MultimediaNote de curs

1

ContentsConcepte generale, clase de aplicaii multimedia ............................................................... 3 1.1. Conceptul de multimedia ................................................................................................. 3 1.2. Clase de aplicaii multimedia .......................................................................................... 5 1.3. Condiii hard / soft pentru multimedia ............................................................................ 6 2. Imaginea .............................................................................................................................. 9 2.1. Formate de reprezentare a imaginilor .............................................................................. 9 2.2. Animaia ........................................................................................................................ 13 2.3. Compresia imaginilor .................................................................................................... 14 3. SUNET .............................................................................................................................. 19 3.1. Numerizarea sunetului ................................................................................................... 19 3.2. Formate AUDIO ............................................................................................................ 21 3.3. Sunetul MIDI ................................................................................................................. 22 3.4. Compresia sunetului ...................................................................................................... 22 4. VIDEO .............................................................................................................................. 24 4.1. Tipuri de semnal i comparaii ntre tehnica analogic i digital ................................ 24 4.2. Conversia video analog - video digital .......................................................................... 26 4.3. Accesul direct la secvenele video digital...................................................................... 27 4.4. Compresia video ............................................................................................................ 30 5. Dezvoltarea aplicatiilor multimedia in Director................................................................ 34 5.1. Principalele componentele necesare dezvoltrii unei aplicaii multimedia ................... 34 5.2. Etapele de dezvoltare ale unei aplicaii multimedia ...................................................... 36 5.3 Tipuri de scripturi i comunicarea prin mesaje .............................................................. 39 Bibliografie: .............................................................................................................................. 42 1.

2

1. Concepte generale, clase de aplicaii multimedia1.1. Conceptul de multimedia Multimedia reprezint ansamblul mijloacelor de comunicare prin care informaiile pot fi percepute vizual i auditiv n diferite forme. Dezvoltarea multimediei s-a realizat datorit unui proces cunoscut sub denumirea de Revoluie Digital care s-a bazat pe dou mari descoperiri: Conversia semnalului din anlog n digital; proces care genera un volum mare de date, deci necesita un spaiu mare de memorie pentru stocarea resurselor multimedia n format digital; Dezvoltarea tehniciilor de compresie / decompresie a datelor. Procesul de compresie / decompresie a datelor nu este specific resurselor multimedia. Inainte de exisena multimediei se comprimau / decomprimau date alfanumerice existente n diferite tipuri de documente. Odat ns cu apariia multimediei se dezvolt algoritmi de compresie / decompresie care realizeaz procesul cu pierdere de informaie. Pierderea de informaie se manifest prin faptul c la decompresie nu se obine un rezultat identic cu ceea ce a intrat n procesul de compresie. Acest lucru nu numai c este posibil dar cei mai eficieni algoritmi care realizeaz compresia / decompresia resurselor multimedia sunt cei care fac acest lucru cu pierdere de informaie (JPEG, MPEG etc). Pierderea de informaie, n procesul de compresie, este una controlat adic resursa multimedia nu pierde din calitate. Este cunoscut faptul c orice algoritm de compresie identific ntr-un volum de date o anumit redundan informaional pe care urmeaz s o elimine. In general, algoritmii de compresie identific o anumit redundan n volumul de date pe care o elimin. Procesul de compresie a datelor multimedia are particulariti ce deriv din natura acestor date: o Se poate realiza cu pierdere de informaie (cele mai eficiente tehnici de compresie a datelor multimedia sunt acelea care realizeaz compresia / decompresia cu pierdere de informaie, de exemplu: JPEG pentru compresia imaginilor BITMAP, respectiv MPEG pentru audio - video); Pierderea de informaie se manifest prin faptul c, la decompresie nu se obin exact aceleai date care au intrat iniial n procesul de compresie. Aceast pierdere este una controlat i nu deterioreaz calitatea datelor, ea este posibil pentru c fiina uman are limite n ceea ce privete percepia vizual (adncime de culoare) i auditiv (frecvene ale sunetului).

3

o Asimetria procesului n sensul c, procesul de compresie dureaz, n timp, semnificativ mai mult dect cel de decompresie. Tehnologii care au facilitat apariia i dezvoltarea multimediei ca tehnologie: Tehnologii de dezvoltare a perifericelor care se ataeaz unui sistem de calcul; deoarece resursele multimedia provin, n marea lor majoritate, din afara sistemului de calcul; Tehnologii de stocare a informaiilor suportul optic de stocare a informaiilor (CD, DVD), stick-uri de memorie, HDD extern, uniti de Blue-Ray; Se poate spune c apariia unitii de CD a determinat o explozie a aplicaiilor multimedia care astfel au putut fi raspndite publicului larg; Tehnologii de transfer la distan a datelor, materializate prin reele de calculatoare avnd lrgimi de band din ce n ce mai mare; Tehnologii de compresie/decompresie a datelor, n sensul c, echipamente de procesare a resurselor multimedia implementeaz compresia / decompresia la nivel hardware avnd pe plci chip-uri specializate n acest sens. De exemplu, unitatea de DVD realizeaz decompresia MPEG2 la nivel hardware. Multimedia se regsete la intersecia mai multor domenii de activitate: Mass media: Ziarul, revista ( considerate ca fiind primele document multimedia) Telecomuniciile aplicatii pe baza de streamming, prezentari online, televiziune pe internet, etc. Informatic (aplicatii multimedia, baze de date multimedia)

Multimedia din punct de vedere informatic este o combinaie de: text, imagine, sunet, grafic, animaie, video accesibil utilizatorului prin intermediul sistemului de calcul. Alte concepte cu care opereaz multimedia: o Concepte ce privesc navigarea si parcurgerea de documente multimedia: HYPERTEXT se folosesc pt parcurgerea non secventiala a unui document, (urmand o alta logica decat cea secventiala). In acest caz elementul de legatura este de tip text. HYPERMEDIA similar hypertext , este un element de legtur diferit de un text ( poate fi o imagine, grafic, secven video). Principala aplicaie care se bazeaz pe hypermedia este World Wide Web (WWW). 4

o Prin sistem multimedia se nelege o colecie de date i aplicaii multimedia cu anumite caracteristici: Componentele sistemului accesibile prin intermediul sistemului de calcul; Date multimedia sunt n format digital (NU analogic); Elementele sistemului sunt integrate, se invoc dintr-o unic interfa; Sistemul multimedia are o interfa cu un grad ridicat de interaciune cu utilizatorul. o Baze de date multimedia sisteme care stocheaz i proceseaz tipul media n cadrul bazelor de date. Sunt SGBD-uri care au tipuri predefinite cum ar fi image la MS SQL server sau componente care permit procesarea tipuli media ORACLE prin componenta InterMedia, sau SGBD-uri dedicate pentru multimedia cum ar fi Jasmine. o Sunt conturate doua directii privind dezvoltarea aplicaiilor multimedia: Multimedia authoring dezvolt aplicaii multimedia folosind produse software de creaie multimedia: o FLASH o Director o Multimedia Toolbook Ele includ o varietate de componenete preprogramate ce permit recunoaterea mai multor formate de resurse multimedia, playere, viewere de imagini, instrumente pentru generarea animaiilor, pentru implementarea conceptelor de hypertext, hypermedia etc. fr ca dezvoltatorul s cunoasc modul cum ele au fost construite. Accentul cade mai mult pe scenariul de derulare a aplicaiei, pe sincronizarea elementelor n prezentare. Multimedia programming folosete medii de programare (.NET, medii bazate pe Java), funcii de nivel sczut (API - Application Programming Interface), biblioteci specializate precum i alte elemnete care necesit un efort de programare considerabil.

1.2. Clase de aplicaii multimedia Un prim criteriu de clasificare l constituie domeniul care utilizeaz aplicaii multimedia: o Instruire, educaie, nvare; cele mai utilizate fiind tutorialele, aplicatii de elearning, encarta. o Publicitate, reclam; aplicaiile semnificative pentru acest domeniu sunt cele de prezentare. o Medicin, sunt echipamentele periferice: ecograful, computer tomograf, etc. o Industrial, de exemplu instrumentele de proiectare grafica. 5

o Entertainment, de exmplu motoarele grafice de simulare a realitatii, realitate virtuala. o Sistme informatice geografice GIS. Hrile digitale rezolva o gama variat de probleme cum ar fi: probleme de transpot, cadastru, mediu, de localizare de dezvoltare regional, etc. Produsele comerciale sunt Google Earth, Google Map, iar cele profesionale ArcGIS, Mapinfo. o Comunicaii prin aplicatiile de tip videoconferin sunt din ce in ce mai utilizate, de exemplu: skype, Netmeeting. Dup destinaie i interactivitate: o Aplicaii de interes public i personal de exemplu: infochioscurile, jocurile pe calc, video on demand. o Interactive / non interactive. La cele interactive utilizatorul intervine in modul de derulare a aplicatiei n timp ce in cazul celor non interactive utlizatorul nu intervine in derularea aplicatieie (de exemplu prezentarile care curg dupa un scenariu fix) o Locale ( ruleaz pe desktop) / telematice (ruleaz aplicaii client server WEB). Aplicatiile locale ruleaza pe echipamentul local ceea ce presupune utilizarea

resurselor locale, in contrast cu aplicatiile telematice care folosesc foarte mult echipamentele server (instalate la distanta) si foarte putin resursele locale.

1.3. Condiii hard / soft pentru multimedia Condiii HARD. Ne axm pe prezentare de echipamente periferice: o Dispoz periferice pentru achiziia de imagini fixe : SCANNER transforma informatia luminoasa in informatie electric, iar ulterior aceasta este convertita si salvata sub forma digitala. In legatura cu aplicatii de tip OCR (Object charcater Recognition) rezulta documente in format editabil. In prezent se dezvolta tehnologia de tip ICR (Intelligent Character Recognition) care permite recunoasterea scrisului de mana. Tipurile de scannere sunt Flatbed paginile se aseaza pe o suprafata de sticla. Capul de scanare se deplaseaza sub sticla de-a lungul paginii. Handy este folosit prin miscarea manuala a capului de scanare deasupra paginii de scanat. 6

Rotative pagina de scanat este fixata pe un cilindru rotativ transparent. Acesta se roteste cu o viteza mare, iar cu ajutorul unui fascicul luminos se preia imaginea scanata.

