Основні мультимедійні об'єкти й формати їхньої передачі

Розглянемо деякі основні мультимедійні об'єкти й формати їхньої передачі:

-Звук

Мультимедіа почалася зі звуку. Звукові пристрої значно видозмінилися в ході еволюційного розвитку. Ad Lib - перша звукова карта для PC. Вона могла тільки синтезувати звуки по командах центрального процесора, тому що ні цифрового запису, ні відтворення не було. Звукова карта Sound Blaster, від мало кому тоді відомої фірми Creative володіла однією надзвичайно важливою властивістю: це була перша звукова карта для PC, що забезпечує цифровий запис і відтворення звуку. Саме із цього пристрою починається відлік часу існування того, що сьогодні є в кожному комп'ютері й називається власне звуковою картою. Розрядність оцифровки, що забезпечувала Sound Blaster, становила 8 біт, а частота дискретизації становила 4-11 Кгц при записі й 4-22 Кгц при відтворенні, карта підтримувала тільки монорежим. До якості, забезпечуваного звуковими компакт-дисками (16 біт, 44,1 Кгц, стерео), звичайно, далеко, але й це вже було дещо. Для звукових карт IBM сумісних комп'ютерів простежуються наступні тенденції: Для відтворення звуку замість частотної модуляції (FM) тепер усе більше використовують табличний (wavetable) або WTсинтез, сигнал отриманий таким чином, більше схожий на звук реальних інструментів, ніж при FM синтезі. Використовуючи відповідні алгоритми, навіть тільки за одним тоном музичного інструменту можна відтворювати все інше, тобто відновити його повне звучання. Вибірки таких сигналів зберігаються або в постійно запам'ятовувальному пристрої (ROM) пристрою, або програмно завантажується в оперативну пам'ять (RAM) звукової карти. У більше дешевих платах частіше реалізований частотно модульований синтез із використанням синусоїдальних коливань що в результаті приводить до не зовсім точного звучання інструментів, спотворення звуку. Розташована на платі мікросхема для хвильового синтезу зберігає записані заздалегідь оцифрованні зразки (Samples) звучання музичних інструментів і звукових ефектів. Результати, що досягаються, очевидні, музичні записи виходять більше реалістичними.

Сучасні пристрої відтворення й запису звуку можуть більш точно передавати реальну картину, це досягається завдяки новим технічним нововведенням таким як використання декількох смуг звучання (стерео, квадро), ефектам побудованим на особливостях сприйняття звуку людиною (3D-звук, ефекти реверберації, що імітують відбиття й поглинання звуку різними матеріалами).Так само вдосконалюються й способи подання звуку в цифровому виді і його зворотнє декодування із цифрових форматів(wav, ogg vorbis, mp3) засноване наприклад на непостійній частотній щільності спектру звуку (бітрейт який змінюється в часі), що дозволяє оптимізувати співвідношення об'єм-якість.

-Комп'ютерна графіка.

«Графіка» - це подання будь-яких реальних чи уявних об'єктів, сприйнятихзором. Чи пише художник краєвид, чималює малюк на асфальті, - все це процеси створення графіки.

Особливе місце в роботі з зображеннями посідає комп'ютерна графіка, тобто графіка, яка обробляється і відображається засобами обчислювальної техніки. Щоб зображення можна було зберігати, переглядати і обробляти на комп'ютері, воно має бути представлено в так званому цифровому вигляді. Таке подання або, іншими словами, опис зображення можна виконати різними способами. Найпростіший спосіб полягає в тому, щоб «розрізати» зображення на маленькі квадратики, подібно до того, як це зроблено в пазла (puzzle). Кожен такий маленький квадратик називають словом «піксель» (pixel - скорочення від слів picture element, тобто елемент зображення) або просто «крапка».

Всі пікселі зображення, впорядковані по рядах і стовпцях, називають «растром», а всі зображення, представлені таким способом, називають «растровими». (Слово «растр» прийшло в нашу мову через посередництво німецькоїз латини, де raster означало «граблі»). Фотографії, твори живопису, картинки з плавними переходами кольорів зазвичай представляються в комп'ютері як растрові зображення. Растрове зображення можна порівняти з дитячою мозаїкою, коли картинка складається з кольорових квадратиків. Комп'ютер запам'ятовує кольори всіх квадратиків в певному порядку. Тому растрових зображень потрібно для зберігання великий обсяг пам'яті. Їх складномасштабувати і ще складніше редагувати.

Щоб збільшити зображення, доводиться збільшувати розмір квадратиків, і тоді малюнок виходить «ступінчастим». Для зменшення растрового малюнка доводиться декілька сусідніх точок перетворювати в одну або викидати зайві точки. В результаті зображення спотворюється, його дрібні деталі стають нерозбірливими. Для редагування растрових зображень існують спеціальні програмні засоби - графічні растрові редактори. Лідером серед редакторів растрових зображень є Adobe Photoshop. При редагуванні растрових картинок впливають на все зображення або на попередньо виділену область (мінімальне виділення може включати в себе один-єдиний піксель). В результаті редагування перевизначають колір пікселів, і таким чином змінюється малюнок. Другий спосіб представлення зображень називається «векторним». Векторна графіка описує зображення за допомогою математичних формул. Елементами зображення є вже не пікселі, а об'єкти (різноманітні геометричні фігури). Наприклад, щоб зобразити відрізок прямої лінії, потрібно вказати координати його початку і кінця, товщину і колір лінії. Для растрового зображення лінії нам довелося б описувати кожну її точку.

Майже будь-який редагований шрифт - це приклад векторної графіки.
Основна перевага векторної графіки полягає в тому, що при зміні масштабу зображення воно не втрачає своєї якості. Адже формули, що описують зображення, залишаються ті ж, змінюється тільки коефіцієнт пропорційності. Тому, створюючи малюнок, ви можете не думати про його кінцевих розмірах - ви завжди можете змінити їх. Векторні зображення, як правило, займають відносно невелике місце у пам'яті комп'ютера. Однак якщо скласти зображення з великого числа дуже складних геометричних фігур, то розмір «векторного» файлу може стати більше, ніж його «растровий» варіант.
Малювати картинки від руки в редакторах векторної графіки істотно зручніше, ніж у растрових. Зокрема, схеми, креслення, плакати та логотипи, безсумнівно, легше робити за допомогою векторних редакторів. Однак вони є не дуже гарними помічниками при створенні зображень з якістю фотографій або творів живопису. Лідери серед векторних редакторів - CorelDRAW і Adobe Illustrator. Існує технологія для конвертації (перетворення) растрового зображення у векторне. Ця так звана «трасування» (tracing). Комп'ютер сам визначає збігаються за кольором області та створює відповідні їм по формі геометричні фігури, раскрашівая їх у відповідні кольори.

Комп’ютерну графіку визначають як вид діяльності, в якій комп’ютер використовують як інструмент для синтезу та обробки візуальної інформації, отриманої з реального світу.

Основними областями застосування комп’ютерної графіки є:

- Графічний інтерфейс користувача;
- Спецефекти, Візуальні ефекти (VFX), цифрова кінематографія;
- Цифрове телебачення, Всесвітня павутина, відеоконференції;
- Цифрова фотографія і істотно збільшені можливості з обробки фотографій;
- Цифровий живопис;
- Візуалізація наукових та ділових даних;
- Комп'ютерні ігри, системи віртуальної реальності (наприклад, тренажери управління літаком);
- Системи автоматизованого проектування;
- Комп'ютерна томографія;
- Комп'ютерна графіка для кіно і телебачення;
- Лазерна графіка.

Сюди входять векторна графіка й pастpові каpтинки; останні включають зображення, отримані шляхом оцифровки за допомогою різних плат захоплення, гpабеpів, сканерів, а також створені на комп'ютері або закуплені у вигляді готових банків зображень. Людина сприймає 95% зовнішньої інформації візуально у вигляді зображення, тобто «графічно». Таке подання інформації за своєї природою більш наглядне й легше сприймається, ніж текстове, хоча текст це теж графіка. Однак у силу невисокої пропускної здатності існуючих каналів зв'язку, проходження графічних файлів по них вимагає значного часу. Це змушує зосереджувати увагу на технологіях стиснення даних, що представляють собою методи зберігання того самого обсягу інформації шляхом використання меншої кількості біт. Оптимізація - подання графічної інформації більше ефективним способом, іншими словами «вижимання води» з даних.

Знання файлових форматів і їхніх можливостей є одним із ключових факторів у комп'ютерній графіці взагалі. Кожний, з форматів, що затвердилися сьогодні, пройшов природний відбір, довів свою життєздатність і доцільність. Всі вони мають певні характерні риси й можливості, що роблять їх незамінними в роботі. Знання особливостей технології важливо для сучасного дизайнера так само, як для художника необхідно розбиратися в розходженнях хімічного складу фарб.

Всі графічні дані в комп'ютері можна розділити на дві гілки: растрову й векторну. Вектори представляють із себе математичний опис об'єктів щодо точки початку координат. Простіше кажучи, щоб комп'ютер намалював пряму потрібні координати двох точок, які зв'язуються по найкоротшому шляху, для дуги задається радіус і т.д. Таким чином, векторна ілюстрація це набір геометричних примітивів. Більшість векторних форматів можуть так само містити впроваджені у файл растрові об'єкти або посилання на растровий файл. Складність при передачі даних з одного векторного формату в іншій полягає у використанні програмами різних алгоритмів, різної математики при побудові векторних і описі растрових об'єктів. Растровий файл улаштований простіше (для розуміння, принаймні). Він представляє із себе прямокутну матрицю (bitmap), розділену на маленькі квадратики - пікселі (pixel - picture element). Растрові файли можна розділити на два типи: призначені для виводу на екран і для друку. Роздільна властивісь файлів таких форматів як GIF, JPEG, BMP залежить від відеосистеми комп'ютера. Сьогодні найчастіше вживається значення 96 пікселів і більше на квадратний дюйм екрана. Реально, однак, ці параметри тепер стали досить умовними, тому що майже всі відеосистеми сучасних комп'ютерів дозволяють змінювати кількість відображуваних на екрані пікселів. Растрові формати, призначені винятково для виводу на екран, мають тільки екранну роздільну здатність, тобто один піксель у файлі відповідає одному екранному пікселю. На друк вони виводяться так само з екранним розширенням.