Dnes je pojem „multimédia“ zcela jasný – jde o kombinaci známých způsobů přenosu informací, jako jsou obrázky, řeč, psaní, gesta. Tato kombinace je zpravidla hluboce promyšlená, sestavená z různých prvků, které se vzájemně doplňují a vytvářejí celkově srozumitelný obraz. To vše lze pozorovat téměř na každém informačním zdroji, například na zpravodajském kanálu s fotografiemi nebo připojenými videi. Projekt může být buď jasně formovaný, kdy příběh buduje tvůrce a postupuje lineárně, a existuje i několik dalších typů, jako je interaktivita a transmédia, což činí děj nelineární a vytváří příležitosti pro uživatele, aby si vytvořil svůj vlastní vlastní scénář. To vše je další pokročilá funkce pro vytváření zajímavějšího obsahu, ke kterému se uživatel bude chtít znovu a znovu vracet.

Hlavní věc v konceptu „multimédií“ je, že kombinace základních mediálních prvků je založena na počítači nebo jakékoli digitální technologii. Z toho vyplývá, že standardní součásti multimédií mají rozšířenější význam Vaughan, T. Multimedia: Making it work (7. ed.). Nové Dillí: Mac-Graw Hill. 2008. str. 1-3, 25-40, 53-60:

1. Text. Psaný jazyk je nejběžnějším způsobem přenosu informací a je jednou z hlavních součástí multimédií. Původně to byla tištěná média, jako jsou knihy a noviny, které používaly různá písma pro zobrazení písmen, čísel a speciálních znaků. Navzdory tomu multimediální produkty zahrnují fotografie, zvuk a video, ale text může být nejběžnějším typem dat nalezených v multimediálních aplikacích. Kromě toho text také poskytuje příležitosti k rozšíření tradiční síly psaní jeho propojením s jinými médii, čímž se stává interaktivní.

A. Statický text. Ve statickém textu jsou slova uspořádána tak, aby dobře zapadla do grafického prostředí. Slova jsou v grafech zasazena stejným způsobem, jako jsou grafy a vysvětlivky umístěny na stránkách knihy, což znamená, že informace jsou dobře promyšlené a je zde možnost nejen si prohlédnout fotografie, ale také si přečíst textové informace. Kindersley, P. (1996). Multimédia: Kompletní průvodce. New York: DK..

b. Hyper-textový. Hypertextový souborový systém se skládá z uzlů. Obsahuje text a odkazy mezi uzly, které definují cesty, které může uživatel použít k přístupu k textu nekonzistentním způsobem. Odkazy představují asociace významu a lze je považovat za křížové odkazy. Tuto strukturu vytváří autor systému, i když ve složitějších hypertextových systémech si uživatel může definovat vlastní cesty. Hypertext poskytuje uživateli flexibilitu a volbu při pohybu v materiálu. Ke čtivosti textu přispívají i dobře naformátované věty a odstavce, mezery a interpunkce.

2. Zvuk. Zvuk je nejsmyslovějším prvkem multimédií: je to přímá řeč v jakémkoli jazyce, od šepotu po výkřik; je to něco, co může poskytnout potěšení z poslechu hudby, vytvořit zvláštní efekt nebo náladu na pozadí; to je něco, co může vytvořit umělecký obraz a přidat efekt přítomnosti vypravěče na textový web; vám pomůže naučit se vyslovovat slovo v jiném jazyce. Hladina akustického tlaku se měří v decibelech, což by mělo být v rozsahu dostatečné hlasitosti zvuku, aby byl vnímán lidským uchem.

A. Digitální rozhraní hudebních nástrojů (Musical Instrument Digital Identifier - MIDI). MIDI je komunikační standard vyvinutý na počátku 80. let pro elektronické hudební nástroje a počítače. Je to zkrácené znázornění hudby uložené v číselné formě. MIDI je nejrychlejší, nejjednodušší a nejflexibilnější nástroj pro skládání partitur v multimediálním projektu. Jeho kvalita závisí na kvalitě hudebních nástrojů a možnostech ozvučení. Vaughan, T. Multimedia: Making it work (7. ed.). Nové Dillí: Mac-Graw Hill. 2008. s.106-120

b. Digitalizovaný a nahraný zvuk (Digital Audio). Digitalizovaný zvuk je vzorek, ve kterém každý zlomek sekundy odpovídá vzorku zvuku uloženému jako digitální informace v bitech a bytech. Kvalita tohoto digitálního záznamu závisí na tom, jak často jsou vzorky odebírány (vzorkovací frekvence) a kolik čísel se používá k vyjádření hodnoty každého vzorku (bitová hloubka, velikost vzorku, rozlišení). Čím častěji je vzorek odebírán a čím více dat je o něm uloženo, tím více lepší rozlišení a kvalitu zachyceného zvuku při jeho přehrávání. Kvalita digitálního zvuku také závisí na kvalitě původního zdroje zvuku, snímacích zařízeních, která software podporují, a na možnostech přehrávání prostředí.

