Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Трёхмерная графика

Читайте также:
  1. Векторная графика
  2. КЛАССИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГРАФИКОВ. Построение графика
  3. Компьютерная графика
  4. Построение графика
  5. Построение графика разработки программного продукта
  6. Построение графика разработки программного продукта.
  7. Район обесточения по графикам ГАО

 

Трёхмерная графика (3D-графика) изучает приёмы и методы создания объёмных моделей объектов, которые максимально соответствуют реальным. Такие объёмные изображения можно вращать и рассматривать со всех сторон. Для создания объёмных изображений используют разные графические фигуры и гладкие поверхности. При помощи их сначала создаётся каркас объекта, потом его поверхность покрывают материалами, визуально похожими на реальные. После этого делают осветление, гравитацию, свойства атмосферы ии другие параметры пространства, в котором находиться объект. Для двигающихся объектом указывают траекторию движения, скорость.

 


  1. Представление цвета в компьютере. Модели представления цвета.

Как уже отмечалось, каждая точка растрового изображения содержит информацию о ее цвете. Любой векторный объект также содержит информацию о цвете его контура и заливки. Информация может занимать от одного до тридцати двух битов и зависит от глубины цвета. Конкретный вид информации о цвете определяется используемым методом представления цвета.

Численно описать цвет непросто и поэтому существует несколько способ такого описания. Прежде всего, при представлении цвета в компьютере используются так называемые цветовые модели. Так сложилось, что разные устройства для ввода или отображения графической информации используют разные цветовые модели. Это во многом связано с тем, что цвета образуются в природе различными способами.

 

Модели представления цвета

Возможно, вы уже сталкивались с проблемой, когда один и тот же цветной рисунок по-разному выглядит как на экране монитора, при выводе на цветной принтер и при печати в типографии. Почему каждое цветное устройство воспроизводит изображение по-разному? Дело в том, что для воспроизведения цвета в устройствах используются различные технологии и способы кодирования цвета. На сегодняшний день не существует технологии, которая могла бы передать все цвета и оттенки, различаемые человеческим лазом.

1. В мониторе цвета создаются путем бомбардировки люминофора электронным лучом. При этом каждая точка изображения состоит на самом деле из трех цветных точек: красной, синей и зеленой. Это так называемая аддитивная (суммирующая) RGB модель: Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий. Выражение цвета на основе такой модели использует такой подход, что путем смешивания нескольких цветов, называемых базовыми или основными цветами, можно получить остальные цвета, называемые составными. Таким образом, любой цвет можно математически описать как некоторую числовую пропорцию базовых цветов. В аддитивной модели черный цвет образуется, когда интенсивность всех трех составляющих равна нулю, а белый – когда интенсивность всех трех составляющих максимальна.

В модели RGB теоретически невозможно с помощью трех составляющих получить некоторые цвета, например, насыщенный сине-зеленый, поэтому работать с моделью цвета RGB не всегда удобно. Кроме того, эта модель не является универсальной, так как сильно привязана к оборудованию.

 

2. При печати изображения на принтере на бумагу наносятся различные краски. Некоторые краски прозрачные, некоторые – нет. При смешивании красок на бумаге, отдельные цвета поглощаются или отражаются. Чтобы описать цвет, образующий таким образом, была разработана цветовая модель, использующая вычитание цветов при образовании нового цвета. Цветовая модель, построенная по такому принципу, называется разностной или субтрактивной.

В разностной модели основные цвета образуются путем вычитания из белого цвета основных цветов модели RGB. Таким образом, в этом случае основных цветов тоже три: Cyan – голубой (образуется при поглощении красного), Magenta – пурпурный или малиновый (поглощается зеленый), Yellow – желтый (поглощается синий).

При смешении субтрактивных основных цветов результирующий цвет затемняется, то есть при этом поглощается больше цвета или наносится больше краски. Таким образом, при смешении максимальных значений основных цветов мы должны получить черный цвет, а при полном отсутствии краски должен получиться белый цвет.

Данная модель называется CMY, широко используется в полиграфии. Пурпурный, голубой, желтый цвета составляют так называемую полиграфическую триаду, и при печати этими красками можно отобразить на бумаге большую часть видимых оттенков. Однако на практике все краски имеют примеси, и их смешение будет давать не тот цвет, который ожидается.

 

Чтобы решить эту проблему, в число основных цветов был добавлен черный цвет. Такая цветовая модель называется CMYK. Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый, black – черный (или Key – ключевой цвет). Итак, CMYK – четырехканальная цветовая модель, широко применяемая в полиграфии. При использовании CMYK модели наложение каждой краски на белую бумагу аналогично наложению цветового фильтра, который пропускает только строго определенный цветовой диапазон отраженного от бумаги света, удаляя или вычитая все остальные. В полиграфии часто используют при цветной печати наряду с черным и другие чистые цвета, которые плохо получаются с помощью смешивания. Самый распространенный пример – печать золотистой краской.

Существенной особенностью описанных выше моделей представления цвета является то, что цвета определялись как результат смешения. Кроме того, системы RGB и CMYK удобны при работе с определенной аппаратурой.

 

3. Существует третья группа цветовых моделей, которая называется перцепционные (perception – восприятие, ощущение) цветовые модели. Предыдущие модели основывались на особенностях аппаратуры для ввода или отображения графики, перцепционные цветовые модели ориентированы на восприятие цвета человеком. Особенность глаза такова, что, несмотря на узкий цветовой диапазон, который мы можем видеть, и в этом диапазоне мы можем различать миллиарды цветов, то есть намного больше, чем может отобразить самый лучший монитор или сканер.

Перцепционные цветовые модели описывают любой воспринимаемый цвет координатами трехмерного пространства. Одно значение определяет яркость, причем сама по себе яркость не несет в себе никакой информации о цвете, а два других значения количественно характеризуют цвет.

Цвет в таких моделях является независимым от аппаратуры воспроизводящей или воспринимающей цвета. Цветовой диапазон таких моделей шире, чем моделей RGB и CMYK. Поэтому в программах для работы с графикой перцепционные модели цвета используются в качестве основы для безопасного (без потери цвета) преобразования цветов между различными устройствами. Рассмотрим наиболее распространенные перцепционные цветовые модели.

В модели HSV каждый цвет определяется своим цветовым тоном – Hue, насыщенностью – Saturation и яркостью – Value.

В этих моделях цветовой тон часто указывается как точка в цветовом колесе, то есть в круге, в котором есть все цвета независимо от спектра. Насыщенность – это параметр цвета, определяющий тусклость цвета. По краю цветового круга располагаются максимально насыщенные цвета (100%), а в центре – минимально насыщенные (0%). Цвет с уменьшением насыщенности осветляется, и при нулевой насыщенности любой цвет становится белым.

