Что относится к профессиональному программному обеспечению мультимедиа
Программные средства мультимедиа
Существует большое множество программных средств для разработки мультимедийных приложений. К сожалению, перечисление всех невозможно, остановимся только на наиболее распространенных программах. Их можно разделить на несколько категорий:
· Средства создания и обработки изображения;
· Средства создания и обработки анимации, 2D, 3D – графики;
· Средства создания и обработки видеоизображения (видеомонтаж, 3D-титры);
· Средства создания и обработки звука;
· Средства создания презентаций.
Для преобразования аналогового видео сигнала в цифровую форму с определенными параметрами необходимо иметь аппаратное средство преобразования сигнала ( TV-тюнер, карта видеомонтажа, контроллер 1394).
Программные продукты для редактирования видео:
· Ulead Video Studio
· Digital Movie Studio
· Pinnacle Studio Plus
· Windows Movie Maker.
Поддерживается множество форматов видео: AVI, ASF, DVR-MS, MPEG, MPG, MP2, WMV, M1V, WM, MPV2.
Программные средства работы со звуком:
Программы для работы со звуком можно условно разделить на две большие группы:
· программы секвенсоры(предназначены для создания музыки).
· программы, ориентированные на цифровые технологии записи звука, так называемые звуковые редакторы.
· Sound Forge (является одним из лидеров среди звуковых редакторов )
· CoolEdit Pro (позволяет записывать звук через звуковую карту от микрофона )
· PowerTracks Pro (позволяет записывать воспроизводить и контролировать до 16 каналов аудио )
· Аudacity (звуковой редактор позволяющий сочетать между собой несколько дорожек).
Для воспроизведения цифрового звука применяют специальное оборудование, например музыкальные центры, цифровые плееры, компьютеры с звуковой картой и установленным программным обеспечением аудиоплеером или медиаплеером.
По принципу записи выделяют следующие методы:
· Магнитная звукозапись — запись цифровых сигналов производится на магнитную ленту. Выделяют два типа записи:
o продольно-строчная система записи — в которой лента движется вдоль блока неподвижных магнитных головок записи/воспроизведения (DASH, DCC)
o наклонно-строчная система записи — в которой лента движется вдоль барабана вращающихся магнитных головок и запись осуществляется наклонно отдельными дорожками, что обеспечивает большую плотность, по сравнению с продольно-строчной системой записи. (R-DAT, ADAT)
· Магнитооптическая запись — запись ведется с помощью магнитной головки на специальный магнитооптический слой и в момент намагничивания кратковременно разогревается лазером до температуры точки Кюри. (Минидиск, Hi-MD)
· Лазерная запись — запись производится лазерным лучом, который выжигает углубления (питы) на светочувствительном слое оптического носителя. (Компакт-диск, DVD-Audio, DTS, SACD)
· Оптическая (фотографическая) запись звука — основана на воздействии светового потока на светочувствительный слой носителя (киноленты). (Dolby Digital, SDDS)
· Запись звука на электронные носители — звуковые данные при помощи персонального компьютера записываются в виде файлов на различные носители (жесткие диски, перезаписываемые оптические диски, флеш-карты, твердотельные накопители), при этом отсутствует ограничение на обязательное соответствие формата звука формату носителя.
Минимальные требования к аппаратным компонентам ПК для поддержки мультимедиа:
1. В качестве процессора вполне может быть использован любой процессор типа Аthlon или Реntium 4 с памятью 256 Мбайт или более. Такая конфигурация позволяет использовать операционную систему Windows ХР, наиболее подходящую для работы с мультимедиа.
2. В состав устройств мультимедиа включают также звуковую плату (например, Sound Blaster), дисковод СD-RОМ или DVD-RОМ, а также современную видеоплату, желательно с видеовходом и видеовыходом.
Заключение
В настоящей лекции рассмотрены понятие, содержание, принципы создания и использования мультимедиа технологий как сочетание компьютерных систем, графической, звуковой, видео- и иной информации. Существенно, что этот синтез и обработку информации сегодня удаётся выполнять практически в реальном времени, то есть без ощутимой пользователем задержки во времени.
Следует отметить, что создание и внедрение в практическую деятельность ОВД информационных технологий, реализованных в виде различных компьютерных информационных систем, в том числе использующих средства мультимедиа широко реализуется в рамках различных АИС, внедрения ЕИТКС.
1. Понятие мультимедиа.
2. Особенности мультимедийных технологий.
3. Аудио и видео ряды: понятие, характеристика.
