Реферат на тему средства мультимедиа

Обновлено: 02.07.2024

Мультимедиа — это интерактивные системы, обеспечивающие работу с неподвижными изображениями и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и высококачественным звуком.

Появление систем мультимедиа, безусловно, производит революционные изменения в таких областях, как образование, компьютерный тренинг, во многих сферах профессиональной деятельности, науки, искусства, в компьютерных играх и т.д.

Появление систем мультимедиа подготовлено как с требованиями практики, так и с развитием теории. Однако, резкий рывок в этом направлении, произошедший в этом направлении за последние несколько лет, обеспечен прежде всего развитием технических и системных средств. Это и прогресс в развитии ПЭВМ: резко возросшие объем памяти, быстродействие, графические возможности, характеристики внешней памяти, и достижения в области видеотехники, лазерных дисков — аналоговых и CD-ROM, а также их массовое внедрение. Важную роль сыграла так же разработка методов быстрого и эффективного сжатия и развертки данных.

Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний стереофонический Hi–Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и дисководом для оптических компакт–дисков CD–ROM (CD — Compact Disc, компакт–диск; ROM — Read only Memory , память только для считывания ) . Кроме того, внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство — аудиоадаптер, позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через акустические колонки с встроенными усилителями.

При смешении сигналов основные проблемы возникают с видео–изображением. Различные ТВ–стандарты, существующие в мире (NTSC, PAL, SECAM), применение разных мониторов и видеоконтроллеров диктует разнообразие подходов в разрешении возникающих проблем. Однако в любом случае требуется синхронизация двух изображений, для чего служит устройствогенлок (genlock). С его помощью на экране монитора могут быть совмещены изображение, сгенерированное компьютером (анимированная или неподвижная графика, текст, титры), и “живое” видео.Если добавить еще одно устройство — кодер ( encoder ), компьютерное изображение может быть преобразовано в форму ТВ–сигнала и записано на видеопленку. "Настольные видео–студии”, являющиеся одним из примеров применения систем мультимедиа, позволяют готовить совмещенные видео–компьютерные клипы, титры для видеофильмов, помогают при монтаже кинофильмов.

Запись последовательности кадров в цифровом виде требует от компьютера больших объемов внешней памяти: частота кадров в американском ТВ–стандарте NTSC — 30кадров/с (PAL, SECAM — 25 кадров/с), так что для запоминания одной секунды полноцветного полноэкранного видео требуется 20–30 Мбайт, а оптический диск емкостью 600 Мбайт вместит менее полминуты изображения. Но последовательность кадров недостаточно только запомнить, ее надо еще вывести на экран в соответствующем темпе. Подобной скоростью передачи информации — около 30 Мбайт / с — не обладает ни одно из существующих внешних запоминающих устройств. Чтобы выводить на экран компьютера оцифрованное видео, приходится идти на уменьшение объема передаваемых данных, (вывод уменьшенного изображения в небольшом окне, снижение частоты кадровой развертки до 10–15 кадров / с, уменьшение числа бит / пиксель), что, в свою очередь приводит к ухудшению качества изображения.

Более радикально обе проблемы — памяти и пропускной способности — решаются с помощью методов сжатия и развертки данных, которые позволяют сжимать информацию перед записью на внешнее устройство, а затем считывать и разворачивать в реальном режиме времени при выводе на экран. Так, для движущихся видео–изображений существующие адаптивные разностные алгоритмы могут сжимать данные с коэффициентом порядка 100:1— 160:1, что позволяет разместить на CD–ROM около часа полноценного озвученного видео.

Существует симметричная и асимметричная схемы сжатия данных. При асимметричной схеме информация сжимается в автономном режиме (т.е. одна секунда исходного видео сжимается в течение нескольких секунд или даже минут мощными параллельными компьютерами и помещается на внешний носитель, например CD–ROM. На машинах пользователей устанавливаются сравнительно дешевые платы декодирования, обеспечивающие воспроизведение информации мультимедиа в реальном времени. Использование такой схемы увеличивает коэффициент сжатия, улучшает качество изображения, однако пользователь лишен возможности разрабатывать собственные продукты мультимедиа. При симметричной схеме сжатие и развертка происходят в реальном времени на машине пользователя, благодаря чему за персональными компьютерами и в этом случае сохраняется их основополагающее достоинство: с их помощью любой пользователь имеет возможность производить собственную продукцию, в том числе и коммерческую, не выходя из дома. Правда, при симметричной схеме несколько падает качество изображения: появляются “смазанные” цвета, картинка как бы расфокусируется. С развитием технологии эта проблема постепенно уходит, однако пока иногда предпочитают смешанную схему, при которой разработчик продукта готовит, отлаживает и испытывает продукт мультимедиа на своей машине с симметричной схемой, а затем “полуфабрикат” в стандартном формате отсылается на фирму, где его подвергают сжатию на мощном компьютере, с использованием более совершенных алгоритмов и помещают результирующий продукт на CD–ROM.

