LOGO

SISTEME MULTIMEDIA

Autor: Sava Nina lector superior

Multimedia reprezintă conținutul și media, ce folosesc o combinație a diferitelor forme de conținut, cum ar fi

date vizuale1

audio2

text3

formate lingvistice4

şi altele…

Teorie Mașina MEMEX

Începuturile multimediei apar într-un articol publicat în iunie 1945 în Atlantic Montly: „As we may think" autorul lui fiind Vanner Bush, profesor la MIT şi la Institutul Carnegie din Washington. El descrie o maşină menită să ajute omul în cadrul procesului de memorare, pe bază asociaţiilor între conţinut şi formă, această maşină fiind numită MEMEX (MEMory Extended).

Proiectul Augment O altă personalitate implicată în dezvoltările de început ale

multimediei este Douglas Engelbart, membru al Institutului de Cercetare de la Stanford unde dezvoltă un proiect revoluţionar numit Augment. Acest proiect deschide o direcţie importantă de cercetare odată cu prezentarea lui la Fall Joint Conference în 1968.

Concepte generale, clase de aplicații multimedia

Semnificaţii Etimologic, multimedia este un cuvânt compus format din

prefixul „multi" (mai mult decât unul, mai multe) şi substantivul „media" care este pluralul termenului „medium" (cu sensul de mijloc, intermediar, menire). Deci o traducere brută este aceea de mijloace multiple. Termenul la plural „media" are mai multe semnificaţii. În diferite contexte găsim: massmedia (mijloace de comunicare în masă), communication media (mijloace de comunicare), computer storage media (mijloace de stocare a informaţiei procesate de calculator) sau presentation-media (mijloace de prezentare).

Medii captate şi create

Semnificaţii Clasificări ale mediilor. Se pot identifica mai multe criterii prin care

mediile se deosebesc. Figura 2.2.1. evidenţiază şi exemplifică aceste criterii. Sistemul perceptiv uman este unul dintre criterii, după care deosebim mediul vizual, audio, etc. De asemenea, după originea informaţiilor există informaţii captate şi create. De exemplu, la aceeaşi percepţie vizuală mediul video captează informaţiile, iar animaţia este creată pe calculator.

Figura 2.2.1. Clasificarea mediilor

Medii temporale și non-temporale

Tipurile media mai pot fi clasificate în temporale şi non-temporale. Tipuri media temporale au un comportament dinamic, dependent de timp şi caracterizat prin continuitate. Un mediu dependent de timp este descris printr-un flux, între unităţile fluxului fiind o relaţie de timp. Dacă duratele de prezentare ale tuturor unităţilor elementelor mediului dependent de timp sunt egale, mediul se numeşte continuu. În această categorie pot fi incluse tipurile audio şi video.

Tipurile media non-temporale sunt statice, independente de timp şi caracterizate prin valori discrete. Un mediu independent de timp este orice tip din mediile tradiţionale precum text sau imagini grafice. Conţinutul acestor tipuri de medii nu depinde de timp.

Sistem multimedia

Sistem multimedia. Se stabilesc trei elemente pentru definirea unui sistem multimedia: numărul de medii, tipurile acestora şi gradul de integrare a Sincronizare acestor medii. Sincronizarea între medii este dată de relaţiile dintre a mediilor tipurile media dependente de timp şi tipurile media independente de timp.

Din perspectiva acestei caracteristici şi prin combinarea elementelor stabilite mai sus, definiţia unui sistem multimedia este:

Un sistem multimedia este un sistem de calcul care prelucrează şi integrează mai multe tipuri de medii dintre care cel puţin unul este dependent de timp.

Aplicaţie

O aplicaţie este o componentă software. În general, o aplicaţie este multimedia considerată a fi din domeniul multimedia, dacă ea conţine cel puţin un mediu continuu (video, de exemplu) şi unul discret (cum ar fi textul).

Integrarea în domeniul tehnologiei informaţiilor, un sistem multimedia implică mai multor generarea, reprezentarea, stocarea, transmiterea, căutarea şi obţinerea, tehnologii precum şi distribuţia informaţiilor multimedia. El reprezintă integrarea (controlată de calculator) a textului, graficii, imaginilor statice şi în mişcare, sunetelor şi a altor mijloace de generare, reprezentare, stocare, transmitere şi procesare digitală a informaţiei. Realizarea unor astfel de activităţi necesită combinarea mai multor tehnologii (Figura 2.2.2).

Aplicaţie

Generarea informaţiilor multimedia implică utilizarea unor instrumente de producţie şi creaţie. Reprezentarea informaţiilor se ocupă cu formate şi metode de compresie. Stocarea se referă la sistemul de fişiere. Transmiterea informaţiilor se asociază cu posibilitatea conectării în reţea. Căutarea şi obţinerea de informaţii multimedia este domeniul bazelor de date. Iar distribuţia informaţiilor multimedia se asociază tehnologiilor din sistemele distribuite.