Яркость представляет собой параметр цвета, определяющий освещенность или затененность цвета. Все цвета круга имеют максимальную яркость (100%), и ярче уже быть не могут. Яркость можно уменьшить до минимума (0%). Уменьшение яркости цвета означает его затемнение и при значении яркости 0% любой цвет становится черным.

Основным преимуществом перцепционных моделей цвета является их аппаратная независимость, благодаря которой такие модели можно использовать для всех устройств. Кроме того, цветовые характеристики получаются независимыми друг от друга, и их гораздо легче менять, чем, например, в модели RGB. Недостаток перцепционных моделей цвета состоит в том, что необходимо осуществлять преобразования в модель RGB для отображения на экране монитора или в модель CMYK для получения напечатанного листа. При этом необходимо помнить, что такие преобразования обычно приводят к потерям воспроизведения цвета.

Кроме перечисленных перцепционных моделей, существуют еще две часто используемые цветовые модели: YCC и LAB. Поскольку эти модели также являются перцепционными, то они содержат три цветовых компонента

Все модели YCC значение компоненты Y представляют собой яркость, а оставшиеся две компоненты С и С представляют соотношения между пурпурным и зелеными между желтым и синим цветом соответственно.

В цветовой модели LAB компонента L отвечает за яркость и контрастность, а компоненты А и В представляют собой соотношение между зеленым и красным и соотношения между голубым и желтым.

Эти модели являются также не зависимыми от типа устройств, и их можно применять как при просмотре на мониторе, так и при печати на принтере.

Для хранения цвета в компьютерном представлении видеоинформации применяют модель YUV. В этой модели значение компоненты Y представляет собой яркость, а оставшиеся компоненты U и V описывают информацию о цвете. В зависимости от пропорций этих компонент данная цветовая модель может отображать от двух миллионов до шестнадцати миллионов цветов.

Часто используют Grayscale (серые полутоновые) цветовые модели. В таких моделях каждый пиксель изображения имеет глубину цвета 8 бит. Это обуславливает то, что все тона и цвета изображения должны быть воспроизведены, используя 256 оттенков серого цвета.

В заключении обобщим информацию о различных цветовых моделях:

CMY (голубой, пурпурный, желтый)

CMYK (голубой. Пурпурный, желтый, черный)

CMYK256 (голубой, пурпурный, желтый, черный, 256 градаций)

RGB (красный, зеленый, синий)

HSB (цветовой тон, насыщенность, яркость)

HSV (цветовой тон, насыщенность, величина яркости)

HLS (цветовой тон, светлость, насыщенность)

LAB (светлость, зелено-красный, голубовато-желтый)

YIQ (аналог телевизионного стандарта NTSC, вариант HSV)

YUV (аналог телевизионного стандарта PAL, вариант HSV)

Grayscale (шкала серого цвета)

B&W (черно-белые)

Registration color (совмещение цветов)


  1. Представление изображений в компьютере. Методы сжатия. Сжатие с потерей и без потери качества. Алгоритмы методов сжатия с потерей и без потери качества.

Сжатие изображений — применение алгоритмов сжатия данных к изображениям, хранящимся в цифровом виде. В результате сжатия уменьшается размер изображения, из-за чего уменьшается время передачи изображения по сети и экономится пространство для хранения. Сжатие изображений подразделяют на сжатие с потерями качества и сжатие без потерь. Сжатие без потерь часто предпочтительней для искусственно построенных изображений, таких как графики, иконки программ, либо для специальных случаев, например, если изображения предназначены для последующей обработки алгоритмами распознавания изображений.Алгоритмы сжатия с потерями при увеличении степени сжатия как правило порождают хорошо заметные человеческому глазу артефакты.

Все методы сжатия данных делятся на два основных класса:

Сжатие без потерь

Сжатие с потерями

 

Алгоритмы сжатия без потерь

RLE — используется в форматах PCX — в качестве основного метода и в форматах BMP, TGA, TIFF в качестве одного из доступных.

LZW — используется в формате GIF

 

Алгоритмы сжатия с потерями

Наиболее популярным примером формата изображения, где используется сжатие с потерями является JPEG

 

При использовании сжатия без потерь возможно полное восстановление исходных данных, сжатие с потерями позволяет восстановить данные с искажениями, обычно несущественными с точки зрения дальнейшего использования восстановленных данных. Сжатие без потерь обычно используется для передачи и хранения текстовых данных, компьютерных программ, реже — для сокращения объёма аудио- и видеоданных, цифровых фотографий и т. п., в случаях, когда искажения недопустимы или нежелательны. Сжатие с потерями, обладающее значительно большей, чем сжатие без потерь, эффективностью, обычно применяется для сокращения объёма аудио- и видеоданных и цифровых фотографий в тех случаях, когда такое сокращение является приоритетным, а полное соответствие исходных и восстановленных данных не требуется.

 

сжатие графических данных, возможно как для растровой, так и для векторной графики. При этом способе уменьшения данных, программа анализирует наличие в сжимаемых данных некоторых одинаковых последовательностей данных, и исключает их, записывая вместо повторяющегося фрагмента ссылку на предыдущий такой же (для последующего восстановления). Такими одинаковыми последовательностями могут быть пикселы одного цвета, повторяющиеся текстовые данные, или некая избыточная информация, которая в рамках данного массива данных повторяется несколько раз. Например, растровый файл, состоящий из подложки строго одного цвета (например, серого), имеет в своей структуре очень много повторяющихся фрагментов.

 

RLE (Run - length encoding) - метод сжатия данных, при котором одинаковые последовательности одних и тех же байт заменяются однократным упоминанием повторяющегося байта (или целой цепочки байтов), и числа его повторений в исходных данных. Например, строка типа 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100, описывающая некую группу пикселов будет заменена на запись типа 0100 х 8, и т.д. Применяется этот тип сжатия в тех случаях, когда изображение имеет большие участки одинакового цвета, цифровое представление которых идентично. В основном, этот тип сжатия применим для монохромных изображний, сохраненных в цветовой модели Bitmap, где при сжатии данных с его использованием можно добиться наилучших результатов. Для сжатия других типов данных (в том числе, и не графических) алгоритм применим, но малоэффективен, так как сжимаемые данные должны иметь простую повторяющуюся структуру). Этот алгоритм имеет еще одно важное преимущество, заключающееся в его относительной простоте, что позволяет быстро производить распаковку из этого формата и упаковку в этот формат (как вы помните, все графические данные для их обработки должны быть предварительно распакованы, а любая компрессия или архивация применяется, в основном, для временного или постоянного хранения файла). В принципе, на основе этого несложного алгоритма, работают более совершенные и более сложные (а также менее быстрые) методы сжатия графических данных, которые мы рассмотрим ниже. Этот метод сжатия графических фанных испольуется для файлов формата PSD, BMP и других.