В настоящее время целый ряд фирм активно ведет разработку алгоритмов сжатия видеоинформации, стремясь достичь коэффициента сжатия порядка 200:1 и выше. В основе наиболее эффективных алгоритмов лежат различные адаптивные варианты: DCT (Discrete Cosine Transform , дискретное косинус–преобразование), DPCM (Differential Pulse Code Modulation , разностная импульсно–кодовая модуляция) , а также фрактальные методы. Алгоритмы реализуются аппаратно — в виде специальных микросхем, или “firmware” — записанной в ПЗУ программы, либо чисто программно.

Разностные алгоритмы сжатия применимы не только к видео–изображениям, но и к компьютерной графике, что дает возможность применять на обычных персональных компьютерах новый для них вид анимации, а именно покадровую запись рисованных мультфильмов большой продолжительности. Эти мультфильмы могут хранится на диске, а при воспроизведении считываться, распаковываться и выдаваться на экран в реальном времени, обеспечивая те же необходимые для плавного изображения 25–30 кадров в секунду.

При использовании специальных видео–адаптеров (видеобластеров) мультимедиа–ПК становятся центром бытовой видео–системы, конкурирующей с самым совершенным телевизором.

Новейшие видеоадаптеры имеют средства связи с источниками телевизионных сигналов и встроенные системы захвата кадра (компрессии / декомпрессии видеосигналов) в реальном масштабе времени, т.е. практически мгновенно. Видеоадаптеры имеют быструю видеопамятьот 2 до 4 Мбайт и специальные графические ускорители процессоры. Это позволяет получать до 30–50 кадров в секунду и обеспечить вывод подвижных полноэкранных изображений.

Любой мультимедиа–ПК имеет в своем составе плату–аудиоадаптер. Для чего она нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур), назвавшей свои первые аудиоадаптеры звонким словом Sound Blaster, эти устройства часто именуются “саундбластерами”. Аудиоадаптер дал компьютеру не только стереофоническое звучание, но и возможность записи на внешние носители звуковых сигналов. Как уже было сказано ранее, дисковые накопители ПК совсем не подходят для записи обычных (аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только цифровых сигналов, которые практически не искажаются при их передаче по линиям связи.

Самое широкое применение мультимедиа технологии нашли в образовании — от детского до пожилого возраста и от вузовских аудиторий до домашних условий. Мультимедиа продукты успешно используются в различных информационных, демонстрационных и рекламных целях, внедрение мультимедиа в телекоммуникации стимулировало бурный рост новых применений. Развитие мультимедиа технологий в информационном обществе справедливо сравнивают по значимости с появлением кино в обществе индустриальном. Человечество переживает информационную революцию. И вот мы становимся свидетелями того как общественная потребность в средствах передачи и отображения информации вызывает к жизни новую технологию, за неимением более корректного термина называя ее мультимедиа.

2.Мультимедиа

2.1 Понятие мультимедиа

Мультимедиа (multimedia-многосредовость) — это интерактивные системы, обеспечивающие работу с неподвижными изображениями и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и высококачественным звуком.

Появление систем мультимедиа подготовлено как с требованиями практики, так и с развитием теории. Однако, резкий рывок в этом направлении, произошедший в этом направлении за последние несколько лет, обеспечен, прежде всего, развитием технических и системных средств. Это и прогресс в развитии ПЭВМ: резко возросшие объем памяти, быстродействие, графические возможности, характеристики внешней памяти, и достижения в области видеотехники, лазерных дисков — аналоговых и CD-ROM, а также их массовое внедрение. Важную роль сыграла так же разработка методов быстрого и эффективного сжатия и развертки данных.

Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний стереофонический Hi–Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и дисководом для оптических компакт–дисков CD–ROM (CD — Compact Disc, компакт-диск; ROM — Read only Memory, память только для считывания). Кроме того, внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство — аудиоадаптер, позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через акустические колонки с встроенными усилителями.

К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и вывода информации; широко распространенные уже сейчас сканеры (поскольку они позволяют автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки); высококачественные видео- (video-) и звуковые- (sound-) платы, платы видеозахвата (video grabber), снимающие изображение с видеомагнитофона или с видеокамеры и вводящие его в ПК; высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами.

Но, пожалуй, еще с большим основанием к средствам мультимедиа относят внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.

2.2 Виды мультимедиа

Мультимедиа делится на программную и аппаратную. Аппаратная сторона мультимедиа может быть представлена как стандартными средствами — видеоадаптерами, мониторами, дисководами, накопителями на жёстких дисках, так и специальными средствами — звуковыми картами, приводами CD-ROM и звуковыми колонками. Программная сторона без аппаратной лишена смысла. Программные средства делятся на прикладные и специализированные. Прикладные — это сами приложения Windows, представляющие пользователю информацию в том или ином виде. Специализированные — это средства создания мультимедийных приложений — мультимедиа проектов (например, программа для создания мультимедиа презентаций MicroSoft Power Point). Сюда входят графические редакторы, редакторы видеоизображений (например, Adobe Premier), средства для создания и редактирования звуковой информации и т.д.

2.3 Немного истории

3.Интересные мультимедиа устройства

В своем докладе хотелось бы более подробно рассмотреть аппаратные мультимедиа устройства. Рассмотрим совсем недавно появившиеся технические новинки и то с чего начиналась мультимедиа.

