Тема 10. Средства мультимедиа.

Представление о мультимедиа

Превращению компьютера в мультимедиа-центр способствовали три основных фактора:

1. Появление и развитие технологий отображения и воспроизведения информации одновременно с удешевлением технологий поставки. С начала 90-х гг. XX столетия последовал взрывной рост количества устройств, подключаемых к компьютеру, причем большинство из них было мультимедийными: мониторы со все улучша­ющимся качеством воспроизведения и увеличенным размером экрана; звуковые колонки, сначала монофонические, затем стереофонические; midi-клавиатуры; цифровые диктофоны; ручные и планшетные сканеры; графические планшеты и дигитайзеры; цифровые фотоаппараты и видеокамеры; цветные принтеры, в том числе предназначенные для печати на фотобумаге; тачпады и трекболы; микрофоны и гарнитуры; радио- и TV-тюнеры; устройства для воспроизведе­ния, а чуть позже и для записи CD- и DVD-дисков; наконец, видеопроекторы и интерактивные доски со звуковым сопровождением и дистанционным управ­лением.

2. Развитие индустрии компьютерных игр. Это одна из наиболее важных движу­щих сил, заставляющих пользователей покупать все более производительные компьютеры.

3. Развитие сетевых и мобильных технологий, в том числе интернет-технологий. Передача звука и изображения при сравнительно малых скоростях на заре развития интернет-технологий привело к активному поиску способов сжатия и кодирования информации. После того как были разработаны соответствующие форматы и способы сжатия, это привело к появлению новых технологий: потоко­вого радио, потокового видео, удаленных мультимедиа-презентаций и видеокон­ференций. Одновременно изобретение способов надежного высококачественно сжатия звука и видео, а также дисков большого формата привело к перевороту в индустрии распространения звукозаписей и кинофильмов: стало возможным поместить полнометражный фильм хорошего качества на один DVD-диск.

Надо отметить, что бытовая и сетевая среда обитания в последние годы все больше и больше приобретают мультимедийный характер. Уже не в диковинку «говорящие» и «понимающие» человеческую речь бытовые приборы и автомобили, активно разрабатывается концепция «умного дома», в котором, возможно впервые, будут преодолены рамки «звук плюс видео», поскольку каналов задачах управля­ющей информационной системы теперь будет еще и поддержание комфортной температуры, создание приятного аромата в атмосфере дома и пр. Интернет также все больше оснащается средствами мультимедиа. Появление технологии flash при­вело к взрывному росту количества сайтов.

Современная трактовка термина «мультимедиа» объединяет несколько понятий:

· звук — все то, что относится к записи, обработке, передаче, хранению и воспро­изведению звука;

· изображение — все способы получения изображений в цифровом виде, их обра­ботки, передачи, хранения, распознавания и отображения на разных носителях;

· видео — все то, что связано с последовательностью изображений (кадров), вос­производимых как движущееся изображение;

· мультимедиа-документы — сочетание текста, изображения и звука;

· мультимедиа-презентации — компьютерные продукты, при работе с которыми, объединяются текст, звук, разнообразная графика, анимация, видео;

· мультимедиа диски — сочетание мультимедиа-презентации с интерактивным мультимедиа-меню;

· мультимедиа-хранилища и базы данных — огромные массивы мультимедиа-данных, потребовавшие новых подходов к хранению, обеспечению целостности ихразделения доступа, к технологиям поиска и извлечения информации.

Звук

Разновидности звуковых данных в компьютере

Для того чтобы получить звук в цифровой форме, то есть закодировать его в виде последовательности чисел, необходимо «поймать» каким-то образом звуко­вые колебания в воздухе, превратить их в колебания электрического тока, а затем преобразовать эти колебания в числа. В этом случае получается оцифрованный звук — первая из двух разновидностей звуковых данных, с которыми работают компьютерные устройства. Помимо оцифрованного звука, на компьютере для вос­произведения музыки применяется еще одна его разновидность — синтезированный звук, или звук в формате MIDI.

Оцифровка звука

Преобразование из аналогового электрического сигнала в цифровой код про­исходит так: амплитуда аналогового электрического сигнала измеряется через определенные промежутки времени и записывается в виде чисел. Частота, с кото­рой производятся такие измерения, называется частотой дискретизации. Стан­дартом при преобразовании звукового сигнала к цифровому виду считают частоту 44 100 Гц.

Таким образом, при дискретизации амплитуда входного сигнала делится на одинаковые промежутки (шаг квантования), каждый промежуток обозначается целым числом, затем через установленные частотой дискретизации промежутки времени амплитуда сигнала измеряется, и в памяти сохраняется то целое число, к которому относится измеренное значение.

