Мультимедтйные системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

1.Мультимедийные системы.

• Введение
• Мультимедиа
• Основные понятия и разновидности мультимедиа
• Мультимедийный  продукт
• Области применения
• Некоторые примеры мультимедийных систем

2. Использование JAVA-технологий для разработки графических приложений

• Введение
• Инструменты
• Разработки
• Разработки Java 2D
• Разработки Java 3D
• Разработки 3D Paint
• Заключение
• Список используемой литературы
• Приложение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

     Что  означает мультимедиа? Каковы  сферы ее применения? Целесообразно начать рассмотрение вопросов данной работы с главных исходных понятий, просмотреть существующие варианты определений, далее рассмотреть какие задачи в зависимости от требований сферы применения решают мультимедийные системы, что входит в их состав, как использовать компьютер в качестве основы для создания звукозаписывающей студии. 

     Мультимедиа – это технология, позволяющая объединить данные, звук, анимацию и графические изображения, переводить их из аналоговой формы в цифровую и обратно. «Мультимедиа» – сложное слово, состоящее из двух простых: «мульти» – много и «медиа» – носитель, среда, средства общения, т.е. мультимедиа – это «многосредность».

     Таким  образом, термин «мультимедиа»  можно  перевести как «множество  носителей», то есть мультимедиа подразумевает множество различных способов хранения и представления информации (звука, графики, анимации и так далее).

     Мультимедийные  системы превратились в популярную  тему многих конференций по  информатике, научно-технической  информации, искусственному интеллекту, лингвистике, психологии и теории обучения. Интерес вызывает принципиально нелинейная организация информационных единиц, которые могут быть представлены текстом, аудио и видео информацией, дружелюбная и гибкая форма нелинейного управления этими единицами в мультимедийных системах.

     Быстро  расширяется спектр успешного  применения мультимедийных систем  во многих сферах науки, техники,  образования, экономики, искусства.

     Системы  мультимедиа коммерческого или   общего назначения предназначены для организации комфортных и прогрессивных условий работы сотрудников на переговорах, совещаниях, проведении конференций. Они широко применяются в учебных классах, в диспетчерских, в центрах обработки информации и пр. Коммерческие системы мультимедиа включают в себя: систему аудио и видео конференц-связи (конгресс-система, система голосования, терминалы ВКС и проч.), систему видеоотображения (плазменные панели, видеостены, мониторы LCD, электронные доски и проч.), систему интегрированного управления (управление видео и аудио системами, электрическими системами, климатическим оборудованием, освещением и проч.).

     Коммерческие  мультимедийные системы выполняют   функции сопровождения бизнес-процессов  (сюда относится оптимизация работы  сотрудников, организация ситуационных центров и диспетчерских и т. п.), а также служат для повышения их эффективности.

     Отдых  и общение современного человека  автоматизированы настолько, что  нет  необходимости отслеживать  какую-либо систему или функцию,  если под рукой пульт управления с заданными заранее сценариями. Современные системы мультимедиа – это новый уровень комфорта дома и в офисе.

     Резкий  рывок, произошедший в этом  направлении, обеспечен, прежде  всего, развитием  технических  и системных средств. Это и прогресс в развитии ЭВМ: резко возросшие объем памяти, быстродействие, графические возможности, характеристики внешней памяти, и достижения в области видеотехники, лазерных дисков – аналоговых и CD-ROM, а также их массовое внедрение.

     Сегодня  персональный компьютер (ПК) настолько прочно вошел в нашу жизнь, что многие без него не представляют своего существования. Компьютер используют как вычислитель, игровую приставку, телевизор, факс, записную книжку и т. д. Но есть еще одна очень интересная возможность использования компьютера – музыка. И здесь ПК – основа для создания небольшой личной «звукозаписывающей студии».

 

    

1. Мультимедийные  системы

     1.1. Основные понятия и разновидности  мультимедиа

     Мультимедиа  – это интерактивные системы, обеспечивающие работу с неподвижными изображениями и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и высококачественным звуком.

     Мультимедиа  – объединение в одном пользовательском  продукте текста, графики, аудио-  и видео информации, анимации, при этом для пользователя добавляется возможность обратной связи, свойство  интерактивности. А значит, мультимедиа – это средства обмена информацией между компьютером и внешней средой.

     Интерактивность  (от латинского  интер  –  между), возможность активно взаимодействовать с экраном, организовывать с ним своего рода дружественный «междусобойчик» – запрашивать подробности, задавать вопросы и даже менять ход событий, предлагать экрану разные их варианты.

