Пән атауы: Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар

жүктеу 30,47 Kb.

Дата	18.10.2023
өлшемі	30,47 Kb.
	#43895

Лекция 11

Мультимедиялық технологиялар
Бақылау сұрақтары

Пән атауы: Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар

2023

№11—дәріс. Мультимедиялық технологиялар
Мақсаты:

ақпаратты цифрлық форматта ұсынудың құралдары мен әдістерін, сондай-ақ бизнес-процестерді құруға арналған технологияларды зерделеу;

Дәріс мазмұны: мәтіндік, аудио, бейне және графикалық ақпаратты сандық форматта ұсыну. Ақпаратты қысудың негізгі технологиялары. 3-D виртуалды әлемнің көрінісі және анимация. Мультимедиялық қосымшаларды әзірлеу құралдары. Бизнес-процестерді жоспарлау, сипаттау және оларды визуализациялау үшін мультимедиялық технологияларды қолдану.

Сандық бейне сигналымен жұмыс істеу кезінде өте үлкен көлемдегі ақпаратты өңдеу, беру және сақтау қажеттілігі туындайды. CD (CD-ROM, 650 Мбайт) немесе қатты диск (шамамен мың мегабайт) сияқты заманауи медиада элементтік форматта жазылған уақыт бойынша толыққанды бейнені сақтау мүмкін емес. Екінші жағынан, бейне ақпарат компьютер экранында ойнату жылдамдығымен берілуі керек. Сонымен, толық түсті (24 бит/пиксель) кескін өлшемі 720 × 576 пиксель, 25 кадр/с жылдамдықпен 240 Мбит/с бейне деректерін беру жылдамдығын қажет етеді. Алайда, FDDI LAN өткізу қабілеті шамамен 100-200 Мбит/с құрайды, ал Ethernet тек 10 Мбит/с құрайды, сондықтан электронды басылымдардың құрамында бейне деректерді пайдалану мүмкін емес.
Бейне ақпаратты цифрлық форматқа көшіру технологияларын дамыту және оларды цифрлық теледидарда одан әрі қолдану бейне деректерді қысу мәселесін ең маңыздыларының қатарына қосты. Оның оң шешімі бейне деректерді сығудың тиімді әдістері мен алгоритмдерін әзірлеу негізінде ғана мүмкін болды.
Айта кету керек, бұл жерде деректерді жоғалтпай сығудың дәстүрлі алгоритмдері іс жүзінде қолданылмайды, өйткені олар нақты бейне ақпарат үшін тым аз пайда әкеледі. Мысалы, сериялық ұзындықты кодтау және адрестік - позициялық кодтау (RLE, LZ, LZW және т.б.) арқылы қысуға негізделген Алгоритмдер тиісті нәтиже бермейді.
Бейне деректерін жылдамдықпен қысу үшін статикалық графикалық қысу алгоритмдерін қолдануға болады-шығынды қысу (JPEG). Бұл жағдайда кадрдың қалпына келтірілген кескіні, әдетте, түпнұсқаға сәйкес келмейді. Алайда, мұндай алгоритмдерді іске асыру өте күрделі және декодтау процестері айтарлықтай уақытты қажет етеді. Бейне ақпарат деректерді декодтау жылдамдығына нақты шектеулер қояды: декодер (деректерді декомпрессиялауды жүзеге асыратын аппараттық-бағдарламалық құрал) экранда алдыңғы кадр пайда болған кезде кескінді 1/25 с-та ашуға үлгеруі керек. Бұл шектеу алгоритмдерді үлкен қысу жылдамдығымен жүзеге асыруға мүмкіндік бермейді.
Тағы бір шектеу - декодтау құрылғыларын аппараттық іске асырудың күрделілігі. Нақты қосымшаларда (сандық бейнекамералар, бейнетелефондар, бейнетелефондар және т.б.) мәселенің оңтайлы шешімі чиптегі транзисторлардың шектеулі саны бар тапсырыс чипсетіндегі алгоритмді жүзеге асыру болып табылады. Сондықтан мұндай жылдам әрекет ететін декодтау аппараттық және бағдарламалық құрылғыларды іске асыру әрдайым мүмкін емес.
Мәселенің нақты шешімі бейне кадрлар тізбегін қамтитын бүкіл бейне тізбегін қысу болады. Компьютерде сандық кодтаудың стандартты әдісі-PCM (Pulse Code Modulation). Сығылмаған аудио деректерді сақтау үшін қолданылатын ең танымал формат-Microsoft PCM (WAV). Бейнелер үшін Microsoft Audio/Video Interleaved (AVI) компьютер үшін стандартты болып саналады. Процесс ретінде аудио немесе бейне деректерін қысу қысу алгоритмін қолдана отырып, сәйкесінше қысылмаған WAV немесе AVI файлын басқа форматқа түрлендіруді білдіреді (сондықтан деректерді қысу/декомпрессиялау бағдарламалары түрлендіргіштер деп аталады). Бұл кез-келген форматты (тіпті WAV және AVI) қолдана алады, егер ол осы алгоритмді қолдаса.
MPEG стандарттау комитетінің (Motion Pictures experts Group) тобы алған нәтижелер бейне деректерді қысу мәселесін шешуде маңызды рөл атқарды. Бұл топ сандық бейне және аудио сигналдардыногоам ұсыну технологиясын ұсынды. Негізгі идея дискретті цифрлық деректер ағынын аз жадты қажет ететін кейбір жазбалар ағынына түрлендіру болды. Бұл түрлендіру статистикалық резервтеуді қолдануға және адамның қабылдау ерекшеліктеріне негізделген. Дербес кодталған аудио және бейне ағындары кейіннен әртүрлі деректердің көптеген ағындарын бір код тізбегіне синхрондауды және біріктіруді жүзеге асыратын жүйелік ағынмен байланысады.
Осы топ әзірлеген қысу әдісі және сәйкес MPEG отбасы форматтары JPEG құрылымында көп нәрсені мұра етті. Алайда, графикалық форматтарға қарама-қарсы MPEG қолданды кейінгі кадрлардың кейбір кадрлық суреттерден айырмашылықтарын кодтау. 1990 жылы бейне және аудио ақпаратты қысуға бағытталған MPEG-1 форматы құрылды.
Бейне және аудио ақпаратты сығудың бірінші стандартын жасағаннан кейін, сол топ бейне деректерге көбірек қолдануға бағытталған формат пен сәйкес технологияны жасады
жоғары ажыратымдылықта және ағындарда, соның ішінде хабар тарату сапасының бейне ақпаратын тиімді ұсыну үшін (Sdtv - Standard Definition Television). MPEG-1 анықтаған тікелей (интерактивті емес) сигналдарға қарағанда Интерактивті (хабар тарату) бейне сигналын тиімді ұсыну қиынырақ болды. MPEG-2 жоғары резервтік факторды қолдана отырып, көлемді дыбыстың көп арналы дискретті аудио сигналының декорация схемасын енгізді.
Болашақта MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-J форматтары құрылды.
Бүгінгі таңда MPEG-United States Grand Alliance HDTV, European digital video Broadcasting және Digital Versital disc (DVD) топтары спецификациясының деректерін ұсынудың бірыңғай форматы.
Әдебиеттерде MPEG фазаларға (MPEG-1, MPEG -2, MPEG-4 және т.б.), ал аудио ақпарат саласында - деңгейлерге (қабаттар) бөлінуі мүмкін. Фазалар араб цифрларымен, деңгейлері рим цифрларымен белгіленеді. Кейбір MPEG фазалары ешқашан аяқталған жоқ. Мысалы, 1920 × 1080 кадр өлшемдері 30 кадр/с және 20-40 Мбит/с қысу күші бар жоғары ажыратымдылықтағы теледидарға (HDTV) арналған MPEG-3 әзірлеу аяқталған жоқ, өйткені бұл аймақ MPEG -2 форматында қолдау тапты. Сымсыз деректерді тасымалдауға арналған MPEG -6 әзірлеу туралы ақпарат жоқ; MPEG -8, оның мақсаты объектілердің төрт өлшемді сипаттамасы.
