Мультимедиатехнологии. 
Информационные технологии

Мультимедиа (англ, multimedia от лат. multum — много и media, medium — средоточие, средства) — это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разнородными данными (графикой, текстом, звуком, видео и анимацией), организованными в виде единой информационной среды".

Таким образом, мультимедиа объединяет несколько типов разнородных данных (текст, звук, видео, графическое изображение и анимацию) в единое целое. И это понятие само по себе имеет три стороны:

• • мультимедиа как идея, т. е. новый подход к хранению информации различного типа в единой цифровой форме;
• • мультимедиа как оборудование для обработки и хранения информации, без него мультимедиа-идею реализовать невозможно;
• • программное обеспечение, позволяющее объединить четыре элемента информации в законченное мультимедиаприложение.

Одним из важных факторов мультимедиа является интерактивность — свойство реагировать на действия пользователей, в том числе и управлять пользователем.

В настоящее время мультимедиа является активно развивающейся областью информационных технологий. В этом направлении активно работает значительное число крупных и мелких фирм, технических университетов и студий (в частности IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel и др.). Области использования чрезвычайно многообразны: интерактивные обучающие и информационные системы, автоматизированное проектирование, развлечение и др.

Три основные принципа мультимедиа:

• • представление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых человеком сред;
• • наличие нескольких сюжетных линий в содержании продукта (в том числе и выстраиваемых самим пользователем на основе «свободного поиска» в рамках предложенной в содержании продукта информации);
• • художественный дизайн интерфейса и средств навигации.

Основными характерными особенностями этих технологий являются:

• • объединение многокомпонентной информационной среды (текста, звука, графики, фото, видео) в однородном цифровом представлении;
• • обеспечение надежного (отсутствие искажений при копировании) и долговечного хранения (гарантийный срок хранения — десятки лет) больших объемов информации;
• • простота переработки информации от рутинных до творческих операций.

Несомненным достоинством и особенностью технологии являются следующие возможности мультимедиа, которые активно используются в представлении информации:

• • хранение большого объема самой разной информации на одном носителе;
• • увеличение (детализация) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении (режим «лупа») при сохранении качества изображения. Это особенно важно для презентации произведений искусства и уникальных исторических документов;
• • сравнение изображения и обработки его разнообразными программными средствами с научно-исследовательскими или познавательными целями;
• • выделение в сопровождающем текстовом или другом визуальном материале «горячих слов (областей)», по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной (в том числе визуальной) информации (технологии гипертекста и гипермедиа);
• • осуществление непрерывного музыкального или любого другого аудиосопровождения, соответствующего статичному или динамичному визуальному ряду;
• • использование видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т. д., функции «стоп-кадра», покадрового «пролистывания» видеозаписи;
• • включение в содержание диска баз данных, методик обработки образов, анимации (к примеру, сопровождение рассказа о композиции картины графической анимационной демонстрацией геометрических построений ее композиции) и т. д.;
• • подключение к глобальной сети Интернет;
• • работа с различными приложениями (текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией);
• • автоматический просмотр всего содержания продукта («слайдшоу») или создание анимированного и озвученного «путеводителя-гида» по продукту («говорящей и показывающей инструкции пользователя»), включение в состав продукта игровых компонентов с информационными составляющими;
• • «свободная» навигация по информации и выходу в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта.

Таким образом, мультимедийный продукт — наиболее эффективная форма подачи информации в среде компьютерных информационных технологий. Он позволяет собрать воедино огромные и разрозненные объемы информации, дает возможность с помощью интерактивного взаимодействия выбирать интересующие в данный момент информационные блоки, значительно повышая эффективность восприятия информации.

Достигнутый технологический базис основан на использовании нового стандарта оптического носителя DVD (Digital Versalite/Video Disk), имеющего емкость порядка единиц и десятков Гбайт и заменяющего все предыдущие: CD-ROM, Video CD, CDaudio. Использование DVD позволило реализовать концепцию однородности цифровой информации. Одно устройство заменяет аудиоплейер, видеомагнитофон,.

CD-ROM дисковод, слайдер и др. В плане представления информации оптический носитель DVD приближает ее к уровню виртуальной реальности.

Многокомпонентную мультимедиасреду целесообразно разделить на три группы: аудиоряд, видеоряд, текстовая информация.

Аудиоряд может включать речь, музыку, эффекты (звуки типа шум, гром, скрип и т. д., объединяемые обозначением WAVE (волна)) [42]. Главной проблемой при использовании этой группы мультисреды является информационная емкость. Для записи одной минуты WAVE-звука высшего качества необходима память порядка 10 Мбайт, поэтому стандартный объем CD (до 640 Мбайт) позволяет записать не более часа WAVE. Для решения этой проблемы используются методы компрессии звуковой информации.

Другим направлением является использование в мультисреде звуков (одноголосая и многоголосая музыка, вплоть до оркестра, звуковые эффекты) Musical Instrument Digitate Interface (MIDI). В данном случае звуки музыкальных инструментов, звуковые эффекты синтезируются программно-управляемыми электронными синтезаторами. Коррекция и цифровая запись MIDI-звуков осуществляется с помощью музыкальных редакторов (программ-секвенсоров). Главным преимуществом MIDI является малый объем требуемой памяти — 1 мин MIDI-звука занимает в среднем 10 Кбайт.

Видеоряд характеризуется по сравнению с аудиорядом большим количеством элементов. Выделяют статический и динамический видеоряды.

Статический видеоряд включает графику (рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме) и фото (фотографии и сканированные изображения).

Динамический видеоряд представляет последовательность статических элементов (кадров). Можно выделить три типовых группы:

• • обычное видео (life video) — последовательность фотографий (около 24 кадров в секунду);
• • квазивидео — разреженная последовательность фотографий (6—12 кадров в секунду);
• • анимация — последовательность рисованных изображений.

Первая проблема при реализации видеорядов — разрешающая способность экрана и количество цветов. Выделяют три направления:

• • стандарт VGA дает разрешение 640×480 пикселей (точек) на экране при 16 цветах или 320×200 пикселей при 256 цветах;
• • стандарт SVGA (видеопамять 512 К, 8 бит/пиксель) дает разрешение 640×480 при 256 цветах;
• • 24-битные видеоадаптеры (видеопамять 2 Мбайт, 24 бит/пиксель) позволяют использовать 16 млн цветов.

Вторая проблема — объем памяти. Для статических изображений один полный экран требует следующих объемов памяти:

• • в режиме 640×480, 16 цветов — 150 Кбайт;
• • в режиме 320×200, 256 цветов — 62,5 Кбайт;
• • в режиме 640×480, 256 цветов — 300 Кбайт.

Такие значительные объемы при реализации аудиои видеорядов определяют высокие требования к носителю информации, видеопамяти и скорости передачи информации.

При размещении текстовой информации на CD-ROM нет никаких сложностей и ограничений ввиду большого информационного объема оптического диска.

Области применения мультимедиа приложений:

• • обучение с использованием компьютерных технологий (научнопросветительская или образовательная сфера);
• • видеоэнциклопедии, интерактивные путеводители, тренажеры, ситуационно-ролевые игры и др.;
• • информационная и рекламная служба;
• • популяризаторская и развлекательная сферы;
• • интернет-вещание. Спектр возможных применений — от просмотра заказной телепередачи, выбора нужной книги до участия в мультимедиаконференциях. Такие разработки получили название Information Highway;
• • развлечения, игры, системы виртуальной реальности;
• • презентационная (витринная реклама), СМИ;
• • творчество;
• • военные технологии;
• • промышленность и техника (сенсорные экраны);
• • торговля;
• • мультимедийные информационные системы («мультимедиа киоски»), выдающие по запросу пользователя наглядную информацию;
• • научные исследования — электронные архивы и библиотеки;
• • медицина: базы знаний, методики операций, каталоги лекарств и т. п.;
• • искусственный интеллект — внедрение 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 распознавания речи, понимающие естественный язык, еще более расширяют диапазон взаимодействия с компьютером.

Технологию мультимедиа составляют специальные аппаратные и программные средства.

Для построения мультимедиасистемы необходима дополнительная аппаратная поддержка: аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для перевода аналоговых аудиои видеосигналов 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 т. д.

Аппаратные средства мультимедиа:

• • средства звукозаписи (звуковые платы, микрофоны);
• • средства звуковоспроизведения (усилитель, колонки, акустические системы, наушники и гарнитуры);
• • манипуляторы (компьютерные мыши, джойстики, миди-клавиатуры);
• • средства «виртуальной реальности» (перчатки, очки, шлемы виртуальной реальности, используемые в играх);
• • носители информации (CD, DVD и HDD);
• • средства передачи (мини-видеокамеры, цифровые фотоаппараты);
• • средства записи (приводы CD /DVD-ROM, CDRW/DVD+RW, TV- и FM-тюнеры);
• • средства обработки изображения (платы видеомонтажа, клавиатуры, графические акселераторы).
• • компьютер, телевизор, средства для получения и удобного восприятия информации и др.

С точки зрения технических средств на рынке представлены как полностью укомплектованные мультимедиакомпьютеры, так и отдельные комплектующие и подсистемы (Multimedia Upgrade Kit), включающие в себя звуковые карты, приводы компакт-дисков, джойстики, микрофоны, акустические системы.

Программные средства мультимедиа складываются из трех компонентов:

• 1) системные программные средства;
• 2) инструментальные программные средства;
• 3) прикладные программные средства.

Для персональных компьютеров класса IBM PC утвержден специальный стандарт МРС, определяющий минимальную конфигурацию аппаратных средств для воспроизведения мультимедиа-продуктов. Для оптических дисков CD-ROM разработан международный стандарт (ISO 9660).