Поняття мультимедіа. Кодування аудіо- та відеоданих. Формати аудіо- та відеофайлів.

Поняття мультимедіа. Кодування аудіо- та відеоданих. Формати аудіо- та відеофайлівІнформатика  8 клас

Поняття мультимедіа. Повідомлення можна подавати різними способами:

Повідомленнями, які подано комбінованим способом (шляхом поєднання кількох різних способів), є: стаття в часописі зі світлинами, що ілюструють архітектуру міста; відеокліп на популярну пісню; навчальний відеофільм про події в історії України; презентація про екскурсію учнів класу до Канева з відповідними світлинами та описом пам’ятних місць; відеозапис вашої прогулянки парком тощо.

Мультимедіа. Повідомлення, подані комбінованим способом, ще називають мультимедійними. Мультимедіа (лат. multum - багато, medium - засоби, способи, загальнодоступне) - це поєднання різних способів подання повідомлень. У сприйнятті таких повідомлень задіяні різні органи чуття. Текст, графічні зображення, аудіо та відео є об’єктами мультимедійних повідомлень, або об’єктами мультимедіа.

Мультимедіа використовуються в різних галузях людської діяльностіОсобливо активно вони використовуються в комп’ютерних програмах, зокрема в тих, які призначені для навчання. Ці програми ще називають електронними підручниками або посібниками. Вони містять, крім текстових даних, ще аудіо- та відеоматеріали, світлини, схеми, графіки, анімацію, репродукції картин, просторові моделі реальних чи уявних об’єктів тощо та надають користувачу можливість навчатися самостійно. Фрагмент вікна електронного підручника «Мистецтво, 1 клас»

Мультимедіа використовуються в різних галузях людської діяльностіМультимедіа широко використовуються під час створення кіно, відеофільмів і мультиплікації. Без мультимедійних об’єктів не можна собі уявити сучасні комп’ютерні ігри. Вікно комп’ютерної гри «Новий рік»

Принципи оцифровування звуку та відео. Усі дані, з якими працюють пристрої комп’ютера, повинні бути певним чином закодовані. Кодування здійснюється не тільки для різноманітних символів і графічних зображень, але й для звукових і відеоданих. Звук - це хвилі, що розповсюджуються в різних середовищах (газі, рідині, твердих тілах). Органи чуття людини налаштовані на сприйняття звуку з повітря, хоча за певних умов можуть сприймати звук і у воді або під час контакту з твердими тілами. Графік залежності амплітуди аналового сигналу від часу.

Принципи оцифровування звуку та відео. Перетворення звукового сигналу в дані, що можуть бути опрацьовані пристроями комп’ютера, відбувається у два етапи:

Принципи оцифровування звуку та відео. Спрощений графік такого дискретного сигналу подано на малюнку. Наведений графік є ламаною лінією. Точки зламу - це точки, у яких відбувається вимірювання значення властивості сигналу, і це значення на графіку залишається незмінним до наступного вимірювання. При незначних змінах значення властивості графік дискретного сигналу близький за формою до аналогового (ділянки графіка, що відповідають часу від t1 до t4 та від t10 до tn). Кажуть, що оцифрування проведено на цих ділянках без значних спотворень. На деяких інших ділянках (наприклад, від t6 до t9) форма лінії графіка дискретного сигналу суттєво відрізняється від аналогового. Відбувається спотворення почат¬кового сигналу. Графік залежності амплітуди оцифрованого звукового сигналу від часу (помаранчева лінія).

Принципи оцифровування звуку та відео. Щоб уникнути спотворень і забезпечити високу якість оцифрованого звуку, збільшують кількість вимірювань, тобто зменшують інтервали часу між вимірюваннями. На малюнку подано графік дискретного сигналу на ділянці від t6 до t9 при збільшенні втричі кількості вимірювань. Графік дискретного сигналу став більш наближений до графіка аналогового сигналу. Негативним наслідком такого підходу до покращення якості оцифрування звуку є збільшення розмірів звукових файлів. Серед основних властивостей оцифрування звукових даних виділяють частоту дискретизації - кількість вимірювань значень властивостей звукового сигналу за одну секунду. Вимірюється вона в герцах (Гц). Значення частоти змінюють залежно від особливостей звуку, що оцифровується. Так, для розмови по телефону достатньою є частота у 8 КГц, а для запису якісних музичних творів - не менше від 44 КГц. Кодування відеоданих є поєднанням кодування графічних і звукових даних. Оскільки кожний кадр відеофільму є малюнком або світлиною, то використовується кодування графіки, а окремо кодується звукова доріжка за правилами кодування звукових даних, які описано вище. Графік залежності амплітуди оцифрованого звукового сигналу від часу при збільшенні кількості вимірювань.

Формати аудіо- та відеофайлів. Тип (формат) файлу визначає структуру даних у файлі. Ви ознайомилися з різними форматами текстових і графічних файлів, файлів презентацій і електронних таблиць. Аудіо- та відеодані також зберігаються у файлах певних форматів. Ці типи файлів ще називають мультимедійними.

Файли, у яких не використовується стиснення або використовується стиснення без втрати даних. WAV або WAVE(wav)Формат звукових файлів, що вико­ристовується як основний для нестиснутих аудіоданих в операцій­них системах сімейства Windows. MIDI(mid, midi)Формат файлів, що містять коман­ди для відтворення звуку спеціаль­ним пристроєм або програмою – синтезатором. FLAC(flac)Формат для стиснення аудіоданих без втрат, що розповсюджується за ліцензією вільного програмного за­безпечення.

Файли, у яких використовується стиснення із частковою втратою даних. МРЗ, точніше MPEG-1/2/2.5 Layer 3 Один з найрозповсюдженіших форматів аудіофайлів. Використовується для передавання звукових даних у глобальних мережах, у файлообмінних системах. МР4 або MPEG-4 Part 14 Файли цього формату зазвичай ви­користовуються для цифрового те­лебачення, зберігання відеофіль мів тощо. WMA/WMV Формат файлів для зберігання і відтворення аудіо/відеоданих, роз­роблений корпорацією Microsoft і стандартно використовується в ОС Windows.

Файли, у яких не використовується стиснення або використовується із частковою втратою даних. Quick. Time (mov)Формат файлів, що базується на технології збереження і відтворен­ня відео- та звукових даних, яку було розроблено корпорацією Apple.

Кодеки. У зв’язку з тим, що у більшості форматів аудіо- та відеофайлів дані для зменшення обсягів стискаються (кодуються) з використанням різноманітних алгоритмів, то для їхнього відтворення потрібно здійснювати декодування. Щоб на різних комп’ютерах можна було відтворювати аудіо- та відеофайли будь-яких форматів, слід мати програми, що містять алгоритми кодування і декодування мультимедійних даних, які називають кодеками. Кодеки входять до складу програм, що опрацьовують аудіо- чи відеофайли, а також можуть випускатися як додатковий набір програм, наприклад К-Lite Codec.