Поняття мультимедіа. Кодування аудіо- та відеоданих. Формати аудіо- та відеофайлів

Мультимедіа (лат. multum + medium) — комбінування в одному інформаційному продукті різних форм подання інформації: текстової, графічної, звукової, відео, з можливістю її інтерактивного використання.

Повідомлення, подані комбінованим способом, ще називають мультимедійними.

Повідомленнями, які подано комбінованим способом, є:

• стаття в часописі зі світлинами, що ілюструють архітектуру міста;відеокліп на популярну пісню;навчальний відео фільм про події в історії України;презентація про екскурсію учнів класу до Канева з відповідними світлинами та описом пам’ятних місць;відеозапис вашої прогулянки парком тощо.

Кодування звуку

Звук — це хвилі, що розповсюджуються в різних середовищах (газі, рідині, твердих тілах).

Перетворення звукового сигналу в дані, що можуть бути опрацьовані пристроями комп’ютера, відбувається у два етапи:

• перетворення звуку в неперервний (аналоговий) електричний сигнал – здійснюється з використанням мікрофонів, звукознімачів електронних інструментів тощо;перетворення (оцифрування) отриманого аналогового електричного сигналу в дискретний – здійснюється шляхом вимірювання через певні інтервали часу значень основних властивостей аналогового сигналу та запису цих значень у вигляді послідовності чисел. Основним пристроєм для таких перетворень є звукова карта комп’ютера.

Аналоговий (грец. ανάλογος — співрозмірний, відповідний) сигнал — сигнал, неперервний на всьому інтервалі часу його відтворення.

Дискретний (лат. diskretus — перервний, той, що складається з окремих частин) сигнал — сигнал, що змінюється із часом на кратні значення певної величини.

Спрощений графік такого дискретного сигналу подано на рис.1.

Точки зламу – це точки, у яких відбувається вимірювання значення властивості сигналу, і це значення на графіку залишається незмінним до наступного вимірювання.

Цифровий звукозапис — це процес подання звуку у вигляді двійкового коду, а також результат цього процесу.

Приклад:

Якщо для зберігання одного значення виділити 2 байти (16 біт), то можна закодувати = 65 536 різних значень рівня, від –32 768

до 32 767.

Процес кодування неперервного сигналу послідовністю окремих значень його рівня називають дискретизацією сигналу.

Частота дискретизації — число відліків рівня сигналу, які виконуються за 1 с.

Збільшення частоти дискретизації дозволяє отримати вищу якість збереженого чи переданого звуку, проте призводить до збільшення обсягу даних, які слід зберегти або передати. Під час розкодовування за послідовністю чисел відтворюється форма звукової хвилі і надсилається на посилювач звуку і, наприклад, звукові колонки.

Приклад:

Для передавання людського мовлення достатньо виконувати 8000 відліків на секунду (частота дискретизації 8000 Гц). На звукових дисках стандарту CD-DA застосовують частоту дискретизації 44 100 Гц, а DVD-Audio — до 192 000 Гц.

Формати аудіофайлів

Для зберігання оцифрованого звуку в аудіофайлах можуть використовуватися різні технології стиснення.

Принципи кодування відео

Як ви вже знаєте, рухоме зображення — відео — отримують, демонструючи почергово окремі кадри. Отже, щоб закодувати відео, потрібно закодувати зображення кожного його кадру. Оскільки для отримання плавних рухів потрібно демонструвати 24 або більше кадрів на секунду, то обсяг відеоданих може бути значним.

Закодовані кадри зберігають в одному файлі, додавши за потреби закодовані дані звукового супроводу.

Приклад:

Мультфільм тривалістю 1 год 40 хв (6000 с) за частоти кадрів 24 кадри/с складається з 6000 · 24 = 144 000 кадрів.
За роздільності 720 × 400 пікселів і глибини кольору 3 байти обсяг даних одного кадру становить:
720 · 400 · 3 = 864 000 байтів.
Отже, загальний обсяг відеоданих становить:
144 000 · 864 000 = 124 416 000 000 байтів ≈ 120 Гбайт.

Цікаво, як ці дані разом зі звуковою доріжкою поміщаються в значно меншому файлі обсягом 1,6 Гбайт?

Існують різні методи зменшення обсягу файлу до прийнятної величини. Розглянемо деякі з них докладніше.

1) Можна стиснути кожен кадр так само, як це робиться з фотографіями у форматах JPG (зі втратою якості) або PNG (без втрати якості). У такому разі кожний кадр під час перегляду фільму потрібно буде розпакувати, що вимагає додаткових обчислень, тобто збільшує навантаження на процесор.

2) Можна повністю зберігати лише ключові кадри, тобто ті, які дуже відрізняються від попередніх. Тоді з кадрів, що йдуть після ключового, достатньо зберегти лише фрагменти, які відрізняються від попереднього кадру. Це одночасно зменшить як обсяг файлу, так і обсяг обчислень.

Під час скринкастингу передається через інтернет або записується до файлу те, що відбувається на екрані комп’ютера. Якщо ведучий при цьому щось пояснює, зображення може не змінюватися протягом декількох секунд. А під час переміщення вказівника змінюється тільки маленька ділянка екрана поблизу нього. Тому другий метод може бути дуже ефективним.

На практиці в різних форматах відеофайлів використовують ці та інші методи, а також їх комбінації.

Формати відеофайлів

Відеофайл містить набір статичних зображень, призначених для почергового виведення з певною частотою.

Для стиснення і відтворення відео використовують спеціальні програми — кодеки (від слів кодування — декодування).

Формат відеофайлу визначається методом його стиснення. Більшість відеофайлів можуть містити статичні зображення, аудіо та відео різних форматів тощо. Такі файли називають медіаконтейнерами.

Розглянемо деякі формати відеофайлів:

https://vseosvita.ua/test/start/jqo918

Перейдіть за посиланням, та пройдіть тест з теорії

https://wordscloud.pythonanywhere.com/

Перейдіть за посиланням та створіть хмару слів з теми "Поняття мультимедіа. Кодування аудіо- та відеоданих. Формати аудіо- та відеофайлів"

Або створіть в іншій відомій вам программі хмару слів з теми

отримане зображення( можна скрін) прикріпіть до завдання