Тема 2. Аппаратное и программное обеспечение мультимедиа

       Для работы с мультимедийными ресурсами необходимо соответствующее оборудование.

       Минимальной конфигурацией мультимедийного компьютера считается:

- процессор Pentium;

- тактовая частота 75 МГц;

- ОЗУ 8 Мб;

- жесткий диск не менее 540 Мб;

- графическая плата VGA (640x480 точек в режиме 256 цветов или 800х600 точек в режиме 16 цветов);

- дисковод CD-ROM, поддерживающий скорость передачи данных 600 Кб/с со средним временем доступа 250 мс;

- аудиоплата с 16-битовым звуком и MIDI-порт;

- видео MPEG1 (аппаратное или программное), поддержка синхронизированного аудио-видео потока с разрешением 352х240 при 30 fps (frame per second - кадров в секунду);

- мышь и клавиатура.

       На компьютерах такого уровня можно получить хорошее изображение графических объектов, продемонстрировать реально движущееся видео, прослушать мелодию, воспроизводящуюся с качеством, не уступающим качеству звучания бытовых аудиоприборов.

       Дополнительно к персональному компьютеру можно подключить множество различных устройств.

       Для ввода и вывода информации потребуется наличие таких устройств, как:

       - принтер – устройство для вывода текста и другой графической информации на бумагу;

       - сканер – устройство для ввода изображений с бумаги или слайдов;

       - стример – устройство для быстрого сохранения информации на кассетах, похожих на кассеты магнитофонов, но большего размера;

       - плоттер – устройство для вывода рисунков и другой графической информации на бумагу,  его скорость значительно ниже, чем у принтера, но качество печати – выше;

       - факс-модем – для подключения с локальными или глобальными компьютерными сетями);

       - звуковые колонки для воспроизведения звука;

       - TV-тюнер для приема теле или радиопередач;

       - джойстик – манипулятор в виде укрепленной на шарнирах ручки с кнопками, который используется для управления объектами в компьютерных играх;

       - различного типа внешние накопители для хранения данных;

       - технические средства для создания виртуальной реальности – всевозможные шлемы и очки, оснащенные стереофоскопическими средствами обзора и системами стереофонического и панорамного звучания, перчатки и даже костюмы с тактильными датчиками для действий в трехмерном пространстве, руль, педали и т.п.

       Некоторые устройства могут быть внешними, т.е. подключаться к компьютеру через разъемы, расположенные на задней стенке системного блока.

       Для некоторых устройств необходимы специальные электронные платы (контроллеры), которые вставляются в один из унифицированных разъемов (слотов расширения), расположенных на материнской плате. Контроллер монитора называют видеоадаптером.

       Слоты расширения имеют различные размеры и соответствуют разным типам плат. Известны платы расширения и соответствующие слоты – ISA, EISA, MCA, USB (к одному USB каналу можно подключить до 127 внешних устройств) и др.

       Важным параметром, определяющим скорость компьютера, является объем его оперативной памяти. Как минимум, она должна быть не менее 32 Мбайт.

       Жесткий диск (винчестер) мультимедийного компьютера должен быть по возможности быстрым и большим. Одна минута высококачественного звука требует до 10 Мбайт. Видеозаписи требуют на порядок больше пространства жесткого диска.

       Конструктивно аудиоадаптер – это обычная печатная плата с набором аудиокомпонентов. Плата вставляется в системный блок компьютера в один из свободных разъемов расширения материнской платы персонального компьютера. К аудиоадаптеру подключается микрофон, проигрыватель звуковых компакт-дисков, стереофонические звуковые колонки и другие устройства, например обычный бытовой аудиокомплекс или внешний усилитель аудиосигналов.

       Одним из наиболее распространенных видов звуковых карт (плат) является карта Sound Blaster (орудие звука), которая была разработана пионером мультимедийных средств – фирмой Creative Labs.

       Плата преобразует звуковые сигналы в цифровые, которые способен воспринимать компьютер. Программное обеспечение, установленное на этой плате, не только обеспечивает полное преобразование звука, но и позволяет его многократно сжимать без существенной потери качества.

       В звуковую плату встроен электронный синтезатор музыкальных звуков и программно управляемый смеситель звуков от различных источников – микшер. После цифровой обработки сигналы вновь превращаются в обычные аналоговые звуковые и прослушиваются через стереофоническую акустическую систему или стереонаушники.

       Для вывода на экран текстовой и графической информации используется монитор. Мониторы бывают цветные и монохромные. Они могут работать в разных режимах, в зависимости от назначения.

       ТВ-тюнеры и видеоплаты обработки видеоизображений – видеобластеры (от англ. Video Blaster – орудие видео). Они позволяют создавать изображения телевизионного качества и выводить окошко с ним как на экран дисплея персонального компьютера, так и на экран обычного телевизора. Платы, позволяющие записывать изображения прямо с видеовыхода телевизора, видеомагнитофона, телекамеры и цифровых фотоаппаратов, получили название плат видеозахвата (видеограбберов). Платы захвата видеокадров бывают двух типов – для захвата отдельных кадров и для захвата видеопоследовательностей. При записи в файл компьютеры выполняют компрессию видеоданных, а при воспроизведении – декомпрессию. Эти операции можно организовать программно или аппаратно. Имеются и смешанные варианты.