При восстановлении сохраненные в массиве числа преобразуются в аналого­вый сигнал. После сглаживания «ступенек» при помощи фильтров восстановленный сигнал все равно отличается от изначального. Для того чтобы вывести это отличие за границы различимого человеческим слухом, диапазон квантования разбивают на гораздо большее ко­личество уровней. Стандартными значениями являются 8- (количество уровней квантования равно 28) и 16-битный звук (количество уровней равно 216). Для со­хранения и записи цифрового звука используется 16-битное квантование и частота дискретизации 44,1 кГц. Именно в таком качестве диск записывается на аудио-CD. Несмотря на то, что частота дискретизации в 44,1 кГц вполне достаточна для вос­становления звука без искажений, для любителей большей точности дискретиза­ция может иметь еще большее значение (это зависит от характеристик звуковой платы, сегодня на некоторых звуковых платах уже доступны значения 48, 96, 192 и даже 384 кГц).

После того как оцифровка звука состоялась, его записывают в один из име­ющихся стандартных форматов сохранения цифрового необработанного звука (обычно это формат WAV).

Синтезированный звук

Синтезированный звук имеет совершенно другую природу по сравнению с оцифрованным. Он генерируется сразу из цифровых данных.

Для воспроизведение синтезированного звука применяют специальное устрой­ство, MIDI-синтезатор (Musical Instrument Digital Interface). MIDI-синтезатор имеет встроенный банк данных, в котором записано, какой звук и какой длитель­ности должен звучать при поступлении на вход синтезатора того или иного кода (MIDI-команды). В банк данных MIDI-синтезатора записана имитация звучания множества инструментов. Кроме того, там могут храниться реальные звуки, за­писанные в цифровой форме (свистки, хлопки в ладоши, удары барабанов или сирены). Таким образом, на вход MIDI-синтезатора на самом деле подается зако­дированная партитура музыкального произведения, а на выходе MIDI-синтезатор воспроизводит довольно близкое к реальному оркестру звучание, например, караоке-проигрыватель — это и есть MIDI-синтезатор. Формат MIDI-файлов предусма­тривает послоговое встраивание слов песни для их синхронного воспроизведения вместе с музыкой.

Сжатие звука

Файлы оцифрованного звука имеют довольно большой объем, так, на CD объ­емом 720 Мбайт удается записать всего 22 композиции. Для того чтобы уменьшить объем файлов, которые хранятся на диске, применяют сжатие данных. Сжатие бывает двух типов:

Кодирование без потери качества (lossless coding). В этом случае при декоди­ровании мы получаем абсолютно ту же последовательность чисел, которая по­давалась на вход устройства кодирования. Наиболее распространенными фор­матами сжатия без потерь являются свободные форматы FLAC (Free Lossless Audio Codec) — это наиболее популярный и широко используемый формат, Musepack, True Audio и WavPack, а также закрытый формат Monkey’s Audio (файлы с раширением .аре). При кодировании без потерь качества удается сжать музыкальные файлы на 20-30 %.

Кодирование с потерей качества (lossy coding). Такое кодирование выполняется за счет специальных приемов освобождения музыкальной композиции от «не­нужных» фрагментов. Ненужными эти фрагменты считаются по той причине, что на некоторых частотах внутри воспринимаемого частотного диапазона (20 Гц-20 кГц) человеческий слух имеет «провалы», в которых он практически не слышит наличия или отсутствия определенных частотных сочетаний. Про­граммы кодирования с потерями отыскивают такие сочетания и удаляют их из композиции. Благодаря этой операции достигается не только меньший размер файла, но и большая однородность сжимаемого материала, который затем ужи­мается стандартной программой сжатия до размеров, в 10-15 раз меньших, чемразмер исходной композиции. Наиболее распространенными форматами сжатия с потерями являются свободный формат Ogg Vorbis и коммерческий формат MP3, а также форматы WMA (Microsoft) и AAC (Apple).

Устройства для получения и воспроизведения звука

Для того чтобы получать звуковую информацию из внешнего мира и сохранять ее в виде цифровых данных, существуют специальные устройства, называемые звуковыми картами, или звуковыми адаптерами. В современном звуковом адаптере обычно совмещены функции как оцифровки и воспроизведения аналогового звука, так и простой MIDI-синтезатор. Источниками аналогового сигнала, подаваемого на вход звуковой карты, служит микрофон, выходной разъем воспроизводящего устройства (магнитофона, цифрового проигрывателя, радиоприемника, CD- или DVD-проигрывателя) либо сигнал с CD- или DVD-привода, входящего в состав компьютера. Кроме аналогового сигнала на звуковую карту может подаваться цифровой сигнал от других устройств, например, от видеомагнитофона или виде- камеры. У многих звуковых адаптеров есть специальный разъем для подключения MIDI-клавиатуры (игрового джойстика). Выходной сигнал со звуковой платы через специальные разъемы выводится на звуковые колонки.

Поскольку возможности интеграции различных цифровых устройств между со­бой, стандарты соединений и протоколов постоянно расширяются, сегодня можно встретить звуковой адаптер с гораздо большим количеством различных разъемов, так же как и звуковой адаптер, подключаемый к компьютеру в качестве внешнего устройства через шину USB.

Программные продукты для обработки и воспроизведения звука

Запись звука.

