Multimedia T2

Multimedia © Georgeta Drulă

UNIVERSITATEA DIN BUCUREŞTI

Facultatea de Jurnalism şi Ştiinţele Comunicării

MULTIMEDIA

Titular: Conf. dr. Georgeta DRULĂ

TUTORAT 1:

Definiţie. Aplicaţii. Caracteristici ale documentului multimedia.

Etape în realizarea documentului multimedia

Echipa de realizatori

Interfeţe pentru documentul multimedia online şi offline

TUTORAT 2:

Componente multimedia: Imaginea fixă.

Componente multimedia: Animaţia

Componente multimedia: Sunetul

Componente multimedia: Video

TUTORAT 3:

Asamblarea unui document multimedia offline cu Director

Realizarea unui document multimedia online

Obiective curs:

- Cunoaşterea etapelor de numerizare şi a caracteristicilor componentelor

multimedia digitale ce participă la realizarea documentelor multimedia;

1


- Cunoaşterea caracteristicilor şi modalităţilor de lucru cu documentul

multimedia online şi offline, cu suport de difuzare reţeaua Internet şi suportul optic de

distribuţie CD-ROM.

TUTORAT 2

2.1 Componente multimedia: Imaginea FixăImaginile din documentele multimedia se regăsesc ca animaţii, background-

uri, imagini texturate, imagini 3D sau grafice.

După modul în care sunt create, imaginile fixe sunt de două categorii:

Imagini bitmap (matriceale) şi

Imagini vectoriale.

2.1.1 Imaginea bitmap (matriceală)

Imaginea bitmap sau matriceală este forma în care se obţine o

imagine digitală de la o anumită sursă, prin operaţii de scanare sau de captare. Această

imagine este descrisă ca o matrice informaţională, reprezentată prin puncte imagine

(denumite pixeli) şi culorile asociate lor.

Reprezentarea bitmap se foloseşte, în principal, pentru fotografii cu multe

detalii, culori, emise de către periferice care lucrează în mod linie (raster), cum ar fi

scannerul, camera foto sau camera video.

2


Fig. Matrice de pixeli

Crearea şi includerea de imagini bitmap în scenele unui document multimedia

ţine de mai mulţi factori:

- caracteristicile ecranului, adică rezoluţia, numărul de culori, tipurile de ecrane;

- dimensiunea imaginii şi influenţa rezoluţiei (definiţiei). Dimensiunea imaginilor

este foarte importantă pentru a asigura un timp mic de descărcare şi afişare.

- mod de afişare a imaginii.

Caracteristici ale imaginii bitmap

- În codajul bitmap semantica imaginii nu este luată în considerare, astfel imaginea

este săracă în informaţie, în sensul că obiectele care compun imaginea nu se pot

distinge în mod individual.

- Datorită dimensiunilor mari obţinute pentru aceste imagini, reprezentarea

matriceală cere, de cele mai multe ori, aplicarea unei metode de comprimare. Ca

urmare a acestui proces, s-a constatat că spaţiul ocupat de o imagine

necomprimată se poate reduce până la 1:200. Reprezentarea imaginii sub formă de

matrice are numeroase dezavantaje datorită păstrării tuturor punctelor imaginii.

Orice metodă de compresie a acestui tip de imagine duce la o degradare a acesteia

proporţională cu rata de compresie.

- Imaginile bitmap sau matriceale, regăsite de obicei în fişiere de tip GIFşi JPEG

pot deveni pixelate sau distorsionate dacă li se schimbă dimensiunea. Compunerea

din puncte a imaginii face ca aceasta să nu se poată adapta unei scări variabile de

vizualizare. Astfel, orice modificare simplă a dimensiunii imaginii, prin lăţirea sau

lungirea sa, este însoţită de o degradare vizuală a detaliilor acesteia, prin

3


repartizarea aceluiaşi număr de puncte imagine pe o suprafaţă mai mare sau mai

mică decât cea pentru care a fost creată imaginea. Pentru a menţine proporţia şi

calitatea necesară acestora, trebuie să se folosească un program special de editare

a imaginii, care va determina şi o reducere a fişierului odată cu reducerea

dimensiunilor, cum ar fi: Adobe PhotoShop, PaintShopPro, Corel Photo,

Macromedia Fireworks şi altele.

- Imaginea în culori numerizată şi afişată pe ecran este descompusă după modelul

de culoare RGB (Red Blue Green). Ea poate fi redată şi cu niveluri de gri. Cele

trei culori de bază se combină pentru a da o anumită nuanţă unui punct din

imagine. Preluarea prin scanare de pe o foaie de hârtie sau imprimarea imaginii

presupune folosirea modelului de culoare CYMN. Trecerea de la un model

culoare la altul se produce cu alterarea imaginii şi sunt necesare operaţii de retuş

electronic care să redea calitatea dorită.

- O imagine bitmap are rezoluţia ei fixă, care impune un periferic de ieşire

corespunzător, pentru a-i reda calitatea dorită.

- O imagine se poate afişa în mod progresiv, adică treptat de la o rezoluţie slabă la

una maximă, cu afişarea întregii imagini pe ecran sau imaginea se poate afişa

secvenţial, pe părţi, de sus în jos, cu o calitate maximă, până când este redată

integral.

Culoarea în imaginile bitmap

Fiecare imagine bitmap are asociată o paletă de culori. Fiecare culoare dintr-o

paletă este o valoare hexazecimală.

Paleta de culori este o listă de mai multe culori disponibile într-un

fişier, ataşată fiecărei imagini. Numai culorile definite în paleta de culoare apar într-o

imagine. Totuşi, anumite palete de culoare conţin culori care nu sunt din imagine.

Ajustarea paletei de culori prin optimizare afectează culorile din imaginea

exportată. Câteva palete de culori des întâlnite sunt:

Paleta de culoare Descriere

Adaptive

Este o paletă de culori derivată din culorile folosite în

imagine. Ea produce de cele mai multe ori imagini de

calitate înaltă.

Web 216 Este o paletă de 216 culori commune atât calculatoarelor

Windows cât şi Macintosh. Această paletă denumită şi

4


Websafe produce rezultate consistente în diferiţii browseri.

Web Adaptive

Este o paletă adaptivă în care culorile care nu sunt

Websafe sunt convertite la culori apropiate de culorile

Websafe.

Exact

Conţine numărul exact de culori conţinute într-o imagine.

Paleta este folosită doar de imaginile în 256 de culori sau

mai puţin. Dacă imaginea conţine mai mult de 256 de

culori, paleta se va comuta la Adaptive.

System (Windows) şi

System (Macintosh)

Fiecare conţine 256 de culori definite de platformele

standard Windows sau Macintosh.

Grayscale

Este o paletă de 256 sau mai puţin de nuanţe de gri.

Alegerea acestei palete va converti imaginea în nuanţe de

gri.

Black and White Paletă din două culori ce conţine doar negru şi alb.

Uniform Este o paletă matematică bazată pe valorile pixel RGB.

CustomEste o paletă ce a fost modificată sau încărcată dintr-o

paletă externă sau un fişier GIF.

Culorile din paleta de culori se obţin prin folosirea unor modele de culoare,

cum ar fi, modelul: hexazecimal, RGB, CMY, HSB sau Grayscale. Orice culoare

poate fi vizualizată şi exprimată în fiecare dintre aceste modele culoare. Valorile

componentelor culoare se modifică cu fiecare nou model. În general, culorile RGB

sunt identificate în hexazecimal, afişând valorile componentelor Red, Green şi Blue.

Modelul culoare Modalitatea de a exprima componentele

RGB

Culoarea este redată în valori de Red, Green şi Blue, unde

fiecare componentă are valori de la 0 la 255. 0-0-0 este negru

şi 255-255-255 este alb.