LZW (Lemple-Zif-Welch) - алгоритм сжатия данных, основанный на поиске и замене в исходном файле одинаковых последовательностей данных, для их исключения, и уменьшения размера "архива". В отличие от предыдущих рассмотреных методов сжатия, в данном случае производится более "интеллектуальный" просмотр сжимаемого cодержимого, для достижения большей степени сжатия данных. Данный тип сжатия не вносит искажений в исходный графический файл, и подходит для обработки растровых данных любого типа - монохромных, черно - белых, или полноцветных. Наилучшие результаты получаются при компрессии изображений с большими областями одинакового цвета или изображений с повторяющимися одинаковыми структурами. Этот метод позволяет достичь одну из самых наилучших степеней сжатия среди других существующих методов сжатия графических данных, при одновременном полном отсутствии потерь или искажений в исходных файлах. Этот метод сжатия графических фанных испольуется в файлах формата TIFF, PDF, GIF, PostScript (в инкапсулированных объектах) и других.

 

JPEG (Joint Photographic Experts Group) - метод, используемый для хранения полутоновых и полноцветных изображений, позволяющий добиться наивысшей степени сжатия и минимальный размер выходного файла. Основан алгоритм на особенностях восприятия человеческим глазом различных цветов, и достаточно громоздок с вычислительной точки зрения, так как занимает много процессорного времени. Происходит кодирование файла в несколько этапов. Во-первых, изображение условно разбивается на несколько цветовых каналов, для дальнейшего анализа. Затем, изображение разбивается на группы, по 64 пиксела в каждой группе, которые представляют из себя квадратные участки изображения размером 8х8 пикселов, для последующей обработки. Затем, цвет пикселов специальным образом кодируется, исключается дублирующая и избыточная информация, причем при описании цвета большее внимание уделяется скорее яркостной, чем цветовой составляющей, так как человеческий глаз воспринимает больше изменения яркости, чем конкретного цветового тона. Полученные данные сжимаются по RLE или LZW - алгоритму, для получения еще большей компрессии. В результате, на выходе мы получаем файл, иногда в десятки раз меньший, чем его неконвертированный аналог. Однако, чем меньше размер выходного файла, тем меньше степень "аккуратности" при работе программы - конвертора, и, соответственно, ниже качество выходного изображения. Обычно, в программах, позволяющих сохранять растровые данные, возможно задание некоего компромисса между объемом выходного файла и качеством изображения. При наивысшем качестве, обхем выходного файла в 3-5 раз меньше исходного незапакованного. При наименьшем - меньше исходника в десятки раз, но, как правило, при этом качество изображения не позволяет его где-либо использовать. Как правило, для сохранения достойного уровня качества, используют наивысшую из доступных степень качества. Данный формат предназначен для хранения, в основном, фотографических изображений с большим количеством оттенков и цветовых переходов, и практически не подходит для хранения однотонных изображений типа кадров из мультфильмов, скриншотов и пр.(сжатие будет слишком низким, или качество картинки окажется просто недопустимым). Этот метод сжатия графических фанных испольуется в файлах формата PDF, PostScript (в инкапсулированных объектах), собственно, в JPEG и других.


  1. Цифровая фотография. Хранение фотоснимков. Типы карт памяти. Достоинства и недостатки цифровой фотографии.

Цифровая фотография это фотография сохраненная в цифровом виде, то есть как картинка на компьютере.

 

Изображения, снятые цифровой камерой, записываются на карту памяти и остаются на ней после выключения камеры.

В современных цифровых фотоаппаратах для хранения полученных фотографий используется собственная, встроенная память фотоаппарата, или карты памяти – внешние носители для хранения информации, подключаемые через соответствующий разъем.

 

На сегодняшний день насчитывается 24 типа карт памяти, но наиболее распространенные из них три:

Compact Flash (CF)

Secure Digital (SD)

Memory Stick (MS)

Виды карт памяти

 

Самый распространенный на сегодня формат – Secure Digital (SD). Он используется в камерах Canon, Pentax, Panasonic, в новых моделях Olympus и Sony. C развитием этого типа карт появились модификации:

SDHC – новый формат преодолел порог 4Гб объема данных, ранее доступный картам SD. Карты этого формата имеют емкость до 32Гб.

SDXC – относительно «молодой» формат. Появился в 2009г, расширив максимальный объем SD карт до 2Тб.

 

Фото и видеотехника Sony работает с картами памяти своего собственного формата – Sony Memory Stick. Связано это, в первую очередь, с финансовой политикой компании, зарабатывать как на основных товарах, так и на аксессуарах к ним. Соответственно, если взять две равные по объему карты Memory Stick и SD, цена на Memory Stick будет раза в два выше аналогичной карты SD. Как и в случае с SD картами у формата были более поздние модификации с увеличивающимся объемом и скоростью записи данных:

Memory Stick – до 128Мб памяти и 2.5 МБ/с скорость считывания

Memory Stick Duo – 128 MБ – 20 МБ/с (max)

Memory Stick PRO – 1ГБ – 20 МБ/с (max)

Memory Stick PRO Duo, Memory Stick PRO Duo Mark 2 – 16 ГБ – 20МБ/с (max)

Memory Stick PRO-HG, Memory Stick PRO-HG Duo – 32 ГБ –60 МБ/с

В настоящий момент, компания отказывается от своего формата и все больше фотокамер Sony оснащается разъемом под более распространенные SD карты.

 

Такая же участь постигла и карты памяти от Olympus. Изначально все их устройства работали на XD картах, но конкуренции с SD этот производитель не выдержал ещё раньше, чем Sony. Компактные камеры сначала начали комплектовать адаптером на MicroSD карты, а потом и вовсе перешли на SD. В настоящее время в продаже еще встречаются XD карты объемом до 2Гб. Большего объема Olympus карт памяти не выпускал.

 

Ещё один актуальный формат, это CompactFlash. Используется он в репортажных и полнокадровых зеркальных камерах. И связано это вот с чем – не смотря на то, что этот формат самый старый (появился в 1994 году) и самый громоздкий (42 мм х 36 мм) он имеет ряд неоспоримых преимуществ, по сравнению с другими форматами:

Самая высокая скорость передачи данных (до 90 МБ/с!), что позволяет снимать длинными сериями, не боясь переполнения буфера памяти

Большая емкость – до 137Гб

Надежность – благодаря большому размеру, карта лучше рассеивает тепло, выделяемое при работе. Снижается опасность перегрева при длительной серийной съемке. Также в этих картах используется ECC технология проверки и коррекции ошибок. Ни один снимок не будет утерян.

