Мультимедийные системы

Введение

Существует множество определений понятия «мультимедиа». Это и способ представления информации, и аудиовизуальная среда, и средство для ухода из реальности. Многие склонны считать, что это новый вид искусства.
Мультимедиа (от лат. multum - много и media - средства) - это совокупность программных и аппаратных средств, информационных технологий, творческих идей служащих для представления информации в виде единой среды, включающей в себя текст, графику, звук и видео.
Существуют и другие определения:
• «содержащий или состоящий из многого»;
• «распространение информации более чем в одной форме»;
• «комбинация двух или более медиа», где медиа – среда передачи информации. Это определение увязывается с определением мультимедийного ПК, то есть ПК, имеющего как минимум звуковую карту и динамики.
Мультимедиа продукты - это специальные управляющие программы и цифровые данные (видеофильмы, слайды, звуковое сопровождение, тексты и т.д.), которые должны воспроизводиться на компьютерах, снабженных мультимедийными системами, под управлением этих программ. Носителями мультимедиа продуктов в подавляющем большинстве случаев являются лазерные компакт-диски (CD). В общем случае мультимедиа продукция обладает определенной степенью интерактивности.
Целью данной работы является рассмотреть теоретические аспекты мультимедийных систем.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить литературу по данной теме.
2. Рассмотреть историю развития мультимедиа
3. Проанализировать сферы применения мультимедийных систем
4. Разобрать принцип работы мультимедийный систем.

1.
1. Теоретические основы развития мультимедийных систем
1. 1. Исторические аспекты развития мультимедиа
Идейной предпосылкой возникновения технологии мультимедиа считают концепцию организации памяти "MEMEX", предложенную еще в 1945 году американским ученым Ваннивером Бушем. Она предусматривала поиск информации в соответствии с ее смысловым содержанием, а не по формальным признакам (по порядку номеров, индексов или по алфавиту и т.п.). Эта идея нашла свое выражение и компьютерную реализацию сначала в виде системы гипертекста (система работы с комбинациями текстовых материалов), а затем и гипермедиа (система, работающая с комбинацией графики, звука, видео и анимации), и наконец, в мультимедиа, соединившей в себе обе эти системы. Однако всплеск интереса в конце 80-х годов к применению мультимедиа-технологии связан, несомненно, с созданием и успешной реализацией на практике мультимедийного (коммерческого) продукта на основе служебной музейной инвентарной базы данных с использованием в нем всех возможных "сред": изображений, звука, анимации, гипертекстовой системы ("National Art Gallery. London").
Именно этот продукт аккумулировал в себе три основных принципа мультимедиа:
1. Представление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых человеком сред;
2. Наличие нескольких сюжетных линий в содержании продукта (в том числе и выстраиваемых самим пользователем на основе "свободного поиска" в рамках предложенной в содержании продукта информации);
3. Художественный дизайн интерфейса и средств навигации.