Hexazecimal

Culoarea este redată în valori de Red, Green şi Blue, unde

fiecare componentă are o valoare hexazecimală de la 00 la

FF. 00-00-00 este negru şi FF-FF-FF este alb.

HSB

Culoarea este redată în valori de Hue, Saturation şi

Brightness, unde Hue are o valoare de la 0 la 360 de grade,

Saturation şi Brightness au valori marcate de la 0 la 100%.

CMY Culoarea este redată în valori de Cyan, Magenta şi Yellow,

unde fiecare componentă are o valoare de la 0 la 255. 0-0-0

5


este alb şi 255-255-255 este negru.

Grayscale

Culoarea este redată cu un procent de negru. Componenta

unică, negrul (K) are o valoare de la 0 la 100%, unde 0 este

alb şi 100 este negru. Între aceste valori există nuanţe de gri.

Culorile unei imagini se pot ajusta prin aplicarea de filtre de contrast,

luminanţă, saturaţia culorii sau domenii tonale. Filtrele se regăsesc în programele de

editare a imaginii, cum ar fi Adobe Photoshop.

Formate de fişiere ce stochează imaginea bitmap

Există numeroase formate de fişiere care păstrează imaginea sub forma unei

matrici de puncte şi pot fi incluse în documentele multimedia.

Formatul GIF (Graphics Interchange Format)

este creat de Compuserve, conţine o metodă de compresie fără pierderi, adică fiecare

parte de imagine este păstrată în mod identic cu originalul, prin culoare şi intensitate.

Imaginea este analizată linie cu linie. O imagine GIF este limitată la o paletă de

maximum 256 de culori sau mai puţin pe un punct imagine (pixel). Formatul GIF este

un format compresat, cunoscut pentru timpul de transmisie redus şi care permite

tratarea imaginii în culori sau în nivele de gri.

Acest format are caracteristici care îl fac foarte bun pentru imaginile de tip

interlacing (cu afişare interţesută) şi pentru background-uri transparente. Imaginile

interlaced se afişează în reprize repetate, vizualizându-se din ce în ce mai puternic

detaliile imaginii. O imagine în format GIF se poate salva cu afişare întreţesută sau

nu. Un background transparent salvat ca GIF permite vizualizarea prin el şi

suprapunerea cu alte elemente.

Întrucât folosesc o paletă mică de culori, fişierele GIF sunt bune pentru

afişarea imaginilor în tonuri necontinue, pentru imaginile cu zone mari de o anumită

culoare sau pentru imagini ce au culori şi tonuri uniforme, cum ar fi: bări de navigare,

butoane, icon-uri, logo-uri.

Formatul JPEG (Joint Photographics Expert Group)

conţine o metodă de comprimare cu pierdere şi este avantajos pentru imaginile cu un

număr mare de culori şi cu nuanţe diferite. Exemplele cele mai bune sunt fotografiile

scanate sau transparente, obţinute ca imagini în tonuri continue cu milioane de culori.

Acest format tinde să fie mai mare decât formatele GIF şi PNG, dar şi calitatea,

dimensiunea şi timpul de descărcare a acestor fişiere este mai mare. Pentru acest

format trebuie ţinut echilibrul între calitatea imaginii şi dimensiunea fişierului

obţinută prin comprimare. Fişierele JPEG sunt întotdeauna salvate în culori pe 24 de

6


biţi. Reducerea informaţiilor în formatul JPEG se bazează pe compresia tranziţiilor de

culoare şi a gradientelor. Compresia care este selectivă, adică permite tratarea diferită

a părţilor imagine la diferite niveluri. Astfel, zonele de interes deosebit pot fi

compresate la un nivel mai mare, zonele de importanţă mai mică, cum ar fi

backgroundurile, pot fi compresate la un nivel mai scăzut, reducând dimensiunea

totală a imaginii.

Formatul JPEG are avantajul că deţine rate de compresie diferite, definite

chiar de utilizator, în funcţie de calitatea imaginii ce se doreşte a fi obţinută. Aceste

rate de compresie pot fi foarte mari fără a pierde din calitatea imaginii. Formatul

JPEG s-a dorit a fi în acelaşi timp un standard al unui tip de compresie şi a unui

format de fişier.

Formatul PCX (PC PaintBrush File Format)

este recunoscut pe platforma Windows şi el poate trata imaginea codificată pe 8 biţi

(256 de culori), de dimensiune maximă 64000 * 64000 pixeli.

Formatul TIFF (Tag Image File Format)

este cunoscut pentru stocarea şi transferul imaginilor scanate. Acest format este foarte

puternic în ceea ce priveşte codificarea imaginilor şi foloseşte mai mulţi algoritmi de

compresie. Majoritatea programelor pot gestiona acest tip de format de fişier nu şi

browserii, în mod direct. Formatul TIFF deţine avantajul de a fi recunoscut pe toate

tipurile de platforme, ceea ce face posibil transferul lui fără dificultăţi precum şi

citirea lui.

Formatul BMP (Microsoft Windows Bitmap)

este formatul tradiţional care stocheză imaginea bitmap, definit de Microsoft pentru

interfaţa sa grafică. Imaginea stocată poate fi comprimată RLE (Run Length

Encoding), poate fi monocromă sau în culori pe 24 sau 32 de biţi. Acest format este

recunoscut şi în mediul OS/2.

Formatul ICO (Icon Resource File)

este un format bitmap, pentru imagini de dimensiune mică şi este folosit de Windows

pentru reprezentarea icon-urilor program. Acest tip de fişier acceptă definiţia unei

imagini în numeroase rezoluţii şi în culori diferite.

Compresia / decompresia imaginilor matriceale

Reducerea volumului de date pentru stocare şi transfer se datorează tehnicilor

de comprimare şi decomprimare. Compresia se aplică tuturor tipurilor de date:

textuale, grafice, vectoriale, imagini bitmap, imagini fixe sau animate şi sunet. În

7


conformitate cu specificul fiecărui tip de dată, se aleg algoritmi potriviţi, specifici sau

normaţi.

Comprimarea imaginilor este o codificare a acestora prin

eliminarea din formatul iniţial a datelor redundante sau repetitive. Această operaţie

duce la micşorarea dimensiunii fişierului care stochează imaginea.

Metodele folosite la comprimarea imaginilor pot fi grupate după următoarele

criterii:

a) volumul de informaţii obţinute în procesul de comprimare / decomprimare:

- metode fără pierderi de informaţie la comprimare,

- metode cu pierderi; informaţia recuperată nu este în totalitate identică cu cea

iniţială.

b) după raportul timp de compresie – timp pentru decompresia datelor:

- algoritmi simetrici; timpii de comprimare şi de decomprimare sunt egali,

- algoritmi asimetrici; timpul necesar comprimării este mult superior timpului

de decompresie.

O tehnică recunoscută şi un standard în compresia imaginii fixe bitmap este

JPEG (Joint Photographic Experts Group). Acesta este şi un format foarte

recunoscut pe Web, creat la iniţiativa ISO a CCITT. Standardul se încadrează în clasa

metodelor de comprimare cu pierdere de informaţie. Principiul sub care funcţionează

JPEG este stabilirea de relaţii între pixelii unei imagini şi codificarea lor, iar prin

aplicarea sa se poate obţine o imagine comprimată într-un raport de până la 75:1, fără

o degradare vizibilă a calităţii acesteia.

Standardul poartă în clar denumirea de “compresie numerică a imaginilor fixe

de natură fotografică”.

Reducerea cantităţii de date se bazează pe eliminarea acelor aspecte din

imagine care nu afectează percepţia vizuală a acesteia. În acest sens, imaginea RGB

este codificată într-un semnal de chrominanţă şi de luminanţă. Apoi, ea este

descompusă în blocuri de câte 8 * 8 pixeli, 64 pixeli, cărora li se aplică diferiţi

algoritmi. Compresia JPEG poate funcţiona în mai multe moduri, determinate de

procesele de codaj a imaginii, moduri care influenţează şi modul său de afişare:

- codificarea secvenţială, în care blocurile de pixeli sunt codificate unul după altul, de

la stânga la dreapta şi rând de blocuri după rând de blocuri; este şi cel mai simplu.

Acest mod de codificare are ca rezultat construirea definitivă şi pe porţiuni, de sus în

jos, a imaginii finale pe ecran, la afişare.

8


- codificarea progresivă, în care blocurile de informaţie supuse codificării sunt tratate

în mod egal, în aceeaşi ordine, dar prin mai multe baleieri ale imaginii. Imaginea

rezultată din acest tip de codaj se construieşte şi se afişează prin adăugarea de noi

detalii de culoare cu fiecare nou bloc codificat, până când se obţine imaginea finală.

- codaj progresiv fără pierdere în care se face o predicţie a unei valori pornind de la

alte trei eşantioane vecine. Acest codaj se foloseşte, în special, pentru imaginile de

calitate fotografică. Afişarea imaginii se face prin adăugarea repetitivă de detalii şi

culori.

- codaj progresiv ierarhic în care imaginea este codificată ca într-o urzeală. Se

porneşte cu o linie de urzeală de referinţă, după care se face o predicţie asupra liniilor

de urzeală următoare. Diferenţa constatată între urzelile sursă şi urzelile reconstruite

se codifică printr-un algoritm de tip diferenţial.

Rata de comprimare obţinută în fiecare din aceste moduri de codificare

depinde şi de caracteristicile imaginii tratate.

2.1.2 Imaginea vectorială

Imaginile vectoriale sunt obţinute prin compunerea de primitive

grafice în cadrul unui program de desenare. Grafica vectorială interpretează imaginea

ca o succesiune de puncte şi funcţii matematice care descriu geometric componentele

acesteia şi caracteristicile lor.

Formatele de tip vectorial sunt foarte bine adaptate reprezentării obiectelor

grafice (descrierea geometrică a obiectelor şi cu descrierea atributelor lor).

9


Fig. Linie vectorială anti-aliasingFig. Imagine vectorială construită dintr-o curbă

Caracteristicile imaginii vectoriale

- Codificarea vectorială a imaginilor ţine seama de semantica lor, iar din punct de

vedere informaţional, reprezentarea imaginilor vectoriale este mult mai bogată în

comparaţie cu reprezentarea în format matriceal.

- Structura vectorială este mult mai compactă decât cea matriceală, ea reţinând doar

punctele caracteristice fiecărui obiect. Acest format devine foarte complex atunci

când conţine un număr mare de obiecte de dimensiune mică.

- Dimensiunea fişierelor ce conţin imagini vectoriale este foarte mică în comparaţie

cu cele matriceale.

- Spre deosebire de imaginea matriceală, stocarea imaginilor vectoriale este

independentă de scara de afişaj, ceea ce permite o modificare a dimensiunii

acesteia fără a-i deteriora calitatea.

Datorită bogăţiei lor semantice, imaginile vectoriale presupun procese de

tratare complexe realizate numai în programe de editare specializate, cum ar fi:

AutoCAD, Corel Draw etc.

2.2 Componente multimedia: ANIMAŢIA

Animaţia şi video-ul digital crează impresia de mişcare printr-o

succesiune de imagini fixe derulate la o anumită viteză.

10


Viteza de derulare a imaginilor fixe succesive trebuie să fie suficient de mare

atunci când mişcarea este realizată pe ecranul calculatorului şi pentru animaţie trebuie

să fie de 12-15 cadre/secundă. Exploatând un fenomen biologic cunoscut sub

denumirea de “persistenţa viziunii”, prin care un obiect văzut de ochiul uman rămâne

lipit pe retină pentru încă un timp scurt după vizualizarea sa, se permite ca o serie de

imagini care se modifică uşor, una dupa alta, dar foarte rapid astfel, încât să pară

legate într-o iluzie vizuală a mişcării. Viteza cu care fiecare cadru este înlocuit cu

următorul este ceea ce crează senzaţia de mişcare. Acesta ar fi principiul animaţiei,

care constă în modificarea rapidă a imaginii vizualizate, adică modificarea rapidă a

locului unui obiect sau a formei şi dimensiunilor sale.

Stocarea numerică a acestei mişcări impune reţinerea elementelor

independente ce compun mişcarea în conformitate cu un parametru fixat, timpul.

Construcţia animaţiei se face pornind de la formatele grafice fixe.

Tehnici de animaţie

1. Cadrele cheie

Încercând să copieze cât mai bine lumea reală, calculatorul poate reda

animaţia folosind conceptele procedurale şi logice aplicate în animaţia pe celuloid.

Aceasta este tehnica de animaţie care foloseşte în redarea mişcării cadrele cheie.

Cadre cheie sunt considerate cadrele cu care se începe şi se încheie acţiunea.

Mişcarea este sugerată, în fapt, prin procesul de tweening, adică de seria

celorlalte cadre intermediare care se derulează între aceste două cadre cheie. În

plus, animarea unei acţiuni cere calcularea numărului de cadre dintre cadrele cheie,

precum şi stabilirea căii pe care acţiunea o urmează.

Viteza de deplasare a unui obiect pe ecran este influenţată de dimensiunea

acestuia, în sensul că un obiect de dimensiune mică lasă impresia unei mişcări mai

rapide, datorită consumului mai mic de resurse (memorie citită şi scrisă, timp de

transfer, volum de date transferate). În schimb, obiectele de dimensiuni mari nu pot fi

animate cu viteze mari datorită consumului mare de timp astfel, încât pentru o viteză

apropiată de mişcarea reală se preferă un număr mai mic de paşi intermediari.

11


Fig. Animaţie pe cadre cheie

2. Inking

O altă tehnică prin care se poate reda mişcarea cu ajutorul calculatorului, este

legată de procesul de inking. Furnizarea traseului de animaţie se bazează pe metode de

calcul a valorilor pixelilor RGB, pe metode de determinare a limitelor obiectelor

dintr-o scenă şi de combinare a culorilor lor astfel, încât să se producă anumite efecte

speciale, vizuale şi de translaţie. Această tehnică obţine mişcarea ca urmare a

determinării acestor efecte speciale.

3. Tehnica foiţei de celuloid (onion skinning)

Această tehnică vizualizează conţinutul cadrelor precedente şi urmăreşte

cadrul curent selectat. Tehnica onion skinning crează animaţii simple, ce se

deplasează lin. Ea provine de la animaţia tradiţională, în care se folosesc foiţe

transparente pentru a vedea secvenţele succesive, precedente sau următoare cadrului

curent.

Fig. Animaţie onion skin

Animaţia creată prin una din tehnicile amintite poate fi exportată ca un fişier în

format GIF animat, ca fişiere multiple sau ca un fişier Flash cu extensie .SWF. GIF-

urile animate dau cele mai bune rezultate pentru clip art şi grafică de tip desen animat.

12


Există numeroase softuri specializate în realizarea de animaţii ce vor fi incluse

în documentele multimedia Macromedia Flash sau Fireworks, CorelDraw!, Designer,

FreeHand sau Illustrator, aplicaţii reprezentative pentru imaginile vectoriale, Painter şi

PhotoShop (Adobe) destinate imaginilor bitmap. Fiecare foloseşte pentru crearea

animaţiei diferite tehnici, în general, orientate asupra cadrelor sau asupra obiectelor

din cadre. Elementele de la care se porneşte în crearea animaţiei pot fi şi fişiere

importate, asupra lor putându-se apoi, aplica efecte speciale sau diferiţi algoritmi.