3.1 3D Очки

Заблуждение, что кинотеатр – это всегда большое здание со зрительным залом, по крайней мере, не несколько десятков, а то и сотен мест. Вовсе не обязательно. Самый настоящий кинотеатр может уместиться в небольших и легких очках. Надев такие очки-кинотеатр, вы отключаетесь от суеты внешнего мира и без остатка погружаетесь в свой любимый фильм.

3.2 Web-Камеры

мультимедиа компьютер сканер клавиатура

3.2.1Принцип работы

3.3 Сканеры

Сканер (англ. scanner) — устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием. В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС). По способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на ручные (англ. Handheld), рулонные (англ. Sheet-Feed), планшетные (англ. Flatbed) и проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

3.3.1 История

В 1857 году флорентийский аббат Джованни Казелли (Giovanni Caselli) изобрёл прибор для передачи изображения на расстояние, названный впоследствии пантелеграф. Передаваемая картинка наносилась на барабан токопроводящими чернилами и считывалась с помощью иглы. В 1902 году, немецким физиком Артуром Корном (Arthur Korn) была запатентована технология фотоэлектрического сканирования, получившая впоследствии название телефакс. Передаваемое изображение закреплялось на прозрачном вращающемся барабане, луч света от лампы, перемещающейся вдоль оси барабана, проходил сквозь оригинал и через расположенные на оси барабана призму и объектив попадал на селеновый фотоприёмник. Эта технология до сих пор применяется в барабанных сканерах. В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприёмник, был изобретен планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остаётся почти неизменным…

3.3.2 Динамический диапазон

3.4 Мультимедийная клавиатура

Мультимедийная компьютерная клавиатура, способная управлять громкостью звука и сетевым поведением компьютера. Многие современные компьютерные клавиатуры, помимо стандартного набора из ста четырёх клавиш, снабжаются дополнительными клавишами (как правило, другого размера и формы), которые предназначены для упрощённого управления некоторыми основными функциями компьютера:

· управление громкостью звука: громче, тише, включить или выключить звук;

· управление лотком в приводе для компакт-дисков: извлечь диск, принять диск;

· управление аудиопроигрывателем: играть, поставить на паузу, остановить воспроизведение, промотать аудиозапись вперёд или назад, перейти к следующей или предыдущей аудиозаписи;

· управление сетевыми возможностями компьютера: открыть почтовую программу, открыть браузер, показать домашнюю страницу, двигаться вперёд или назад по истории посещённых страниц, открыть поисковую систему;

· управление наиболее популярными программами: открыть калькулятор, открыть файловый менеджер;

· управление состоянием окон операционной системы: свернуть окно, закрыть окно, перейти к следующему или к предыдущему окну;

· управление состоянием компьютера: перевести в ждущий режим, перевести в спящий режим, пробудить компьютер, выключить компьютер.

3.4.1 Виртуальная лазерная клавиатура

3.4.2 The Orbitouch

3.5 Компьютерный руль

Компьютерный руль — игровой контроллер, имитирующий автомобильный руль. Применяется для игры в компьютерные игры — автосимуляторы. Помимо рулевого колеса и двух (трёх) педалей, в компьютерном руле могут быть такие органы управления.

Компьютерный руль является потомком джойстика; первые рули действительно эмулировали двухосный джойстик. Существуют два рудимента того времени. Первый джойстик-руль для компьютерных игр появился в 1983 году. Это была обычная пластиковая коробка с баранкой диаметром 17 см и единственной гладкой педалью. Далее производители начали развивать идею. Постепенно они пришли к выводу, что какая-никакая отдача позволила бы игрокам прочувствовать дорогу намного лучше, да и интерактивность поднялась бы на несколько ступеней. Самый простой способ достижения подобного эффекта – установка вибромотора. Предположим, вы заехали одним колесом на обочину – игра посылает сигнал на джойстик, вибромотор начинает легко потряхивать баранку. Зачастую в прайсах модели с вибромотором обозначают как рули с обратной связью или Rumble Feedback.

Всё это, конечно, очень далеко от поведения реального руля в реальном автомобиле: во время езды он оказывает сопротивление на поворотах и при нажатии на газ, норовит выскользнуть из рук при езде по гравию – своеобразной специфики хватает. Но производители нашли способ симуляции, максимально приближенный к реальности. Технология под названием Force Feedback лежала на поверхности – с 1950 года её использовали в авиации для облегчения управления самолетом и наведения на цель. Чтобы заставить руль сопротивляться действиям игрока, в импровизированное Торпедо добавили сервомотор и подсоединили его к баранке. Самые серьёзные модели рулей оснащают педальным блоком с отдельной педалью сцепления и коробкой переключения скоростей. Вопрос об интерфейсе подключения уже почти забыт – времена игрового и com-порта давно ушли. Сейчас все джойстики подключаются к компьютеру через USB.

3.6 Проектор

Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора — экран. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству. Виды проекционных приборов:

· Диаскопический проекционный аппарат — изображения создаются при помощи лучей света, проходящих через светопроницаемый носитель с изображением. Это самый распространённый вид проекционных аппаратов. К ним относят такие приборы как: кинопроектор, диапроектор, фотоувеличитель, проекционный фонарь, кодоскоп и др.

· Эпископический проекционный аппарат — создаёт изображения непрозрачных предметов путём проецирования отраженных лучей света. К ним относятся эпископы, мегаскоп.

