: 
Мультимедиа-процессор (multimedia processor) — процессор, поддерживающий режимы мультимедиа. К этому классу процессоров относятся, в частности, разработки, выполняемые по программе MMX. Предполагается, что мультимедийные процессоры могут повысить качество воспроизведения динамичной графики и видео при существенном сокращении схемных элементов ПЭВМ, в том числе микросхем и плат расширения. 
 
 
 
 

3. Области применения мультимедиа

       В образовании, мультимедиа используется в учебных курсах, базирующихся на информационных технологиях (медиаобразование).

       В производстве, особенно в механической и автомобильной промышленности, мультимедиа, прежде всего, используется на стадии проектирования. Это позволяет, например, инженеру рассматривать изделие в различных перспективах, производить другие манипуляции, прежде, чем приступать к производству (автоматизированное проектирование).

       В медицине мультимедиа применяется в процессе обучения хирургов (виртуальная хирургия).

       В науке мультимедиа главным образом используется для моделирования различных процессов.

       В искусстве наиболее яркими примерами мультимедиа являются специальные эффекты в кино, компьютерная мультипликация и трехмерная графика.

       В области развлечений ярким примером мультимедиа являются компьютерные игры. 

4. Классификация аппаратных средств мультимедиа

       Мультимедиа может быть грубо классифицировано как линейное и нелинейное.

       Аналогом  линейного способа представления  может являться кино. Человек, просматривающий данный документ никаким образом не может повлиять на его вывод.

       Нелинейный  способ представления информации позволяет человеку участвовать в выводеинформации, взаимодействуя каким-либо образом со средством отображения мультимедийных данных. Участие человека в данном процессе также называется «интерактивностью». Такой способ взаимодействия человека и компьютера наиболее полным образом представлен в категориях компьютерных игр. Нелинейный способ представления мультимедийных данных иногда называется «гипермедиа».

       В качестве примера линейного и  нелинейного способа представления информации, можно рассматривать такую ситуацию, как проведение презентации. Если презентация была записана на пленку и показывается аудитории, то при этом способе донесения информации просматривающие данную презентацию не имеют возможности влиять на докладчика. В случае же живой презентации, аудитория имеет возможность задавать докладчику вопросы и взаимодействовать с ним прочим образом, что позволяет докладчику отходить от темы презентации, например поясняя некоторые термины или более подробно освещая спорные части доклада. Таким образом, живая презентация может быть представлена, как нелинейный (интерактивный) способ подачи информации. 

5. Функциональная  и структурная организация обработки  мультимедийной информации.

       Системные программные средства – это набор  программ, входящих в состав операционной системы компьютера и осуществляющих управление устройствами мультимедиа, причем это управление на двух уровнях  – физическое управление вводом-выводом  информации на низком уровне с помощью машинных команд и управление пользователем характеристиками устройств с помощью графического интерфейса, изображающего пульт управления устройством, например регулировки громкости звука, тембра, стереобаланса и т. д. Как правило, программы физического управления устройствами называют драйверами устройств.

       Инструментальные  программные средства

       Инструментальные  программные средства – программы  позволяющие модифицировать мультимедийные файлы и создавать мультимедийные приложения.

       Инструментальные  программные средства – это пакеты программ для создания мультимедийных приложений:

       − редакторы  неподвижных графических изображений,

       − средства создания анимированных GIF-файлов,

       − средства аудио- и видеомонтажа,

       − средства создания презентаций,

       − средства распознавания текстов, введенных  со сканера,

       − средства создания обучающих программ,

       − системы распознавания голоса и  преобразования звуковых файлов в текстовые,

       − системы создания приложений виртуальной  реальности и другие.

       Инструментальные средства существенно расширяют возможности управления мультимедийными устройствами по сравнению с теми, которые предоставляют системные средства, но это всегда платные продукты и некоторые из них стоят очень дорого, например профессиональные системы видеомонтажа.

       Прикладные  программные средства

       Прикладные  программные средства – это готовые  и, как правило, продаваемые программные системы на CD или DVD дисках – фильмы, учебники, энциклопедии, игры, книги, виртуальные музеи, путеводители, рекламные материалы и т. д. 