Astfel, realizarea animaţiei implică procese de tipul:

- secvenţiere şi trasare de cadre intermediare care redau senzaţia de mişcare;

- modificarea formei sau dimensiunilor obiectelor care redau mişcarea;

- estomparea efectului de anti-aliasing, ştiind că se porneşte, în general, de la un

element format din puncte imagine;

- crearea de efecte speciale, vizuale şi de translaţie;

- modificarea scării de afişare a obiectelor în cadre;

- modificarea poziţiei obiectelor, deplasarea acestora pe direcţii şi trasee stabilite.

Formate de fişiere animaţie

M-JPEG (Motion-JPEG)

Includerea animaţiei într-un document multimedia pune problema spaţiului şi

a resurselor ocupate. De aceea, se impune micşorarea cantităţii de informaţie

transmisă în procesul de animaţie care se realizează printr-un procedeu de codificare

şi care este o extensie a normei JPEG. Procedeul se numeşte M-JPEG (Motion

JPEG) şi el crează un format de fişier cu acelaşi nume. Algoritmul aplicat de M-JPEG

ajunge la o rată de compresie de aproximativ 24:1 pentru o bună calitate a imaginii, el

furnizând un raport de compresie cuprins între 15:1 şi 80:1. Diferenţa esenţială dintre

acest standard şi standardul de compresie aplicat imaginilor video MPEG priveşte

principiul de codificare. Principiul M-JPEG constă în comprimarea individuală a

imaginilor succesive captate în timp real, una câte una, linie după linie, după

algoritmul JPEG şi nu integrează tehnici de codificare a predicţiei şi de interpolare

interlinii imagine, ca la MPEG. Printre avantajele acestui standard se pot enumera:

- obţinerea imaginilor de calitate foarte bună;

- compresia unor imagini de rezoluţii foarte mari;

- posibilitatea de a ajunge la o imagine şi prin acces aleator;

Principalul său dezavantaj este acela că permite rate scăzute de comprimare în

comparaţie cu alte metode şi fişierele de date rămân la o dimensiune suficient de

mare.

GIF animat

13


Programele Adobe Photoshop sau Macromedia Fireworks permit crearea de

fişiere animate GIF. Acest format este des folosit în documentele multimedia pentru

stocarea de animaţii simple, pe un număr mic de cadre. Structura fişierului GIF animat

reţine date despre dimensiunea în pixeli a imaginii bitmap stocate, despre numărul de

repetiţii sau de redări continue a secvenţei, despre modul de apariţie a acesteia, despre

culoare sau efecte speciale aplicate imaginii. GIF-urile animate stochează un număr

de imagini GIF salvate într-un singur fişier.

Formatul Shockwave (.DCR)

Formatul Shockwave este standardul Macromedia pentru prezentări

multimedia animate comprimate, interactive. Fişierele Shockwave sunt disponibile pe

Web dar şi în documentele multimedia de pe CD. Conţinutul acestui fişier poate fi

redat când primul frame este descărcat. Această operaţie se numeşte streaming. Un

fişier Shockwave nu poate fi direct editat, el fiind redat într-un browser sau ca

aplicaţie independentă, într-un player. Playerul Shockwave suportă cele mai multe

dintre caracteristicile şi tipurile media: text, forme vectoriale, Flash, BMP, PICT,

JPEG, GIF, sunet, Shockwave Audio.

Animaţie şi formate de fişiere Flash (.SWF)

Tehnologia Flash impusă de Macromedia permite transmiterea de grafică şi de

animaţie vectorială atât în pagini Web cât şi în documente multimedia pe CD.

Obiectele pe care le manevrează Flash sunt în principal, butoanele şi textele

vectoriale, obţinute din primitive grafice. Obiectul Flash este caracterizat de o serie de

proprietăţi.

Fişierele animate Flash se regăsesc în trei tipuri de formate:

- Fişierul Flash (.fla) este fişierul sursă pentru orice tip de document şi este creat

direct în programul Flash. Acest tip de fişier poate fi deschis doar în programul Flash,

nu şi în alte programe. Pentru a putea fi folosit în browseri, fişierul .FLA trebuie

exportat ca format .SWF sau .SWT.

- Fişierul film animat Flash (.swf) este o versiune comprimată a fişierului Flash

(.fla), optimizat pentru vizualizarea pe Web. Acest tip de fişier poate fi redat într-un

browser şi previzualizat într-un editor HTML, dar nu poate fi editat de programul

Flash. Într-un astfel de fişier sunt stocate obiecte text sau butoane animate Flash.

14


Temă:

1. Captează o imagine şi stochează-o în format bitmap ca fişier de tip TIFF,

JPG, apoi GIF. Care sunt deosebirile observate la cele 3 tipuri de fişiere ce

stochează aceeaşi imagine?

2. Testaţi câteva filtre (efecte speciale) aplicate asupra unei imagini bitmap.

Cum se numesc acestea şi cum se manifestă ele?

3. Realizaţi un fişier ce conţine un element animat. De exemplu, cu

Macromedia Flash construiţi un buton special ce poate fi folosit într-un

document multimedia.

2.1 Componente multimedia: SunetulDiferite fişiere şi formate sunet se pot include în documentele multimedia.

Anumiţi factori sunt decisivi în alegerea unui format şi a unei metode de adăugare a

unui sunet în cadrul documentului multimedia, cum ar fi: scopul folosirii sunetului,

dimensiunea fişierului, calitatea sunetului, diferenţele redării pe diferite platforme.

După modul în care sunt captate şi stocate, sunetele sunt de două tipuri:

Sunete digitizate (wave) şi

Sunete MIDI (sunete create cu programe de aplicaţie conform standardului

MIDI).

Digitizare – caracteristici ale sunetului digitalCa şi imaginea fixă, sunetul poate fi captat de la diferite surse, digitizat şi

stocat într-un anumit format de fişier sau poate fi generat direct de către calculator prin intermediul unui software specializat.

Sunetul captat de la o sursă analogă este o undă mecanică propagată în mediu elastic cu o frecvenţă între 16 Hz şi 20.000 Hz şi cu lungimi diferite. Pentru a stoca şi a prelucra această undă prin intermediul calculatorului este necesară captarea şi digitizarea ei. Acest proces constă în segmentarea pe intervalul unei secunde a undei continue în eşantioane. Numărul de eşantioane obţinute pe orizontală, timp de 1 secundă este corelat cu frecvenţa de percepţie a sunetului. Astfel, pentru un sunet de calitatea CD-Audio, numărul de eşantioane în unitatea de timp este de 44100, corespunzătoare frecvenţei de 44,1 Khz. Pentru sunetul de calitate radio este suficient un număr de 22050 eşantioane, iar pentru sunetul de calitatea vocii umane sunt necesare 11025 eşantioane. Acest număr de eşantioane se numeşte frecvenţă pe orizontală a sunetului digital şi este una dintre principalele sale caracteristici, alături

15


de numărul de biţi pe care sunt cuantificate eşantioanele. Cel mai adesea sunt folosite două sisteme de cuantificare a eşantioanelor, pe 8, 10 sau 16 biţi. Este normal, pentru a obţine un sunet digital, de calitate foarte bună, un sunet care să copieze cât mai fidel sunetul continuu este necesar un număr mare de eşantioane şi de asemenea un număr mare de biţi. Aceste caracteristici ale sunetului digital duc la dimensiuni mari de informaţie audio stocată. În consecinţă, şi acest mediu impune după procesul de digitizare, procese de compresie, de reducere a informaţiilor repetitive sau redundante. Cele mai cunoscute standarde de compresie audio sunt MPEG-3 (Motion Picture Expert Group).

Sunetul digitizat MPEG Audio Layer-3 (MP3)Procesul de compresie este foarte important pentru transmiterea şi

recepţionarea corespunzătoare a şirurilor de date audio şi video mai ales pe reţeaua Internet. Cunoscută ca MPEG Audio Layer-3, metoda standard (IS 11172-3 şi IS 13818-3) conţine un algoritm foarte puternic de compresie/decompresie audio. Reducerea ratei bit se obţine prin exploatarea irelevanţelor şi redundanţelor stereofonice.

Sunetul numerizat conţine eşantioane codificate pe 16 biţi, la o rată de eşantionare mai mare de 2 ori decât lăţimea de bandă audio actuală. De exemplu, pentru un CD, rata de eşantionare este de 44,1 kHz, adică mai mult de 1400 Mbiţi pentru a reprezenta numai o secundă de muzică stereo. Prin codificarea MPEG Audio, cantitatea de date iniţiale se va reduce de 12 ori sau mai mult, fără a pierde din calitatea sunetului. Reducerea ratei de eşantionare şi a rezoluţiei eşantioanelor se realizează prin tehnici de codificare perceptuală, adică pe baza percepţiei undelor sonore de către urechea umană. Folosind MPEG Audio se obţine reducerea cantităţii de date cu păstrarea calităţii CD a sunetului, astfel:

Layer-1 1:4Nivelul corespunde unui debit de 384 kbps pentru un semnal

stereo.

Layer-2 1:6 ….. 1:8Nivelul corespunde unui debit de 256 … 192 kbps pentru un

semnal stereo.

Layer-3 1:10……1:12Nivelul corespunde unui debit de 128 … 112 kbps pentru un

semnal stereo.

Prin exploatarea efectelor stereo şi prin limitarea lăţimii de bandă audio, schemele de codificare pot realiza o calitate acceptabilă a sunetului şi chiar rate biţi reduse. În toate testările internaţionale, MPEG Layer-3 a dovedit o rată de reducere de 1:12 (aproximativ 64 kbit/s per canal audio) cu menţinerea calităţii originale a sunetului.

Raportul dintre calitatea sunetului MPEG Layer-3 şi

cantitatea de informaţii transmisă

Calitate sunet Lăţime de Mod Rata bit Rata de

16


bandă compresie

Sunet vocal 2,5 kHz Mono 8 kbps 96:1

Unde scurte 4,5 kHz Mono 16 kbps 48:1

radio AM 7,5 kHz Mono 32 kbps 24:1

Radio FM 11 kHz Stereo 56 … 64 kbps 26…24:1

Aproape CD 15 kHz Stereo 96 kbps 16:1

CD 15 kHz Stereo 112 … 128 kbps 14…12:1

Sunetul MIDISunetul MIDI (Musical Instruments Device Interface) este generat direct de

către calculator, cu ajutorul unui soft specializat care simulează diferite instrumente şi note muzicale. Acest sunet nu trebuie digitizat pentru că el este deja produs în modul digital.

Formatul de fişier .midi sau .mid este destinat stocării muzicii instrumentale, obţinute prin sintetizare pe un calculator, folosind hardware şi software special. Deşi calitatea sonoră pe care o redau aceste fişiere este foarte bună, aceasta poate varia în funcţie de performanţele plăcii de sunet. Avantajul acestui fişier este acela de a avea o dimensiune mică şi stochează un clip sonor de lungă durată. Aceasta se datorează faptului că fişierul nu conţine date audio şi astfel este mai compact.

După criteriul modul în care se crează se poate face o comparaţie între sunetul digitizat - sunetul MIDI şi imaginea bitmap – imaginea vectorială. Ca şi în cazul imaginii vectoriale, sunetul MIDI se realizează prin instrucţiunii date unui soft care permite alegerea notelor, a instrumentelor şi aranjamentelor muzicale.

Standardul MIDI este definit ca un protocol comun capabil să permită comunicarea între instrumentele electronice. Cu ajutorul acestei interfeţe hardware comune se permite controlul unei colecţii de instrumente, prin intermediul tastaturii.

Secvenţa sonoră MIDI este compusă din mesaje, care sunt instrucţiuni capabile să controleze modul de redarea a unui sunet de către un instrument. Când un mesaj MIDI este interpretat, spunem că se produce un eveniment. În cadrul unui fişier MIDI este necesar să se înregistreze timpul fiecărui eveniment. Fiecare eveniment este precedat la rândul său de un timp care măsoară diferenţa faţă de evenimentul precedent.

Există un tabel standard, denumit General MIDI, care specifică un număr de 128 de instrumente, numerotate de la 0 la 127, care este folosit la alegerea acestora în concordanţă cu valorile utilizate de către mesaje.

Programele de generare a sunetului MIDI deţin comenzi şi funcţii asemănătoare programelor de editare tvideo, cum ar fi mai multe trackuri corespunzătoare la diferite instrumente.

Formate de fişiere audio folosite în documentele multimedia

17


Cele mai întâlnite formate de fişiere audio întâlnite în documentele multimedia

pe CD, cu avantajele şi dezavantajele lor sunt următoarele:

Formatul .midi sau .mid (Musical Instrument Digital Interface) este destinat

stocării muzicii instrumentale. Fişierele MIDI nu sunt înregistrate, ci ele se obţin prin

sintetizare pe un calculator, folosind hardware şi software special. Fişierele MIDI sunt

suportate de programele author. Deşi calitatea sonoră pe care o redau aceste fişiere

este foarte bună, aceasta poate varia în funcţie de performanţele plăcii de sunet a

utilizatorului. Un fişier MIDI de dimensiune mică poate reda un clip sonor de lungă

durată.

Fişierele audio de format .wav (Waveform Extension) redau un sunet de bună

calitate şi se obţin prin înregistrarea secvenţelor sonore de pe un CD-Audio, de la un

microfon, casetă audio sau alte periferice. Totuşi, folosirea acestui tip de fişier este

limitată datorită dimensiunii sale considerabile pentru înregistrarea unui clip sonor de

mică durată.

Formatul .aif sau .aiff (Audio Interchange File Format), ca şi formatul WAV,

stochează un sunet de calitate bună şi el este creat prin înregistrarea unei secvenţe

sonore de pe un CD-Audio, de la un microfon sau casetă şi este de dimensiune foarte

mare ceea ce limitează sever lungimea clipurilor sonore.

Shockwave Audio (.swa) este o tehnologie care face sunetele mai mici şi le

redă mai repede de pe disc sau de pe reţea. Secvenţele în mişcare şi sunetele

Shockwave Audio streaming (.SWA) concură pentru difuzarea pe reţea. Ele pot fi

redate corespunzător dacă se îndeplinesc condiţiile unor conexiuni relativ rapide.

Formatul Shockwave Audio poate compresa dimensiunea unui sunet într-un

raport de până la 176:1 şi este transmis sub formă de şiruri (streaming), adică redarea

nu este condiţionată de încărcarea în întregime a sunetului în memoria RAM. Astfel,

începutul sunetului se va derula, timp în care restul şirurilor de date vor sosi de la

sursă. Compresia şi caracteristicile de streaming ale sunetului Shockwave permit

redarea rapidă şi de înaltă calitate a secvenţelor audio, chiar pe conexiuni de viteză

redusă.

