ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Мультимедийные устройства. Разновидности, назначение, характеристики

Ответ: Мультимедиа - это собирательное понятие для различных компьютерных технологий, при которых используется несколько информационных сред, таких, как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение.

Технологию мультимедиа  составляют две основные компоненты -аппаратная и программная. Мультимедиа-устройства - это устройства ПК, которые непосредственно служат для работы со звуковой, графической и видеоинформацией.

Для того, чтобы компьютер можно было назвать мультимедийным, необходимо наличие высокопроизводительного процессора с тактовой частотой не менее 500 МГц, оперативной памяти не менее 64 Мбайт, винчестера ёмкостью 10-20 Гбайт и выше, манипуляторов, мультимедиа-монитора со встроенными стереодинамиками и видеоадаптером SVGA, а также наличие спецальных устройств, которые часто относят к устройствам мультимедиа.

К устройствам мультимедиа относят:

  • графические акселераторы (ускорители). Современные видеокарты все являются графическими ускорителями.
  • приводы CD-ROM/RW, DVD-ROM/RW и др.
  • звуковые карты и звуковые системы. Звуковые системы создают так называемый 3D-звук и включают в себя несколько колонок исабвуфер(усилитель), который управляет воспроизведением звука .
  • Тюнер - это плата расширения(иногда тюнер объединяется с видеокартами или аудиокартами) или внешнее устройство,  
    с помощью которого на ПК возможен прием, просмотр и оцифровка телевизионного сигнала и сигнала с видеомагнитофона(TV-тюнеры), радиосигнала(FM-тюнеры).
  • Колонки - небольшие громкоговорители, через которые проигрывается звук. Колонки бывают пассивные и активные. Пассивные колонки работают за счет мощности встроенного усилителя звуковой карты, а активные сами содержат усилитель. Звучание активных колонок обычно лучше.
  • Микрофон. В зависимости от физизических принципов действия подразделяются на угольные, динамические, электромагнитные, пьезоэлектрические, конденсаторные. Сферы применения в ПК самые разнообразные: реализация возможностей телефона, автоответчика, работа с мультимедийными программами, переговоры по сети(видеоконференции) и т.д..
  • MIDI-клавиатуры. Для создания музыки в стандарте MIDI через специальный разъем практически ко всем звуковым картам может быть подключена MIDI-клавиатура. Это устройство аналогично клавиатуре синтезатора, но вместо того, чтобы самостоятельно синтезировать музыку, MIDI-клавиатура преобразует ее в сигналы ПК.
  • Другие периферийные устройства, подключаемые к ПК: цифровые фото и видеокамеры, MP3-плееры и др.

Комплекс аппаратных и  программных средств мультимедиа  позволяет пользователю работать в  интерактивном режиме с разнородными данными (графикой, текстом, звуком, видео), организованными в виде единой информационной среды. Мультимедиа находит различное  применение, включая образование, медицину, производство, науку, искусство и  развлечения. В образовании, мультимедиа  используется в учебных курсах, базирующихся на информационных технологиях (медиаобразование).

В производстве, особенно в  машиностроении, мультимедиа используется на стадии проектирования (автоматизированное проектирование). В медицине мультимедиа применяется в процессе обучения хирургов (виртуальная хирургия). В науке мультимедиа используется для моделирования различных процессов. В искусстве примерами мультимедиа являются специальные эффекты в кино, компьютерная мультипликация, трехмерная графика. В области развлечений примером мультимедиа являются компьютерные игры. Эти мультимедийные приложения позволяют пользователям участвовать в их работе. Такую форму мультимедиа называют диалоговой мультимедиа. Различные компоненты мультимедиа могут объединяться в общий комплекс, называемый виртуальным миром. Эта методика используется в некоторых играх, а также тренажерах полета для обучения пилотов. Разновидности мультимедиа: Гипермедиа (hypermedia, H-media) - расширение понятия гипертекст на мультимедийные (в том числе аудио, трехмерные графические, анимационные) виды организации структур записей данных. Интерактивная мультимедиа (interactive (multi)media) - мультимедийная система, обеспечивающая возможность произвольного управления видеоизображением и звуком в режиме диалога. 