6. Принципы  отображения графической информации

       Для обработки с помощью персонального  компьютера все виды информации, в  том числе и изобразительная, должны быть представлены в цифровой форме (закодированы). Цифровая компьютерная графика, по способу кодирования, может быть разделена на векторную и точечную. 
            В векторной графике все изображения описываются в виде математических объектов - контуров. Каждый контур представляет собой независимый объект, который можно перемещать, масштабировать, изменять до бесконечности. Векторную графику часто называют также объектно-ориентированной графикой.

       Достоинства векторной графики:

       1. Она экономна в плане объемов  дискового пространства, необходимого  для хранения изображений: это  связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново.

       2. Объекты векторной графики легко  трансформируются, и ими просто  манипулировать, что не оказывает  практически никакого влияния на качество изображения. В тех областях графики, где принципиальное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, векторные программы незаменимы.

       3. Векторная графика максимально  использует разрешающие способности  любого выводного устройства (изображение всегда будет выглядеть настолько качественно, насколько способно его отобразить данное устройство).

       4. Векторная графика может включать  в себя и фрагменты точечной  графики. Фрагмент становится  таким же объектом, как и все  остальные (правда, с весьма значительными ограничениями при обработке).

       5. Преимуществами программ векторной  графики являются: развитые средства  интеграции изображений и текста, единый подход к ним, и, как  следствие, - возможность создания  конечного продукта. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования в чертежно-графических и оформительских работах.

       Недостатки:

       Векторная графика может показаться чрезмерно  жесткой. Она ограничена в живописных средствах. В программах векторной  графики практически невозможно создавать фотореалистические изображения. Кроме того, векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер для точечной графики.

       Принцип кодирования графической информации в точечной графике отличается от векторной графики и прост для понимания. Он был изобретен и использовался людьми за много веков до появления компьютеров, мониторов и сканеров. Это и рисование "по клеточкам" - продуктивный способ переноса изображения с подготовительного картона на стену, предназначенную для фрески. Это мозаика, витраж, вышивка: в любой из этих техник изображение строится из дискретных элементов.

       Все точечные изображения представляют собой не совокупность отдельных  объектов, а мозаику из очень мелких элементов - пикселей, характеризующихся положением в так называемой битовой карте (таблице, матрице) и цветовыми характеристиками. Каждый пиксель, как стеклышко в витраже, независим друг от друга. Если ячейки имеют разные физические размеры, то изображение будет отображаться с уменьшением или увеличением.

       Основными достоинствами точечной графики  являются:

       1. Простота и, как следствие,  техническая реализуемость автоматизации  ввода (оцифровки) изобразительной  информации в компьютер. Для  этого используется развитая система внешних устройств - сканеры, видеокамеры, цифровые фотоаппараты, графические планшеты.

       2. Фотореалистичность. Можно получать  живописные эффекты, например, туман  или дымку, добиваться тончайшей  нюансировки цвета, создавать перспективную глубину, размытость и т.д.

       Недостатки  точечной графики:

       1. До начала рисования точечная  графика потребует введения конкретных  значений разрешения (количества  точек на единицу длины) и  глубины цвета (количества цветовых  бит на пиксель). В дальнейшем эти значения можно изменить, но это приведет к дополнительным искажениям.

       2. Второй недостаток проявится  при попытке отсканировать небольшую  фотографию с максимальным разрешением  и глубиной цвета. Объем файла  в точечной графике определяется  произведением площади изображения на выбранное разрешение и на глубину цвета (если они приведены к единой размерности). Поэтому программное обеспечение любого сканера в состоянии сосчитать эту величину и предсказать объем, необходимый для сохранения изображения. При этом совершенно не важно, что отображено на фотографии: белый снежный пейзаж или сцена из концерта с обилием цвета и форм. Если эти параметры одинаковы, размер файла (без сжатия) будет практически одинаков.

       3. Третий недостаток всплывет при  попытке слегка повернуть изображение на небольшой угол (например, рисунок с четкими тонкими вертикальными линиями). Сразу обнаружится, что четкие линии превращаются в "ступеньки". Это означает, что при любых трансформациях (поворотах, масштабировании, наклонах и т.д.) в точечной графике невозможно обойтись без искажений. Можно даже сказать, что точечную графику легче деформировать, чем трансформировать.