Aparat foto digital foloseste lentile asemanatoare aparatului foto clasic pentru transformarea informatiei luminoase in informatie electrica. Pentru a transfera imaginile sistemului de calcul are nevoie de un driver si o conexiune cu un port USB. o Placa de sunet actioneaza ca un convertor de semnal audio din analog in digital pe input-uri (microfon, etc), respectiv din digital in analog pe outputuri. In ultima perioada placa de baz incorporeaza o placa de sunet. Producatorii consacrati sunt Creative, Realtek, C-Media. o Achiziii de secvene VIDEO: Placa de achizitie si numerizare video (placa de captura) actioneaza simila unei placi de sunet, numai ca aici se refera la semnal video, nu la cel audio- depinde de capabilitatile placilor. Si placile video normale pot face acest lucru; dar in general doar preiau, nu si transmit semnale video. Altele pot prelua semnalul video pe tipuri de semnal. Altele sunt capabile sa preia mai multe fluxuri simultan (procesari in direct intre cele 2 fluxuri; de exemplu: transmisiune in direct din mai multe locuri, cu efecte de tranzitie intre ele, etc) WEB Cam nu face conversie de semnal, acesta fiind captat direct in format digital. Placa TV tunner este instrumentul capabil sa preia semnal din antena TV sa il decodeze si sa il furnizeze sub forma de imagine pe monitor. Unele tunner-e po avea si o iesire pentru putea fi conexat cu alte instrumente de procesare video. Condiii SOFT, ne axam pe prezentarea componenetelor software: o Driverele, reprezinta componenentele software necesare pentru controlul periferilor. In general acestea sunt furnizate de catre producatorii echipamentelor. o Software multimedia ca extensie a sistemului de operare, pentru ca simpla instalare a sistemului de operare furnizeaza si o componenta software cu ajutorul careia se pot manipula resurse media Windows Media Player pentru Microsoft formatele standard (necomprimat WAV si AVI si comprimat WMA WMV) 7

Quick Time (pentru MAC, sunt mai performante AIFF si MOV) o Produse software multimedia specializate pe medii de comunicare, fac parte din software utilitar Achiziie prelucrare imagini: in general au unelte pentru bitmap cit si pentru vectorial, genereaza si animatie, pornind de la cadre cheie, apoi generand cadrele intermediare in raport cu factorul timp Adobe PhotoShop Fire Works CORELL DRAW CORELL IMAGINE CORELL TRACE

Achiziii prelucrare sunet: Adobe Audition Sound Forge

Achiziii prelucrare / editare video Adobe Premier Movie Maker

o Produse software pentru creaie multimedia dup filozofia de organizare a proiectului multimedia (metafora n programare) se clasifica in: Soft de creaie multimedia ce-i elaboreaz proiectul pe principiul crii (utilizeaz dispunerea elementelor n pagin). Ex: TOOLBOOK INSTRUCTOR Soft de creaie multimedia ce-i elaboreaz proiectul de-a lungul axei timpului; de exemplu: FLASH, DIRECTOR Soft de creaie multimedia ce-i dezvolt aplicaia pe baza unei diagrame de flux. Ex: AUTHORWARE (Macromedia a fost cumprat de ADOBE)

8

2. Imaginea2.1. Formate de reprezentare a imaginilor Exista doua modele de culoare: 1. Model aditiv de culoare (reprezentativ RGB). In modelul aditiv se porneste d ela culoare neagra si se adauga culori (rosu, verde si albastru) ajungandu-se pana la culoarea alb. Se mai numeste si modelul bazat pe lumina. In acest model lipsa semnaului produce negru. Practic orice culoare este compusa din rosu, verde si albastru prin stabilirea valorilor acestora. Fiecare culoare poate lua valori de la 0 la 256, rezultand 16.777.216 de culor posibile. 2. modelul substractiv (reprezentati CMYK) se mai numeste si modelul bazat pe pigmenti. Este exact opusul modelului aditiv in sensul ca lipsa semnalului (pigmentului) produce alb. Denumirea CMYK vine de la initialele cyan, magenta i yellow, iar K reprezinta negru. Este un model de suprapunere a celor 4 culori. Se foloseste in tipografie. In orice prezentare multimedia, elementul imagine este aproape nelipsit, ntruct impactul vizual este foarte puternic pentru om. Dup cum se tie, calitatea imaginilor, la vizualizare pe ecran, este condiionat de rezoluia de afiare i de capacitile grafice ale calculatorului i monitorului. Problemele caracteristice acestui element al multimediei sunt deja cunoscute din alte domenii, unde el deine un rol primordial, ca de exemplu n proiectarea asistat de calculator, CAD. n produciile multimedia el poate fi implicat att sub forma sa matriceal, ct i sub form vectorial. Imaginea bitmap (matriceal) Uneori background-ul unei prezentri sau producii multimedia este o imagine fix, obinut prin scanare. Aceasta este exemplul tipic de imagine, denumit bitmap, descris ca o matrice informaional simpl, format din puncte individuale. n alte situaii, acest element se combin cu textul sau cu imaginea video, completnd informaia transmis. De regul, orice imagine captat de la o surs extern este o imagine bitmap, secvenele de bii ce codific aceast imagine reprezentnd punctele de pe ecran i culorile asociate lor. Reprezentarea bitmap se folosete n principal n aplicaii orientate pe fotografii. De exemplu se pot realiza baze de date de imagini pe un CD-ROM, ce pot depozita aproximativ 400 de astfel de imagini, full-color i de nalt rezoluie. Imaginile n format bitmap sunt emise n general de ctre periferice, care lucreaz n mod linie (raster). Astfel imaginea vizualizat pe ecran este o imagine bitmap digital, stocat 9

n memoria video i actualizat o dat la 60 de secunde sau mai repede, n funcie de viteza de scanare a monitorului. Codajul bitmap al imaginii este considerat ca fiind unul srac in informaie, n sensul c semantica imaginii nu este luat n considerare adic obiectele care compun imaginea nu se pot distinge n mod individual. Reprezentarea matriceal a imaginii conserv toate punctele imaginii, daca dac nu i se aplic o metod de comprimare. De asemenea, o deficien a acestei reprezentri, de care trebuie sa se in seama n proiectele multimedia, const n aceea, c nu se pot adapta unei scri variabile de vizualizare. Astfel, orice mrire a dimensiunii imaginii este nsoit de o degradare vizual. Pe de alt parte operaia micorare a dimensiunii imaginii, adic de grupare a pixelilor, chiar d" uneori d rezultate satisfctoare, nu este simplu de realizat. Modificarea imaginilor bitmap se poate realiza totui, prin programe de editare, specifice, cum ar fi Adobe PhotoShop. Aici se pune problema dac imaginea este cu nivele de gri sau n culori. Imaginea n culori numerizat prin scanare nu este descompus n cele patru culori de baz, ci doar trei culori, care se combin pentru a da o anumit tent unui punct imagine. Aceast trecere fcut automat necesit uneori retuul electronic al rezultatului, pentru a fi ct mai aproape de original. Aceeai descompunere cromatic este folosit i pentru afiarea imaginii n culori, pe ecran. Morfismul este un efect de modificare a imaginilor fixe, constnd transformri animate i repetate, insesizabile ochiului, i realizand combinarea ntre dou imagini, una de nceput i alta final, astfel nct una din ele va apare ca "dizolvat" n cealalt. Reprezentarea imaginii sub form de matrice are numeroase dezavantaje, datorit pstrrii tuturor punctelor imaginii. Orice metod de compresie a acestui tip de imagine duce la o degradare a acesteia proporional cu rata de compresie. Cu toate acestea, exist numeroase formate de fiiere care pstreaza imaginea sub forma unei matrici de puncte. Formatul PCX (PC PaintBrush File Format) este un format recunoscut pe platforma Windows - PaintBrush. El poate trata imaginea codificat pe 8 bii (256 de culori), de dimensiune maxim 64000 * 64000 pixeli, stocarea ei fcndu-se pe linii i pe planuri. Se parcurg toate planurile unei linii, apoi se trece la planurile celei de-a doua linii pn cnd sunt parcurse toate. Algoritmul de compresie utilizat de acest format este RLE (Run Lenght Encoding) pentru eliminarea informaiei redundante. Formatul TIFF (Tag Image File Format) este foarte cunoscut pentru stocarea i transferul imaginilor scanate. Datorit lui s-a rspndit foarte mult imaginea matriceal. Acest format este foarte puternic n ceea ce privete codificarea imaginilor i folosete mai muli 10

algoritmi de compresie: RLE, LZW (Lempel-Ziv-Welch) sau JPEG. Majoritatea programelor pot gestiona acest tip de format de fiier. Formatul TIFF deine i avantajul de a fi recunoscut pe toate tipurile de platforme, ceea ce face posibil transferul de la una la alta, fr dificulti. Formatul BMP (Microsoft Windows Bitmap) este formatul tradiional care stochez imaginea bitmap, definit de Microsoft pentru interfaa sa grafic. Imaginea stocat poate fi comprimat sau nu RLE, poate fi monocrom sau n culori pe 24 sau 32 de bii. Acest format este recunoscut i n mediul OS/2. Formatul ICO (Icon Resource File) este un format bitmap, pentru imagini de dimensiune mic i este folosit de Windows pentru reprezentarea icon-urilor program. Acest tip de fiier accept definiia unei imagini n numeroase rezoluii i n culori diferite. Formatul JPEG (Joint Photographics Experts Group) este un format pentru imaginile bitmap, comprimate conform standardului JPEG. Avantajul su const n aceea c deine rate de compresie JPEG diferite, definite chiar de utilizator, n funcie de spaiul pe hard disc sau n funcie de calitatea imaginii ce se dorete a fi obinut. Aceste rate de compresie pot fi foarte mari fr a pierde din calitatea imaginii. Formatul JPEG s-a dorit a fi n acelai timp un standard al unui tip de compresie i a unui format de fiier. Formatul GIF (Graphics Interchange Format) este un format foarte rspndit i este folosit pentru transferul de imagini bitmap, de maxim 64K x 64K, ntre noduri situate la distan, datorit ratelor mari de compresie pe care le accept. Acest format a fost dezvoltat de CompuServe pentru a facilita tranzitul imaginea este analizat linie cu linie. PNG (Portable Network Graphics), format bitmap construit ca o mbunatatire a formatului GIF n sensul ca permite transparenta si are o rata de compresie mai buna dect a formatului GIF; Formatul DIB (Device Independent Bitmap) este un format de tip bitmap al unui fiier imagine, frecvent ntlnit n enciclopediile tematice multimedia. Poate exista ca format de sine stttor sau poate fi ascuns ntr-un fiier de format RIFF (Resource Interchange File Format). Pentru aplicaiile sub Windows este preferat acest format. Fiierul PJFF DIB mai este recunoscut i dup extensia RDI. Imaginea vectorial Imaginea vectorial este construit din elemente geometrice (linii, curbe, poligoane, elipse etc.) care definesc obiectele grafice numite i vectori. Astfel de imagini sunt stocate 11 informaiilor grafice n domeniul telecomunicaiilor. El permite o rat avantajoas de comprimare prin metoda LZW, iar

prin descrierea lor, prin prisma elementelor geometrice ce le compun. Din acest motiv ele ocup mai puin spaiu de memorie n comparaie cu imaginile bitmap dar devin semnificative cnd imaginea abund de elemente grafice. Editarea imaginilor vectoriale se face la nivelul obiectelor grafice ce compun imaginea. Imaginile vectoriale sunt independente de scala de vizualizare, n sensul c, aplicnd zoom pe imagine, aceasta nu se distorsioneaz deoarece ea se retraseaz la o scal mai mare sau mai mic. Aceste tipuri de imagini sunt mai puin utilizate n practic deoarece au ca principal neajuns faptul c nu pot reda fidel realitatea deoarece nu tot ce exist n lumea nconjurtoare se poate reprezenta prin elemente geometrice. O teorie bine cunoscut care are ca scop reprezentarea elementelor din realitate prin imagini vectoriale este teoria Fractal (Fractalii). Prin fractal se nelege o figur geometric fragmentat care poate fi divizat n pri astfel nct fiecare parte s fie o aproximare a ntregului. Aceast definiie descrie i modul recurent n care fractalii sunt generai. In figura 2.1 este prezentat un fractal din natur i anume frunza de ferig. Cele mai cunoscute formate vectoriale sunt: DXF (Drawing Exchange Format) este formatul vectorial lansat de firma Autodesk pentru produsul software de instruire asistat de calculator AutoCAD; EPS (Encapsulated Post Script) este formatul firmei Adobe pentru imagini vectoriale i se bazeaz pe un limbaj de descriere numit Post Script; SHP (Shapefile) este formatul firmei ESRI pentru descrierea datelor spaiale de tip: punct, polilinie i poligon, utilizat la reprezentarea acestora n sisteme informatice geografice (GIS).

Figura 2.1 Fractal ferig

Indiferent de formatul de reprezentare al imaginii, pe monitorul calculatorului ea este afiat punct cu punct (pixel cu pixel). 12

2.2. Animaia

Pentru prima dat dinamismul la nivel vizual a fost redat prin intermediul sistemelor de calcul sub form de animaie. Dezvoltarea tehnologica este factorul cel mai important care a permis utilizarea componentei video la scara larga. Aceasta componeneta este cel mai spectaculos element al tipului media. Att animaia ct i video digital, creaz impresia de micare printr-o succesiune de imagini fixe derulate la o anumit vitez. Aceast vitez trebuie s fie suficient de mare atunci cnd micarea este realizat pe ecranul calculatorului. Exploatnd un fenomen biologic cunoscut sub denumirea de "persistena viziunii", prin care un obiect vzut de ochiul uman rmne lipit pe retin pentru nc un timp scurt dup vizualizarea sa, se permite ca o serie de imagini care se modific foarte uor, dar foarte rapid, una dupa alta, s par legate ntr-o iluzie vizual a micrii. Viteza cu care fiecare cadru este nlocuit cu urmtorul este ceea care creaz senzaia de micare. Acesta ar fi principiul animaiei, care const n modificarea rapid a imaginii vizualizate, adic modificarea rapid a locului unui obiect sau a formei i dimensiunilor sale. Stocarea numeric a acestei micri impune reinerea elementelor independente ce compun micarea, n conformitate cu un parametru fixat, timpul. n mod obinuit, elementele variabile se stocheaz mpreun cu parametrii lor temporali, folosind formate independente, construcia ansamblului pornind de la formatele grafice fixe. Se poate aprecia c tehnicile de animaie au fost prima surs a aciunii dinamice n prezentrile multimedia. ncercnd s copieze ct mai bine lumea real, calculatorul poate reda animaia folosind conceptele procedurale i logice folosite n animaia pe celuloid. Aceasta este tehnica de animaie care folosete n redarea micrii, cadrele cheie. Cadre cheie sunt considerate numai cadrul cu care se ncepe aciunea i cadrul cu care se ncheie aceasta. Micarea este sugerat n fapt, prin procesul de tweening, adic de seria celorlalte cadre, care se deruleaz ntre aceste dou cadre cheie. In plus, animarea unei aciuni cere calcularea numrului de cadre intermediare, precum i stabilirea cii pe care o urmeaz aciunea. Viteza de deplasare a unui obiect pe ecran este influenat de dimensiunea acestuia, n sensul c un obiect de dimensiune mic las impresia unei micrii mai rapide, datorit consumului mai mic de resurse (memorie citit i scris, timp de transfer, volum de date transferate). n schimb, obiectele de dimensiuni mari nu pot fi animate cu viteze mari datorit consumului mare de timp, astfel nct pentru o vitez apropiat de micarea real se prefer un numr mai mic de pai intermediari. 13

O alt tehnic prin care se poate reda micarea cu ajutorul calculatorului, este legat de procesul de inking. Furnizarea unui traseu de animaie se bazeaz pe metode de calcul a valorilor pixelilor RGB, pe metode de determinare a limitelor obiectelor dintr-o scen i de combinare a culorilor lor, astfel nct s se produc anumite efecte speciale, vizuale i de translaie. Aceast tehnic obine micarea ca urmare a realizrii acestor efecte speciale. Cele mai multe dintre software-urile authoring furnizeaz unelte specifice pentru crearea animaiei prin diferite tehnici, direct n proiectul n lucru. Aceste tehnici sunt n general orientate asupra cadrelor sau asupra obiectelor din cadre. Folosindu-se de aceste mijloace, se poate crea animarea unui text sau a unei imagini fixe, mai ales folosite n prezentrile multimedia. n fapt, elementele multimedia se pun ntr-o anumit secven prin cadrele n micare. Elementele de la care se pornete n crearea animaiei pot fi de asemenea i fiiere importate, asupra lor putndu-se apoi aplica efecte speciale sau diferii algoritmi. Ca o concluzie pentru realizarea acestui element al multimediei, putem enumera cteva dintre caracteristicile sale: - secvenierea i trasarea cadrelor intermediare, care redau senzaia de micare; - modificarea formei sau dimensiunilor obiectelor, care redau micarea; - estomparea efectului de anti-aliasing, tiind c se pornete n general de la un element format din puncte imagine; - crearea de efecte speciale, vizuale i de translaie; - modificarea scrii de afiare a obiectelor n cadre; - modificarea poziiei obiectelor, deplasarea acestora pe direcii i trasee stabilite. Imaginea animat este recunoscut n aplicaii sub diferite formate de fiiere. Cele mai cunoscute formate de fiiere ce conin animaie bitmap sunt GIF, FLI i FLC (Animation Flic). Un alt format pentru stocarea imaginii animate sau pentru video comprimat, este RLE. Acest format este utilizat i recunoscut de numeroase editoare grafice, furnizate mai ales mpreun cu Video for Windows.

2.3. Compresia imaginilor Aceasta latura se refera la reducerea volumului de date pentru stocare i transfer si se datoreaz tehnicilor de comprimare i decomprimare. Compresia se aplic tuturor tipurilor de date: textuale, grafice, vectoriale, imagini bitmap, imagini fixe sau animate i sunet. In conformitate cu specificul fiecrui tip de dat, se aleg algoritmi potrivii, specifici sau normai.

14

1. Algoritmul de codare Huffman const n a cuta informaia redundant i n a o codifica n funcie de frecvena sa de apariie. Astfel, baii sau grupuri de baii care apar mai des se codific pe un numr mai mic de bii, corespondena dintre aceste informaii codificate i codul propriu-zis inndu-se ntr-un tabel de coresponden, tabel care este necesar receptorului pentru a decodifica informaia. Aceast tehnic este folosit nu numai pentru codificarea imaginilor, n special a imaginilor mononcrome, ci i pentru codificarea datelor textuale. Codajul propriu-zis este precedat de o analiz a datelor i de calculul frecvenelor de apariie.

2. Compresia RLE (Run Length Encoding) este destinat compresiei imaginilor si este avantajos n cazul datelor care conin secvene lungi i puine valori diferite. Pentru o imagine n culori codificarea se face prin identificarea unei culori, apoi prin indicarea acesteia i a numrului de pixeli din aceast culoare. Raportul de compresie obinut prin aceast metod variaz de la imagine la imagine, nefiind ns foarte mare. 3. LZW (Lempel, Ziv, Welch) este deja foarte cunoscut i este aplicat prin intermediul utilitarelor ARC, PKZIP sau LHARC, precum i al numeroaselor filtre ce recunosc diferite formate de fiiere. Algoritmul se bazeaz pe o tabel de coresponden ntre date i adresele lor, tabel ce se construiete pe msur ce codificarea avanseaz. La reconstituirea datelor, receptorul procedeaz n mod simetric pentru reconstituirea dicionarului, utiliznd acelai algoritm. Dei se bazeaz tot pe un tabel ca i codajul Huffman, acest codaj nu necesit o analiz n prealabil a datelor de codificat. Pentru a da un randament sporit, metodele se pot combina aplicndu-se mai nti un codaj LZW i apoi unul Huffman.

4. Algoritmul RGB 5-5-5 Acest algoritm este folosit pentru compresia imaginilor. Numele provine de la modul in care se realizeaza compresia. Se reduce numarul de pixeli rezervati pentru fiecare culoare fundamentala din spectrul RGB de la 8 la 5 biti. Implicatiile la nivel de imagine: reduce numarul de nuante. Se observa ca ochiul uman nu percepe deranjant aceste modificari in ceea ce priveste numarul de nuante, deci nu sunt sesizate schimbari majore de calitate.

Cele mai utilizate formate de comprimare sunt: 1. Formatul GIF (Graphics Interchange Format) Formatul suporta pana la 8 biti per pixel folosind o paleta de 256 culori diferite. Culorile sunt alese din spectrul RGB pe 24 biti. Sunt salvate culorile cele mai apropiate de culoarea 15

originala. Pentru imagini mari cu diversitate de nuante se genereaza palete de culori pe cadrane. Acest format suporta animatie bazata pe frame-uri. Limitarea numarului de culori face ca formatul GIF sa fie recomandat in situatiile cand avem imagini simple de gen grafice, logo-uri cu zone intanse de aceasi culoare si nerecomandate in cazul fotografiilor. Imaginile GIF, dupa prelucrare, sunt comprimate apoi folosind algoritmul LZW fara pierdere de informatie.

2. Formatul TIFF (Tagged Image File Format) Acest format foloseste in reprezentare algoritmul LZW. Tiff permite reprezentarea pixelilor (punctelor de culoare) pe 48 de biti, ceea ce inseamna 16 biti pentru fiecare culoare fundamentala din spectrul de culori RGB. Astfel se obtine o reprezentare de o mare acuratete la nivel de culoare. In formatul Tiff se aplica algoritmul LZW construind un dictionar ce contine initial 256 de culori de baza, urmand ca prin parcurgerea imaginii sa adauge la dictionar noi simboluri care rezulta din pixeli de culori diferite si combinat cu secvente de pixeli care se repeta in cadrul imaginii. Dictionarul permite maxim 4096 de intrari (simboluri). Formatul Tiff a devenit container. Astfel in acest format pot fi stocate imagini comprimate jpeg cat si alte imagini vectoriale.

3. JPEG (Joint Photographic Experts Group) Acest algoritm a fost creat la iniiativa ISO a CCITT. Acest standard se ncadreaz n clasa metodelor de comprimare cu pierdere de informatie i utilizeaz algoritmi hibrizi, bazai pe transformarea cosinus discret i pe codajul Huffman. Principiul sub care funcioneaz JPEG este stabilirea de relaii ntre pixelii unei imagini i codificarea lor, iar prin aplicarea sa se poate obine o imagine comprimat ntr-un raport de 75:1, fr o degradare vizibil a calitii acesteia. Structura standardului a fost finalizat n 1989 i poart n clar denumirea de "compresie numeric a imaginilor fixe de natur fotografic". Realizarea normei JPEG este condiionat de existena a trei elemente necesare: - un codor, care primete datele numerice ale imaginii surs i genereaz, conform unui ansamblu de proceduri, datele imaginii comprimate; - un decodor, care transform datele imagine comprimat n datele imaginii reconstruite, folosind un ansamblu de proceduri; - un format de transfer, care prezint datele imagine comprimat, precum i specificaiile obinute din procesul de codaj.