Cu toate că tehnologia de compresie Shockwave modifică sunetul original cât

de puţin posibil, cu cât acesta va fi supus unor rate de compresie mai mari cu atât,

sunetul va fi alterat. Înainte de a transfera un sunet în acest format, fişierele se pot

salva la diferite rate bit, care măsoară cantitatea de compresie. De obicei, rata bit se

apreciază după sistemul de difuzare (modem, ISDN, CD-ROM, hard-disc), tipul

filmului şi natura secvenţei sonore. Astfel, rata bit va fi mai mare pentru o secvenţă

muzicală decât pentru una vocală. Sunetul compresat trebuie să îndeplinească

18


criteriile de balans între calitate şi performanţă. Radipitatea şirului este dependentă de

compresia şi calitatea sunetului.

Shockwave Audio poate compresa orice sunet intern dintr-un film Director,

ceea ce duce la reducerea consistentă a dimensiunii datelor sunet, la micşorarea

timpului de descărcare de pe Internet şi la salvarea spaţiului pe disc.

Formatul .mp3 sau MPEG-Audio Layer-3 (Motion Picture Experts Group

Audio) este un format compresat ce face fişierele considerabil mai mici, cu păstrarea

calităţii foarte bune a secvenţei sonore. Un fişier MP3 înregistrat şi comprimat în

raportul potrivit cu păstrarea calităţii este un competitor deosebit pentru CD-Audio.

Noua tehnologie permite transmiterea şirurilor de date astfel, încât utilizatorul nu

trebuie să aştepte descărcarea întregului fişier pentru a asculta secvenţa sonoră.

Temă:

1. O melodie pe care o ascultaţi de pe un CD-Audio stocaţi-o într-un fişier sunet

de format .WAV, apoi MP3. Cele două tipuri de fişiere vor conţine sunet cu

următoarele caracteristici: 44,1 KHz şi 16 biţi, 44,1 KHz şi 8 biţi, 22,05 KHz

şi 16 biţi. Analizaţi calitatea sunetului cu caracteristicile cerute şi dimensiunea

fişierelor în care sunt stocate.

3.1 Componenta multimedia: Video

Video-ul reprezintă elementul cel mai spectaculos al multimediei, dar care

impune calităţi şi performanţe deosebite ale maşinii.

Imaginile video digitale sau analoge, aşa cum sunt ele întâlnite astăzi în

televiziune, sunt reglementate prin standarde internaţionale pentru difuzare şi afişare.

Tehnologia digitală şi analogă a imaginii în mişcare urmează a se îmbina în

televiziunea digitală de înaltă definiţie HDTV (High Definition Television).

Legătura dintre calculator şi secvenţele video are loc atât pentru controlul

imaginilor video analogice, stocate pe benzi şi care apoi sunt afişate pe ecranul

televizorului, cât şi pentru unificarea celor două elemente printr-o numerizare de

calitate. Componenta de digitizare hardware sau software specializată, împreună cu o

componentă de compresie/decompresie permit ca imaginile video de televiziune să fie

preluate, transformate în informaţii digitizate şi apoi mixate cu informaţiile digitale

ale calculatorului. Datorită sprijinului dat de hardware, imaginile video digitizate pot

fi afişate full-screen, full-motion, full-color şi în plus, cu o bună calitate; pot fi captate

19


cadre video analogice, care apoi, pot fi salvate ca imagini fixe digitizate, dar există şi

posibilitatea ca achiziţia şi stocarea video să se facă în întregime sub formă digitală.

Pentru a realiza o producţie multimedia sau un site Web este necesar deci să

cunoaştem aceste două tehnologii, procesele de transformare a unui tip de semnal în

celălalt, algoritmii eficienţi de comprimare, condiţiile de stocare.

Caracteristici pentru video digital în comparaţie cu video analog

Semnalele audio şi video de televiziune se regăsesc în formă analogică, în

timp ce pe calculator aceste informaţii sunt percepute în formă digitală. Pentru a putea

fi înţelese de către calculator, semnalele video şi audio sincronizate, captate de la o

sursă analogă trebuie să fie convertite în semnale digitale.

Reprezentarea digitală a imaginilor în mişcare şi a sunetelor asociate lor are

numeroase avantaje: înalta fidelitate, posibilităţile deosebite de prelucrare şi editare a

lor. Tehnologia digitală a semnalului video se bazează pe principiul eliminării

zgomotelor, care devin în acest caz insesizabile în raport cu semnalul util.

Modul de afişare şi de redare a culorilor pe ecranele calculatoarelor şi a unor

sisteme video utilizează un semnal video alcătuit din trei culori de bază: roşu,

verde, albastru (RGB), care sunt controlabile individual. Imaginea de video TV

utilizează un semnal compus, în care luminozitatea (strălucirea) şi chrominanţa

(culoarea), împreună cu informaţiile de sincronizare sunt combinate într-un singur

semnal. Pentru orice proiect multimedia sau site Web trebuie să se ştie încă de la

început tipul de monitor pe care se va derula. Trecerea unei imagini în mişcare

color de pe un tip de monitor pe altul poate duce la deformarea culorilor şi la

apariţia acestora cu umbre de roşu, ce solicită folosirea de filtre hardware şi

software corespunzătoare.

Modul de baleiaj al ecranului în afişarea semnalului video digital este cunoscut

sub numele de baleiaj progresiv. Pe ecranele calculatoarelor, liniile video sunt

prezentate secvenţial, una după cealaltă, cu o rată a cadrelor mai mare decât în

tehnologia analogă (de exemplu 66,7 fps pentru monitorul calculatorului

Macintosh). Pe ecranul TV, imaginea este obţinută prin baleiaj întreţesut 2/1,

adică două seturi de linii alternate formează banda, liniile cu număr de ordine par

sunt trasate în primul pas, iar cele cu număr impar în pasul al doilea, intercalându-

se. Acest mod permite ca o imagine video să fie difuzată la o rată redusă a

cadrelor, sub 25-30 fps (frame per secundă), fără o pâlpâire sesizabilă ochiului.

O caracteristică a redării imaginii video este legată rezoluţia ecranului, adică de

numărul de puncte imagine (pixeli) din care se compune imaginea în sistemele de

afişare. O diferenţă uşor constatată între cele două sisteme este rezoluţia ecranului.

Astfel, rezoluţia video diferă pentru sistemul analog în funcţie de standardul TV:

625 linii în cazul standardului NTSC sau 525 linii pentru standardele PAL şi

20


SECAM. Pentru ecranul calculatorului scanarea se face, de obicei, la numai 480

de linii, pentru aceeaşi dimensiune a acestuia, în mod progresiv, iar rezoluţia lui

este limitată în mod obişnuit la rezoluţia unui monitor VGA, de 640*480 pixeli, cu

o paletă de 256 culori.

Procedeul prin care se descarcă şi afişează simultan o secvenţă video digitală se

numeşte double-buffering. Acesta presupune folosirea a două zone de memorie

tampon, una care preia datele de pe reţea şi alta care afişează datele. Comutarea

între cele două zone, una care se umple şi alta care se descarcă de informaţie,

asigură redarea în continuitate a secvenţelor sincrone audio-video.

Digitizarea video

Transpunerea video-ului pe calculator este condiţionată într-o primă fază, de

existenţa unor resurse hardware specifice, cu care acesta este numerizat. Numerizate,

secvenţele video pot fi integrate uşor în orice prezentare multimedia. Există o gamă

largă de plăci ce asigură captarea secvenţelor full-screen, cu un număr rezonabil de

culori. Pentru a reda însă aceste secvenţe, calculatorul trebuie dotat cu plăci de

decompresie, care să asigure această operaţie în timp real.