       Мультимедиа – это новая технология создания современных пользовательских программных продуктов. Она избавляет конечного пользователя-непрофессионала от необходимости довольно сложного создания таких программных объектов, как диалоговое меню, красочные изображения, синтезируемые звуки, звуки речи и музыки, разнообразные

эффекты динамической графики и т.д. Все это реализовано специализированными мультимедиа-программами, которые можно использовать в авторских разработках, созданных с применением этих оболочек, или в программах на Бейсике или Паскале.

       Процесс создания мультимедийных программ: из больших объектов (готовых записей, звуков и рисунков, программ – проигрывателей файлов, заготовок меню и т.д.) строится программа с великолепным пользовательским интерфейсом.

       Изменение мультимедийной программы делается довольно просто и быстро.

Средства подготовки презентаций.

       Средства подготовки презентаций – это инструменты подготовки и проведения презентаций, позволяющие четко структурировать, хорошо иллюстрировать и профессионально представлять идеи и достижения. В качестве средства отображения созданных презентаций, обычно используют проецирование экрана компьютера через прозрачную жидкокристаллическую панель, 35 мм слайды, странички Web-сайтов.

       В средствах создания презентаций реализованы эффекты анимации, обогащающие презентации неожиданными и впечатляющими вариантами воспроизведения отдельных элементов каждого слайда. Текст можно заставить появляться «наплывом» издалека так же, как приближается быстро движущийся в сторону смотрящего объект. Предусмотрен и механизм фоновой проверки орфографии.

 

Звук в компьютере. Технология работы со звуком.

       Существуют две технологии записи и воспроизведения звука: аналоговая и цифровая.        Известные бытовые магнитофоны и проигрыватели долгоиграющих пластинок ориентированы на аналоговую технологию. Запись и воспроизведение звука в компьютере и проигрывателях CD (лазерных дисках) основаны на цифровой технологии.

       Звук по природе своей является набором волн, вызванных колебанием физических устройств (струн, мембран). Для того чтобы ввести звук в компьютер, его надо преобразовать в цифровой вид, т.е. представить в виде последовательности цифр (или нулей и единиц в двоичной системе исчисления). Для преобразования аналоговых данных в цифровые используется аналого-цифровой преобразователь АЦП (ADC – Analog-to-Digital Converter). Для воспроизведения звука необходим цифро-аналоговый преобразователь (DAC – Digital-to-Analog Converter).

       Звуковые данные могут храниться в файлах следующих форматов:

       – формат WAV – звук, оцифрованный с помощью АЦП и записанный в виде файла с расширением *.wav;

       – формат MIDI (Music Instrument Digital Interface) – цифровой интерфейс музыкальных инструментов. В отличие от WAV-файлов, которые хранят цифровое представление звуковых волн, MIDI-файлы хранят только описание звука, представленного как сумма звучания нескольких стандартизованных музыкальных инструментов. Данные в MIDI-файлах представляют собой последовательность записей, содержащих номера нот, их длительность, номера инструментов, а также команды, управляющие звучанием этих музыкальных инструментов.

       Аудиокарты, поддерживающие MIDI-формат, имеют встроенные синтезаторы нескольких десятков музыкальных инструментов. Некоторые карты предоставляют возможность создавать собственные инструменты. Качество воспроизведения файлов MIDI зависит от звуковой платы, установленной в компьютере: на разных компьютерах MIDI-файлы могут звучать по-разному.

       При преобразовании звука в цифровой вид ADC измеряет поступающий сигнал с регулярными интервалами и присваивает цифровые значения уровню звука. Частота измерений называется скоростью выборки.

       Количество бит, используемых для кодирования данных, называется разрешающей способностью.

       Звук в компьютер можно ввести с микрофона или с любого аудиоустройства, например, с магнитофона. Предварительно эти устройства нужно подключить к аудиоплате. На задней панели аудиоплаты имеется вход Mic для подключения микрофона, вход Line In – для подключения аудиоустройств.

       В современных аудиосистемах для ПК реализуются и различные технологии получения трехмерного звука. Это технологии SRS 3D Sound и TruSurround фирмы SRS Labs, технология A3D фирмы Aureal и технология 3D RSX корпорации Intel. Возможно прослушивание музыки из сети.

       Для прослушивания радиостанции на компьютере пользователя должна быть установлена программа RealAudio Player. Программа проверяет скорость соединения с узлом Интернета, где находятся файлы RealAudio. Затем программа рассчитывает время задержки, после которого начинает воспроизведение еще не полностью полученного файла. Особенностью этих форматов является то, что сам файл с записью не может быть сохранен при получении с сервера, что обеспечивает его защиту от незаконного копирования.

