Понятие о мультимедийных данных и их обработке
Занятие 1
Раздел 1
Мультимедиа, мультимедийные данные
Мультимедийными данными называют данные, для представления которых используют разные способы и которые человек воспринимает одновременно несколькими органами чувств.
- Примером объекта, содержащего мультимедийные данные, есть компьютерная презентация. Презентация может содержать текст, графические изображения, звуковые и видеообъекты. Поэтому очень часто такие презентации называют мультимедийными.
- Мультимедийные данные мы получаем, когда просматриваем видеофильмы, спектакли, посещаем концерты.
Когда говорят о программах обработки мультимедийных данных, то чаще всего под ними понимают программы, которые обрабатывают звуковые и видеоданные.
Мультимедиа - от лат. multum - много, medium - среда. Впервые термин мультимедиа возник в 1965 году для описания театрализованных шоу, например, Exploding Plastic Inevitable - шоу соединило живую рок-музыку, кино, экспериментальные световые эффекты и нетрадиционное искусство.
Мультимедийные технологии - технологии, предназначенные с помощью компьютера интегрировать, обрабатывать и одновременно воспроизводить различные типы сигналов, различные среды, средства и способы обмена данных различных типов: текстовых и графических, видео и звуковых и тому подобное
Мультимедийные данные объединяют текст, изображения, звук, видео, анимацию, интерактивные возможности (использование гиперссылок). Во время обработки таких данных с помощью компьютера используются различные форматы.
I. Форматы файлов звукозаписи и видеофайлов
Тип (формат) файла определяет структуру данных в файле и способы кодирования.
Аудио-формат
Существуют такие наиболее распространенные форматы звукозаписи:
Аудиоформат |
Полное название формата |
Особенности формата |
MIDI
|
Musical |
В отличие от других аудиоформатов, представляет собой не оцифрованный звук, а наборы указаний (инструмент, ноты, проигрываемых значения параметров звука и т.п.), могут воспроизводиться по-разному в зависимости от устройства воспроизведения. Позволяет обмениваться данными между музыкальными инструментами, синтезаторами и компьютерами |
WAV |
Waveform audio format (от англ.wave-волна) |
Используется в операционной системе Windows. Аудио-формат без использования сжатия. Точно передает звук, но занимает значительный объем на диске |
MP3 |
MPEG Layer 3 |
Запись музыки в этом формате происходит с сжатием объема с почти незаметным для слуха ухудшением качества, при этом объем уменьшается в 10-12 раз по сравнению с оригинальным музыкальным форматом. Принцип сжатия данных напоминает графический формат JPEG - сжатия происходит за счет исключения частот, которые не воспринимаются ухом человека |
WMA |
Windows Media Audio |
Разработанный компанией Microsoft как альтернатива MP3. Степень сжатия данных и качество звука почти аналогичная формату MP3, но имеет некоторые преимущества и недостатки. Новые версии формата предусматривают кодирования без потери качества, многоканальное кодирование объемного звука и кодирования голоса |
AAC |
Advanced Audio Coding |
Во время кодирования значительно уменьшается объем данных, необходимых для передачи высококачественного цифрового аудио. В этом формате происходит меньше потеря качества, чем в MP3, при одинаковых объемов данных |
Видео-формат
Форматы видео является медиа-контейнерами, то есть:
- могут содержать данные различных типов, сжатых различными кодеками,
- и позволяют хранить аудио-, видео- и текстовые данные (в частности субтитры) в одном файле.
Медиа-контейнер не только дает возможность хранить аудио- и видеозаписи, но и обеспечивает синхронизацию аудио- и видео- потоков при воспроизведении.
Кодек (от англ. Coder / decoder - кодировщик / декодировщик или compressor / decompressor) - устройство или программа, выполняющая преобразование сигналов и используется при цифровой обработке видео и звуков для сжатия данных.
Сжатия, как правило, происходит с потерями качества.
Кодеки позволяют:
- кодировать видео для передачи или хранения,
- а также раскодировать - для просмотра.
Различные медиа-контейнеры могут поддерживать различные кодеки: DivX, XviD, MJPEG, VC-1 и др.
Видео может быть сохранено на различных носителях. Как правило, видео высокого качества имеет значительный объем.
Видео -формат |
Полное название формата |
Особенности формата |
AVI |
Audio-Video Interleaved |
Разработан в начале 1990_х компанией Microsoft . Может содержать потоки четырех типов: видео, аудио, MIDI, текст. Для сжатия аудио- и видеозаписей могут использоваться различные кодеки. Имеет некоторые ограничения, в том числе объем файла не может превышать 4 Гбайт. На смену этому формату создан формат WMV |
MPEG |
Motion Picture Experts Group |
Разработан в начале 1990-х экспертной группой по вопросам движущегося изображения (MPEG) и постоянно развивается. Были созданы такие алгоритмы сжатия данных: MPEG1, MPEG2 и MPEG4 |
MOV |
QuickTime Movie |
формат от компании Apple Macintosh - QuickTime, может содержать кроме видео также графику, анимацию, 3D. Чаще всего для проигрывания этого формата нужен QuickTime Player. |
WMV |
Windows Media Video |
это формат от Microsoft, именно в нем вы получите видеоролик, сделанный с помощью простого видеоредактора Movie Maker, который входит в систему Windows. |
3GP |
3rd Generation (mobile) Phone |
видео для мобильных телефонов третьего поколения, имеют малый размер и низкое качество. |
FLV |
Flash Video |
формат видео для размещения и передачи в Интернете. Используется такими площадками для размещения видеоклипов, как YouTube, RuTube, Tube.BY, Google Video, Movie Maker и многие другие. |
VOB |
MPEG2 | это расширение контейнера, который может содержать несколько потоков видео (формата MPEG-2) и аудио, а также меню и субтитры фильма. Это основные файлы на DVD-диске с фильмом. |
RM |
Real Media |
RA, RAM - расширения RealVideo формата от компании RealNetworks, который используется для телевизионной трансляции в Интернете. Имеет маленький размер файла и низкое качество, зато позволяет посмотреть, например, выпуск теленовостей на сайте определенной телекомпании. |
Форматы записи видео на носители.
1. Форматы дисков
Современные диски чаще всего попадают в одну из двух категорий – CD или DVD. Обе категории основаны на одном принципе записи и в то же время отличаются друг от друга объемом записанной на них информации и другими техническими характеристиками.
Аббревиатура CD расшифровывается как Compact Disk – компактный диск (компакт-диск).
Аббревиатура DVD сначала означала Digital Video Disk – цифровой видеодиск, но впоследствии стала расшифровываться как Digital Versatile Disk – цифровой универсальный диск.
Основное сходство заключается в том, что они лазерные. Информация на них записывается на спиралевидную дорожку
При этом каждый бит информации на дорожке хранится в виде питов – небольших пятен, или углублений на рабочем слое, и лэндов – равных, нетронутых участков слоя. При считывании луч лазера попадает на питы и лэнды, после чего отражается в приемное устройство, фиксирующее результат чтения. Физический размер самих дисков один и тот же – диаметр CD и DVD составляет 12 см.
В последнее время на рынке появилось новое поколение оптических дисков – Blu-ray и HD DVD (High-Definition DVD – DVD высокого разрешения)
Обычные технологии DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно. В технологии Blu-ray для чтения и записи используется синефиолетовий лазер с длиной волны 405 нм. Такое уменьшение позволило сузить дорожку почти вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи даннях
Форматы данных на диске
Диски содержат информацию в виде записей, имеющих определенную структуру, или, как иногда говорят, формат. В зоны данных дисков может записываться самая разнообразная информация. Для большинства пользователей компьютеров наибольший интерес представляют аудиодиски с музыкой, диски с какими-то данными и видеодиски с фильмами. Вся полезная информация, хранимая на дисках, записывается на них в определенном формате, чтобы устройства воспроизведения (проигрыватели дисков) могли правильно прочитать и воспроизвести информацию, например, показать вам фильм на DVD.
В связи с тем что большинство аудио- и видеоданных сжимаются с использованием разнообразных алгоритмов, для их воспроизведения нужно применять специальные программы - кодировщики/декодировщики, или кодеки. Кодеки входят в состав программ-проигрывателей аудио- или видеофайлов, а также могут выпускаться как дополнительный набор программ, например K-Lite Codec.
II. Программное обеспечение для обработки мультимедийных данных
Когда говорят о программах обработки мультимедийных данных, то чаще всего под ними понимают программы, которые обрабатывают звуковые и видеоданные.
Классификация программ для обработки звуковых и видеоданных по назначению представлена на рисунке.
1. Мультимедийные проигрыватели (плееры). Программы для просмотра или прослушивания мультимедийных данных.
Большинство мультимедийных проигрывателей может воспроизводить и видео, и звуковые данные;
- Некоторые специализируются только на одном из видов данных, и тогда их называют аудио- или видеоплеерами;
- Распространенными являются мультимедийные плееры Windows Media Player , Winamp (англ. Windows Advanced Media Player - расширенный проигрыватель мультимедиа для Windows), Media Player Classic , QuickTime Player , Flv Player и др.
- Часто к компьютеру подсоединяют дополнительные устройства для ввода звука и видео. К таким устройствам относятся:
- микрофон,
- видеокамера,
- веб-камера,
- телевизионный тюнер,
- DVD-проигрыватель,
- видеомагнитофон и т. п.
Как правило, эти устройства обеспечивают ввод звука и видео, но не имеют функций для их сохранения в виде звуковых и видеофайлов определенных форматов.
2. Программы записи (захвата). Специальные программы, предназначенные для сохранения звуковых и видеоданных, которые вводятся с указанных устройств записи (захвата) звука и видео. Их еще называют грабберами (англ. grabber - тот, кто захватывает, хапуга). Эти программы во время воспроизведения, например, видеофильма с DVD-проигрывателя одновременно осуществляют перекодирование данных и их запись в видеофайл выбранного пользователем формата.
Примерами программ для захвата звука являются:
-
Exact Audio Copy,
-
Audio Grabber 3.0,
-
Streamripper,
-
AML Easy Audio Recorder и др.
-
Звукозапись→ стандартная программа ОС Windows.
Пуск/Все программы/Стандартные/Развлечение/Звукозапись
Программа «Звукозапись» предназначена для записи, смешивания, воспроизведения и редактирования звукозаписей. Кроме этого, программа звукозаписи позволяет связывать звуки с другим документом или вставлять их в него. Изменение несжатой звукозаписи может выполняться следующими способами:
добавление звуков в файл; | удаление части звукозаписи; |
изменение скорости воспроизведения; | изменение громкости воспроизведения; |
изменение направления воспроизведения; | изменение или преобразование типов звукозаписей; |
изменение направления воспроизведения; |
Примечания
Для записи звуков к компьютеру следует подключить микрофон.
Записанные звуки сохраняются в формате звукозаписи (WAV).
Программы для захвата видео:
- Extra Screen Capture Pro,
- Wondershare Streaming Video Recorder,
- Wondershare P2P TV Recorder и др.
3. Программы конвертации файлов. В связи с большим количеством разнообразных форматов аудио- и видеофайлов пользователям часто приходится выполнять перекодирование этих файлов в форматы, которые могут быть воспроизведены на тех или иных технических устройствах или теми или иными программами.
Для перекодирования файлов из одного формата в другой предназначены программы конвертации файлов, такие как:
- Easy Video Converter,
- MediaCoder,
- Xilisoft Video Converter,
- Flash to Video Encoder,
- Movavi VideoSuite,
- Direct MIDI to MP3 Converter,
- AVS Audio Converter
- FreemakeVideoConverter_4.1.3.15
- Total Video Converter и др.
4. Программы музыкальных и видео - редакторов. Предназначены для создания и редактирования музыкальных произведений, аудиокниг, звуковых и видеоэффектов, звукового сопровождения, видеофильмов и т. п. Они обеспечивают выполнение таких функций:
• вставка, удаление, копирование, изменение длительности аудио- или видеофрагментов, объединение нескольких фрагментов, вставка текстовых и графических объектов, синхронизация звука и видео и т. п.
Музыкальными редакторами являются такие программы:
•Anvil Studio,
•ALO Audio Editor,
•AKRAM Audio Editor и др.
Примеры видео- редакторов:
• стандартная программа Windows Movie Maker,
•Xilisoft Video Editor,
•VideoMach и др.
5. Музыкальные и видео- студии имеют приблизительно такое же назначение,что и редакторы, однако имеют расширенный набор функций и используются в профессиональной деятельности на студиях звукозаписи, кино- и анимационных студиях для создания звукозаписей, аудио- и видеокомпозиций, анимации, кино- и видеофильмов, рекламных роликов, видеоклипов и т. п (например: Steinberg Cubase, Adobe Premiere Pro).
Проигрыватель Windows Media
Total Video Converter
Freemake Video Converter
видеоредактор Windows Movie Maker