Современные операционные системы обычно имеют в своем составе простые программные продукты для записи и воспроизведения цифрового звука. Так, для записи с микрофонного и линейного входов звуковой платы в Windows существует программа Звукозапись (Sound Recorder), а в Linux — программа KRec.

Та и другая программы позволяют осуществлять запись звука, поданного на вход звуковой платы, и сохранения его в исходном формате (WAV) или в форматах сжатого звука, причем как с потерями, так и без. Кроме того, обе эти программы поддерживают простейший монтаж звуковых фрагментов (вырезание и вставку), а также добавление некоторых звуковых эффектов.

Управление звуковыми каналами (микширование).

Поскольку современные звуковые платы имеют множество входов и выходов, одновременно в работе платы могут участвовать несколько входных и выходных ка­налов, то есть существует возможность осуществлять запись или воспроизведение одновременно нескольких источников. Например, можно одновременно начиты­вать текст в микрофон и получать фоновую музыку с линейного выхода, записывая получающуюся комбинацию в звуковой файл на диск при помощи программызвукозаписи. Для того чтобы управлять включением-отключением и раздельно ре­гулировать громкость воспроизведения или чувствительность записи в раздельных каналах, существуют специальные программы микширования звука.

Воспроизведение оцифрованного звука

Для воспроизведения оцифрованного звука в различных форматах (WAV, OGG, MP3) существую специальные программные продукты, называемые медиапро­игрывателями. Если раньше воспроизведение звука и видео разделялось функ­ционально в разных программах, то в современных условиях производители ПО стараются объединить функции воспроизведения звука и видео в универсальных программах. Существует целый ряд таких программ, позволяющих воспроизводить как звуковые, так и видеофайлы в различных форматах. В Windows это входящий в состав операционной системы медипроигрыватель и различные медиапроигры­ватели сторонних производителей ПО: RealPlayer, QuickTime Player, BSPlayer и другие.

Из программ проигрывания музыкальных файлов самым широким набором сервисных функций обладает Windows Media Player.

В операционной системе Linux количество универсальных программ для вос­произведения звука и видео еще больше, чем в Windows: достаточно назвать только наиболее распространенные: Kaffeine, Amarok, VLC, JuK, KsCD. Как эти, так и многие другие программы воспроизведения аудиофайлов, входят в состав дистрибутивов Alt Linux Desktop и Школьный Линукс.

Оцифровка звуковой информации и представление ее в виде файлов на диске произвели настоящую революцию в среде любителей музыки: процессы раздельной записи каналов, сведения звука, добавления к готовой записи инструментов и го­лоса, различного рода звуковые эффекты и очистка записи от шумов — все то, что еще полтора десятилетия назад можно было сделать только в профессиональной студии на очень дорогом оборудовании, неожиданно стало доступно любому чело­веку, у которого есть компьютер. Еще 20 лет назад, когда речь шла о звукомонтаже, главным был вопрос оборудования, сегодня же главным стало личное мастерство звукооператора, поскольку с оцифрованным звуком можно сделать все, что угодно.

Для редактирования цифрового звука существует ряд коммерческих программ: Sound Forge, Cool Edit, WaveLab. Мы рассмотрим уникальную программу Audac­ity. Уникальна она в первую очередь тем, что является свободной, распространяется бесплатно, а по своим возможностям во многом превосходит свои платные аналоги.

Редактирование оцифрованного звука

Изображения

Цифровые форматы изображений

Известно, что экран компьютера состоит из точек, поэтому любое изображение, которое появляется на экране компьютера, состоит из точек. Независимо от того, в каком формате хранится файл изображения, на экране компьютера он всегда представляется в виде матрицы точек разного цвета. То есть изображение на экране компьютера всегда имеет растровый характер. Деление изображений на векторные и растровые определяется форматом хранения изображения и алгоритмом его ото­бражения на экране.

Векторные форматы

В векторном формате файл хранит не само изображение, а его описание, то есть этот файл не содержит массива точек.

Пример. Если мы нарисуем в векторном графическом редакторе эллипс и сохра­ним данный рисунок в файле, то в файл запишутся данные о том, какая фигура нарисована (эллипс), где находится ее центр, каковы ее размеры, толщина и цвет линии, толщина и цвет заливки и другая информация, позволяющая однозначно воспроизвести эту картинку в любое время.

Хранить рисунки в векторных форматах очень удобно: векторные форматы очень экономны с точки зрения сохранения в файле и передачи через сетевые со­единения сравнительно простых рисунков и чертежей (векторных примитивов). В случае, когда в векторный формат переводится сложный рисунок (например, фотография пейзажа с максимальным приближением изображения к реалистично­му), то размер векторного файла может быть даже больше, чем размер растрового.