       Подготовленные для Интернета музыкальные файлы должны соответствовать определенным требованиям. В частности, важен объем файлов. Без компрессии одна секунда стереомузыки образует файл размером 1,4 Мбайт. Если обычная песня с музыкального диска, звучащая 3 минуты, будет записана в формате WAV, то она займет 35 Мбайт жесткого диска, преобразованная в MP3 – она будет занимать 3-4 Мбайта. Благодаря этой технологии можно записать на CD-диск более 11 часов музыки, длительность же воспроизведения на СD составляет 74 минуты.

       MPEG-2 представляет собой стандарт кодирования мультимедиа. Имеются программы для записи звука в сжатом формате или для преобразования обычного формата Wav в формат MPEG-3. Эти программы (распространяемые свободно, условно свободные или за плату) можно найти в Интернете на сайтах с программным обеспечением для создания и прослушивания музыки.

       В настоящее время идут разработки стандарта MP4 и ряда других форматов, обладающих еще более высокими показателями качества воспроизведения и записи звука.

 

Технология работы с изображениями.

       Зрительные образы способны влиять на оценку информации как на подсознательном, так и сознательном уровнях.

       Одно из направлений компьютерных технологий – технология ввода, создания и обработки графических изображений. При создании мультимедийных проектов, в которых непременно присутствуют элементы графики, пользователю приходится иметь дело с программными средами, с помощью которых он готовит необходимые графические материалы.

       Существует два основных способа ввода в компьютер графических материалов:

       - создание изображений с помощью графических пакетов;

       - сканирование изображений, - этот способ особенно удобен для тех пользователей, кто готовит мультимедийные приложения на основе уже имеющихся печатных материалов и иллюстраций.

       Графические редакторы предоставляют пользователю удобные средства для рисования картинок. Создание картинки выполняется с помощью набора разнообразных инструментов.

       Операции графического редактора представлены на панели инструментов и в главном меню редактора. Выполняемый пользователем выбор инструмента наглядно отображается на экране.

       Большую роль программы для графического изображения играют в интерактивных издательских системах. Это преимущественно настольные издательские системы предпечатной подготовки документа рукописи к выпуску в виде печатной книги или интерактивной страницы на WWW и т.п.

       Термин «Интерактивные издательские системы» (Desktop Publishing – DTP) означает процесс подготовки макета книги, статьи с использованием современных компьютерных технологий и программного обеспечения.

       Интерактивные издательские системы – это принципиально новый метод предоставления доступа потребителя информации к информационным ресурсам. Центральным процессом подготовки документа к печати, объединяющим текст и иллюстрации в единое целое, является процесс верстки. Для того чтобы сверстать страницу документа или, как это называется в полиграфии – полосу, нужно иметь текст и цветоделенные иллюстрации. Под цветоделенными иллюстрациями понимаются графические файлы, переведенные по цветовой модели в стандарт CMYK.

       Иллюстрации, в отличие от традиционной полиграфии, могут быть созданы не только путем репродуцирования, но и с помощью программ компьютерной графики.

       При репродуцировании изображений различается обработка фотографий, слайдов, полутоновых изображений и штриховых изображений, геометрических рисунков, чертежей и логотипов.

       Существует несколько технологий обработки иллюстраций: обработка слайдов и фотографий, обработка полутоновых изображений, обработка чертежей, графики и обработка логотипов. Практически для каждой из них существует свое аппаратное и программное обеспечение.

       Практически любая программа работы с изображениями предоставляет набор традиционных инструментов – карандаш, кисть, аэрограф. Размеры и форма кисти, цвет краски, ширина и густота аэрографа – все может меняться одним нажатием клавиши мыши. Кроме традиционных манипуляций мышью можно использовать и менее стандартный – tablet, позволяющий перемещать выбранный инструмент по виртуальному холсту движениями, очень похожими на движения обычного карандаша или кисти по бумаге. Любой фрагмент изображения можно развернуть или наклонить, сжать или растянуть, превратить предмет в свое собственное отражение или тень.

       Различают программы для работы с графикой: 2D (двухмерные) и 3D (трехмерные). Хотя появляются уже и проекты с перспективой на 5D технологии. 2D-программы пригодны для трюковых фильмов и графических работ. 3D-программы значительно сложнее.

       Прогресс развития мультимедийных технологий оказался настолько быстрым, что сегодня становятся безграничными возможности мультимедийной имитации. Техника подобных приемов достаточно давно используется в кинематографе за рубежом благодаря сложному суперкомпьютерному моделированию.

 

Технологии компьютерного осязания и обоняния.

       Технологии и приборы, позволяющие осязать предметы с помощью компьютера, получили название haptics (от греческого слова hapteshai – «трогать», «сжимать»).

       В настоящее время существует серия приборов, основанных на технологиях компьютерного осязания: осязательная мышь компании Logitech, механическая рука – устройство Plantom от фирмы SensAble и др. Они ориентированы, прежде всего, на людей с ограниченными возможностями, помогая им преодолевать трудности доступа к различного рода информации.

       Приборы компьютерного осязания находят применение в самых различных областях деятельности: используются в качестве тренажеров в обучении, средств создания новых образов, проведения научных экспериментов и т.д.