Мультимедиа технологии в Интернете

В Интернете существует достаточно большое количество серверов, на которых хранятся мультимедиа-файлы (звуковые, графические, видео). Мультимедиа-файлы имеют большой информационный объем: объем высококачественного звукового файла в цифровом формате длительностью одна секунда составляет 187,5 кбайт, высококачественный графический файл занимает не менее 1,37 Мбайт, а одна секунда видео (из расчета 25 кадров/с) - 34,25 Мбайт. Таким образом, для передачи по компьютерным сетям мультимедиа-файлов в стандартных цифровых форматах требуются линии связи с высокой пропускной способностью, а воспроизведение файлов возможно только после их предварительной загрузки на локальный компьютер. Для прослушивания и просмотра мультимедиа файлов непосредственно в процессе их получения из сети в режиме реального времени были разработаны специальные методы, реализующие технологию потокового сжатия, передачи и воспроизведения звуковых и видео данных.

Принцип сжатия основан на удалении психофизиологической избыточности передаваемой звуковой или видео информации, т.е. удалении некоторых избыточных для человека частот в звуковом или видеосигнале, которые он все равно не воспринимает. Например, если воспроизводится громкий звук на частоте 1000 Гц, то более слабый звук на частоте 1100 Гц уже не будет слышен человеку; если в изображении имеются очень яркие точки, то соседние человек «не видит».

Для сжатия звуковых файлов был разработан и в настоящее время широко используется стандарт MPEG layer3 (сокращенно MP3). Свое название этот стандарт получил по имени организации-разработчика (Moving Picture Experts Group - экспертная группа по кинематографии). MP3 при сжатии разбивает весь частотный спектр звукового сигнала на части, а затем удаляет звуки, не воспринимаемые человеком. Для передачи и прослушивания в формате MP3 по сети в режиме реального времени достаточно пропускной способности линий связи 128 кбит/с. Это привело к высокой популярности этого формата и накоплению на серверах Интернета огромного количества музыкальных и других записей в формате MP3. Для прослушивания таких записей используются программные проигрыватели (WinAmp, MusicMath, Jukebox и др.) Однако прослушивание по сети звуковых файлов в формат MP3 в режиме реального времени с использованием модемного подключения (максимальная скорость 56 кбит/с) невозможно из-за недостаточной скорости передачи информации.

Широкое распространение в Интернете получили технологии передачи потокового звука и видео, которые можно использовать и при модемном подключении. Компанией Progressive Networks были разработаны технологии RealVideo (в настоящее время Real8), а компанией Microsoft - Windows Media Technology 7 (WMT7).

Эти технологии передают звуковые и видеофайлы по частям в буфер локального компьютера, что обеспечивает возможность их потокового воспроизведения даже при использовании модемного подключения. Снижение скорости передачи по каналу может приводить к временным пропаданиям звука или пропускам видеокадров. Для прослушивания и просмотра таких файлов необходимы специальные проигрыватели (RealPlayer или Windows Media Player).

В настоящее время потоковые аудио- и видеотехнологии получили в Интернете широкое распространение. Существует много радио- и телевизионных станций, которые осуществляют вещание через Интернет. Широкой популярностью пользуются LiveCam - видеокамеры, установленные в самых разных местах по всему миру и непрерывно передающие изображение.

Аппаратные средства мультимедиа

- основные средства: компьютер с высокопроизводительным процессором и памятью большого объема, манипуляторами и мультимедиа-монитором со встроенными стереодинамиками;

- специальные средства: приводы CD-ROM, TV-тюнеры и фрейм-грабберы, графические ускорители, платы видеовоспроизведения, звуковые платы, акустические системы и др.

Видеосистема для мультимедиа

Видеосистема включает в себя:

Ø монитор;

Ø видеоадаптер;

Ø набор программ-драйверов.

Мониторы делятся на:

Ø мониторы на базе ЭЛТ;

Ø жидкокристаллические мониторы.

Мониторы на базе ЭЛТ

Принцип действия ЭЛТ-монитора заключается в том, что испускаемый электронной пушкой пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение.

Характеристики мониторов:

Цветность - различают цветные и монохромные мониторы. В цветном - внутренняя поверхность экрана покрыта тремя слоями люминофора трех основных цветов (красный, синий, зеленый). Разделяет цвета теневая маска или апертурная решетка, где используется сплав инвар (Ni + Fe). Примеры ЭЛТ с апертурными решетками: Trinitron (Sony), Diamondtron (Mitsubishi), Sonictron (ViewSonic).

Разрешающая способность монитора - количество точек, которое монитор физически может воспроизвести по горизонтали и по вертикали. Первые цветные мониторы имели разрешение 320*240. Сейчас среднее разрешение - 800*600. Наиболее хорошие мониторы - 1880*1440. Максимальная разрешающая способность определяется шагом теневой маски или апертурной решетки и размером экрана.

Размер точки (видеопикселя) - чем меньше шаг решетки, тем мельче будут пиксели. В последнее время наиболее распространенный размер 0,24–0,28 мм для теневой маски и 0,22–0,27 мм для апертурной решетки. Для формирования растра в мониторе используются специальные управляющие сигналы. В цикле сканирования луч движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла экрана к правому нижнему. Прямой ход луча по горизонтали осуществляется сигналом строчной или горизонтальной развертки, а ход луча по вертикали - сигналом кадровой или вертикальной развертки. Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку следующей линии называется обратным ходом луча.

Частота вертикальной синхронизации (кадровой развертки) - показывает, сколько кадров меняется на экране каждую секунду. Обычно измеряется в герцах. Она определяет устойчивость изображения. Для монитора минимальная частота составляет 40 Гц; для разрешения 640*480 частоту кадров требуют не меньше 72 Гц.

Частота горизонтальной синхронизации (строчной развертки) - определяется произведением частоты кадров на количество выводимых строк в одном кадре (т.е. на разрешающую способность по вертикали). Измеряется в килогерцах.

Полоса пропускания видеосигнала - характеризует интенсивность (яркость) пикселя - определяется как произведение количества точек в строке на частоту строчной развертки - отражает число точек, которое монитор может воспроизвести за одну секунду. Измеряется в мегагерцах.

Размер экрана – измеряется в дюймах (имперская система) и обычно имеет следующие размеры 14, 15, 17, 19, 20, 21, 24, 26. Бывают и другие значения размера. Также здесь имеется понятие «видимого поля» - размер экрана, который действительно видит пользователь. Это зависит от настроек монитора и обычно ненамного меньше заявленного размера экрана (доли дюйма)