Live video (реальное/живое видео) - характеристика системы мультимедиа с точки зрения ее способности работать в реальном времени. Примерами могут служить разработки IBM: Linkway Live и StoryBoard Live. 
Стандарты MPC - группа стандартов на мультимедийные ПК, разработанных Рабочей группой по мультимедийным ПК (Multimedia PC Working Group), которая является подразделением Ассоциации издателей ПО (Software Publishers Associations). Ранее Рабочая группа называлась Советом по маркетингу мультимедийных ПК (Multimedia PC Marketing Council). Этот Совет принял стандарты MPC-1 и MPC-2, устанавливающие для разработчиков программного обеспечения состав аппаратных средств, относящихся к технологии мультимедиа, и требования по их сертификации. В июне 1995 года вступил в силу стандарт MPC-3, который определил требования к конфигурации мультимедийных ПК (в частности, для минимального варианта комплектования): Pentium 75 МГц или его эквивалент, ОЗУ - 8 Мбайт, дисковод CD-ROM с учетверенной скоростью, 16-разрядная цифровая аудиосистема, таблично-волновой синтезатор, поддержка MPEG. Определены также требования к их функциональным характеристикам (в частности, необходимость воспроизведения полноэкранного видео), а также стандартный тестовый пакет ПО для испытаний аппаратуры при ее лицензировании.

Основные технические  средства и решения в области  мультимедиа: 
Мультимедиа-процессор (multimedia processor)-процессор, поддерживающий режимы мультимедиа. К этому классу процессоров относятся, в частности, разработки, выполняемые по программе MMX. Предполагается, что мультимедийные процессоры могут повысить качество воспроизведения динамичной графики и видео при существенном сокращении схемных элементов ПЭВМ, в том числе микросхем и плат расширения. 
Мультимедийный ПК (MPC, Multimedia Personal Computer) - компьютер, соответствующий требованиям стандартов MPC; торговая марка сертификата соответствия требованиям стандартов MPC. По лицензии MPC Marketing Council торговая марка Multimedia Personal Computer может ставиться на изделия трех видов: ПЭВМ, устройства для их расширения и пакеты прикладных программ. Домашний медиасервер (мультимедийный центр, медиа-центр; home media server, media center) - мультимедийный ПК с возможностями воспроизведения и записи цифровых изображений, музыки и видео, включая и телевизионные программы, а также широкополосным доступом к Интернет-ресурсам, каналам обычного и спутникового телевидения высокой четкости, передачам FM-радиостанций. AMCA (Apple Media Control Architecture) - архитектура систем управления носителями информации мультимедийных ПК фирмы Apple; стандарт для систем мультимедиа, создаваемых на базе ПК Macintosh. Multimedia control panel (панель управления мультимедиа) - панель, отображаемая на экране ЭВМ и предназначенная для управления средствами мультимедиа (в том числе музыкальными инструментами и другими периферийными устройствами), а также для навигации в мультимедийных приложениях. 

          Multimedia applications (мультимедийные приложения) - помогательные средства, обеспечивающие реализацию технологии мультимедиа. 
MMX (MultiMedia eXtension, расширение мультимедиа) - технология для домашних ПК на базе процессора Pentium, опубликована в марте 1996 года фирмой Intel, которая предполагает интегрирование средств поддержки режимов мультимедиа в архитектуру процессоров Intel. VSA (Virtual System Architecture, архитектура виртуальной системы) - мультимедийное средство, разработанная фирмой Cyrix для мультимедийных ПК, представляет собой программно-аппарат

Мультимедиа на компьютере.

Компьютеры не задумывались своими создателями как устройства для занятий музыкой. Их изначальное предназначение типично для любой полезной машины — освободить человека от тяжелой и монотонной работы.

В данном случае речь идет об умственной деятельности рутинного характера, связанной с громоздкими вычислениями и сортировкой большого количества данных. Просто так уж случилось, что многие профессионалы в разных сферах, любящие и хорошо понимающие то, чем они занимаются, сумели воспользоваться присущей вычислительным машинам универсальностью и использовать ее для пользы своего дела. Легендарный Макс Мэтьюз из Bell Labratories начал заниматься машинным синтезом звука еще в 60-е годы, когда компьютер занимал целый этаж, и вряд ли вызывал у большинства музыкантов прилив творческого вдохновения.Видимо, создатель программы Music 4 достаточно хорошо представлял, что ему нужно от жизни и от вычислительной машины.