У векторной графики есть одно серьезное преимущество, которое делает этот формат идеальным для хранения чертежей и схем: на качество отображения ни­как не влияет масштаб отображения рисунка. Если вы увеличите или уменьшите векторный рисунок в 10 раз и затем сохраните в файле, то после открытия файла вы получите изображение того же качества, что и исходное. Это выгодно отличает векторную графику от растровой, для которой аналогичная последовательность операций (уменьшение в 10 раз, сохранение, открытие, увеличение в 10 раз) при­ведет к необратимой потере качества изображения.

Растровые форматы

Растровая графика используется во многих областях повседневной деятель­ности при переводе сложных массивов данных в графическое представление. Растровые форматы изображений хранят в себе каждую точку изображения в том масштабе, в котором изображение было зафиксировано (сфотографировано, отска­нировано, создано в растровом графическом редакторе). Хранение каждой точки изображения имеет определенные плюсы: если снимать фотографию при очень больших разрешении и размере изображения, то можно получить высокое качество и широкие возможности в отношении правки такого изображения.

Растровые изображения крайне важны, но они требуют много места. Поскольку современные дисплеи передают множество цветовых оттенков, каждый пиксел при­ при­нято интерпретировать в виде 24-битного числа, в котором компоненты красного, зеленого и голубого цветов занимают по 8 бит каждый. Такой 24-битный пиксел может отображать 224, или примерно 16,78 миллиона цветов. Так, изображение с разрешением 512 х 512 пикселов будет занимать 786 432 байт, а изображению размером 1024 х 1024 пикселов потребуется 3 145 728 байт.

Преимуществом же растровых файлов является точность отображения и воз­можность попиксельного манипулирования для создания различных визуальных эффектов, от простейших (повышение резкости или нанесение дымки) до весьма замысловатых, например, создание псевдообъемного изображения из плоской фотографии.

Сжатие изображений

О сжатии векторных форматов мы уже говорили: практически все файлы векторных программ представляют собой набор текстовых примитивов, сжатый архиватором zip. Даже если применить к этим файлам самые современные и эф­фективные способы сжатия, можно добиться выигрыша процентов 10, но при этом значительно (особенно для больших файлов) увеличить время открытия и сохранения.

Текст можно сжимать за счет того, что способ кодирования текста изначально избыточен. Устраняя эту избыточность, можно закодировать ту же самую инфор­мацию в меньшем количестве данных. Изображение для компьютера не обладает избыточностью: каждый пиксел находится на своем месте и имеет свой код.

Хотя компьютер не может распознать в изображении избыточность, зато можно создать алгоритмы, позволяющие распознавать и выделять в изображении инфор­мацию менее важную и плохо воспринимаемую при его рассмотрении человеком.

При сжатии с потерями происходит сжатие путем удаления несущественной информации. Изображение можно сжать с потерями, удалив несущественную информацию, даже если в нем нет избыточности.

Не все изображения сжимаются одинаково хорошо любыми методами. Рассмо­трим несколько типов изображений.

· Двухуровневое, или монохроматическое, изображение. В этом случае все пикселы могут иметь только два значения, которые обычно называют черным (двоичная единица, или основной цвет) и белым (двоичный нуль, или цвет фона).

· Полутоновое изображение. Каждый пиксел такого изображения может иметь 2п значений от 0 до 2п - 1, обозначающих одну из 2п градаций серого (или иного) цвета.

· Цветное изображение. Существует несколько методов задания цвета, но в каж­дом из них участвуют три параметра. Следовательно, цветной пиксел состоит из трех частей (обычно из трех байтов). Типичными цветовыми моделями яв­ляются RGB, HLS и CMYK.

· Изображение с непрерывным тоном. Этот тип изображений может иметь много схожих цветов (или полутонов). Когда соседние пикселы отличаются всего на единицу, глазу практически невозможно различить их цвета. Обычно они получаются при съемке на цифровую фотокамеру или при сканировании фото­графий или рисунков.

· Дискретно-тоновое, или синтетическое, изображение. Обычно это изображение получают искусственным путем. В нем может быть всего несколько или много цветов, но как правило, в нем нет шумов и пятен, характерных для естествен­ного изображения. Примерами таких изображений могут служить фотографии искусственных объектов, машин, механизмов, страницы текста, карты, рисунки или изображения на дисплее компьютера.

· Изображения, подобные моментальным снимкам мультфильма. Это цветные изображения, в которых присутствуют большие области одного цвета. При этом соприкасающиеся области могут весьма различаться по своему цвету. Данное свойство можно использовать для лучшего сжатия.

Каждому типу изображений присуща определенная избыточность, но все они избыточны по-разному. Поэтому трудно создать метод, позволяющий одинаково хорошо сжимать любые типы изображений. Существуют разные методы для сжа­тия двухуровневых, непрерывно-тоновых и дискретно-тоновых изображений.

Изображения, сжатые различными способами, затем сохраняют в файлах раз­личных форматов (отличающихся, как правило, расширениями).

Поскольку способ организации мультимедийной информации непосредственно связан со способом ее сжатия с целью хранения или передачи, методы сжатия также часто называют форматами.