3. Obrázek. Reprezentuje důležitou složkou multimédia, neboť je známo, že většinu informací o světě člověk přijímá zrakem a obraz je vždy tím, co vizualizuje text Dvorko, N. I. Základy režie multimediálních programů. SPbSUP, 2005. ISBN 5-7621-0330-7. - S. 73-80. Obrázky jsou počítačem generovány dvěma způsoby, jako rastrové obrázky a také jako vektorové obrázky Vaughan, T. Multimedia: Making it work (7th ed.). Nové Dillí: Mac-Graw Hill. 2008. s.70-81.

A. Rastrové nebo bitmapové obrázky. Nejběžnější formou ukládání obrázků v počítači je rastr. Tento jednoduchá matice skládající se z malých bodů nazývaných pixely, které tvoří rastrový obrázek. Každý pixel se skládá ze dvou nebo více barev. Barevná hloubka je určena množstvím dat v bitech použitých k určení počtu barev, například jeden bit jsou dvě barvy, čtyři bity jsou šestnáct barev, osm bitů je 256 barev, 16 bitů je 65 536 barev a tak dále. V závislosti na možnostech hardwaru může každý bod zobrazit více než dva miliony barev. Velká velikost obrázku znamená, že obrázek bude vypadat skutečněji ve srovnání s tím, co vidí oko, nebo s originálním produktem. To znamená, že proporce, velikost, barva a textura musí být co nejpřesnější.

b. Vektorové obrázky. Vytváření takových obrázků je založeno na kreslení prvků nebo objektů, jako jsou čáry, obdélníky, kruhy a tak dále. Výhodou vektorového obrázku je, že množství dat potřebných k reprezentaci obrázku je relativně malé, a proto nevyžaduje velké množství úložného prostoru. Obrázek se skládá ze sady příkazů, které se provádějí v případě potřeby. Rastrový obrázek vyžaduje určitý počet pixelů, aby vytvořil vhodnou výšku, šířku a barevnou hloubku, zatímco vektorový obrázek je založen na relativně omezené množství kreslící příkazy. Zhoršení kvality vektorové obrázky je omezená úroveň detailů, které lze na obrázku znázornit. Komprese se používá ke zmenšení velikosti souboru obrázku, což je užitečné pro ukládání velkého počtu obrázků a zvýšení rychlosti přenosu obrázků. Kompresní formáty používané pro tento účel jsou GIF, TIFF a JPEG Hillman, D. Multimedia: Technologie a aplikace. Nové Dillí: Galgotie. 1998..

4. Video. Je definován jako zobrazení zaznamenaných skutečných událostí na televizní obrazovce nebo monitoru počítače. Vkládání videa do multimediálních aplikací je účinný způsob přenosu informací. Může zahrnovat osobnostní prvky, které jiná média postrádají, například zobrazení osobnosti přednášejícího. Videa lze rozdělit do dvou typů, analogové video a digitální video.

A. Analogové video. Tento typ video dat je uložen na jakémkoli jiném než počítačovém médiu, jako jsou videokazety, laserové disky, filmy atd. Jsou rozděleny do dvou typů, kompozitní a komponentní analogové video:

i. Kompozitní analogové video má všechny složky videa, včetně jasu, barvy a časování, sloučené do jednoho signálu. Kvůli složení nebo kombinaci komponent videa ztrácí výsledná kvalita videa barvu, snižuje jasnost a ztrácí výkon. Ztráta produktivity znamená ztrátu kvality při kopírování pro úpravy nebo jiné účely. Tento záznamový formát byl použit pro záznam videa na magnetické pásky, jako jsou Betamax a VHS. Kompozitní video je také náchylné ke ztrátě kvality z jedné generace na druhou.

ii. Komponentní analogové video je považováno za pokročilejší než kompozitní video. Přebírá různé složky videa, jako je barva, jas a časování, a rozděluje je na jednotlivé signály. S-VHS a HI-8 jsou příklady tohoto typu analogového videa, ve kterém jsou barvy a jas uloženy na jedné stopě a informace na druhé. Na počátku 80. let společnost Sony vydala nový přenosný profesionální formát videa, který ukládal signály do tří samostatných stop.

b. Digitální video je nejzajímavější multimediální médium, které je mocným nástrojem, který uživatelům počítačů přiblíží skutečný svět. Digitální video vyžaduje velké množství úložného prostoru, protože zatímco vysoce kvalitní statický barevný obraz na obrazovce počítače vyžaduje jeden megabajt nebo více úložného prostoru, obraz musí být upraven, aby se objevil pohyb. alespoň, třicetkrát za sekundu a vyžaduje třicet megabajtů úložné paměti pro jednu sekundu videa. Čím vícekrát je tedy obrázek nahrazen, tím lepší kvalita video. Video vyžaduje velkou šířku pásma pro přenos dat v síťovém prostředí. K tomu existují schémata digitální komprese videa. Existují standardy komprese videa jako MPEG, JPEG, Cinepak a Sorenson. Kromě komprese videa existují streamovací technologie jako např Adobe Flash, Microsoft Windows Media, QuickTime a Real Player, které poskytují přijatelnou kvalitu přehrávání videa při nízké šířce internetového pásma. Pro širokou distribuci se nejčastěji používají QuickTime a Real Video. Formáty digitálního videa lze rozdělit do dvou kategorií, kompozitní video a komponentní video.

i. Kompozitní formáty digitálního záznamu kódují informace do binární systém(0 a 1). Zachovává některé slabiny analogového kompozitního videa, jako je rozlišení barev a obrazu, stejně jako ztráty kvality při vytváření kopií.

ii. Komponentní digitální je nekomprimovaný a má velmi vysokou kvalitu obrazu, takže je velmi drahý.

iii. Video dokáže mnoho věcí. Videonahrávky mohou zlepšit porozumění předmětu, pokud je vysvětlení konzistentní. Chceme-li například ukázat taneční kroky používané v různých kulturách, pak to video bude odrážet snadněji a efektivněji. Vaughan, T. Multimedia: Making it work (7. ed.). Nové Dillí: Mac-Graw Hill. 2008. s.165-170

Dnes se multimédia v této oblasti velmi rychle rozvíjejí informační technologie. Schopnost počítačů zpracovávat různé typy Využití médií je činí vhodnými pro širokou škálu aplikací a hlavně stále více lidí má možnost různé multimediální projekty nejen nahlížet, ale i sami vytvářet.

Přednáška 12

"Aplikace multimediální technologie»

Úvod

Studijní otázky:

1. Multimediální technologie – základní pojmy.

2. Klasifikace a strukturní složky multimédií.

3. Multimediální informační formáty.

4. Hardware a software pro multimediální informace.

Závěr

Úvod

Prostředky prezentace, uchovávání a šíření informací vždy doprovázely a utvářely lidskou civilizaci. Lidé v oblasti rozvoje informačních technologií ušli dlouhou cestu od knih a pošty přes rádio, telegraf, telefon až po multimédia pracovní stanice, která spojuje všechny možnosti práce s informacemi v podobě textu, grafiky, zvuku, videa a televizního obrazu.

Jakákoli osoba jako subjekt informační společnost, musí umět operovat v prostoru různých typů informací. Jinými slovy, naléhavým úkolem informační společnosti je vytvoření zásadně nové informační kultury. Projevuje se schopností vyhledávat potřebná data v různých zdrojích informací; schopnost využívat při své činnosti výpočetní techniku; osvojení praktických způsobů práce s různými, včetně multimediálních, informací.

1. Multimediální technologie – základní pojmy.

Multimédia- interakce vizuálních a zvukových efektů pod interaktivní kontrolou software pomocí moderních technických a software kombinují text, zvuk, grafiku, fotografie, video v jedné digitální reprezentaci.

Termín „multimedia“ lze z angličtiny přeložit jako „many environments“ (z multi – many a media – environment).

V současné době jsou multimediální technologie rychle se rozvíjející oblastí informačních technologií. Tímto směrem aktivně pracuje značný počet velkých i malých firem, technických univerzit a studií (zejména IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel atd.). Oblasti použití jsou mimořádně rozmanité: interaktivní vzdělávací a Informační systémy, CAD atd.

Hlavní charakteristický funkce tyto technologie jsou:

Kombinace vícesložkového informačního prostředí (text, zvuk, grafika, fotografie, video) v homogenní digitální reprezentaci;

Zajištění spolehlivého (žádné zkreslení při kopírování) a trvalého uložení (garantovaná doba uložení jsou desítky let) velkých objemů informací;

Snadnost zpracování informací (od rutiny po kreativní operace).

Dosažený technologický základ je založen na použití nového standardu optických médií DVD (Digital Versalite/Video Disk Digital Versatile Disc - digitální víceúčelový disk ), mající kapacitu řádově jednotek a desítek gigabajtů a nahrazující všechny předchozí: CD-ROM, Video-CD, CD-audio. Použití DVD umožnilo realizovat koncept homogenity digitální informace. Jedno zařízení nahrazuje audio přehrávač, videorekordér, CD-ROM, diskovou mechaniku, slider atd. Z hlediska prezentace informací se optické médium DVD přibližuje úrovni virtuální reality.

Vícesložkové multimediální prostředí je vhodné rozdělit do tří skupin: audio, video, textové informace.

Zvuková sekvence může zahrnovat řeč, hudbu, efekty (zvuky jako hluk, hrom, vrzání atd., sjednocené označením WAVE (vlna). Hlavním problémem při použití této skupiny multimédií je informační kapacita. Nahrát jednu minutu zvuku WAVE nejvyšší kvalita vyžaduje paměť asi 10 MB, takže standardní velikost CD (až 640 MB) umožňuje nahrát maximálně hodinu WAVE. K vyřešení tohoto problému se používají metody komprese zvukových informací.

Dalším směrem je využití MIDI (Musical Instrument Digitale Interface) zvuků v multimédiích (jednohlasá a polyfonní hudba, až po orchestr, zvukové efekty). V tomto případě jsou zvuky hudebních nástrojů a zvukové efekty syntetizovány softwarově řízenými elektronickými syntezátory. Korekce a digitální záznam MIDI zvuků se provádí pomocí hudebních editorů (programů sekvencerů). Hlavní výhodou MIDI je malá potřeba paměti – 1 minuta MIDI zvuku zabere v průměru 10 KB.

Video sekvence Oproti audiu se vyznačuje velkým množstvím prvků. Existují statické a dynamické videosekvence.

Statická videosekvence zahrnuje grafiku (kresby, interiéry, povrchy, symboly v grafický režim) a fotografie (fotografie a naskenované obrázky).

Dynamická videosekvence je posloupnost statických prvků (rámců). Lze rozlišit tři typické skupiny:

· běžné video (životní video) – sekvence fotografií (cca 24 snímků za sekundu);

· kvazi-video – řídká sekvence fotografií (6–12 snímků za sekundu);

· animace – sekvence ručně kreslených obrázků.

První problém při implementaci videosekvencí - rozlišení obrazovky a počet barev. Existují tři směry:

· standard VGA poskytuje rozlišení 640´ 480 pixelů (bodů) na obrazovce s 16 barvami nebo 320´ 200 pixelů s 256 barvami;

· Standard SVGA (videopaměť 512 KB, 8 bitů/pixel) poskytuje rozlišení 640 ´ 480 pixelů s 256 barvami;

· 24bitové video adaptéry (2 MB videopaměti, 24 bitů/pixel) umožňují použití 16 milionů barev.

Druhý problém- Paměť. Pro statické obrázky jeden Celá obrazovka Vyžaduje následující množství paměti:

v režimu 640 ´ 480, 16 barev – 150 kbytů;

v režimu 320´ 200, 256 barev – 62,5 kbytů;

v režimu 640´ 480, 256 barev – 300 kbytů.

Takové významné objemy při realizaci audio a video sekvencí určují vysoké požadavky na paměťové médium, videopaměť a rychlost přenosu informací.

Při umístění text informace na CD-ROM neexistují žádné potíže nebo omezení kvůli velkému objemu informací na optickém disku.

Hlavní směry využití multimediálních technologií:

· Showbyznysu;

· vytváření osobních audio a video knihoven;

· počítačové simulátory;

· počítačové hry;

· školicí programy;

· encyklopedie;

· elektronické publikace pro vzdělávací účely apod.;

· v telekomunikacích s řadou možných aplikací od sledování vlastního televizního pořadu a výběru správné knihy až po účast na multimediálních konferencích. Takový vývoj se nazývá Informační dálnice;

· multimediální informační systémy („multimediální kiosky“), které poskytují vizuální informace na žádost uživatele.

Z technického hlediska nabízí trh jak plně vybavené multimediální počítače, tak jednotlivé komponenty a subsystémy (Multimedia Upgrade Kit), které zahrnují zvukové karty, CD mechaniky, joysticky, mikrofony, reproduktorové systémy.

Pro osobní počítače IBM PC třídy, speciální MPC standard byl schválen, definující minimální konfigurace hardware pro přehrávání multimediálních produktů. Pro optické disky CD-ROM vyvinul mezinárodní standard (ISO 9660).

Tím pádem, multimédia– současné použití různých forem reprezentace informace a jejího zpracování v jediném kontejnerovém objektu. Například jeden kontejnerový objekt může obsahovat text, sluchové, grafické a video informace a možná způsob, jak s ním interaktivně pracovat. Termín multimédia se také často používá k označení paměťových médií, která mohou ukládat značné množství dat a poskytnout dostatečné množství rychlý přístup k nim (první média tohoto typu byly CD-ROM). Pojem multimédia v takovém případě znamená, že počítač může taková média využívat a poskytovat uživateli informace prostřednictvím všech možných typů dat, jako je zvuk, video, animace, grafika a další. tradiční způsoby prezentace informací, jako je text.

Klasifikace a strukturní složky multimédií

Multimédia mohou být prezentována v závislosti na způsobu prezentace informací následující skupiny:

Lineární . Obdobou lineárního způsobu prezentace je kino. Osoba prohlížející tento dokument nemůže žádným způsobem ovlivnit jeho uzavření.

Nelineární . Nelineární způsob prezentace informací umožňuje osobě podílet se na výstupu informací tím, že nějakým způsobem interaguje s prostředky zobrazování multimediálních dat. Lidská účast v tomto procesu se také nazývá interaktivita.

Nelineárnímu způsobu reprezentace multimediálních dat se někdy říká „ hypermédia ».

Za příklad lineárního a nelineárního způsobu prezentace informací můžeme považovat situaci, jako je prezentace. Pokud byla prezentace nahrána na film a předvedena publiku, pak lze tento způsob předávání informací nazvat lineární, protože ti, kteří tuto prezentaci sledují, nemají možnost ovlivnit mluvčího. V případě živé prezentace má publikum možnost interakce s řečníkem (např. klást mu otázky), což mu umožňuje odklonit se od tématu prezentace, objasnění některých pojmů nebo pokrytí kontroverzních částí zprávy v více detailů. Živou prezentaci lze tedy prezentovat jako nelineární (interaktivní) způsob prezentace informací.

Multimédia jako vzdělávací předmět se objevila relativně nedávno. Multimediální technologie se začaly jako samostatná akademická disciplína na ruských univerzitách studovat teprve na počátku 90. let. V ruské praxi se výuka multimediálních technologií potýká s určitými obtížemi způsobenými z různých důvodů. Jeden z nejčastějších důvodů souvisí s problémem technického vybavení vysokých škol drahými multimediálními systémy nezbytnými pro plnohodnotnou přípravu studentů v kurzu „Multimediální technologie“. Dalším problémem je nedostatečná znalost této oblasti vzhledem k její novosti a také rychlý rozvoj multimediálních technologií. Utváření pojmového aparátu této oborové oblasti je v počáteční fázi vývoje.

Kapitola 1: Úvod do multimédií

1.1. Definice a pojetí multimédií

Multimédia(anglické multimédia z latinského multum - many a medium - znamená) - soubor hardwaru a softwaru, který uživateli umožňuje interaktivně pracovat s heterogenními daty (grafika, text, zvuk, video), uspořádaných do podoby jediného informačního prostředí .

Že. multimediální technologie je speciální typ výpočetní techniky, která kombinuje jak tradiční statické vizuální informace (text, grafika), tak dynamické informace – řeč, hudbu, videoklipy, animace atd.

Multimediální zdroje se od „nemultimediálních“ liší především tím, že:

1) data (informace) se ukládají a zpracovávají v digitální podobě pomocí počítače;

2) mohou obsahovat různé typy informací (nejen textové, ale i zvukové, grafické, animované, video atd.);

3) jejich podstatným rysem je interaktivita - aktivní interakce zdroje, programu, služby a osoby, jejich vzájemné ovlivňování. Uživatel si může vzít například ten či onen internetový produkt a okamžitě k němu přidávat své vlastní materiály, čímž vystupuje jako jeho spoluautor, spolutvůrce;

4) přítomnost hypertextu.

1.2. Historie vývoje multimédií

Impuls pro rozvoj multimédií nastal v roce 1980. Zhruba v této době se objevil samotný termín „multimédia“.

V Rusku se multimédia objevila na konci 80. let a nepoužívala se na domácích počítačích, ale používali je pouze odborníci.

Až v roce 1993 mnoho lidí pochopilo nebo začalo chápat důležitost směru, aby si uvědomili roli, kterou multimediální technologie měly hrát v 90. letech. Slovo „multimédia“ se u nás najednou stalo tak módním. Vznikly nové týmy vývojářů systémů a finálních multimediálních produktů; Objevili se spotřebitelé takových systémů a produktů, a to velmi netrpěliví. Zdálo se, že konference, která se konala 25. až 26. února 1993, zahájila multimediální sezónu v Rusku.

Rok 1994 lze směle nazvat rokem začátku domácího multimediálního boomu na ruském počítačovém trhu. A v dnešní době má multimédia téměř každý, kdo má počítač, a software se prodává všude a v různých typech, čili multimédia se stala běžnou záležitostí.

Text

Text je uspořádaný soubor vět navržený k vyjádření určitého významu. Sémantická celistvost textu odráží ty souvislosti a závislosti, které existují v samotné realitě (společenské události, přírodní jevy, vnější vzhled a vnitřní svět atd.).

Vnímání textu je studováno v takových disciplínách, jako je textová lingvistika a psycholingvistika.

Textový soubor je běžnou formou reprezentace textu v počítači. Každý znak z použité znakové sady je zakódován jako jeden bajt a někdy jako sekvence dvou, tří nebo více bajtů za sebou.

Za zvláštní typ textových dat je třeba považovat tzv. Hyper-textový. Termín „hypertext“ zavedl Ted Nelson v roce 1965 ve významu „text, který se větví nebo provádí na vyžádání“. Hypertext je obvykle reprezentován jako sada textů obsahujících přechodové uzly z jednoho textu do druhého, což vám umožňuje vybrat informace ke čtení nebo sekvenci čtení. Známým a navíc vyhraněným příkladem hypertextu jsou webové stránky – dokumenty v HTML (hypertext markup language) umístěné na internetu.

Jsou zde stylová, žánrová a tematická členění textu.

Zvuk

Audio (z latinského audio - „slyším“) je obecný termín související se zvukovými technologiemi. Pojmem zvuk se zpravidla rozumí zvuk zaznamenaný na zvukovém nosiči, jakož i zařízení pro záznam a přehrávání zvuku, záznam zvuku a zařízení pro reprodukci zvuku.

Sluchová složka multimediální informace je tedy navržena tak, aby přenášela zvuková data. Jako fyzikální jev je zvuk studován v rámci akustiky, ale akustika je interdisciplinární věda, která k řešení svých problémů využívá široké spektrum oborů: matematiku, fyziku, psychologii, architekturu, elektroniku, biologii, hudební teorii atd. Přímo související s problematikou multimediálních technologií mají takové oblasti moderní akustiky jako hudební akustika, elektroakustika, akustika řeči, digitální akustika.

Určitá výška tónu (obvykle od 16 do 4500 Hz);

Zabarvení, které je určeno přítomností podtónů ve zvuku a závisí na zdroji zvuku;

Objem, který nemůže překročit práh bolesti;

Doba trvání.

Zvuk řeči tvoří lidský výslovnostní aparát za účelem jazykové komunikace. Zvuky řeči se dělí na zvuky a tóny. Tóny v řeči vznikají chvěním hlasivek; zvuky se tvoří v důsledku neperiodických oscilací proudu vzduchu opouštějícího plíce. Zvuky řeči jsou z hlediska akustiky vibrace elastického prostředí, které mají určité spektrum, intenzitu a rozsah. Nejznámější charakteristikou řečového signálu je výška tónu. Tato charakteristika představuje obvyklou frekvenční modulaci signálu, jejíž parametry jsou snadno měřitelné. Perioda základního tónu různých lidí (muži, ženy, děti) se pohybuje v rozmezí 50-250 Hz.

Mezi zvukovými médii se rozlišují analogová a digitální média. Pro účely multimediálních technologií mají největší význam posledně jmenované a jedná se především o zvukové soubory, z nichž značné množství bylo vyvinuto v r. minulé roky. Klasifikace formátů zvukových souborů zahrnuje bezztrátové a ztrátové formáty. Bezeztrátové zvukové formáty jsou navrženy tak, aby přesně (s přesností vzorkovací frekvence) reprezentovaly zvuk. Ty se zase dělí na nekomprimované a komprimované formáty.

Příklady nekomprimovaných formátů:

RAW – nezpracovaná měření bez hlavičky nebo synchronizace;

WAV (Waveform audio format) – vyvinutý společností Microsoft společně s IBM, běžná forma reprezentace zvukových dat s krátkou dobou trvání;

CDDA je standard pro audio CD. První vydání standardu bylo publikováno v červnu 1980 společnostmi Philips a Sony, poté bylo dokončeno Digit Audio Disk Committee.

Příklady komprimovaných formátů:

WMA (Windows Media Audio 9 Lossless) je licencovaný formát zvukových souborů vyvinutý společností Microsoft pro ukládání a vysílání. V rámci formátu je možnost kódování zvuku, a to jak se ztrátou kvality, tak bez ní.

FLAC (Free Audio Lossless Audio Codec) je oblíbený formát pro kompresi zvukových dat. Podporováno mnoha audio aplikacemi i zařízeními pro přehrávání zvuku.

Ztrátové zvukové formáty jsou primárně zaměřeny na co nejkompaktnější uložení zvukových dat: není však zaručena dokonale přesná reprodukce nahraného zvuku. Příklady takových formátů:

MP3 je licencovaný formát souboru pro ukládání zvukových informací vyvinutý společností pracovní skupina Fraunhofer MPEG Institute v roce 1994. Na tento moment MP3 je nejznámější a nejoblíbenější z běžných ztrátových digitálních formátů kódování zvuku. Je široce používán v sítích pro sdílení souborů pro přenos hudby. Formát lze přehrát v jakékoli moderní verzi operační systém, na téměř každém přenosném audio přehrávači a je také podporován všemi moderními modely hudební centra a DVD přehrávače.

Vorbis je bezplatný formát pro ztrátovou kompresi zvuku, který se objevil v létě 2002. Psychoakustický model použitý ve Vorbisu je v principu podobný MP3. Podle různých odhadů je tento formát po MP3 druhým nejoblíbenějším formátem ztrátové komprese zvuku. Široce se používá v počítačových hrách a v sítích pro sdílení souborů pro přenos hudby.

AAC (Advanced Audio Coding) je formát zvukového souboru s menší ztrátou kvality během kódování než MP3 se stejnou velikostí. Původně byl vytvořen jako MP3 přijímač s vylepšenou kvalitou kódování, ale v současné době je mnohem méně rozšířený než MP3.

WMA - viz výše.

Počítačová grafika

Tato oblast multimediální technologie je určena k tomu, aby uživateli zprostředkovala vizuální obrazy. První počítacích strojů neměly samostatné nástroje pro práci s grafikou, ale sloužily již k získávání a zpracování obrázků. Počítačová grafika zaznamenala výrazný pokrok s příchodem možnosti ukládat obrázky a zobrazovat je na displeji počítače.

Metodami konstrukce obrazu počítačová grafika lze rozdělit na dvourozměrnou a trojrozměrnou grafiku. Dvourozměrná počítačová grafika (2D) je klasifikována podle typu prezentace grafické informace a výsledných algoritmů zpracování obrazu. Jsou známy následující typy 2D grafiky:

Rastrová grafika. Tento typ dvourozměrné grafiky vždy funguje na dvourozměrném poli (matici) pixelů. Pixel je nejmenší jednotka bitmapa, což je nedělitelný předmět obdélníkového (zpravidla čtvercového) tvaru s určitou barvou. Bez výrazné ztráty vizuální kvality lze rastrové obrázky pouze zmenšit; Zvětšení rastrových obrázků vede ke zvýšení rozlišení obrázku (viz obr. 1). Každý obrázek může být reprezentován v rastrové formě, ale tento způsob ukládání se vyznačuje velkým množstvím paměti potřebné pro práci s obrázky a ztrátami při úpravách.

Obr.3.1. Výsledek zvětšení bitmapového obrázku.

Vektorová grafika. Představuje obrázek jako sadu primitiv, což jsou obvykle body, čáry, kruhy, obdélníky a také splajny určitého řádu. Objektům jsou přiřazeny určité atributy (tloušťka čáry, barva výplně atd.). Výkres je uložen jako sada souřadnic, vektorů a dalších číselných hodnot, které charakterizují sadu primitiv. Obrázek ve vektorovém formátu poskytuje prostor pro úpravy, protože jej lze bez ztráty zmenšovat, otáčet a deformovat (na rozdíl od rastrového obrázku). Přitom ne každý obrázek lze reprezentovat jako sadu primitiv. Tento způsob prezentace je vhodný pro diagramy, používá se pro škálovatelná písma, obchodní grafiku a je velmi široce používán pro vytváření karikatur a jednoduše videí různého obsahu.

Fraktální grafika. V obecném smyslu je fraktálem objekt, jehož jednotlivé prvky dědí vlastnosti nadřazených struktur. Protože k podrobnějšímu popisu prvků v menším měřítku dochází pomocí jednoduchého algoritmu, lze takový objekt popsat pouze několika matematickými rovnicemi.

Trojrozměrná počítačová grafika pracuje s objekty v trojrozměrném prostoru. Výsledky vizualizace trojrozměrného grafu jsou obvykle plochý obrázek, projekce. V 3D grafika všechny objekty jsou obvykle reprezentovány jako soubor povrchů nebo částic. Minimální plocha se nazývá mnohoúhelník. Jako mnohoúhelníky se nejčastěji volí trojúhelníky.

K přenosu a ukládání barvy v počítačové grafice se používají různé formy jejího znázornění. Obecně je barva množinou čísel, souřadnic v nějakém barevném systému. Známé jsou například následující modely podání barev:

RGB (zkratka anglických slov Red, Green, Blue - červená, zelená, modrá) je aditivní barevný model: barvy se získávají přidáním k černé. Jinými slovy, pokud je barva obrazovky osvětlené barevným reflektorem označena jako (r 1, g 1, b 1) a barva stejné obrazovky osvětlená jiným reflektorem je (r 2, g 2, b 2 ), pak při osvětlení těmito dvěma reflektory bude barva obrazovky označena jako (r 1 + r 2, g 1 + g 2, b 1 + b 2). Výběr primárních barev je dán fyziologií vnímání barev sítnicí lidského oka. Barevný model RGB je široce používán v technologii. Televizory a monitory používají tři elektronová děla (nebo tři typy LED, světelné filtry atd.) pro červený, zelený a modrý kanál.

CMYK (z anglického Cyan, Magenta, Yellow, Color - azurová, purpurová, žlutá, barva) je subtraktivní schéma tvorby barev, obvykle používané v tisku pro standardní procesní tisk.

HSV (z anglického Hue, Saturation, Value - tón, sytost, hodnota) je barevný model, ve kterém jsou souřadnicemi odstín, sytost (také nazývaná čistota barev) a hodnota barvy (jas). Tento model je nelineární transformace modelu RGB.

Počítačová grafika představuje jednu z nejmocnějších oblastí ve vývoji výpočetní techniky.

Video

Video (z latinského Video - „sleduji“, „vidím“) - tento termín označuje širokou škálu technologií pro záznam, zpracování, přenos, ukládání a přehrávání obrazového a audiovizuálního materiálu na monitorech.

Nejdůležitějšími charakteristikami video signálu jsou počet snímků za sekundu, rychlost skenování, rozlišení, poměr stran, barevné rozlišení, šířka toku videa a kvalita. Podívejme se na tyto charakteristiky samostatně.

Počet snímků za sekundu (frekvence) je počet statických obrázků, které se navzájem nahrazují při zobrazení 1 sekundy video materiálu a vytvoření efektu pohybu na obrazovce. Čím vyšší je snímková frekvence, tím plynulejší a přirozenější bude pohyb. Minimální ukazatel, při kterém bude pohyb vnímán jako stejnoměrný, je přibližně 10 snímků za sekundu (tato hodnota je pro každou osobu individuální). Kvalitní počítačově digitalizovaný videozáznam obvykle používá snímkovou frekvenci 30 snímků za sekundu.

Skenování video materiálu může být progresivní (progresivní) nebo prokládané (prokládané). Při progresivním skenování se všechny vodorovné řádky (řádky) obrazu zobrazují současně, při prokládaném skenování se střídavě zobrazují sudé a liché řádky. Prokládané skenování bylo vynalezeno pro zobrazování obrázků na obrazovkách a nyní se používá k přenosu videa prostřednictvím „úzkých“ kanálů, které neumožňují přenos obrazu v plné kvalitě.

Jakýkoli video signál je charakterizován vertikálním a horizontálním rozlišením, měřeno v pixelech. Typické rozlišení analogové televize je 720 x 576 pixelů. Nový standard pro digitální televizi s vysokým rozlišením HDTV nabízí rozlišení až 1920x1080 s progresivním skenováním.

Poměr šířky a výšky snímku je nejdůležitějším parametrem v jakémkoli video materiálu. Starý standard, který předepisuje poměr stran 4:3, který se objevil již v roce 1910, je nahrazen standardem 16:9, který více odpovídá přirozenému zornému poli člověka, což je nyní standard pro digitální televize.

Počet barev a barevné rozlišení video signálu jsou popsány výše uvedenými barevnými modely. V počítačová technologie používá hlavně RGB HSV.

Šířka video streamu neboli bitrate (z anglického Bit rate - bitová frekvence) je počet zpracovaných bitů video informace za sekundu času. Čím větší je šířka toku videa, tím je obecně lepší kvalita videa. Například pro formát VideoCD je přenosová rychlost pouze asi 1 Mbit/s, pro DVD - asi 5 Mbit/s a pro formát HDTV - asi 10 Mbit/s.

Kvalita videa se měří pomocí formálních metrik, jako je PSNR nebo SSIM, nebo pomocí subjektivních srovnání pomocí odborníků.

Mezi moderní standardy pro digitální kódování a kompresi video materiálů lze rozlišit následující:

MPEG-2 je skupina standardů pro digitální kódování video a audio signálů. MPEG-2 se primárně používá pro kódování videa a zvuku ve vysílání, včetně satelitního vysílání a kabelové televize. S určitými úpravami se tento formát používá také jako standard pro kompresi DVD.

MPEG-4 je nový mezinárodní standard pro kompresi digitálního videa a zvuku, který se objevil v roce 1998. Používá se pro vysílání ( streamované video), nahrávání filmových disků, videotelefonie a vysílání. Zahrnuje mnoho funkcí MPEG-2 a dalších standardů, přidává funkce, jako je podpora virtuálního značkovacího jazyka VRML pro zobrazování 3D objektů, objektově orientovaných souborů, podpora správy práv a různé typy interaktivních médií.

Ogg Theora je video kodek vyvinutý nadací Xiph.Org Foundation jako součást jejich projektu „Ogg“ (cílem tohoto projektu je integrovat video kodek On2 VP3, audio kodek Ogg Vorbis a mediální kontejner Ogg do jednoho MPEG -4-jako multimediální řešení). Zcela otevřený multimediální formát bez licencí.

V současné době jsou multimediální technologie rychle se rozvíjející oblastí informačních technologií. Tímto směrem aktivně pracuje značný počet velkých i malých firem, technických univerzit a studií (zejména IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel atd.). Oblasti použití jsou extrémně rozmanité: interaktivní školicí a informační systémy, CAD, zábava atd.

Hlavní charakteristické rysy těchto technologií jsou:

Kombinace vícesložkového informačního prostředí (text, zvuk, grafika, fotografie, video) v homogenní digitální reprezentaci;

Zajištění spolehlivého (žádné zkreslení při kopírování) a trvalého uložení (garantovaná doba uložení jsou desítky let) velkých objemů informací;

Snadnost zpracování informací (od rutiny po kreativní operace).

Dosažený technologický základ je založen na použití nového standardu optických médií DVD (Digital Versalite/Video Disk), který má kapacitu řádově několik a desítek gigabajtů a nahrazuje všechny předchozí: CD-ROM, Video-CD , CD-audio. Použití DVD umožnilo realizovat koncept homogenity digitální informace. Jedno zařízení nahrazuje audiopřehrávač, videorekordér, CD-ROM, diskovou mechaniku atd. Z hlediska prezentace informací se optické médium DVD přibližuje úrovni virtuální reality.

Vícesložkové multimediální prostředí je vhodné rozdělit do tří skupin: audio, video, textové informace.

Zvuková sekvence může zahrnovat řeč, hudbu, efekty (zvuky jako hluk, hrom, vrzání atd., spojené označením WAVE). Hlavním problémem při použití této multimediální skupiny je informační kapacita. Chcete-li nahrát jednu minutu zvuku ve špičkové kvalitě WAVE, potřebujete asi 10 MB paměti. K vyřešení tohoto problému se používají metody komprese zvukových informací.

Video sekvence Oproti audiu se vyznačuje velkým množstvím prvků. Existují statické a dynamické videosekvence.

Statická videosekvence zahrnuje grafiku (kresby, interiéry, povrchy, symboly v grafickém režimu) a fotografické informace (fotografie a naskenované obrázky).

Dynamická videosekvence je posloupnost statických prvků (rámců). Lze rozlišit tři typické skupiny:

Běžné video (life video) – sekvence fotografií (24 snímků za sekundu);

Kvazi-video – řídká sekvence fotografií (6–12 snímků za sekundu);

Animace je sekvence ručně kreslených obrázků.

Prvním problémem při implementaci videosekvencí je rozlišení obrazovky a počet barev. Existují tři směry:

Standard VGA udává rozlišení 640´480 pixelů (bodů) na obrazovce s 16 barvami nebo 320´200 pixelů s 256 barvami;

Standard SVGA (512 KB videopaměti, 8 bitů/pixel) poskytuje rozlišení 640´480 pixelů s 256 barvami;

24bitové video adaptéry (2 MB video paměti, 24 bitů/pixel) umožňují použití 16 milionů barev.

Druhým problémem je množství paměti. U statických obrázků vyžaduje jedna celá obrazovka následující množství paměti:

V režimu 640´480, 16 barev – 150 KB;

V režimu 320´200, 256 barev – 62,5 KB;

V režimu 640´480, 256 barev – 300 KB.

Takové významné objemy při implementaci audio a video sekvencí určují vysoké požadavky na informační nosič, video paměť a rychlost přenosu informací.