Реферат: Мультимедиа технологии. Графические форматы
Любой пользователь компьютерных систем, мобильных устройств или интернета практически каждый день сталкивается с файлами мультимедиа. Что такое медиафайл? Далее предлагается рассмотреть этот вопрос подробнее. Впрочем, ничего особо сложного в понимании всей концепции мультимедиа нет.
Что такое медиафайл в общем понимании?
Начнем, пожалуй, с самого элементарного. Как правило, к мультимедиа относят все то, что связано с файлами video, audio и графики или их сочетанием, причем даже с содержанием текстов. По большому счету, даже презентации, созданные в Power Point, которые содержат один или несколько из вышеперечисленных объектов, тоже можно отнести к некой разновидности мультимедиа, хотя считается, что это именно презентация, а не мультимедиа только по той простой причине, что такие файлы программными или «железными» проигрывателями не воспроизводятся.
Именно эти три большие группы и представляют основные направления всей категории мультимедиа. Однако для всех трех классов можно привести еще и дополнительную классификацию, разделяя их по форматам или содержанию. Так, например, в категории видео в плане содержания могут присутствовать фильмы, мультфильмы, клипы, видеооткрытки, рекламные материалы и т.д.
А если в каждом классе копнуть еще и в разновидности форматов, времени не хватит, чтобы описать их все, поскольку сегодня в компьютерном мире их можно насчитать даже не десятки - сотни. Но говоря о том, что такое медиафайл, отдельно стоит рассмотреть каждую категорию.
Аудио
Аудио или звуковые файлы являются одной из самых больших категорий, которая объединяет огромное количество всевозможных форматов.
На заре их появления и создания изначально использовался формат PCM WAVE, который был разработан корпорацией Microsoft. Но файлы этого типа были очень большими по размеру и хранить их на жестких дисках малого объема или съемных носителях в виде тех же дискет было достаточно проблематично.
Все изменилось, когда был разработан специальный кодек Fraunhofer MP3 Encoder, позволявший производить сжатие аудиоинформации с уменьшением размера исходного WAV-файла. Правда, с небольшой потерей качества на уровне понижения звуковых характеристик (частоты дискретизации, глубины звука и т.д.). Однако сегодня формат MP3 усовершенствован настолько, что не только разница в звучании незаметна, но иногда файлы этого стандарта, к примеру, с битрейтом на уровне 320 кбит/с звучат намного лучше, нежели любой другой формат.
Говоря о том, что такое медиафайл категории аудио, можно отметить, что в последнее время достаточно распространенными и популярными форматами являются такие как:
- AIFF;
- FLAC;
- CDDA;
- DVD Audio и многие другие.
Некоторые их этих форматов являются самостоятельными и могут воспроизводиться любыми проигрывателями. Другие представляют собой аудиодорожки, которые встраиваются в видео. Если же взять еще и узкоспециализированные форматы музыкальных программ (например, формат FLP для секвенсора FL Studio), количество форматов возрастает просто неимоверно.
Видео
Еще одним большим классом считается видео. При этом ролики могут содержать audio, video, графику, текст (например, субтитры) и т.д. В этой категории форматов тоже можно насчитать очень много.
Самыми распространенными считаются следующие:
- DivX;
- Xvid;
- MPEG;
- RealVideo;
- 3GP и т.д.
Всего, что сегодня есть в этой категории, просто не перечислишь. Однако тут есть один нюанс. Бывает так, что проигрыватель не воспроизводит медиафайлы этого типа. Почему? Да только потому, что каждого стандарта необходимо использовать специальные программы, называемые кодеками и декодерами (об этом будет сказано отдельно).
Графика
Наконец, еще один большой класс мультимедиа - графика. Здесь, пожалуй, всевозможных форматов можно насчитать больше всего. Кроме того, можно разделить стационарные изображения и анимацию, которая, хотя и относится к графике по формату, но по содержанию ближе к видео, или растровые и векторные изображения. Самый простой пример - файл GIF. Их, кстати, в равной степени можно отнести и так называемым смешанным файлам.
Что же касается самих графических файлов, тут дело не ограничивается только стандартными форматами картинок. Если взять в расчет инженерные, проектировочные или чертежные программные пакеты вроде AutoCAD, их «родные» форматы тоже смело можно относить к разновидности графических объектов.
Смешанные медиафайлы
Что такое медиафайл смешанного типа? Проще всего пояснить это на примере документов PDF, которые могут содержать и графику, и текст.
Несмотря на то, что для их просмотра или редактирования предусмотрены специальные программы вроде Adobe Reader, а не стандартные средства, применяемые для графических изображений, они тоже в некотором смысле представляют собой одну из разновидностей мультимедиа.
Создание медиафайлов
Что же касается создания или редактирования мультимедиа, для каждой категории предусмотрены специальные средства в виде узконаправленных редакторов или программ, объединяющих несколько возможностей.
Звуковые файлы создать (записать) или отредактировать можно не только в специализированных приложениях вроде Adobe Audition, Sound Forge или ACID, но и с применением программ для видео, в которых, помимо обработки видео, имеются инструменты и для редактирования аудио. Одной из самых мощных считается программа Sony Vegas Pro. Но на самом деле сегодня таких приложений разного уровня можно найти достаточно много. Естественно, все они отличаются своими возможностями и профессионализмом получаемого результата.
Ну а если посмотреть на утилиты для создания и обработки графики, здесь столько всего, что неискушенный пользователь просто потеряется в этом огромном списке при выборе необходимой утилиты.
Кодеки и декодеры
Отдельно стоит остановиться на кодеках и декодерах, которые необходимы не только для корректного воспроизведения мультимедиа некоторых типов, но и для преобразования форматов. При этом тот же кодек видео может использоваться в каком-нибудь конвертере для преобразования видео в аудио и наоборот.
Самыми популярными и наиболее распространенными пакетами с полным набором необходимых инструментов считаются K-Lite, которые, в зависимости от модификации, могут содержать разное количество кодеков и декодеров. Самым полным считается пакет K-Lie Mega Codec Pack, в котором присутствуют абсолютно все известные на сегодня декодеры и кодеки. После установки любой кодек видео или декодер аудио встраивается в операционную систему, программы для воспроизведения или обработки мультимедиа автоматически, поэтому проблем с их использованием быть не должно. Только на стадии инсталляции необходимо отметить все то, что нужно установить.
Мультимедиа - комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разнородными данными (графика, текст, звук, видео), организованными в виде единой информационной среды.
Например, в одном объекте-контейнере (англ. container ) может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видео информация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней.
Термин мультимедиа также, зачастую, используется для обозначения носителей информации, позволяющих хранить значительные объемы данных и обеспечивать достаточно быстрый доступ к ним (первыми носителями такого типа были CD - compact disk). В таком случае термин мультимедиа означает, что компьютер может использовать такие носители и предоставлять информацию пользователю через все возможные виды данных, такие как аудио, видео, анимация, изображение и другие в дополнение к традиционным способам предоставления информации, таким как текст.
Мультимедиа может быть грубо классифицировано как линейное и нелинейное .
Аналогом линейного способа представления может являться кино. Человек, просматривающий данный документ никаким образом не может повлиять на его вывод.
Нелинейный способ представления информации позволяет человеку участвовать в выводе информации, взаимодействуя каким-либо образом со средством отображения мультимедийных данных. Участие человека в данном процессе также называется «интерактивностью». Такой способ взаимодействия человека и компьютера наиболее полным образом представлен в категориях компьютерных игр. Нелинейный способ представления мультимедийных данных иногда называется «гипермедиа».
В качестве примера линейного и нелинейного способа представления информации, можно рассматривать такую ситуацию, как проведение презентации. Если презентация была записана на пленку и показывается аудитории, то при этом способе донесения информации просматривающие данную презентацию не имеют возможности влиять на докладчика. В случае же живой презентации, аудитория имеет возможность задавать докладчику вопросы и взаимодействовать с ним прочим образом, что позволяет докладчику отходить от темы презентации, например поясняя некоторые термины или более подробно освещая спорные части доклада. Таким образом, живая презентация может быть представлена, как нелинейный(интерактивный) способ подачи информации…
47.Использование мультимедиа: преимущества и недостатки. Перспективы развития.
Мультимедиа – комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разнородными данными (графика, текст, звук, видео), организованными в виде единой информационной среды. Основные составляющие мультимедиа: текст, аудио, графическая и видео информация, а также способ интерактивного взаимодействия с ней.
Термин мультимедиа также, зачастую, используется для обозначения носителей информации, позволяющих хранить значительные объемы данных и обеспечивать достаточно быстрый доступ к ним (первыми носителями такого типа были CD). В таком случае термин мультимедиа означает, что компьютер может использовать такие носители и предоставлять информацию пользователю через все возможные виды данных, такие как аудио, видео, анимации, изображение и другие в дополнение к традиционным способам предоставления информации, таким как текст.
Мультимедийные презентации могут быть проведены человеком на сцене, показаны через проектор или же на другом локальном устройстве воспроизведения.
Мультимедийные игры – такие игры, в которых игрок взаимодействует с виртуальной средой, простроенной компьютером. Состояние виртуальной среды передается игроку при помощи различных способов передачи информации (аудиальный, визуальный, тактильный). В настоящее время все игры на компьютере или игровой приставке относятся к мультимедийным играм. Стоит отметить, что в такой тип игр можно играть как в одиночку на локальном компьютере или приставке, так и с другими игроками через локальную или глобальную сеть.
Различные форматы мультимедиа данных можно использовать для упрощения восприятия информации потребителем. Например, предоставить информацию не только в текстовом виде, но и проиллюстрировать ее аудиоданными или видеоклипом. Таким же образом современное искусство может представить повседневные, обыденные вещи в новом виде.
Для того, чтобы выложить видео на YouTube или Яндекс.Видео пользователю не требуется знаний по редактированию видео, кодированию и сжатию информации, знаний по устройству web-серверов. Пользователь просто выбирает локальный файл и тысячи других пользователей видеосервиса имеют возможность просмотреть новый видеоролик.
Мультимедиа находит свое применение в различных областях, включая рекламу, искусство, образование, индустрию развлечений, технику, медицину, математику, бизнес, научные исследования.
В образовании мультимедиа используется для создания компьютерных учебных курсов и справочников, таких как энциклопедии и сборники. В промышленном секторе мультимедиа используют как способ презентации информации для акционеров, руководства и коллег. Мультимедиа также полезно в организации обучения персонала, рекламы и продаж продукта по всему миру. В математических и научных исследованиях мультимедиа в основном используется для моделирования и симуляции. Например: ученый может взглянуть на молекулярную модель какого-либо вещества и манипулировать ею с тем, чтобы получить другое вещество. Врачи также могут получить подготовку с помощью виртуальных операций или симуляторов человеческого тела, пораженного болезнью, распространенной вирусами и бактериями, таким образом пытаясь разработать методики ее предотвращения.
Мультимедийный учебник способе вести с обучаемым такой либо почти такой же диалог, как и преподаватель. В этом учебнике учащийся может увидеть то, что невозможно напечатать на бумаге. Мультимедийный учебник «оживляет» химические молекулы и человеческие органы, позволяя увидеть их такими, какие они есть в реальности, а не в виде условных схем и рисунков. И, что немаловажно в наше время, иллюстративные файлы мультимедийных пособий могут в ряде случаев вполне успешно заменить дорогостоящие коллекции реактивов и препаратов, т.е. принести прямую экономическую выгоду.
Мультимедиа средства – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию. В широком смысле термин «мультимедиа» означает спектр информационных технологий, использующих различные программные и технические средства с целью наиболее эффективного воздействия на пользователя (ставшего одновременно и читателем, и слушателем, и зрителем).
Одно из самых широких областей применения технология мультимедиа получила в сфере образования, поскольку средства информатизации, основанные на мультимедиа способны, в ряде случаев, существенно повысить эффективность обучения. Экспериментально установлено, что при устном изложении материала обучаемый за минуту воспринимает и способен переработать до одной тысячи условных единиц информации, а при «подключении» органов зрения до 100 тысяч таких единиц.
Положительных аспектов использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании достаточно много. Отрицательные аспекты:
Свертывание социальных контактов;
Сокращение социального взаимодействия и общения, индивидуализм; Индивидуализация ограничивает живое общение учителей и обучаемых, учащихся между собой, предлагая им общение в виде «диалога с компьютером». Обучаемый не получает достаточной практики диалогического общения, формирования и формулирования мысли на профессиональном языке.
Сложные способы представления информации отвлекают учеников от изучаемого материала. Если учащемуся одновременно демонстрируют информацию разных типов, он отвлекается от одних типов информации, чтобы уследить за другими, пропуская важную информацию.
Чрезмерное и неоправданное использование компьютерной техники негативно отражается на здоровье всех участников образовательного процесса.
Средства виртуальной реальности будут развиваться к тому, чтобы воздействовать на как можно больше органов чувств человека. Например, уже сейчас братьями Латыповыми разработана «виртуальная сфера», которая вращается, имитируя передвижение человека в виртуальном мире – таким образом, его движение требует реальных мускульных усилий, а не простого нажатия кнопки или поворота джойстика. Существую проекты, предполагающие насыщение виртуальной реальности соответствующими обстановке запахами.
48. Почтовые системы. Электронные адреса. Приложение OutlookExpress, TheBat!
Электронная почта (анг. e-mail,от англ. electronic mail) – технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений по компьютерной сети.
Достоинством электронной почты являются: легко воспринимаемые и запоминаемые человеком адреса вида имя_пользователя@имя_домена; возможность передачи как простого текста, так и форматированного, а также произвольных файлов; достаточно высокая надежность доставки сообщения.
Недостатки электронной почты: наличие такого явления, как спам (массовые рекламные и вирусные рассылки); теоретическая невозможность гарантированной доставки конкретного письма; возможные задержки доставки сообщения (до нескольких суток), ограничения на размер одного сообщения и на общий размер в почтовом ящике.
В настоящее время любой начинающий пользователь может завести свой бесплатный электронный почтовый ящик, достаточно зарегистрироваться на одном из интернет порталов.
Почтовая система – это технология, предназначенная для работы с e-mail сообщениями на сайте.
Общепринятым в мире протоколом обмена электронной почтой является SMTP (Simple mail transfer protocol – простой протокол передачи почты). Почта передается между узлами с использованием программ пересылки почты (напр. OutlookExpress, TheBat!)
Внутри заданной почтовой системы (обычно находящейся в рамках одной организации) может быть множество почтовых серверов, выполняющих как пересылку почты внутри организации, так и другие, связанные с электронной почтой задачи: фильтрацию спама, проверку вложений антивирусом, обеспечение автоответа, архивация входящей/исходящей почты.
Адрес электронной почты – запись, однозначно идентифицирующая почтовый ящик, в который следует доставить сообщение электронной поты.
Адрес состоит из двух частей, разделенных символом «@». Левая часть указывает имя почтового ящика, часто оно совпадает с логином пользователя. Правая часть адреса указывает доменное имя того сервера, на котором расположен почтовый ящик.
ОЕ – программа для работы с электронной почтой и группами новостей компании Майкрософт. Поставляется в составе операционных систем Windows, а также вместе с браузером Internet Explorer. Название ОЕ предполагает, что эта программа является облегченной версией Microsoft Outlook – органайзера от Майкрософт, который также содержит функции работы с электронной почтой. На самом деле, между этими двумя программами мало общего. Кроме того, Outlook, в отличие от ОЕ, до версии 2007 не имел функцию работы с группами новостей.
ОЕ основана на более раннем программно обеспечении для электронной почты и новостей – пакете Microsoft Internet Mail and News, поставлявшемся с Internet Explorer 3.0.
ОЕ используется как на домашних, так и на офисных компьютерах, но она более удобна для домашних пользователей, которые открывают электронную почту посредством выхода в интернет.
ОЕ работает фактически с любой стандартной Интернет системой:
Простой протокол почтовой передачи (SMTP);
Протокол почтового офиса 3 (POP3);
Протокол Интернет доступа к электронной почте (IMAP).
ОЕ позволяет подобрать фон и графику для сообщений. Встроенные шаблоны предоставляют возможность иллюстрировать сообщения.
ТВ – платная программа для работы с электронной почтой для ОС Windows. Разрабатывается молдавской компанией RITLabs. Программа ТВ популяра среди российских пользователей и пользователей из бывших республик СССР.
Имеет довольно развитую систему фильтрации и сортировки сообщений, а также систему для подключения дополнительных модулей расширения (плагинов), предназначенных (в случае, если это требуется) для интеграции программы защиты от вирусов и спама различных производителей. Необходимые плагины могут поставляться вместе с антивирусом или загружаться с сайта разработчиков этого модуля.
Поддерживает протоколы: SMTP. POP3, IMAP. Поддерживает большое число кодировок. Имеются механизмы для фильтрации сообщений, их автоматической обработки, шаблоны и возможности для организации списков рассылки.
Мультимедиа технологии. Графические форматы
Мультимедиа (лат. Multum + Medium ) - одновременное использование различных форм представления информации и ее обработки в едином объекте-контейнере.
Например, в одном объекте-контейнере (англ. container ) может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видео информация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней.
Термин мультимедиа также, зачастую, используется для обозначения носителей информации, позволяющих хранить значительные объемы данных и обеспечивать достаточно быстрый доступ к ним (первыми носителями такого типа были CD - compact disk.
Классификация:
Мультимедиа может быть грубо классифицировано как линейное и нелинейное .
Аналогом линейного способа представления может являться кино. Человек, просматривающий данный документ никаким образом не может повлиять на его вывод.
Нелинейный способ представления информации позволяет человеку участвовать в выводе информации, взаимодействуя каким-либо образом со средством отображения мультимедийных данных. Участие человека в данном процессе также называется «интерактивностью». Такой способ взаимодействия человека и компьютера наиболее полным образом представлен в категориях компьютерных игр. Нелинейный способ представления мультимедийных данных иногда называется «гипермедиа».
В качестве примера линейного и нелинейного способа представления информации, можно рассматривать такую ситуацию, как проведение презентации. Если презентация была записана на пленку и показывается аудитории, то при этом способе донесения информации просматривающие данную презентацию не имеют возможности влиять на докладчика. В случае же живой презентации, аудитория имеет возможность задавать докладчику вопросы и взаимодействовать с ним прочим образом, что позволяет докладчику отходить от темы презентации, например поясняя некоторые термины или более подробно освещая спорные части доклада. Таким образом, живая презентация может быть представлена, как нелинейный(интерактивный) способ подачи информации…
Графические форматы
Графи́ческий форма́т - это способ записи графической информации. Графические форматы файлов предназначены для хранения изображений, таких как фотографии и рисунки.
Графические форматы различаются по виду хранимых данных (растровая, векторная и смешанная формы), по допустимому объему данных, параметрам изображения, хранению палитры, методике сжатия данных (для EGA без сжатия требуется 256К) - DCLZ (Data Compression Lempel-Ziv), LZW (Lempel-Ziv & Welch), по способам организации файла (текстовый, двоичный), структуре файла (с последовательной или ссылочной (индексно-последовательной) структурой) и т.д.
Растровый файл состоит из точек, число которых определяется разрешением, измеряемым обычно в точках на дюйм (dpi) или на сантиметр (dpc). Очень важным фактором, влияющим, с одной стороны, на качество вывода изображения, а с другой - на размер файла, является глубина цвета, т.е. число разрядов, отводимых для хранения информации о трех составляющих (если это цветная картинка) или одной составляющей (для полутонового не цветного изображения). Например, при использовании модели RGB глубина 24 разряда на точку означает, что на каждый цвет (красный, синий, зеленый) отводится по 8 разрядов и поэтому в таком файле может храниться информация о 2^24 = 16,777,216 цветах (Обычно в этом случае говорят о 16 млн. цветов). Очевидно, что даже файлы с низким разрешением содержат в себе тысячи или десятки тысяч точек. Так, растровая картинка размером 1024х768 точек и с 256 цветами занимает 768 Кбайт. Для уменьшения объемов файлов разработаны специальные алгоритмы сжатия графической информации. Именно они и являются основной причиной существования графических форматов.
Векторный способ записи графических данных применяется в системах автоматического проектирования (CAD) и в графических пакетах. В этом случае изображение состоит из простейших элементов (линия, ломаная, кривая Безье, эллипс, прямоугольник и т.д.), для каждого из которых определен ряд атрибутов (например, для замкнутого многоугольника - координаты угловых точек, толщина и цвет контурной линии, тип и цвета заливки и т.д.). Записывается также место объектов на странице и расположение их друг относительно друга (какой из них "лежит" выше, а какой ниже). Векторный формат является доказательством идеи древнегреческих математиков о том, что любую существующую в природе форму можно описать, используя геометрические примитивы и компас.
У каждого метода есть свои преимущества. Растровый позволяет передавать тонкие, едва уловимые детали образов, векторный же лучше всего применять, если оригинал имеет отчетливые геометрические очертания. Векторные файла меньше по объему, зато растровые быстрее вырисовываются на экране дисплея, так как для вывода векторного изображения процессору необходимо произвести множество математических операций. С другой стороны, векторные файлы гораздо проще редактировать.
Существует множество программ-трансляторов, переводящих данные из векторного формата в растровый. Как правило, такая задача решается довольно просто, чего нельзя сказать об обратной операции - преобразовании растрового файла в векторный и даже о переводе одного векторного файла в другой. Векторные алгоритмы записи используют уникальные для каждой фирмы-поставщика математические модели, описывающие элементы изображения.
Ниже описан ряд наиболее распространенных графических форматов.
1. PCX - Простейший растровый формат. Первоначально этот формат использовался в программе PaintBrush фирмы Zsoft, однако в последствии получил широкое распространение среди пакетов редактирования растровых изображений, хотя до сих пор не признан в качестве официального стандарта. К сожалению, в процессе своей эволюции PCX претерпел настолько значительные изменения, что современная версия формата, поддерживающая 24-разрядный цветовой режим, не может использоваться старыми программами. С самого "рождения" формат PCX был ориентирован на существующие видеоадаптеры (сначала EGA, потом VGA) и поэтому является аппаратно-зависимым. В PCX используется схема сжатия данных RLE, позволяющая уменьшать размер файла, например, на 40- 70%, если используется 16 и менее цветов, и на 10- 30% для 256-цветных изображений.
2. BMP - (Windows Bitmap) разрабатывался фирмой Microsoft как совместимый со всеми приложениями Windows. Для приложений в операционной системе OS/2 имеется собственная версия BMP. В формате BMP можно сохранять черно-белые, серые полутоновые, индексные цветные и цветные изображения системы RGB (но не двухцветные или цветные изображения системы CMYK). Недостаток этих графических форматов: большой объем. Следствие - малая пригодность для Internet-публикаций.
3. GIF - поддерживает до 256 цветов, позволяет задавать один из цветов как прозрачный, дает возможность сохранения с чередованием строк (при просмотре сначала выводится каждая 8-я, затем каждая 4-я и т.д. Это позволяет судить об изображении до его полной загрузки). Способен содержать несколько кадров в одном файле с последующей последовательной демонстрацией (т.н. "анимированный GIF"). Уменьшение размера файла достигается удалением из описания палитры неиспользуемых цветов и построчного сжатия данных (записывается количество точек повторяющегося по горизонтали цвета, а не каждая точка с указанием ее цвета). Такой алгоритм дает лучшие результаты для изображений с протяженными по горизонтали однотонными объектами. Для сжатия файла используется высокоэффективный алгоритм Лемпела - Зива - Велча (LZW)
4. TIFF (target image file format) - был разработан специально для использования в приложениях, связанных с компоновкой страницы и направлен на преодоление трудностей, которые возникают при переносе графических файлов с IBM-совместимых компьютеров на Macintosh и обратно. Он поддерживается всеми основными графическими пакетами и пакетами редактирования изображений и читается на многих платформах. Использует сжатие изображения (LZW). Формат TIFF очень удобен, но за это приходится расплачиваться огромными размерами получаемых файлов (например, файл формата А4 в цветовой модели CMYK с разрешением 300 dpi, обычно применяемым для высококачественной печати, имеет размер около 40 Мбайт). Кроме того, существует несколько "диалектов" формата, которые не каждая программа, поддерживающая TIFF, легко "понимает".
5. JPEG - миллионы цветов и оттенков, палитра не настраиваемая, предназначен для представления сложных фотоизображений. Разновидность progressive JPEG позволяет сохранять изображения с выводом за указанное количество шагов (от 3 до 5 в Photoshop"e) - сначала с маленьким разрешением (плохим качеством), на следующих этапах первичное изображение перерисовывается все более качественной картинкой. Анимация или прозрачный цвет форматом не поддерживаются. Уменьшение размера файла достигается сложным математическим алгоритмом удаления информации - чем заказываемое качество ниже, тем коэффициент сжатия больше, файл меньше. Главное, подобрать максимальное сжатие при минимальной потере качества. Последний идентифицирует и отбрасывает данные, которые человеческий глаз не в состоянии увидеть (незначительные изменения в цвете не различаются человеком, тогда как улавливается даже малейшая разница в интенсивности, поэтому JPEG меньше подходит для обработки черно-белых полутоновых изображений), что приводит к существенному уменьшению размера файла. Таким образом, в отличие от метода сжатия LZW или RLE в результате применения технологии JPEG данные теряются навсегда. Так, файл, однажды записанный в формате JPEG, а затем переведенный, скажем, в TIFF, уже не будет тем же, что и оригинал. Наиболее подходящий формат для размещения в Интернете полноцветных изображений. Вероятно, до появления мощных алгоритмов сжатия изображения без потери качества останется ведущим форматом для представления фотографий в Web.
6. PNG - пока малораспространен из-за слабой рекламы, создавался специально для Интернета как замена первых двух форматов и благодаря патентной политике Compuserve постепенно вытесняет GIF (см. выше). Позволяет выбирать палитру сохранения - серые полутона, 256 цветов, true color ("истинные цвета"). В зависимости от свойств изображения действительно иногда предпочтительнее GIF"a или JPG"a. Позволяет использовать "прозрачный" цвет, но, в отличие от GIF"a таких цветов может быть до 256. В отличие от GIF сжатие без потери качества производится и по горизонтали и по вертикали (алгоритм собственный, параметры тоже не настраиваемые). Не умеет создавать анимированные ролики (разрабатывается формат MNG).
7. PDF (Portable Document Format) - это пример смешанного формата, предназначенного для хранения текста и графики одновременно. В формате PDF сохраняются данные текстовым редактором Adobe Acrobat. Для сжатия графики применяется метод LZW.
8. PSD - формат графического редактора Adobe Photoshop. Обладает очень большими возможностями. Хранит данные о различных палитрах цветов, о прозрачности, имеет возможность хранения послойных изображений. При этом отличается большим размером.
Векторная графика CDR (CorelDRAW) AI (Adobe Illustrator) WMF (Windows Metafile) EMF (Enhaced Metafile) |
ДРУГИЕ ФОРМАТЫ SWF (ShokWaveFlash) SVG (Scalable Vector Graphics) ICO (Icon) |
Интерфейс прикладного программирования (иногда интерфейс программирования приложений ) (англ. application programming interface, API [эй-пи-ай]) - набор готовых классов, функций, структур и констант, предоставляемых приложением (библиотекой, сервисом) для использования во внешних программных продуктах. Используется программистами для написания всевозможных приложений.
Полученный в результате оцифровки звука или видео массив данных («цифровое представление» оригинального объекта) может использоваться компьютером для дальнейшей обработки, передачи по цифровым каналам, сохранению на цифровой носитель. Перед передачей или сохранением цифровое представление, как правило, подвергается фильтрации и кодированию для уменьшения объема .
Сжатием мультимедиа информации занимаются особые программы – кодеки , являющиеся важнейшим программным элементом компьютера как мультмедийного центра.
Именно благодаря кодекам возможно прослушивание и просмотр аудио и видео соответственно, при приемлемых размерах файлов. Итак, кодек – программа, сжимающая цифровой поток (кодирование) и также с помощью которой он воспроизводится (декодирование). По первым слогам этих функций образовано название Кодек (Codec). Кодеки бывают аудио и видео и являются важной частью формата медиа файла. Главная задача и суть кодека - это уменьшить размер файла. При этом существуют разные алгоритмы выполнения этой задачи, справляющиеся с ней с различной эффективностью.
Не стоит путать понятия кодек и формат файла . Формат - это определённая структура представления оцифрованного звука или изображения. А кодек - это программный алгоритм, сжимающий в определённый формат. То есть цель кодека - сжать, а сделать это можно по разному, поэтому для одного формата могут использоваться разные кодеки (с разной степенью качества). Естественно, не обходится здесь без потерь в качестве. Однако алгоритмы настолько хорошо справляются с задачей, что потери часто бывают не заметны. Примером простого алгоритма сжатия аудиоданных может служить, например, вырезание диапазона частот не слышимого для человеческого уха, или, к примеру, если раздаются 2 звука, первый громкий, второй тихий, при этом получается, что ухо не слышит второго звука, логично, что можно обойтись без второго звука. В изображении, если имеется преимущество одного цвета в кадре, то достаточно лишь описать одну точку с этим цветом, и указать места где он повторяется. Это конечно простые примеры, на деле всё гораздо сложней. Сейчас существуют кодеки, сжимающие без потерь.
Еще раз отметим, что кодеки выполняют и обратную операцию - раскодирования, в этом случае их называют декодерами.
Кодеки преобразуют данные в особый файл, который называют контейнером.
Контейнер - это специальная оболочка, в которой хранится зашифрованная с помощью кодеков информация. По сути, медиаконтейнеры - это и есть форматы видеофайлов, которые содержат данные о своей внутренней структуре. Первый медиаконтейнер был создан в 1985 году. В контейнере может храниться информация разного качества, в частности, изображения, аудио, видео и субтитры. Разные виды контейнеров определяют объем и качество информации, которая может быть в нем сохранена, но при этом не влияют на способы кодирования данных.
Наиболее популярными видео кодеками являются DivX, XviD, H.261, H.263, H.264 и следующие:
MPEG-2 – группа стандартов цифрового кодирования видео и аудио сигналов. MPEG-2 в основном используется для кодирования видео и аудио при вещании, включая спутниковое вещание и кабельное телевидение. С некоторыми модификациями этот формат также используется как стандарт для сжатия DVD.
MPEG-4 – новый международный стандарт сжатия цифрового видео и аудио, появившийся в 1998 году. Используется для вещания (потоковое видео), записи дисков с фильмами, видеотелефонии и широковещания. Включает в себя многие функции MPEG-2 и других стандартов, добавляя такие функции, как поддержка языка виртуальной разметки VRML для показа 3D-объектов, объектно-ориентированные файлы, поддержка управления правами и разные типы интерактивного медиа.
Ogg Theora – видеокодек, разработанный Фондом Xiph.Org как часть их проекта «Ogg» (целью этого проекта является интеграция видеокодека On2 VP3, аудиокодека Ogg Vorbis и мультимедиа-контейнера Ogg в одно мультимедийное решение, наподобие MPEG-4). Полностью открытый, свободный в лицензионном отношении мультимедиа-формат.
Любая операционная система изначально содержит некий набор кодеков, но, как правило, их недостаточно для воспроизведения определенных форматов видеофайлов.
Видеоформаты напрямую на качество не влияют, лишь обеспечивая поддержку кодеков и «технологичность» фильма:
AVI - очень древний стандарт, которому уже более десяти лет. Не соответствует современным требованиям качества и не поддерживает некоторые кодеки (в частности звуковой кодек Vorbis), а также переменный битрейт в кодировании. Существует и проблема с синхронизацией потоков.
MKV – «молодой» тип контейнеров, характеристикой которому станет предыдущий абзац без слов «не». Если перед вами файл с фильмом *.mkv, то, как правило, сам фильм будет высокого качества.
ASF - формат, разработанный в недрах всеми любимой фирмы Microsoft и ими же запатентованный. По непонятным причинам очень бережно ими оберегается, даже законом запрещено использование этого стандарта для видеокодирования и редактирования ASF-фильмов третьими сторонами, то есть пользователями, чтобы его попробовать в кодировке, придётся найти софт, который этот закон не уважил. Сам по себе стандарт очень старый, поэтому вряд ли обеспечивает совместимость с современными кодеками.
VOB - контейнер DVD фильмов. На DVD-диске с фильмом выкладываются несколько VOB-файлов ~ по 1Гб каждый вместе с разными системными файлами (IFO, BUP...). Скинув VOB-файлы на жёсткий диск компьютера, можно их просмотреть с помощью какого-либо видео-плеера. Внутрь VOB-файла зашиваются собственно видео, одна или несколько звуковых дорожек и субтитры.
На практике возникает огромное количество случаев, когда необходимо преобразовать видео из одного формата в другой. Основная проблема заключается в том, что различные устройства накладывают особые требования к качеству загружаемого видео, в частности к его формату. В этой ситуации на помощь приходят специальные программы - конвертеры , которые позволяют переделать видео в нужный формат. Например, удобный видео конвертер на русском языке - ВидеоМАСТЕР.
Аудиоформаты
Среди звуковых носителей информации выделяют аналоговые и цифровые носители. Для целей мультимедиа-технологий наибольшее значение имеют последние, причем преимущественно это аудио-файлы, значительное количество которых было разработано в последние годы. В классификации форматов аудио-файлов выделяют форматы без потерь и форматы с потерями .
Аудиоформаты без потерь предназначены для точного (с точности до частоты дискретизации) представления звука. В свою очередь они делятся на несжатые и сжатые форматы.
Примеры несжатых форматов :
· RAW – сырые замеры без какого-либо заголовка или синхронизации.
· WAV (Waveform audio format) –разработан Microsoft совместно с IBM, распространенная форма представления звуковых данных небольшой продолжительности.
· CDDA – стандарт для аудио-CD. Первая редакция стандарта издана в июне 1980 года компаниями Philips и Sony, затем была доработана организацией Digital Audio Disc Committee.
Примеры сжатых форматов :
· WMA (Windows Media Audio 9 Lossless) – лицензируемый формат аудио-файлов, разработанный компанией Microsoft для хранения и трансляции. В рамках формата есть возможность кодирования звука как с потерей, так и без потери качества.
· FLAC (Free Audio Lossles Audio Codec) – популярный формат для сжатия аудиоданных. Поддерживается многими аудио-приложениями, а также устройствами воспроизведения звука.
Аудиоформаты с потерями ориентированы в первую очередь на по возможности компактное хранение звуковых данных: при этом идеально точное воспроизведение записанного звука не гарантируется. Примеры таких форматов:
· MP3 –лицензируемый формат файла для хранения аудиоинформации, разработанный рабочей группой института Фраунхофера MPEG в 1994 году. На данный момент MP3 является самым известным и популярным из распространенных форматов цифрового кодирования звуковой информации с потерями. Он широко используется в файлообменных сетях для передачи музыкальных произведений. Формат может проигрываться в любой современной операционной системе, на практически любом портативном аудио-плеере, а также поддерживается всеми современными моделями музыкальных центров и DVD-плееров.
· Vorbis –свободный формат сжатия звука с потерями, появившийся летом 2002 года. Психоакустическая модель, используемая в Vorbis, по принципам действия близка к MP3. По всевозможным оценкам этот формат является вторым по популярности после MP3 форматом компрессии звука с потерями. Широко используется в компьютерных играх и в файлообменных сетях для передачи музыкальных произведений.
· AAC (Advanced Audio Coding) –формат аудио-файла с меньшей потерей качества при кодировании, чем MP3 при одинаковых размерах. Изначально создавался как преемник MP3 с улучшенным качеством кодирования, но в настоящий момент распространен существенно меньше, чем MP3.
· WMA –см. выше.
Следует отметить, что кроме описания звуковых колебаний в цифровом виде, применяется также создание специальных команд для автоматического воспроизведения на различных электронных музыкальных инструментах, ярчайшим примером такой технологии является MIDI .
Интерфейс MIDI позволяет единообразно кодировать в цифровой форме такие данные как нажатие клавиш, настройку громкости и других акустических параметров, выбор тембра, темпа, тональности и др., с точной привязкой во времени. В системе кодировок присутствует множество свободных команд, которые производители, программисты и пользователи могут использовать по своему усмотрению. Поэтому интерфейс MIDI позволяет, помимо исполнения музыки, синхронизировать управление другим оборудованием, например, осветительным, пиротехническим и т.п.
Последовательность MIDI-команд может быть записана на любой цифровой носитель в виде файла, передана по любым каналам связи. Воспроизводящее устройство или программа называется синтезатором (секвенсором ) MIDI и фактически является автоматическим музыкальным инструментом.
В качестве контейнера для обмена и передачи видео- и звуковых данных в сфере профессионального производства и вещания применяется формат MXF (от англ. The Material eXchange Format ), однако, не исключается возможность записи в контейнеры AVI, MOV и прочие.
Мультимедиа технологии. Графические форматы
Мультимедиа (лат. Multum + Medium ) - одновременное использование различных форм представления информации и ее обработки в едином объекте-контейнере.
Например, в одном объекте-контейнере (англ. container ) может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видео информация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней.
Термин мультимедиа также, зачастую, используется для обозначения носителей информации, позволяющих хранить значительные объемы данных и обеспечивать достаточно быстрый доступ к ним (первыми носителями такого типа были CD - compact disk.
Классификация:
Мультимедиа может быть грубо классифицировано как линейное и нелинейное .
Аналогом линейного способа представления может являться кино. Человек, просматривающий данный документ никаким образом не может повлиять на его вывод.
Нелинейный способ представления информации позволяет человеку участвовать в выводе информации, взаимодействуя каким-либо образом со средством отображения мультимедийных данных. Участие человека в данном процессе также называется «интерактивностью». Такой способ взаимодействия человека и компьютера наиболее полным образом представлен в категориях компьютерных игр. Нелинейный способ представления мультимедийных данных иногда называется «гипермедиа».
В качестве примера линейного и нелинейного способа представления информации, можно рассматривать такую ситуацию, как проведение презентации. Если презентация была записана на пленку и показывается аудитории, то при этом способе донесения информации просматривающие данную презентацию не имеют возможности влиять на докладчика. В случае же живой презентации, аудитория имеет возможность задавать докладчику вопросы и взаимодействовать с ним прочим образом, что позволяет докладчику отходить от темы презентации, например поясняя некоторые термины или более подробно освещая спорные части доклада. Таким образом, живая презентация может быть представлена, как нелинейный(интерактивный) способ подачи информации…
Графические форматы
Графи́ческий форма́т - это способ записи графической информации. Графические форматы файлов предназначены для хранения изображений, таких как фотографии и рисунки.
Графические форматы различаются по виду хранимых данных (растровая, векторная и смешанная формы), по допустимому объему данных, параметрам изображения, хранению палитры, методике сжатия данных (для EGA без сжатия требуется 256К) - DCLZ (Data Compression Lempel-Ziv), LZW (Lempel-Ziv & Welch), по способам организации файла (текстовый, двоичный), структуре файла (с последовательной или ссылочной (индексно-последовательной) структурой) и т.д.
Растровый файл состоит из точек, число которых определяется разрешением, измеряемым обычно в точках на дюйм (dpi) или на сантиметр (dpc). Очень важным фактором, влияющим, с одной стороны, на качество вывода изображения, а с другой - на размер файла, является глубина цвета, т.е. число разрядов, отводимых для хранения информации о трех составляющих (если это цветная картинка) или одной составляющей (для полутонового не цветного изображения). Например, при использовании модели RGB глубина 24 разряда на точку означает, что на каждый цвет (красный, синий, зеленый) отводится по 8 разрядов и поэтому в таком файле может храниться информация о 2^24 = 16,777,216 цветах (Обычно в этом случае говорят о 16 млн. цветов). Очевидно, что даже файлы с низким разрешением содержат в себе тысячи или десятки тысяч точек. Так, растровая картинка размером 1024х768 точек и с 256 цветами занимает 768 Кбайт. Для уменьшения объемов файлов разработаны специальные алгоритмы сжатия графической информации. Именно они и являются основной причиной существования графических форматов.
Векторный способ записи графических данных применяется в системах автоматического проектирования (CAD) и в графических пакетах. В этом случае изображение состоит из простейших элементов (линия, ломаная, кривая Безье, эллипс, прямоугольник и т.д.), для каждого из которых определен ряд атрибутов (например, для замкнутого многоугольника - координаты угловых точек, толщина и цвет контурной линии, тип и цвета заливки и т.д.). Записывается также место объектов на странице и расположение их друг относительно друга (какой из них "лежит" выше, а какой ниже). Векторный формат является доказательством идеи древнегреческих математиков о том, что любую существующую в природе форму можно описать, используя геометрические примитивы и компас.
У каждого метода есть свои преимущества. Растровый позволяет передавать тонкие, едва уловимые детали образов, векторный же лучше всего применять, если оригинал имеет отчетливые геометрические очертания. Векторные файла меньше по объему, зато растровые быстрее вырисовываются на экране дисплея, так как для вывода векторного изображения процессору необходимо произвести множество математических операций. С другой стороны, векторные файлы гораздо проще редактировать.
Существует множество программ-трансляторов, переводящих данные из векторного формата в растровый. Как правило, такая задача решается довольно просто, чего нельзя сказать об обратной операции - преобразовании растрового файла в векторный и даже о переводе одного векторного файла в другой. Векторные алгоритмы записи используют уникальные для каждой фирмы-поставщика математические модели, описывающие элементы изображения.
Ниже описан ряд наиболее распространенных графических форматов.
1. PCX - Простейший растровый формат. Первоначально этот формат использовался в программе PaintBrush фирмы Zsoft, однако в последствии получил широкое распространение среди пакетов редактирования растровых изображений, хотя до сих пор не признан в качестве официального стандарта. К сожалению, в процессе своей эволюции PCX претерпел настолько значительные изменения, что современная версия формата, поддерживающая 24-разрядный цветовой режим, не может использоваться старыми программами. С самого "рождения" формат PCX был ориентирован на существующие видеоадаптеры (сначала EGA, потом VGA) и поэтому является аппаратно-зависимым. В PCX используется схема сжатия данных RLE, позволяющая уменьшать размер файла, например, на 40- 70%, если используется 16 и менее цветов, и на 10- 30% для 256-цветных изображений.
2. BMP - (Windows Bitmap) разрабатывался фирмой Microsoft как совместимый со всеми приложениями Windows. Для приложений в операционной системе OS/2 имеется собственная версия BMP. В формате BMP можно сохранять черно-белые, серые полутоновые, индексные цветные и цветные изображения системы RGB (но не двухцветные или цветные изображения системы CMYK). Недостаток этих графических форматов: большой объем. Следствие - малая пригодность для Internet-публикаций.
3. GIF - поддерживает до 256 цветов, позволяет задавать один из цветов как прозрачный, дает возможность сохранения с чередованием строк (при просмотре сначала выводится каждая 8-я, затем каждая 4-я и т.д. Это позволяет судить об изображении до его полной загрузки). Способен содержать несколько кадров в одном файле с последующей последовательной демонстрацией (т.н. "анимированный GIF"). Уменьшение размера файла достигается удалением из описания палитры неиспользуемых цветов и построчного сжатия данных (записывается количество точек повторяющегося по горизонтали цвета, а не каждая точка с указанием ее цвета). Такой алгоритм дает лучшие результаты для изображений с протяженными по горизонтали однотонными объектами. Для сжатия файла используется высокоэффективный алгоритм Лемпела - Зива - Велча (LZW)
4. TIFF (target image file format) - был разработан специально для использования в приложениях, связанных с компоновкой страницы и направлен на преодоление трудностей, которые возникают при переносе графических файлов с IBM-совместимых компьютеров на Macintosh и обратно. Он поддерживается всеми основными графическими пакетами и пакетами редактирования изображений и читается на многих платформах. Использует сжатие изображения (LZW). Формат TIFF очень удобен, но за это приходится расплачиваться огромными размерами получаемых файлов (например, файл формата А4 в цветовой модели CMYK с разрешением 300 dpi, обычно применяемым для высококачественной печати, имеет размер около 40 Мбайт). Кроме того, существует несколько "диалектов" формата, которые не каждая программа, поддерживающая TIFF, легко "понимает".
5. JPEG - миллионы цветов и оттенков, палитра не настраиваемая, предназначен для представления сложных фотоизображений. Разновидность progressive JPEG позволяет сохранять изображения с выводом за указанное количество шагов (от 3 до 5 в Photoshop"e) - сначала с маленьким разрешением (плохим качеством), на следующих этапах первичное изображение перерисовывается все более качественной картинкой. Анимация или прозрачный цвет форматом не поддерживаются. Уменьшение размера файла достигается сложным математическим алгоритмом удаления информации - чем заказываемое качество ниже, тем коэффициент сжатия больше, файл меньше. Главное, подобрать максимальное сжатие при минимальной потере качества. Последний идентифицирует и отбрасывает данные, которые человеческий глаз не в состоянии увидеть (незначительные изменения в цвете не различаются человеком, тогда как улавливается даже малейшая разница в интенсивности, поэтому JPEG меньше подходит для обработки черно-белых полутоновых изображений), что приводит к существенному уменьшению размера файла. Таким образом, в отличие от метода сжатия LZW или RLE в результате применения технологии JPEG данные теряются навсегда. Так, файл, однажды записанный в формате JPEG, а затем переведенный, скажем, в TIFF, уже не будет тем же, что и оригинал. Наиболее подходящий формат для размещения в Интернете полноцветных изображений. Вероятно, до появления мощных алгоритмов сжатия изображения без потери качества останется ведущим форматом для представления фотографий в Web.
