36283

Технические средства мультимедиа. Их характеристика

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

К техническим средствам входящим в состав компьютера для обеспечения мультимедийных функций относятся: Звуковые платы Акустические системы Платы ввода – вывода видеосигналов CD – ROM приводы только для чтения CD дисков и CD RW приводы – чтение и запись DVD приводы только чтение Сканнеры – устройства считывания информации с бумажных листов фотографий и т. DVD диски Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый более продвинутый уровень в области хранения и использования данных звука и видео. расшифровка...

Русский

2013-09-21

83 KB

29 чел.

73 Технические средства мультимедиа. Их характеристика.

Технические средства мультимедиа.

К техническим средствам, входящим в состав компьютера для обеспечения мультимедийных функций относятся:

  •  Звуковые платы
  •  Акустические системы
  •  Платы ввода – вывода видеосигналов
  •  CDROM приводы (только для чтения CD дисков) и CD RW приводы – чтение и запись
  •  DVD приводы (только чтение)
  •  Сканнеры – устройства считывания информации с бумажных листов, фотографий и т.д.
  •  Цифровые фотоаппараты
  •  WEB – камеры – устройства ввода видеоизображений в компьютер или трансляции в Интернет
  •  Мониторы и устройства вывода информации на большой экран или рекламное табло

Устройства ввода - вывода звука

Считается, что эпоха мультимедиа началась с того, что компьютер стал членораздельно воспроизводить звуки человеческого голоса и проигрывать стереофонические записи электромузыкальных инструментов с помощью встроенного синтезатора. Для этого потребовалось оснастить ПК целым рядом "чуждых" для него устройств: аудиоадаптером, микрофоном и стереофоническими акустическими системами. В итоге некоторые мультимедиа-ПК стали походить больше на аудиостереокомплекс, чем на компьютер.

Главное из этих устройств - аудиоадаптер. С легкой руки ныне хорошо известной Сингапурской фирмы Creative Labs, первой создавшей аудиоадаптер для массовых ПК и назвавшей его "Sound Blaster", аудиоадаптер (или звуковая карта) так и стал именоваться SoundBlaster (в переводе Орудие Звука).

Современный аудиоадаптер - довольно сложное устройство.

Он содержит:

  •  Входы: линейный вход, микрофонный вход, вход для CD ROM, независимый вход для микширования сигналов
  •  Вход и выход для МИДИ - сигналов.
  •  Нормирующие входные усилители
  •  Входной смеситель сигналов - микшер
  •  аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования аналоговых входных звуковых сигналов в цифровые коды,
  •  сигнальный процессор DSP (или более современный расширенный ASP) для воспроизведения ряда специальных звуковых эффектов (объемный звук, эхо и т.д.) и реализации сложных методов обработки звуковых сигналов (подавление шумов, система DOLBY и т.д.), а также для аппаратной реализации систем компрессии/декомпрессии оцифрованных звуковых сигналов,
  •  цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) для превращения цифровых кодов (хранящихся в файлах) вновь в аналоговые сигналы,
  •  синтезатор музыкальных звуков, удовлетворяющий стандарту MIDI на электромузыкальные инструменты и их интерфейс, это может быть FM - синтезатор или волновой синтезатор музыкальных звуков с выбором их из таблицы (иначе -табличный синтезатор).
  •  стереофонический выходной усилитель и микшер

Работу аудиоадаптера можно представить следующим образом. При записи звука сигналы от разных источников (микрофона, линии, проигрывателя звуковых компакт-дисков и музыкального синтезатора) усиливаются и нормируются по уровню сигналов. Затем эти сигналы подаются на устройство смешения сигналов - микшер. С выхода микшера сигналы поступают на АЦП и превращаются в обычные цифровые коды , с которыми может работать ПК и которые можно записывать на магнитные диски. Правда, предварительно эти сигналы подвергаются сжатию (компрессии) как на аппаратном, так и на программном уровне. Таким образом формируются файлы WAV.

Записанные на диск звуковые файлы в дальнейшем могут считываться с дисков и содержащиеся в них коды подаются   на ЦАП. Затем после фильтрации

полученные аналоговые сигналы через электронный регулятор громкости подаются на входы стереофонического усилителя мощности. Наконец с него они подаются на звуковые колонки, преобразующие электрические сигналы в акустические, которые мы и слышим.

Платы для работы с видео

Устройства ввода видеокадров в компьютер должны обеспечивать следующие потребительские свойства:

  •  прием низкочастотного видеосигнала (от видеокамеры, магнитофона или телевизионного тюнера);
  •  отображение принимаемого видео в реальном времени в масштабируемом окне среды Windows (SVGA–монитор можно использовать вместо ТВ для просмотра и контроля);
  •  замораживание кадра оцифрованного видео;
  •  сохранение захваченного кадра на винчестере или другом доступном устройстве хранения информации в виде файла в одном из принятых графических стандартов (*.TIF, *.TGA, *.PCX, .GIF и др.).

Эти видеоплаты называются захватчиками изображений, устройствами видеоввода, ТВ–грабберами, имиджкепчерами, просто видеобластерами. Их принципиальная схема с определенными оговорками сводится к следующим базовым элементам, реализованным соответствующими наборами микросхем.

Первым и самым важным из них является видеодекодер, обеспечивающий прием сигнала с одного из видеовходов, его   оцифровку, цифровое кодирование согласно телевизионному стандарту и передачу полученных данных следующему элементу — видеоконтроллеру.

Низкочастотный телевизионный видеосигнал является композитным, то есть представляет собой результат сложения яркостного сигнала Y, двух цветовых поднесущих, модулированных сигналами цветности U и V, а также синхроимпульсов.

Полезной особенностью декодера является возможность регулировки принимаемого видеосигнала по яркости, насыщенности, контрастности и другим телевизионным параметрам. Это позволяет учитывать конкретные условия съемки и в определенных рамках компенсировать недостатки изображения до его сохранения. При этом визуальный контроль процесса настройки можно осуществлять по формируемому изображению в ТВ–окне SVGA–монитора.

Еще одной важной характеристикой декодера является глубина оцифровки, задаваемая числом бит на отсчет. Для получения полноценного изображения считается необходимым 16 млн цветовых оттенков.

Видеоконтроллер выполняет ключевую роль в организации потоков оцифрованных данных между элементами видеоплаты. Он осуществляет необходимые цифровые преобразования данных (например, YUV в RGB, масштабирование) и организует их хранение в буфере памяти видеоокна — третьем элементе.

Необходимо отметить, что существует два варианта: буфер памяти под видеоокно может быть выделенным и располагаться на плате видеоввода или для буфера видеоокна может использоваться основная память видеоадаптера.

. До сих пор мы рассматривали только задачу захвата и сохранения отдельных ТВ–кадров. Но нередко возникает необходимость оцифровки видеофрагмента продолжительностью от нескольких секунд до минут. Прямое решение поставленной задачи ввода видеопоследовательности пока не представляется возможным.

Первые два являются наиболее очевидными, но приводят к резкому ухудшению визуального качества видео — действительно, трудно примириться с «дергающейся» картинкой этикеточного размера. Поэтому последний метод представляется наиболее эффективным. Существует множество различных алгоритмов видеокомпрессии.

Компрессия отдельных кадров без потери информации на реальных сюжетах, содержащих много мелких деталей и цветовых неоднородностей, обеспечивает коэффициент сжатия не более двух. Дальнейшее повышение компрессии неизбежно связано с потерей информации и определенным понижением качества: размыванием границ, искажением цветов, возникновением различного рода артефактов.

Общепризнанным стандартом сжатия отдельных кадров стал JPEG–алгоритм, основанный на разбиении изображения на блоки 8х8, их дискретном косинусном преобразовании и высокочастотной фильтрации полученного спектра. В результате на границах отдельных блоков нарушается гладкость представления, поэтому характерным признаком JPEG–изображения является его видимая блочная структура. Однако при коэффициенте сжатия не более 1:15 данные погрешности почти незаметны. Более того, считается, что сжатие до 1:5 (видеопоток 4—6 Мбайт/с) соответствует профессиональному качеству, обеспечиваемому видеоаппаратурой класса Betacam, а до 1:10 (видеопоток 2—3 Мбайт/с) — качеству, характерному для S–Video. Существенным достоинством данного алгоритма является его симметричность — восстановление производится обратным косинусным преобразованием и требует тех же ресурсов и временных затрат, что и компрессия.

Но к поистине революционному изменению мира цифрового видео привело появление недорогих микросхем M–JPEG–компрессии (фирм LSI Logic и Zoran), аппаратно реализующих JPEG–компрессию отдельных телевизионных полей 768х576 с частотой до 50 Гц в реальном масштабе времени. На их базе было создано множество доступных по цене видеоплат, позволяющих как записывать на винчестер, так и воспроизводить с него реальное видео с коэффициентами компрессии от 120 до 5.

Привод CD-ROM, как  накопитель информации?

Как уже отмечалось выше, приложения мультимедиа требуют хранения огромных объемов информации, поэтому реальное применение мультимедиа потребовало разработки дисковых накопителей с большой емкостью.

В начале 90-х годов уже были изобретены звуковые компакт диски CD

с лазерным считыванием информации. При времени проигрывания до 90 минут они имели объем памяти около 700 Мбайт.

Запись информации на них идет только в заводских условиях, так что пользователь довольствуется только ее считыванием. Отсюда и название дисков CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory - компакт-диски с памятью, доступной только для чтения). Для считывания информации с таких дисков служат дисководы или CD-ROM приводы.

Внешне CD-ROM напоминает накопитель для гибких пятидюймовых дисков. Только вместо щели для установки гибкого диска используется выдвигаемый вручную или автоматически поддон, на который устанавливается компакт-диск. На передней панели CD-ROM обычно устанавливаются и следующие органы управления и контроля: кнопка выброса поддона или кассеты, светодиодный индикатор работы дисковода, регулятор громкости и разъем для подключения стереотелефонов (используются только при проигрывании звуковых CD).

CD-ROM-приводы бывают внешними и внутренними (встроенными). Внешние имеют свой корпус и источник питания и подключаются к ПК через параллельный порт. Помимо того что они дороги, скорость работы таких приводов ограничена пропускной способностью параллельного порта, сейчас они почти не используются.  Встроенный привод вставляется в стандартный отсек для пятидюймовых накопителей и закрепляется в нем четырьмя боковыми винтами.

На скорость работы привода в реальных условиях большое влияние оказывает установленная в приводе буферная память. Ее емкость обычно в пределах от 32 Кбайт и у простых и дешевых приводов до 256/512 Кбайт у дорогих моделей. В эту память, именуемую кешем привода, автоматически заносятся наиболее часто используемые данные и по мере необходимости быстро извлекаются из нее

На CD-ROMе обычно хранится 640 – 700 кб. информации. Если это компьютерный CD-ROM, данные на нем запаисываются в стандарте файловой системы ОС WINDOWS 98 и доступны любой программе под этой ОС

Полное время звучания - 74 мин. Компьютер автоматически распознает тип CD-ROMа при его монтаже в привод - файловый или звуковой, и при установке звукового автоматически сразу начинает его проигрывать, начиная с первого записанного произведения. Пользователь может управлять порядком проигрывания записей.

DVD - диски

Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый, более продвинутый, уровень в области хранения и использования данных, звука и видео.

Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же полнометражных фильмов и высококачественного звука.

расшифровка аббревиатуры DVD, как digital versatile disc, т.е. универсальный цифровой диск

Снаружи, диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области увеличения емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 640MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел -- DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB.

Для записи видео и звука на DVD применяется очень сложная технология компрессии данных, носящая имя MPEG-2.

Существуют следующие структурные типы DVD:

  •  Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный): это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Кстати, эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.
  •  Single Side/Dual Layer (односторонний/двуслойный): этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.
  •  Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный): на таком диске помещается 9.4 Гб данных (по 4.7 Гб на каждой стороне). Нетрудно заметить, что емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD диска. Между тем, из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.
  •  Double Side/Double Layer (двусторонний/двуслойный): структура этого диска обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных (по 8.5 Гб на каждой стороне).

Средства ввода неподвижных изображений в компьютер

Существует три основных варианта ввода графической информации  в компьютер:

  •  цифровая фотокамера,
  •  сканирование пленок (слайдов) ,
  •  сканирование фотографий или рисунков.

Рассмотрим их более подробно.

 Цифровые фотокамеры представляют собой устройство, напоминающее фотоаппарат, только изображение при помощи него фиксируется не на фотопленке, а запоминается в цифровом виде в запоминающем устройстве на полупроводниковых элементах или на дискете. Достаточно дискету вставить в компьютер и можно просматривать изображение. Весьма удобны в использовании. Не нужно связываться с пленками, печатью, сканированием.

Сканер для пленок. Это устройство, которое позволяет превратить изображение на слайде или негативной пленке в файл и записать его в компьютер. Достоинства: архив фотографий  – занимает минимум места, оригиналы хранятся, в случае необходимости можно напечатать любой кадр в лаборатории. По сравнению со сканированием фотографий у слайдовой пленки гораздо шире динамический диапазон, да и безусловно, сканировать слайды проще – часто результат получается сразу весьма приличный, не требующий повторного сканирования и серьезной цветокоррекции. Часть фильм-сканеров работает только с одиночными кадрами (в том числе и в рамках), некоторые могут работать с целой пленкой.

Планшетные сканеры для фотографий и других изображений позволяют сканировать любые бумажные изображения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26453. Сердце (cardia, cor) 21.5 KB
  Сообщение с кругами кровообращения: в правое предсердие впадают краниальная и каудальная полые вены и сердечные вены; в левое предсердие впадают легочные вены; из правого желудочка выходит ствол легочных артерий; из левого желудочка – аорта с венечными артериями. Нервномышечная система: синоатриальный узел – между синусом краниальной полой вены и правым предсердием атриовентрикулярный узел – в основании межпредсердной перегородки пучок Гиса – идёт в межжелудочковой перегородке имеет 2 ножки. Кровоснабжение: правая и левая венечные артерии...
26454. Симпатическая НС 20 KB
  Ганглий – скопление тел нейронов на периферии. Голова иннервируется через краниальный шейный ганглий органы грудной полости – звездчатый ганглий органы брюшной полости – по большому и малому внутренностным нервам через полулунный ганглий тазовая полость – каудальный брыжеечный ганглий.
26455. Скелет, его значение и функции. Кость как орган. Фило-онтогенез скелета 22 KB
  Кость как орган. Филоонтогенез скелета В скелете свыше 200 костей каждая из которых – это орган занимающий в скелете определённую топографию имеющий определённую форму в связи с выполняемой функцией. В организме скелет полифункционален:: механические функции: опорная защитная двигательная формообразующая антигравитационная; биологические: участник минерального обмена и арена его свершения участник общего обмена веществ гомеостатическая функция крометворная иммунологическая энергетическая. Как орган кость состоит из нескольких...
26456. Слюнные железы (glandulae salivales) 21.5 KB
  Выводной проток – стенонов проток – огибает нижний край н челюсти и открывается в защёчное преддверие на уровне 35 коренного зуба. У собак проток проходит поперёк массетера открывается напротив 2 моляра вместе с дополнительной глазничной скуловой слюнной железой. Выводной проток открывается в дно ротовой полости в области голодной бородавки складки слизистой расположенной под верхушкой языка а у собак – на уздечке языка. Имеет 2 части: многопротоковая – многими протоками открывается в дно ротовой полости; однопротоковая – открывается...
26457. Спинной мозг (medulla spinalis) 22 KB
  Расположен в позвоночном канале и на уровне заднего края затылочного отверстия переходит в головной мозг. На мозге заметны шейное и поясничнокрестцовое утолщения в области которых отходят дорсальные и вентральные корешки нервов плечевого и поясничнокрестцового сплетений органов тазовой полости и брюшных стенок. Каудально от поясничнокрестцового утолщения спинной мозг образует мозговой конус который переходит в концевую нить достигающего 6 хвостового позвонка.
26458. Стилоподий грудной конечности и плечевой сустав 21 KB
  Между ней и лопаткой формируется плечевой сустав articulatio humeris простой многоосный шарообразный. В области лопатки располагаются мышцы действующие на плечевой сустав: экстензоры: предостная supraspinatus и флексоры: дельтовидная большая круглая teres major малая круглая.
26459. Стилоподий тазовой конечности и ТБС 23.5 KB
  Связки: тазовая впадина обрамлева вертлужной губой поперечная связка впадины связка головки бедра – круглая. Мышцы действующие на этот сустав располагаются в области таза и бедра при этом наиболее многочисленны экстензоры которые формируют две группы: ягодичнуюповерхностная ягодичная gluteus superficialis средняя ягодичная gluteus medius глубокая ягодичная gluteus profundus добавочная ягодичная и заднебедренную biceps femoris полусухожильная semitendinosus полуперепончатая semimembranosus квадратная quadratus femoris. Ягодичная...
26460. Морфофункциональная характеристика производных кожного покрова 56.5 KB
  ткань сосуды питание нервы иннервация волоса Волосяная нить имеет З зоны мозговая зона придает прочность построена из кубического эпителия средняя зона построена из плоского эпителия в нём накапливается пигмент наружный слой кутикула роговые чешуйки КЛАССИФИКАЦИЯ остевые – хорошо развит мозговой слой диаметр 70300 мкм покровные волосы длинные волосы челка грива хвост щетина пуховые – отсутствует мозговая зона мягкие располагаются рядом с остевыми диаметр 1540 мкм переходные – мозг зона в виде прерывистой линии...
26461. Морфофункциональная характеристика скелета и деление его на отделы 26 KB
  Морфофункциональная характеристика скелета и деление его на отделы Скелет skeleton кости соединённые в определённой последовательности и формирующие твёрдый каркас тела животного. Определяет форму тела В составе скелета – 200300 костей Л КРС: 207214; ССВ К: 271288 Масса скелета в от общей массы тела: СВ – 6 КРС Л – 15; С К – 10 Скелет является пассивным опорным и несущим...