     Мультимедиа  может быть классифицирована как  линейная и нелинейная.

     Простейшая  форма представления множества   элементов мультимедиа – линейный  проект. В случае линейной мультимедиа  человек никаким образом не  может повлиять на вывод информации. В этом случае пользователь  может выполнять только пассивный просмотр элементов мультимедиа. Последовательность просмотра элементов мультимедиа определяется сценарием.

     Нелинейный  способ представления информации  позволяет  человеку участвовать  в выводе информации, взаимодействуя  каким-либо образом  со средством отображения мультимедийных данных.

     Если  пользователю  предоставлена возможность  выбора  и управления, то мультимедиа   становится нелинейным и интерактивным.  Такой способ взаимодействия  человека и компьютера наиболее  полным образом представлен в категориях компьютерных игр.

     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 этот способ донесения информации может быть назван линейным, так как 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.

     Если  пользователю  предоставляется структура связанных  элементов мультимедиа, которые  он может последовательно выбирать, интерактивное мультимедиа становится  гипермедиа.

     Live video – «  Реальное / живое видео» – характеристика системы мультимедиа с точки зрения ее способности работать в реальном времени.

     Связывание  элементов мультимедиа в проект  выполняется с помощью программных  инструментальных средств. Результаты  представления элементов мультимедиа на экране и средства управления мультимедиа, называется пользовательским интерфейсом. Аппаратные и программные средства, обеспечивающие воспроизведение мультимедиа и ограничивающие возможности проекта, называются платформой или средой мультимедиа.

     Мультимедийный  продукт – интерактивная компьютерная разработка, в состав которой могут входить:

музыкальное и  речевое сопровождение;

видеоклипы;

анимация;

графические изображения  и слайды;

базы данных;

текст и т.д.

      Важной  характеристикой мультимедийных систем является высокое качество воспроизведения  всех составляющих ее компонент данных, а также возможность их взаимосвязанного или взаимодополняющего использования. Например, сочетания видеоряда с текстом и звуковым сопровождением; звуковых фрагментов музыкального произведения с текстовыми данными об исполняющих его музыкантах и инструментах; изображения художественного произведения с музыкальным фоном и текстом и т.п.

      Стандарты, устанавливающие для  разработчиков  ПО состав аппаратных  средств, относящихся к технологии мультимедиа: МРС-1, МРС-2, МРС-3.

   

  Аппаратные  средства мультимедиа 

      Основные  – компьютер с высокопроизводительным  процессором, большим объемом  оперативной памяти, жёстким диском  от 100 Гбайт и выше, манипуляторами, мультимедиа-монитором со встроенными стереодинамиками и видеоадаптером SVGA.

      Специальные – приводы CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD; TV-тюнеры и фрейм-грабберы; графические акселераторы (ускорители), в том числе, для поддержки  трёхмерной графики; платы видеовоспроизведения; устройства для ввода видеопоследовательностей; звуковые платы с установленными микшерами и музыкальными синтезаторами, воспроизводящими звучание реальных музыкальных инструментов; акустические системы с наушниками или динамиками и др.

      Программные средства мультимедиа

      Мультимедийные  приложения:

энциклопедии;

интерактивные курсы обучения по всевозможным предметам;

игры и развлечения;

работа с  Интернет;

тренажёры;

средства торговой рекламы;

электронные презентации  и др.

      Средства создания мультимедийных приложений:

редакторы видеоизображений;

профессиональные  графические редакторы;

средства для  записи, создания и редактирования звуковой информации, позволяющие подготавливать звуковые файлы для включения  в программы, изменять амплитуду сигнала, наложить или убрать фон, вырезать или вставить блоки данных на каком-то временном отрезке;

программы для  манипуляции с сегментами изображений, изменения цвета, палитры;

программы для  реализации гипертекстов и др.

      Технологии  мультимедиа:

      Телевизионный приём – вывод  телевизионных сигналов на монитор  компьютера на фоне работы  других программ.

      Видеозахват – «захват» и «заморозка»  в цифровом виде отдельных  видеокадров.

      Анимация – воспроизведение последовательности  картинок, создающее впечатление движущегося изображения.

      Звуковые  эффекты – сохранение  в цифровом виде звучания музыкальных  инструментов, звуков природы или  музыкальных фрагментов, созданных  на компьютере, либо записанных  и оцифрованных.

      Трёхмерная (3D) графика – графика, создаваемая с помощью изображений, имеющих не только длину и ширину, но и глубину.

      Музыка MIDI (Musical Instrument Digital Interface, цифровой  интерфейс музыкальных инструментов) – стандарт, позволяющий подсоединять  к компьютеру цифровые музыкальные инструменты, используемые при сочинении и записи музыки.

      Виртуальная реальность (Virtual Reality, VR). Слово «виртуальный» означает  «действующий и проявляющий себя  как настоящий».

      Виртуальная реальность – это  высокоразвитая форма компьютерного моделирования, которая позволяет пользователю погрузиться в модельный мир и непосредственно действовать в нём. Зрительные, слуховые, осязательные и моторные ощущения пользователя при этом заменяются их имитацией, генерируемой компьютером.

    

 Признаки  устройств виртуальной реальности:

моделирование в реальном масштабе времени;

имитация окружающей обстановки с высокой степенью реализма;

возможность воздействовать на окружающую обстановку и иметь  при этом обратную связь.

 

1.2. Области применения

      Мультимедиа, как самостоятельное  направление  в компьютерной  периферии, возникло в начале 90-х годов в Америке. Тогда  стали появляться первые программные  продукты на компакт-дисках. В  1990 году было издано всего 10 мультимедийных программ на CD, а сегодня их в тысячи раз больше.

      Мультимедийные  системы, в зависимости  от сферы применения, решают следующие  задачи:

повышение эффективности  переговоров, совещаний, конференций, голосований;

повышение качества и эффективности обучения;

моделирование и симулирование комплексных  процессов (например, виртуальные операции для врачей);

оптимизацию работы сотрудников;

организацию ситуационных и мониторинговых центров;

управление  огромным массивом контента;

оперативный и  удобный доступ к большому объему информации.

      Мультимедийные  системы – это  совокупность подсистем, обеспечивающих  возможность создания, хранения  и воспроизведения аудио и  видео информации. Условно их  можно разделить на системы  домашнего и коммерческого или  общего назначения. Системы домашнего назначения используются в основном для развлечения и отдыха и включают в себя: домашний кинотеатр, телевидение, аудиосистемы, медиасервер. Коммерческие системы необходимы для оптимизации рабочего процесса, обучения сотрудников, проведения видеопрезентаций.

      С помощью мультимедиа оживают   детские сказки, создаются разговаривающие  программы для обучения иностранным  языкам, справочники и энциклопедии  с фрагментами видео- и звуковых  клипов, веб-странички.

      Мультимедиа находит различное применение, включая образование, медицину, производство, науку, искусство и развлечения. В последние годы технология мультимедиа нашла применение в разработке Web-страниц и различных Web-приложениях.

      В образовании, мультимедиа используется в учебных курсах, базирующихся на информационных технологиях (медиаобразование). Специальными исследованиями установлено, что из услышанного в памяти остается только четверть, из увиденного – треть, при комбинированном воздействии зрения и слуха – 50%, а если вовлечь учащегося в активные действия в процессе изучения при помощи мультимедийных приложений – 75%.

      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.

 

1.3. Некоторые  примеры мультимедийных систем

     Мультимедийный  продукт «Ярославская иконопись»

     Известны  три подхода к организации   хранения и предоставления информации: размещение данных непосредственно в телепрограммы, хранение данных в виде файлов, использование реляционных баз данных. Каждому из этих подходов присущи как преимущества, так и недостатки. По-видимому, разумное сочетание всех трех способов организации данных является наиболее предпочтительным при разработке мультимедийных информационно-поисковых систем.

     Именно  такая «гибридная» организация  данных используется в ММП  «Ярославская иконопись», созданном  Центром новых информационных  технологий Ярославского государственного университета имени П.Г. Демидова в сотрудничестве с Ярославским художественным музеем. Информационным ядром ММП является реляционная база данных, включающая более 20 таблиц, содержащих подробную информацию об иконах с XIII по XX века и их фрагментах, иконописцах, иконописных сюжетах, литературных источниках сюжетов, реставраторах, выставках, в которых выставлялись иконы и т.п. Полноцветные изображения икон и их пиктограммы хранятся в графических файлах, на которые в базе данных имеются соответствующие ссылки. По каждому веку дополнительно имеется видео, аудио и текстовая информация, также хранящаяся в виде файлов соответствующих форматов.

     Организация  мультимедийной информации в  виде реляционной  базы данных  позволила реализовать  в ММП  гибкую систему поиска икон и их фрагментов по заданным атрибутам (всего около двадцати атрибутов), позволяющую отбирать иконы, как по отдельным признакам, так и по заданной их совокупности. Данная возможность представляет существенный интерес для специалистов, изучающих древнерусское искусство.

