Мультимедийные технологии. 4

1, Мультемидийные  технологии. Основные понятия, определения,  эволюция. Применение мультимедиа  в бизнесе. 

Термин мультимедиа  также, зачастую, используется для обозначения  носителей информации, позволяющих  хранить значительные объемы данных и обеспечивать достаточно быстрый доступ к ним (первыми носителями такого типа были CD — compact disk). В таком случае термин мультимедиа означает, что компьютер может использовать такие носители и предоставлять информацию пользователю через все возможные виды данных, такие как аудио, видео, анимация, изображение и другие в дополнение к традиционным способам предоставления информации, таким как текст. 

Мультимедиа –  совокупность программно-аппаратных средств,

реализующих обработку  информации  в звуковом и зрительном

виде. Мультимедиа спроектирована, чтобы передавать звук, данные

и изображения  по местным, региональным и глобальным сетям 

Мультимедиа - это  сумма технологий, позволяющих компьютеру вводить, обрабатывать, хранить, передавать и отображать такие типы данных, как текст, графика, анимация, оцифрованные неподвижные изображения, видео, звук, речь. 

Мультимедиа (multimedia) - это современная компьютерная информационная технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию (мультипликацию). 

История появления  мультимедиа технологии. 
 

Проводя краткий  исторический экскурс, стоит отметить, что ещё более 30 лет назад мультимедиа  ограничивалась пишущей машинкой «Консул», которая не только печатала, но и  могла привлечь внимание заснувшего оператора мелодичным треском. Несколько позднее компьютеры уменьшились до бытовой аппаратуры, что позволило собрать их в гаражах и комнатах. Новым веянием в развитии мультимедиа явился компьютерный гороскоп 1980 года, который при помощи динамика и программируемого таймера синтезировал расплывчатые устные прогнозы на каждый день, а, кроме того, ещё перемещал по экрану звёзды. Появление самого термина - мультимедиа - также произошло в то время. Причём, скорее всего, он служил ширмой, отгораживающей лаборатории от взглядов непосвящённых. 

По мере накопления критической массы технологий, появляются бластеры, CD - ROM и другие плоды эволюции. Появляется Интернет, WWW, микроэлектроника. Становится очевидным, что человечество переживает стадию информационной революции: общественная потребность в средствах передачи и отображения информации вызывает к жизни новую технологию. За неимением более корректного термина используется определение мультимедиа. В наши дни это понятие может полностью заменить компьютер практически в любом контексте. На сегодняшний день в английском языке уже приживается новый термин - информационное приспособление (information appliance). 

Идейной предпосылкой возникновения технологии мультимедиа  принято считать концепцию организации памяти "MEMEX", предложенную американским ученым Ваннивером Бушем еще в 1945 году. Данная концепция была основана на возможности поиска информации в соответствии с ее смысловым содержанием, а не по формальным признакам, которыми считаются, к примеру, порядок номеров, индексов или алфавитный порядок. Сначала эта идея нашла свое выражение и компьютерную реализацию в виде системы гипертекста - система работы с комбинациями текстовых материалов. Позднее появилась гипермедиа - система, работающая с комбинацией графики, звука, видео и анимации. Завершающим этапом явилась мультимедиа, соединившая в себе обе эти системы. Тем не менее всплеск интереса в конце 80-х годов к применению мультимедиа-технологии в гуманитарной областях, в частности в историко-культурной, связан несомненно с именем выдающегося американского компьютерщика-бизнесмена Билла Гейтса. Именно он является автором идеи создания и успешной реализации на практике мультимедийного коммерческого продукта на основе служебной музейной инвентарной базы данных с использованием в нем всех возможных "сред": изображений, звука, анимации, гипертекстовой системы. Этот продукт носит название "National Art Gallery. London" и именно он аккумулировал в себе три основные принципа мультимедиа:

Художественный дизайн интерфейса и средств навигации.

