Реферат: Мультимедиа

Чтобы можно было реализовать приложения мультимедиа в среде Windows, фирмой Microsoft был выпущен специальный пакет программ для создания мультимедиа под названием Multimedia Development Kit (с 3 мая 1993 года он называется Multimedia Viewer Publishing Toolkit 2.0). Этот пакет состоит из следую­щих четырех частей:

- Multimedia Extensions - содержит библиотеки, драйверы и приложения и расширяет Windows для интеграции с мульти­медиа.

- API (Aplication Programming Interface) - данная часть (содержащая библиотеки для языка Си, исходные файлы и отладчик для нахождения ошибок в программе) использует­ся при создании программ, которые запускаются с расши­рением мультимедиа.

- Viewer Author Toolkit - эта часть предназначена для разработчиков средств мультимедиа, чтобы создавать и проводить презентации с текстом, изображением, звуком и анимацией.

- Data Preparation Tools - последняя часть, которая также важна для разработчиков, так как содержит программы, позволяюшие подготавливать звуковые файлы и файлы изоб­ражения для включения в программы мультимедиа, то есть соответствующие файлы должны быть обработаны и конвер­тированы в необходимый формат.

- При помощи программ BitEdit и PalEdit можно обрабаты­вать растровые (ditmap) изображения (причем очень удоб­но манипулировать сегментами изображений, изменять цвета, цветовые палитры и многое другое). Эти два ре­дактора служат также для подготовки данных в приложени­ях мультимедиа. Они могут читать файлы важнейших форма­тов изображений (TGA, TIFF, GIF, BMP, PCX и т.д.) и сохранять файлы в любом из семи различных форматов.

- Редактор WaveEdit загружает и обрабатывает звуковые файлы. Так можно загрузить файлы с различной частотой дискретизации и разрадностью ( 44,1 кГц, 22,05 кГц, 11,025 кГц, 8 и 16 бит, моно и стерео, разумеется, в зависимости от характеристик аудиоадаптера) или изме­нить амплитуду сигнала, наложить или убрать фон, выре­зать или вставить блоки данных на каком-либо временном отрезке (в мс) внури файла.

- Используя программу конвертации, можно наряду с растро­выми файлами преобразовывать файлы цветовой палитры или файлы звуковых форматов или формата MIDI.

- Редактор FileWalker предназначен для работами с различ­ными типами файлов на низком уровне (например для ре­дактирования в шестнадцатиричном формате).

- При помощи редактора Hotspot-Editor можно реализовать гипертекст в растровых изображениях для так называемых Topics.

Приложения мультимедиа, которве были созданы с поьощью Viewer Author Toolkit, должны воспроизводиться (просматривать­ся) через модуль запуска в указанном пакете.

2.2. Усовершенствование с помощью специального набора ком­понентов (Upgrade Kits)

Вопрос о том, какие возможности имеются для усовершенс­твования компьютерной системы для использования ее в мультимедиа, существенно зависит, во первых, от того с каким приложением мультимедиа вы собираетесь работать, во-вторых, какие технические устройства у вас уже имеются, и наконец не последний вопрос, какими финансовыми средствами вы располагае­те. Если вы собираетесь преобразовать видеоизображение в циф­ровую форму и затем редактировать его, вам понадобится устано­вить адаптер VideoOverlay и ... запустить руку поглубже в ваш кошелек, по сравнению с каким-то относительно простым стан­дартным приложением мультимедиа.

При сравнении различных вариантов наборов компонентов бе­зусловно следует обратить внимание на комплектацию этих набо­ров ( какие отдельные компоненты в них имеются). Иногла в такие наборы включены компоненты (микрофон, громкоговоритель, компакт-диски и др.), которые уже имеются в вашей системе. Ра­зумеется, ни в коем случае вы недолжны обойти вниманием ка­чество каждого отдельного компонента.

