История развития мультимедийных средств. Представления графики, звука и видео в компьютерных системах

6. Видео и анимация.       

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по предмету:  «Информатика»  

на тему: «Возможности средств  мультимедиа 

и перспективы  их использования».  

УФА , 2005

Содержание Введение--------------------------------------------------------------------------------------3 1.Теоретическая часть--------------------------------------------------------------------- 4   1.1 Введение-----------------------------------------------------------------------4   1.2 Мультимедийные технологии-------------------------------------------- 5   1.3 Аппаратные и программные средства создания проектов----------7   1.4 Перспективы использования----------------------------- ---------------14   1.5 Заключение -----------------------------------------------------------------16  2. Практическая часть--------------------------------------------------------------------17   2.1 Общие характеристики задачи------------------------------------------17   2.2 Описание алгоритма решения задачи---------------------------------18   2.3 Выбор ППП-----------------------------------------------------------------19   2.4 Результаты выполнения контрольного примера--------------------19   2.5 Инструкция пользователя------------------------------------------------20 Список использованной литературы--------------------------------------------------25

Введение

Актуальность темы теоретической  части курсовой работы обусловлена  тем, что мультимедийный продукт  позволяет собрать воедино огромные и разрозненные объемы информации, дает возможность с помощью интерактивного взаимодействия выбирать, интересующие в данный момент, информационные блоки, повышает эффективность восприятия информации.

Цель курсовой работы рассказать о возможностях  и перспективах  использования средств мультимедиа.

Исходя из поставленной цели работы, основное внимание было уделено  решению следующих взаимосвязных задач:

- изучить возможности мультимедийных технологий

- рассмотреть аппаратные и программные средства создания проектов

- проанализировать перспективы использования средств мультимедиа

В практической части курсовой работы, необходимо используя ППП,  создать:

- таблицу данных «Автомагазин», включающую таблицы «Модели автомобилей» и «Клиенты и заказы»

- запрос для определения количества заявок на определенную модель

- запрос для определения клиентов из данного города с указанием всех характеристик заказанных ими автомобилей

- отчет «Модели автомобилей»

- отчет «Обзор заказов»

Для выполнения и оформления данной курсовой работы был  использован компьютер  на базе Intel Pentium IV , 1.7MHz , 256 Мб ОЗУ. Программы Microsoft Access 2000 и Microsoft Word 2000.

1. Теоретическая часть Введение

Многие  привыкли думать, что  мультимедиа это  колонки с сабвуфером, звуковые карточки, CD-ROM, DVD, цифровые фото или  видеокамеры. 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. [1]

Появление средств 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.

К средствам  мультимедиа  предъявляются некоторые требования, как к программному обеспечению, так и к оборудованию. С каждым годом планка поднимается всё выше и выше, так как современного пользователя уже трудно чем-нибудь удивить и, к примеру, заставить ломать глаза у 14-ти дюймового монитора, получать из принтера чёрно-белые картинки низкого качества. И современный PC фактически является домашним кинотеатром с расширенными возможностями. [8]

1.1 Мультимедийные технологии

Мультимедиа технологии - возможность  представления информации пользователю во взаимодействии различных форм (текст, графика, анимация, звук, видео) в интерактивном  режиме.

Технологию  мультимедиа составляют специальные аппаратные и программные  средства.

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;

- возможность увеличения (детализации) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении  при сохранении качества изображения;

- 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;

- 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;

- 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;

- возможность "свободной" навигации по информации и выхода в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта.

Возможности технологии мультимедиа  безграничны. В бизнес-приложениях  мультимедиа в  основном применяются  для обучения и  проведения презентаций. [7]

1.2  Аппаратные и программные средства  создания проектов

Для построения мультимедиа системы  необходима дополнительная аппаратная поддержка.

К аппаратным средствам  мультимедиа относятся:

· Средства звукозаписи;

· Звуковоспроизведение;

· Манипуляторы;

· Средства «виртуальной реальности»;

· Носители информации (CD-ROM);

· Средства передачи;

· Средства записи;

· Обработки изображения;

Звуковые карты

С течением времени перечень задач выполняемых  на ПК вышел за рамки  просто использования  электронных таблиц или текстовых  редакторов. Компакт- диски со звуковыми  файлами, подготовка мультимедиа презентаций, проведение видео  конференций и  телефонные средства, а также игры и  прослушивание аудио CD для всего этого  необходимо чтобы  звук стал неотъемлемой частью ПК. Для этого  и необходима звуковая карта.

Воспроизведение звука

Современные средства мультимедиа  дают качество стереозвука, удовлетворяющее  самым придирчивым  требованиям HiFi (сокращенно это означает высокую верность воспроизведения). Современные платы синтеза звука способны синтезировать звучание одновременно 20 и более музыкальных инструментов, создавая при этом множество специальных звуковых эффектов - плавное изменение громкости каждого инструмента, вибрацию звуков, их модуляцию по частоте и т.д. Появилась возможность записи звуковых сигналов на магнитные носители ПК в виде файлов и их сложной математической обработки - например, наложения сигналов, фильтрации шумов и т.д.

Сейчас  HiFi-звучание неразрывно связано с лазерными аудиодисками (или компакт-дисками CD), использующими цифровые методы кодирования звуковых сигналов. [2]

Манипуляторы

Простым, удобным и популярным средством для  управления компьютером  является мышь. Компьютерная мышь – весьма полезное устройство ввода  информации в компьютер, позволяющее во многих случаях практически  полностью заменить громоздкую клавиатуру.

Существуют  не только механические мышки, но и оптические, в которых направление  и скорость движения определяется по отражению  света. Бывают беспроводные мышки и даже миниатюрные беспроводные мышки, которые при работе одевают на палец как перстень.

Шаровой манипулятор выполняет  ту же работу, что  и мышь. Да и внешне он выглядит как механическая компьютерная мышь, перевёрнутая на спину. Шарик, по которому ездит  мышь и который  находится у неё  внизу, у манипулятора расположен на виду – сверху. Он вмонтирован  обычно в корпус компьютера или в клавиатуру. Для управления компьютером  этот шарик вращают  в разных направлениях пальцами. Рядом с  шариком размещены  клавиши манипулятора. Манипулятор более  точен, чем мышь, поскольку  шарик в нём  крупнее, да и вращают  его более чувствительными  пальцами, а не грубой кистью.