Дигитайзер

Дигитайзер или планшет, как его тоже называют, состоит из двух основных элементов: основания и курсора, двигающегося по его поверхности. Это устройство, изначально предназначенное для оцифровки изображений. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется основанием, а его координаты передаются в компьютер.

Рис. 12.7. Манипулятор дигитайзер

Сейчас дигитайзер также часто ассоциируют с управлением командами в «Автокаде» и аналогичных системах при помощи накладных меню. Команды в меню расположены на разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из команд специальный программный драйвер интерпретирует координаты указанного места, посылая соответствующую команду на выполнение. Не последнее место занимает применение планшетов для создания на компьютере рисунков и набросков. Художник создает изображение на экране, но его рука водит пером по планшету. Наконец, дигитайзер можно использовать просто как аналог манипулятора «мышь».

Перчатки и виртуальный шлем

Специальные перчатки чаще всего используют вкупе с виртуальным шлемом. Они позволяют «взять» некий виртуальный камень (или другой предмет), который пользователь видит перед собой в шлеме, повернуть его, не выпуская из рук, и даже почувствовать его неправильную, угловатую или, наоборот, обтекаемую форму. Cпециальные датчики, закрепленные на перчатке, считывают положение пальцев пользователя, компьютер обрабатывает эти сигналы, преобразует их в картинку для виртуального шлема, а также посылает управляющие сигналы выполненным из специального материала подушечкам перчатки, которые принимают ту или иную форму и давят с разной силой на различные участки ладони пользователя, создавая иллюзию сжатия предмета.

Рис. 12.8. Виртуальный шлм

В виртуальном шлеме имеется два экрана, каждый из которых выводит свое изображение для левого и правого глаза пользователя. Ни левый, ни правый глаз не видит, что происходит на соседнем экране, так как этому мешает перегородка виртуального шлема. В мозгу смотрящего принятые изображения складываются в единую трехмерную картину.

Штурвал и педали

Интересными разновидностями джойстиков можно считать штурвал и педали. Такие вещи больше всего используются в симуляторах различных полетов.

Рис. 12.9 Педали и штурвал

Штурвал представляет из себя контроллер, имеющий 3 оси (тангаж, крен, газ), а также целую россыпь кнопок: 3 кнопки, два 2-позиционных качающихся переключателя, 4-позиционный хэт, а также два рычажка (закрылки и шасси), один из которых 1-позиционный, а другой — 2-позиционный.

Особенностью педалей является наличие дополнительной функции педальных тормозов: помимо скользящего движения, характерного для управления рулем поворота в воздухе, каждая педальная площадка имеет качающееся движение, для имитации подтормаживания одной или обеих стоек шасси, используемого при рулении на земле.

12.3 Оборудование мультимедиа

Что такое мультимедиа? Мультимедиа — это комплексное представление информации — вывод данных в текстовом, графическом, видео-, аудио- и мультипликационном видах.

Мультимедийный набор- это:

• звуковая карта;

• звуковые колонки;

• микрофон;

• CD-ROM;

• кабели

Рис. 12.10. Оборудование для мультимедиа

И многое, многое другое:

• чувствительный экран (touch-панель)

• световое перо

• контактный, акустический, лазерный щуп (перо)

• считыватель-обработчик штрих-кодов

• цифровая камера

• dvd-проигрыватель

• спутниковая плата

• программируемая клавиатура

• ультразвуковая мышка («Сова»)

Текст

Под текстом понимается любой набор символов из той или иной кодовой страницы. Текст использовался в компьютерах еще задолго до того, как появилось само слово «мультимедиа». Но и сейчас, и в будущем текст останется важным компонентом мультимедиа, так как он является простым, но чрезвычайно эффективным средством для представления и передачи информации.

Текст может быть представлен различными кодовыми страницами. Кодовая страница — это взаимно однозначное соответствие между изображением символа и его порядковым номером (кодом) в кодовой таблице.

Первоначально кодовые страницы состояли 128 символов, в число которых входили только строчные и прописные латинские символы, цифры, управляющие символы и символы псевдографики. По мере распространения персональных компьютеров стали появлятся кодовые страницы с символами национальных алфавитов (в том числе и с символами кириллицы). Разные кодовые таблицы имеют свои названия. Старейшая кодовая страница с русскими символами — KOI8-R, которая используется в операционных системах Unix. В ОС DOS использовалась кодировка cp866; в ОС Windows используется кодировка Windows-1251. Последняя из разрабатываемых кодовых страниц — Unicode (UTF-8), которая содержит 64 тыс. символов всех национальных алфавитов, математические, химические и другие знаки; Unicode в той или иной степени поддерживется многими современными операционными системами.

Графика

По принципу представления графика далится на растровую и векторную. Изображение в растровой графике строится как набор элементарных точек, раскрашенных тем или иным цветом. Векторная графика строится по правилам векторной алгебры из точек, линий, поверхностей.