Формат JPEG

Формат сжатия изображений JPEG (Joint Photographic Experts Group) является сегодня наиболее распространенным, причем его популярность настолько высо­ка, что его часто применяют для сжатия изображений, совершенно для этого не предназначенных (например, изображений, где большие площади занимает один цвет); результат обычно бывает неудовлетворительным. Изображения, сжатые таким методом, обычно хранятся в файлах с расширением .jpg. Свойства формата JPEG:

· высокий коэффициент сжатия;

· большое число параметров настройки сжатия;

· хорошие результаты для любых типов непрерывно-тоновых изображений;

· достаточно эффективен и не слишком сложен;

· несколько режимов сжатия, между которыми можно выбирать.

Форматы GIF, PNG и TIF

Сжатие в формате JPEG так хорошо подходящее к фотографиям (причем чем больше там деталей, тем лучше оно работает), не годится при сжатии изображений с большими однотонными участками.Из-за своего внутреннего алгоритма JPEG допускает ошибки при кодировании ровного цвета. Не лишен погрешности и формат TIF, который при сохранении изо­бражения со сжатием искажает фон. А вот форматы GIF и PNG, будучи примерно в два раза менее эффективными в отношении сжатия, чем JPEG, оказываются идеальными для такого рода изображений. По этой причине при оформлении дизайна веб-сайтов в основном используют форматы GIF и PNG, для хранения и пересылки фотографий — формат JPEG, а для хранения рисунков высокой точ­ности воспроизведения — формат TIF (но без сжатия).

Получение изображений

Для получения изображений есть несколько способов.

Первый способ — можно создать изображение вручную в специальной ком­пьютерной программе, графическом редакторе. Если мы говорим о векторных форматах, то таким образом получают подавляющее большинство векторных изображений — они рисуются от руки, с использованием мыши или специальных приспособлений, позволяющих рисовать на экране компьютера привычным для нас способом, к примеру, это может быть графический планшет в комплекте со специальным пером. Сегодня уже не редкость графические планшеты, которые Одновременно являются экранами — на них можно рисовать так же, как на листе бумаги. Векторные изображения обычно получают, растягивая графические прими­тивы и линии по экрану. Растровые изображения рисуют так же, как мы привыкли это делать — при помощи пера или карандаша.

Второй способ — сканирование. Сканер переводит изображение документа в цифровую форму с высоким разрешением. Сканированные документы всегда представляют собой растровое изображения большого размера.

Третий способ — получение изображений с цифровых фотоаппаратов или ви­деокамер.

Четвертый способ — получение векторных изображений из растровых с помо­щью специальных программ распознавания контуров и фоновой заливки.

Программы для работы с изображениями

Программы для работы с векторными изображениями

Одним из самых известных и одновременно наиболее серьезных графических пакетов для работы с векторной графикой является Corel Draw.

Истинная мощь этой программы раскрывается не сразу: кроме стандартных инструментов она позволяет реализовать множество эффектов, преобразовывать непосредственно во время редактирования векторные объекты в растровые, вы­полнять различные манипуляции с обеими типами объектов в одном документе. Внимательное и детальное освоение этого пакета откроет дополнительные возмож­ности, касающиеся мощного инструмента автоматизации операций и расчетного аппарата, позволяющего просчитывать многие элементы сплайновой графики. Этот пакет применяется в основном для выполнения дизайнерских проектов, включая полиграфические проекты высокой степени сложности.

Вторым по популярности после Corel Draw можно считать пакет Adobe Illustra­tor. Это также профессиональная дизайнерская программа, обладающая большимнабором возможностей и весьма дорогая.

Для индивидуального использования (например, для оформления иллюстраций к мультимедийным презентациям) вполне подойдет менее дорогой пакет Corel Хага, который в своем варианте для Linux является свободной и бесплатной про­граммой.

Эта программа предназначена для создания красивой и праздничной векторной графики. Хотя и лишенная некоторых возможностей Corel Draw, эта облегченная программа позволяет, тем не менее, получать рисунки очень высокого качества и имеет хорошие возможности создания псевдообъемных изображений.

Для создания векторных блок-схем и диаграмм, которые тоже очень часто при­сутствуют в различного рода презентациях и мультимедийных документах, можно использовать встроенные средства векторной графики, которые входят в состав как Microsoft Office, так и OpenOffice.org. Кроме того, существует специальный пакет, Microsoft Visio, предназначенный для создания схем и диаграмм различного назначения. Среди свободных программ ближе всего по функциональ­ности к этому пакету программа Dia.

Программы для работы с растровыми изображениями

Количество программ для работы с растровыми изображениями очень велико, перечислить даже самые популярные не представляется возможности. По этой причине мы остановимся только на нескольких самых простых и на двух самых совершенных программах этого типа.

К простым программам обработки растровых изображений относятся програм­ма Paint, входящая в состав операционной системы Microsoft Windows, и свобод­ная программа ColourPaint, входящая в состав многих дистрибутивов Linux. Обе эти программы поддерживают простые операции по редактированию растровых изображений (вырезание, копирование, вставка фрагментов изображения, закра­шивание цветом или узором, рисование пером и кистью, вставка примитивных геометрических фигур и текста) и сохранению их в наиболее распространенных растровых форматах. Обе эти программы скорее пригодны для развлечения, чем для создания сколько-нибудь серьезных графических композиций, и уж совсем непригодны для обработки сложных цифровых растровых изображений, таких как фотографии и сканированные образы документов.

Для серьезной работы существуют другие программные продукты — это ком­мерческие пакеты Adobe Photoshop и GIMP. Если говорить о сходствах и отличиях между программами GIMP и Adobe Photoshop, то функционально программы очень схожи, но различаются набором доступных встраиваемых модулей (дляPhotoshop их, безусловно, на порядок больше, чем для GIMP) и степенью возмож­ностей автоматизации операций и программирования (вот тут GIMP, конечно же, превосходит своего проприетарного собрата). Обе программы способны выполнять самые разнообразные действия с изображениями в растровых форматах: изменять цветовые схемы, выполнять разнообразные коррекционные действия, накладывать фильтры. Мощным средством является представление изображения как много­слойной структуры.

Видео

Кодирование видеосигналов

При кодировании видеосигналов применяются операции, которые обеспечива­ют очень высокую степень сжатия.

Как кинофильм является практически потоком фотографий, демонстрируе­мых на экране с частотой 24 кадра в секунду, так и цифровое видео практически представляет собой последовательность цифровых кадров, то есть фотографий. Однако простой расчет показывает, что даже в случаях, когда видеофильм имеет сравнительно небольшой по сегодняшним меркам размер 512 х 512 пикселов, для хранения 1 секунды фильма требуется 786432 х 24 = 18 874 368 байт. Чтобы сохранить хотя бы часовой фильм, это число нужно умножить на 3600, и мы по­лучим 67 947 724 800, то есть 68 Гбайт на один фильм. При таком объеме фильм невозможно уместить на носителе объемом 4 Гбайт (стандартный объем DVD- дисков). За счет чего же появляется возможность уменьшить размер хранимого видеофильма?

Сжатие видео

Для кодирования каждого кадра видеофильма применяется сжатие в формате JPEG, что даже при сравнительно небольшой потере информации может дать за­метное (до 10 раз) уменьшение размера. Помимо сжатия каждого кадра, для умень­шения размер хранимого видеофильма используют некоторые дополнительные приемы.

Прореживание. Кодер (программа, осуществляющая кодирование) выбирает кадры через один и записывает их в сжатый поток. Это приводит к двойному коэффициенту сжатия. Затем декодер принимает кадры и просто дублирует их два раза подряд.

Вычитание. Кадр сравнивается со своим предшественником. Если разница между ними мала (всего в нескольких пикселах), то кодер кодирует только эти отличающиеся пикселы, то есть записывает в выходной поток три числа для каждого из отличающихся пикселов (его координаты и разность пикселов двух кадров).

Вычитание по блокам. Этот метод является развитием предыдущего. Изобра­жение делится на блоки пикселов, и операция вычитания производится не над парой кадров, а над каждой парой блоков в кадрах.

Компенсация движения. Просмотр любого фильма наводит на мысль, что раз­ница между последовательными кадрами мала из-за движения на сцене, переме­щениякамеры или в силу обеих причин. Это свойство тоже можно использовать с целью повышения коэффициента сжатия.

В результате совмещения всех этих операций при кодировании видеосигнала можно получить очень высокую степень сжатия. Все эти методы кодирования реализованы в современных форматах кодирования цифрового видео, таких как MPEG и AVI. Сам факт применения перечисленных приемов сжатия иногда ста­новится заметен: если по той или иной причине происходит пауза в потоке пере­дающихся кадров, видеоизображение начинает распадаться на прямоугольные зоны, при этом часть видеокадра остается необыкновенно четкой, другая же часть размывается.

Цифровое видео может быть получено тремя способами: оцифровкой имеющего кино, отснятого на пленку; съемкой видео на профессиональную или любительскую видеокамеру; созданием видеофайлов в специализированных программах.

При съемке видеофильма на видеокамеру может быть два режима работы. В первом режиме видеокамера снимает, кодирует и записывает фильм во внутрен­нюю память (это может быть записываемый DVD-диск, flash-память или жесткий диск). Во втором режиме видеокамера подключается разъемом к цифровому входу видеокарты компьютера и напрямую передает поток видеоданных на компьютер, где специальная программа производит их кодирование и сохранение в том или ином распространенном видеоформате с заданным качеством.

Программы для обработки и воспроизведения видео

Программы для обработки цифрового видео можно разделить на четыре основ­ные категории:

· захват видео;

· нелинейный видеомонтаж;

· перекодирование видео;

· создание DVD-образов.

Захват видео

В случаях, когда запись видео ведется на видеокассету, возникает проблема «перегона» записанных данных с видеокасеты на компьютер. Именно для этого существую программы захвата видео. Несмотря на то, что практически любой виде­оредактор имеет встроенную функцию захвата, использовать специализированные программы гораздо удобнее. Одной из наиболее известных программ для захвата видео является ScenalyzerLive. Ее возможности:

· захват видео по сценам;

· быстрый просмотр всех сцен на диске;

· быстрый поиск и сохранение на диске наиболее интересных стоп-кадров;

· захват фрагментов;

· считывание видеофайлов с диска и сохранение их на кассете в видеокамере с теми же именами файла и папки, в которой он находился.

· хорошая буферизация данных (это позволяет захватывать поток без пропу­щенных кадров на тех компьютерах, аппаратная конфигурация которых делает невозможным захват без потерь другими программами захвата);

· копирование на камеру набора файлов в виде одной записи (это позволяет об­ходить ограничения файловой системы FAT32).

Нелинейный видеомонтаж

Мультимедиа-презентации

Мультимедиа-презентации не просто получили широкое распространение, они стали одним из главных средств представления определенных видов информации. Сегодня ни совещания, ни важные переговоры не обходятся без мультимедиа-пре­зентаций. При этом существующие средства мультимедиа позволяют подготовить презентацию за сравнительно небольшой промежуток времени.

Наиболее широко мультимедиа-презентации представлены на сегодняшний день в двух сферах: в рекламе и образовании, причем и там, и там они исполняют одну и ту же роль: быстро, эффективно, надежно и достоверно донести до аудитории новые знания.

Возможные типы мультимедиа-презентаций

Рекламные презентации. В этом случае презентация создается с целью рекламы, то есть продвижения торговой марки компании; распространения информации о компании; лучшей узнаваемости имиджа; рекламирования сопутствующих и до­полняющих товаров, информационных ресурсов по данной теме. Ролик отличается от презентации линейным представлением информации, то есть в нем не пред­усмотрено взаимодействие с пользователем, который в этой ситуации является только зрителем. Электронные презентации и рекламные ролики — эффектный и комфортный способ привлечь внимание пользователей к товарам и услугам как самой компании, так и ее партнеров и представителей.

Электронные каталоги. Такие презентации могут быть использованы в качестве каталогов товаров и услуг. Торговые представители и менеджеры смогут задей­ствовать весь материал целиком или отдельные его части. Во всем мире многие издательства и компании постепенно переходят с выпуска массивных рекламных каталогов и других печатных изданий к гораздо более эффективным и экономич­ным мультимедийным компакт-дискам. Это дает возможность распространять большие объемы информации быстро, качественно и эффективно.

Обучающие и тестовые программы. С помощью такой презентации можно об­учать сотрудников, слушателей семинаров, курсов, и т. п. Такая презентация может быть приложением к технически сложной и наукоемкой продукции. Она не только обучит, но и проконтролирует уровень знаний.

Нормативно-техническая документация, методическая и сопутствующая лите­ратура. Презентация может быть использована в качестве оболочки для удобного доступа к информации. Такая презентация может содержать чертежи, технические паспорта, руководства по эксплуатации и т. п. В этом случае презентация обеспечи­вает не только удобный доступ к данным, но и позволяет существенно экономить на тиражировании больших объемов информации.

Визитная карточка. Электронная визитная карточка с мультимедиа-презента­цией — необходимая вещь для людей, ведущих активный, публичный образ жизни, включая бизнесменов, артистов, политиков, общественных деятелей. Любая «типо­графская» визитка будет «проигрывать» электронной. Размер CD-диска электрон­ной визитной карточки сопоставим с размером обычной визитной карточки.

Программные технологии создания мультимедиа-презентаций

Для создания мультимедиа-презентаций в основном используют ставшие уже привычными программные средства, такие как Microsoft Power Point из пакета Microsoft Office, или свободные программы, такие как OpenOffice.org Impress. Та и другая программы поддерживают самый широкий спектр возможностей, позволя­ющих создавать презентации, насыщенные интерактивными и мультимедийными элементами.

Создание презентации начинается с запуска мастера создания презентации, выбора шаблона, если вы хотите создать презентацию по шаблону, и ввода необ­ходимых сведений. Цель и содержание презентации продумываются до начали ее создания.

После того как мастер завершит свою работу, мы окажемся в основном окне программы Impress.

Область Слайды представляет собой перечень всех слайдов презентации, пред­ставленных в виде эскизов. Когда нужно выбрать один из слайдов, чтобы проделать над ним какое действие, нужно щелкнуть на соответствующем эскизе в этом списке. Если надо выбрать группу слайдов, нужно щелкать на нужных слайдах, удерживая нажатой клавишу Ctrl.

Выбор режима редактирования происходит с помощью соответствующих вкла­док области редактирования.

Режим рисования — основной режим работы с отдельным слайдом презентации. Позволяет добавлять на одиночный слайд графические объекты и текст, изме­нять форматирование и размещение текста. Именно в этом режиме происходит выбор макета для конкретного слайда.

Режим структуры — на этой вкладке можно редактировать структуру презента­ции, то есть ее разделы, подразделы и заголовки отдельных слайдов. Основное назначение режима структуры — редактирование текста слайдов и изменение уровня структуры внутри каждого слайда.

Режим примечаний — этот режим позволяет добавить к каждому слайду краткие примечания (типа «не забыть рассказать») или снабдить слайд полным тек­стом, который надо прочитать при появлении слайда на экране. Примечания, естественно, не будут показаны в момент демонстрации презентации. Для того чтобы ими воспользоваться, нужно распечатать презентацию, не забыв устано­вить в параметрах печати флажок Печатать примечания.

Режим тезисов — этот режим позволяет распечатать презентацию в формате с 1, 2, 3, 4 или 6 слайдами на листе. Выбор количества слайдов осуществляется на вкладке Макет области Задачи.

Сортировщик слайдов — на этой вкладке представлены все слайды презентации, где путем перетаскивания мышью можно менять порядок следования слайдов в презентации.

В области Задачи выбирается задача, которую требуется решить для выбранно­го объекта, одного или нескольких слайдов либо презентации в целом. Обратите внимание, что одни задачи (например, Фоны страниц) всегда выполняются над пре­зентацией в целом, другие относятся к конкретным слайдам или группам слайдов (Макеты и Смена слайдов), третьи становятся доступными только при выборе внутри одного слайда конкретного объекта, текста или рисунка (Эффекты).

В области редактирования происходит основное действие по редактированию отдельных слайдов и всей презентации.

Инструменты рисования позволяют вставлять в презентацию графические объ­екты и специальным образом оформленный текст.

Рассмотрим основные этапы создания презентации в Impress. Подобные инстру­менты и команды, но с немного иным названием, есть и в программе Power Point.

1. Точно определяемся с типом, целями и задачами презентации.

2. На основе заранее подобранного материала выделяем структуру презентации, текст слайдов и текст примечаний.

3. Переносим структуру презентации на один из слайдов.

4. Выполнив команду Расширить слайд для слайда со структурой, получаем все слайды презентации, снабженные соответствующими структуре заголовками.

5. Оформляем шаблоны слайдов (с помощью мастера Слайды) для первого слайда презентации, заголовочных слайдов разделов и остальных слайдов презента­ции. Связываем с созданными шаблонами соответствующие слайды презен­тации.

6. Наполняем созданные слайды текстом и примечаниями.

7. Добавляем к слайдам иллюстрирующие изображения (диаграммы, графики, рисунки).

8. Помещаем в слайды анимацию, фрагменты видео, музыкальное или звуковое сопровождение. Анимация и видеофрагменты автоматически начинают воспро­изводиться при выводе на экран содержащего их слайда, то же самое касается музыкальных и звуковых файлов.

9. В случае необходимости в отдельных сложных слайдах задаем эффект посте­пенного появления текста и рисунков.

10. Сохраняем презентацию в нужном формате.

OpenOffice.org, и Microsoft Power Point способны сохранять презентацию в раз­ных форматах. Помимо стандартного формата презентации, требующего наличия на компьютере программы, в которой презентация создавалась, можно сохранить презентацию в формате самостоятельного исполняемого файла, не нуждающегося в наличии на компьютере программ Power Point или Impress. Обе программы по­зволяют сохранять презентации в форматах SWF (то есть в виде flash-анимации) и PDF (а программа Adobe Acrobat Reader умеет воспроизводить формат PDF определенной структуры в режиме презентации). И формат PDF, и формат SWF являются межплатформенными, но требуют для своего выполнения соответствую­щих инструментов воспроизведения файлов этого формата. Наиболее универсаль­ным решением является сохранение презентации в качестве веб-документа. В этом случае презентация сохраняется как локальная структура веб-сайта, содержащая меню навигации, и это решение является наиболее универсальным с точки зрения совместимости платформ.

Демонстрация мультимедиа-презентаций

Для воспроизведения мультимедиа-презентаций могут применяться несколькорежимов.

· Воспроизведение презентации на одном компьютере. Этот режим применяется обычно при демонстрации рекламного ролика или учебного материала одному человеку.

· Трансляция презентации с одного компьютера на несколько клиентских мест. Такое решение обычно выбирается в компьютерных классах при наличии компьютеров, объединенных в локальную сеть. Наиболее частое применение — организация учебного процесса.

· Трансляция презентации при помощи пассивного проектора. В этом случае презентация, воспроизводимая на экране компьютера через проекционное оборудование транслируется на экран. Управление переключением слайдов может производиться как с компьютера, так и с устройства дистанционного управления проектором.

· Применение для демонстрации интерактивных средств, таких как большие плазменные сенсорно-чувствительные экраны и интерактивные электронные доски. В этом случае лектор может не только переключать слайды, но и управ­лять поведением объектов на экране, непосредственно взаимодействуя с поверх­ностью экрана (не только переключать или передвигать слайды, но и рисовать, на экране непосредственно указкой или световым лучом, выделяя значимые элементы).