     Задача  поисковой базы данных – дать  как можно более подробную  информацию о каждой иконе,  занесенной на компакт-диск. Система  поиска предусматривает знакомство, как с общим видом иконы,  так и с ее фрагментами. Таким  образом, о каждом памятнике – о времени его создания, о его бытовании и его изучении – можно получить максимально полную информацию. Эта информация имеет универсальный характер. Если неискушенным интересно будет увидеть воспроизведение иконы и узнать о времени и обстоятельствах ее появления, то специалисты – искусствоведы, историки, сотрудники музеев –воспользуются ценными для них сведениями об истории бытования иконы, выставках и литературе о ней.

     Имеющийся  опыт использования информационно-поисковой   системы на основе мультимедийной базы данных показал ее высокую эффективность и удобство в работе. Такая организация дает возможность легко расширять саму базу данных по мере накопления информации об ярославских иконописных памятниках.

     Актерское  агентство

     Проект  «Актерское агентство» реализован  с целью систематизации данных  об актерах, претендующих на  роли в кинофильмах Киностудии  им. Горького и других киностудиях,  в том числе, зарубежных, и организации  удобного оперативного поиска  кандидатуры по заданным критериям. Созданная компьютерная база данных включает текстовую информацию об актерах, их фотографии, видеоролики, представляющие их работу, другую информацию. Более 5000 актеров представлены в этой базе данных. База данных опубликована в сети Интернет.

     Звезды XXI века

     Проект  «Звезды XXI века» реализован на  основе базы данных, в которую  помещена имиджевая информация  о талантливых людях, мечтающих  играть и сниматься в кино  или успешно продвигаться в  шоу-бизнесе. Систематизированная  информация позволяет режиссеру легко отобрать интересующие его кандидатуры по заданным критериям. База данных, опубликованная в Интернет, обращает на себя внимание не только российских режиссеров и организаторов шоу-программ, но и зарубежных продюсеров, что открывает для одаренных людей широкие возможности карьерного роста.

     Радио  России

     Проект  «Интернет-центр  «Радио России»  реализован  в форме информационного портала  с возможностями трансляции аудиоматериалов  в режиме on-line и on-demand. Создается  архив популярных передач «Радио России» в базе данных, которая накапливает аудиосюжеты передач и их текстовые сопровождения/расшифровки. Главным звеном портала является интерактивная программа передач, которая может быть представлена пользователю на прошлую и будущую дату по его запросу.

     Обслуживание  на дому и интерактивное телевидение

     Другим, может  быть еще более эффективным   применением мультимедиа, является  обслуживание на дому. Все то, что человек может получить, пользуясь  интерактивным киоском, он может иметь, не выходя из дома, если конечно у него есть мультимедийный компьютер и средства телеконференции. Типичным применением телеконференции являются банковское обслуживание и покупки, не выходя из дома. Подобно тому как делаются покупки по каталогам на основе цветных фотографий товаров, покупатель может выбрать товар, рассмотреть его, поворачивая на экране, меняя характеристики изделия (цвет, фасон), подобрать подходящий и, оплатив покупку, подождать, пока ее привезут домой.

 

 

 

2. Использование JAVA-технологий для разработки графических приложений

 

Введение

Последние несколько  лет разработчики прилагали массу  усилий, чтобы интегрировать графику  и анимацию в свои апплеты и  приложения Java. Однако первоначально включенные в Java графические пакеты AWT Java имели ограниченные средства для решения таких задач. Теперь же, используя интерфейсы прикладного программирования Java 2D и Java 3D, разработчики могут реализовывать гораздо более сложные графические приложения, включая игры, хранители экрана, экранные заставки и трехмерный графический пользовательский интерфейс.

Цель работы. разработка собственного графического редактора для рисования двухмерной и трехмерной графики, используя язык программирования Java и интерфейсы прикладного программирования Java 2D и Java 3D.

Программное обеспечение  я назвала 3D Paint.

Актуальность. На сегодняшний день графика имеет немаловажное значение для языков программирования. Она позволяет визуализировать любые программы, что придает яркость и удобство для использования тех или иных программ. Позволяет создавать яркие и интересные Web-страницы, удобна при разработке баз данных, написании мобильных и компьютерных игр.

Так как мы живем в трехмерном мире, то программирование трехмерной графики на сегодняшний день является актуальной и разработчики языков программирования не могут оставить эту тему в стороне.