4. Структурные компоненты мультимедиа.
5. Кодирование звука.
6. Основные характеристики видеосигнала.
7. Форматы видео и аудио информации.
9. Аппаратные и программные средства мультимедиа.
Литература
а) основная литература:
1. А. С. Давыдов, Т. В. Маслова. Информационные технологии в деятельности органов внутренних дел: учебное пособие. – М.: ЦОКР МВД России, 2009.
2. Информатика и математика для юристов: учебник для студентов вузов, обучающихся по юридическим специальностям / под редакцией С. Я. Казанцева, Н. М. Дубининой. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009.
3. Информационные технологии в юридической деятельности: учебник для бакалавров / под общей редакцией П. У. Кузнецова. – М.: Издательство Юрайт, 2012.
4. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс. – СПб., Питер, 2011.
б) дополнительная литература:
5. Горнец Н. Н., Рощин А. Г., Соломенцев В. В. Организация ЭВМ и систем. Учебное пособие. – М., Академия, 2008.
6. Орлов С. А., Цилькер Б. Я. Организация ЭВМ и систем. Учебник для вузов. – СПб., Питер, 2011.
7. Бройдо В. Л., Ильина О. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник для вузов. – СПб., Питер, 2011.
Программное обеспечение систем мультимедиа
Все программные средства систем мультимедиа (ММ) можно разделить на четыре вида: системное программное обеспечение (ПО) ММ, профессиональное ПО ММ, функциональное ПО ММ, преобразователи ММ-информации (рис. 6).
Рис. 6. Структура программного обеспечения средств мультимедиа
Мультимедиа-интерфейсы служат для облегчения процесса общения человека с ЭВМ. В связи с необходимостью выполнения сложных операций, связанных с извлечением и преобразованием смысла, мультимедиа-интерфейсы часто выполняются интеллектуальными. К их числу относятся: речевой интерфейс, графический, мимический, естественноязыковый интерфейс (ЕЯ-интерфейс) и псевдоЕЯ-интерфейс.
Параметры человеческой речи сильно различаются у разных людей и даже у одного человека при разных эмоциональных состояниях. Поэтому выявление смысла, содержащегося в речевом сообщении, представляет собой непростую проблему и требует применения сложных математических методов. Она еще усложняется за счет того, что при слитной речи звучание слов изменяется и совершенно не похоже на звучание слов, произнесенных раздельно. При распознавании слитной речи возникает проблема разделения фразы на отдельные слова. Практически речевой интерфейс пока реализован только для отдельно произносимых слов (команд).
Синтез речи также является сложной проблемой. В говорящих машинах очень трудно реализовать звучание женского голоса, легче синтезируется металлический голос робота.
Мимический интерфейс необходим для работы с ЭВМ в сильно зашумленной среде и для лиц с дефектами речи и слуха. Мимика и жестикуляция всегда сопровождают естественноязыковое общение людей и способствуют восприятию информации, передаче эмоций. Могут использоваться в качестве самостоятельного средства для обмена информацией.
ЕЯ-интерфейс предназначен для общения пользователей с ЭВМ на естественном для человека языке, без каких-либо специальных знаний. При ЕЯ-общении не человек подстраивается под машину, пытаясь ей что-то объяснить, а машина пытается подстроиться под человека. Если ей что-то непонятно, она переспрашивает, формулирует свой вопрос другими словами, в результате чего в конечном итоге достигается полное взаимопонимание.
ЕЯ-интерфейс очень труден для машинной реализации. Трудности эти усугубляются неоднозначностью языка общения людей. У людей общение строится на интуитивном уровне, объяснить как, часто никто не может. Поскольку алгоритмы общения не сформулированы в явном виде, т.е. практически неизвестны, возникают трудности с ЕЯ-реализацией системы общения.
Трудности в реализации ЕЯ-интерфейса привели к тому, что на практике чаще стал использоваться псевдоЕЯ-интерфейс. В псевдоЕЯ-интерфейсе используется система ограничений, не свойственных для естественного языка. Например, ограничение по теме для общения. При таком ограничении сокращается возможность неоднозначного описания одного и того же объекта. Конструкции предложений становятся более простыми, легче становится понимание смысла.
Стандартное мультимедийное программное обеспечение операционной системы включает фонограф (для записи речи с микрофона и редактирования ее), универсальный проигрыватель (для звуковых и анимационных файлов), микшер (для смешивания звука, записанного в различных файлах), регулятор записи, громкости и баланса, презентационное программное обеспечение (для создания и демонстрации мультимедиа-презентаций, упрощающих перенос смысла от информационной системы человеку).
Профессиональное программное обеспечение и функциональное ПО различаются широтой функций.
Профессиональное ПО необходимо человеку-профессионалу для его профессиональной деятельности, во время которой ему приходится выполнять большое число различных, но связанных между собой операций. Желательно, чтобы все эти операции можно было выполнить с помощью одного и того же программного средства. Иногда возникает необходимость различным специалистам выполнять общую работу. Эта работа должна выполняться на одной ЭВМ (или на локальной сети), профессиональное программное средство с каждым из этих специалистов должно изъясняться на его языке. Например, такой системой является “кремниевый транслятор” Мид и Конвей. Этот транслятор упрощает процедуру создания кристаллов микросхем.
Цикл подготовки технологической документации вручную занимал несколько месяцев. Когда реализовали процесс проектирования с помощью программного комплекса “кремниевый транслятор”, цикл сократился до нескольких недель. Кремниевый транслятор сначала общался с заказчиком на его языке и выяснял, что нужно сделать, затем передавал относительно грамотные соображения системному аналитику, который доводил их до технического задания на изготовление микросхемы. После этого за программный комплекс садился конструктор, который получал понятное ему техническое задание, а затем, используя тот же самый программный комплекс, разрабатывал электронные схемы и оформлял их в виде конструкторской документации, передаваемой для работы технологу.
Переход от знаний одного специалиста к знаниям другого в кремниевом трансляторе транслируется программой. Такая система общения разных специалистов представляет собой профессиональную мультимедиа-систему.
Другим примером профессиональных мультимедиа-систем являются настольные издательские системы, позволяющие выполнять различные операции по подготовке текстов к изданию без привлечения других программных средств.
Аудиопрограммные средства включают в себя музыкальные, речевые, акустические редакторы, говорящие машины, проигрыватели. Все они предназначены для ввода в ЭВМ, вывода из нее различных звуковых файлов, создания звукового сопровождения презентаций и т.д.
Программное обеспечение видеомонтажа предназначено для обработки видео, снимаемого с помощью видеокамеры (т.н. “живого видео”). Различают две разновидности видеомонтажа: линейный и нелинейный. В обоих видах используются ЭВМ, телевизионный плеер (для ввода), и пишущий плеер для вывода преобразованной в ЭВМ видеозаписи на магнитную ленту.
Исходная видеозапись считывается с плеера и поступает в ЭВМ, где преобразуется, а затем в преобразованном виде выводится на пишущий плеер.
Для линейного видеомонтажа используется “анимационная линейка”, ЭВМ которой должна иметь основную память, достаточную для хранения 1-2 кадров видеозаписи (это около 16 Мбайт). Ввели один кадр, обработали его, вывели на пишущий плеер. Обработка кадров исходной видеозаписи ведется последовательно, кадр за кадром (т.е. линейно).
При нелинейном видеомонтаже используется “компьютерный куб”, ЭВМ которого должна иметь объем памяти, достаточный для хранения большого количества кадров, которые считываются группами и находятся в основной памяти одновременно. Выбор кадра для обработки производится произвольно. При выводе видеозаписи кадры могут меняться местами, дополняться другими фрагментами, удаляться и т.д. Для этого необходима большая основная память (не менее 60 Мбайт). В системах нелинейного монтажа кадры обрабатываются в произвольной последовательности, т.е. нелинейно.
Программное обеспечение для создания обучающих систем и тренажеров содержит текстовый и графический редакторы, специальные средства для контроля знаний, для дозированной выдачи информации и т.д. В качестве примера мультимедийного тренажера можно назвать разные варианты клавиатурного тренажера, например, TRK.
Системы психологического тестирования в системах мультимедиа необходимы для определения характеристик человека при создании человеко-машинных систем. Кроме получения необходимых характеристик (иногда, с помощью специально разработанных на основе ЭВМ приборов типа гомеостата, тахистоскопа и др.), системы психологического тестирования позволяют исследовать профориентацию сотрудников (например, тест MMPI), их способность выполнять ответственную работу (тесты Спилбергера, Люшера), оценивать интеллектуальные способности работающих на ЭВМ и др.
Функциональное программное обеспечение необходимо для выполнения отдельных операций (в том числе и в процессе профессиональной деятельности), таких, как разработка шрифтов, сжатие или восстановление информации, захват изображения с экрана с записью его в файл, демонстрация видеоизображения, конструирование видеоэффектов и т.д.
Программные комплексы для конструирования шрифтов позволяют создавать шрифты, например, для отображения фирменного стиля. Корректировка чужих шрифтов авторским правом запрещается, так как корректировка формы символа может нарушить общий стиль комплекта символов (фонта). В то же время создание нескольких собственных символов или даже целого набора шрифтов бывает необходимо для оформления мультимедиа-системы.
Архиваторы получили широкое распространение. Они позволяют сжимать информацию в среднем в 2-3 раза. Существуют специальные архиваторы, ориентированные на определенные виды информации. Так, например, архиваторы, работающие на основе обратного фрактального преобразования, позволяют сжимать видеоизображение в 10000 раз. Изображения разбиваются на части, и под каждую такую часть ищутся формулы, по которым образуются эти фрагменты изображений. Кодирование изображения набором формул и есть результат работы такого архиватора.
Демонстрационные программы предназначены для проигрывания звуковых файлов и демонстрации текстов и рисунков, выполненных в разных форматах. Кроме того, есть демонстрационные программы для пакетов прикладных программ (ППП). Они позволяют автоматизировать демонстрацию возможностей различных ППП. При первом обращении к такой программе сначала запускается она, затем демонстрируемый пакет. Программа запоминает, какие клавиши нажимались при демонстрации пакета и в каком временном ритме. При окончании первой демонстрации программа создает управляющий файл, под управлением которого можно впоследствии запускать демонстрируемый пакет, никаких клавиш больше нажимать не надо. Их нажатие имитируется управляющим файлом, в котором сохранена последовательность нажатия клавиш с учетом фактора времени. Демонстрация ППП ведется на экране автоматически, без участия человека.
Тестирующие программы определяют состав и конфигурацию устройств, проводят их тестирование, настраивают режимы. Их использование необходимо для определения характеристик аппаратных средств при создании человеко-машинных систем. Настройка режимов позволяет согласовать характеристики пользователя (оператора) и ЭВМ, обеспечить наилучшее соответствие программ техническим средствам.
Программные средства для обеспечения безопасности включают в себя детекторы (программы, определяющие наличие опасности, например, появления вируса), фаги (программы, удаляющие вирус из зараженной программы), мониторы (программы, постоянно наблюдающие за работой системы и фиксирующие “опасные” действия, например, операции записи в системную область диска), анализаторы (программы, позволяющие восстанавливать информацию после искажения, находить пути проникновения вредоносных программ в систему, вести контроль трафика для определения того, что именно и кому передается при работе в телекоммуникационной системе), средства для идентификации работающего (например, по клавиатурному почерку, по голосу, по радужной оболочке глаза) и др.
Программное обеспечение систем безопасности часто использует средства мультимедиа. Например, существуют запорные системы (электронные замки), которые открываются по знакомому голосу. Известны системы, дополняющие парольную защиту при доступе к ЭВМ, например, по клавиатурному почерку работающего. В такой системе даже при известном пароле доступ к системе можно получить только при совпадении клавиатурного почерка работающего с эталонным. Формирование эталона производится один раз при настройке системы на нового пользователя. В простейшем случае клавиатурный почерк определяют такие параметры, как продолжительность нажатия клавиши и продолжительность промежутка между нажатием клавиш. Система, определяющая клавиатурный почерк по этим параметрам с помощью Эвклидова расстояния, распознает около 92% попыток несанкционированного доступа.
Преобразователи информации в системах мультимедиа используются для ввода в ЭВМ аналоговой информации (аналого-цифровые преобразователи или АЦП), для вывода из ЭВМ цифровой информации в аналоговом виде (цифро-аналоговые преобразователи или ЦАП), для преобразования форматов файлов, содержащих текстовую, графическую, звуковую, видео информацию.
Классификация мультимедиа
Программные средства мультимедиа технологии
Программные средства мультимедиа складываются из трех компонентов:
1. Системные программные средства.
2. Инструментальные программные средства.
3. Прикладные программные средства.
Системные программные средства
Системные программные средства – это набор программ, входящих в состав операционной системы компьютера и осуществляющих управление устройствами мультимедиа, причем это управление на двух уровнях – физическое управление вводом-выводом информации на низком уровне с помощью машинных команд и управление пользователем характеристиками устройств с помощью графического интерфейса, изображающего пульт управления устройством, например регулировки громкости звука, тембра, стереобаланса и т. д. Как правило, программы физического управления устройствами называют драйверами устройств.
Инструментальные программные средства
Инструментальные программные средства – программы позволяющие модифицировать мультимедийные файлы и создавать мультимедийные приложения.
Инструментальные программные средства – это пакеты программ для создания мультимедийных приложений:
− редакторы неподвижных графических изображений,
− средства создания анимированных GIF-файлов,
− средства создания презентаций,
− средства распознавания текстов, введенных со сканера,
− средства создания обучающих программ,
− системы распознавания голоса и преобразования звуковых файлов в текстовые,
− системы создания приложений виртуальной реальности и другие.
Инструментальные средства существенно расширяют возможности управления мультимедийными устройствами по сравнению с теми, которые предоставляют системные средства, но это всегда платные продукты и некоторые из них стоят очень дорого, например профессиональные системы видеомонтажа.
Прикладные программные средства
Прикладные программные средства – это готовые и, как правило, продаваемые программные системы на CD или DVD дисках – фильмы, учебники, энциклопедии, игры, книги, виртуальные музеи, путеводители, рекламные материалы и т. д.
Рис. Структурная схема мультимедийных средств
Контрольные вопросы
1. Понятие мультимедиа технологии.
2. Каковы аппаратные средства использования мультимедиа технологии?
3. Какими могут быть области применения мультимедиа приложений?
4. Что было идейной предпосылкой возникновения технологии мультимедиа?
5. Дайте определение гипертекста.
6. Какие на современном этапе существуют инструментальные средства для создания гипертекста?
7. Какие в настоящее время есть инструментальные средства для использования гипертекста?
8. Назовите три составляющих мультимедиа.
Классификация мультимедиа
Мультимедиа приложения можно разделить:
— по способу представления информации:
на линейные и нелинейные (интерактивные).
Интерактивный 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 этот способ донесения информации линейный, 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.
— по области применения мультимедиа:
· редакционная деятельность (ММ-издательства);
· информационная и рекламная продукция (презентации, брошюры, рекламные листки);
1. Мультимедийные продукты, разрабатываемые преподавателями в соответствии с целями и задачами учебных курсов и дисциплин:
· курсы лекций, учебные пособия;
· учебные фильмы, видеоуроки.
2. Электронные мультимедийные учебники, энциклопедии, словари, атласы географические и т.д.
3. Интерактивное дистанционное обучение посредством мультимедийных обучающих программ.
3. Развлечения: игры, фильмы, музыка, виртуальная реальность и т.д.
— по используемому ресурсу:
Гипермедиа-система – сочетающая в себе текст, статичные изображения, аудио и видео-фрагменты.
Классификация мультимедийных ресурсов:
— Электронный выпуск литературного произведения
— Электронный выпуск аудиовизуальных произведений
— Издания кибернетического искусства
— Электронный выпуск музыкальных изделий
— Издания по пластическому искусству (копирование реальной техники живописи и тд)
— по реализуемоцй форме:
Классификация мультимедийых средств (приложений):
— Презентации – способ наглядного представления информации с
использованием аудиовизуальных средств. Презентация представляет собой сочетание компьютерной анимации, графики, видео, музыки и звукового ряда, которые организованы в единую среду. Как правило, презентация имеет сюжет, сценарий и структуру, организованную для удобного восприятия информации.
Технология мультимедиа; воспроизведение последовательности картинок, создающее впечатление движущегося изображения. Эффект движущегося изображения возникает при частоте смены видеокадров более 16 кадров в секунду.-
— Игры Мультимедиа-приложение, направленное на удовлетворение потребностей в развлечении, удовольствии, на снятие напряжения, а также развитие определенных навыков и умений.
— Видеоприложения Технология разработки и демонстрации движущихся изображений.
— Мультимедиа-галереи Собрание изображений.
— Аудиоприложения (проигрыватели звуковых файлов). программы, работающие с цифровым звуком.
Цифровой звук – это способ представления электрического сигнала посредством дискретных численных значений его амплитуды.
— Приложения для web. Это отдельные веб-страницы, их компоненты (меню, навигация и т. п.), приложения для передачи данных, многоканальные приложения, чаты и т. д.
— по аппаратным средствам:
Аппаратные средства мультимедиа – основные средства: компьютер с высокопроизводительным процессором и памятью большого объема, манипуляторами и мультимедиа-монитором со встроенными стереодинамиками; специальные средства: приводы CD-ROM, графические ускорители, платы видео-воспроизведения, звуковые платы, акустические системы. К аппаратным средствам относит