СодержаниеИзображения и звук, способы его ввода, хранения, синтезаВведениеСамым ранним методом передачи звуковых и видеосигналов является ана-логовый метод. Одним из первых видеоформатов на основе этого принципа стал композитный видеосигнал. Композитное аналоговое видео комбинирует все видеокомпоненты (яркость, цвет, синхронизацию и т. п.) в один сигнал. Из-за объединения этих элементов в одном сигнале качество композитного видео далеко от совершенства. В результате мы имеем неточную передачу цвета, не-достаточно "чистую" картинку и другие факторы потери качества.
Недостатки, присущие аналоговому способу воспроизведения звука и ви-део, в конце концов привели к разработке цифрового формата. На смену анало-говому звуку и видео пришло цифровое. В отличие от аналогового сигнала, ка-чество которого падает при копировании, каждая копия цифрового идентична оригиналу. Хотя современный видеоряд базируется на цифровой основе, прак-тически все цифровые видеоформаты до сих пор в качестве носителя исходного сигнала используют пленку с последовательным доступом. Поэтому большин-ству профессионалов в области видео все еще привычней работать с пленкой, чем с компьютером.
Компьютерное цифровое видео представляет собой последовательность цифровых изображений и связанный с ними звук. Элементы видео хранятся в цифровом формате. Существует множество способов захвата, хранения и вос-произведения звука и видео на компьютере. С появлением компьютерного цифрового видео стихийно стали возникать самые разнообразные форматы представления видеоданных, что поначалу привело к некоторой путанице и вы-звало проблемы совместимости.
Цифровое видео характеризуется четырьмя основными факторами: частота кадра (Frame Rate), экранное разрешение (Spatial Resolution), глубина цвета (Color Resolution) и качество изображения (Image Quality).
Поскольку разрешение аналогового и компьютерного видео различается, при преобразовании аналогового видео в цифровой формат приходится иногда масштабировать и уменьшать изображение, что приводит к некоторой потере качества.
Следует исходить из разумной достаточности при определении необходи-мой степени сжатия. При этом необходимо учитывать, как четыре характери-стики (частота кадра, экранное разрешение, глубина цвета и качество изобра-жения) влияют на объем и качество видео. Необходимо ясно себе представлять, какую "цену" придется заплатить за качественное изображение. Чем больше глубина цвета, выше разрешение и лучше качество, тем большая производи-тельность компьютера вам потребуется, не говоря уж о громадных объемах дискового пространства, необходимого под цифровое видео. Учитывая эти ха-рактеристики, можно выбрать оптимальный коэффициент сжатия. Надо отме-тить, что в профессиональном видео действует простое правило - чем ниже ко-эффициент сжатия, тем лучше.
Простейшие расчеты показывают, что 24-битное цветное видео, при раз-решении 640 на 480 и частоте 30 кадров/с потребует передачи 26 Мбайт данных в секунду! Этот поток не только выходит за рамки пропускной способности компьютерной шины, но и моментально "съест" любое дисковое пространство.
Иногда для уменьшения этого объема данных до разумного уровня доста-точно оптимизировать один из вышеперечисленных параметров видеосигнала. Современные приложения (игры, компьютерные тренажеры и некоторые дело-вые пакеты) зачастую не требуют полноэкранного видео. Такие программы обычно используют видео в окне, и для них не требуется оцифровывать целый кадр. Уменьшив размер изображения, мы добились весьма существенного уменьшения объема данных, передаваемых в единицу времени. Очевидно, что сжатие видео нужно для уменьшения объема цифровых видео файлов, предна-значенных для хранения, при этом желательно максимально сохранить качест-во оригинала. Различают сжатие обычное в режиме реального времени, сим-метричное или асимметричное, с потерей качества или без потери, сжатие ви-деопотока или покадровое сжатие.
Методы сжатия данных используют математические алгоритмы для устра-нения, группировки и/или усреднения схожих данных, присутствующих в ви-деосигнале. Выбор конкретного алгоритма зависит от вашей конечной цели. Существует большое разнообразие алгоритмов сжатия, включая PLV, Compact Video, Indeo, RTV и AVC, но только Motion JPEG (Joint Photographic Experts Group), MPEG-2 и MPEG-4 признаны международными стандартами для сжа-тия видео.
Есть много способов заставить компьютер заговорить или заиграть.
1. Цифроаналоговое преобразование (Digital to Analogue (D/A) conversion). Любой звук ( музыка или речь) содержаться в памяти компьютера в цифровом виде (в виде сэмплов) и с помощью DAC трансформируются в аналоговый сигнал, который подается на усиливающую аппаратуру, а затем на наушники, колонки.
2. Синтез. Компьютер посылает в звуковую карту нотную информацию, а карта преобразует ее в аналоговый сигнал ( музыку ). Существует два способа синтеза :
а) Frequency Modulation (FM) synthesis , при котором звук воспроизводит специальный синтезатор, который оперирует математическим представлением звуковой волны ( частота, амплитуда) и из совокупности таких искусственных звуков создается практически любое необходимое звучание.
б) синтез по таблице волн ( Wavetable synthesis ), при этом методе синте-за заданный звук "набирается" не из синусов математических волн, а из набора реально озвученных инструментов - сэмплов. Самплы сохраняются в RAM или ROM звуковой карты. Специальный звуковой процессор выполняет опе-рации над сэмплами ( с помощью различного рода математических преобразо-вания изменяется высота звука, тембр, звук дополняется спецэффектами).
3. MIDI. Компьютер посылает на MIDI-интерфейс специальные коды, ка-ждый из которых обозначает действие, которое дЛитература
|
|