MHEG медиа және гипермедиа сараптамалық тобы (Multimedia hypermedia Expert Group) MHEG object classes көмегімен мультимедиялық нысандарды (бейне, дыбыс, мәтін және басқа да ерікті деректер) қолданбалар арасында бөлісу және оларды әртүрлі тәсілдермен (жергілікті желі, телекоммуникация және хабар тарату желілері) тасымалдау стандартын анықтады. Бұл стандарт бағдарламалық жасақтама объектілеріне негізгі қосымшада анықталған кез-келген кодтау жүйесін (мысалы, MPEG) қосуға мүмкіндік берді. MHEG сандық бейне және дыбыс кеңесі (DAVIC - Digital Audio-Visual Council) қабылдады. MHEG нысандарын мультимедиялық қосымшалар жасайды.
MHEG интерактивті теледидардың Болашақ халықаралық стандарты болып саналады, өйткені ол кез – келген платформада жұмыс істейді және оның құжаттамасы еркін таратылады.
Көрсетілген стандартты форматтармен қатар әр түрлі бағдарламалық қосымшаларды шығаратын фирмалар ұсынған бейне және аудио ақпараттарды кодтаудың көптеген форматтары бар. Оларға мыналар жатады: қысылған дауыстық аудио деректерді (сөйлеуді) сақтау үшін RealNetworks фирмасы әзірлеген RealAudio форматы; Yamaha әзірлеген soundvq аудио деректер форматы; Microsoft ұсынған Windows Media technology 4.0 форматы Интернетке деректерді ағынмен жіберуді қолдайды және аудио және бейне деректерді сығымдаудың жетілдірілген жүйесі бар; формат Apple компаниясының QuickTime болды арналған
Macintosh компьютерлеріндегі мультимедиялық қосымшаларда және т. б.
Нақты немесе дерексіз объектілердің үш өлшемді модельдері мамандандырылған компьютерлік бағдарламалардың көмегімен жасалады. 3D модельдеу келесі түрлерде болуы мүмкін:
1.Кәдімгі компьютер мониторына немесе экранға проекцияланған фотореалистік кескіндерді жасау. Жеке бағдарламалар жасалған модельді 3D принтерде басып шығаруға мүмкіндік береді.
2. Арнайы поляризациялық көзілдірік арқылы немесе стереоскопиялық әсері бар арнайы 3D мониторда кәдімгі компьютер мониторында (экранда) көру үшін стерео кескіндерді жасау.
3. Компьютерлік голограммаларды құру. Мультимедия жарнама, өнер, білім беру, ойын-сауық индустриясы, техника, медицина, математика, бизнес, ғылыми зерттеулер және кеңістіктік-уақыттық қосымшалар және адамдар қатысатын басқа да ақпараттық процестер: білім беру, техника, өнеркәсіп, математикалық және ғылыми зерттеулер, медицина сияқты әртүрлі салаларда қолданылады.
Бақылау сұрақтары:
1. 3-D визуализация түсінігі.
2. Сөйлеуді қысудың қандай стандарттары бар?
3. Бейнені қысудың қандай стандарттары бар?
4. Аудио қысудың қандай стандарттары бар?
5. Мультимедиялық қолдану саласы?
6. Үш өлшемді модельдеу түрлері?
7. Кодек дегеніміз не?
8. Мультимедианы қолдану салалары?
9. Интерактивті Теледидардың бағдарламалық стандарттары?
10. Компьютерде сандық кодтаудың қандай әдісі стандартты болып табылады?
11. MPEG стандартында қанша фаза бар?
12 Анимация дегеніміз не?

жүктеу 30,47 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: