12 Принципов
Сжатие и растяжение
Важнейшим принципом является «Сжатие и растяжение», целью которого является придание объектам ощущения веса и гибкости. Он может быть применен к простым объектам, таким как прыгающий мяч, или более сложным конструкциям, например мускулатуре человеческого лица. Взятая в крайней точке, сжатая и растянутая в преувеличенной степени фигура может дать выразительный комический эффект. В реалистичной анимации, однако, наиболее важным аспектом этого принципа является то, что объём объекта не изменится, если меняется его форма. Если длина мяч растянута по вертикали, то ширина (и глубина в трехмерном изображении) должна соответствующе сокращаться горизонтально.
Подготовка, или упреждение (отказное движение)
Отказное движение используется для подготовки зрителя к действию, и чтобы сделать действие более реалистичным. Подпрыгивающий танцор должен сначала согнуть колени для прыжка; гольфист, делающий удар, должен сначала размахнуться клюшкой. Этот метод может также использоваться для менее физических действий, таких как взгляд персонажа за пределы экрана в ожидании чьего-то появления, или фокусировка на объекте, прежде чем взять его.
Для специальных эффектов подготовка может быть опущена для создания элемента неожиданности. В результате зритель получает ощущение разрядки напряжения, что может добавить в действие комедийный момент. Этот эффект часто упоминается как «шутка-сюрприз».
Сценичность (постоянный учет того, как видит образ зритель)
Этот принцип сродни постановке в театре или кино. Его целью является привлечь внимание публики, и прояснить, что имеет самое большее значение в сцене, что происходит, и что должно произойти. Джонстон и Томас определили его как «абсолютно ясную и безошибочную подачу мысли», независимо от того, заключается ли мысль в действии, личности, выражении или настроении. Такая ясность может быть достигнута различными средствами, такими как размещение символов в кадре, использование света и тени, угол и положение камеры. Суть этого принципа заключается в поддержании внимания на том, что важно, и избегании излишней детализации.
Использование компоновок и фазованного движения
Это два различных подхода к процессу рисования. «Использование компоновки» означает прорисовку сцены кадр за кадром от начала до конца, а для «фазованного движения» сначала создаются ключевые кадры, а затем заполняются интервалы между ними. Использование компоновки создает более плавную, динамическую иллюзию движения, и лучше подходит для создания реалистичных сцен. С другой стороны трудно сохранять пропорции, а также создавать точные, убедительные позы этим методом. Фазованное движение работает лучше для драматических или эмоциональных сцен, где композиция и отношение к окружающей среде имеет большее значение. Наиболее часто эти методы комбинируются.
Компьютерная анимация устранила проблемы, связанные с сохранением пропорций при «использованием компоновки», однако «фазованное движение» по-прежнему используется для компьютерной анимации, из-за преимуществ, которые она приносит в композицию. Использование компьютерных технологий заметно облегчило этот метод, поскольку заполнение пробелов между основными кадрами стало автоматическим. Однако, все ещё важно наблюдать и контролировать процесс в соотношении с основными принципами.
Сквозное движение (или доводка) и захлест действия
Эти тесно связанные техники помогают сделать движение более реалистичным, и создают впечатление, что персонажи подчиняются законам физики. «Сквозное движение» означает, что отдельные части тела будут продолжать движение после того, как персонаж остановился. «Захлест действия» показывает тенденцию частей тела двигаться с различной скоростью (рука и голова при резкой остановке идущего остановятся с разной скоростью). Третьей техникой является «перетаскивание», где при начале движения персонажа некоторые его части движутся чуть медленнее и как бы «догоняют» его. Эти части могут быть неодушевленным предметами, такими как одежда или антенна автомобиля, или частями тела, например оружие или волосы. В человеческом теле движение как правило начинается с туловища, а конечности и голова повторяют и развивают его вектор. Части тела с большим количеством тканей, таких как большие животы и грудь, или дряблая кожа на собаке, более склонны к самостоятельному движению, чем части тела, обладающие костями. Опять же, преувеличенное использование техники может произвести комический эффект, а более реалистичная анимация должна рассчитывать время точно для получения убедительного результата.
Томас и Джонстон также разработали принцип «движения стоя». Персонаж без движения может быть изображен абсолютно статично; это обычно делается для привлечения внимания к основному действию. Однако, по словам Томаса и Джонстона, это дает тусклый и безжизненный результат, и этого следует избегать. Даже сидящий персонаж может показывать какое-то движение, например движение грудной клетки во время дыхания.
Смягчение начала и завершения движения
Движениям человеческого тела и большинства других объектов нужно время, чтобы ускориться и замедлиться. По этой причине, анимация выглядит более реалистичной, если содержит больше рисунков в начале и конце действия, подчеркивающих крайние позы, и меньше в середине. Этот принцип касается как перемещения персонажей между крайними позами, такими как сидение и стояние, так и к движению неодушевленных предметов.
Дуги
Наиболее естественные движения имеют тенденцию следовать дуговой траектории, и анимация должна придерживаться этого принципа. Это может относиться к конечности, перемещаемой поворотом сустава, или брошенному объекту, движущемуся по параболической траектории. Исключением являются механические движения, обычно следующие по прямой.
Поскольку скорость объекта и импульса увеличивается, дуговая траектория, как правило, выравнивается и расширяется при продвижении объекта вперед. В бейсболе быстрая подача будет стремиться перейти на прямую траекторию, в то время фигурист со своей скоростью не может развернуться так быстро, и ему нужно захватить больше места, чтобы завершить поворот.
Объект в движении, выходящий из естественной для него дуговой траектории без видимых причин покажется более неустойчивым, чем жидкость. Поэтому при анимации (к примеру) указывающего пальца, аниматор должен быть уверен, что все выполненные кадры соответствуют дуговой траектории движения кончика пальца от одного крайнего положения до другого. В традиционной анимации для этого как правило рисуются вспомогательные дуговые линии, которые позже стираются.
Дополнительное действие (выразительная деталь)
Добавление вторичных действий к основному действию придает сцене больше жизни, и может помочь поддержать основные действия. Человек, идущий одновременно покачивает руками, или держит их в карманах, он может говорить или свистеть, или выражать эмоции с помощью мимики. Важным моментом во вторичных действиях является то, что они подчеркивают, а не отвлекают внимание от основного действия. В противном случае эти действия лучше опустить. В случае с мимикой, во время резкого движения они скорее всего будут оставаться незамеченными. В таких случаях лучше включать их в начале и в конце движения, а не во время.
Расчет времени
Расчет времени относится к числу рисунков или кадров для каждого действия, что влияет на скорость их подачи на пленку. На чисто физическом уровне, правильный расчет времени делает объекты более реалистичными. Например, вес объекта решает, как он реагирует на импульс или толчок. Расчет времени имеет решающее значение для создания настроения персонажа, эмоции и реакции. Он также может быть средством донесения аспектов характера героя.
Преувеличение, утрирование
Преувеличение особенно полезно для анимации, так как идеальная имитация реальности может выглядеть статической и скучной в мультфильмах. Уровень преувеличения зависит от того, стремится ли художник выразить реализм или определенный стиль. Классическое понимание утрирования, принятое на Дисней, подразумевало оставаться верным действительности, но преподносить её в более дикой, экстремальной форме. Другие формы преувеличения могут включать в себя сверхъестественные или сюрреалистические изменения в физических особенностях персонажа, или даже сюжете. Важно использовать определенный уровень ограничения при использовании утрирования; если сцена содержит несколько преувеличений, необходимо сохранять баланс между тем, как эти части соотносятся друг с другом, избегать смущения и путаницы на экране.
«Крепкий» (профессиональный) рисунок
Принцип уверенного рисунка означает, что объект изображается с учетом его формы в трехмерном пространстве и веса. Аниматор должен быть квалифицированным художником и понимать основы трехмерного моделирования, анатомии, веса, баланса, света и тени и т.д. Для классического аниматора это включает посещения художественных классов и зарисовки из реальной жизни. Одна вещь, о которой предостерегают Джонстон и Томас, это создание «близнецов» — персонажей, чьи левая и правая сторона выглядят зеркально правильными отражениями друг друга, выглядящих безжизненно. Современные аниматоры рисуют гораздо меньше, благодаря использованию компьютерных технологий, но их работа требует наличия общих представлений о классическом рисунке в дополнение к знаниям компьютерной анимации.
Привлекательность
Привлекательность мультипликационного персонажа соответствует тому, что называется актерской харизмой. Привлекательный персонаж не обязательно является положительным — злодеи и монстры также могут быть привлекательными — важно то, что зритель ощущает реальность и интересность персонажа. Есть несколько приемов для налаживания отношения между зрителем и персонажем; для симпатичных персонажей симметричные или подчеркнуто детские лица как правило эффективны. Сложные для чтения лица также можно сделать привлекательными через выразительные позы или дизайн персонажей.
Методы компьютерной анимации разделяют на методы, основанные на процедурной анимации, и методы, основанные на использовании ключевых кадров
Процедурная анимация
В этом виде анимации движение алгоритмически описывается списком преобразований (переносов, поворотов и т.д.). Каждое преобразование определяется параметрами (такими как угол поворота). Эти параметры могут изменяться в процессе анимации согласно законам физики.
Анимация, основанная на использовании ключевых кадров
Задание анимации объектов во многих ранних компьютерных анимационных системах было основано на задании значений переменных, связанных с этими объектами, на некоторых кадрах (называемых ключевыми), и автоматизированном расчете значений этих переменных в остальных кадрах. Вышеупомянутые переменные могут отражать в себе координаты положения или углы ориентации объекта, степень прозрачности грани объекта и т.д. Эти переменные в литературе часто называют сочлененными переменными.
Интерполяция
В кадрах, которые не являются ключевыми, значения интересующих параметров получают, интерполируя значения в ключевых кадрах. При этом, основываясь на особенностях конкретной решаемой задачи, рассматривают следующие моменты:
1) Выбирают между интерполяцией и аппроксимацией. Если задано множество точек, описывающих кривую, важно вначале определить, представляют ли заданные в ключевых кадрах значения точки, через которые кривая должна пройти, или они используются для управления формой кривой и не являются точными значениями. В первом случае часто используют сплайны Эрмита и сплайны Кэтмула-Рома. Во втором – кривые Безье и Б-сплайны.
2) Сложность. Напрямую зависит от выбранного интерполирующего уравнения – чем оно проще, тем быстрее вычислить значение интерполирующей функции, заданной этим уравнением.
3) Непрерывность. Выбор интерполирующего или уравнения в зависимости от необходимой гладкости кривой.
4) Глобальное или локальное управление. Определение метода интерполирования в зависимости от нужд пользователя при редактировании значений кривой в ключевых кадрах – необходимо ли, чтобы при изменении значения в какой-либо ключевом кадре менялась вся кривая, либо только ее ограниченная область.
Управление скоростью
Построение кривой, связанной со значениями параметром в ключевых кадрах, является только первым шагом в анимации. Скорость, с которой происходит движение вдоль кривой, зачастую должна быть под контролем аниматора. Прежде всего, он должен иметь возможность двигаться вдоль кривой значений параметров с постоянным шагом, после чего он может легко ускорить или замедлить движение. Для движения с постоянным шагом требуется установить связь между расстоянием вдоль кривой и значением параметра. Эту связь называют параметризацией длиной дуги пространственной кривой. Для ее определения используют методы численного интегрирования. После параметризации пространственной кривой становится возможным управлять скоростью, с которой происходит движение по кривой. Движение по кривой с постоянной длиной дуги приводит к движению с постоянной скоростью.
Возможности ускорения/замедления могут быть получены при помощи функций управления скоростью, которые сопоставляют равноотстоящим значениям параметра (т.е. времени) такие длины дуг, что получается желаемое движение по кривой. Наиболее распространенным примером такого управления скоростью является движение с плавным входом/плавным выходом. При таком способе управления скоростью происходит плавное движение при ускорении объекта из состояния с нулевой скоростью до некоторой, плавное достижение максимальной скорости и плавное торможение. Для этого функцию скорости часто выбирают синусоидой.
Движение вдоль кривой.
Различные сложности могут возникнуть при движении (изменении интересующего параметра) по выбранной кривой с определенной скоростью. Если, к примеру, этим параметром является положение трехмерного объекта, а параметрической кривой – траектория его движения, то необходимо принять во внимание также и ориентацию объекта. Если объект или камера движутся вдоль кривой, то их ориентацию можно сделать непосредственно зависимой от кривой. Для этого используют рамку Френе. Рамку
Френе определяют как движущуюся правостороннюю координатную систему, задаваемую тремя нормализованными векторами T, N, B, где T – вектор, обладающий направлением касательной к кривой, B ортогонален к T и имеет направление второй производной кривой, N является векторным произведением T и B.
При движении камеры по кривой для определения ее ориентации обычно опираются на задание точки, в которую камера смотрит (центр интереса камеры). Если один объект движется по поверхности другого объекта, то ориентацию первого можно рассчитывать исходя из нормали к поверхности второго в точке, где находится первый объект.
Преобразование кривой в кривую
Параметрами, заданными в ключевых кадрах, также могут быть кривые. К примеру, в одном ключевом кадре задана окружность, в следующем – граница квадрата. Задача состоит в определении промежуточных кадров (т.е. в определении кривых, составляющих анимацию перехода от окружности к квадрату). В общем случае решение задачи зависит напрямую от способа задания кривых. В простом случае, если известно поточечное соответствие между кривыми в ключевых кадрах, то решение данной задачи сводится к интерполяции между соответствующими точками кривых во времени.
Методы, связанные со структурными моделями объекта
Часто более важной задачей для аниматора является создать общее качество движения, нежели точно управлять положением и ориентацией каждого объекта в каждом кадре. Это имеет место в случае физического моделирования; при работе с большим количеством объектов; при анимировании объектов, движение которых ограничено тем или иным образом; при работе с фоновыми объектами, точное движение которых не является важным для анимации. В таких случаях выявляют структуру работы анимируемого объекта, и на ее основе строят структурную модель. Разделяют кинематические и динамические структурные модели. Кинематическое управление относится к движению объектов без рассмотрения сил, вовлеченных в получение движения. Динамическое управление связано с вычислением сил, используемых для получения движения.
Кинематические модели
Одним из простых примеров является модель, описывающая положение и ориентацию камеры. В анимации часто необходимо задавать параметры камеры таким образом, чтобы захватить разговор, отследить действие и т.д. При использовании высокоуровневых алгоритмов для управления движением объектов аниматор может быть не в состоянии предвидеть точное положение объектов в сцене во время анимационной последовательности. Вследствие этого аниматор не может точно знать, как расположить и ориентировать камеру так, чтобы захватить важное действие. В подобных случаях стандартным решением является расположение камеры и/или центра ее взгляда относительно положений одного или нескольких объектов в анимации. К примеру, центр ее взгляда может быть всегда направлен в центр масс объектов, составляющих анимацию, а положение быть таким, чтобы захватывать все объекты анимации.
Анимация объектов, состоящих из нескольких соединенных жестких частей, описывается обычно с помощью иерархических кинематических моделей. Соединения различают по количеству степеней свободы (от одной до трех). Строится древовидная модель объекта, состоящая из вершин и дуг, отвечающих соединениям и жестким частям объекта соответственно. Дерево строят таким образом, что изменение соединения, соответствующего какой-либо вершине дерева, влечет за собой изменение частей объекта и соединений между ними, соответствующих поддереву измененной вершины.
Если необходимо промоделировать изменение одного из соединений, применяют преобразование к соответствующему поддереву, последовательно обходя его вершины «в глубину» (этот процесс называют прямой кинематикой).
Бывают и обратные задачи, когда задано начальное и конечное положение одной из дуг, входящих в лист структурного дерева, и необходимо вычислить углы в соединениях, необходимые для данной конфигурации. Например, структурная модель – каркас человеческого скелета; дуга, входящая в лист – кисть руки; начальное положение – кисть находится выше уровня головы; конечное положение – кисть находится ниже уровня головы; необходимо определить, каким образом нужно развернуть плечевой и локтевой сустав, чтобы из начального положения перейти в конечное положение. Такие задачи как могут не иметь решений вовсе, так и иметь одно или несколько решений. Процесс их решения называют обратной кинематикой. Для достаточно простых соединений углы можно определить аналитически. Для более сложных механизмов, которых большинство, применяют итеративные численные методы.
Динамические модели
Кинематические модели часто не годятся для передачи реалистичного движения объектов, так как не имеют в своей основе физических законов. Динамические модели, напротив, ставят в основу реалистичную передачу реакции твердых тел на воздействие физических сил, таких как сила тяжести, вязкость, трение, силы, возникающие при столкновениях. Силы могут возникать из-за положения объектов относительно друг друга (например, силы тяжести, трения, при столкновении), или абсолютного положения объектов в задаваемых пользователем условиях (например, пользователь указал, что на объект воздействует такая-то сила извне). При воздействии на объекты силы порождают линейные и угловые ускорения, зависящие от массы объекта (линейное) и от распределения массы внутри объекта (угловое). Эти ускорения изменяют скорости объектов (линейные и угловые). Скорости изменяют положения и ориентации объектов.
Новые положения и ориентации объектов приводят к новым силам, и процесс повторяется до следующего шага по времени. На основе этого алгоритма работает большинство имитаторов воздействия физических сил на объекты.
Важной задачей, связанной с динамическими моделями, является определение наступления столкновения тел и их реакции на это столкновение. Проверка на столкновение может происходить в конкретный момент времени либо на протяжении конечного интервала времени. Эти вычисления могут быть достаточно сложными при работе со сложной геометрией. Реакцию на столкновение моделируют, основываясь на физических законах столкновения твердых тел. Есть два подхода к моделированию реакции на столкновение. Первый заключается в продолжении движения проникающего объекта в другой насколько это получится, при этом накладывая в момент проникновения соответствующие силы, возникающие при столкновении, на элементы столкновения (штрафной метод). Зачастую, при использовании такого метода проникновение может быть замечено визуально. Второй подход заключается в отходе к предыдущему моменту времени перед столкновением и придаче соответствующих сил столкновения в тот момент.
Основными
источниками резервов повышения уровня
рентабельности продукции
являются увеличение суммы прибыли от
реализации продукции (Р
П)
и снижение себестоимости товарной
продукции (Р
С).
Для подсчета резервов может быть
использована следующая формула:
где Р R - резерв роста рентабельности; Rв - рентабельность возможная; Rф - рентабельность фактическая; Пф - фактическая сумма прибыли; Р П - резерв роста прибыли от реализации продукции; VРПв - возможный объем реализации продукции с учетом выявленных резервов его роста; Сiв - возможный уровень себестоимости i-х видов продукции с учетом выявленных резервов снижения; Зф- фактическая сумма затрат по реализованной продукции.
Резерв повышения уровня рентабельности по изделию А:
Резерв повышения уровня рентабельности капитала может быть подсчитан по формуле:
где БП - балансовая сумма прибыли; Р БП - резерв увеличения балансовой суммы прибыли; КLф — фактическая среднегодовая сумма основного и оборотного капитала; P KL — резерв сокращения суммы капитала за счет ускорения его оборачиваемости; KLд - дополнительная сумма основного и оборотного капитала, необходимая для освоения резервов роста прибыли.
В заключение анализа финансовых результатов должны быть разработаны конкретные мероприятия по освоению выявленных резервов и система осуществления мониторинга.
Освоение резервов роста прибыли на имеющихся производственных мощностях без дополнительных капитальных вложений, а следовательно и без увеличения суммы постоянных затрат, позволит увеличить не только рентабельность работы предприятия, но и запас его финансовой прочности.
Выручка от реализации продукции увеличится за счет объема продаж на 4396 млн руб. и за счет повышения качества продукции - на 691 млн руб., всего на сумму 5087 млн руб.
Предприятие планирует также снизить себестоимость продукции на сумму 2339 млн руб., в том числе сумму постоянных затрат - на 615 млн руб.
За счет роста цен в связи с улучшением качества продукции и снижения уровня переменных затрат на единицу продукции средняя доля маржинального дохода в выручке составит 0,467.
В результате всех этих изменений безубыточный объем продаж составит 55 400 млн руб., что на 2413 млн руб. (55 400-57 813) меньше отчетной величины (см. табл. 24.9).
Запас финансовой устойчивости (зона безопасности) составит
что на 5,1 % выше отчетного уровня
19. Видеосвязь и мультимедиа-технологии. Основные технологии создания и воспроизведения видео. Сходство и различие компьютерного и ТВ видео. Проблема сжатия информации в мультимедиа-технологии. Методы оптимизации «тяжелого» контента
В последние десять лет индустрия видеоконференцсвязи демонстрирует резкий рост. Современное оборудование видеосвязи, поставляемое основными производителями, обеспечивает высококачественные изображение и звук, обладает функциональными возможностями, о которых несколько лет назад можно было только мечтать. Большие, средние и малые компании только начинают осознавать все преимущества видеосвязи: снижение расходов, реальный визуальный контакт с удаленным собеседником, возможность совместной работы с общими данными и приложениями. Хотя интерес к видеоконференциям устойчиво рос в течение последних лет, трагические события 11 сентября 2001 года его беспрецедентно обострили. Наряду с увеличением общего интереса к видеосвязи зафиксирован рост реально установленных систем. Конечно, боязнь полетов и неудобства, вызванные повышенными мерами безопасности, сами по себе были достаточными причинами для замены поездок на видеосвязь, однако вынужденное тщательное изучение возможностей видеоконференций позволило руководителям осознать другие мощные аргументы в пользу этой технологии. Многие из этих аргументов достаточно просто оценить количественно; польза других неявна и трудно поддается количественной оценке. Одна из целей настоящего документа - обрисовать как можно больше аргументов в пользу замены и дополнения традиционных методов общения видеоконференцсвязью.
Вот некоторые особенно яркие достоинства видеосвязи:
Она позволяет вам быть одновременно в нескольких местах
Вы получаете возможность более частого общения с коллегами и партнерами, поставщиками и заказчиками, даже не покидая свой офис
Она предоставляет вам возможность немедленного обсуждения и принятия решения по неотложным проблемам
«Живое» качество аудио и видео позволяет вам действовать так, как будто вы физически участвуете в обычном совещании
Она экономит ваше время, ресурсы и средства, повышает эффективность вашей деятельности и, избавляя от ненужных поездок, позволяет в полной мере насладиться жизнью.
Пять непременных составляющих образуют систему видеоконференцсвязи: камера, микрофон, монитор, громкоговоритель и кодек. Камера и микрофон «ловят» звук и изображение, кодек преобразует видео и аудио сигналы в цифровую форму, компрессирует (сжимает) их и направляет в телекоммуникационную сеть. В удаленном офисе другой кодек декомпрессирует сигналы, полученные из сети, и направляет их в монитор и громкоговоритель. Однако пользователю нет нужды знать о всех этих сложных преобразованиях: ему достаточно только набрать нужный номер и нажать “Соединение“.
ДОСТОИНСТВА ВИДЕОКОНФЕРЕНЦСВЯЗИ
Требования повысить эффективность использования времени и ресурсов становятся превалирующими в бизнесе и обществе. Видеоконференция является идеальным инструментом, позволяющим реализовать эти запросы.
Существует много причин, по которым компании все больше и больше используют видеосвязь:
ISDN-технология стала повсеместно доступной; поэтому инсталляция и эксплуатация видеосвязи не составляют большого труда;
Быстрое развитие и нарастающая доступность IP-сетей и соответствующей инфраструктуры стимулируют использование видео;
Большинство используемых в настоящее время систем изготовлены по общим для всех производителей стандартам, что обеспечивает их совместимость;
Подсоединение к телекоммуникационным сетям и стоимость использования каналов связи становятся относительно недорогими;
Оборудование видеосвязи дешевеет и окупается очень быстро;
Надежность оборудования и каналов связи значительно возросли;
Качество передачи видео и аудио стало настолько высоко, что обеспечивает эффект личного присутствия;
Связаться по видеосвязи стало очень просто: нужно просто набрать номер и нажать “соединить”;
Поскольку количество уже установленных систем все время значительно увеличивается, компании могут использовать видеосвязь для переговоров с партнерами, сотрудниками подразделений и даже со своими конкурентами;
Покупая всего одну систему видеоконференцсвязи, вы получаете возможность прямого визуального общения со всем множеством уже работающих абонентов.
Видеосвязь приносит немедленные дивиденды, она позволяет достичь наивысших результатов и максимальной эффективности:
Увеличивает производительность;
Позволяет следить за состоянием рынка и быстро реагировать на его изменения;
Быстро и эффективно распределять ресурсы;
Ускоряет процессы принятия решений и дает возможность принимать более обоснованные решения за счет привлечения при необходимости дополнительных экспертов;
Снижает время на переезды и связанные с ними расходы, устраняет усталость и стресс.
Сейчас, когда сфера применения персональных компьютеров всё расширяется, возникает идея создать домашнюю видеостудию на базе компьютера. Однако, при работе с цифровым видеосигналом возникает необходимость обработки и хранения очень больших объёмов информации, например, одна минута цифрового видеосигнала с разрешением SIF (сопоставим с VHS) и цветопередачей true color (миллионы цветов) займёт (228*358) пикселов * 24 бита * 25 кадров/с * = 442 Мб, то есть на носителях, используемых в современных ПК, таких, как компакт – диск (CD – ROM, около 650 Мб) или жёсткий диск (несколько гигабайт) сохранить полноценное по времени видео, записанное, в таком формате не удастся. С помощью MPEG – сжатия объём видеоинформации можно заметно без заметной деградации изображения.
MPEG – это аббревиатура от Moving Picture Experts Group. Эта экспертная группа работает под совместным руководством двух организаций ISO (Организация по международным стандартам) и IEC (Международная электротехническая комиссия). Официальное название группы – ISO/IEC JTCI SC 29 WG 11. Её задача – разработка единых норм кодирования аудио – и видео сигналов. Стандарты MPEG используются в технологиях CD – i CD – Video, являются частью стандарта DVD. Активно применяются в цифровом радиовещании, в кабельном и спутниковом ТВ, Интернет – радио, мультимедийных компьютерных продуктах, в коммуникациях по каналам ISDN и многих других электронных информационных системах. Часто аббревиатуру MPEG используют для ссылки на стандарты, разработанные этой группой. На сегодняшний день известны следующие:
MPEG – 1 предназначен для записи синхронизованных видеоизображений (обычно в формате SIF, 228*358) и звукового сопровождения на CD – ROM с учётом максимальной скорости считывания около 1,5 Мбит/с.
MPEG – 2 предназначен для обработки видеоизображения соизмеримого по качеству с телевизионным, при пропускной способности системы передачи данных в пределах от 3 до 15 Мбит/с, профессионалы используют и большие потоки, в аппаратуре используются потоки до 50 Мбит/с. На технологии, основанные на MPEG – 2, переходят многие телеканалы, сигнал сжатый в соответствии с этим стандартом транслируется через телевизионные спутники, используется для архивации больших объёмов видеоматериала.
MPEG – 3 предназначен для использования в системах телевидения высокой чёткости (high – defenition television, HDTV)со скоростью потока данных 20 – 40 Мбит/с, но позже стал частью стандарта MPEG – 2 и отдельно теперь не упоминается.
MPEG – 4 задаёт принципы работы с цифровым представлением медиа – данных для трёх областей: интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Сеть), графических приложений и цифрового телевидения.
Как происходит сжатие? Базовым объектом кодирования в стандарте MPEG является кадр телевизионного изображения. Поскольку в большинстве фрагментов фон изображения остаётся достаточно стабильным, а действие происходит только на переднем плане, сжатие начинается с создания исходного кадра. Исходные (Intra) кадры кодируются только с применением внутрикадрового сжатия по алгоритмам, аналогичным используемым в JPEG. Кадр разбивается на блоки 8*8 пикселов. Над каждым блоком производится дискретно – косинусное преобразование (ДКП) с последующим квантованием полученных коэффициентов. Вследствии высокой пространственной корреляции яркости между соседними пикселями изображения, ДКП приводит к концентрации сигнала и низкочастотной части спектра, который после квантования эффективно сжимается с использованием кодирования кодами переменной длины. Обработка предсказуемых (Predicted) кадров производится с использованием предсказания вперёд по предшествующим исходным или предсказуемым кадрам. Кадр разбивается на макроблоки 16*16 пикселов, каждому макроблоку ставится в соответствие наиболее похожий участок изображения из опорного кадра, сдвинутый на вектор перемещения. Эта процедура называется анализом и компенсацией движения.
Допустимая степень сжатия для предсказуемых кадров превышает возможную для исходных в 3 раза. В зависимости от характера видеоизображения, кадры двунаправленной интерполяции (Bi – directional Interpolated) кодируется одним из четырёх способов: предсказание вперёд, обратное предсказание с компенсацией движения, внутрикадровое предсказание изображения, двунаправленное предсказание при резкой смене сюжета или при высокой скорости перемещения элементов изображения. С двунаправленными кадрами связано наиболее глубокое сжатие видеоданных, но, поскольку высокая степень сжатия снижает точность восстановления исходного изображения, двунаправленные кадры не используются в качестве опорных. Если бы коэффициенты ДКП передавались точно, то восстановленное изображение полностью совпадало бы с исходным. Однако ошибки восстановления коэффициентов ДКП, связанные с квантованием, приводят к искажениям изображения. Чем грубее производится квантование, тем меньший объём занимают коэффициенты и тем сильнее сжатие сигнала, но и тем больше визуальных искажений.
Звук.
Возможна цифровая запись, редактирование, работа с волновыми формами звуковых данных (WAVE), а также фоновое воспроизведение цифровой музыки. Предусмотрена работа через порты MIDI. В последнее время особую популярность получил формат МР3. В его основу положены особенности человеческого слухового восприятия, отражённые в «псевдоаккустической» модели. Разработчики MPEG исходили из постулата, что далеко не вся информация, которая содержится в звуковом сигнале, является полезной и необходимой – большинство слушателей её не воспринимают. Поэтому определённая часть данных может быть сочтена избыточной. Эта «лишняя» информация удаляется без особого вреда для субъективного восприятия. Приемлемая степень «очистки2 определяется путём многократных экспертных прослушиваний. При этом стандарт позволяет в заданных пределах менять параметры кодирования – получать меньшую степень сжатия при лучшем качестве или, наоборот, идти на потери в восприятии ради более высокого коэффициента компрессии. Звуковой wav – файл, преобразованный в формат MPEG – 1 Layer III со скоростью потока в 128 Кбайт/сек, занимает в 10 – 12 раз меньше места на винчестере. На 100 – мегабайтной ZIP – дискете уменьшается около полутора часов звучания, на компакт – диске – порядка 10 часов. При кодировании со скоростью 256 Кбайт/сек на компакт – диске можно записывать около 6 часов музыки при разнице в качестве по сравнению с CD, доступной лишь тренированному экспертному уху.
К компьютерным средствам мультимедиа относят: специальное ПО, а также: CD и DVD драйверы и компакт-диски к ним; аудиокарты, аудио колонки, наушники и микрофоны; видеокарты; аудио- и видео периферийные устройства (цифровые кинокамеры и фотоаппараты и др.).
Технология мультимедиа позволяет вводить, сохранять, перерабатывать и воспроизводить текстовую, аудиовизуальную, графическую, трёхмерную и иную информацию. Свойство интегрировать эти виды данных, компактно и длительно хранить их на электронных носителях, не разрушающихся со временем и не ухудшающих свои характеристики при копировании, позволяет утверждать, что они могут отражать богатейшие национальные богатства России в мультимедийных БД, которые вместе с системами гипертекста, гипермедиа и WWW обеспечат пользователям почти моментальный доступ к любому их фрагменту.
Организации и подразделения, обладающие информационными ресурсами и средствами мультимедиа, использующими мультимедийные технологии порой называют медиатеками. В России медиатеки находят широкое распространение в библиотеках и учебных заведениях. В этом случае считается, что медиатека – хранилище информационных медиаресурсов.
Технические средства мультимедиа, как и любые компьютерные информационные системы, позволяют выполнять все виды информационных процессов.
Мультимедиа (multimedia) - это современная компьютерная информационная технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию(мультипликацию).Мультимедиа-это сумма технологий, позволяющих компьютеру вводить, обрабатывать, хранить, передавать и отображать (выводить) такие типы данных, как текст, графика, анимация, оцифрованные неподвижные изображения, видео, звук, речь.
30 лет назад мультимедиа ограничивалась пишущей машинкой " Консул ", которая не только печатала но и могла привлечь внимание заснувшего оператора мелодичным треском. Чуть позже компьютеры уменьшились до бытовой аппаратуры, что позволило собирать их в гаражах и комнатах. Нашествие любителей дало новый толчок развития мультимедии( компьютерный гороскоп 1980 года который при помощи динамика и программируемого таймера синтезировал расплывчатые устные угрозы на каждый день да еще перемещал по экрану звезды(зачатки анимации)). Примерно в это время появился и сам термин мультимедиа. Скорее всего, он служил ширмой, отгораживавшей лаборатории от взглядов непосвященных ("А что это у тебя там звинит"."Да это мультимедиа").
Критическая масса технологий накапливается . Появляются бластеры, "сидиромы" и другие плоды эволюции, появляется интернет, WWW, микроэлектроника. Человечество переживает информационную революцию. И вот мы становимся свидетелями того как общественная потребность в средствах передачи и отображения информации вызывает к жизни новую технологию, за неимением более коректного термина называя ее мультимедиа. В наши дни это понятие может полностью заменить компьютер практически в любом контексте.
В английском языке уже приживается новый термин information appliance - " информационное приспособление
Появление систем мультимедиа, безусловно, производит революционные изменения в таких областях, как образование, компьютерный тренинг, во многих сферах профессиональной деятельности, науки, искусства, в компьютерных играх и т.д.
Появление систем мультимедиа подготовлено как с требованиями практики, так и с развитием теории. Однако, резкий рывок в этом направлении, произошедший в этом направлении за последние несколько лет, обеспечен прежде всего развитием технических и системных средств. Это и прогресс в развитии ПЭВМ: 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. Важную роль сыграла так же разработка методов быстрого и эффективного сжатия / развертки данных.
Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний стереофонический Hi–Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и дисководом для оптических компакт–дисков CD–ROM (CD — Compact Disc, компакт–диск; ROM — Read only Memory, память только для считывания). Кроме того, внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство — аудиоадаптер, позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через акустические колонки с встроенными усилителями.Мультимедиa-технологии являются одним из наиболее перспективных и популярных направлений информатики. Они имеют целью создание продукта, содержащего "коллекции изображений, текстов и данных, сопровождающихся звуком, видео, анимацией и другими визуальными эффектами (Simulation), включающего интерактивный интерфейс и другие механизмы управления". Данное определение сформулировано в 1988 году крупнейшей Европейской Комиссией, занимающейся проблемами внедрения и использования новых технологий. Идейной предпосылкой возникновения технологии мультимедиа считают концепцию организации памяти "MEMEX", предложенную еще в 1945 году американским ученым Ваннивером Бушем. Она предусматривала поиск информации в соответствии с ее смысловым содержанием, а не по формальным признакам (по порядку номеров, индексов или по алфавиту и т.п.) Эта идея нашла свое выражение и компьютерную реализацию сначала в виде системы гипертекста (система работы с комбинациями текстовых материалов), а затем и гипермедиа (система, работающая с комбинацией графики, звука, видео и анимации), и наконец, в мультимедиа, соединившей в себе обе эти системы.Однако всплеск интереса в конце 80-х годов к применению мультимедиа-технологии в гуманитарной областях (и, в частности, в историко-культурной) связан несомненно с именем выдающегося американского компьютерщика-бизнесмена Билла Гейтса, которому принадлежит идея 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 ("National Art Gallery. London")
Несомненным достоинством и особенностью технологии являются следующие возможности мультимедиа, которые активно используются в представлении информации:
· возможность хранения большого объема самой разной информации на одном носителе (до 20 томов авторского текста, около 2000 и более высококачественных изображений, 30-45 минут видеозаписи, до 7 часов звука);
· возможность увеличения (детализации) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении (режим "лупа") при сохранении качества изображения. Это особенно важно для презентации произведений искусства и уникальных исторических документов;
· возможность сравнения изображения и обработки его разнообразными программными средствами с научно- исследовательскими или познавательными целями;
· возможность выделения в сопровождающем изображение текстовом или другом визуальном материале "горячих слов (областей)", по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной (в том числе визуальной) информации (технологии гипертекста и гипермедиа);
· возможность осуществления непрерывного музыкального или любого другого аудиосопровождения, 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 "галерей" (выборок) из представляемой в продукте информации (режим "карман" или "мои пометки");
· возможность "запоминания пройденного пути" и создания "закладок" на заинтересовавшей экранной "странице";
· возможность автоматического просмотра всего содержания продукта ("слайд-шоу") или 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.
Основные носители мультимедийных технологии:
В качестве носителей мультимедийных продуктов используются средства, способные хранить огромное количество самой разнообразной информации. Как правило, мультимедийные продукты ориентированы либо на компьютерные носители и средства воспроизведения (CD-ROM), либо на специальные телевизионные приставки (СD-i), либо на телекоммуникационные сети и их системы.
· CD-ROM (CD - Read Only Memory) - оптический диск, предназначенный для компьютерных систем. Среди его достоинств - многофункциональность, свойственная компьютеру, среди недостатков - отсутствие возможности пополнения информации - ее "дозаписи" на диск, не всегда удовлетворительное воспроизведение видео и аудио информации.
· CD-i (СD - Interactive) - специальный формат компакт-дисков, разработанный фирмой Philips для TV приставок. Среди его достоинств - высокое качество воспроизведения динамичной видеоинформации и звука. Среди недостатков - отсутствие многофункциональности, неудовлетворительное качество воспроизведения статичной визуальной информации, связанное с качеством TV мониторов.
· Video-CD (TV формат компакт-дисков) - замена видеокассет с гораздо более высоким качеством изображения. Среди недостатков - отсутствие многофункциональности и интерактивности (на которые он при создании и не был рассчитан).
DVD-i (Digital Video Disk Interactive) - формат недалекого будущего, представляющий " интерактивное TV" или кино. В общем -то DVD представляет собой не что иное, как компакт-диск (СD), только более скоростной и много большей ёмкости. Кроме того, применён новый формат секторов, более надёжный код коррекции ошибок, улучшена модуляция каналов. Видеосигнал, хранящийся на DVD-видеодиске получается сжатием студийного видеосигнала CCIR-601по алгоритму MPEG-2 (60 полей в секунду с разрешением 720x480). Если изображение сложное или быстро изменяется, возможны заметные на глаз дефекты сжатия вроде дробления или размытость изображения. Заметность дефектов зависит от правильности сжатия и его величины (скорости потока данных). При скорости 3,5 Мб/с дефекты сжатия иногда бывают заметны. При скорости 6 Мб/с сжатый сигнал почти не отличается от оригинала. Основным недостатком DVD-видео как формата является наличие сложной схемы защиты от копирования и региональной блокировки (диск, купленный в одной части мира, может не воспроизводиться на устройстве DVD, приобретённом в другой части мира.
Другая проблема - не все существующие сегодня на рынке приводы DVD-ROM читают диски с фильмами, записанными для бытовых проигрывателей.
Контент – информация, содержащаяся на сайте (тест, фотографии, видео, аудио). На сайте контента должно быть много, он должен быть уникальным и качественным. Большое значение тексту придают поисковые системы. Ну а пользователи, естественно, всегда интересуются контентом.
Контент в первую очередь нужно писать для пользователей, а уже затем, обращать внимание на оптимизацию под поисковики.