       Поэтому в программах большинство фильтров (всевозможные шумы, размытия, волны, ряби) - не что иное, как сознательное искажение, то есть искажение, возведенное в принцип, а художественный эффект - это просто прием отвлечения внимания.

       Главным требованием, выдвигаемым графическими программами к современным компьютерным системам, является объем оперативной  памяти. Ее точно никогда не будет много. 
 

7. Типы файлов изображений

       Тип файла — это стандартный способ хранения информации на компьютере, позволяющий программе читать или отображать её. Определить тип файла обычно можно по последним трём буквам его имени. Эти буквы называют расширением имени файла. Разные программы используют различные расширения при сохранении файлов.

       Наиболее распространенные типы файлов изображений — это JPEG (.jpg), TIFF (.tif), и точечные рисунки (.bmp). Кроме того, некоторые цифровые камеры могут сохранять изображения в несжатом формате RAW. К этим изображениям не применяются такие эффекты, как баланс белого или увеличение резкости.

       В большинстве случаев подходит формат JPEG (.jpg), так как он создает высококачественные изображения при небольшом размере файла путем сжатия информации. Он прекрасно подходит для хранения и пересылки файлов изображений. Если необходим высший уровень качества (например, для печати снимков 8х10), следует сохранять изображение в формате TIFF (.tif) или в формате JPEG с минимально возможным уровнем сжатия.

       Преимущества JPEG

• Большинство программ могут отображать, открывать  и сохранять файлы JPEG.
• Файлы JPEG прекрасно подходят для пересылки по электронной почте из-за их небольшого размера.
• Устанавливая уровень сжатия при сохранении файла JPEG, можно контролировать размер файла и качество изображения.

       Недостаток JPEG

• При сохранении изображения в формате JPEG сжатие применяется автоматически, что  немного ухудшает качество изображения. При использовании высокого уровня сжатия, качество изображения может быть низким.

       Преимущество TIFF

• При сохранении изображения в формате TIFF его  качество не ухудшается .

       Недостатки TIFF

• Некоторые программы (в том числе и большинство  веб-обозревателей) не могут отображать изображения в формате TIFF.
• Изображения в формате TIFF могут быть очень большими (во много раз больше по размеру, чем то же самое изображение, сохраненное в формате JPEG). Вследствие этого файлы TIFF занимают значительно больше дискового пространства, чем файлы JPEG.
• Только самые маленькие изображения в формате TIFF подходят для пересылки по электронной почте.

       Использование отличных от JPEG и TIFF форматов требуется очень редко. Формат точечного рисунка (.bmp) — это старый стандарт, создающий слишком большие файлы. Это приводит к неэффективному использованию дискового пространства и затрудняет отправку подобных изображений по электронной почте. Форматы GIF и PNG часто используются на веб-страницах, но JPEG работает так же хорошо. Файлы RAW поддерживаются многими цифровыми камерами и представляют собой высококачественную альтернативу формату JPEG. Многие профессиональные фотографы предпочитают работать с файлами RAW, так как этот формат дает наилучшее возможное качество. 
 
 
 
 
 
 
 

8. Способы сжатия изображений

       Графические данные, особенно данные растровых файлов, занимают колоссальное количество дискового пространства. Например, растровое изображение формата А4 в цветовой модели CMYK при разрешении 300 точек на дюйм занимает порядка 30 мегабайт дискового пространства. Хорошо, если файл один, и ваша публикация не использует других изображений (что крайне маловероятно). Ситуация в корне изменяется тогда, когда вы создаете некий шедевр, например, галерею репродукций картин А2 формата, при этом она с трудом умещается на 100 листах, запечатанных с двух сторон. При самых скромных подсчетах (120 мегабайт х 100 листов х 2 стороны у каждого листа), растровые изображения в этом формате при таком количестве листов будут занимать порядка 24 гигабайт дискового пространства. На чем вы собираетесь хранить такую публикацию ? А теперь представьте, что у вас несколько заказчиков, и работы каждого из них хранятся в нескольких вариантах оформления, кроме того, для большинства заказов вы сохранили выполненный проект на разных стадиях его готовности, чтобы в случае желания заказчика все в корне и кардинально изменить, вы могли быстро это выполнить.... Естественно, все эти данные сохранить будет очень и очень сложно. Именно поэтому, а также потому, что дисковое пространство обычно достаточно дорого обходится (хотя устройства для хранения цифровой информации постоянно дешевеют, их все время требуется больше и больше, что требует немалых капиталовложений), были изобретены множество методов сжатия данных самого различного типа, в том числе и графических. О наиболее распространенных и широко использующихся мы сейчас поговорим.

       Архивация, или сжатие графических данных, возможно как для растровой, так и для векторной графики. При этом способе уменьшения данных, программа анализирует наличие в сжимаемых данных некоторых одинаковых последовательностей данных, и исключает их, записывая вместо повторяющегося фрагмента ссылку на предыдущий такой же (для последующего восстановления). Такими одинаковыми последовательностями могут быть пикселы одного цвета, повторяющиеся текстовые данные, или некая избыточная информация, которая в рамках данного массива данных повторяется несколько раз. Например, растровый файл, состоящий из подложки строго одного цвета (например, серого), имеет в своей структуре очень много повторяющихся фрагментов.

       JPEG (Joint Photographic Experts Group) - метод, используемый для хранения полутоновых и полноцветных изображений, позволяющий добиться наивысшей степени сжатия и минимальный размер выходного файла. Основан алгоритм на особенностях восприятия человеческим глазом различных цветов, и достаточно громоздок с вычислительной точки зрения, так как занимает много процессорного времени. Происходит кодирование файла в несколько этапов. Во-первых, изображение условно разбивается на несколько цветовых каналов, для дальнейшего анализа. Затем, изображение разбивается на группы, по 64 пиксела в каждой группе, которые представляют из себя квадратные участки изображения размером 8х8 пикселов, для дальнейшей обработки. Затем, цвет пикселов специальным образом кодируется, исключается дублирующая и избыточная информация, причем при описании цвета большее внимание уделяется скорее яркостной, чем цветовой составляющей, так как человеческий глаз воспринимает больше изменения яркости, чем конкретного цветового тона. Полученные данные сжимаются по RLE или LZW - алгоритму, для получения еще большей компрессии. В результате, на выходе мы получаем файл, иногда в десятки раз меньший, чем его несжатый аналог. Однако, чем меньше размер выходного файла, тем меньше степень аккуратности при работе программы - конвертора, и, соответственно, ниже качество выходного изображения. Обычно, в программах, позволяющих сохранять растровые данные, возможно задание некоего компромисса между объемом выходного файла и качеством изображения. При наивысшем качестве, обхем выходного файла в 3-5 раз меньше исходного незапакованного. При наименьшем - меньше исходника в десятки раз, но, как правило, при этом качество изображения не позволяет его где-либо использовать. Как правило, для сохранения достойного уровня качества, используют наивысшую из доступных степень качества. Данный формат предназначен для хранения, в основном, фотографических изображений с большим количеством оттенков и цветовых переходов, и практически не подходит для хранения однотонных изображений типа кадров из мультфильмов (сжатие будет слишком низким, или качество картинки окажется просто неприлично низким). Этот метод сжатия графических фанных испольуется в файлах формата PDF, PostScript, собственно, JPEG и других. 

9. Способы преобразования форматов

       Преобразование PDF-файлов в другой формат всегда вызывает беспокойство у большинства людей. Если вы один из миллионов пользователей, кто столкнулся с данной проблемой, то для вас хорошая новость: сегодня в мире технологического прогресса любой сможет преобразовать PDF в различные форматы с помощью специальной программы. Для осуществления данного простого и понятного процесса, вам, вероятно, понадобятся только специальная программа. 
           При преобразовании, например, PDF в Word, большинство людей используют конвертер Acrobat 7 Standard или Professional. С помощью данного средства преобразовать PDF-файл в документ Word можно при помощи нескольких щелчков мыши. Для того чтобы начать данный процесс, вам просто нужно будет открыть документ в своём формате PDF и нажать на кнопку "Сохранить как". Во время сохранения файла, нажмите на опцию "документ Microsoft Word" и вы увидите, что ваш файл был изменён в формат Word. Сделав это, вы сможете, по своему желанию, вносить изменения в документ: