ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Понятие "мультимедиа" настолько широко и расплывчато, что в него можно
включить огромный спектр программного и аппаратного обеспечения, от 8-битной
звуковой платы и накопителя для компакт-дисков с одинарной скоростью до
профессиональных программ и компьютеров, используемых при создании специальных
киноэффектов и даже целых компьютерных фильмов.
Мультимедиа - это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением
интерактивного программного обеспечения.
Мультимедиа - продукты можно разделить на несколько категорий в зависимости
от того, на какие группы потребителей они ориентированны. Одна предназначена
для тех, кто имеет компьютер дома, - это обучающие, развивающие программы,
всевозможные энциклопедии и справочники, графические программы, простые
музыкальные редакторы и т.п. Компакт-диски с программами пользуются такой
популярностью у пользователей домашних мультимедиа-систем, что количество
предлагаемых на рынке наименований компакт-дисков ежегодно удваивается.
Другая категория - это бизнес приложения. Здесь мультимедиа служит для иных
целей. С ее помощью оживают презентации, становится возможным организовать
видеоконференции "в живую", а голосовая почта настолько хорошо заменяет
офисную АТС, что обычный телефон начинает восприниматься как архаизм. а есть
еще немногочисленная группа продуктов, ориентированных исключительно на
профессионалов. Для них предлагаются средства производства видеофильмов,
компьютерной графики, а также домашние музыкальные студии.
Звук
Мультимедиа начиналось со звука, поэтому вполне логично, что это направление
наиболее развито. Звуковые устройства значительно видоизменились в ходе
эволюционного развития. Сейчас очень интересно проследить изменение подхода
к проектированию звуковых плат для компьютеров, а также определить цели, для
которых они предназначались.
Давно, еще до появления SoundBlaster, обладатели PC, XT и FT/286 пытались
самостоятельно заставить компьютер зазвучать. Тот скрип, который выдавливал
из себя динамик, звуком можно было назвать лишь с большой натяжкой. Хотя и
здесь были свои достижения.
Потом появились аппаратные средства синтеза звука. Covox и SoundBlaster
-наиболее известные из них. Современные звуковые платы, конечно же ушли очень
далеко от первых разработок. Если в начале аудиокарты обеспечивали
моноканальный сигнал с максимальной частотой от 8 до 10 КГц, то сейчас они
позволяют получить стереозвук с частотой дискретизации до 44 КГц (с такой
частотой записываются компакт-диски для обеспечения идеального качества звука).
Метод синтеза звуковых сигналов, использующийся в большинстве разработок, давно
перестал удовлетворять притязательных пользователей, т.к. метод частоты
модуляции (FM -Frequency Modulation) обеспечивает не очень естественный звук.
Выход был только один - перевести в цифровую форму звучание настоящих
инструментов и переписать их в память звуковой платы. Это произвело настоящую
революцию в компьютерном аудиомире. Впервые профессиональные музыканты
задумались о персональном компьютере с хорошей аудиоплатой как о дешевой
альтернативе обычной домашней студии. Такая система по качеству ничем не
уступает обычному студийному оборудованию, а по удобству значительно ее
превосходит. Можно подключить синтезатор к аудиовходу компьютера и наиграть
мелодию, а потом, при помощи специальной программы, ее обработать. Можно менять
высоту тона, длительность звучания, тип инструмента. Можно регулировать даже
такие параметры, как скорость нажатия и отпускания клавиши.
Другое очень интересное применение звука в персональных компьютерах -
всевозможная работа с речью. Компьютер уже можно научить распознавать
голосовые команды, что очень ускоряет и облегчает работу при необходимости
частого ввода повторяющихся команд с клавиатуры. Есть программы, позволяющие
распознавать произнесенный текст и вводить его сразу в текстовый процессор.
Но самое неожиданное применение звука в ПК - это использование голоса
пользователя для защиты от несанкционированного доступа. Стоит провести
соответствующую настройку ( произнести в микрофон несколько слов и
отрегулировать чувствительность ) - и постороннему человеку будет уже
практически невозможно "влезть" в защищенный таким образом ПК.
Наиболее интенсивно звук используется в играх и обучающих программах.
Практически все выпускаемые игрушки имеют звуковые стереоэффекты. Некоторые
мелодии из компьютерных игр стали настолько популярными, что даже продаются
отдельно на кассетах. Мультимедиаприложения, использующиеся для
образовательных целей, переживают настоящий бум. С их помощью изучают языки,
обучают детей математике и чтению, и т.п. С помощью мультимедиаэнциклопедий
можно путешествовать по всему миру, осматривать достопримечательности, и
получать при этом подробные пояснения.
Компьютерная графика
Понятие компьютерной графики очень обширно, и однозначно нельзя сказать, что
оно в себя включает. Для одних это архитектурный дизайн, для других - новые
возможности в технике рисования и т.д.
Конечно, одно из наиболее интересных и перспективных направлений в этой
области - это трехмерное моделирование. Что вы сможете создать в такой
программе - зависит только от вашего воображения, ну и еще, конечно, от
возможностей программы. Для дорогих графических рабочих станций, типа Indigo
фирмы Silicon Graphics, предлагаются мощнейшие анимационные пакеты (Alias
PowerAnimator, SoftImage). Цены здесь впечатляют - 30 тысяч долларов за
рабочую станцию и до 10 тысяч долларов за пакет анимационных программ.
Возможности этих программ поистине безграничны. Великолепный интерфейс модуля
работы с материалами, кинематика, алгоритмы расчета сложных поверхностей -
всего не перечислить.
Видео.
Видимо, уже в ближайшее время "живое" видео (примерно то, что вы видите на
экранах кинотеатров и телевизоров) на персональном компьютере будет таким же
привычным делом, каким сегодня является, например, 24-разрядное представление
цветовой палитры. Станут обыденными такие понятия, как видео базы данных,
видеоэлектронная почта и видеоконференции. С передачей и воспроизведением
звука, текста и графики уже сейчас не возникает больших затруднений, так что
дело только за видео. Персональный компьютер как устройство обработки цифровых
данных не может использовать аналоговый сигнал, так сказать "напрямую", и
перед вводом в компьютер любой аналоговый сигнал должен быть предварительно
представлен цифровым кодом...
Очевидно, что ни по возможностям хранения, ни по скоростям передачи
информации персональные компьютеры совершенно не способны решать подобные
задачи. Что же делать?
Надо каким-то образом сократить поток данных. Использование имеющихся
технических средств не могут привести к решению поставленной задачи. Пора
обратится к специализированным средствам, обеспечивающим работу со сжатием
данных.
Любые методы сжатия данных основаны на поиске избыточной информации и
последующем ее кодировании с целью уменьшения объема. В настоящее время
существует несколько методов сжатия данных, которые в зависимости от решаемой
задачи могут использоваться с теми или иными модификациями, и если уж не
обилие, то по крайней мере, достаточное количество программно-аппаратных
средств для работы с видео информацией, использующих алгоритмы сжатия данных.
Как правило их объединяют под общим названием "кодеки" (CODEC,
COmpressor-DECompressor). Всеобщее признание получили, например, такие кодеки,
ставшие промышленными стандартами, как Cinepak, Motion JPEG и Indeo. Все эти
средства используют, вообще говоря, одинаковые или во многом похожие алгоритмы
сжатия. Алгоритмы для кодеков делятся на внутрикадровые и межкадровые
(intraframe и interframe). Внутрикадровое сжатие может выполняться для
каждого кадра. Межкадровое сжатие использует информацию об изменениях кадров.
Не все кодеки используют совместно внутри- и межкадровое сжатие, от чего
естественно, зависит степень компрессии информации.
ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДЕ МУЛЬТИМЕДИА
Стандарт MPC (Multimedia Personal Computer)
Применение в компьютерах CD-ROM дисководов для сохранения графических файлов и
файлов звукового сопровождения предъявило известные требования к
производительности компьютерной системы. Возможность записи на дисководе
CD-rOM аудиоинформации, а также ее ввод и вывод через аудиоадаптер - это два
безусловных элемента, которыми должен обладать персональный компьютер для
мультимедиа (MPC). Если компьютер несет на себе знак качества MPC - это
является гарантией того, что данный персональный компьютер отвечает тем
минимальным требованиям, которые предъявляет мультимедиа. Изготовители
аппаратных средств, пожелавшие украсить свое изделие таким знаком, должны
обратиться в совет по маркетингу персональных компьютеров для мультимедиа,
который заседает в Нью-Йорке, и, предъявив свое изделие, доказать, что оно
отвечает этим требованиям. Как только все пункты этих требований будут
выполнены, изготовитель имеет право рекламировать свое изделие со знаком MPC.
Уровень требований стандарта MPC в его первой редакции был не слишком
высокий, так как даже владельцу компьютера с процессором 80286 была открыта
дорога к приложениям мультимедиа.
В настоящее время перечень требований изменен. Компьютер для мультимедиа
сегодня должен отвечать следующим требованиям:
Требования к аппаратной части
- Персональный компьютер, работающий на микропроцессоре не ниже PII233.
- Оперативная память (rAM) не менее 128Мбайт
- Накопитель на жестком диске емкостью не менее 10 Gбайт.
- Накопитель на гибком магнитном диске 3 1/2 дюйма емкостью 1,44 Мбайт.
- Манипулятор типа "мышь".
- Дисплей и адаптер, обеспечивающие графический режим типа SVGA с разрешением
1024х468 точек в режиме TrueColor.
- Дисковод для компакт-дисков (CD-rOM), совместимый с MPC 32х.
- Аудиосистема.
- Порт ввода/вывода MIDI.
Требования к программному обеспечению
Для компьютеров, работающих в мультимедиа, требуется операционная система с
графичексим интерфейсом.
В результате совместной работы IBM и Microsoft были созданы различные
спецификации, которые определяют общий формат данных, а также программные
интерфейсы.
- rIFF (resource Interchange File Format) определяет формат данных;
- MCI (media Controll Interface) - это программный интерфейс для взаимодействия
периферии мультимедиа (видеопроигрывателя, видеорекрдера и др.) с функциями
мультимедиа;
- DV-MCI (Digital Video MCI) - представляет собой программный интерфейс,
позволяющий объединять цифровые видеоизображения. Он позволяет обрабатывать
как цифровые видеоизображения (например, Intel-DVI Actionmedia-Board), так и
созданные чисто программным путем движущиеся изображения (например,
видеоизображение Iterated Systems и Microsoft Audio Video Interleaved [AVI]).
Чтобы можно было реализовать приложения мультимедиа в среде windows, фирмой
Microsoft был выпущен специальный пакет программ для создания мультимедиа под
названием Multimedia Viewer Publishing Toolkit . Этот пакет состоит из
следующих четырех частей:
- Multimedia Extensions - содержит библиотеки, драйверы и приложения и
расширяет windows для интеграции с мультимедиа.
- API (Aplication Programming Interface) - данная часть (содержащая библиотеки
для языка Си, исходные файлы и отладчик для нахождения ошибок в программе)
используется при создании программ, которые запускаются с расширением
мультимедиа.
- Viewer Author Toolkit - эта часть предназначена для разработчиков средств
мультимедиа, чтобы создавать и проводить презентации с текстом, изображением,
звуком и анимацией.
- Data Preparation Tools - последняя часть, которая также важна для
разработчиков, так как содержит программы, позволяющие подготавливать
звуковые файлы и файлы изображения для включения в программы мультимедиа,
то есть соответствующие файлы должны быть обработаны и конвертированы в
необходимый формат.
|