Растровая графика характеризуется следующими параметрами:

• размер картинки (измеряется в пикселах, миллиметрах, дюймах и т. д.);

• разрешение — количество точек на единицу (обычно дюйм);

• количество передаваемых цветов или глубина цвета. Чем большее количество информации отводится для запоминания каждой отдельной точки, тем красочнее картинка и больше размер файла. Стандартные значения:

• 2 цвета (1 бит на точку);

• 16 цветов (4 бита на точку);

• 256 цветов (8 бит на точку);

• 16777216 цветов (24 бита на точку);

• 4294967296 цветов (32 бита на точку);

• формат записи (BMP, PCX, GIF, TIF, JPG, TGA и др.) — способы хранения графической информации с элементами (или без них) сжатия.

Векторную графика подразделяется на двумерную и трехмерную. Она имеет характеристики аналогичные математическим, а именно: координаты (декартовы, сферические, цилиндрические и др.), системы отсчета, размеры... Векторная графика может быть преобразована в растровую путем получения плоского изображения одной из проекций. Обратное преобразование невозможно или крайне сложно.

Видео

Видео-изображение — это последовательность растровых картинок, сменяющихся с большой скоростью аналогично принципу, используемому в кинематографе или телевидении. С помощью специальных аппаратных средств обычные видеозаписи переводятся в компьютерный формат. Это дает возможность производить нелинейный монтаж и применять к изображениям различные компьютерные эффекты. После этого видео снова может быть выведено на пленку.

Компьютерное видео характеризуется следующими параметрами:

• количество кадров в секунду (15, 24, 25...);

• поток данных (килобайт/с);

• формат файла (avi, mov...);

• способ сжатия (Microsoft Video for Windows, MPEG, MPEG-I, MPEG-2, Moution JPEG).

Видео кодируется двумя основными способами: сжимается каждый кадр (картинка) в отдельности и составляется видео фильм либо создаются опорные кадры, а затем записываются изменения между этими опорными кадрами.

Компьютерное видео создается редакторами 3D анимации, монтажными пакетами, оцифровыванием видео-изображения.

Анимация

Отличается от видео тем, что получается чисто компьютерным способом. Может быть записана в тех же форматах, что и видео, и выведена на видеопленку. Анимация делится на двумерную и трехмерную. Анимация создается редакторами двумерной и трехмерной графики, сканированием и оцифровыванием изображения.

Цифровой звук

Аналоговый звуковой сигнал непрерывен по амплитуде и времени. Простейшая звуковая волна представляется обычно напряжением или током, изменяющимся во времени по синусоидальному закону. Амплитуда соответствует громкости звука, частота — высоте звука. Для представления в цифровом виде аналоговый сигнал перекодируют, запоминая параметры звука через определенные промежутки времени в структуре данных определенного размера.

Качество записи характеризуется: частотой дискретизации (Гц), размером структуры данных (бит), количеством каналов (стерео, моно, квадро), обобщающим параметром — потоком (бит/с).

Наиболее часто звук записывается в формате PCM (Pulse Code Modulation). Такие звуковые файлы еще называют WAV-файлами. Основные частоты дискретизации: 8, 11, 22, 44 кГц, основные размеры: 8, 16, 32, 64 бит. Сочетая эти параметры различным образом, можно широко варьировать как качество звука, так и размеры получаемых файлов.

Для воспроизведения цифрового звука применяют обратное преобразование в аналоговый сигнал из цифрового или синтез аналогового сигнала на основе цифровой записи. Для уменьшения размера звукового файла используют специальные форматы записи звука (DPCM, ADPCM) с дополнительной компрессией. В последнее время огромную популярность получил звук в формате MP3 (MPEG 1 Layer 3). Это схема сильного сжатия аудиоинформации с потерями качества звучания. Популярность этого формата объясняется тем, что при относительно высоком качестве звучания размер звукового фрагмента для наиболее часто используемого потока 128 килобит/с на порядок ниже исходного звукового фрагмента. Однако качество Audio-CD при записи в MP3 достигается на гораздо более высоких потоках, и лишь плохая воспроизводящая аппаратура не позволяет заметить артефактов MP3 на потоках от 128 килобит/с и ниже. Основная идея, на которой основана данная методика сжатия — отказ от кодирования тонких деталей звучания, лежащих вне пределов возможностей человеческого слуха. В общем случае объем и степень ощутимости потерь определяются, с одной стороны, потоком, а с другой — психоакyстической моделью возможностей слуха, использованной в каждом конкретном кодере.

Запись мелодий в формате MIDI

Для записи звучания инструментальных композиций используется формат MIDI, позволяющий описывать звучание того или иного инструмента с помощью нотной грамоты и заранее заданных характеристик этого инструмента. Плюсом является то, что выходной файл получается небольшим: десятки, редко — сотни килобайт. Большой недостаток в использовании этой методики заключается в том, что нигде заранее не было оговорено, как должен звучать, к примеру, орган или клавесин. Поэтому производители музыкальных плат настраивали звучание того или иного инструмента так, как считали нужным. Поэтому одна и та же MIDI-мелодия может звучать абсолютно по-разному на звуковых платах разных производителей.