Figura 2.2.2. Sistemul multimedia din perspectiva etapeșor tratării informațiilor

Tipuri de sisteme multimedia

1

izolat, de exemplu un PC cu CD-ROM

3

conectate în reţea, unde există mai multe sisteme în diferite locuri geografice

2

conectate în pereche, de exemplu o conferinţă între două sisteme aflate în două locuri geografice diferite

Sistemele multimedia pot funcţiona

Cerinţe specifice integrării mediilor

Echipamente hardware. Sistemele multimedia se caracterizează prin cerinţe speciale pentru sistemul de calcul.Identificăm în Figura 2.2.2. echipamente speciale pentru sunet, video, stocarea datelor şi transmiterea acestora.

Cerinţe de stocare. Dimensiunile mari ale datelor multimedia fac dificile activităţile de stocare, transmitere, căutare. Cerinţele de stocare şi de lărgime de bandă sunt cele mai frecvent utilizate în aplicaţiile multimedia.

Lărgime de Bandă. Datele cu care lucrează sistemele multimedia, caracterizate prin fluxuri continue, au cerinţe specifice şi impun anumite restricţii relativ la manipularea şi transmiterea lor.

Tehnici de compresieTehnicile de compresie sunt necesare pentru reducerea cerinţelor de stocare şi a celor de lărgime de bandă. Există mai multe tehnici de compresie ce pot fi aplicate datelor multimedia, şi anume:

Compresie fără pierderi este atunci când datele comprimate pot fi decomprimate şi se obţine exact acelaşi semnal original.

Compresie cu pierderi este atunci când datele decomprimate sunt doar o aproximaţie a semnalului original.

Tehnici de compresieCompresie simetrică este atunci

când compresia şi decompresia necesită timp şi resurse egale.

Compresie asimetrică este atunci când decompresia este considerabil mai puţin solicitantă din punct de vedere al resurselor decât compresia.

Parametrii de compresieExistă trei parametrii care contează în procesul de comprimare :

Raportul de compresie este raportul dintre dimensiunea datelor necomprimate şi dimensiunea datelor comprimate. Pentru cantităţi mari de date cu secvenţe lungi de aceleaşi valori raportul este foarte bun.

Calitatea datelor. Tehnicile cu pierderi ignoră anumite informaţii a căror lipsă nu-l deranjează pe utilizator, informaţii care se pierd chiar şi după decomprimare. Pe măsură ce o cantitate tot mai mare de informaţii este eliminată în timpul comprimării, calitatea se diminuează. Raportul de compresie afectează calitatea informaţiilor, cu cât acesta este mai ridicat, cu atât calitatea datelor decomprimate are mai mult de suferit.

Parametrii de compresieViteza de compresie/decompresie.

Este de preferat ca intervalul de comprimare să fie cât mai redus pentru a scurta timpul de realizare a unei aplicaţii. Pe de altă parte, pentru a mări performanţele în utilizare, este apreciat un timp de decomprimare diminuat.

Exemplu de compresie

Codificare prin parcurgere în lungime (în engleza Run-Length Coding (RLC)).

Informaţia digitizată de text, imagine, sunet, etc., cu care lucrează sistemele multimedia conţine frecvent secvenţe de biţi ce se repetă.

Fie o secvenţă audio necomprimată pe 32 de biți:

10000000011100000000000011111110

Exemplu de compresie

Dacă aceasta se codifică prin1 şi apoi 8x0 şi apoi 3x1 şi apoi 13x0 şi

apoi 7x1 şi apoi 0, vom reduce numărul de biți necesari reprezentării secvenței de la 32 la 22.

Alte tehnici de compresie fără pierderi, în aceeaşi categorie cu RLC, mai sunt codificarea Huffman sau codificarea aritmetică. Această categorie de tehnici se mai numeşte şi de codificare a entropiei, fiind caracterizate prin ignorarea semanticii datelor.

Exemplu de compresie

Tehnicile cu pierderi sunt numite şi tehnici de codificare la sursă. Acestea iau în consideraţie semantica datelor, audio sau video. Se remarcă tehnicile de predicţie, tehnicile de transformare, tehnicile de codificare pe niveluri şi tehnicile de cuantificare. Majoritatea tehnicilor folosite la nivel comercial combină cele două tehnici fiind numite şi tehnici hibride. Cele mai cunoscute sunt JPEG şi MPEG.

Procesul de compresieCompresia se poate realiza prin două metode: codificarea entropiei, prin care se elimină redundanţa, fiind

astfel fără pierderi; codificare prin reducere, prin care se elimină ce este

neglijabil sau cu relevanţă scăzută (cu pierderi).

Figura 2.3 Compresie hibridă

Procesul de compresieÎn procesul de compresie la sursă există o

etapă pregătitoare preliminară care are rolul esenţial de a decorela - elimină interdependenţele. Această etapă nu comprimă datele, ci doar modifică forma de reprezentare a acestora pentru a reduce dependenţele. La tehnicile hibride succesiunea etapelor este decorelare - reducere - codificare a entropiei (Figura 2.3). Etapa de reducere se bazează pe cuantificarea datelor, iar ultima etapă efectuează o compresie suplimentară.

Textul, Reprezentarea textului în sistemele multimedia

Din punct de vedere al reprezentării textului în sistemele multimedia, există următoarele posibilităţi: caractere ASCII, seturi de caractere ISO, caractere UNICODE, hipertext şi text marcat.

Caracterele ASCII. American Standard Code for Information Interchange (ASCII) reprezintă caractere ce pot fi codificate pe 7 biţi din punct de vedere al reprezentării binare.

Seturi de caractere ISO. Reprezintă extinderi ale setului de caractere ASCII în scopul scrierii textelor într-o altă limbă decât engleza. De exemplu, setul de caractere ISO Latin permite folosirea caracterelor precum â, 6, 0, etc. Alte seturi de caractere ISO pot permite scrierea textelor în chineză, japoneză, coreeană sau arabă.

Textul, Reprezentarea textului în sistemele multimedia

Caractere UNICODE. Sunt caractere ce au o reprezentare binară pe 16 biţi. Se pot obţine astfel 32768 de simboluri diferite din care se pot compune textele.

Hipertext. Este o reprezentare neliniară. Are o structură de tip graf cu noduri şi legături între noduri.

Text marcat. Este o reprezentare mai specială care se bazează pe limbaje de reprezentare precum LaTEX sau SGML-uri ca HTML, XML, etc.

Operații pe texteOperaţiile ce se pot efectua pe texte sunt operaţii cu caractere şi şiruri de caractere, operaţii de editare, operaţii de formatare, etc.

1. Operaţia de editare. Se pot executa decupări de fragmente de text, copieri şi adăugări de fragmente de text copiat. În funcţie de structura documentului cu care se lucrează, această operaţie se poate efectua fie pe şiruri sau blocuri de caractere.

2. Operaţia de formatare. Formatarea unui text se poate efectua interactiv sau ne-interactiv (editoare de tip Word versus LaTEX). Rezultatul operaţiei este un text formatat prezentat ca bitmap sau într-un limbaj de descriere precum Postscript sau PDF.

Carcateristici ale fonturilorOperaţia de formatare include şi lucrul cu fonturile. Un font este o colecţie de caractere având o dimensiune unică şi un stil, care aparţine unei anumite familii de tipuri de caractere. Între stilurile caracteristice unui font se numără stilul cursiv. Alte atribute ale stilului, precum sublinierea sau conturarea caracterelor, pot fi adăugate prin intermediul programului de editare. De regulă, dimensiunile sunt exprimate în puncte tipografice. Un punct tipografic este egal cu 0.0138 inci sau aproximativ 1/72 dintr-un inci (adică aproximativ 0.353 mm). Arial, Times şi Courier sunt tipuri de caractere. Times Italic de 12 puncte este un font.

Figura 2.5. Mărimile caracteristice ale unui font

Tipuri de litereDin punct de vedere al tipului literelor, acestea pot fi litere majuscule (uppercase) în cazul literelor mari şi litere minuscule (lowercase) în cazul literelor mici. În unele cazuri, cum este cazul parolelor, un calculator este sensibil la tipul literelor (case sensitive). Un calculator poate fi insensibil la tipul literelor dacă nu sesizează nici o diferenţă între forma majusculă şi cea minusculă. Plasarea unei majuscule în mijlocul unui cuvânt (numită majusculă intercalată - intercap) este o tendinţă actuală în stabilirea numelor unor companii precum WebStar, FileMaker.

SerifeTipurile de caractere pot fi descrise în numeroase moduri. Unul dintre acestea, universal acceptat, foloseşte termenii serif (cu serife) şi sans serif (fără serife). Serifele reprezintă mici decoraţiuni ataşate la sfârşitul conturului unei litere. Times este un exemplu de font cu serife şi Arial este font fără serife. Rolul serifelor este acela de a ghida privirea cititorului de-a lungul liniei de text. Fonturile fără serife se recomandă pentru titluri şi declaraţii importante fiind mult mai lizibile. Pentru monitoare există tendinţa de a utiliza litere fără serife fiind mai atractive atunci când sunt folosite la dimensiunile mici ale unui câmp de text afişat pe ecran.

Operații pe texte3. Operaţii de compresie. Standardul ASCII recomandă

utilizarea de 7 biţi pentru reprezentarea unui caracter. Editoarele de text folosesc 8 biţi (octet) pentru un caracter. Studiile efectuate în domeniul teoriei informaţiei estimează că pentru un text obişnuit sunt suficienţi 1-2 biţi. Această redundanţă de biţi în reprezentare se poate înlătura prin codificare sau compresie.

4. Operaţii de criptare. Criptarea textului este frecvent utilizată în poşta electronică şi sistemele de reţele informatice. Cele mai răspândite tehnici sunt: DES, RSA cu cheie publică şi PGP.

5. Operaţii lingvistice specifice. În această categorie există verificarea corectitudinii cuvintelor din limba în care este scris textul, verificarea gramaticală (identificarea unor dezacorduri sau sintaxe standard eronate), analiza stilului de scriere.

LOGO