· Эпидиаскопический проекционный аппарат — формирует на экране комбинированные изображения как прозрачных, так и непрозрачных объектов.

Лазерный проектор — выводит изображение с помощью луча лазера.

4. Области применения

Решаемые задачи охватывают все области интеллектуальной деятельности: науку и технику, образование, культуру, бизнес, а также применяются в среде обслуживания при создании электронных гидов с погружением в реальную среду, мультитеках.

Одной из основных сфер применения систем мультимедиа является образование в широком смысле слова, включая и такие направления как видеоэнциклопедии, интерактивные путеводители, тренажеры, ситуационно-ролевые игры и др. Компьютер, снабженный платой мультимедиа, немедленно становится универсальным обучающим или информационным инструментом по практически любой отрасли знания и человеческой деятельности. Очень большие перспективы перед мультимедиа в медицине: базы знаний, методики операций, каталоги лекарств и т.п. В сфере бизнеса фирма по продаже недвижимости уже используют технологию мультимедиа для создания каталогов продаваемых домов — покупатель может увидеть на экране дом в разных ракурсах, совершить интерактивную видеопрогулку по всем помещениям, ознакомиться с планами и чертежами. Технологические мультимедиа пользуется большим вниманием военных: так, Пентагон реализует программу перенесения на интерактивные видеодиски всей технической, эксплуатационной и учебной документации по всем системам вооружений, создания и массового использования тренажеров на основе таких дисков.

Весьма перспективными выглядят работы по внедрению элементов искусственного интеллекта в системе мультимедиа. Они обладают способностью „чувствовать“ среду общения, адаптироваться к ней и оптимизировать процесс общения с пользователем; они подстраиваются под читателей, анализируют круг их интересов, помнят вопросы, вызывающие затруднения, и могут сами предложить дополнительную или разъясняющую информацию. Системы, понимающие естественный язык, распознаватели речи еще более расширяют диапазон взаимодействия с компьютером.

Еще одна быстро развивающаяся, совершенно уже фантастическая для нас область применения компьютеров, в которой важную роль играет технология мультимедиа — это системы виртуальной, или альтернативной реакальности, а также близкие к ним системы „телеприсутствия“. С помощью специального оборудования — система с двумя миниатюрными стереодисплеями, квадранаушниками, специальных сенсорных перчаток и даже костюма вы можете „войти“ в сгенерированный или смоделированный компьютером мир, (а не заглянуть в него через плоское окошко дисплея) повернув голову, посмотреть налево или направо, пройти дальше, протянув руку вперед — и увидеть ее в этом виртуальном мире; можно даже взять какой либо виртуальный предмет (почувствовав при этом его тяжесть) и переставить в другое место; можно таким образом строить, создавать этот мир изнутри.

5. Список литературы

· М.Кирмайер “Мультимедиа”, издательство „BHV — Санкт-Петербург“ 1994г.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Кафедра Вычислительной Техники

Реферат на тему:

Организация ЭВМ и систем

Островский М.С.

ультимедиа — это интерактивные системы, обеспечивающие работу с неподвижными изображениями и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и высококачественным звуком.

Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний стереофонический Hi–Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и дисководом для оптических компакт–дисков CD–ROM (CD — Compact Disc, компакт–диск; ROM — Read only Memory, память только для считывания). Кроме того, внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство — аудиоадаптер, позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через акустические колонки с встроенными усилителями.

Рассмотрим некоторые технические вопросы, касающиеся мультимедиа. Основная проблема, из которой “растут” все основные — совместная обработка разнородных данных: цифровых и аналоговых, “живого” видео и неподвижных изображений и т.п. В компьютере все данные хранятся в цифровой форме, в то время как теле-, видео- и большинство аудиоаппаратуры имеет дело с аналоговым сигналом. Однако выходные устройства компьютера — мониторы и динамики имеют аналоговый выход. Поэтому простейший и наиболее дешевый путь построения первых систем мультимедиа состоял в стыковке разнородной аппаратуры с компьютером, предоставлении компьютеру возможностей управления этими устройствами, совмещении выходных сигналов компьютера и видео- и аудиоустройств и обеспечении их нормальной совместной работы. Дальнейшее развитие мультимедиа происходит в направлении объединения разнородных типов данных в цифровой форме на одной среде-носителе, в рамках одной системы.

При смешении сигналов основные проблемы возникают с видео–изображением. Различные ТВ–стандарты, существующие в мире (NTSC, PAL, SECAM), применение разных мониторов и видеоконтроллеров диктует разнообразие подходов в разрешении возникающих проблем. Однако в любом случае требуется синхронизация двух изображений, для чего служит устройство генлок (genlock). С его помощью на экране монитора могут быть совмещены изображение, сгенерированное компьютером (анимированная или неподвижная графика, текст, титры), и “живое” видео. Если добавить еще одно устройство — кодер (encoder), компьютерное изображение может быть преобразовано в форму ТВ–сигнала и записано на видеопленку. "Настольные видео–студии”, являющиеся одним из примеров применения систем мультимедиа, позволяют готовить совмещенные видео–компьютерные клипы, титры для видеофильмов, помогают при монтаже кинофильмов.