Представление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых человеком  сред. Это тем более логично, если исходить из самого термина multimedia от англ. multi - много, и media - среда);

Наличие нескольких сюжетных линий в содержании продукта, в том числе и выстраиваемых самим пользователем на основе "свободного поиска" в рамках предложенной в содержании продукта информации;  

Также активно  используются в представлении информации и являются несомненным достоинством и особенностью технологии следующие возможности мультимедиа:

возможность увеличения (детализации) на экране изображения  или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении (режим "лупа") при сохранении качества изображения. Данная возможность особенно ценна в процессе презентаций произведений искусства и уникальных исторических документов;

возможность хранения большого объема разнообразной информации на одном носителе (до 20 томов авторского текста, около 2000 и более высококачественных изображений, 30-45 минут видеозаписи, до 7 часов звука);

возможность сравнения  и обработки изображения разнообразными программными средствами с научно- исследовательскими или познавательными  целями;

возможность использования  технологии гипертекста и гипермедиа - выделение в сопровождающем изображении, текстовом или другом визуальном материале "горячих слов (областей)", по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной (в том числе визуальной) информации;

возможность осуществления  непрерывного аудиосопровождения (музыкального или любого другого), соответствующего статичному или динамичному визуальному  ряду;

возможность использования  видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т.д., функции "стоп-кадра", покадрового "пролистывания" видеозаписи;

возможность включения  в содержание диска баз данных, методик обработки образов, анимации. К примеру, сопровождение рассказа о композиции картины графической  анимационной демонстрацией геометрических построений ее композиции и т.д.;

возможность подключения  к глобальной сети Internet;

возможность работы с различными приложениями: текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией;

возможность создания собственных выборок из представляемой в продукте информации . Для этого предусмотрены специальные режимы - режим "карман" или "мои пометки";

возможность создания "закладок" - так называемого "запоминания  пройденного пути" на заинтересовавшей экранной "странице";

возможность автоматического просмотра всего содержания продукта - "слайд-шоу"

возможность создания анимированного и озвученного "путеводителя-гида" по продукту ("говорящей и показывающей инструкции пользователя");

включение в  состав продукта игровых компонентов  с информационными составляющими;

возможность "свободной" навигации по информации и выхода в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта. 

Системы мультимедиа  активно внедряются в сферу бизнеса. Бизнес становится все более глобальным и международным, фактически, благодаря современным средствам коммуникации, исчезает значение офиса, т. к. сотрудники могут работать у себя дома, в автомобиле в кафе и где угодно. Главная задача, которую ставили перед собой создатели мультимедийных устройств – это привлечение к работе на ЭВМ пользователей, не являющихся специалистами по вычислительным системам. Мультимедиа-система состоит из двух частей: человека и машины. Мультимедийные технологии, позволяют объединить в компьютерных приложениях два и более типа данных – текст, графика, звук, голос, видео, анимация. С начала 90-х годов средства мультимедиа развивались и совершенствовались, к началу XXI века она стала основой новых продуктов и услуг, таких как электронные книги и газеты, новые технологии обучения, видеоконференции, средства графического дизайна, голосовой и видеопочты. Применение средств мультимедиа в компьютерных приложениях стало возможным благодаря прогрессу в разработке и производстве новых микропроцессоров и систем хранения данных. 

Работа со звуком и видео и изображениями осуществляется при помощи специальных технических  и аппаратных средств, которые называются средствами мультимедиа. Компьютер, снабженный такими средствами, называется мультимедийным. 

Мультимедийный компьютер должен включать в себя следующие  устройства: 

·         звуковую стерео плату; 

·         CD-ROM; 

·         звуковые стерео колонки; 

·         микрофон; 

·         видео карту. 

2 Виды информации, обрабатываемые мультимедиа  системами: числовая, символьная, логическая, аудиоинформация, графическая, семантическая, цвет, эмоции. Проблематика обработки каждого вида информации 
 

Аудио и графическая-динамическая информации существуют только с учетом фактора времени. Если масштаб времени  изменить, то информация искажается. Правильно воспринять ее можно, только если она находится в динамике. Для обработки ее приходится использовать специальные программные средства.  

Статическая видео-информация представляет собой графики, чертежи, таблицы, диаграммы, которые относятся к так называемым штриховым рисункам. Кроме штриховых есть полутоновые рисунки, в которых форма предметов передается с помощью яркости или цвета. 

Динамическая  видеоинформация – это фильмы (слайд-фильмы, мультфильмы, видеофильмы). Этот вид информации отличается многокадровостью. В основе динамической видеоинформации лежит последовательное экспонирование на экране отдельных кадров вывода в соответствии со сценарием. Поэтому процесс обработки динамической видеоинформации часто называется редактированием сценариев. Динамическая видеоинформация используется либо для последовательной демонстрации кадров вывода (слайдов), либо для демонстрации движущихся изображений (что часто называется анимацией). При демонстрации слайд-фильмов каждый кадр должен находиться на экране столько времени, сколько необходимо для восприятия его человеком (примерно от 30 сек. до 1,5 мин., и более). 

