ЛекцииММ3 (Курс электронных лекций)

1. Предмет мультимедиа. Задачи. Аппаратура. 1

2. Звук. Характеристики и параметры. Аппаратура создания и воспроизведения. Звуковые платы. 2

3. Звук. Характеристики и параметры. Запись и воспроизведение. 3

4. Звук. Оцифровка. Квантование. Дискретизация. 4

5. Звук. Кодирование. MРЗ. 6

6. Звук. Форматы звуковых файлов, редактирование, эффекты. 7

7. Видео. Аналоговое и цифровое. Форматы видеофайлов. 8

8. Видео. Цифровые видеостандарты. 10

9. Видео. Аппаратура. Видеобластер. Оцифровка, редактирование. 11

10.Видео. Сжатие, классификация методов кодирования, MPEG. 12

11.Графика и анимация. Программы для создания и обработки анимации и графики. 13

12.Графические форматы. Растровые и векторные изображения. 14

13.Графика. Методы обработки растровой графики. Фильтры. 19

14.Графика. Эффекты в растровой графике. 23

15.Графика. Кодирование, методы сжатия, JPEG. 24

16.Графика. Цвет, модели, палитры. 27

17.Шрифты. Разработка шрифтов. Средства и методы. 31

18.Шрифты. Компьютерные шрифты. Классификация шрифтов. 32

19.Шрифты, измерения, основные понятия. 34

20.Текст. Гипертекст. Правила набора и программы создания. 35

21.Интегрирующие пакеты. 37

1. Предмет мультимедиа. Задачи. Аппаратура.

Мультимедия – многосредность, обработка различной информации на ПК.

Информация:

1. Текст, гипертекст (Word)

2. Графика

а) Векторная (Corel Draw, Adobe Illustrator)

б) Растровая (Adobe Photoshop)

3) Анимация (3DS Max)

4) Звук (SoundForge)

5) Видео (Adobe Premier)

6) Интегрирующие программы (Macromedia)

Верстальные программы: PageMaker, QuarkXPess.

Наиболее широкое применение находит в обучающих, информационных, игровых и других системах.

Преимущества:

1. Воздействует на все органы чувств (кроме обоняния и осязания).

2. Можно регулировать скорость передачи информации.

Недостатки:

1. Разработка и использование сказывается на здоровье.

2. Большие объёмы информации не всегда оказывают должного влияния.

1. Звук. Характеристики и параметры. Аппаратура создания и воспроизведения. Звуковые платы.

Звук – представляет собой продольно – поперечную волну, которая распределяется со скоростью 340 м/с.

Существует набор гармоник, определяющий состав звука: 16 Гц – 20 кГц.

Меньше 16 Гц – инфрозвук

Больше 20 кГц – ультразвук.

Голос человека: 500 Гц – 7 кГц (< 10 кГц).

Аппаратура создания звука: различные микрофоны.

Аппаратура воспроизведения звука: различные колонки.

Звуковые платы – обеспечивают АЦП/ЦАП, звуковые эффекты, аппаратное сжатие.

Звуковые платы делятся на 3 группы:

1. Звуковые – содержит только цифровой тракт записи и воспроизведения. Вся работа по запоминанию и подготовке информации возлагается на ПО. На плате цифровой звук нигде не хранится. Некоторые звуковые платы имеют встроенные сигнальные процессоры для обработки звука в процессе его записи и воспроизведения.

2. Музыкальные – содержит только музыкальный синтезатор. Они ориентированы на создание достаточно коротких музыкальных звуков по команде от центрального процессора. Часто содержит эффект – процессор для обработки создаваемого звука.

3. Объединяют на одной плате цифровой тракт и музыкальный синтезатор.

1. Звук. Характеристики и параметры. Запись и воспроизведение.

Запись звука. Микрофоны.

Для записи звука используют микрофоны.

Они деляться на:

1. Конденсаторные (более качественные).

2. Динамические

Они в свою очередь делятся на:

1. Однонаправленные (чувствительность в одном направлении).

2. Двунаправленные

3. Всенаправленные

Для записи голоса больше всего подходят однонаправленные микрофоны. Оптимальное сопротивление (импеданс) = 600 Ом.

ПО – использование стандартных возможностей Windows, либо использование ПО для звуковой карты

Микрофон может быть подключён либо к линейному входу либо к микрофонному входу.

Стереофония – запись звука с двух точек (записывается звук на 2 канала). Поэтому мы различаем звук в плоскости (горизонтали). Разница в приходе звука составляет примерно 1 мс.

Воспроизведение звука. Колонки.

Импеданс – полное электрическое сопротивление катушки, которое в свою очередь зависит от частоты. Замеряется при частоте 1000 Гц.

Сопротивление изменяется на 20 % при изменении частоты от 20 Гц – 1000 Гц. Такие явления вносят погрешности, называемые нелинейными искажениями.

Мощность звуковой волны составляет 2 – 3 % от мощности тока на катушке.

Иногда используют фазоинвертор, который позволяет улучшить воспроизведение звука в области низких частот.

Сабвуфер – динамик, предназначенный для воспроизведение частот от 50 Гц.

Часто на колонках ставят несколько динамиков в соответствии с воспроизводимыми частотами.

Объёмный звук: промоделировав отражение, поглощение, наложение звука мы получаем объёмное звучание.

Эффекты: Обструкция (задержка звука препятствием), Окклюзия (звук из другого помещения), Многократное ЭХО.

1. Звук. Оцифровка. Квантование. Дискретизация.

Оцифровка звука включает следующие процессы:

1. Квантование

2. Дискретизация

Так как в лекциях ничего подробного про эти понятия написано не было. То читаем следующее:

В информатике под квантованием (англ. quantization) непрерывной или дискретной величины понимают разбиение диапазона её значений на конечное число интервалов. Существует также векторное квантование — разбиение пространства возможных значений векторной величины на конечное число областей. Квантование часто используется при обработке цифровых сигналов, в том числе при сжатии звука и изображений. Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на натуральное число, называемое коэффициентом квантования.Не следует путать квантование с дискретизацией (и, соответственно, уровень квантования с частотой дискретизации). При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется цифровым. При оцифровке сигнала уровень квантования называют также глубиной дискретизации или битностью. Глубина дискретизации измеряется в битах и обозначает количество бит, выражающих амплитуду сигнала. Чем больше глубина дискретизации, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому.

Квантованный сигнал Дискретный сигнал Цифровой сигнал

- максимальная частота синусоид, присутствующая в разложении Фурье.

Время гарантирует, что дискретизируемый звук будет точно восстановлен.

1. Звук. Кодирование. MРЗ.

МР3 не имеет чёткого алгоритма сжатия. Кодированию подлежат специальные разбитые блоки – фреймы (то есть перед кодированием сигнал разбивается на эти фреймы). Стандартным является только заголовок фрейма.

1. Исходный сигнал разбивается на фреймы. Каждый фрейм кодируется отдельно и различными параметрами. Кодирование начинается с того, что исходный сигнал с помощью специальных фильтров разбивается на различные частотные диапазоны. Сумма этих диапазонов эквивалентна этой частоте. Разбивается на участки, их сумма эквивалентна исходному сигналу.

2. Для каждого диапазона создаётся психоакустическая модель. Например определяется величина маскирующего эффекта. Если амплитуда сигнала одного диапазона превышает величину маскирующего эффекта, то данный диапазон не кодируется.

3. Для оставшихся данных определяется сколькими битами можно пожертвовать при записи информации, чтобы потери от дополнительного квантования были ниже величины маскирующего эффекта. При этом потеря одного бита ведёт к внесению шума квантования порядка 6 Дб.

4. После завершения формируется итоговый поток, который дополнительно кодируется по Хаффману.

Модификация МР3: по разному формируется фрейм, а также модель психоакустики.

Способы кодирования стерео звука:

В рамках МР3 существует 4 способа кодирования:

1. Dual Channel. Каждый канал получает ровно половину потока. Каждая половина кодируется как моносигнал.

2. Stereo. Каждый канал кодируется отдельно, но кодирование может отдать больше места одному каналу, чем другому.

3. MS Stereo. Сигнал раскладывается между каналами на средний и разностный (полусумма и полуразность). Разностный кодируется с меньшим битрейтом (скоростью). Главный недостаток: резко ухудшается качество, если кодируемые сигналы не совпадают по фазе.

4. MS/IS Stereo. Для некоторого частотного диапазона формируется либо разностный сигнал, либо отношение мощности сигнала в разных каналах. То есть идут на дополнительное упрощение.

1. Звук. Форматы звуковых файлов, редактирование, эффекты.

*.ogg – использует свой алгоритм сжатия Ogg Vorbis. Обеспечивает более лучшее сжатие, чем мр3 и лучшее качество.

*.au и *.snd – для машин APPLE, MAC. 16 – разрядные файлы. Они используют свои методы кодирования и сжатия.

*.rm – аудиоформат, котоырй наиболее широко используется в интернете. Имеет свои изощрённые методы сжатия, которые позволяют хорошо сжимать и быстро передавать информацию по сети. Позволяет воспроизводить звук в то время, когда файл ещё не полностью закачен.

*.dig, *.sd – поддерживат только моно ауидо. Для МАС. Sound Designer.

*.avi – для Windows. Представляет собой цепочку кадров и петлей для аудио информации. Минус: наличие петель, трудно совместить звук и видео. Открывается в Sound Forge.

*.mpg – Quicktime. Иногда требует дополнительные аппаратные ресурсы.

*.wav – Один из наиболее популярных форматов. Существует менеджер сжатия файлов, который работает с этим форматов.

*.wmv, *.wma – являются потоковыми форматами. Созданы для работы в сетях. Есть свои методы сжатия.

*.raw – служит для хранения необработанных аудио данных.

1. Видео. Аналоговое и цифровое. Форматы видеофайлов.

Аналоговое видео.

Композитное видео – весь полезный сигнал шифруется в одном сигнале. (VHS)

Компонентное видео – один сигнал определяет только одну характеристику, т.е. полезный сигнал имеет множество сигналов, соответственных с какой – либо карактеристикой (RGB, S - VIDEO).

Компонентное видео имеет более высокое качество.

Минусы композитного видео: появление лишних границ, неточная передача цветов.