Попытавшись определить в нескольких словах сущность компьютера, продолжим со звуковой платой: это вспомогательное устройство, позволяющее компьютеру принимать, передавать и обрабатывать информацию — под информацией мы подразумеваем звук. Здесь есть входной и выходной потоки данных. Только для нас это звук, а для компьютера — данные, которые ему надлежит обработать. То, в каком виде здесь передается и принимается звук, — вопрос отдельный. Важно то, что внутри компьютера он существует только в цифровом виде.

Компьютеру, вообще говоря, все равно, что и как обрабатывать. Это в полной мере определяет человек, у которого возможностей сегодня побольше, чем в 60-е годы. Емкость оперативной памяти (RAM) и жестких дисков давно не является проблемой. Быстродействие? Сейчас все меньше задач, заставляющих оператора злоупотреблять кофе во время их обсчета. Принципиальный вопрос компьютерных звуковых технологий — способность системы пропускать большие объемы данных за минимальное время — тоже представляется решаемым.

Итак, представив данные, в том числе и звук, в виде набора чисел, мы получаем огромные возможности для их обработки. Набор инструкций, предписывающих компьютеру, что он должен делать с теми или иными данными (информацией), называется программой. Напомню, что набор данных, с которым работает программа, именуют файлом. Как только данные, в частности, оцифрованный звук, оказываются в компьютере в виде файла, записанного чаще всего на жестком диске, программы получают полную возможность работы с ними. Это важный момент, потому что в этом случае операции над звуковыми файлами могут производиться независимо от какого-либо звукового оборудования, включая звуковую плату! Так работают многие программы редактирования, в частности, знаменитые Sound Forge и WaveLab. Звуковая плата используется здесь в основном для прослушивания результатов работы.

Пожалуй, в первую очередь стоит осознать, для чего будет использоваться звуковая плата, а точнее — компьютер вообще. Перечислить варианты вряд ли возможно, достаточно сказать, что компьютерной студии по плечу все, что вообще можно делать на студиях, работающих с цифровым звуком, плюс еще некоторые специфические виды работ, например, создание мультимедийных приложений. Главными и неоспоримыми преимуществами компьютера являются наглядность и удобство при работе с материалом, а это положительно отражается на эффективности студии в целом.

На наших глазах звуковые компьютерные технологии постепенно переходят из разряда хитроумных игрушек в класс профессионального инструментария, использующегося в серьезных аудиотрактах. Первая область, которую вычислительная техника завоевала много лет назад, это — контроль сложных комплексов самого различного применения. Специализированное программное обеспечение управляет трансформацией сценического пространства, световыми и звуковыми инсталляциями, аппаратурой усиления и передачи сигналов, радио и телеэфирами, помогает архивировать ценнейшие материалы фонотек и видеотек. Однако, с наступлением эры цифрового звука программно реализованные алгоритмы вмешались в святая святых — в аудиозапись, обработку и микширование звука.

Чисто программным средствам в профессиональной студийной практике сегодня находится место отнюдь не на каждом технологическом этапе работы со звуком. Но, во-первых, многие программы поставляются в рамках специализированных аппаратно-программных комплексов, в сумме имеющих серьезные профессиональные возможности. А во-вторых, за технической стороной дела не стоит забывать о творчестве. Ибо сегодняшние цифровые технологии позволяют даже на не очень дорогих средствах порой создавать замечательные музыкальные произведения. И если в душе поет музыка, а образование позволяет понимать хотя бы нотную грамоту — пусть вас не пугает простенькая персоналка с несколькими волновыми треками.

На сегодняшний день выбор музыкального программного обеспечения достаточно велик, свою продукцию представляют фирмы из многих стран мира, и можно подобрать и универсальные и специализированные программы для работы со звуком.

Мультимедиа (multimedia) — это современная компьютерная информационная технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию(мультипликацию). Мультимедиа — это сумма технологий, позволяющих компьютеру вводить, обрабатывать, хранить, передавать и отображать (выводить) такие типы данных как текст, графика, анимация, оцифрованные неподвижные изображения, видео, звук и речь.

Для построения мультимедиа системы необходима дополнительная аппаратная поддержка: аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи для перевода аналоговых аудио и видео сигналов в цифровой эквивалент и обратно, видеопроцессоры для преобразования обычных телевизионных сигналов к виду, воспроизводимому электронно-лучевой трубкой дисплея, декодеры для взаимного преобразования телевизионных стандартов, специальные интегральные схемы для сжатия данных в файлы допустимых размеров и так далее. Все оборудование отвечающее за звук объединяются в так называемые звуковые карты, а за видео в видео карты. Дальше рассматривается подробно и в отдельности об устройстве и характеристиках звуковых карт, стандартах сжатия звука и некотором специализированном программном обеспечении.