На что вы должны обратить внимание при покупке набора компонентов для усовершенствования компьютера

Все равно, на каком наборе вы остановили свой выбор, к следующим моментам вы должны быть особенно внимательны:

- В компьютере, который подвергаетя усовершенствованию, следует проверить слеующие позиции:

- Имеется ли свободное пространство в корпусе и на лице­вой панели компьютера для установки встроенного диско­вода CD-ROM (его габаритные размеры одинаковы с флоппи­дисководом 5 1/4 дюйма)? Если нет, то возникает вопрос о приобретении только внешнего CD-ROM дисковода (в от­дельном корпусе).

- Имеется ли свободный разъем в кабеле питания для подк­лючения встроенного CD-ROM дисковода? Если нет, то этот разъем должен быть в наборе или надо решать эту пробле­му отдельно.

- Содержит ли набор все необходимые кабели и всякие мело­чи? К ним принадлежат:

- Плоский ленточный кабель для соединения CD-ROM дисково­да и аудоадаптера.

- Тонкий, чаще всего четырехпроводный низкочастотный аудиокабель, необходимый для проигрывания аудио компакт -дисков через аудио адаптер (отдельно его достать весь­ма тяжело).

- Кабель для соединения аудиоадаптера и стереосистемы (но особой необходимости в этом нет), чтобы получить стере­оэффект в звучании.

- Винты для крепления CD-ROM дисковода.

- Имеется ли грокоговоритель или, по крайней мере, голов­ные телефоны (наушники)? Некоторые аудиоадаптеры имеют­возможность подключать внутренний громкоговоритель компьютера, однако качество воспроизведения даже не подлежит обсуждению.

- Если в наборе имеютя активные звуковые колонки (с встроенным усилителем), то им требуется источник пита­ния, так имеется ли в наборе сетевой блок питания или, по крайней мере, комплект батарей?

К сожалению, можно констатировать, что в большинстве на­боров всегда что-нибудь отсутствует.

2.3. Настройка компьютера

Требования стандарта на систему мультимедиа, как уже упо­миналось, на самом деле весьма невысокие, и очень часто дости­гается нижняя граница прозводительности компьютенра. Речь идет не о каком-то конкретном элементе компьютерной системы, а в большей степени овзаимодействии этих элементов, определяющих быстродействие такой системы в целом. Так, например, имея пер­сональный компьютер с микропроцессором 80386 и объемом опера­тивной памяти (RAM) 8 Мбайт, а также с накопителем на "быст­ром" жестком диске (время доступа порядка 12-13 мс), вы получите скорость обработкии более высокую, чем на компьютере с ммкропроцессором 80486 и объемом оперативной памяти 2 Мбайт и с накопителем на "медленном" жестком диске (время доступа порядка 19-20 мс).

Микропроцессор

Windows демонстрируют свою реальную производительность только на компьютерах с микропроцессором 80386 и выше. В этом сслучае Windows в состоянии работать в расширенном режиме (enhanced mode) и обеспечивать многозадачность (multitasking), и многие приложения кажутся протекающими одновременно, а часть жесткого диска используется как виртуальная память. Так как время доступа к накопителю на жестком диске всегда больше, чем время доступа к оперативной памяти, большой объем оперативной памяти всегда предпочтительнее, так как при этом обращение к жесткому диску происходит реже.

Для тактовой частоты микропроцессора рекомендуется вели­чина 16 мГц, однако действительно быстрая работа начинается только при частотах 33 мГц или еще лучше 40 мГц.

Оперативная память

Так как среда Windows в противоположность MS-DOS способна организовывать сквозную адресацию оперативной памяти, то пре­дел производительности зависит от объема оперативной памяти. В среде Windows, как уже упоминалось, можно запустить для олнов­ременной работы несколко приложений.

Чем больше приложений загрудено в оперативную память, тем медленнее работает система, так как для каждого приложения, даже если оно не работает, необходимо выделить рабочее время микропроцессора. Чем больше объем установленной оперативной памяти (и чем меньшее число приложений одновременно запущено - и еще обратите внимание на неиспользуемые приложения, занимаю­щие место в памяти), тем выше скорость работы (она, естествен­но, не может быть выше предельной скорости системы).

Хотя для нормальной работы для микропроцессора 80386 не­обходимо иметь 4 Мбайт памяти, лучше установить 8 Мбайт.

Накопитель на жестком диске

Так как приложения в среде Windows весьма редко полностью помещаются в оперативной памяти, то вызов какой-то команды или функции приводит к операции чтения накопителя на жестком дис­ке, а при медленном жестком диске это весьма ощутимая потеря в скорости работы.

В каждом случае жесткий диск должен располагать достаточ­ным свободным пространством. Может быть рекомендован объем (разумеется, он зависит от числа одновременно требуемых прило­жений) накопителя от 100 до 150 Мбайт. При этом безусловно, следует обтращать внимание на приемлемую скорость доступа. Она не должна быть больше 15 или максимум 17 мс - разумеется, чем меньше, тем лучше.

Графический адаптер

При работе с приложениями мультимедиа, которые включают очень много рисунков и графических изображений, для повышения качества экранного представления рекомендуется устанавливать режим экрана с 256 цветами. Выбирая графический адаптер, сле­дует обратить внимание на наличие собственного встроенного контроллера графики, который выполняет алгоритмы графических преобразований без помощи основного процессора.

Специальные микросхемы графических контроллеров, как нап­ример, Tseng ET 4000, Trident T8900 или так называемые ускоря­ющие адаптеры (например, ATI или Hercules), повышают произво­дительность графических преобразований.

Также важна высокая кадровая частота (частота смены кадров на экране). Только при высокой кадровой частоте возмож­на нормальная работа без утомления глаз. Для стандарта VGA эта величина для различной разрешающей способности равна 72 Гц.

2.4. Укомплектованная система

Журнал WIN в апрельском выпуске 1993 года опубликовал хо­роший способ тестирования компьютерной системы.  Он приводится ниже и состоит из тестов-сценариев:

Испытываемый компьютер в качестве видеосистемы

- Из пятиминутного видеофильма (CD-WIN) надо вырезать пять кадров. Эти пятькадров компьютер должен в формате Intels Indej с 24-мя битами для цвета. Приемлемое время выполнения этой задачи 2 с. Компьютеру со слабым мик­ропроцессором и медленным жестким диском требуется свы­ше 3 с.

- Испытываемый компьютер должен воспроизводить видеоизоб­ражение прямо с компакт-диска. При этом компьютер должен одновременно распаковывать звуковой и видеофайлы и передавать их на аудиоадаптер и видеоадаптер. Демонс­трация видеоизображения на экране должна проистекать также свободно, как на экране телевизора, если это не так, то значит производительность компьютера невысока. Если изображение постоянно дрожит - "дергается", это указывает, что скорость передачи данных с дисковода CD­ROM недостаточно высока.

- Video for Windows без задержки должен выдавать на экран короткую последовательность картинок с компакт-диска CD -WIN. Нарушения в демонстрации изображения указывают на слабую работу микропроцессора.

Испытываемый компьютер в качестве аудиолаборатории

- Аудиотест позволяет обнаружить, с какой скоростью встроенный аудиоаддаптер дискретизирует звук (музыку) при записи и воспроизведении. Для качественного звуча­ния музыки с применением компакт-диска необходима час­тота 44,1 кГц при записи и воспроизведению стереозвука. Такую частоту аудиоадаптеру допустимо иметь хотя бы при воспроизведении. Частота дискретизации 22,5 кГц при воспроизведении не приемлема, хотя об этом никто не говорит при обсуждении пригодности персонального компь­ютера для ьультимедиа. Также боьшую роль при этом игра­ет драйвер аудиоадаптера, который должен быть установ­лен в среде Windows. Аудиоадаптер используется и в игровых программах, работающих под DOS.

3. ПРИМЕНЕНИЕ МУЛЬТИМЕДИА

3.1. Различные области приенения мультимедиа

3.1.1. Обучение с использованием компьютерных технологий

Применение мультимедиа в образовании и обучении (Computer Based Training - CBT) предполагается как для личного использо­вания, так и для бизнеса. В будущем значение этой области при­менения мультимедиа будет возрастать, так как знания, обеспе­чивающие высокий уровень профессиональной квалификации всегда подвержены быстрым изменениям. Сугодняшний уровень развития, особенно в технических областях, требует постоянного обновле­ния (up to date), и предприятия, основой развития которых яв­ляется конкуренция должны всвоей деятельности быть весьма гиб­кими.

До настоящего времени обучение с использованием компьюте­ров применялось преимущественно в сфере производства для обу­чения персонала и повышения квалификации. В фирме Opel поддер­живается новый способ коллективного обучения сотрудников, которые должны, используя изображение и анимацию, подготовить программу своей будущей производственной деятельности. Фирма IBM также применяет обучение с использованием компьютеров для демонстрации работы локальных сетей. Фирма Bayer уже много лет успешно применяет системы CBT для обучения сотрудников внешних и внутренних служб. Список фирм, которые внедрили этот способ проибретения знаний, на самом деле значительно длиннее.

Многочисленные исследования подтверждают успех системы обучения с использоваием компьютеров. Очень трудно сделать объективное сравнение со старыми традиционными методами обуче­ния, однакр можно сказать, что внимание во время работы с обу­чающей интерактивной программой на базе мультимедиа, как пра­вило, удваивается, поэтому освобождается дополнительное время. Экономия времени , необходимого для изучения конкретного мате­риала, в среднем составляет 30%, а приобретенные знания сохра­няются в памяти значительно дольше.

Эксперты по маркетигу уже давно (до появления в системе обучений приложений мультимедиа) заметили на многочисленных экспериментах отчетливую сильную связь между методом, с по­мощью которого учащийся осваивал материал, и способностью вспомнить (восстановить) этот материал в памяти. Например, только четверть услышанного материала остается в памяти.

Если же учащийся имеет возможность воспринимать этот ма­териал зрительно, то доля материала, оставшегося в памяти, по­вышается до одной трети. При комбинированном воздействии (че­рез зрение и слух) доля усвоенного материала достигает половины, а если вовлечь учащегося в активные действия в про­цессе изучения, например, при помощи интерактивных обучающих программ типа приложений мультимедиа, то доля усвоенного может составить 75%.

Крупные фирмы,вкладывающие ежегодно существенные финансо­вые в средства в образование и повышение квалификации своих сотрудников, учитывая эти положительные факторы могут сэконо­мить весьма значительные средства. По сообщению, например, компании DEC, экономия в затратах на обучение и переобучение при внедрении системы обучения с использованием компьютерных технологий составила ежегодно $ 40 млн. Существенные позитив­ные факторы, которые говорят в пользу такого способа получения знаний, следующие:

- лучшее и более глубокое понимание изучаемого материала,

- мотивация обучаемого на контакт с новой областью знаний,

- экономия времени из-за значительного сокращения времени обучения,

- полученные знания остаются в памяти на более долгий срок и позднее легче восстанавливаются для применения на практике после краткого повторения,

- уменьшение затрат на производственное обучение и повы­шение квалификации.

3.1.2. Фирменные презентации и реклама прдукции

Рост оборота наблюдается в тех рекламных агенствах, кото­рые используют для презентаций фирм приложения мультимедиа. Применеие программ мультимедиа является логическим следствием тех разнообразных возможностей, которые предлагают соотвевую­щие аппаратные и программные средства.

Область витринной рекламы ( POS = point jf Sale = пункт прдажи) является классическим примером для применеия мультиме­диа. С помощью таких витрин клинты имеют возможность самостоя­тельно получать интересующую их информацию (запросить необхо­димую информацию и и получить ее на экране). Например, это могут быть операционные залы банков, где таким образом может сообщаться информация по по предложениям кредитов, различным банковским операциям (больше половины опрошенных банков, кото­рые хотят использовать витринные терминалы POS/POI, расчитыва­ют при этом на увеличение оборота), залы на выставках и ярмор­ках, залы автосалонов, бюро путешествий, аэропорты, железнодороэные вокзалы и т.д. Такой справочной системой можно пользоваться и в нерабочие часы, если экран находится за стек­лянной витриной с клавиатурой в специальном витринном исполне­нии, позволяющем вмешиваться (запрашивать информацию) в работу информационной системы. Можно, например, полистать каталог, а также взглфнуть на изображение желаемого изделия или области информации и, разумеется, можно заказать товары по их товарной спецификации или номеру.

В музыкальных отделах универмагов вы можете выбрать себе видеофильм или компакт-диск. Система показывает обложку или соответствующий видеоклип с музыкальным оформлением. Покупа­тель тотчас же может узнать, имеется ли этот товар на складе.

Преимущество этой системы заключается в быстрой реакции на получение желаемой информации и создании дополнительной по­ложительной (в смысле покупки) рекламы товара, а также получе­ние статической информации об отношении покупателя к покупке и, следовательно, весьма ценной информации по спросу в данной области рынка.

Далее, система, без сомнения, предполагает прмвлекатель­ную презентацию, такую же, как и традиционные печатные средс­тва, на лучше говорит об этом проходящей публике, которая хо­чет убить время или ходит магазинам в поиске товаров и/или услуги.

Поскольку такие рекламные станции в витринах должны представлять из себя нечто большее, чем электронная настенная реклама, они должны иметь связь с главной конторой, которая по запросу предоставляет новую информацию и более или менее пос­тоянно обновляет рекламу.

Само собой разумеется, что такой киоск не только работает в режиме "самообслуживания", но точно также, как продавец в магазине, убеждает своего покупателя в правильности его выбо­ра, сопоставляя отдельные товары при демонстрации.

При установке такого терминала в мебельном магазине поку­патель может может сравнить, сопоставить подходящие (или не­подходящие) друг к другу предметы комплекта мебели и затем проверить взаимное оптическое соотношение отдельных предметов и, если требуется, скорректировать это соотношение, а в авто­салоне можно демонстрировать все имеющиеся модели со всем воз­можным оборудованием.

Покупатель может индивилуально подпбрать необходимую ему модель, а знакомство с оптическим впечатлением может создать положительные эмоции, способствующие покупке.

3.1.3. Моделирование на компьютере и кибернетическое пространство (Cyberspace)

Программы моделирования позволяют довольно естесвенно представить некую реальность с помощью движущегося изображения и звука в сочетании с интерактивной способностью такой систе­мы. Такие системы в начале своего существования были весьма сложны и дороги, поэтому использовались лишь для военных нужд. С помощью такой системы танковые сражения, воздушные битвы проводились "всухую". Такое применение выгодно и в финансовом плане, если подумать об огромных затратах на один час реально­го (на природе) учения (матеиалы, персонал, боеприпасы, горю­чее и - не надо забывать о возмещении ущерба). Система модели­рования для использования в гражданских условиях возникла как "продукт отходов" (например, в компаниях гражданского воздуш­ного сообщения). Здесь точно также можно проигрывать ситуации (происшествия, коньюктуру), близкие к реальной жизни, находить ошибки и проводить тренировки.

Первые шаги компьютерного моделирования на потребитель­ском рынке были весьма скромными, но по мере появления мощных производительных процессоров и увеличения объемов оперативной памяти на рынке появляются удивительные и реалистичные игровые программы. Например, компьтерная игра ZWING фирмы Lukas Games, которая опирается на галерею фильмов STARSWARS. Игрок имеет возможность начать с простого тренировочного упражнения, а за­тем быть участником (воевать, летать и т.д.) целого ряда "ис­торических бтив". Причем видеосистема записывает поведение иг­рока во время игры. В заключение игрок может просмотреть свое поведение, свои действия, маневры во время полетов и даже ре­шения, принятые в ходе игры, а затем сделать выводы. А когда игрок уже достаточно набрался опыта, он может участвовать в "битве во Вселенной".

Область, в которй возникает взаимодействие человека и компьютера и которая проявляется в создании виртуальной (кажу­щейся) реальности - называемая также CYBERSPACE (кибернетичес­кое пространство) - расширяет и обогощает это новое направле­ние применеия мультимедиа. Этот вируальный трехмерный изображаемый мир динамично реагирует на интерактивное общение с пользователем. Такие виртуальные миры создаются, как прави­ло, на базе компьютера и программ CAD (Computer Aided Design - проектирование с помощью компьютера). Используя специальные сооружения и соответсвующее оборудование, зритель может перед­вигаться в таком пространстве.

Но эта идея совсем не нова. Уже в конце шестидесятых - начале семидесятых годов в Америке была создана интерактивная система, которая, например, регистрировала присутствие челове­ка в помещении с помощью видеокамеры и датчиков перемещения, затем передавала данные в компьютер, который производил соот­ветствующие эффекты. Конечно, технические возможности того времени были еще сильно ограниченны и препятствовали быстрому развитию этой идеи, но, как сказано, попытка была сделана уже 20 лет назад.

После серьезных успехов в деле миниатюризации приборост­роения были созданы комфортабельные условия для дальнейшего творфества. Специальный шлем, по размерам несколько больший, чем обычный шлем мотоциклиста, был оборудован двумя маленькими мониторами, расположенными прямо против глаз. Эти мониторы служат для пользователя "глазами в мир", предоставляя полный электронный обзор. Если пользователь поворачивает голову, изображение на мониторах также отслеживает смену направления взгляда без заметной задержки.

Перчатки с датчиком дополняют "вооружение" пользоаптеля. Эти перчатки при помощи датчиков преобразуют движение руки или даже отдельных пальцев в электрические импульсы. Датчики ре­гистрируют положение рук и направление их движения. Кабель из стекловолокна, проложенный между двух слоев ткани внутри пер­чаток, реагирует, даже если пошевелить пальцем. Комплексное движение передается некой виртуальной руке в компьютере, и там решается вопрос об ответных действиях и реакции. Перчатки поз­воляют моделировать поднятие и опускание предмета или открытие и закрывание дверей и т.д.

Дальнейшее развитие идея перчаток нашла в разработке пол­ностью укомплектованного датчиками костюма.  В его конструкцию заложен тот же принцип преобразования движений тела в электри­ческие сигналы.

Главным образом поддержку этим разработкам оказывало аме­риканское космическое ведомство NASA, которе хотело с помощью этих конструкций управлять, например, роботами.

Пока такие системы попадут на потребительский рынок, должно пройти еще некоторое время, однако у автора есть уве­ренность, что наши дети вместо простого наблюдения скучной комьютерной игры или видеофильма смогут полностью погрузиться в мир виртуальной реальности и с помощью, например, перчаток не только смотреть, но и активно вмешиваться в происходящие на экране события.

3.1.4. "Живое" видео на PC

Видимо, уже в ближайшее время "живое" видео (примерно то, что вы видите на экранах кинотеатров и телевизоров) на персоо­нальном компьютере будет таким же привычным делом, каким се­годня является, например, 24-разрядное представление цветовой пвлитры. Станут обыденными такие понятия, как видеобазы дан­ных, видеоэлектронная почта и видеоконференции. С передачей и воспроизведением звука, текста и графики уже сейчас не возни­кает больших затруднений, так что дело только за видео.

Для начала стоит напомнить, что видео является пока толь­ко аналоговым и что персоональный компьютер как устройство об­работки цифровых данных не может использовать аналоговый сиг­нал, так сказать "напрямую", и перед вводом в компьютер любой аналоговый сигнал должен быть предварительно представлен циф­ровым кодом...

Очевидно, что ни по возможностям хранения, ни по ско­ростям передачи информации персональные компьютеры совершенно не способны решать подобные задачи. Что же делать?

Страницы: 1, 2, 3, 4