Начнем с  рассмотрения некоторых графических  возможностей Java 2D и Java 3D. Далее рассмотрим созданный графический редактор 3D Paint.

 

1. ИНСТРУМЕНТЫ

программы:

1. Язык программирования Java с версией jdk1.6.0.

2. Инструмент для создания  трехмерной графики на Java – Java3D с версией 1.5.1.

3. Платформа, интегрированная под Java - NetBeans IDE 6.0.

 

2. РАЗРАБОТКИ

2.1. Разработки Java 2D

Программы, тесно взаимодействующие  с пользователем, воспринимающие сигналы от клавиатуры и мыши, работают в графической среде. Каждое приложение, предназначенное для работы в графической среде, должно создать хотя бы одно окно, в котором будет происходить его работа, и зарегистрировать его в графической оболочке операционной системы, чтобы окно могло взаимодействовать с операционной системой и другими окнами: перекрываться, перемещаться, менять размеры, сворачиваться в ярлык.

В технологии Java графика осложняется тем, что приложения Java должны работать в любой или хотя бы во многих графических средах. Нужна библиотека классов, независимая от конкретной графической системы. В первой версии JDK задачу решили следующим образом: были разработаны интерфейсы, содержащие методы работы с графическими объектами. Классы библиотеки AWT реализуют эти интерфейсы для создания приложений. Приложения Java используют данные методы для размещения и перемещения графических объектов, изменения их размеров, взаимодействия объектов.

Библиотека классов Java, основанных на peer-интерфейсах, получила название AWT (Abstract Window Toolkit). При выводе объекта, созданного в приложении Java и основанного на peer-интерфейсе, на экран создается парный ему (peer-to-peer) объект графической подсистемы операционной системы, который и отображается на экране.

В версии JDK 1.1 библиотека AWT была переработана. В нее добавлена  возможность создания компонентов, полностью написанных на Java и не зависящих от peer-интерфейсов. Такие  компоненты стали называть "легкими" (lightweight) в отличие от компонентов, реализованных через peer-интерфейсы, названных "тяжелыми" (heavy).

Была создана обширная библиотека "легких" компонентов Java, названная Swing. В ней были переписаны все компоненты библиотеки AWT, так что библиотека Swing может использоваться самостоятельно, несмотря на то, что все классы из нее расширяют классы библиотеки AWT.

Библиотека классов Swing поставлялась как дополнение к JDK 1.1. В состав Java 2 SDK она включена как основная графическая  библиотека классов, реализующая идею "100% Pure Java", наряду с AWT.

В Java 2 библиотека AWT значительно  расширена добавлением новых  средств рисования, вывода текстов  и изображений, получивших название Java 2D, и средств, реализующих перемещение  текста методом DnD (Drag and Drop).

Кроме того, в Java 2 включены новые методы ввода/вывода Input Method Framework и средства связи с дополнительными устройствами ввода/вывода, такими как световое перо или клавиатура Бройля, названные Accessibility.

Все эти средства Java 2: AWT, Swing, Java 2D, DnD, Input Method Framework и Accessibility составили библиотеку графических  средств Java, названную JFC (Java Foundation Classes).

Компонент и  контейнер

Основное понятие  графического интерфейса пользователя (ГИП) — компонент (component) графической системы. В русском языке это слово подразумевает просто составную часть, элемент чего-нибудь, но в графическом интерфейсе это понятие гораздо конкретнее. Оно означает отдельный, полностью определенный элемент, который можно использовать в графическом интерфейсе независимо от других элементов. Например, это поле ввода, кнопка, строка меню, полоса прокрутки, радиокнопка. Само окно приложения — тоже его компонент. Компоненты могут быть и невидимыми, например, панель, объединяющая компоненты, тоже является компонентом.

В AWT компонентом  считается объект класса Component или  объект всякого класса, расширяющего класс component. В классе Component собраны общие методы работы с любым компонентом графического интерфейса пользователя. Этот класс — центр библиотеки AWT.

Каждый компонент  перед выводом на экран помещается в контейнер (Container). Контейнер "знает", как разместить компоненты на экране. Разумеется, в языке Java контейнер — это объект класса Container или всякого его расширения. Прямой наследник этого класса — класс JСomponent — вершина иерархии многих классов библиотеки Swing.

Создав компонент  — объект класса Component или его  расширения, следует добавить его  к предварительно созданному объекту  класса Container или его расширения одним из методов add ().