Системы такого рода не позволяют как-то обрабатывать или редактировать само аналоговое изображение. Для того, чтобы это стало возможным, его необходимо оцифровать и ввести в память компьютера. Для этого служат так называемые платы захвата (capture board, frame grabbers). Оцифровка аналоговых сигналов порождает огромные массивы данных. Так, кадр стандарта NTSC (525 строк), преобразованный платой типа Truevision, превращается в компьютерное изображение с разрешением 512x482 пиксель. Если каждая точка представлена 8 битами, то для хранения всей картинки требуется около 250 Кбайт памяти, причем падает качество изображения, так как обеспечивается только 256 различных цветов. Считается, что для адекватной передачи исходного изображения требуется 16 млн. оттенков, поэтому используется 24-битовый формат хранения цветной картинки, а необходимый размер памяти возрастает. Оцифрованный кадр может затем быть изменен, отредактирован обычным графическим редактором, могут быть убраны или добавлены детали, изменены цвета, масштабы, добавлены спецэффекты, типа мозаики, инверсии и т.д. Естественно, интерактивная экранная обработка возможна лишь в пределах разрешения, обеспечиваемого данным конкретным видеоадаптером. Обработанные кадры могут быть записаны на диск в каком–либо графическом формате и затем использоваться в качестве реалистического неподвижного фона для компьютерной анимации. Возможна также покадровая обработка исходного изображения и вывод обратно на видеопленку для создания псевдореалистического мультфильма.

Запись последовательности кадров в цифровом виде требует от компьютера больших объемов внешней памяти: частота кадров в американском ТВ–стандарте NTSC — 30 кадров/с (PAL, SECAM — 25 кадров/с), так что для запоминания одной секунды полноцветного полноэкранного видео требуется 20–30 Мбайт, а оптический диск емкостью 600 Мбайт вместит менее полминуты изображения. Но последовательность кадров недостаточно только запомнить, ее надо еще вывести на экран в соответствующем темпе. Подобной скоростью передачи информации — около 30 Мбайт / с — не обладает ни одно из существующих внешних запоминающих устройств. Чтобы выводить на экран компьютера оцифрованное видео, приходится идти на уменьшение объема передаваемых данных, (вывод уменьшенного изображения в небольшом окне, снижение частоты кадровой развертки до 10–15 кадров / с, уменьшение числа бит / пиксель), что, в свою очередь приводит к ухудшению качества изображения.

Более радикально обе проблемы — памяти и пропускной способности — решаются с помощью методов сжатия / развертки данных, которые позволяют сжимать информацию перед записью на внешнее устройство, а затем считывать и разворачивать в реальном режиме времени при выводе на экран. Так, для движущихся видео–изображений существующие адаптивные разностные алгоритмы могут сжимать данные с коэффициентом порядка 100:1— 160:1, что позволяет разместить на CD–ROM около часа полноценного озвученного видео. Работа этих алгоритмов основана на том, что обычно последующий кадр отличается от предыдущего лишь некоторыми деталями, поэтому, взяв какой–то кадр за базовый, для следующих можно хранить только относительные изменения. При значительных изменениях кадра, например, при монтажной склейке, наезде или панорамировании камеры, автоматически выбирается новый базовый кадр. Для статических изображений коэффициент сжатия, естественно, ниже — порядка 20–30:1. Для аудиоданных применяют свои методы компрессии.

В настоящее время целый ряд фирм активно ведет разработку алгоритмов сжатия видеоинформации, стремясь достичь коэффициента сжатия порядка 200:1 и выше. В основе наиболее эффективных алгоритмов лежат различные адаптивные варианты: DCT (Discrete Cosine Transform, дискретное косинус–преобразование), DPCM (Differential Pulse Code Modulation, разностная импульсно–кодовая модуляция), а также фрактальные методы. Алгоритмы реализуются аппаратно — в виде специальных микросхем, или “firmware” — записанной в ПЗУ программы, либо чисто программно.

Новейшие видеоадаптеры имеют средства связи с источниками телевизионных сигналов и встроенные системы захвата кадра (компрессии / декомпрессии видеосигналов) в реальном масштабе времени, т.е. практически мгновенно. Видеоадаптеры имеют быструю видеопамять от 2 до 4 Мбайт и специальные графические ускорители процессоры. Это позволяет получать до 30–50 кадров в секунду и обеспечить вывод подвижных полноэкранных изображений.

Аудиоадаптер имеет аналого–цифровой преобразователь (АЦП), периодически определяющий уровень звукового сигнала и превращающий этот отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель уже как цифровой сигнал.

Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например, в виде WAV–файлов). Считанный с диска цифровой сигнал подается на цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения. Важными параметрами аудиоадаптера являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность квантования.

Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от 4–5 КГц до 45–48 КГц.

Разрядность квантования характеризует число ступеней квантования и изменяется степенью числа 2. Так, 8–разрядные аудиоадаптеры имеют 2 8 =256 степеней, что явно недостаточно для высококачественного кодирования звуковых сигналов. Поэтому сейчас применяются в основном 16-разрядные аудиоадаптеры, имеющие 2 16 =65536 ступеней квантования — как у звукового компакт–диска.

