Техника - молодёжи 2005-07, страница 37

КОМПЬЮТЕР НАТВОЕМ СТОЛЕ

МУЛЬТИМЕДИА ДЛЯ ФАНОВ И ПРОФАНОВ

Если вы попросите пятерых своих знакомых определить, что такое мультимедиа, то, скорей всего, получите пять различных определений, весьма запутанных и порой противоречащих одно другому. Вместе с тем, мультимедиа обозначает совокупность средств для использования различной аудиовизуальной информации, включающих в себя аппаратуру и программы воспроизведения текста, графики, движущихся образов и т.п.

В мире персональных компьютеров мультимедиа добавила к предоставляемой информации звук, видео, и анимацию. В последние годы технология мультимедиа достигла потрясающих успехов благодаря появлению специальных высокопроизводительных видео-, и аудиопро-цессоров, повышению скорости и увеличению объема памяти основных процессоров и усовершенствованиям в области техники сжатия информации (алгоритмы кодирования и декодирования).

Для лучшего понимания материала дадим некоторые определения:

Анимация («оживление», ранее чаще употреблялся термин «мультипликация») -создание серии рисунков, отображающих дискретные фазы какого-то процесса, которые выводятся с достаточно большой частотой, создавая иллюзию движения.

Пиксел (или пиксель) - минимальный элемент (точка) изображения.

Разрешение - число пикселов на единицу длины или площади в кадре изображения.

ТВ-прием - телевизионные сигналы, принимаемые компьютером и направляемые на монитор для отображения.

Трехмерная графика - графика, создаваемая компьютером и создающая иллюзию пространственной глубины.

MIDI - технология создания музыкальных файлов при помощи компьютера

Кодек - программа компрессии/декомпрессии видеоданных и звука, применяемая для сжатия в связи с большим объемом передаваемой информации.

Появление компакт-диска (CD) позволило мультимедиа вырваться на широкий потребительский простор. Графика, анимация, кино, видео, звук стали доступны простому пользователю и произвели настоящий переворот в области коммуникации. Магнитная и фотопленки, бывшие несомненными и бесспорными лидерами в области записи и хранения видео, и ау-диоизображений, потеряли свое лидирующее положение.

Сфера применения CD столь стремительно расширяется, что начинающему пользователю очень легко запутаться в обилии стандартов, форматов, типов видеопроигрывателей, типов (расширений) видеофайлов и воспроизводящих эти файлы видеоконтроллеров (видеокарт).

Напомним, что CD-ROM - это оптический носитель информации, на котором может храниться до 640 - 700 Мб информации, что соответствует примерно 350 тыс. страниц текста, 75 мин высококачественного звучания или одному полноценному кинофильму. С CD-ROM нужно также аккуратно обращаться, как со всеми оптическими устройствами, чтобы не нанести на его поверхность царапин или следов жира с пальцев рук.

Из-за большого размера файлов, создаваемых программами мультимедиа, работа без сжатия информации была бы практически невозможной. Сжатие осуществляется с помощью определенных алгоритмов. Чтобы воспроизвести файл, его нужно распаковать. Различные алгоритмы дают разные коэффициенты сжатия (отношение размеров сжатого и исходного файлов). Существуют алгоритмы, которые производят несильное сжатие без снижения качества оригинального образа. С другой стороны, сжатие с потерями позволяет значительно уменьшить размер исходного файла, порой с незначительным снижением качества оригинала.

Для сжатия используется кодирование повторяющихся символов и групп символов или передача только изменяющейся части растра. Например, вместо передачи 20 раз подряд комбинации «красный пиксел» передается комбинация «двадцать красных пикселов». Сжатие с потерями можно сравнить с техникой быстрого письма, когда отбрасываются все гласные звуки, а записываются только согласные. При этом, конечно, возможна неправильная интерпретация, но в видео и графике можно и не заметить некоторых пропусков информации. Например, при воспроизведении файла в графическом формате JPEG можно заметить некоторое сглаживание графики и небольшую потерю детализации, но размер исходного файла при этом уменьшается в 10 - 15 раз.

Для того чтобы компьютер мог отыскать на CD-ROM нужную информацию, данные должны быть специальным образом организованы. Поэтому данные записываются на диске в соответствии с определенными правилами (стандартами). Когда в процессе считывания данных в их потоке встречается особая комбинация битов, компьютер распознает формат и

ФОРМАТЫ DVD-дисков

DVD-5*

(Single-side, single-layer disk) -односторонние однослойные диски с емкостью 4,7 Гб DVD-9

(Single-side, double-layer disk) -двухслойные односторонние диски емкостью 8,5 Гб DVD-10

(Double-side, single-layer disk) -двухсторонний диск с одним информационным слоем на каждой стороне емкостью 9,4 Гб DVD-18

(Double-side, double-layer disk) -двухсторонний диск с двумя информационными слоями на каждой стороне, имеющий емкость 17 Гб *) цифра в наименовании - округленное значение емкости диска

структуру расположения информации на диске.

Если бы в свое время не были разработаны и приняты стандарты на форматы представления данных на CD-ROM, индустрия мультимедиа не появилась бы вовсе. Каждая фирма-изготовитель выпускала бы свои собственные накопители и диски к ним, и ни о какой взаимной совместимости не было бы и речи, а следовательно, и спрос на такие уникальные изделия был бы невелик. Естественно, стандарты представления данных развиваются и изменяются вместе с достижениями технологии изготовления CD и алгоритмов кодирования и сжатия информации.

Существующие стандарты записи и хранения видео- и аудиоинформации: PAL, SECAM, NTSC. Стандарт PAL определяет, что телевизионный кадр должен содержать 576 строк, при этом каждая строка имеет 720 точек. Таким образом, телевизионный кадр представляет собой матрицу из 720x576 точек (пикселов). Чтобы уменьшить мерцание телеэкрана, каждый кадр составляется из двух полей -четных и нечетных строк. Естественно, что PAL описывает аналоговый способ записи телевизионного и видеомагнитофонного сигналов. То же самое можно сказать и относительно стандартов SECAM (625 строк) и NTS С (525).

Для цифровых сигналов были разработаны специальные стандарты сжатия движущихся изображений и звука (MPEG). Эти форматы обеспечивают значительную компрессию с некоторой потерей качества и имеют настройки по скорости потока данных, но не в процентах качества.

MPEG-1: стандарт разработан в 1992 г. с учетом возможностей двухскоростных CD-ROM и 486-х компьютеров и в настоящее время постепенно сходит со сцены.

MPEG-2: стандарт принят в 1994 г. Первично разрабатывался для цифровой передачи аудио-и видеосигнала с вещательным качеством. В настоящее время используется для CD ROM и в DVD, а также в цифровом кино, телевидении и телевидении высокого разрешения.

MPEG-3: вначале разрабатывался для телевидения высокой четкости (HDTV), но позже стал частью стандарта MPEG-2 и отдельно теперь не упоминается.

MPEG-4: стандарт обеспечивает сильное сжатие и рассчитан на относительно низкие скорости потоков данных (напр., по телефонным линиям) для применения в видеотелефонах, мультимедийной электронной почте, электронных информационных изданиях и т.п.

МРЗ: полное название - MPEG Audio Layer 3. Предназначен для сжатия аудио, используя компрессию с потерями. Для этого из исходного материала удаляется информация, слабо воспринимаемая человеческим ухом. Считается лучшим по соотношению качество/объем и сегодня широко используется в технике цифровой звукозаписи.

VCD (Video CD,) SVCD (Super Video CD) -форматы малой емкости. Хорошо подходят для хранения домашних видеофильмов, длительность которых обычно не превышает 20 - 40 мин, поскольку для записи долгих по времени видеофильмов требуется высокая компрессия данных и потому возможны искажения изображения. Стандарт цифровой записи видео в формате MPEG-1 на обычный CD диаметром 120 мм

texi

;а-молодеж

7' 2 0 0 5