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.