Реферат по дисциплине:

Молокова Юлия Павловна

Тюмень 2020 год

Содержание (с. 2)

Введение (с.3)

Мультимедийные технологии в образовании. (с. 4 – 5)

Возможности использования мультимедийных технологий. (с. 5 – 7)

Недостатки мультимедийных средств обучения. (с. 7 – 8)

Заключение. (с. 8)

Список литературы. (с. 9)

Мультимедийные технологии в образовании.

Мультимедийные технологии обогащают процесс обучения, позволяют сделать обучение более эффективным, вовлекая в процесс восприятия учебной информации большинство чувственных компонент обучаемого.
Сегодня мультимедиа-технологии — это одно из перспективных направлений информатизации учебного процесса. В совершенствовании программного и методического обеспечения, материальной базы, а также в обязательном повышении квалификации преподавательского состава видится перспектива успешного применения современных информационных технологий в образовании.
С помощью мультимедийных технологий эффективно решаются многие дидактические и воспитательные задачи. Их применение полезно, когда происходит:

изложение новых знаний;

объяснение в динамике принципов действия сложных механизмов, процессов, графических моделей;

наблюдение трудоемких процессов

представление видеодокументов, укрепление связи с жизнью;

наблюдений скрытых процессов протекающих внутри оборудования

создание баз данных для учебно-тренировочных и исследовательских работ;

рационализация учебного процесса, повышение его продуктивности, обеспечение оптимального объема передачи и усвоения научной информации путем повышения качества педагогического управления.

В соответствии с осуществляемыми функциями современных технических средств выделяют следующие способы использования их в процессе обучения:

Источник учебной информации.

Средство выбора информации и ее качественной обработки.

Средство представления (презентации) учебного материала.

Средство осуществления контроля над выполнением образовательной задачи.

Степень и время мультимедийной поддержки урока могут быть различными: от нескольких минут до полного цикла.

Возможности использования мультимедийных технологий.

Использование мультимедийных технологий в учебном процессе обеспечивает возможность:

дать учащимся более полную, достоверную информацию об изучаемых явлениях и процессах;

повысить роль наглядности в учебном процессе;

удовлетворить запросы, желания и интересы учащихся;

освободить учителя от части технической работы, связанной с контролем и коррекцией знаний;

наладить эффективную обратную связь; (рефлексия)

организовать полный и систематический контроль, объективный учет успеваемости.

Формы и место использования мультимедийной презентации (или даже отдельного ее слайда) на уроке зависят, конечно, от содержания этого урока, цели, которую ставит преподаватель. Тем не менее, практика позволяет выделить некоторые общие, наиболее эффективные приемы применения таких пособий:

1. При изучении нового материала. Позволяет иллюстрировать разнообразными наглядными средствами. Применение особенно выгодно в тех случаях, когда необходимо показать динамику развития какого-либо процесса.

2. При закреплении новой темы.

3. Для проверки знаний Компьютерное тестирование – это самопроверка и самореализация, это хороший стимул для обучения, это способ деятельности и выражения себя. Для учителя – это средство качественного контроля знаний, программированный способ накопления оценок.

4. Для углубления знаний, как дополнительный материал к урокам.

5. При проверке фронтальных самостоятельных работ. Обеспечивает наряду с устным визуальный контроль результатов.

6. При решении задач обучающего характера. Помогает выполнить рисунок, составить план решения и контролировать промежуточные и окончательный результаты самостоятельной работы по этому плану.

7. Средство эмоциональной разгрузки. Во время проведения блочных уроков или длительных консультаций перед экзаменами - стоит включить видеозаставки экспериментов или мультфильмы при этом у учеников исчезает усталость, появляется заинтересованность, они ищут ответы, обращаются к учителю с вопросами, заряжаются новой энергией. Мультимедиа - программы смотрятся как видеофильм, но с возможностями вмешиваться в ход действий и вести диалог.
Работа учащихся в классе может быть организована:
фронтально - просмотр видео фрагментов, индивидуально - выполнение практических работ, малыми группами - выполнение общего учебного проекта.
В структуре урока могут быть отражены все компоненты и звенья процесса обучения, а также обязательное чередование видов деятельности за компьютером и без него:

актуализация (повторение учебного материала, первичное усвоение материала) - за компьютером и (или) без компьютера;

формирование знаний, умений, навыков (осознание и осмысление блока учебной информации, закрепление учебного материала) - за компьютером и (или) без компьютера;

применение (применение учебного материала на практике, проверка уровня усвоения материала) - за компьютером и (или) без компьютера.

Недостатки мультимедийных средств обучения.

Общим недостатком большинства существующих мультимедийных средств обучения остается следующее:

Недостаточные навыки обучаемых и педагогов.

Сложность создания учебных материалов. Создание аудио, видео, графики и других элементов мультимедиа средств намного сложнее, чем написание традиционного текста.

Сложности настройки и использования программного и аппаратного обеспечения.

Для успешного внедрения этих технологий учитель должен иметь

навыки пользователя ПК,

владеть умениями планировать структуру действий для достижения цели исходя из фиксированного набора средств;

описывать объекты и явления путем построения информационных структур;

проводить и организовывать поиск электронной информации;

четко и однозначно формулировать проблему, задачу, мысль и др.

Использование мультимедиа технологий в учебном процессе позволяет:

Организовать оптимальное сочетание мотивационных и наглядных параметров учебного материала.