16

Reducerea cantitii de date se bazeaz pe eliminarea acelor aspecte din imagine care nu afecteaz perceperea vizual a acesteia. n acest sens, imaginea RGB este codificat ntr-un semnal ce ine de chrominan i luminan. Apoi, ea este descompus n blocuri de cte 8x8 pixeli, 64 pixeli, crora li se aplic algoritmul transformatei cosinus discret, DCT. mprirea imaginii n blocuri cu aceast dimensiune este datorat codificrii pe cte 8 bii a fiecrei componente a semnalului imagine: luminan i chrominan. Datorit funciilor matematice se trece astfel de la o reprezentare spaial a celor 64 de informaii distincte la o reprezentare secvenial, cu o component continu. JPEG poate funciona corespunztor n patru moduri, determinate de procesele de codaj al imaginii: - codaj bazat pe transformarea cosinus discret secvenial, n care blocurile de pixeli sunt codificate unul dup altul, de la stnga la dreapta i rnd de blocuri dup rnd de blocuri; este i cel mai simplu. Acest mod de codificare are ca rezultat construirea definitiv i pe poriuni, de sus n jos, a imaginii finale. - codaj bazat pe transformarea cosinus discret progresiv, n care blocurile de informaie, care sunt supuse codificrii, sunt tratate n mod egal, n aceeai ordine, dar prin mai multe baleieri ale imaginii. Imaginei rezultat din acest tip de codaj se construiete prin adugarea de noi detalii de culoare, cu fiecare nou bloc codificat, pn cnd se obine imaginea final. - codaj progresiv fr pierdere, n care se face o predicie a unei valori pornind de la alte trei eantioane vecine. Diferena acestei valori estimate fa de valoarea sa efectiv face obiectul unui codaj de tip Huffman. Acest codaj nu mai are n vedere transformri de tip DCT, iar aplicarea lui se folosete n special pentru imaginile de calitate fotografic, cum ar fi de exemplu imaginile Photo-CD. - codaj progresiv ierarhic, n care imaginea este codificat ca ntr-o urzeal, fr a fi supus transformrilor DCT. Se pornete cu o linie de urzeal de referin, dup care se face o predicie asupra liniilor de urzeal urmtoare. Diferena constatat ntre urzelile surs i urzelile reconstruite se codific printr-un algoritm de tip diferenial. Rata de comprimare obinut n fiecare din aceste moduri depinde de caracteristicile imaginii tratate. Astfel pentru aceeai imagine se pot obine patru rate de compresie JPEG, dup modul n care a fost codificat imaginea. De exemplu, pentru o imagine surs reprezentat 16 bii / pixel, raportul rat de compresie JPEG - calitatea imaginii obinute se prezint n felul urmtor: - la o reducere de 0,08 bii / pixel, adic la o rat de 200:1, se permite obinerea unei imagini cu forme identificabile, 17

- la o reducere de 0,25 bii / pixel, adic o rat de compresie de 60:1, se obine o imagine de calitate medie, - la o reducere 0,75 bii / pixel, adic o rat de 20:1, imaginea este de calitate excelent; - la o reducere 2,25 bii / pixel, adic o rat de 7:1, imaginea este aproape identic, din punct de vedere vizual, cu imaginea iniial. Norma JPEG i-a gsit deja aplicarea, folosindu-se pentru stocarea pe suporii optici CD-I i pentru DVI.

4. MJPEG (Motion JPEG) Principiul M-JPEG const n comprimarea individual a imaginilor succesive captate n timp real, una cte una, linie dup linie, dup algoritmul JPEG i nu integreaz tehnici de codificare a prediciei i de interpolare interlinii imagine, ca la MPEG. Printre avantajele acestui standard se pot enumera: - obinerea imaginilor de calitate foarte bun; - imaginile de comprimat pot avea rezoluii foarte mari, depind chiar 1000x1000 pixeli; - datorit codificrii fiecrei imagini n parte, exist posibilitatea de a ajunge la o imagine i prin acces aleator. Algoritmul aplicat de M-JPEG ajunge la o rat de compresie de aproximativ 24:1 pentru o bun calitate a imaginii, el furniznd un raport de compresie cuprins ntre 15:1 i 80:1. Pe de alt parte, M-JPEG ofer rate sczute de comprimare n comparaie cu alte metode, fiierele de date rmnnd la o dimensiune destul de mare. Din aceste considerente, el este puin utilizat pentru CD-ROM sau pentru reeaua video.

18

3. SUNETSUNETUL reprezinta vibraii mecanice n medii elastice, avnd frecvenele ntre 16 Hz 20000 Hz ZGOMOTELE reprezinta sunete discordante, puternice, neplcute BEEP forma iniial a generatorului de sunet la PC Utilizarea sunetului n aplicaii: Comunicarea ideilor folosind dialoguri informative, naraiuni i prin coninut vocal, mbogirea structurii navigaionale cu efecte de sunet orientate spre interfa precum butoane controlate prin comenzi audio, Muzic de fundal pentru prezentri i aplicaii dedicate entertainment, Obinerea de venituri din vnzarea de muzic online i distribuirea de secvene audio n format digital.

Tehnici de difuzare Webcast, Soundtrack integrat cu alte tipuri multimedia, Comer electronic, Arhive audio la cerere, Suprapunerea vocii peste coninutul multimedia, Interviuri audio. Audio analogPresiune Voltaj

Audio DigitalVoltaj Presiune

3.1. Numerizarea sunetului Sunetul digital se reprezint printr-un flux numeric (valori numerice) care rezult n urma procesului de eantionare i cuantificare a semnalului analog (semnal captat printr-un dispozitiv analog de exemplu microfon). Prin eantionare se nelege procesul de segmentare, cu o perioadicitate fix, a semnalului audio analog i conversia amplitudinii lui n valori numerice (figura 3.1). Aceast reprezentare a sunetului digital se numete PCM (PulseCode Modulation). 19

Figura 3.1 Eantionarea semnalului audio

Valorile astfel obinute se pot cuantifica pe un numr diferit de bii (8, 16, 32 etc.) depinznd de capabilitile plcii de sunet. La digitizarea semnalului audio, editoarele de sunet furnizeaz utilizatorilor posibilitatea de a stabili valorile parametrilor de numerizare dup cum se observ n figura 3.2. Din figura 3.2 se poate observa c s-a optat pentru o frecven de eantionare de 11025 Hz (aproximativ 11 kHz), valorile se reprezint pe 2 baii i sunetul se memoreaz pe un singur canal (mono). Prin procesul de eantionare i cuantificare se urmrete s se pstreze o minim informaie cu ajutorul creia s se recompun forma iniial a semnalului audio (analog) pentru c la redare, sunetul este transformat din nou n format analog.

Figura 3.2 Stabilirea parametrilor pentru digitizare Calitatea sunetului obinut prin procesul de digitizare depinde de valorile parametrilor. Astfel, cu ct frecvena de eantionare este mai mare cu att crete calitatea semnalului audio pentru c aproximeaz mai fidel forma iniial a semnalului ns, dezavantajul const n creterea numrului de valori ce trebuie stocate. In literatura de specialitate se recomand a se utiliza anumite frecvene de eantionare n funcie de tipul de semnal audio: - 8 kHz pentru semnal telefonic; - 11 kHz pentru semnal AM (Amplitude Modulation) Radio; - 22 kHz pentru semnal FM (Frequency Modulation) Radio; - 44 kHz pentru a obine sunet de calitate CD audio. In general, valoarea ratei de eantionare trebuie s fie egal cu dublul celei mai mari frecvene a semnalului audio care urmeaz a fi numerizat. Astfel, un sunet avnd frecvena de 8000 Hz trebuie s fie eantionat la o frecven de cel puin 16000 Hz adic s se obin 16000 de eantioane pe secund. Raportul dintre frecvena sunetului i frecvena de eantionare a fost stabilit prin teorema lui Nyquist. 20

Un alt parametru care influieneaz calitatea semnalului audio este numrul de bii pe care se reprezint valorile preluate din eantionare. Prin intermediul acestor valori se cuantific amplitudinea sunetului adic diferena dintre sunetul avnd intensitatea cea mai mare i cel cu intensitatea cea mai mic. Spre exemplu dac se utilizeaz 8 bii pentru cuantificarea valorilor atunci se pot reprezenta 256 niveluri distincte ale amplitudinii semnalului. In caz c se reprezint valorile pe 16 bii atunci se poate cuantifica amplitudinea sunetului prin 65536 niveluri distincte. In plan fonic amplitudinea se exprim prin dB (decibeli) iar corespondena ntre numrul de bii i numrul de dB este prezentat n tabelul 3.1. Numr bii 8 16 Valori distincte 256 65536 Intensitatea sunetului (dB) 48 96

Tabelul 3.1 Corespondena numr bii dB

Redarea audio digital Este realizeata reconstrucia semnalului audio analog prin folosirea unui convertor digital-toanalog. Semnalul n trepte obinut este trecut printr-un filtru de nivel sczut, pentru reconstituirea semnalului original.

Figura 3.3. reconstructia semnalului audio analog. 3.2. Formate AUDIO Fluxul numeric obinut prin procesul de eantionare i cuantificare trebuie stocat conform unui format audio. Cele mai cunoscute i utilizate formate audio sunt: - WAVE formatul standard de fiier audio pentru Microsoft i IBM; conine sunet n reprezentare PCM necomprimat; - AIFF (Audio Interchange File Format) formatul standard pentru audio digital utilizat pe platforma Apple Macintosh, exist i n variant necomprimat ct i comprimat; - AU (AUdio) este formatul standard al firmei Sun Microsystems, introdus iniial pentru telefonie digital; - VOC (VOiCe) este formatul pentru sunet digital lansat de firma Creative Voice n mod deosebit pentru plcile de sunet produse de aceast firm; formatul a fost

21

-

limitat i dezvoltat n funcie de capabilitile placilor de sunet produse de aceast firm; MPEG (Moving Picture Experts Group) Audio care s-a impus ca format standard n ceea ce privete sunetul digital comprimat este parte a standardului MPEG de codificare a semnalului audio-video; cea mai cunoscut variant a lui este MP3.

3.3. Sunetul MIDI MIDI (Musical Instrument Digital Interface) este un protocol ce permite calculatorului s conecteze i s comunice cu instrumente muzicale electrice (exemplu: sintetizator) i cu alte periferice muzicale. Spre deosebire de sunetul digital propriu-zis, sunetul MIDI se reprezint sub forma unei descrieri muzicale. Protocolul conine comenzi, secvenializate n timp, ce indic placii de sunet nota pe care s o reproduc, prin prisma crui instrument, canalul n care va fi difuzat, durata de emitere a ei i volumul. Norma MIDI a evoluat n decursul timpului n prezent se lucreaz cu norma GENERAL MIDI care este capabil de a sintetiza sunete produse de maxim 128 de instrumente distincte; fiecare canal de emitere a sunetului (pe un canal se sintetizeaz sunetul unui instrument) este codificat cu numere de la 0-127. Deoarece sunetul MIDI nu este un sunet rezultat n urma unui proces de eantionare i cuantificare, ci apare ca o descriere muzical pe baza unui protocol, fiierele care conin sunet MIDI sunt semnificativ mai mici dect cele care conin sunet digital propriu-zis. Dezavantajul secvenelor audio de tip MIDI const n aceea c, nu orice sunet ntlnit n realitate poate fi sintetizat prin prisma instrumentelor muzicale electrice (de exemplu, sunetele emise de vocea uman). Sunetul MIDI este redat de placa de sunet prin nelegerea protocolului de descriere a secvenei muzicale. Pornind de aici, un alt dezavantaj al acestui tip de sunet se refer la faptul c periferice diferite sintetizeaz diferit sunetele acelorai instrumente muzicale. De aceea este posibil ca pe un calculator care are o placa de sunet diferit de a calculatorului pe care s-a nregistrat secvena, aceeai melodie s se aud n mod diferit. Se poate face o paralel ntre cele dou componente care formeaz tipul media (imaginea i sunetul) n sensul c, aa dup cum avem imaginea reprezentat punct cu punct avem i sunetul digital propriu-zis, n timp ce imaginea descris prin elemente geometrice are corespondent n partea audio, sunetul MIDI. 3.4. Compresia sunetului Algoritmii impusi ca standard (MPEG audio) comprima sunetul pornind de la psihoperceptii (codificarea psihoperceptiilor). Sunt eliminate din coloana sonora sunetele pe care noi nu le percepem. Sunetele pe care le elimina nu le sesizam datorita faptului ca sunt mascate in doua moduri: a) mascarea frecventelor b) mascarea temporala a) mascarea frecventelor In primul rand, din coloana sonora sunt eliminate sunete care au frecventa mai mare de 1618 KHz (limita pana la care noi auzim: 18000 Hz). Mai sunt eliminate sunetele de intensitate scazuta, care apar concomitent cu sunete de intensitate inalta, conditia fiind ca sunetele sa fie in benzi invecinate de frecventa. Cele cu intensitate scazuta sunt mascate de cele cu intensitate inalta.

22

b) mascarea temporala Se elimina sunetele de intensitate mica care urmeaza dupa sunete de intensitate puternica (pe o durata foarte mica). Sunetele de intensitate joasa nu mai pot fi percepute dupa ce am ascultat sunete de intensitate puternica. Cele puternice imprima o vibratie mare a timpanului, care are o inertie ce ramane ceva vreme. Pasii algoritmului de compresie: 1) Trecerea semnalului sonor printr-un banc de filtre. In paralel, se aleg si valorile de referinta pentru fiecare banda de semnal in parte. 2) Stabilirea numarului de biti disponibilizat, folosind un cuantificator de tip bit per zgomot mp3: compresia, in plus, elimina zgomotul (sesizeaza valorile de referinta si tot ceea ce iese in afara valorilor este eliminat, pentru a ajunge la o sinusoida regulata) (aplatizarea neregularitatilor in cadrul fluxului audio). 3) Preluarea valorilor obtinute si constituirea unui flux unic de biti.

23

4. VIDEO4.1. Tipuri de semnal i comparaii ntre tehnica analogic i digital Odat cu apariia cinematografiei oamenii au fost fascinai de imaginile n micare. Video-ul reprezint elementul cel mai spectaculos al multimediei, prin care calculatorul se apropie de lumea real, dar care impune caliti i performane deosebite ale mainii. Spre exemplu, pentru o secven video care deine cadre de dimensiune 720*486 pixeli i se deruleaz cu o rat de transfer de 30 cadre pe secund este nevoie s se proceseze 21 MB pe secund, pentru ca produsul video s se ncadreze n timp real. O posibil surs de obinere a secvenelor video ntr-o prezentare sau o producie multimedia poate fi imaginea de televiziune. Folosirea acesteia ridic ns anumite probleme. n cazul televiziunii, imaginile video sunt reprezentate n form analogic reglementat prin standarde internaionale pentru difuzare i afiare, pe cnd video-ul pe calculator se bazeaz pe tehnologia digital. Cu toate c cele dou tehnologii pe care se bazeaz video se combin n televiziunea digital de nalt definiie HDTV - High Definition Television, ele coexist deocamdat n mod separat. Aceast legtur dintre calculator i video a nceput mai demult, atunci cnd sistemele de calcul au fost folosite pentru controlul imaginilor video analogice, stocate pe benzi i care apoi erau afiate pe ecranul televizorului. Apoi diferenele dintre imaginea video pe calculator i imaginea video analog au nceput treptat s se atenueze printr-o numerizare de calitate. Nu a fost nevoie dect de o component hardware specializat, o plac overlay de numerizare, pentru ca imaginile video de televiziune preluate sub form analog s fie transformate n informaii digitizate, apoi mixate cu informaiile digitale ale calculatorului i vizualizate pe monitorul acestuia. Datorit sprijinului dat de hardware, imaginile video digitizate pot fi afiate full-screen, full-motion, full-color i n plus, de o bun calitate; pot fi captate cadre video analogice, care apoi pot fi salvate ca imagini fixe digitizate, dar exist i posibilitatea ca achiziia i stocarea video s se fac n ntregime sub form digital. Pentru a realiza o producie multimedia este necesar deci s nelegem aceste dou tehnologii, n special pentru c procesele de transformare a unui tip de semnal n cellalt presupun performane deosebite ale calculatorului de procesare, algoritmi eficieni de comprimare i un spaiu de stocare considerabil, cerine care sunt nc departe de un nivel satisfctor. Avnd n vedere aceste considerente, putem spune c produciile multimedia se vor "liberaliza" abia atunci cnd captarea i nregistrarea video vor deveni n totalitate procese digitale. Semnalele audio i video de televiziune se regsesc n form analogic, n timp ce pe calculator aceste informaii sunt percepute n form digital. Pentru a reuni aceste dou lumi distincte, sistemele multimedia actuale manevreaz informaiile att n form analogic, ct i n form digital. Astfel pentru a putea fi nelese de ctre calculator, semnalele video i audio captate sub form analog trebuie s fie convertite n semnale digitale; de asemenea pentru a reda o aplicaie, pentru a o pune pe o caset video sau pe un alt suport de stocare analog este necesar retransformarea semnalului n form analogic.

24

Reprezentarea digital a imaginilor n micare i a sunetelor asociate lor are numeroase avantaje. Astfel putem meniona nalta fidelitate a acestora i posibilitile deosebite de prelucrare i editare a lor. Tehnologia digital a semnalului video se bazeaz pe principiul eliminrii zgomotelor, care devin n acest caz insesizabile n raport cu semnalul util. ns cea mai mare parte a surselor video furnizeaz nc semnalul n form analog. Conversia dintre video analog i video digital prezint un numr de dificulti tehnice, generate n principal de diferenele dintre cele dou sisteme. Acestea se refer la existena unor standardele diferite, uneori incompatibile, care au fost dezvoltate de diferitele industrii implicate. O alt diferen de semnalat este modul de afiare i de redare a culorilor pe monitorul televizorului i pe monitoarele calculatoarelor. Dup cum se tie, majoritatea ecranelor calculatoarelor i cteva sisteme video utilizeaz un semnal video alctuit din trei culori de baz - rou, verde, albastru (RGB), care sunt controlabile individual, iar banda TV i majoritatea sistemelor video utilizeaz un semnal compus, n care luminozitatea (strlucirea) i chrominana (culoarea), mpreun cu informaiile de sincronizare sunt combinate ntr-un singur semnal. Pentru orice proiect multimedia trebuie s se tie nc de la nceput tipul de monitor pe care se va derula filmul video. Trecerea unei imagini n micare color de pe un tip de monitor pe altul poate duce la deformarea culorilor i la apariia acestora cu umbre de rou. Acestea se pot corecta folosind filtre corespunztoare. Dac aceste filtre, necesare i n tehnologia analogic, erau iniial foarte scumpe i uneori dificil de realizat fizic, acum ele pot fi implementate cu o relativ uurin, att hardware, ct i software. Afiarea semnalului perceput de ctre cele dou sisteme se face diferit i din punctul de vedere al modului de baleiaj al ecranului. Pentru a reda imaginile de pe benzile video n tehnologia analogic, ecranul este ntreesut, n sensul c dou seturi de linii alternate formeaz banda. Liniile cu numr de ordine par sunt trasate n primul pas, iar cele cu numr impar n pasul al doilea, intercalndu-se. Din acest motiv, acest baleiaj se mai numete i baleiaj ntreesut 2/1. Acest mod permite ca o imagine video s fie difuzat la o rat redus a cadrelor, sub 25-30 fps (frame per secund), fr o plpire sesizabil ochiului. Pe ecranele calculatoarelor ns, liniile video sunt prezentate secvenial, una dup cealalt. Acest tip de baleiaj este cunoscut sub numele de baleiaj progresiv. n compensaie cu modul de baleiaj, rata cadrelor n tehnologia digital este mai rapid, de exemplu 66.7 fps pentru monitorul calculatorului Macintosh. Astfel, modul de baleiaj progresiv presupune ca imaginea s apar de la nceput n ntregime, dar din ce n ce mai clar, pn la forma ei final, pe cnd modul de baleiaj secvenial presupune ca imaginea s apar linie dup linie, de claritate maxim, dar abia n final complet. Legat de modul de baleiaj este i spectrul de frecven al unui semnal video, care se refer la cantitatea de informaie existent, adic la numrul de cadre i de linii cadru. O diferen uor de constatat ntre cele dou sisteme este rezoluia ecranului. Astfel rezoluia video difer pentru sistemul analog n funcie de standardul TV: 625 linii n cazul standardului NTSC, respectiv 525 linii pentru standardele PAL i SECAM. Pentru ecranul calculatorului scanarea se face, de obicei, la numai 480 de linii, pentru aceeai dimensiune a acestuia, n mod progresiv, iar rezoluia lui este limitat n mod obinuit la rezoluia unui monitor VGA, de 640*480 pixeli, cu o palet de 256 culori.

25

4.2. Conversia video analog - video digital Pornind de la diferenele amintite mai nainte, conversia din forma analogic n forma digital a semnalului video este asistat de un decodor, care transform semnalul video compus ntr-un semnal RGB i de un scan convertor, care asigur accelerarea semnalului video ntreesut, pentru ecranul calculatorului. n plus, dac semnalul video digitizat va fi combinat cu grafic pe calculator, va fi necesar i un generator lock (genlock). Procedeul genlock se folosete pentru sincronizarea semnalelor video i VGA, imaginea obinut putnd fi nregistrat fr dificulti pe o band video. Acest sistem face apel la un ceas ce indexeaz fiecare imagine ce poate fi acordat pe semnalul timpilor externi de la a doua surs video. Componenta hardware care realizeaz aceast operaie este o plac, ce poart acelai nume, genlock. Obinerea video-ului numeric presupune digitizarea semnalului video analog, codificat fie pe componente, fie ca semnal compus. Aceast transformare presupune n ambele cazuri procese de eantionare i de cuantificare. Majoritatea mainilor numerice ce trateaz'.video numeric accept formatul de codificare 4-22. El se mai numete i video n componente numerice i se bazeaz pe numerizarea celor trei componente Y, U, V. Semnalele analoge componente se eantioneaz la frecvene specifice fiecruia i cu o cuantificarepe 8 bii, cu posibilitatea de extindere la 10 bii. Pentru numerizarea semnalului Y de luminan, se folosete o frecven de eantionaj de 13.5 Mhz, pentru semnalele de chrominan U i V frecvena fiind de 6.75 MHz. Conform normei CCIR-601, debitul total obinut prin numerizare este de la 216 la 270 Mbii pe secund, n conformitate cu fineea cuantificrii. Astfel o imagine video cu 625 de linii (rezoluie PAL), se memoreaz astfel nct fiecare cadru conine 576 de linii active, fiecare cuprinznd 1440 eantioane (720 pentru Y, 360 pentru U i 360 pentu V, adic 720 de pixeli/linie pentru Y i cte 360 de pixeli/linie pentru componentele de culoare). Debitul obinut n urma operaiei de numerizare este de 166 Mbii/s pentru video brut. Pentru o imagine video cu un baleiaj de 525 de linii (norma NTSC) numrul de linii active de eantionat este de 486, cu acelai numr de eantioane. Se eantioneaz un singur semnal de luminan la fiecare semnal de chrominan, din cele dou. Raportul 4:2:2 este bazat pe faptul c ochiul uman este mult mai sensibil la luminan dect la chrominan, deci semnalul de chrominan se poate codifica cu mai puin precizie dect luminan. Acest format este considerat ca format principal pe care se bazeaz toate echipamentele de producie video numeric i algoritmii de compresie asociai. De la acest format se pornete la determinarea blocurilor de frecven, obinute prin transformarea cosinus discret, n operaia de comprimare. De remarcat c la comprimarea MPEG se folosesc numai 352 pixeli pe linie, n loc de 360 ct se obin prin numerizarea video, pe o component de culoare. Un alt mod de codificare a semnalului video numeric este 4Fsc, sau video numeric compus. Acest format este varianta compus a semnalului video analog i const n numerizarea unui semnal NTSC sau PAL la o frecven egal cu de 4 ori frecvena undei purttoare, cu o cuantificare pe 8 bii.

26

Obinerea unui rezultat bun pentru video numeric este condiionat n principal de urmtorii factori: fluxul de imagini, care poate fi de la 25, la aproape 30 de cadre-pe secund; rezoluia spaial, determinat de modul de baleiaj al liniilor din care se construiete imaginea; rezoluia de chrominan, determinat de numrul de culori folosite simultan i de modul de codificare a lor; calitatea imaginii.

4.3. Accesul direct la secvenele video digital Player-ele video pot ajunge la cadrele video printr-un acces aleator, permind utilizatorului s selecteze ntr-un mod specific o anumit secven video de executat, la un anumit moment. Accesul direct la diferite cadre ale unui film presupune indexarea invariabil n timp, a imaginilor fixe ce compun micarea. Acest lucru se realizeaz cu ajutorul sistemelor de reperaj cunoscute sub denumirea de Time Code i de Frame Code. Sistemul de indexare Time Code Input/Output este o metod comercial, care folosete pentru codificarea semnalului video, timpul. Metoda a fost stabilit de Society of Motion Picture and Televisin Engineers (SMPTE) ca un standard de sincronizare universal, utilizat n editarea video, audio i a filmului. Conform acestei codificri, fiecrui cadru video individual i se asociaz cte un numr unic, ce permite controlul exact al benzii i indexarea secvenelor. Prin aceste numere, platformele industriale de calitate pot adresa fiecare cadru prin codul "timp" i apoi pot s-1 acceseze direct n timpul procesului de editare. Numrul unic al fiecrei imagini se codific ntr-un bloc de 80 de bii, ce reprezint n fapt, momentul captrii sau nregistrrii acesteia. n acest mod, Time Code indic prin codajul BCD (Binary Coded Decimal) ora, minutul, secunda i numrul imaginii. Semnalul este completat cu 16 bii de control i depanare. Cei 96 de bii care formeaz codul se transmit pe durata unei linii video. Deoarece semnalul Time Code este nregistrat pe o pist audio paralel, codul s-a mai numit i Longitudinal Time Code sau LTC. Pentru a extrage i decodifica semnalul Time Code se folosesc un generator i un lector de Time Code, care se regsesc sub forma unor plci integrate sistemului. Acest mod de a ine evidena cadrelor, poate pierde cu uurin sincronismul imagine - numrul unic Time Code, datorit paralelismului semnalului cu banda video, la o simpl defazare a semnalului. Din aceast cauz, semnalul Time Code a fost integrat semnalului video, n partea de sus a benzii i a primit denumirea Vertical Time Code sau VTC. Att semnalul LTC, ct i semnalul VTC folosesc codificarea BCD, pe 96 de bii. Un alt sistem de reperaj i indexare a cadrelor video este Frame Code. Din punctul de vedere al codificrii, el este mult mai simplu i se bazeaz pe numerotarea cresctoare a imaginilor - cadru care compun micarea, ncepnd cu 1, pn la 300000. Acest sistem de codificare este furnizat de Sony i este n principiu acelai cu al video-discului interactiv LaserVision. Funcii multimedia ale produselor software video (Video Machine) Animaia i filmele video digitale sunt considerate secvene de scene grafice bitmap, redate rapid, la o anumit vitez impus. Crearea micrii se poate realiza cu anumite produse software, cu 27

funcii dedicate, ce propun pentru aceasta un mod de lucru orientat pe cadre sau un mod de lucru orientat pe obiecte. Cele dou posibiliti software pentru crearea micrii, n mod obinuit se exclud. Aplicarea tehnologiei QuickTime Macintosh sau a tehnologiei Microsoft Video for Windows, cunoscut i ca AVI sau Audio Video Interleaved, permite lucrul cu video sub diferite unelte i pe platforme variate. Ambele tehnologii propun soluii software, chiar dac uneori sunt sprijinite i de componente hardware, ce permit o modalitate de combinare i sincronizare a datelor audio cu datele video, ntr-un anumit proiect. Ambele tehnologii au ca obiectiv organizarea i ncrcarea acestor date de pe suportul de stocare n memorie, ntr-o manier organizat i buffer-izat. Produsele software video sunt folosite pentru crearea componentelor dinamice, n micare, ale multimediei, beneficiind de cteva caracteristici necesare acestora. Aplicaiile obinute cu aceste produse au avantajul de a putea fi redate i executate att de pe un hard disc, ct i de pe un CD-ROM, chiar dac vitezele de accces la date sunt diferite. Scopul acestor produse este de a asigura un ritm rapid de ncrcare i de acces la secvene. Posibilitile de captare a surselor, ncorporate produselor software determin lrgirea sferei lor de aplicare. Existena unor soluii pentru compresia i decompresia datelor video numerice, indiferent de algoritmii i de metodele folosite, reprezint un avantaj deosebit al produselor. Aceast capacitate este cu att mai apreciat, cu ct modulele de compresie refer posibilitile standardizate, cum ar fi M-JPEG sau MPEG. Redarea proiectelor video, care sunt mari consumatoare de resurse, pe calculatoare cu capaciti de memorie limitate este posibil datorit proceselor de buffer-izare a datelor. Montajul video numeric reprezint varianta cea mai utilizat de editare a datelor video. Editoarele video specializate deja existente, sunt proiectate n jurul celor dou tehnologii audiovideo, specifice platformelor Macintosh i PC. Acestea permit mixarea clipurilor video, nregistrrilor audio cu animaia, cu imaginile fixe sau cu grafice, pentru a crea filme QuickTime sau AVI. De asemenea, datorit acestor tehnologii, programele afieaz timpul de desfurare a proiectului, contorizeaz i indexeaz cadrele componente, ca i nivelele audio. In acest fel, accesul i lucrul pe un anumit cadru este facilitat de funcii din interiorul produsului. Din categoria acestor produse produse face parte i software-ul VideoMachine. Filmul este vzut ca o succesiune de scene numerotate, ceea ce permite o rapid cutare a acestora. Video Machine dispune de o funcie de cutare, care n baza unor criterii variate de cutare permite selectarea clipurilor individuale. Editarea filmului se face cu desfurare pe axa timpului, deci este de tip timeline. Interfaa utilizator a produsului este divizat n zone de lucru, n mod obinuit afiate pe ecran, zona timeline i zona Project Manager. Componenta Project Manager este cea care se ocup de gestionarea obiectelor (clipuri, grafic, efecte speciale, texte) pe axa timpului, n procesul de editare. Ideea folosirii acestui produs este de a prelua materialul filmat de pe casete i de a-1 edita prin metode numerice. Aplicaia rezultat n urma prelucrrii poate fi returnat unui suport oarecare de stocare. O secven video prelucrat cu acest produs poate fi ncorporat unui proiect multimedia datorit unor caracteristici de mare compatibilitate: 28

imaginile pot fi supuse unor reglaje speciale, n ceea ce privete alegerea culorii i luminozitii; sunetul asociat secvenelor n micare poate fi supus decuprii i filtrrii; n plus, produsul dispune de funcii specifice bazelor de date, ceea ce simplific to-urile la editare i la arhivare; Alegerea anumitor cadre se face dup criterii dorite, denumite i condiii de filtrare. Selecia se mai poate face ns i prin cuvintele cheie existente sau alte funcii specifice. Cnd se creeaz cadrele, trebuie s se specifice condiiile care vor fi apoi luate n considerare

pentru funciile de filtrare. Ele pot fi legate prin operatori OR i AND, ceea ce uureaz formularea cererilor compuse. O alt posibilitate de selecie a cadrelor este dup codul determinat pe axa timpului, timecode. Tot dup aceast ax se realizeaz i editarea secvenelor video, afindu-se n mod grafic toate etapele i efectele obinute n urma editrii. O funcie deosebit furnizat de VideoMachine este combinarea graficii cu o secven video. Grafica este accesibil sub forma unui fiier specific, care se poate importa. Video Machine accept un domeniu larg de intrri prin filtrele de import, care asigur conversia formatelor grafice individuale ntr-un format propriu produsului. De asemenea, pentru elementele grafice, produsul deine un editor grafic inclus. Imaginea realizat este afiat n miniatur, ntr-o fereastr pe ecran. Editorul grafic poate nregistra imagini de la o anumit surs specific i le poate converti ntr-un format grafic ce poate fi citit de calculator. n mod obinuit, dac sunt ndeplinite i condiiile hardware, cu produsul Video Machine se pot nregistra imagini de la toate perifericele ce pot fi conectate la intrrile video. Un alt element care se poate combina cu secvenele n micare este sunetul. ntruct i acesta este un mediu dependent de timp, afiarea lui se face pe axa timpului, pe o pist separat de cea a secvenelor video. Aceast reprezentare poate asigura nregistrarea sunetului pentru fiecare imagine n parte i se poate asigura sincronizarea cu acestea. Editarea audio este de asemenea posibil i n mod obinuit este executat dup editarea imaginii. Pentru integrarea textului unei secvene video, exist un modul special proiectat. Cazul cel mai frecvent este inserarea textului pentru titluri i se realizeaz cu un editor de text sau cu o aplicaie grafic. Prelucrarea titlului este condiionat de modul n care acesta va apare pe ecran, precum i de dimensiunea imaginii video cu care se combin. Se poate lucra att cu titluri statice, ct i cu elemente text animate. n legtur cu background-ul imaginilor n micare, culoarea aleas pentru text trebuie s evite obinerea efectelor de transparen sau acoperire a acestuia. Editarea grafic direct, pe axa timpului, are numeroase avantaje determinate de controlul uor al cadrelor i al obiectelor i de posibilitatea folosirii elementelor de interfa grafic. Un alt avantaj apreciat pentru multimedia, este posibilitatea acestui produs de a accesa instantaneu o surs. Astfel se pot capta anumite cadre video, care apoi pot fi utilizate drept clipuri grafice. Sursa de captare poate fi o camer video sau imaginea de la televizor, dup care imaginea este convertit i salvat ntr-un fiier de format grafic. Acest fiier poate fi utilizat n orice alt aplicaie, care l poate importa. Efectele speciale aplicate asupra imaginii din Video Machine sunt efecte video digitale. Acestea se datoreaz unui editor special, inclus, denumit editorul DVE (Digital Video Effect). El 29

poate genera propriile efecte sau le manipuleaz pe cele deja existente, pentru eventuale modificri. Deoarece imaginea este tratat n form digital se pot genera efecte speciale prin manipularea geometriei i culorii informaiei. Astfel de efecte pot fi: nclinarea (o nou imagine se pune peste original pe o anumit direcie specificat), zoom-ul (modificarea dimensiunii imaginii), rotaia (coninutul imaginii se deplaseaz n jurul unei axe imaginare, care poate trece prin ecran; se admite numai rotaia dup o ax orizontal), cortina (o imagine este pus ca o cortin vertical sau orizontal peste o alta care se acoper, total sau parial), nghearea imaginii la intervale de timp fixate, efectul mozaic (imaginea este mprit n ptrate de diferite dimensiuni, al cror coninut a fost redus i eventual colorat; acest efect se folosete la emisiunile TV pentru a ascunde identitatea anumitor persoane), negativul, solarizarea (rsturnarea valorilor tonale prin supraexpunerea zonelor de lumin, determinnd apariia lor n negru), XY-List (d o anumit traiectorie specific zooOT-urilor i efectelor, crend impresia de zbor).

4.4. Compresia video Compresia imaginilor, ca i cea a sunetelor este posibil datorit existenei unei redundane sau prin specularea unei repetabiliti. Algoritmii de compresie asigur eliminarea acestei redundane, reinnd numai informaiile absolut necesare pentru reconstituirea imaginii sau sunetului. Din punct de vedere al decompresiei, se constat o relaie de invers proporionalitate ntre factorul de compresie obinut i calitatea imaginilor (respectiv a sunetului). Datorit complexitii lor ridicate, compresia i decompresia imaginilor sunt operaii extrem de costisitoare n ce privete resursele de calcul necesare. Din acest motiv, ntre reducerea fluxului de date i calitatea imaginilor se fac deseori compromisuri. Micorarea debitului informaional precum i a volumului de stocare se poate face att cu pierdere de informaie, ct i fr pierdere de informaie. In general, pentru compresia datelor ne intereseaz o soluie fr pierdere de informaii, ceea ce garanteaz reproducerea calitii imaginii originale, n schimb rata de compresie este n acest caz destul de sczut. Pentru audio i video, o compresie cu pierdere de informaii (lossy compression) este ns de cele mai multe ori acceptabil, deoarece ochiul i urechea uman filtrnd o bun parte a informaiei primite, transmite creierului numai trsturile eseniale. O compresie cu pierdere de informaie neesenial este deci "transparent" ochiului i urechii, astfel nct diferena dintre informaia original i informaia prelucrat este uneori insesizabil. Ea sacrific precizia n favoarea obinerii unui fiier mult mai redus. ntruct pentru video se nregistreaz o redundan mare, att spaial, adic a detaliilor de coninut a cadrelor, ct i temporal, adic a diferenelor constatate ntre cadrele succesive, transparena nu se pierde la o compresie chiar de 20 de ori, dei de multe ori este posibil o compresie mult mai mare. Redundana spaial este exploatat de tehnicile de compresie intra-cadre, care trateaz imaginile una dup alta, n mod individual. Acestea se bazeaz fie pe eliminarea detaliilor nesemnificative, fie pe codificarea culorilor pe mai puini bii sau pe considerarea culorilor vecine ca fiind identice. n schimb, la

30

compresia bazat pe redundan temporal, inter-cadre, sunt luate n considerare numai aspectele care in de diferenele semnalate ntr-o imagine n raport cu precedenta. Algoritmii de compresie video real-time cunoscui sunt: JPEG, MPEG, P*64, DVI, M-JPEG; ei se bazeaz pe cele dou tipuri de redundan i sunt disponibili pentru a comprima informaia video digital, cu rate cuprinse de la 50:1 pn la 200:1. Dintre acetia MPEG s-a impus ca norm oficial de compresie a imaginilor video. El poart numele grupului de lucru desemnat n 1988 s dezvolte standarde pentru reprezentarea codificat a imaginii n micare, a sunetului asociat i a combinaiei lor. Acest grup numit MPEG (Motion Picture Experts Group) lucreaz sub coordonarea ISO (International Standards Organization) i a IEC (International Electro-Technical Commission). MPEG definete tehnicile standard pentru compresia i decompresia semnalelor video i audio i furnizeaz informaii suplimentare pentru sincronizarea semnalelor. Pentru a face fa nevoilor crescnde de standarde pentru multimedia, grupul MPEG i-a orientat lucrrile pe mai multe direcii, existnd deja numeroase specificaii ale acestuia: - MPEG1 - "Coding for Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media at up to about 1,5 Mbps". Este un standard internaional (IS-1172 / octombrie 1992) ce privete numerizarea video cu sunet sincron, pentru aplicaii pe CD-ROM, cu debite de pn la 1,5 Mbits/s. - MPEG2 - "Generic Coding of Moving P(ictures and Associated Audio". Similar MPEG1, acest standard internaional (IS-13818 / noiembrie 1994) include extensii, ce pot acoperi cerinele unei game largi de aplicaii video numerizat, de nalt calitate, pentru publicul larg: bnci de imagini, enciclopedii multimedia, etc. MPEG2 cere pentru video numerizat, de calitatea emisiunii TV, un debit cuprins ntre 4 i 9 Mbits/s. n plus, MPEG2 s-a dovedit eficient i pentru TV de nalt definiie i s-a dezvoltat n ideea de a suporta formate de afiaj progresiv i intercalat. Ulterior, MPEG2 a evoluat pentru a suporta i transmisii video, la o rat de transfer de 2-15 Mbits/s prin cablu, prin satelit sau prin alte canale de comunicaie. n forma omologat la mijlocul anului 1994, standardul MPEG2 este definit ca un standard destinat televiziunii, n principal prin satelit, pentru imagini de 724*480 pixeli (NTSC) i de 720*576 pixeli (PAL) la debite de transfer mergnd pn la 40 Mbits/s. MPEG1 i MPEG2 au o structur constituit din 4 pri principale, ce se refer una la ntregul sistem, prin descrierea sincronizrii i multiplexrii semnalelor video i audio, una la componenta video, cuprinznd compresia semnalelor video, una la componenta audio, insistnd pe compresia semnalelor audio i o alta privind testele de conformitate a operaiilor, descriind procedurile pentru determinarea caracteristicilor fluxurilor de date i a procesului de decodare, precum i procedurile pentru testarea conformitii cu cerinele specificate n primele trei pri. - MPEG3 - este o specificaie care nu exist de sine stttor, ea fuzionnd cu MPEG2 pe msura evoluiei acesteia. Avnd ca obiectiv iniial aplicaiile televiziunii de nalt definiie (TVHD), MPEG3 lucreaz cu o eantionare de pn la 1920*1080*30Hz i cu debite cuprinse ntre 20 i 40 Mbits/s. Mergndu-se pe un compromis optim ntre frecvena de eantionare i comprimarea fluxului de bii s-a observat c standardul MPEG3 poate fi susinut prin cerinele reformulate ale standardului MPEG2.

31

- MPEG4 - este denumit i "Very Low Bit Rate Audio-Visual Coding". Pentru acest standard prima list de propuneri a fost deschis la 1 octombrie 1995, el,fiind destinat codificrii video numeric la debite joase, cuprinse ntre 4800 i 64000 bits/s pentru imagini de 170*144*10 Hz. Primele versiuni ale standardului au fost anunate pentru sfritul anului 1996, dar definitivarea lui este prevzut pentru anul 1998. Obiectivele acestui standard vizeaz comunicaiile multimedia interactive, videofonia, pota electronic multimedia, ziare interactive, bazele de date. Datorit acestor debite sczute, se permite, spre exemplu, videofonie digital pe linii telefonice analogice. Ca suport software se mizeaz pe perfectarea unor noi tehnici de comprimare ultraperformante, pe baz de fractali i funcii iterate. - MPEG7 i MPED21 se folosesc pentru inserarea de adnotri i alte metadate video. Standardul de compresie video MPEG1 se ncadreaz n clasa general a algoritmilor hibrizi de tip predicie-transformare, ceea ce nseamn c mai multe tehnici de compresie sunt angajate combinat, pentru creterea performanei globale a sistemului, i anume: analiza spectral ce utilizeaz Transformarea Cosinus Discret - DCT, prin care repetabilitatea este surprins printr-o suprapunere de funcii periodice, de tip sinusoidal. Prin transformri matematice, de tipul funciilor Fourier, Cosinus Discret, Walsh-Hadamard, datele iniiale ale unui bloc de 8 * 8 pixeli sunt asociate frecvenelor spaiale. n acest fel, blocul de 8 * 8 pixeli se transform ntr-un ansamblu de 64 de valori discrete, coeficieni DCT. Dintre acetia se vor reine numai aceia care sunt semnificativi. Aceti coeficieni vor fi cuantificai cu valori cuprinse ntre 0 i 255, asigurndu-se eliminarea informaiei vizuale nepercepute. codajul de tip Huffman, pentru date; codajul predictiv, pentru micri nainte i napoi, prin care anumite micri sunt reconstituite n totalitate prin interpolare, plecnd de la imaginile anterioare i de la cele posterioare; codajul diferenial, ce presupune reinerea doar a diferenelor fa de o alt imagine. Stocarea fr comprimare a cadrelor care se succed ntr-o secven video, pe un anumit suport de informaie, conduce la depirea rapid a spaiul disponibil fr a mai lua n considerare i ritmul lent de redare. MPEG reuete s rezolve problema limitrii resurselor prin operaia de comprimare. Compresia video MPEG este una de tip asimetric, n sensul c operaia de codificare este mult mai complex i cu timpi de desfurare mai mari dect cea de decodificare. Semnalul video i audio comprimat prin aceast operaie trebuie s-i pstreze sincronizarea iniial. Pentru a menine informaia de timp asociat aciunii n micare, codorul folosete un ceas intern, prin care se asigur integrarea i vehicularea acesteia mpreun cu semnalul digitizat. Toi algoritmii folosii de acest standard au ca scop fie reducerea informaiilor redundante sau care se repet, fie aproximarea unora pornind de la cele existente i care sunt deja stocate. Mai concret, pentru imaginile video, compresia MPEG acionez prin reducerea caracteristicilor de luminan i chrominan ale semnalului YUV. Aceste caracteristici sunt gestionate n bloc, prin convertirea lor n frecvene, care sunt apoi cuantificate. Aceast transformare produce o reducere a dimensiunii secvenelor video. Astfel se folosete un format SIF (Standard Image File) pentru comprimare, ce prevede o numerizare pe trei componente YUV, de forma 4:2:0 i nu 4:2:2, pentru a asigura reducerea debitelor de transfer. Pentru acest format, att pentru standardul PAL, adic 352 * 288 pixeli la 25 de cadre pe secund, ct i pentru standardul NTSC, adic 352 * 240 pixeli la 30 de cadre pe 32

secund, se obine o reducere substanial la 176 * 144 pixeli pentru semnalul PAL i respectiv de 176 * 120 pixeli, pentru NTSC. Rezoluiile admise pentru reducere pot fi de la cele prevzute de CCIR-601 (704 * 480), pn la cele mai mari, de dimensiune 4095 * 4095.

33

5. Dezvoltarea aplicatiilor multimedia in Director5.1. Principalele componentele necesare dezvoltrii unei aplicaii multimedia Produsul de creaie multimedia Director Produsul de creaie multimedia Director lucreaz cu mai multe componente identificabile de ctre utilizator prin prisma unor ferestre de vizualizare. Aceste componente sunt utile pentru a construi o prezentare multimedia i se invoc prin selecia unei opiuni ce indic componenta din meniul Window. Componenta Stage definete fereastra (zona client) n care se deruleaz prezentarea multimedia dup cum se poate observa n figura 5.1.

Fig. 5.1 Componenta Stage

Vizualizarea coninutului ferestrei se poate face la diferite scale. In figura 5.1 scala de vizualizare este 100% dar se poate schimba utiliznd controlul de tip combobox din partea de jos a cadrului ferestrei. Redimensionarea ferestrei se face prin intermediul proprietii Stage Size a obiectului Movie care identific prezentarea (aplicaia) multimedia n Director. Tot n partea de jos a cadrului ferestrei exist butoane pentru controlul derulrii prezentrii. Funcionalitatea lor va fi prezentat n cadrul componentei Control Panel. Componenta Cast este utilizat pentru a stoca actorii unei aplicaii. Ea se poate configura (View/Cast/Thumbnail) astfel nct s prezinte actorii sub forma unor mici ferestre de vizualizare. Actorii se pot aduga n componenta Cast prin selecia urmtorului membru cast neocupat apoi Click Dreapta/Import dac ei provin din afara mediului de programare sau se pot genera de ctre alte componente ale produsului software.

Fig. 5.2 Componenta Cast

34

In figura 5.2 se poate observa c, n componenta Cast sunt doar doi membrii, unul (europe) este obinut prin importul unei imagini, n timp ce al doilea membru este un script. Componenta Cast poate fi privit ca fiind o baz de date ce memoreaz actorii unei aplicaii. Aceast component poate fi stocat independent de aplicaia n care a fost creat. In acest fel, actorii unei aplicaii pot fi folosii de ctre o alt aplicaie. In figura 5.2 se prezint o component cast intern aplicaiei (Internal). Dac se dorete crearea unei componente independente n vederea refolosirii ei n alte aplicaii se procedeaz astfel: - se creaz un nou cast (File/New/Cast); - se furnizeaz un nume, se seteaz opiunea External, dup care se apas butonul Create; - apoi se populeaz componenta Cast cu actori. Dac se nchide fereastra, atunci se iniiaz dialogul de salvare pe disc, componenta se va stoca ntr-un fiier avnd extensia cst. Deschiderea componentei cast se face cu File/Open i se alege fiierul corespunztor cu extensia cst. Un membru Cast se refer prin construcia member(n) unde, n este numrul sau numele membrului Cast dac membrul aparine componentei Cast interne (Internal) sau prin construcia castlib(nume).member[n] dac membrul aparine unei componente Cast externe identificabile prin nume. Componenta Tools conine instrumente utile n dezvoltarea de aplicaii Director cum ar fi: butoane de diferite tipuri, containere de texte, obiecte grafice, dup cum se poate observa n figura 5.3.

Fig. 5.3 Componenta Tools

Componenta Score definete n Director axa timpului. Ea se utilizeaz pentru a secvenializa de-a lungul axei timpului actorii n funcie de scenariul aplicaiei. Aceast component este organizat ca o matrice: - liniile reprezint canale (sprite) i folosesc pentru a instania actorii din componenta cast; - coloanele reprezint cadrele (frame) i folosesc pentru a marca durata de vizibilitate a unui actor n raport cu ntregul film.

35

Fig. 5.4 Componenta Score

Se observ n figura 5.4 c pe canalul 1 membrul cast europe este instaniat i dureaz de la primul cadrul pn la cadrul 20. Pe canalele numerotate cu 1, 2, ..., n se pot instania membri din cast dup cum dorete utilizatorul. Canalele din partea de sus a ferestrei au destinaii bine precizate: utilizat pentru stabilirea tempo-ului aplicaiei (tempo-ul precizeaz viteza de afiare a cadrelor); stabilete paleta de culori; canal pentru stabilirea efectelor de tranziie dintre cadre; i canale specializate pentru membrii de tip sunet; canal destinat pentru a asocia comportamente cadrelor. In figura 5.4 se observ o linie vertical de culoare roie care reprezint cursorul componentei Score i identific cadrul care este vizibil pe scen. Componenta Control Panel este specializat pentru controlul derulrii prezentrii multimedia n Director. Ea permite trecerea aplicaie din modul construcie n modul execuie. Funcionalitatea controalelor din componenta Control Panel este ilustrat n figura 5.5.

Vizualizare Cadrul Poziionare pe Stop Start cadru: anterior curent primul cadrul derulare derulare sau urmtor

Viteza de derulare a cadrelor exprimat, implicit, n cadre per secund

Terminarea prezentrii poate determina: oprirea sau reluarea prezentrii

Control volum sunet

Fig. 5.5 Componenta Control Panel

Componenta Script este vizibil sub forma unui editor de texte i se utilizeaz pentru a scrie scripturi. Scripturile n Director se pot scrie fie n limbajul de tip script Lingo, propriu produsului software, fie n Java Script. Prin intermediul scripturilor se definete interaciunea dintre utilizator i aplicaie i se implementeaz funcionalitatea acesteia. 5.2. Etapele de dezvoltare ale unei aplicaii multimedia Indiferent de compexitatea unei aplicaii, pentru construirea ei, n Director, este necesar s se parcurg urmtoarele etape: A. Identificarea actorilor ce se vor utiliza n aplicaia respectiv. Aceast etap implic utilizarea componentei Cast n sensul c ea va fi populat cu elemente. Actorii pot s provin din exteriorul mediului de dezvoltare (Director), cum ar fi imagini, secvene de 36

sunet sau secvene video achiziionate independent i existente n formate acceptate n Director sau pot fi create utiliznd componentele produsului software. De exemplu, dac dorim s construim o aplicaie simpl care s afieze un mesaj ntr-o csu de mesaje cnd se d click pe un buton atunci prima etap se concretizeaz n trasarea butonului din bara de instrumente (Tools) pe scen n locul dorit. Se scrie textul dorit pe buton, n exemplu Mesaj, iar n Cast se poate observa c obiectul a fost adugat ca membru. Figura 5.6 ilustreaz acest operaie.

Fig. 5.6 Popularea componentei Cast

B.

Secvenializarea actorilor presupune utilizarea componentei Score (axa timpului). Actorii existeni n Cast, conform unui scenariu sunt instaniai n Score, li se fixeaz durata de timp n care ei sunt vizibili i momentul ntrrii lor n scen. In cazul exemplului prezentat, trasarea butonului pe scen determin includerea lui ca membru n Cast ct i secvenializarea lui n Score. Implicit actorul se secvenializeaz de la frameul indicat de cursorul componentei Score i dureaz 30 frame-uri (implicit). Dup cum se poate observa din figura 5.7 butonul ntr n scen ncepnd cu primul frame si dureaz 30 frame-uri.

Fig. 5.7 Secvenializarea actorilor

C.

Definirea interfeei cu utilizatorul este etapa n care se utilizeaz componenta Script pentru a scrie secvene de cod ca rspuns la evenimentele ce se intercepteaz pe perioada execuiei aplicaiei. Prin aceast etap dezvoltatorul permite utilizatorului s aleag scenariul de derulare a aplicaiei multimedia. Dac se execut aplicaia n forma prezentat atunci va apare pe scen butonul pe durata a 30 de frame-uri dup care derularea ei se va opri sau se va relua de la primul frame n funcie de opiunea setat n componenta Control Panel. Dac se apas pe buton n timp ce aplicaia este n derulare nu se va ntmpla nimic pentru c nu a fost definit nici o funcionalitate pentru evenimentul de click pe butonul mouse-ului. Pentru aplicaia definit anterior se vor scrie dou scripturi avnd funcionalitile: - la frame-ul 30 se va pstra aplicaia n execuie pentru ca utilizatorul s apese pe butonul Mesaj sau s termine aplicaia: function exitFrame(me) { _movie.go(_movie.frame);}

37

- pentru obiectul buton identificat prin Mesaj se rspunde la evenimentul de click pe butonul snga al mouse-ului prin scriptul:function mouseUp (me) { _player.alert ("Mesaj la apasare pe buton!");}

Interceptarea mesajului de ctre buton va determina apariia unei casue de mesaje de tip atenionare n care va fi scris mesajul: Mesaj la apasare pe buton! D. Distribuirea produciei multimedia este etapa n care aplicaia multimedia se transform astfel nct s poat fi utilizat independent de mediu Director. Astfel se poate obine din producia multimedia o aplicaie Windows de tip desktop sau o aplicaie de tip Web. Se alge din meniul File opiunea Publish Setings iar n caseta de dialog din figura 5.8 se bifeaz categoria Projector i se obine o aplicaie desktop prin apsarea pe butonul Publish.

Fig. 5.8 Distribuirea aplicaiei

Pentru a obine o aplicaie Web care s poat fi rulat ntr-un Browser Web (de exemplu Internet Explorer) se bifeaz opiunea Shockwave File mpreun cu HTML. Pentru ca operaia s aib succes trebuie ca pe calculator s fie instalat un control de tip ActiveX denumit Shockwave Player care execut aplicaia Director n format Shockwave ntr-o pagin Web. Dintr-o aplicaie Director se mai pot exporta cadre sau chiar secvene video digitale n format AVI sau MOV. In acest sens, se alege opiunea Export din meniul File i se completeaz corespunztor dialogul din figura 5.9.

Fig. 5.9 Exportul de imagini sau video din Director

38

Prin aceast operaie interactivitatea cu aplicaia multimedia nu se mai poate realiza. 5.3 Tipuri de scripturi i comunicarea prin mesaje Prin script se nelege o secven de cod realizat pentru a rspunde la mesajele interceptate de obiecte ca urmare a declanrii unor evenimente, pentru a defini clase sau funcii de utilizator. Principala structur de program existent n scripturi este handler-ul care are forma:function nume (argumente) { //corpul_handler-ului }

Un script poate conine unul sau mai multe handler-e. Intr-o aplicaie Director pot exista mai multe tipuri de scripturi: 1. script de tip behavior, cel mai utilizat tip de script ntr-o aplicaie Director, care se ataeaz obiectelor instaniate n score sau cadrelor; aceste scripturi sunt vizibile n componenta Cast, ca membrii i sunt marcai cu iconia ; 2. script de tip movie care vizeaz aplicaia n ansamblul ei, prin intermediul lui se trateaz evenimente specifice aplicaiei (de exemplu: startmovie, stopmovie) sau se definesc funcii de utilizator cu vizibilitate n toat aplicaia; aceste scripturi sunt vizibile n componenta Cast, ca membrii i sunt marcai cu iconia ; Pentru a genera un script de tipul celor doua menionate, se selecteaz urmtorul membru neocupat din Cast i se activeaz componenta Script (opiunea Script de la meniul Window). La proprieti, se selecteaz tab-ul Script i se alege tipul de script dorit pentru a fi generat dup cum se ilustreaz n figura 5.10.

Fig. 5.10 Selecia tipului de script

3. script ataat membrului Cast, este singurul tip de script care nu se memoreaz ntr-un membru Cast de sine stttor ci se asociaz cu membrul Cast pentru care a fost definit; pentru a genera un astfel de script se selecteaz membrul Cast, click dreapta i se alge opiunea Cast Member Script dup care apare fereastra de editare a scriptului. Membrii Cast crora li s-au asociat astfel de scripturi sunt marcai i cu iconia pe lng iconia afiat n concordan cu tipul membrului Cast. Se poate observa c, unui actor i se poate asocia un script att n Score ct i n Cast. Actorul ataat unui canal, n Score, este o instan a actorului existent n Cast, de aceea, scriptul lui de tip behavior este asociat instanei actorului n timp ce scriptul membrului Cast este aplicabil tuturor instanelor actorului respectiv. In Director este important a se cunoate ordinea n care un mesaj este interceptat pentru a se rspunde la el, dat fiind faptul c un handler, pentru un anumit mesaj, poate exista n diferite tipuri de scripturi. Ordinea n care unui mesaj interceptat i se caut handler-ul de rspuns este urmtoarea: - prima dat, mesajul se transmite spre a fi tratat la scriptul de tip behavior ataat obiectului care a interceptat evenimentul; 39

-

apoi, mesajul se transmite spre a f