Анимационные  фильмы демонстрируются так, чтобы  отдельные кадры вывода зрительный аппарат человека зафиксировать  не мог. Для этого они должны достаточно быстро сменять друг друга. Поскольку время демонстрации на экране каждого кадра вывода мало, каждый отдельный кадр сознанием человека не воспринимается. При частоте смены кадров 16 кадров в секунду незаметно даже мелькание при смене кадров. Стандарт кино – 24 кадра в секунду, телевидения (в Европе) – 25 кадров в секунду, в США – 30 кадров в секунду. 

Знаковые системы, с помощью которых переносится  смысл, это - текст, числа, речь, рисунок. Но при передаче смысла с помощью текста (речи) мы сталкиваемся с тем, что один и тот же текст может нести разный смысл. Это связано с имеющимися у людей моделями мира: если модель одна - то смысл 1, если другая - то смысл 2. Кроме того, смысл может меняться при наложении на текст интонации, за счет эмоций, мимики, при незначительных изменениях текста (например: “способный человек”, “очень способный человек”, “на все способный человек”). Для людей - не проблема уловить оттенки смысла. Но объяснить, как это делается, можно далеко не всегда. 

Эмоции - это  еще один вид информации, широко используемый в животном мире для  характеристики отношения к происходящим событиям. Эмоции передаются не только (и не столько) словами, но и мимикой, и интонациями. 

Цвет - тоже разновидность  информации. Известно, что цвета делятся на теплые и холодные, возбуждающие и тормозящие. При правильном подборе цвета, с его помощью можно влиять на настроение работающего на ЭВМ. 
 
 

3 Классификация устройств  ввода, вывода, ввода-вывода  мультимедийной информации. Состав, особенности, эволюция  
 

К устройствам  ввода информации относятся клавиатуры, устройства управления курсором, системы  ввода с машиночитаемых документов, системы ввода штриховых кодов, сканеры, устройства ввода акустических сигналов, цифровые фото и видеокамеры, TV- устройства ввода. 

Устройства управления курсором включают в себя световое перо, мышь, джойстик, кот, и др. Они  используются для перемещения курсора  по экрану и для отметки позиции, в которой находится курсор. 

Машиночитаемые  документы представляют собой лист бумаги, на который нейтральной краской наносится решетка. Нейтральная краска (например, желтая) не воспринимается электронными приборами. Черным цветом в определенных местах разметки можно нанести штрихи или символы специальной формы (например, стилизованные шрифты). Такие устройства используются для ввода почтовых индексов с конвертов. Разрабатывались устройства для ввода информации с перфокарт, на которые вручную наносились надписи. Для ЭВМ Минск- 32 было разработано специальное устройство - “Бланк”, которое применялось для переписи населения в СССР. В настоящее время для ввода машиночитаемых документов может использоваться сканер. 

Устройства ввода  акустических сигналов делятся на устройства ввода музыкальных произведений, звуковых эффектов и речи. Для ввода акустических сигналов любого типа необходимо, чтобы ЭВМ была оснащена звуковой картой. Для ввода звуковых эффектов и речи используются микрофон или магнитофон. Музыкальные произведения могут вводиться с магнитофона, через специальный интерфейс с MIDI - 

устройств или  с клавиатуры ЭВМ. Звуковые эффекты  могут создаваться программным  путем. 

Цифровые фотокамеры своим появлением резко изменили технологию фотографии. Они используют для хранения изображения специальный  магнитный носитель, на который изображение записывается в оцифрованном виде. Цифровой фотоаппарат позволяет перестраивать режимы фиксации изображения - можно настроиться на монохромную съемку (поскольку монохромный снимок занимает значительно меньше места на магнитном носителе, чем цветной, в этом режиме можно сделать наибольшее количество снимков без смены носителя). Можно настроить цифровую фотокамеру на фиксацию цветного изображения, при этом указывается количество цветов. Регулируется так же разрешающая способность аппарата, что существенно для увеличения сделанного снимка. 

Цифровые видеокамеры  отличаются от аналоговых. Аналоговая камера пишет изображение и звук на магнитную ленту. В цифровых видеокамерах запись ведется в цифровом виде. 

Телевизионные (TV) устройства ввода - цифровые и аналоговые, различаются способами записи и воспроизведения. Подключаются к ЭВМ через дигитайзер, TV-тюнер (например, AVER Media TV Studio, MediaForte TV Vision). Использование таких устройств требует высокой производительности ЭВМ. При недостаточной производительности изображение движется неравномерно, скачками. Чтобы снизить требования к производительности, изображение уменьшают в размерах (вплоть до 1/8 экрана), сокращают количество цветов в изображении, снижают разрешающую способность. Такие видеоизображения часто используются в баннерах Интернет. 

Сокращение объема изображения (а значит - и требований к производительности аппаратуры) достигается  так же кодированием со сжатием. При  этом облегчается хранение видеопродукции, и усложняется воспроизведение, так как для воспроизведения необходимо восстанавливать сжатое изображение. Восстановление может выполняться либо программным путем (с использованием микропроцессора ЭВМ), либо в специальном ускорителе (акселераторе) видео- или TV-карты. 

Устройства вывода информации включают плоттеры, принтеры, электронные экраны и панели, системы аудиовывода, видеосистемы. При выводе графической информации может применяться вывод двумерного, или объемного (трехмерного) изображения. Для вывода объемного изображения находят применение специальные устройства и способы. 

Плоттеры предназначены  для вывода графической информации на твердый носитель (бумагу). Планшетный плоттер имеет линейку, по которой  может перемещаться печатающий механизм. Перемещение линейки сдвигает печатающий механизм по вертикали, а перемещение механизма по линейке сдвигает его по горизонтали. Благодаря этому, можно установить печатающий механизм в любую точку планшета. На планшете крепится лист бумаги. Плоттер может воспроизводить на бумаге очень сложные штриховые изображения. Но работает плоттер очень медленно. Для управления плоттером разработаны специальные алгоритмические языки. 

Принтеры - это  внешние устройства ЭВМ, предназначенные  для вывода информации на твердый  носитель в символьном или графическом виде. Классификация принтеров может быть проведена по следующим критериям: по способу вывода, по принципу формирования изображения, по способу регистрации, и по принципу управления процессом печати. 

Электронные экраны и панели предназначены для предъявления выводимой из ЭВМ информации большой аудитории. Простейший демонстрационный экран может быть сделан из поставленных друг на друга телевизоров (при образовании из телевизоров матрицы размером 8х8 выводимая из ЭВМ информация доступна для большой аудитории). Телевизионная матрица через блок сопряжения подключается к ЭВМ. Изображение на такую матрицу может выводится фреймами. 

Видеосистемы  предназначены для оперативного отображения информации, доведения  ее до сведения пользователя (оператора  ЭВМ). Обычно они состоят из двух частей: монитора и адаптера. Монитор служит для визуализации изображения, адаптер - для связи монитора с микропроцессорным комплектом. 

Системы ввода-вывода включают в себя абонентские пункты (сочетание дисплея с клавиатурой  и устройством сопряжения с ЭВМ), модемы, сенсорные дисплеи, аудио и видеомагнитофоны. Они служат как для ввода, так и для вывода информации. 

Особое место  среди них занимают сенсорные  дисплеи. Сенсорный дисплей - это  устройство, реагирующее на прикосновение. Необычным в нем является способ ввода информации - вместо мыши, джойстика или светового пера используется рука человека, которая изменяет емкость или индуктивность датчиков при перемещении руки по различным зонам экрана дисплея, и за счет этого позволяет определить, к какой части экрана прикоснулись. Для реализации такой системы в углах экрана обыкновенного дисплея устанавливаются емкостные или индуктивные датчики, соединенные с ЭВМ. Рука человека изменяет емкость (или индуктивность) по-разному в разных датчиках (их всего 4) в зависимости от места нахождения руки. ЭВМ это учитывает, и определяет, на какую зону экрана рука указывает. 

Преобразователи информации включают в себя аналого- цифровые (АЦП), цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи, системы распознавания, преобразователи форматов (конвертеры), системы сжатия и восстановления, TV-преобразователи, и др. 

Аналого-цифровые преобразователи необходимы для  оцифровки аналоговых сигналов при  их вводе в ЭВМ. 

Способов оцифровки  аналогового сигнала существует много. 

Рассмотрим три из них. 

1. АЦП, работающий  по принципу измерения напряжения; 

2. Времяимпульсное  кодирование аналогового сигнала 

(клиппирование); 

3. Спектральный  анализатор. 

Цифро-аналоговые преобразователи используются в  устройствах вывода информации для согласования дискретной и аналоговой аппаратуры. Простейшим цифро-аналоговым преобразователем является аналоговый сумматор. 

Системы сжатия и восстановления необходимы в связи  с тем, что звуковая и видеоинформация  занимают очень большой объем. А  файлы надо пересылать из одного устройства в другое достаточно быстро. Сжатая информация занимает меньший объем, но ее невозможно отобразить - требуется предварительное восстановление информации. Для ускорения восстановления на видео- и звуковых картах ставятся ускорители - это по сути специализированные процессоры, иногда - транспьютеры (т.е. микросхемы, содержащие 

несколько процессорных элементов). 

TV-преобразователи  необходимы в связи с тем,  что в телевидении используется  только динамическая видеоинформация.  Поскольку зрение человека обладает определенной инерционностью, передаваемое изображение не обязательно должно быть непрерывным, так же, как и в ЭВМ, оно может состоять из отдельных кадров, сменяющих друг друга не реже 16 раз в секунду (в телевизионном стандарте - 25 кадров в сек.). Воспринимается такое изображение, как непрерывное. Но поскольку телевизионное изображение для долгого хранения не предназначено, в телевизорах отсутствует видеопамять. Принимаемый сигнал направляется непосредственно на электронно- лучевую трубку, высвечивая необходимые точки экрана. 
 

4 Классификация программного  обеспечения систем  мультимедиа: системное,  профессиональное, функциональное  программное обеспечение,  преобразователи  мультимедийной информации. 
 

  I.    Системное ПО 

1. Мультимедийные ОС – это ОС, предназначенные для работы с разными видами  информации. 

2. Мультимедиа-интерфейсы  служат для облегчения процесса  общения человека с ЭВМ. 

o   Графический 

o   Речевой 

o   Мимический 

o   Естественноязыковый  (ЕЯ) 

o   Псевдо  ЕЯ-интерфейс 

3. Стандартное  мультимедийное ПО ОС: 

o   Фонограф 

o   Универсальный  проигрыватель 

o   Микшер 

o   Регулятор  записи, громкости и баланса 

o   Презентационное  ПО 

II.    Профессиональное  ПО 

·      Настольные издательские системы 

·      Графические ПС 

·      Аудио ПС 

·      ПО видеомонтажа 

·      ПО для создания обучающих систем и тренажёров 

·      Компьютерный диктофон 

·      Программы-переводчики 

·      Системы психологического тестирования 

III.    Функциональное  ПО 

·      Программные комплексы для конструирования шрифтов 

·      Архиваторы 

·      Распознающие системы 

·      ПО для создания гипертекстов 

·      Демонстрационные программы 

·      Тестирующие программы 

·      ПС для обеспечения безопасности 

·         Детекторы (определяют) 

·         Фаги (удаляют) 

·         Мониторы (наблюдают) 

·         Анализаторы  

·         Средства для идентификации работающего 

IV.    Преобразователи  информации 

·      АЦП 

·      ЦАП 

·      Конвертеры 

·      Системы сжатиявосстановления 
 

5 Обработка текста  на ЭВМ. Способы  вывода текста: скроллинг,  кадры, анимация, звук. Способы работы  с текстом: пассивный,  интерактивный. 
 

Текст – последовательное сочетание предложений и слов, которое образует законченное сообщение. 

Формальная структура. 

На форму оказывают  влияние: 

·      Способ вывода текста: 

o   Скроллинг 

o   покадровый  вывод 

o   анимация 

o   звук 

·      Способы работы с текстом 

o   Пассивный  – допускается только чтение  или восприятие анимации и  звука 

o   Интерактивный  – допускается возможность выбора вида выводимой информации 

o   Живое  общение – выполняется с помощью  клавиатуры и экрана 

·      Стиль оформления и его соответствие содержанию 

·      Компоновка текста 

o   Пропорциональность 

o   Уравновешенность 

• Симметрия

 

Общие рекомендации по проектированию: 

1. Цель – приносить  пользу 

2. Зоны. Информация  различных типов должна быть  размещена в разных зонах 

3. Классы. Выводимую  на экран информацию необходимо  разбивать на классы, отводя каждому  классу свою зону кадра: 

·      Заголовок (середина верхней строки) 

·      Область данных (средняя часть  экрана) 

·      Область ввода (любая часть кадра) 

·      Область управления (любая часть  кадра – наименее информативная) 

·      Область сообщений (любая часть  кадра) 

4. Цвета и изобразительные средства. 
 

6 Стили оформления  электронного текста. Компоновка текста  на экране: пропорциональность, уравновешенность, симметрия.  Геометрические способы  определения зон  экрана. 
 

Стиль – это  общность образной системы, выразительных  средств и элементов оформления. 

·      Академический стиль – стиль  научного отчёта и деловой стиль 

·      Газетный 

·      Художественный 

·      Телеграфный (короткие рубленые фразы)