Средства мультимедиа

 

Компрессионные менеджеры

Для хранения мультимедийной информации (графика, анимация, звук) требуются большие объемы. В большинстве случаев информация хранится в компрессированном виде. Таким образом, перед воспроизведением она должна быть декомпрессирована. Если устройство аппаратно не поддерживает компрессию и декомпрессию, эту задачу выполняют специальные компрессионные менеджеры.

Windows 95/98 включает в себя два типа компрессионных менеджеров:

• ACM (Audio Compression Manager) – использует аудиокодеки для компрессии и декомпрессии аудиоинформации.
• VCM (Video Compression Manager) – использует видеокодеки для компрессии, декомпрессии и фильтрации видеоинформации.

Оба менеджера работают совместно с различными кодеками, предназначенными для компрессии и декомпрессии данных.

 

Кодеки

Windows 9x поставляется с рядом кодеков для компрессии и декомпрессии аудио и видеоинформации. Также возможна установка дополнительных кодеков.

В состав Windows входят кодеки, ориентированные на аудиоинформацию музыкального и голосового качества. Музыкальные кодеки (IMA ADPCM и Microsoft ADPCM) поддерживают аудиоинформацию с качеством, близким к качеству CD-звука, и позволяют компрессировать ее почти в четыре раза по сравнению с оригинальным размером. Голосовые кодеки (Truespeech или GSM) используются для эффективной компрессии аудиоинформации более низкого качества. Большую популярность в последнее время завоевал кодек MPEG-1 Layer 3. С помощью его можно сжимать звук почти в десять раз с качеством, близким к AudioCD.

Для хранения одного кадра полноцветного видеоизображения с разрешением 640х480 требуется около 1 Мб. Таким образом, одна минута видеоинформации в некомпрессированном виде будет занимать около 1 Гб. Даже если емкость современных жестких дисков позволит записать видеоролик в таком формате, то ни одна самая мощная видеокарта не сможет обеспечить такой информационный поток. Поэтому приходится использовать видеокодеки для компрессии видеоинформации. К сожалению при этом происходит потеря качества, но без этого нельзя обеспечить плавное воспроизведение ролика.

Большую популярность завоевали себе кодеки MPEG-1 и MPEG-2, обеспечивающие сжатие видеоданных в десятки раз при неплохом качестве изображения. Они изначально поддерживаются операционной системой Windows. В частности, кодек MPEG-1 используется при записи дисков в формате VideoCD, а MPEG-2 – DVD.

 

 DCI – Display Control Interface

DCI (Display Control Interface – интерфейс управления дисплеем) – это интерфейс, работающий с драйверами дисплея. Он бал разработан совместно фирмами Microsoft и Intel. DCI-совместимые драйверы используются компьютерными играми и различными программами воспроизведения полноэкранной видеоинформации и позволяют обновлять информацию непосредственно в экранном буфере. Этот интерфейс поддерживает также ряд аппаратных расширений в современных видеокартах, включая:

• Аппаратное масштабирование. Если эта возможность реализуется видеокартой, то для изменения размеров изображения не требуется ресурсов центрального процессора.
• Преобразование цветов YUV-RGB для обеспечения лучшего восприятия видеоинформации.
• Двойную буферизацию. Она используется для аппаратного размещения экранных буферов при переключении страниц.
• Асинхронное отображение. Совместно с двойной буферизацией обеспечивает более быстрый вывод информации в экранный буфер.

 

 

 

Прикладные мультимедийные приложения

К прикладным можно отнести мультимедийные приложения, с которыми непосредственно работает обычный пользователь мультимедийного компьютера. В первую очередь это компьютерные игры. Также сюда можно отнести мультимедиа-энциклопедии, видео и аудиоплееры, программы для создания и просмотра презентаций и многие другие.

 

Компьютерные игры

Одними из первых пользовательских мультимедийных приложений были компьютерные игры. Именно игры являются наиболее распространенным программным продуктом, использующим в полной мере все преимущества мультимедиа.

