камальдинова. Мультимедиа технологии
 Скачать 6.03 Mb.
|
|
трех ключевых характеристик, принципиально отличающих мультимедиа от других информационно-коммуникационных технологий, голландский исследователь Т. ван Дийк (T. van Dijk) выделяет следующие: стратификацию (имеется в виду, что пользователь может получить доступ не только к большому количеству информации по интересующей проблеме, но и интерпретировать данные разного формата: тексты, графики, иллюстрации, фото, видео и т.д.; таким образом, анализ информации оказывается по-настоящему разнообразным); модульность (подразумевается, что база данных по определенной проблеме не существует в какой-либо фиксированной совокупности, а, в зависимости от области интересов пользователя, осуществляющего поиск, может аккумулироваться по частям – модулям, которые, в свою очередь, могут быть составлены в единую информационную картину в удобной форме и последовательности); манипулятивность (позволяет пользователю неограниченно варьировать информацию и ее составляющие). Определяющей становится в этом случае функция мультимедиа в части интеграции различного типа данных с технологиями, подконтрольными пользователю. Несомненные достоинства и особенности технологии: − возможность хранения большого объема самой разной информации на одном носителе; − возможность увеличения (детализации) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, (режим «лупа») при сохранении качества изображения. Это особенно важно для презентации произведений искусства и уникальных исторических документов; 16 − возможность сравнения изображения и обработки его разнообразными программными средствами с научно-исследовательскими или познавательными целями; − возможность выделения 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); − возможность осуществления непрерывного музыкального или любого другого аудиосопровождения, соответствующего статичному или динамичному визуальному ряду; − возможность использования видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т. д., функции «стоп-кадра», покадрового «пролистывания» видеозаписи; − возможность включения 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.; − возможность работы с различными приложениями (текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией); − возможность создания собственных «галерей» (выборок) из представляемой в продукте информации (режим «карман» или «мои пометки»); − возможность «запоминания пройденного пути» и создания «закладок» на заинтересовавшей экранной «странице»; − возможность автоматического просмотра всего содержания продукта («слайд-шоу») или создания анимированного и озвученного «путеводителя- гида» по продукту («говорящей и показывающей инструкции пользователя»), включение в состав продукта игровых компонентов; 17 − возможность «свободной» навигации по информации и выхода в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта. 1.2 Мультимедиа технологии в образовании Развитие мультимедийных средств радикально изменила основу формирования современной образовательной среды, модифицировав систему взглядов и ценностей подростков и – одновременно – структуру их взаимодействия с институтом образования. Несколько лет назад, с целью изучения потребительского спроса, компания Lego провела обширное исследование рынка, выявившее, что хотят на Рождество современные дети от 5 до 12 лет. Результаты опроса показывают, как мультимедийные новинки постепенно завоевывают сознания современных подростков: Рис. 1.1 Результаты опроса о мультимедия По сути, дети и подростки, наиболее подверженные внешнему воздействию, зачастую быстрее взрослых ощущают на себе изменения окружающей из среды, сопряженные с более глубоким проникновением мультимедиа в нашу жизнь. Так, согласно одному из последних исследований New Internet & American Life project, более половины американских подростков самостоятельно создают медиа-контент, более 1/3 всех подростков, использующих Интернет, распространяют свой контент среди своих сверстников (под созданием медиа-контента в Интернете мы 18 понимаем любое участие в процессе «производства» продукта онлайн: ведение блога, поддержание странички в Интернете, закачивание в Веб фото, музыки, текстов, видео и др.). Новые возможности мультимедиа для современной образовательной среды можно систематизировать следующим образом: 1. Дистанционное образование. 2. Новые возможности для людей с ограниченными физическими возможностями. 3. Огромная коллекция виртуальной культуры онлайн (электронные базы данных, библиотеки, музеи, оцифрованные предметы искусства). 4. Игровая среда как новая технология обучения. 5. Новые средства массовой информации. 6. Культура соучастия. Для современной образовательной среды характерны три ключевые формы мультимедийной культуры соучастия: 1. Аффилиация – участие в онлайновых сообществах и социальных сетях, таких как Facebook, MySpace, Odnoklassniki.ru, Vkontakte и др. 2. Совместное управление знанием – работа в командах с целью решения актуальных проблем и создание коллективных форм знаний (Wikipedia, виртуальные игры). 3. Самовыражение и тиражирование – создание новых креативных форм интерактивного взаимодействия, таких как блоги, цифровое искусство, подкастинг и др. Ключевые инновационные навыки, которым необходимо обучать детей, начиная с дошкольного образования, в новой мультимедийной среде: 1. Игра – способность экспериментировать с окружающей информационной средой посредством мультимедиа. 2. Представление – умение адаптировать новые навыки и возможности с целью импровизации и новых открытий. 3. Моделирование – умение интерпретировать и конструировать мобильные модели реальных ситуаций. 19 4. Приведение к соответствию – умение классифицировать, переформулировать и наполнять новыми жизненными смыслами игровые медиа-конструкции. 5. Многозадачность – умение «мониторить» и приводить к необходимым стандартам различные модели и детали. 6. Многоуровневая познавательная способность – умение взаимодействовать с различными интерактивными инструментами, заставляющими работать воображение. 7. Коллективное знание – умение создавать общую базу опыта и знаний на основе сравнения его с чужим опытом ради достижения общей цели. 8. Критическая оценка – умение оценивать и анализировать различные информационные источники. 9. Трансмедийная навигация – использование различных историй и сюжетов, а также инструментов мультимедиа для создания уникального контента. 10. Сетевая адаптивность – умение искать, обрабатывать и синтезировать информацию в Сети. 11. Переговоры – умение «путешествовать» по различным сетевым сегментам и социальным сообществам, выявляя необходимую информацию из различных интерактивных сред и в различных, в том числе и альтернативных формах. Принципиально новыми образовательными возможностями обладает игровое виртуальное пространство, создающие беспрецедентные механизмы моделирования подконтрольной пользователю интерактивной многозадачной обучающей среды. Оно позволяет изучать качества лидеров, которые добиваются успеха в средах, содержащих характеристики новой среды бизнеса, но существующих в виртуальном пространстве и являющихся потому предельно распределенными. Достоинства применения мультимедиа технологий по сравнению с традиционным обучением: 20 использование цветной графики, анимации, звукового сопровождения, гипертекста и др.; возможность постоянного обновления; небольшие затраты на публикацию и обновления; возможность нелинейности прохождения материала благодаря множеству гиперссылок. Итак, 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. Краткие итоги лекции 1 Мультимедиа технологии являются важным элементом современного общества. Они находят свое применение в самых разных сферах. Это побудило ряд исследователей заняться проблемой выделения основных свойств и характеристик в данной предметной области. Вопросы по лекции 1 1. Дать определение мультимедиа. 2. Перечислить структурные компоненты мультимедиа. 3. Перечислить характеристики мультимедиа. 4. Кратко рассказать о каждой характеристике мультимедиа. 5. Перечислить процессы мультимедиа. 6. Кратко рассказать о процессах мультимедиа. 7. Перечислить области применения мультимедиа. 8. Что является предпосылкой для создания мультимедиа технологий. 9. Назвать три составляющие понятия мультимедиа. 10. Дать определение понятию «Текст». 21 11. Дать определение понятию «Аудио». 12. Дать определение понятию «Видео». 13. Дать определение понятию «Компьютерная графика». 14. Перечислите достоинства применения мультимедиа технологий по сравнению с традиционным обучением. 15. Перечислить ключевые инновационные навыки, которым необходимо обучать детей, начиная с дошкольного образования. 22 Лекция 2. Аппаратные и программные средства для создания и редактирования элементов мультимедиа Краткая аннотация лекции: приводятся определения основных групп аппаратных средств, используемых при работе с мультимедиа. Цель лекции: познакомиться с основными аппаратными средствами для создания и редактирования элементов мультимедиа. Изучить структуру и принцип действия аппаратного средства – видеокарты. 2.1 Аппаратные и программные средства для создания и редактирования элементов мультимедиа Технологию мультимедиа составляют специальные аппаратные и программные средства. Для построения мультимедиа системы необходима дополнительная аппаратная поддержка: – аналогоцифровые и цифроаналоговые преобразователи для перевода аналоговых аудио - и видеосигналов в цифровой эквивалент и обратно; – видеопроцессоры для преобразования телевизионных сигналов; – декодеры для взаимного преобразования телевизионных стандартов; – специальные интегральные схемы для сжатия данных в файлы допустимых размеров и т. д. План, по которому следует действовать при создании мультимедийного продукта с помощью программных средств: 1. I этап – выбор темы и описание проблемы; 2. II этап – анализ объекта; 3. III этап – разработка сценария и синтез модели; 4. IV этап – форма представления информации и выбор программных продуктов; 5. V этап – синтез компьютерной модели объекта. Аппаратные средства мультимедиа: 23 − средства звукозаписи (звуковые платы, микрофоны); − средства звуковоспроизведения (усилитель, колонки, акустические системы, наушники и гарнитуры); − манипуляторы (компьютерные мыши, джойстики, 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. Программные средства мультимедиа: 1. Системные программные средства. 2. Инструментальные программные средства. 3. Прикладные программные средства. Системные программные средства – это набор программ, входящих в состав операционной системы компьютера и осуществляющих управление устройствами мультимедиа, причем это управление на двух уровнях – физическое управление вводом-выводом информации на низком уровне с помощью машинных команд и управление пользователем характеристиками устройств с помощью графического интерфейса, изображающего пульт управления устройством, например, регулировки громкости звука, тембра, стереобаланса и т. д. Как правило, программы физического управления устройствами называют драйверами устройств. Инструментальные программные средства – программы, позволяющие модифицировать мультимедийные файлы и создавать мультимедийные приложения. 24 Инструментальные программные средства – это пакеты программ для создания мультимедийных приложений: − редакторы неподвижных графических изображений; − средства создания анимированных GIF-файлов; − средства аудио - и видеомонтажа; − средства создания презентаций; − средства распознавания текстов, введенных со сканера; − средства создания обучающих программ; − системы распознавания голоса и преобразования звуковых файлов в текстовые; − системы создания приложений виртуальной реальности и другие. Инструментальные средства существенно расширяют возможности управления мультимедийными устройствами по сравнению с теми, которые предоставляют системные средства. Прикладные программные средства – это готовые программные системы, фильмы, учебники, энциклопедии, игры, книги, виртуальные музеи, путеводители, рекламные материалы и т. д. Таблица 2.1 – Компоненты мультимедиа Компоненты мультимедиа Аппаратные средства Программные средства Приводы-CD-ROM Мультимедийные приложения (Энциклопедии; интерактивные курсы обучения; игры и развлечения; электронные презентации; информационные киоски) Платы видеовоспросизведения Звуковые платы Аккустические системы Графические ускорители Фрейм-грабберы Средства создания мультимедийных приложений (средства создания и обработки изображения; средства создания и обработки анимации, 2D, 3D-графики; средства создания и обработки видеоизображения (видеомонтаж, 3D-титры); средства создания и обработки звука; средства создания презентаций 25 2.2 Аппаратные средства для создания и редактирования элементов мультимедиа Звуковые Карты Компакт – диски со звуковыми файлами, подготовка мультимедиа презентаций, проведение видеоконференций и телефонные средства, а также игры и прослушивание аудио CD для всего этого необходимо чтобы звук стал неотъемлемой частью компьютера. Для этого необходима звуковая карта. Звуковая карта необходима, чтобы получить профессиональное качество звукового сопровождения, создавать и записывать звуки, синтезировать сложные аудиоэффекты, смешивать звуковую информацию от нескольких источников, самостоятельно включать звуковое сопровождение в мультимедийные презентации, дополнять документы голосовыми аннотациями и др. Звуковая карта устанавливается, как правило, в виде электронной платы в разъем материнской платы компьютера. Разрядность карт обычно составляет 8 и 16 бит, а частота дискретизации от 4 до 44.1 кГц. Цифровой звук карты воспроизводят и записывают благодаря цифро- аналоговому и аналого-цифровому преобразователям (ЦАП и АЦП). Файлы, содержащие видеоизображения и звук, имеют расширения *.avi, *.mov, *.mpg. Звуковые файлы имеют расширения *.wav, *.mid, *.mod, *.voc, *.fli. Рис. 2.1 Звуковая карта Лазерные диски, CD-ROM 26 В связи с ростом объемов и сложности ПО, широким внедрением мультимедиа приложений, сочетающих движущиеся изображения, текст и звук, огромную популярность в последнее время приобрели устройства для чтения компакт- дисков CD-ROM. Компакт-диски изначально разработанные для любителей высоко качественного звучания, прочно вошли на рынок компьютерных устройств. Оптические компакт- диски перешли на смену виниловым в 1982 году. Как и в компакт-дисках, применяемых в бытовых СD-плейерах, информация на компьютерных компакт-дисках кодируется посредством чередования отражающих и не отражающих свет участков на подложке диска. При промышленном производстве компакт-дисков эта подложка выполняется из алюминия, а не отражающие свет участки делаются с помощью продавливания углублений в подложке специальной пресс- формой. При единичном производстве компакт-дисков (так называемых СD-R дисков, см. ниже) подложка выполняется из золота, а нанесение информации на нее осуществляется лучом лазера. Чтение используемых в компьютере компакт-дисков осуществляется с помощью луча лазера небольшой мощности. Однако скорость чтения данных с компакт-дисков значительно ниже, чем с жестких дисков. Одна из причин этого состоит в том, что компакт-диски при чтении вращаются не с постоянной угловой скоростью, а так, чтобы обеспечить неизменную линейную скорость отхождения информации под читающей головкой. Стандартная скорость чтения данных с компакт-дисков всего 150-200 Кбайт/с, а время доступа 0,4 с. Дисководы для CD производят такие известные фирмы, как Sony, NEC, Panasonic, Plextor, Creative, LG и др. 27 Рис. 2.2 CD-ROM Видеокарты 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 28 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. 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 видеоизображений 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. При использовании специальных видео-адаптеров 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 видеопамять до 512 Мбайт и специальные графические 3D-ускорители процессоры. Это позволяет 29 получать до 100 кадров в секунду и обеспечить вывод подвижных полноэкранных изображений. Имеется большое количество устройств, предназначенных для работ с видеосигналами на IBM PC совместимых компьютеров. Условно можно разбить на несколько групп: устройства для ввода и захвата видеопоследовательностей (Cupture play), фреймграбберы (Framegrabber), TV-тюнеры, преобразователи сигналов VGA-TV и др. Рис. 2.3 Видеокарта |