Ударопрочность – этот формат безболезненно выдерживает падение с высоты 3м

Долговечность – сохранность файлов на карте достигает 100 лет.

 

 

Цифровая фотография обладает рядом присущих только ей достоинств, таких как тесная интеграция процессов фотосъемки и обработки цветного изображения при помощи различных графических редакторов, что позволяет вносить исправления и управлять качеством изображения: изменять цветовую насыщенность, контраст, проводить ретушь изображения и т. д. Кроме удобства и оперативности, цифровая фотография позволяет проводить подключение не только к мониторам, принтерам, факс-модемам, но и посредством компьютерных технологий - к всемирной информационной сети Internet. Подключение к сети Internet особенно важно для репортеров и фотожурналистов, которые теперь могут передавать в любую точку планеты свои фотоснимки по глобальным компьютерным системам связи.

 

Достоинства

 

Быстрое получение результатов

Полученное изображение можно увидеть значительно быстрее, чем при традиционном фотопроцессе. Как правило, камеры позволяют просмотреть изображение на встроенном ЖК-экране или присоединённом мониторе сразу после съёмки (а в незеркальных и некоторых зеркальных камерах — даже до съёмки. Кроме того, изображение можно довольно быстро загрузить на компьютер, а уже там рассмотреть во всех деталях. Быстрое получение результатов способствует раннему выявлению неустранимых ошибок (и пересъёмке) и лёгкому обучению. Что удобно как начинающим, так и любителям/профессионалам.

Готовность для применения на компьютере

Цифровая фотография является самым быстрым и дешёвым способом получения изображений для последующего использования на компьютере — в веб-дизайне, загрузке изображений (фотографий людей и объектов) в базы данных, создания художественных работ на базе фотографии, измерений и т. п. Например, при подготовке загранпаспортов современного образца человек фотографируется цифровой камерой. Его фото и распечатывается на паспорте, и заносится в базу данных Интерпола. При традиционном фотопроцессе, перед обработкой на компьютере необходима оцифровка изображения, требующая дополнительных средств (т.е. оборудования или денег для оцифровки).

 

Широкие возможности послесъемочной обработки

В отличие от традиционного фотопроцесса, в цифровой фотографии существуют очень широкие возможности коррекции и внесения дополнительных эффектов уже после съёмки. Вы можете поворачивать, кадрировать, монтировать, изменять параметры изображения (целиком или на отдельном участке), производить ручную или автоматическую коррекцию дефектов несравненно проще и качественней, чем при съёмке на плёнку.

 

Экономичность и простота

Процесс цифровой съёмки не требует расходных материалов (плёнки) и средств/материалов для фотопроцесса (проявления изображения на плёнке). Поэтому неудачные кадры, если не учитывать трудозатраты, не стоят фотографу ни копейки. Точнее, стоят очень мало, так как цифровые носители, в основном, являются многоразовыми с большим ресурсом перезаписи. Более того, весь процесс от съёмки до получения отпечатков (или превью) может быть проделан, не выходя из дома или студии, и всего лишь требует наличия компьютера и фотопринтера. Возможности и качество отпечатков (по сравнению с обработкой в лаборатории), в этом случае, будет зависеть только от возможностей техники и умения оператора. Всё большее распространение получают студии моментальной фотографии, состоящие из цифрового фотоаппарата, компьютера и цифровой фотолаборатории. Фотографии, сделанные в такой студии, лучше и по качеству изображения, и по долговечности, чем традиционное моментальное фото типа Polaroid.

Некоторые камеры и принтеры позволяют получать отпечатки без компьютера (камеры и принтеры с возможностью прямого подключения или принтеры, печатающие с карт памяти), но этот вариант, как правило, исключает или уменьшает возможности коррекции снимка и имеет другие ограничения.

 

 

Гибкое управление параметрами съёмки

Цифровая съёмка позволяет гибко управлять некоторыми параметрами, которые, в традиционном фотопроцессе, жёстко привязаны к фотоматериалу плёнки — светочувствительностью и цветовым балансом (также, называемым балансом белого). Эквивалентная чувствительность (в единицах ISO по аналогии с фотоматериалами) вычисляется камерой автоматически, применительно к снимаемой сцене, а в некоторых камерах может быть выставлена и вручную. В традиционном фотопроцессе используют два вида плёнки разного цветового баланса (для дневного света и электрического освещения), и корректирующие светофильтры. Цифровая камера может изменять цветовой баланс очень гибко — его можно выбрать согласно освещению, позволить камере определить автоматически или точно настроить по серому образцу. Цветовой баланс, также, можно изменить после съемки, с помошью программы обработки изображения, формат RAW позволяет это сделать без потерь глубины цвета.

 

Преимущества цифрового представления

Так как оригинал изображения при цифровой съёмке является массивом чисел, то хранение, копирование, передача на произвольное расстояние не изменяет его — любая копия является идентичной оригиналу. Во всяком случае, недостоверность данных можно довольно просто установить, и сделать повторную копию/передачу всего массива или его фрагмента (или его восстановление по избыточной информации). Копия же с плёнки, в особенности при последовательном копировании, будет отличаться от оригинала.

Разумеется, цифровой носитель может выйти из строя, но информация, при её правильном хранении (с достаточной избыточностью и периодической заменой носителей) может быть сохранена неизменной произвольный период времени.

Недостатки

1. Необходимость в компьютерной грамотности

Если вы с компьютером на «Вы», то вам придется подтянуть свои знания, чтобы работать с цифровой фотографией. Передача файлов, их запись на отдельные носители, и, конечно, ретушь требуют знания специальных программ.

 

2. Потеря художественного момента

При помощи фильтров и режимов съемки кадр можно сделать «более художественным» уже в несколько нажатий на кнопки. За счет этого теряется навык и вкус, и, положась на русский «авось», новоиспеченные фотохудожники снимают свои 20 шедевров в секунду.

 

3. Иное восприятие кадра

Те, кто работал и с пленкой, и с цифрой, часто замечают, что один и тот же кадр будет смотреться совершенно по-разному. Пленка «рисует» движение, а цифра его «хронометрирует». Пленка может затереть мелочи, но цифра безжалостно их оголит.


 

  1. Издательские системы. Объекты, с которыми работают издательские системы. Макет. Этапы создания макета. Программы Quark Xpress, Page Maker, Corel Venture, Frame Maker, Microsoft Publisher.

Настольные издательские системы относятся к средствам автоматизированного проектирования. Они предназначены для автоматизации подготовки документов к изданию, то есть к размножению и распространению. Ушли в прошлое те времена, когда наборщики собирали строки из букв, а страницы из строк. Сегодня все делает компьютер, причем в десятки раз быстрее.

В связи с широким распространением в последние годы мультимедийных и сетевых электронных изданий, ныне принято различать настольные издательские системы (для подготовки полиграфических изданий) и системы верстки электронных документов. Мы рассмотрим только настольные издательские системы.

Основным отличием настольных издательских систем от текстовых редакторов является то, что они предназначены, в первую очередь, для оформления документа, а не для ввода текста и проверки правописания, хотя в определенной степени могут выполнять и эти функции.

Процесс верстки документа состоит в оформлении текста и задании условий взаимного расположения текста и иллюстраций. Целью верстки является создание оригинал-макета, пригодного для размножения документа полиграфическими методами.

Работа с системой компьютерной верстки во многом напоминает наклейку аппликации на бумагу. Сначала заготавливают отдельные объекты, а затем раскладывают их на чистом листе. Художественный эффект достигается гармоничным взаимным расположением различных элементов оформления. Для этого требуется умение работать с инструментами программы, знание основных правил компьютерной верстки и наличие определенных навыков художественного дизайна. Первые два компонента можно почерпнуть из литературы, а третий приобретается постепенно, по мере накопления работы с издательской системой.

Объектами, с которыми работают издательские системы, являются: блоки текста, рисунки и стандартные элементы оформления, например линии. Стандартные элементы можно вставить средствами самой системы, а тексты и рисунки готовятся заранее. Для подготовки текстов применяются текстовые процессоры, а для подготовки рисунков – графические редакторы (как растровые так и векторные).

 

Объекты

Композиция готового документа состоит из страниц и размещенных а ней объектов. Объекты ограничены рамками. Рамки могут быть как видимыми, так и скрытыми. Содержанием объекта является текст или рисунок.

Каждый объект можно свободно перемещать. Объекты находится в независимых слоях (как элементы аппликации) и могут располагаться выше или ниже других объектов.

Если рамку текстового блока наложить сверху другой объект, то текст в рамке перераспределяется, обтекая тести, лежащий сверху.

Текстовые объекты обычно имеют прямоугольную форму и предназначены для размещения текста. Текстовые объекты могут быть связаны. В этом случае тескт свободно перетекает из одной текстовой рамки в другую.

Графические объекты предназначены для размещения иллюстраций, которые подготовлены заранее.

Графические объекты зачастую делают не прямоугольными. Это определяются художественным замыслом автора и условиями размещения обхватов.

Кроме регулярных форм (круглой, овальной, прямоугольной), применяют графические объекты произвольной формы.

В настольных издательских системах широко применяют стандартные элементы оформления, например линии. Их свойства являются цвет, толщина характер штриха и окончаний. Элементы оформления не требуется импортировать из внешнего файла. Их можно создавать, пользуясь элементами управления самой настольной издательской системы.

Верстка различных типов документов обладает спецификой, для учета которой предпочтительно использовать соответствующие настольные издательские системы (НИС). Наиболее распространенными сейчас являются следующие системы.

PageMaker — популярная программа с многочисленными функциями, позволяющая удобно работать с журнальными и газетными многостраничными публикациями. Программа содержит большое количество функций по оформлению публикаций, многие полезные функции добавлены в этот пакет с помощью дополнительных утилит (вспомогательных программ).

CorelVentura — программа, которая была одной из первых НИС. Она ориентируется на создание книг, брошюр, журналов и других больших многостраничных публикаций. Программа обладает большими возможностями по размещению и оформлению текста. Последняя версия программы распространяется с пакетом CorelDraw, элементы которого позволяют создать высококачественные иллюстрации.

QuarkXPress — НИС для профессиональной работы. Включает большое количество функций по оформлению публикации любой сложности и содержания. Разнообразные возможности позволяют реализовать любые проекты по дизайну. Она также имеет дополнительные утилиты, расширяющие возможности программы.

FrameMaker — НИС, наиболее удобная для работы с большими публикациями, которые имеют сложную структуру, например технические публикации. В программе можно работать с различными иллюстрациями, а также легко оформлять таблицы и формулы, но программа имеет ограниченные функциональные возможности по сравнению с CorelVentura.

Microsoft Publisher — эта НИС содержит достаточный для оформления публикации набор функций. Она удобна для начинающих пользователей простой инсталляцией и средствами, облегчающими процесс создания публикаций (PageWizard).

 


 

  1. Представление звука в компьютере. Звуковой файл. Типы звуковых файлов. Форматы звуковых файлов.

Представление звука

Современные компьютеры «умеют» сохра­нять и воспроизводить звук (речь, музыку и пр.). Звук, как и лю­бая другая информация, представляется в памяти ЭВМ в форме двоичного кода.

Основной принцип кодирования звука, как и кодирования изобра­жения, выражается словом «дискретизация».

При кодировании изображения дискретизация — это разбие­ние рисунка на конечное число одноцветных элементов — пиксе­лей. И чем меньше эти элементы, тем меньше наше зрение заме­чает дискретность рисунка.

Процесс замены непрерывного сигнала последовательностью его значений называют дискретизацией (sampling).

Частота дискретизации — это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно изме­рение за 1 секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду — 1 килогерц (кГц). Характерные частоты дискретиза­ции аудиоадаптеров: 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др.

Физическая природа звука — это колебания в определенном диапазоне частот, передаваемые звуковой волной через воздух (или другую упругую среду). Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера:

 
 

Процесс воспроизведения звуковой информации, сохранен­ной в памяти ЭВМ:

 
 

Аудиоадаптер (звуковая плата) — специальное устройство, под­ключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования (из числово­го кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным перио­дом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины. Затем полученный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера. Ка­чество компьютерного звука определяется характеристиками аудио­адаптера: частотой дискретизации и разрядностью.

Разрядность регистра — число бит в регистре аудиоадаптера. Разрядность определяет точность измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельно­го преобразования величины электрического сигнала в число и обратно, Если разрядность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 28 = 256 (216 = 65536) различных значений. Очевидно, 16-разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разрядный.

Звуковой файл — файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме. Как правило, информация в звуковых файлах подвергается сжатию.

Звуковые файлы можно разделить на 2 типа:

с оцифрованным звуком;
с нотной записью.

Форма WAVE

Форма WAVE может состоять из нескольких блоков, хотя обычно имеется только один блок формата и один блок данных. Фактически большинство программ, работающих с файлами WAVE, предполагают, что файлы имеют жестко структурированный формат, который показан в таблице 1. Хотя такое предположение на практике допустимо, подобные программы не смогут работать с файлами WAVE, содержащими необязательные блоки комментария или другие данные. С другой стороны, хорошо написанные программы для работы с файлами WAVE будут просто пропускать те блоки, которые они не понимают.

Блок fmt, содержит основную информацию об оцифрованном звуке. Большей частью эти поля тривиальны. Почти все файлы WAVE в Интернете имеют формат PCM. Число каналов (Number of channels) и частота дискретизации (Samples per second) - основные параметры звука. Среднее число байт в секунду (Average number of bytes per second) приводится, чтобы помочь программе воспроизведения выбрать подходящие размеры для буферов. Многие звуковые системы буферизуют в каждый момент времени одну секунду звука.

Кроме довольно известных файлов WAVE и AU, в Интернете можно встретить и много других звуковых и музыкальных форматов. Здесь вы найдете некоторые из них.

MIDI

Musical Instrument Digital Interface (MIDI) - довольно старый формат, ставший стандартом, объединившим разнообразное музыкальное оборудование. MIDI может также использоваться с ударными синтезаторами и оборудованием для освещения. Действительно, MIDI - одна из технологий, позволившая использовать во время концертов всевозможные специальные эффекты, обеспечивая их синхронизацию с музыкой.

Неудивительно, что MIDI является неотъемлемой частью многих систем музыкального редактирования. MIDI базируется на пакетах (packets) данных, каждый из которых соответствует MIDI-событию (MIDI-events), от нажатия клавиши до простого временного маркера. MIDI разделяет эти события по каналам (channels). Сложная среда MIDI может включать различную аппаратуру, причем каждая часть системы будет отвечать за события на соответствующем канале. Альтернативным вариантом будет одиночный синтезатор, который сам может управлять всеми каналами.

Стандарт, известный как General MIDI, определяет способ хранения MIDI-сообщения в файле. Этот формат файла стал стандартным способом хранения и обмена аудиоданными. Преимущество обмена файлами MIDI по сравнению с файлами оцифрованного звука состоит в том, что файлы MIDI намного меньше по размеру, так как они хранят только ноты, а не детальную запись звука.

Однако с точки зрения пользователя персонального компьютера MIDI имеет два существенных недостатка. Во-первых, часто требуется ощутимое вложение денег в аппаратное обеспечение. Во-вторых, файл MIDI не определяет в явном виде всех тонкостей воспроизведения звука. MIDI-событие может быть определено как: канал семь должен воспроизвести ноты, базируясь на звуке "сверхсветового пространства", но не указывает конкретно, что это за звук.

Телеконференция alt.binaries.sounds.midi распространяет музыкальные файлы в формате MIDI. Связанный с ней FAQ предоставляет общую информацию относительно файлов MIDI и программного обеспечения.


 

  1. Физическая природа звука. Представление звука в компьютере. Системы многоканального звука.

1. Моно. Одноканальный аналоговый формат, использовался при записи старых фильмов. При современной записи на пленку не переносится.

Система многоканального звука:

2. DOLBY A-type. Два канала, использование алгоритмов шумопонижения. Большинство фильмов на данный момент записано в этом формате. На 35мм кинопленке дорожка располагается между перфорацией и кадрами, в левой части.

 

3. DOLBY SR (Spectral Recording). Четыре канала: левый, правый, центральный и канал окружения. Все каналы при помощи алгоритмов кодирования объединяются в два аналоговых канала. В дальнейшем воспроизводятся либо в стерео варианте (совместимость с DOLBY A-type), либо при наличии декодера воспроизводятся четыре канала. Кроме того, возможно воспроизведение пятого — низкочастотного канала. Пятый канал образуется путем выделения низкочастотных составляющих из первых четырех, затем их суммированием и усилением на специальном оборудовании для низких частот. Дорожка этого формата на пленке заменяет дорожку формата DOLBY A-type. Аналоговая дорожка обязательно находится на всех современных фильмокопиях.

 

4. DOLBY SR-D (Spectral Recording — Digital) или более распространенное бытовое название — DOLBY DIGITAL. Шесть цифровых каналов звука: левый, правый, центральный, левый окружающий, правый окружающий и LFE (Low-Frequency Effects) — канал низкочастотных эффектов. При записи звуковой сигнал подвергается компрессии ~1/12. На кинопленке данный формат записывается между перфорациями. В случае, если происходит сбой при раскодировании этого формата, то автоматически происходит переключение на аналоговый формат DOLBY SR. После того, как декодирование цифрового сигнала восстанавливается, киноаппарат автоматически возвращается к воспроизведению формата DOLBY SR-D. Эффекты, возникающие при переключении режимов воспроизведения, может услышать только очень искушенный зритель или звукорежиссер-профессионал.

 

5. DOLBY SURROUND EX. Семь цифровых каналов. Это более совершенная версия предыдущего формата. Отличие заключается в том, что теперь эффект окружения создается с помощью трех каналов. На кинопленке формат записывается на месте DOLBY SR-D. При записи три канала окружения преобразуются в два с помощью алгоритмов матричного кодирования. Для того, чтобы воспроизвести на стандартном комплекте этот формат, необходимо использовать специальный процессор каналов сюрраунда. Без этого процессора звуковая картина будет такой же, как при воспроизведении шестиканального DOLBY SR-D. Эффект 3-го канала окружения вносит значительный вклад в картину общего звучания. Например, об этом свидетельствует тот факт, что в течение нескольких месяцев после выхода новой версии “Звездных войн” Джорджа Лукаса, компанией DOLBY LABORATORIES было продано около 6 тыс. процессоров каналов сюрраунда.

6. DTS (Dolby Theatre System). Так же, как и в DOLBY SR-D, этот формат представляет шесть цифровых каналов. Отличие состоит в более качественном звучании, которое достигается за счет того, что степень компрессии аудиоданных в этом формате ~1/3. Но весь этот сигнал не удается разместить на кинопленке. Поэтому записывается только дорожка с цифровым кодом синхронизации звука и видео. Воспроизведение звука осуществляется с отдельного DTS проигрывателя при помощи трех компакт-дисков.

7. SDDS (Sony Dynamic Digital Sound). В зависимости от того, как производились съемки, данный формат может иметь 6 или 8 каналов. Шестиканальная модификация аналогична DOLBY SR-D. При восьмиканальной модификации добавляются ещё фронтальный полулевый и фронтальный полуправый каналы. Восьмиканальный вариант обеспечивает большую детализацию сцены.


 

  1. Цифровое видео. История обработки видео на компьютере. Программное обеспечение для работы с видео на компьютере. Основные функции этих программ, возможности и сферы применения. Характеристики цифрового видео: частота кадра, глубина цвета, экранное разрешение, качество изображения.

Идея обрабатывать видео на компьютере возникла с появлением первого мультимедийного персонального компьютера лет восемь назад. Но технические возможности компьютеров были настолько слабы, что полноценно обрабатывать видео можно было только на профессиональных станциях, используя профессиональную видеоаппаратуру. Эра расцвета устройств для захвата видео началась в 1995 году. Компьютерные технологии подходят к созданию процессора Pentium и более быстрой шины PCI.. Именно в это время появляется большое количество плат, называемых "видеобластерами", которые позволяют захватывать и обрабатывать видео на компьютере (как правило, статичные кадры или небольшие видеопоследовательности). В то же время появляются первые платы видеомонтажа Fast F-60 и Miro DC1 от двух немецких производителей - Fast Multimedia и Miro Inc., использующие шину ISA и по ценовому диапазону (хотя, скорее всего, и по качеству оцифровки) ставшие доступными для домашней видеостудии. С тех пор компьютерные технологии ушли далеко вперед, но основные принципы обработки видео на компьютере сохранились.

Редактирование видео раньше было уделом профессионалов, которые при помощи ПК монтировали большое количество отснятого материала, отбрасывая ненужное, с последующей записью результата обратно на аналоговую ленту. Но появление более производительны и менее дорогих аппаратных средств в сочетании с новой технологией расширило горизонты цифрового видео.

Когда цифровые программные кодеки сделали возможным воспроизведение и распространение видеопродукции в цифровой форме, к профессионалам присоединились разработчики продуктов мультимедиа, создатели игр и докладчики, готовящие деловые презентации.

Программы для работы с видео

После того, как открылись новые пути для эффективного распространения видеоматерилов, поставщики программного обеспечения среагировали на это выпуском новых более мощных инструментальных средств. Программы Lumiere Suite корпорации Corel, VideoWave корпорации MGI и Presto Video Works фирмы NewSoft предназначены для домашних пользователей и энтузиастов-любителей, имеют низкие цены и простые в эксплуатации инструментальные средства. В отличие от них пакеты Adobe Premiere, Kohesion и MediaStudio Pro относятся к более высокому классу, предоставляя эффективные средства для корпоративных и профессиональных пользователей.

Все эти пакеты для редактирования видеофильмов имеют одинаковые базовые функции: ввод и оцифровка (capturing) видеофрагмента, поступающего из аналогового источника и соответствующего стандарту NTSC; обрезка клипов до заданной длительности; монтаж видеофильмов и создание эффектов переходов между кадрами; вывод на кодеки, работающие в формате Video for Windows (.AVI) или на видеоленту.

Adobe Premiere. Она является наиболее популярной программой для создания мультимедийных продуктов и домашнего видео, при использовании которой пользователь одновременно получает цифровой «видеомагнитофон», (а точнее дисковый рекодер), видео-аудио микшер с 2D и 3D-эффектами и переходами и мощный видеоредактор с возможностью наложения практически неограниченного количества слоев видео, титров и компьютерной графики в любом сочетании. Правда, следует заметить, что платой за такую универсальность является необходимость рендеринга готового видеофильма, на что может уйти довольно много времени.

Рендеринг – это процесс визуализации, перенос трехмерной сцены, существующий до этого лишь в виде математической модели в памяти компьютера, в двухмерное изображение, отображаемое на экране.

КОДЕК (КОдер/ДЕКодер) - вид программного обеспечения, который позволяет вам закодировать какой-либо вид данных (аудио или видео) в определённый формат, а позже восстановить его в исходное состояние. В видеофайле кодек идентифицируется 4-х значным FOURCC кодом. Это позволяет корректно определять тип носителя и использовать именно тот кодек, который нужен. Популярные кодеки - Indeo, MPEG-4, Sorenson, DivX, XviD, и др. AVI, MOV, ASF и т.п. - это не кодеки, это форматы, которые, в свою очередь, могут содержать внутри себя данные закодированные различными кодеками

Еще одна программа – Adobe After Effects. Она обладает более сложным набором спецэффектов. В нем также можно монтировать, редактировать видео. Но это программа сложна в изучении.

Virtual Dub. Это очень простая и компактная программа, позволяющая производить различные манипуляции с видеофрагментом, делать необходимую нарезку и склейку файлов, имеет набор стандартных фильтров и модификаторов. В основном, в нем очень удобно производить завершающие коррекции фильма и его перевод в нужный формат как для записи и хранения его на CD, так и для подготовка вывода изображения на другие носители.

 

Характеристики цифрового видео

Существует множество способов захвата, хранения и воспроизведения видео на компьютере. Цифровое видео характеризуется четырьмя основными факторами: частота кадра, экранное разрешение, глубина цвета и качество изображения.

Частота кадра. Стандартная скорость воспроизведения видеосигнала – 30 кадров в сек (для кино этот показатель составляет 24 кадра/с). Каждый кадр состоит из определенного количества строк, которые прорисовываются не последовательно, а через одну, в результате чего получается два полукадра, или так называемые поля. Поэтому каждая секунда аналогового видеосигнала состоит из 60 полей (полукадров). Такой процесс называется interlaced видео. Между тем, монитор компьютера для прорисовки экрана использует метод прогрессивно сканирования, при котором строки кадра формируются последовательно, сверху вниз, а полный кадр прорисовывается 30 раз каждую секунду. Этот метод получил название non-interlaced видео. В этом и заключается основное отличие между компьютерным и телевизионным методом формирования видеосигнала.

Глубина цвета – максимальное количество цветов. Этот показатель является комплексным и определяет количество цветов, одновременно отображаемых на экране. Компьютеры обрабатывают цвет в RGB-формате (красный, зеленый, синий), в то время как видео использует и другие методы. Одна из наиболее распространенных моделей цветности для видеоформатов – YUV. Каждая из моделей RGB и YUV может быть представлена разными уровнями глубины цвета. Для цветовой модели RGB обычно характерны следующие режимы глубины цвета: 8 бит/пиксель (256 цветов), 16 бит/пиксель (65.535 цветов) и 25 бит/пиксель (16,7 млн. цветов). Для модели YUV применяются режимы: 7 бит/пиксель (примерно 2 млн. цветов) и 8 бит/пиксель (16 млн. цветов).

Экранное разрешение - еще одна характеристика. Это количество точек, из которых состоит изображение на экране. Так как мониторы компьютеров рассчитаны на базовое разрешение в 640 на 480 точек (пикселей), многие считают, что такой формат является стандартным. К сожалению, это не так. Прямой связи между разрешением аналогового видео и компьютерного дисплея нет. Стандартный аналоговый видеосигнал дает полноэкранное изображение без ограничений размера, так часто присущих компьютерному видео. Телевизионный стандарт NTSC, используемый в северной Америке и Японии, предусматривает разрешение 768 на 484. Стандарт PAL, распространенный в Европе, имеет несколько большее разрешение – 78 на 576 точек. Поскольку разрешение у аналогового и компьютерного видео различается, при преобразовании аналогового цифровой формат приходится иногда масштабировать и уменьшать изображение, что приводит в некоторой потере качества.

Качество изображения – последняя и наиболее важная характеристика. Требования к качеству зависят от конкретной задачи. Иногда достаточно, чтобы картинка была размером в четверть экрана с палитрой в 256 цветов при скорости воспроизведения 15 кадров в секунду, а иногда требуется полноэкранное видео (768 на 576) с палитрой в 16,7 млн. цветов и полной кадровой разверткой (24 или 30 кадров в секунду).

Существует образная классификация качеств видео. Весьма условно можно выделить 3 уровня: стандартное видео (VHS, C-VHS, Video8), супер-видео (SVHS, C-SVHS, Hi8) и цифровое видео (DV, mini DV, Digital8).

 

Существует несколько форматов компьютерного видео, из которых наиболее известны AVI (фирма Microsoft) и QuickTime (фирма Apple).

Большая часть систем захвата кадров и нелинейного монтажа имеют дело с форматом AVI (Audio Video Interleave – чередование аудио и видео). Этот формат позволяет одновременно хранить изображение и звук. Они записываются попеременно, так что после кадра идет запись звукового сопровождения к нему.

 


 

  1. Цифровое видео. Проблема хранения цифрового видео. Сжатие видео. Сжатие видео в режиме реального времени. Симметричное и асимметричное сжатие видео. Сжатие видеопотока или покадровое сжатие. Коэффициент сжатия. Коэффициента асимметричного сжатия.

Хранить цифровое видео хорошего качества без компрессии невозможно. Для примера: самая обычная телевизионная программа, которую вы легко можете увидеть на мониторе своего компьютера с помощью TV Tunera, вещаемая стандарте PAL, передает видеоинформацию со скорость 26 Mб/с. Если отбросить избыточную и техническую информацию, присущую PAL стандарту, и перевести величину в мегабайты, то мы получим видео потоком 134 Мб/с. Это всего лишь около 1,5 Гигабайта/м или 93,5 Гигабайта/час. А если вы захотите сделать простой эффект вроде плавного перетекания одного сюжета в другой, то эти цифры можно смело удвоить. Если же вы захотите получить видео сверхвысокого качества (HDTV), то цифровой поток будет около 1 Гб/с.

 

Виды сжатия и его характеристики.

Очевидно, что сжатие видео нужно для уменьшения объема цифровых видеофайлов, предназначенных для хранения, при этом желательно максимально сохранить качество оригинала.

Виды сжатий:

Сжатие обычное (в режиме реального времени). Термин real-time (реальное время) имеет много толкований. Применительно к сжатию данных используется его прямое значение, т.е. работа в реальном времени. Многие системы оцифровывают видео и одновременно сжимают его, иногда параллельно совершая и обратный процесс декомпрессии и воспроизведения. Для качественных выполнений этих операций требуются очень мощные специальные процессоры, поэтому большинство плат ввода/вывода для PC бытового класса не способны оперировать с полнометражными видео и часто пропускают кадры.

Симметричное и ассиметричное сжатие. Этот показатель связан с соотношением способов сжатия и декомпрессии видео. Симметричное сжатие предполагает возможность проиграть видеофрагмент с разрешением 640х480 при скорости 30 кадров/с, если оцифровка и запись его выполнялась с теми же параметрами. Ассиметричное сжатие – это процесс обработки одной секунды видео за значительно большее время. Степень асимметричности сжатия обычно задается в виде отношения. Так, цифры 150:1 означают, что сжатие одной минуты видео занимает примерно 150 минут реального времени. Асимметричное сжатие обычно более удобно и эффективно для достижения качественного видео и оптимизации скорости его воспроизведения. К сожалению, при этом кодировании полнометражного ролика может занять слишком много времени – вот почему подобный процесс выполняют специализированные компании, куда отсылают исходный материал на кодирование (что увеличивает материальные и временные расходы на проект).

Сжатие с потерей и без потери качества. Как мы уже говорили, чем выше коэффициент сжатия, тем больше страдает качество видео. ВСЕ методы сжатия приводят к некоторой потере качества. Даже если это незаметно для глаз, всегда есть разница между исходным и сжатым материалом. Пока существует только один алгоритм (разновидность MotionJPEG для формата Kodak Photo CD), который выполняет сжатие без потерь, однако он оптимизирован только для фотоизображений и работает с коэффициентов 2:1.

Сжатие видеопотока или покадровое сжатие. Это, возможно, наиболее обсуждаемый сегодня вид сжатия. Покадровый метод подразумевает сжатие и хранение каждого видеокадра как отдельного изображения. Сжатие видеопотока основано на следующей идее: несмотря на то, что изображение все всем претерпевает изменение, задний план в большинстве видеосцен остается постоянным – отличный повод для соответствующей обработки и сжатия изображения. Создается исходный кадр, а каждый следующий сравнивается с предыдущим и последующим изображениями, и фиксируется лишь разница между ними. Этот метод позволяет существенно повысить коэффициент сжатия, практически сохранив при этом исходное качество. Однако, в этом случае могут возникнуть трудности с покадровым монтажом видеоматериала, кодированного подобным образом.

Коэффициент сжатия – это показатель особенно важен для профессионалов, работающих с цифровым видео на компьютерах. Его ни в коем случае нельзя путать с коэффициентом асимметричности сжатия. Коэффициент сжатия – это цифровое выражение соотношения между объемом сжатого и исходного видеоматериала. Для примера, коэффициент 200:1 означает, что если принять объем полученного после компрессии ролика за единицу, то исходный оригинал занимал объем в 200 раз больший.

Кроме того, качество видео зависит не только от алгоритма сжатия, но и от параметров цифровой видеоплаты, конфигурации компьютера и даже от программного обеспечения.


Дата добавления: 2015-10-29; просмотров: 115 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Фрактальная графика| Зaгaльнo-дuдaкmuчнi i cпeцiaльнi мemoдuчнi вuмoгu дo кoмп'юmеpнo-opiєнmoвaнux cucmeм нaвчaння ma клacuфiкaцiя пpoгpaмнux зacoбiв нaвчaльнo-вuxoвнoгo пpuзнaчeння.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.065 сек.)