Переворотом в мире компьютерных игр стало появление так называемых 3D-игр, то есть игр, использующих трехмерную графику. В играх необходимо умело сочетать реалистичность объектов с возможностями аппаратной части компьютера, обеспечить приемлемую скорость при хорошем качестве отображения сцен на массовых видеоподсистемах, учитывать не столько реальные характеристики объектов, сколько общее впечатление от игры.

Хорошей в компьютерных играх считается средняя скорость отображения свыше 50 кадров в секунду. Однако отдельные кадры могут выпадать из этого ряда. Если при этом скорость падает ниже 25 кадров в секунду, отображение считается неудовлетворительным.

В играх, в отличии от профессиональных программ создания трехмерных сцен, где используются криволинейные тела, построенные с помощью кривых Безье и сплайнов, все трехмерные объекты строятся на основе полигонов, то есть многоугольников. Считается, что чем больше число таких элементов в трехмерной сцене, тем реалистичнее она выглядит.

Существует правило, согласно которому при среднем числе около 10000 полигонов в сцене обеспечивается приемлемое качество изображения, 50000 полигонов позволяют обеспечить качество, близкое к бытовому видео, свыше 100000 полигонов в сцене позволяет приблизится к фотореализму. Сегодняшний день в мире лучших компьютерных трехмерных игр – это в среднем 15000 – 20000 полигонов в сцене, которые современный 3D-ускоритель способен отображать со скоростью 30 и более кадров в секунду. В ближайшие два года ожидаются игры, использующие до 40000 – 50000 полигонов в сцене. Нет сомнения, что в ближайшем будущем произойдет и переход к стадии фотореализма.

Все выше сказанное смогло воплотиться в реальность только с появлением мощных 3D-акселераторов.

Вообще же в мире выпущено столько игр (и трехмерных и двумерных), что все их пересчитать просто не возможно.

 

Другие мультимедийные программы

Образовательные мультимедийные приложения завоевали сегодня очень большую популярность среди программных продуктов для домашнего компьютера. Оно и понятно – на занимательную учебу всегда спрос. Особой популярностью пользуются обучающие программы иностранного языка, хотя трудно представить, что кто-то смог хорошо выучить язык, используя их. Также большой спрос имеют программы подготовки к поступлению в ВУЗы.

Энциклопедии, справочнике – вот программы, на которые стоит обратить внимание в первую очередь. Именно они сделают компьютер полезным для всей семьи. Технология мультимедиа наделила их поистине бесценными возможностями. Например, на одном или на нескольких компакт-дисках может разместиться мультимедиа-инциклопедия какой-нибудь эстрадной группы. Там могут быть представлены и аудиозаписи, и тексты песен и фотографии, и фрагменты видеозаписей концертов и многое другое.

К отдельной категории можно отнести программы для воспроизведения и просмотра мультимедийной информации: различные плееры и вьюверы.

 

 

 

Заключение

И так, что же такое «мультимедийный компьютер»?

Прежде всего, это компьютер, предназначенный в первую очередь для дома, обучения и развлечений. Ведь ставить в офис мультимедийный компьютер будет неоправданно дорого. Для работы с офисными приложениями, такими как текстовый или табличный редактор, база данных и т.д. вовсе необязательно иметь звуковую карту или мощный 3D-ускоритель.

Во-вторых, мультимедийный компьютер должен иметь следующие основные мультимедийные устройства:

• Видеокарта с 3D-ускорителем, устанавливаемая в слот AGP, желательно с телевизионным тюнером и аппаратным кодеком MPEG, для декодирования VideoCD и DVD. Обязательна поддержка библиотеки Direct3D. Частота RAMDAC должна быть не ниже 170 МГц и глубина цвета не менее 8 бит на каждый канал.
• Дисковод для компакт-дисков CD-ROM, читающий диски CD-ROM, CD-R и CD-RW.
• Желательно наличие привода DVD. Сейчас дисковод DVD имеется не на многих компьютерах из-за его высокой цены. Однако, как многие утверждают, DVD – дисковод, который в будущем должен заменить  CD-ROM. Уже сейчас ему найдено применение. Например, полная версия мультимедиа-энциклопедии Кирилла и Мефодия распространяется на DVD. В основном же на DVD сейчас распространяются фильмы.
• 16-битная звуковая карта с частотой квантования не менее 44 кГц в форм-факторе PCI. На звуковой карте должен быть установлен табличный синтезатор. Звуковая карта должна поддерживать полный дуплекс.

В-третьих, на компьютере должна быть установлена операционная система, поддерживающая и обеспечивающая работу всех мультимедийных устройств, включая их специфические функции. Следует отметить, что наиболее подходящей операционной системой для мультимедийного компьютера является Windows 98 или Windows ME. Она позволяет наилучшим образом использовать возможности компьютера и в частности его мультимедийных компонентов.

Таким образом, мультимедийный компьютер – это компьютер, обеспечивающий полнофункциональную работу мультимедийных программ, то есть имеющий возможность воспроизводить различные звуки, музыку и видеоданные, просматривать графические изображения.

 

Приложение

Рекомендации относительно состава компьютерных систем спецификации PC99

Класс системы: Entertainment PC
Конфигурация	Минимальная	Рекомендуемая
Требования к системе	Процессор 300 МГц, кэш 128 Кб, ОЗУ 64 Мб	Не определены
Системные шины	Два порта USB. Отсутствие шины ISA.	Три порта с интерфейсом IEEE1394. Отсеки для других устройств.
Устройства ввода-вывода	Клавиатура, мышь, порты: последовательный и параллельный.	Использование интерфейсов USB и IrDA
Графическая система	Интерфейс AGP. Аппаратное ускорение 3D-графики	Монитор не менее 19”. Телевизионный выход. Прием цифрового вещания. Аналоговый видеовыход, захват видеокадров
Аудиоустройства	Звуковая карта USB или PCI	Цифровая обработка и синтез звука
Хранение данных	Накопитель на жестких дисках, CD-ROM или дисковод DVD	Хост-контроллер IEEE1394 для внешних устройств

 

 

 

Системные требования для компьютерных систем спецификации PC2001

Класс системы: PC System
Процессор	Тактовая частота 667 МГц
Кэш	128 Кб
ОЗУ	64 Мб, 128 Мб для компьютеров на базе ОС Windows 2000
Управление питанием	Поддержка ACPI 1.0b
Системные шины	USB обязательно. Шины PCI  и SCSI необязательно. Отсутствие шины ISA
Порты	2 порта USB, доступных для пользователя
Устройства ввода-вывода	Порт USB заменяет устаревшие параллельный и последовательный порты как доминирующий разъем. Если возможно, устаревшим портам строго придерживаться требований PC 2001. Система должна поддерживать отдельный, физически изолированный трансивер для каждого инфракрасного (IR) протокола
Графическая подсистема	Интерфейс AGP. Аппаратное ускорение 3D-графики. Минимальное разрешение экрана 1024х768. Обязательна способность воспроизведения видео. DVI, аналоговый видеовход и захват видео, если возможно
Аудиоустройства	Звуковая карта USB или PCI
Хранение данных	Накопитель на жестких дисках, CD-ROM или дисковод DVD

 

Список литературы

1. Борзенко А.Е., Федоров А.Г. «Мультимедиа для всех» – М.: КомпьютерПресс, 1996
2. Гук М. «Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия» – СПб.: Питер, 2001
3. Дьяконов В.П. «Популярная энциклопедия мультимедиа» – М.: ABF, 1996
4. Журнал «КомпьютерПресс» № 12’2000 – М.: КомпьютерПресс, 2000
5. Колаич Н.И. «Ремонт CD-проигрывателей: принципы работы, типичные неисправности» – М.: Радиотон, 1998
6. Леонтьев В. «Персональный компьютер. Универсальный справочник пользователя 2000» – М.: Олма-пресс, 1999
7. Мураховский В.И., Евсеев Г.А. «Железо персонального компьютера. Практическое руководство» – М.: ДЕСС КОМ, 2001