Провести учет характеристик динамики работоспособности учащихся.

Организовать подготовку и проведение урока с учетом особенностей восприятия мультимедийных материалов.

Использовать специальные приемы, связанные с характеристиками учебного материала и его структурированием.

Использовать такие компоненты учебного материала, которые имеют отношение к самопознанию, самовыражению, самоутверждению, общения и оценки со стороны окружающих.

Кирмайер Г. Мультимедиа. - М.: Малип, 1994.

О. П. Окопелов “Процесс обучения в виртуальном образовательном пространстве”. Информатика и образование, 2001. №3

Мультимедиа – это сумма технологий, позволяющих компьютеру вводить, обрабатывать, хранить, передавать и отображать такие типы данных, как текст, графика, анимация, оцифрованные неподвижные изображения, видео, звук, речь.

Мультимедиа (multimedia) – это современная компьютерная информационная технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию (мультипликацию).

1. История появления мультимедиа технологии.

По мере накопления критической массы технологий, появляются бластеры, CD - ROM и другие плоды эволюции. Появляется Интернет, WWW, микроэлектроника. Становится очевидным, что человечество переживает стадию информационной революции: общественная потребность в средствах передачи и отображения информации вызывает к жизни новую технологию. За неимением более корректного термина используется определение мультимедиа. В наши дни это понятие может полностью заменить компьютер практически в любом контексте. На сегодняшний день в английском языке уже приживается новый термин – информационное приспособление (information appliance).

2. Описание и основные возможности мультимедиа технологии.

Появление систем мультимедиа подготовлено как с требованиями практики, так и с развитием теории. Тем не менее, резкий рывок, произошедший в этом направлении за последние несколько лет, обеспечен, прежде всего, развитием технических и системных средств. Прежде всего, это прогресс в развитии ПЭВМ: резко возросшие объём памяти, и достижения в области видеотехники, лазерных дисков – аналоговых и CD – ROM, а также их массовое внедрение. Важную роль сыграла также разработка методов быстрого и эффективного сжатия (развёртки данных).

• Художественный дизайн интерфейса и средств навигации;

• Представление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых человеком сред. Это тем более логично, если исходить из самого термина multimedia от англ. multi – много, media – среда;

Также активно используются в представлении информации и являются несомненным достоинством и особенностью технологии следующие возможности мультимедиа:

• Возможность хранения большого объёма разнообразной информации на одном носителе (до 20 томов авторского текста, около 2000 и более высококачественных изображений, 30 – 45 минут видеозаписи, до 7 часов звука);

• Возможность сравнения и обработки изображения разнообразными программными средствами с научно – исследовательскими или познавательными целями;

• Возможность осуществления непрерывного аудиосопровождения (музыкального или любого другого), соответствующего статичному или динамичному визуальному ряду;

• Возможность включения в содержание диска баз данных, методик обработки образов, анимации. К примеру, сопровождение рассказа о композиции картины графической, анимационной демонстрацией геометрических построений её композиции и т. д.;

• Возможность подключения к глобальной сети Internet;

• Возможность работы с различными приложениями: текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией;

• Включение в состав продукта игровых компонентов с информационными составляющими;

3.Основные носители мультимедийных продуктов.

Как правило, мультимедийные продукты ориентированы либо на компьютерные носители и средства воспроизведения (CD – ROM), либо на специальные телевизионные приставки (CD-i), либо на телекоммуникационные сети и их системы.

В качестве носителей используются средства, способные хранить огромное количество самой разнообразной информации.

• CD – i (CD – Interactive) – специальный формат компакт – дисков, разработанный фирмой Philips для TV приставок. Среди его достоинств – высокое качество воспроизведения динамичной видеоинформации и звука. Основные недостатки – отсутствие многофункциональности, неудовлетворительное качество воспроизведения статичной визуальной информации, связанное с качеством TV мониторов.

Другая проблема – не все существующие сегодня на рынке приводы DVD – ROM читают диски с фильмами, записанными для бытовых проигрывателей.

4. Цели применения продуктов, созданных в мультимедиа – технологиях.

Основными целями применения продуктов, созданных в мультимедиа технологиях (CD – ROM с записанной на них информацией), являются: популяризаторская и развлекательная (CD используются в качестведомашних библиотек по искусству или литературе);

научно – просветительская или образовательная (используются в качестве методических пособий);

Научно – просветительская или образовательная цель. Использование мультимедиа продуктов с этой целью идёт по двум направлениям:

2. Разработка мультимедийного продукта преподавателями в соответствии с целями и задачами учебных курсов и дисциплин.

5. Типы данных мультимедиа – информации и средства их обработки.

Стандарт MPC (точнее средства пакета программ Multimedia Windows – операционной среды для создания и воспроизведения мультимедиа – информации) обеспечивают работу с различными типами данных мультимедиа. Мультимедиа – информация содержит не только традиционные статистические элементы: текст, графику, но и динамические: видео -, аудио – и анимационные последовательности.

НЕПОДВИЖНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ. Сюда входят векторная графика и растровые картинки; последние включают изображения, полученные путём оцифровки с помощью различных плат захвата, грабберов, сканеров, а также созданные на компьютере или закупленные в виде готовых банков изображений. Максимальное разрешение – 640*480 при 256 цветных (8 бит/пиксел); такая картинка занимает около 300 Кбайт памяти; сжатие стандартно пока не обеспечивается. Средства работы с 24 – битным цветом, как правило, входят в состав сопутствующего программного обеспечения тех или иных 24 – битных видеоплат; в составе Windows такие инструменты пока отсутствуют. Человек воспринимает 95% поступающей к нему информации визуально в виде изображения. Однако в силу относительно невысокой пропускной способности существующих каналов связи, прохождение графических файлов по ним требует значительного времени. Это заставляет концентрировать внимание на технологиях сжатия данных, представляющих собой методы хранения одного и того же объёма информации путём использования меньшего количества байт.

6. Аппаратные средства мультимедиа.

Для построения мультимедиа системы необходима дополнительная аппаратная поддержка: аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для перевода аналоговых аудио и видео сигналов в цифровой эквивалент и обратно, видеопроцессоры для преобразования обычных телевизионных сигналов к виду, воспроизводимому электронно-лучевой трубкой дисплея, декодеры для взаимного преобразования телевизионных стандартов, специальные интегральные схемы для сжатия данных в файлы допустимых размеров и так далее. Все оборудования, отвечающие за звук объединяются в так называемые звуковые карты, а за видео в видео карты.

Звуковые карты.

Для звуковых карт IBM совместимых компьютеров прослеживаются следующие тенденции:

1. Для воспроизведения звука вместо частотной модуляции (FM) теперь всё больше используют табличный (wavetable) или WTсинтез, сигнал полученный таким образом, более похож на звук реальных инструментов, чем при FMсинтезе. Используя соответствующие алгоритмы, даже только по одному тону музыкального инструмента можно воспроизводить все остальные, то есть восстановить их полное звучание. Выборки таких сигналов хранятся либо в постоянно запоминающем устройстве (ROM) устройства, либо программно загружается в оперативную память (RAM) звуковой карты. Фирмы производители звуковых карт добавляют WTсинтез двумя способами: встраивают на звуковую карту в виде микросхем, либо реализуют в виде дочерней платы. Во втором случае звуковая карта дешевле, но суммарная стоимость основной и дочерней платы выше.

2. Совместимость звуковых карт. За сравнительнуо не долгую историю развития средств мультимедиа появилось уже несколько основных стандартов де-факто на звуковые карты. Так почти все звуковые карты, предназначены для игр и развлечений, поддерживают совместимость с Adlib и Sound Blaster. Все звуковые карты, ориентированные на бизнес приложения, совместимы обычно с MS Windows Sound Sistem фирмы Microsoft.

3. Совместные звуковые карты оснащены таким компонентом, как сигнальный процессор DSP (Digital Signal Processor). Распознание речи, трёхмерное звучание, WTсинтез, сжатие и декомпрессия аудиосигналов – всё это входит в сферу действия данного устройства. Тем не менее, не столь велико количество звуковых карт, оснащённых DSP. Причиной этому является то, что такое достаточно мощное устройство может быть использовано только при решении строго определённых задач. На сегодняшний день один из самых известных производителей мощных DSP является фирма Texas Instruments. Стоит отметить, что в силу своей дороговизны DSP устройство устанавливается исключительно на профессиональных музыкальных картах.

4. Основной проблемой встроенных устройств обработки звука является ограниченность системных ресурсов IBM PC совместимых компьютеров. Потенциально корень проблемы кроется в возможности конфликтов по каналам прямого доступа к памяти (DMA). Примером плат со встроенным звуком можно представить системную плату OPTi 495 SLC, в которой используется 16 – разрядный звуковой стереокодек AD 1848 фирмы ANALOG DEVICES.

5. Фирмы производители, стремясь к более естественному воспроизведению звука, используют технологии объёмного или трёхмерного звучания. Объёмность звучания в наши дни представляет собой самое модное направление в области воспроизведения звука. Последнее придаёт большую глубину ограниченного поля воспроизведения, которое присуще небольшим, находящимся на близком расстоянии колонкам.

6. Практически все звуковые карты имеют встроенные интерфейсы для подключения приводов CD-ROM. В основном используются приводы трёх фирм – SONY, PANASONIC и Mitsumi. Также появились карты и приводы, которые поддерживают стандартный интерфейс ATA (IDE). Последний используется для компьютеров с винчестером.

7. Использование на картах режима Dual DMA, что означает двойной, прямой доступ к памяти. Реализовать одновременно запись и воспроизведение можно с помощью двух каналов DMA.

8. Происходит устойчивое внедрение звуковых технологий в телекоммуникации. В 90% случаев звуковые карты приобретаются для игр. В оставшемся – для речевого сопровождения программ мультимедиа. В этом случае потребительские качества зависят от цифро-аналогового преобразователя и от усилителя звуковой частоты. Не менее важным представляется совместимость со стандартом Sound Blaster. Далеко не все программы способны обеспечить поддержку менее распространённых стандартов.

Наборы звуковых карт, как правило, состоят из драйвера, утилиты, программы записи и воспроизведения звука, а также средства для подготовки и произведения презентаций, энциклопедий, игр.

Список используемой литературы

1. В. П. Косарева и Л. В. Ерёмина – М: Финансы и статистика, 2002 г.

Читайте также: