Звук и видео как составляющие мультимедиа

Звук — это колебания воздуха или любой другой среды, в которой он распространяется. Звук характеризуется амплитудой (силой) и частотой (количеством колебаний в секунду).

Звуковые сигналы являются непрерывными. С помощью микрофона звуковой сигнал превращается в непрерывный электрический сигнал. Чтобы обрабатывать звук на компьютере, его надо дискретизировать — превратить в дискретный сигнал, последовательность нулей и единиц (рис. 5.1). Функцию преобразования звука из непрерывной формы в дискретную при записи и из дискретной в непрерывную при воспроизведении выполняет звуковая карта (аудиоадаптер).

Преобразование звука при вводе и выводе

Качество преобразования непрерывного звукового сигнала в дискретный сигнал зависит:

1) от того, сколько раз в секунду будет измерен исходный сигнал (частота дискретизации);
2) от количества битов, выделяемых для записи каждого результата измерений (разрядность дискретизации).

Чем больше разрядность и частота дискретизации, тем точнее представляется звук в цифровой форме и тем больше размер файла, хранящего такую информацию. Так, если измерять амплитуду звука 44 000 раз в секунду и на запись каждого результата измерений отводить 16 битов (именно такие частота и разрешение нужны для высококачественной оцифровки звука), то для хранения 1 секунды звукозаписи потребуется приблизительно 86 Кб памяти.

Чтобы сформировать более полные представления о рассматриваемых вопросах, рекомендуем вам посмотреть анимации «Представление звука в компьютере» (196609) и «Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование» (135035), размещённые в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://sc.edu.ru/).

Важной составляющей мультимедиа являются всевозможные движущиеся изображения. Возможность их представления в памяти и воспроизведения на экране компьютера связана с особенностями нашего восприятия зрительной информации. Для того чтобы создать у человека иллюзию движения, ему можно показывать быстро сменяющиеся картинки, на которых изображены последовательные фазы движения.

На этом основано действие кино- или видеокамеры, производящей снимки 16, 24 или 36 раз в секунду. Кадры записываются на кино- или видеоплёнку (рис. 5.2). Если затем запустить плёнку с той же скоростью через проектор (видеомагнитофон), возникнет иллюзия движения.

Структура видеообъекта

Задача. Рассчитать объём памяти, необходимой для представления одноминутного фильма на экране монитора с пространственным разрешением 800 х 600 пикселей и палитрой из 256 цветов.

Решение

Для кодирования 256 цветов потребуется 8 битов = 1 байт. Следовательно, один кадр занимает 1 • 800 • 600 = 480 000 байтов. Чтобы смена кадров не была заметна, нужно проецировать на экран 16 кадров в секунду. Получается 480 000 • 16 = 7 680 000 байтов, что равно примерно 7,4 Мб для одной секунды показа. Чтобы показать одноминутный фильм, потребуется 7,4 • 60 = 444 Мб.

Ответ: 444 Мб.

На практике применяются специальные алгоритмы сжатия видеоинформации, позволяющие в десятки раз уменьшить её исходный объём.

Узнать подробнее о некоторых способах создания эффеста движения в компьютере вы сможете, посмотрев анимации «Эффект движения» (179677), «Покадровая анимация» (179530), «Анимация спрайтами» (179768), размещённые в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://sc.edu.ru/).