Pornind de la diferenţele amintite mai înainte, conversia din forma analogică

în forma digitală a semnalului video este asistată de diferite componente hardware

care transformă semnalul video compus într-un semnal RGB şi care asigură

accelerarea semnalului video întreţesut pentru ecranul calculatorului. În plus, dacă

semnalul video digitizat va fi combinat cu grafică pe calculator, va fi necesar şi un

hardware pentru sincronizarea semnalelor video şi VGA, imaginea obţinută putând fi

înregistrată fără dificultăţi pe o bandă video. Obţinerea video-ului numeric presupune

digitizarea semnalului video analog, codificat fie pe componente, fie ca semnal

compus.

Digitizarea secvenţei video se produce prin procese de eşantionare

şi de cuantificare a semnalului video analog.

Obţinerea unui rezultat bun pentru video numeric este condiţionată în principal

de următorii factori:

- fluxul de imagini, care poate fi de la 25 la aproape 30 de cadre pe secundă;

- rezoluţia spaţială, determinată de modul de baleiaj al liniilor din care se construieşte

imaginea;

- rezoluţia de chrominanţă, determinată de numărul de culori folosite simultan şi de

modul de codificare a lor;

21


- calitatea imaginii.

Standarde pentru compresia video

Compresia imaginilor, ca şi cea a sunetelor este posibilă datorită existenţei unei

redundanţe sau prin specularea unei repetabilităţi. Compresia asigură eliminarea acestei

redundanţe, reţinând numai informaţiile absolut necesare pentru reconstituirea imaginii

sau sunetului. Din punct de vedere al decompresiei, se constată o relaţie de inversă

proporţionalitate între factorul de compresie obţinut şi calitatea imaginilor (respectiv a

sunetului).

Datorită complexităţii lor ridicate, compresia şi decompresia imaginilor sunt

operaţii extrem de costisitoare în ce priveşte resursele calculator necesare. Din acest

motiv, între reducerea fluxului de date şi calitatea imaginilor se fac deseori

compromisuri.

Micşorarea debitului informaţional precum şi a volumului de stocare se poate

face atât cu pierdere de informaţie, cât şi fără pierdere de informaţie. În general,

pentru compresia datelor, ne interesează o soluţie fără pierdere de informaţii, ceea ce

garantează reproducerea calităţii imaginii originale, în schimb rata de compresie este

în acest caz destul de scăzută. Pentru audio şi video, o compresie cu pierdere de

informaţii (lossy compression) este însă de cele mai multe ori acceptabilă, deoarece

ochiul şi urechea umană filtrând o bună parte a informaţiei primite, transmite

creierului numai trăsăturile esenţiale. O compresie cu pierdere de informaţie

neesenţială este deci “transparentă” ochiului şi urechii, astfel diferenţa dintre

informaţia originală şi informaţia prelucrată este uneori insesizabilă. Ea sacrifică

precizia în favoarea obţinerii unui fişier mult mai redus.

Întrucât pentru video se înregistrează o redundanţă mare, atât spaţială, adică a

detaliilor de conţinut a cadrelor, cât şi temporală, adică a diferenţelor constatate între

cadrele succesive, transparenţa nu se pierde la o compresie chiar de 20 de ori, deşi de

multe ori este posibilă o compresie mult mai mare. Redundanţa spaţială este

exploatată de tehnicile de compresie intra-cadre, care tratează imaginile una după alta,

în mod individual. Acestea se bazează fie pe eliminarea detaliilor nesemnificative, fie

pe codificarea culorilor pe mai puţini biţi sau pe considerarea culorilor vecine ca fiind

identice. În schimb, la compresia bazată pe redundanţă temporală, inter-cadre, sunt

luate în considerare numai aspectele care ţin de diferenţele semnalate într-o imagine

în raport cu precedenta.

Algoritmii de compresie video real-time cunoscuţi sunt: MPEG, DVI sau M-

JPEG; ei se bazează pe aceste două tipuri de redundanţă şi sunt disponibili pentru a

comprima informaţia video digitală, cu rate cuprinse de la 50:1 până la 200:1.

Dintre aceştia s-a impus ca normă oficială de compresie a imaginilor video

MPEG. El poartă numele grupului de lucru desemnat în 1988 să dezvolte standarde

22


pentru reprezentarea codificată a imaginii în mişcare, a sunetului asociat şi a

combinaţiei lor. Acest grup numit MPEG (Motion Picture Experts Group) lucrează

sub coordonarea ISO (International Standards Organization) şi a IEC (International

Electro-Technical Commission). Pentru a face faţă nevoilor crescânde de standarde

pentru multimedia, grupul MPEG şi-a orientat lucrările pe mai multe direcţii, existând

deja numeroase specificaţii ale acestuia:

- MPEG1 - “Coding for Moving Pictures and Associated Audio for Digital

Storage Media at up to about 1,5 Mbps”. Este un standard internaţional (IS-1172 /

octombrie 1992) ce priveşte numerizarea video cu sunet sincron, pentru aplicaţii pe

CD-ROM, cu debite de până la 1,5 Mbits/s.

- MPEG2 - “Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio”.

Similar MPEG1, acest standard international (IS-13818 / noiembrie 1994) include

extensii, ce pot acoperi cerinţele unei game largi de aplicaţii video numerizat, de

înaltă calitate, pentru publicul larg: bănci de imagini, enciclopedii multimedia, etc.

MPEG2 cere pentru video numerizat, de calitatea emisiunii TV, un debit cuprins între

4 şi 9 Mbits/s. În plus, MPEG2 s-a dovedit eficient şi pentru TV de înaltă definiţie şi

s-a dezvoltat în ideea de a suporta formate de afişaj progresiv şi intercalat. Ulterior,

MPEG2 s-a dezvoltat pentru a suporta şi transmisii video, la o rată de transfer de 2-15

Mbits/s prin cablu, prin satelit sau prin alte canale de comunicaţie. În forma

omologată la mijlocul anului 1994, standardul MPEG2 este definit ca un standard

destinat televiziunii, în principal prin satelit, pentru imagini de 724*480 pixeli

(NTSC) şi de 720*576 pixeli (PAL) la debite de transfer mergând până la 40 Mbits/s.

MPEG1 şi MPEG2 au o structură constituită din 4 părţi principale, ce se referă

una la întregul sistem, prin descrierea sincronizării şi multiplexării semnalelor video

şi audio, una la componenta video, cuprinzând compresia semnalelor video, una la

componenta audio, insistând pe compresia semnalelor audio şi o alta privind testele

de conformitate a operaţiilor, descriind procedurile pentru determinarea

caracteristicilor fluxurilor de date şi a procesului de decodare, precum şi procedurile

pentru testarea conformităţii cu cerinţele specificate în primele trei părţi.

- MPEG3 - specificaţie care nu există de sine stătător, ea fuzionând cu

MPEG2 pe măsura evoluţiei acesteia. Având ca obiectiv iniţial aplicaţiile televiziunii

de înaltă definiţie (TVHD).

- MPEG4 - denumită şi “Very Low Bit Rate Audio-Visual Coding”. Acest

standard este destinat codificării video-ului numeric la debite joase, cuprinse între

4800 şi 64000 bits/s pentru imagini de 170*144*10 Hz. Obiectivele acestui standard

vizează comunicaţiile multimedia interactive, videofonia pe linii telefonice analogice,

poşta electronică multimedia, ziare interactive, bazele de date.

23


Compresia video MPEG este una de tip asimetric, în sensul că operaţia de

codificare este mult mai complexă şi cu timpi de desfăşurare mai mari decât cea de

decodificare. Semnalul video şi audio comprimat prin această operaţie trebuie să-şi

păstreze sincronizarea iniţială. Toţi algoritmii folosiţi de acest standard au ca scop fie

reducerea informaţiilor redundante sau care se repetă, fie aproximarea unora pornind

de la cele existente şi care sunt deja stocate. Prin luarea în considerare a

compromisului reducere cantitate de date - menţinere calitate imagine, procesul de

comprimare devine condiţionat de anumiţi factori, cum ar fi:

- timpul de numerizare - comprimare. Noţiunea de timp real este implicit legată de

video, în ceea ce priveşte fluiditatea normală a numerizării la 24 de imagini pe

secundă. Numerizarea - comprimarea la o viteză insuficientă a cadrelor este imediat

sesizabilă neplăcut ochiului.

- asigurarea sincronizării audio - video.

- raportul dintre viteza şi timpul la codificarea şi la decodificarea datelor.

- raportul de compresie, exprimă cantitatea de date reduse faţă de volumul

necomprimat şi trebuie stâns corelat cu calitatea imaginii. De exemplu cu MPEG,

raportul de compresie de 200:1 se poate corela cu o bună calitate a imaginii, pe când

la M-JPEG numai până la un raport de compresie de maximum 20:1 se poate îndeplini

şi condiţia de calitate.

- compresie cu sau fără pierdere de informaţie. Obţinerea unei reduceri fără pierdere

de informaţie este specifică algoritmilor de compactare, care exploatează redundanţa

din fişierele de date. Calitatea imaginii în această situaţie rămâne nealterată.

- exploatarea redundanţei intra-cadre sau inter-cadre.

Prin tehnologia şi algoritmul de compresie MPEG1, secvenţele audio - video

se pot stoca şi reda fie pe CD-ROM, fie pe reţea, fără a se folosi multe resurse

informatice. Există deja câteva plăci de compresie/decompresie MPEG, foarte

cunoscute: Reel Magic (Sigma Design), Video Master, Video Blaster, MPEG Player

(VideoLogic). Soluţia Reel Magic este în fapt primul produs care a implementat

compresia MPEG în aşa fel încât a permis vizualizarea unui film, a unor secvenţe de

televiziune sau video, pe monitorul unui calculator, folosindu-se un driver CD-ROM.

La decompresie, placa Reel Magic preia şirul de date codificat MPEG şi îl converteşte

în semnal video şi audio, sincronizat pentru redare.

Formatul MPG (MPEG) este formatul specific unei secvenţe video

comprimate conform standardului MPEG.

Video for Windows şi QuicKTime – aplicaţii player pentru redarea video în

aplicaţiile multimedia

24


Conversia semnalului video analog într-un semnal digital şi-a găsit rezolvarea

folosind ca mijloace hardware specifice, plăcile de achiziţie şi numerizare. Pe lângă

acestea, se pot adopta şi soluţii software de codificare, recunoscute de platformele

multimedia. Cele mai cunoscute forme sub care se poate regăsi video digital sunt

filmele QuickTime şi AVI (Audio Video Interleaved).

Video for Windows este o componentă software folosită pentru

redarea secvenţei video conform standardelor Windows. Ea acceptă secvenţe video de

dimensiune 160 * 120 pixeli ce se derulează cu o viteză de 30 fps. Fişierul recunoscut

de acest standard este formatul AVI.

Video for Windows permite operaţii asupra secvenţelor video, cum ar fi:

- captarea imaginii şi a sunetului de la diferite surse externe. Aceasta se poate face în

timp real sau imagine cu imagine. Informaţia obţinută în fişiere în urma acestei

operaţii nu este compresată. Un modulul destinat este folosit pentru această operaţie,

denumit VidCap.

- comprimarea fişierelor video după metodele amintite;

- montajul secvenţelor;

- editarea secvenţelor video sau a fişierelor video; mecanismul folosit este unul de tip

CUT / PASTE şi este inclus în modulul VidEdit.

- vizualizarea secvenţelor video de pe hard disc sau de pe CD-ROM.

- editarea fişierelor audio de format WAV (format audio pentru Windows), AIFF

(Apple QuickTime) sau sunet separat dintr-un fişier video de tip AVI;

- editarea cadrelor ca imagini fixe, la nivel de bit, pe formate ca BMP, PCX, EPS sau

TIFF. Această responsabilitate este preluată de modului BitEdit.

Formatul AVI (Audio Video Interleaved) al fişierelor video de pe PC,

constituie standardul Windows de integrare a imaginilor şi sunetelor sincronizate.

Acest format conţine documentul Video for Windows cu secvenţe audio-video de

dimensiune şi rezoluţie variabile. Consultarea acestui tip de fişier nu necesită un

echipament hardware suplimentar. Crearea secvenţelor audio-video AVI necesită în

schimb, o placă de numerizare a semnalului analog video, care provine de la o sursă

video externă. Pentru a asigura o anumită performanţă a redării secvenţelor, Video for

Windows permite crearea fişierelor AVI ţinând cont de suportul lor de stocare, adică

hard discul sau CD-ROM. În plus, secvenţele video Microsoft beneficiază şi de un

difuzor simplificat în versiune run-time.

25


QuickTime este un software ce acceptă redarea unei secvenţe video

digitale conform standardelor Apple. Formatul video QuickTime este de 320 * 240 de

pixeli, se derulează la 15 fps şi estze stocat într-un fişier cu extensie MOV (movie)

sau QTM (Quick Time).

Există o vesiune QuickTime şi pentru Windows. Datele audio digitale sunt

sincronizate cu informaţia video din fişier. Compresia şi decompresia se fac în mod

specific, în funcţie de tipul de dată ales, prin aplicarea unei scheme potrivite,

denumite codec-uri:

- codec pentru animaţie Apple, care este destinat în principal imaginilor în mişcare.

Prin acţionarea acestui modul se înregistează rate înalte de compresie mai ales atunci

când între imagini există variaţii mari de culoare. Operaţia de comprimare poate fi

făcută fie cu pierdere de informaţie, fie fără pierdere de informaţie iar decomprimarea

unei imagini full-screen ia aproape de două ori mai mult decât comprimarea acesteia.

Raportul de comprimare variază, depinzând în principal de conţinutul imaginii.

- codec pentru grafică Apple este destinat în principal imaginilor grafice. Se aplică

metode de compresie asimetrice, însă cu timpi de decompresie foarte mari.

- codec Photo JPEG Apple se foloseşte pentru imaginile fixe, de înaltă rezoluţie şi cu

un număr mare de culori, sau pentru fotografii numerice. Metoda se bazează pe

algoritmul şi standardul JPEG, astfel încât comprimarea cu pierdere de informaţie este

ocazională, iar calitatea imaginii este foarte bună în raport cu rata de compresie înaltă.

Dacă acest modul este asistat în plus şi de o placă de compresie, ratele de compresie

pot atinge o valoare de 180:1 pentru un video full- screen, full-motion.

- codec video Apple este folosit la comprimarea şi decomprimarea secvenţelor video.

Acest modul este considerat principal şi foloseşte un algoritm de compresie specific

Apple, având viteze mai mari la decomprimare, de aproximativ trei ori în comparaţie

cu compresia. Ratele de compresie dau o reducere de la 5:1 până la 25:1, cu

diminuarea specifică a calităţii.

- codec-ul YUV reprezintă o soluţie pentru anumite intrări sau prelucrări video.

Algoritmul aplicat este unul din categoria fără pierdere de informaţii, dar calitatea

imaginii obţinute este deosebită. În aceste condiţii rata de compresie este de

aproximativ 2:1.

Formatul MOV (Movie) sau QTM (QuickTime) este un format de fişier

video ce conţine însă secvenţe de film QuickTime caracteristice sistemului Macintosh,

dar într-un mediu Windows. Aceste clip-uri video sunt asemănătoare celor Video for

Windows.

26

Multimedia T2

Documents

Transcript of Multimedia T2