1.2. Области применения мультимедийной технологии
Мультимедийные технологии, прежде всего, являются порождением информационных технологий, которые в свою очередь возникли в процессе развития компьютерной техники и телекоммуникаций. Стремительное развитие информационных технологий вызвало к жизни совершенно новые средства представления информации и в конечном итоге новые принципы коммуникации, определив новый этап развития виртуальных (искусственных) коммуникаций.
Сегодня мультимедиа технология эффективно применяется при создании энциклопедических изданий, компьютерных игр, различных справочно-информационных систем, а также при создании разнообразной рекламно-презентационной продукции.
1. Первое важное преимущество - большие объемы оперативно доступной информации, которые можно хранить в виде цифровых данных.
2. Второе, что выгодно отличает мультимедиа технологию от любой другой технологии подачи информации, - возможность комплексно воздействовать на восприятие человека: сложные таблицы, диаграммы и текстовые материалы могут сменяться по желанию зрителя графическими изображениями, видеофрагментами со всеми преимуществами аудиовизуального ряда, набором слайдов с поясняющим дикторским текстом или звуковым сопровождением. Особенно явно можно проследить это преимущество на примере, скажем, продуктов для обучения иностранным языкам: таблицы, иллюстрирующие грамматические правила, особенности произношения, запечатленные в аудио-фрагментах, видео или графика для изображения ситуаций позволяет сочетать как никакая другая именно мультимедиа технология.
3. И, наконец, рассмотрим еще одно кардинальное отличие: интерактивность. Пользователь может сам выбирать то, что для него интереснее - и тип данных, и тематику, и путь, по которому он хочет "идти". Здесь нет препятствий для нескольких вариантов развития сюжета, для введения "виртуального гида" или имитации эффекта присутствия.
Обычно, мультимедиа продуктам свойственны такие особенности как:
• возможность хранения большого объема самой разной информации на одном носителе;
• возможность увеличения (детализации) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении (режим "лупа") при сохранении качества изображения. Это особенно важно для презентации произведений искусства и уникальных исторических документов;
• возможность сравнения изображения и обработки его разнообразными программными средствами с научно- исследовательскими или познавательными целями;
• возможность выделения в сопровождающем изображение текстовом или другом визуальном материале "горячих слов (областей)", по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной (в том числе визуальной) информации (технологии гипертекста и гипермедиа);
• возможность осуществления непрерывного музыкального или любого другого аудиосопровождения, соответствующего статичному или динамичному визуальному ряду;
• возможность использования видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т.д., функции "стоп-кадра", покадрового "пролистывания" видеозаписи;
• возможность включения в содержание диска баз данных, методик обработки образов, анимации (к примеру, сопровождение рассказа о композиции картины графической анимационной демонстрацией геометрических построений ее композиции) и т.д.;
• возможность подключения к глобальной сети Internet;
• возможность работы с различными приложениями (текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией);
• возможность создания собственных "галерей" (выборок) из представляемой в продукте информации (режим "карман" или "мои пометки");
• возможность "запоминания пройденного пути" и создания "закладок" на заинтересовавшей экранной "странице";
• возможность автоматического просмотра всего содержания продукта ("слайд-шоу") или создания анимированного и озвученного "путеводителя-гида" по продукту ("говорящей и показывающей инструкции пользователя"); включение в состав продукта игровых компонентов с информационными составляющими;
• возможность "свободной" навигации по информации и выхода в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта.
Где применяется мультимедиа технология? В каких целях используется?
1. Популяризаторская и развлекательная (CD используются в качестве домашних библиотек по искусству или литературе, но часто встречается просто реклама).
2

. Научно-просветительская или образовательная (используются в качестве методических пособий).
3. Научно-исследовательская  в музеях и архивах и т.д. (используются в качестве одного из наиболее совершенных носителей и "хранилищ" информации).

2. Совместное использование компьютерных устройств в мультимедийных системах
2.1. Основные носители мультимедийных приложений:
В качестве носителей мультимедийных продуктов используются средства, способные хранить огромное количество самой разнообразной информации. Как правило, мультимедийные продукты ориентированы либо на компьютерные носители и средства воспроизведения (CD-ROM), либо на специальные телевизионные приставки (СD-i), либо на телекоммуникационные сети и их системы.
• CD-ROM (CD - Read Only Memory) - оптический диск, предназначенный для компьютерных систем. Среди его достоинств - многофункциональность, свойственная компьютеру, среди недостатков - отсутствие возможности пополнения информации - ее "дозаписи" на диск, не всегда удовлетворительное воспроизведение видео и аудио информации.
• CD-i (СD - Interactive) - специальный формат компакт-дисков, разработанный фирмой Philips для TV приставок. Среди его достоинств - высокое качество воспроизведения динамичной видеоинформации и звука. Среди недостатков - отсутствие многофункциональности, неудовлетворительное качество воспроизведения статичной визуальной информации, связанное с качеством TV мониторов.
• Video-CD (TV формат компакт-дисков) - замена видеокассет с гораздо более высоким качеством изображения. Среди недостатков - отсутствие многофункциональности и интерактивности (на которые он при создании и не был рассчитан).
DVD-i (Digital Video Disk Interactive) - формат недалекого будущего, представляющий " интерактивное TV" или кино. В общем -то DVD представляет собой не что иное, как компакт-диск (СD), только более скоростной и много большей ёмкости. Кроме того, применён новый формат секторов, более надёжный код коррекции ошибок, улучшена модуляция каналов. Видеосигнал, хранящийся на DVD-видеодиске получается сжатием студийного видеосигнала CCIR-601по алгоритму MPEG-2 (60 полей в секунду с разрешением 720x480). Если изображение сложное или быстро изменяется, возможны заметные на глаз дефекты сжатия вроде дробления или размытость изображения. Заметность дефектов зависит от правильности сжатия и его величины (скорости потока данных). При скорости 3,5 Мб/с дефекты сжатия иногда бывают заметны. При скорости 6 Мб/с сжатый сигнал почти не отличается от оригинала. Основным недостатком DVD-видео как формата является наличие сложной схемы защиты от копирования и региональной блокировки (диск, купленный в одной части мира, может не воспроизводиться на устройстве DVD, приобретённом в другой части мира.
Другая проблема - не все существующие сегодня на рынке приводы DVD-ROM читают диски с фильмами, записанными для бытовых проигрывателей.

2.2. Устройства мультимедиа компьютера

Мультимедиа-компьютер:
◦ ПК, позволяющий без проблем воспроизводить все основные форматы видео и аудио. Видео – с максимально возможным качеством и без пропуска кадров, аудио - с качеством Hi-Fi и, возможно, многоканальное;
◦ ПК, предназначенный для ввода и дальнейшего редактирования видео с профессиональным или полупрофессиональным качеством (видеостудия);
◦ ПК, имеющий все возможности для оцифровки звука, его создания средствами встроенного сэмплера или синтезатора и профессиональной/полупрофессиональной обработки звуковых потоков (аудиостудия на базе ПК);
◦ ПК, совмещающий все вышеперечисленные возможности.
Рассмотрим последний класс компьютеров, позволяющих с полупрофессиональным (читай, любительским) качеством осуществлять ввод и редактирование как видео, так и аудио. При этом такой компьютер может рассматриваться также и как домашний мультимедиа-центр, к которому могут подключаться другие компоненты (телевизор или плазменная панель, видеокамера, внешний тюнер, различные электромузыкальные инструменты и т. п.). Очень удобен такой ПК для хранения самой разнообразной мультимедиа-информации - фотоархива, видеоматериалов, любительских самодельных (и не только) звукозаписей.
Например, студия видеомонтажа, поставленная "под ключ", включающая в себя несколько высокопроизводительных рабочих станций, специальное программное обеспечение и соответствующее периферийное оборудование, может стоить порядка миллиона долларов. Круг потребителей техники такого класса крайне мал и "страшно далеки они от народа".
Попробуем рассмотреть, что представляет собой система, предназначенная для ввода видео среднего качества (VHS/S-VHS), его редактирования, а также для работы с аудио, способного удовлетворить запросы начинающих музыкантов и любительских групп. Кроме всего прочего, наш компьютер должен полноценно воспроизводить все аудио- и видеоформаты.
CPU. Для комфортной работы с мультимедиа необходим очень мощный процессор. Каждый мегагерц пойдет в дело – такие задачи, как декодирование MPEG-4, кодирование в реальном времени в MPEG-2 и прочие подобные им, загрузят процессор "по самое не хочу". Шина – как можно более быстрая (133 МГц для процессоров Intel), тактовая частота – на сколько хватит денег. Процессоры Low-End класса, такие как Celeron и Duron, просто не годятся. Duron, например, вообще "сдыхает" на задачах типа кодирования MPEG и работы в Photoshop, проигрывая даже Celeron. Таким образом, выбор ясен - старшие модели Pentium 3 и Athlon, а, возможно, и Pentium 4, когда приложения смогут полностью использовать его возможности.
Материнская плата. В случае с продуктами Intel ситуация такая же, как и при сборке игрового компьютера – обычно выбирают между i815 и i440BX. Имеет смысл ориентироваться на мощные процессоры серии EB (изначально рассчитанные на частоту системной шины 133 МГц). Это позволит при желании разогнать системную шину до 150 и более МГц, что будет совсем нелишним для мультимедиа-компьютера. Оба чипсета - и i815, и i440BX - как правило, без проблем переносят частоту 133-150 МГц. Понятно, что материнская плата должна быть надежной, испытанной в таких режимах, и от известного производителя. Как показывает опыт, самыми подходящими для этой цели материнскими платами являются ASUS P3B-F (440ВХ) и ASUS CUSL-2 (i815E).
Системы на Pentium 4 показывают весьма обнадеживающие результаты в реальных задачах (в основном, за счет большой пропускной способности памяти). Но цена... Рассматривать их в данный момент как решение, ориентированное на домашнего пользователя - все равно, что рекомендовать к приобретению рабочую станцию SUN с процессором UltraSPARC. Проще говоря, соотношение "качество/цена" очень низко.
RAM. Тут все достаточно просто. 256 Мб для большинства систем и 384-512 Мб для тех, кто ясно представляет себе, для чего такие недетские объемы, собственно, нужны. Особенно жадны до памяти Photoshop, 3D MAX и прочие программы для работы с растровой, векторной и 3d графикой во всех ее проявлениях. Для воспроизведения всех известных на сегодняшний день форматов видео и звука объем ОЗУ не является критичным параметром. Для этого вполне хватит 64-128 Мб. А вот для монтажа видео и работы со звуком слишком много памяти не бывает.
HDD. Винчестер в нашем случае должен представлять собой надежное, емкое и быстрое хранилище мультимедиа-информации. Для полноценной работы с видео он должен обеспечивать возможность непрерывной записи потоковых данных со скоростями порядка 20-40 Мбит/с. Нижняя планка будет определяться конкретной конфигурацией компьютера и методами видеомонтажа.
Однако приблизительные рекомендации дать можно