С течением времени перечень задач выполняемых на ПК вышел за рамки просто использования электронных таблиц или текстовых редакторов. Компакт — диски со звуковыми файлами, подготовка мультимедиа презентаций, проведение видео конференций и телефонные средства, а также игры и прослушивание аудио CD для всего этого необходимо чтобы звук стал неотъемлемой частью ПК. Для этого необходима звуковая карта.

Мы все уже привыкли к тому, что современный персональный компьютер может издавать весьма разнообразные звуки. Вначале они могли только гудеть и пищать на разные лады, затем появились программы, произносящие вполне отчетливые слова и играющие отдаленное подобие музыки, слушаемой через водосточную трубу; компьютерные игры довольно быстро научились даже при помощи встроенного громкоговорителя издавать что-то вроде выстрелов и взрывов. А теперь повсеместное распространение недорогих звуковых карт позволило воспроизводить с их помощью любые теоретически возможные звуки. Однако в большинстве случаев мы с вами слышим только те звуки, которые были, как говорится, заложены при разработке той или иной программы, а между тем многим хочется гораздо большего. Все это вполне возможно — при наличии требуемых аппаратных средств и/или программ, а главное — знаний о способах извлечения нужных звуков из такого вроде бы немузыкального устройства, как компьютер, так как компьютер по первоначальному определению это устройство для хранения, обработки и передачи информации.

ЗВУКОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЬЮТЕРА.

Возможности встроенного динамика (PC—Speaker)

Представим себе батарейку, которая через регулятор (для удобства — прямолинейный, а не круглый) подключена к динамику акустической системы. При перемещении регулятора диффузор динамика будет аналогично перемещаться между своим нейтральным положением и точкой максимального отклонения, в точности повторяя движения ползунка и изменение электрического тока в цепи. В таком случае говорят, что имеет место аналоговая передача звука, которая используется почти во всей звуковой аппаратуре. Таким образом, перемещая ползунок с нужной скоростью, мы можем заставить динамик издать любой нужный нам звук — вся проблема только в скорости перемещения ползунка.

В компьютерах, как известно, используется цифровой принцип передачи информации: электрические сигналы могут принимать только два состояния — 0 и 1, что соответствует минимальному и максимальному уровням напряжения. Графики электрических сигналов при этом даже отдаленно не напоминают, например, график изменения яркости картинки на мониторе или траекторию перемещения мыши, поскольку аналоговые сигналы закодированы в цифровых. Подключив динамик к выходу цифровой схемы, мы можем привести его диффузор только в одно из двух возможных положений; если теперь переключать цифровой сигнал со звуковой частотой — мы услышим знакомое гудение или писк разной высоты. Именно так и было реализовано управление встроенным динамиком в самых первых персональных компьютерах, таким же оно осталось и в их современных моделях — программа либо программирует генератор импульсов на их повторение с нужной частотой, либо сама переключает цифровой сигнал на динамике. Изменяя частоту следования импульсов, можно повышать или понижать тон звука, однако более приятных звуков таким способом извлечь невозможно. Такой способ управления называется частотной модуляцией (ЧМ/FM).

Однако кое-что все-таки можно сделать, вспомнив, что диффузор динамика имеет инерцию и из-за нее не может перемещаться со скоростью, сравнимой со скоростью изменения цифровых сигналов в компьютере. Если подать на него цифровой сигнал из равномерно меняющихся 0 и 1 с частотой более 20 килогерц — диффузор будет излучать неслышимый ультразвук, сила которого будет очень быстро падать с ростом частоты, и уже на нескольких десятках килогерц диффузор практически перестанет двигаться. Однако если изменение между 0 и 1 будет неравномерным, то диффузор уже не сможет оставаться на месте, однако и не будет колебаться в точном соответствии с цифровым сигналом. Можно сказать, что удержание одного из уровней на выходе схемы ускоряет движение диффузора в выбранном направлении, а смена уровня на противоположный — тормозит его, а при удержании нового уровня в течение длительного времени диффузор начнет двигаться в противоположном направлении. Этот способ управления называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

Таким образом, если достаточно искусно переключать цифровые уровни на схеме управления динамиком, то в принципе из него можно получить произвольные и чистые звуки. Однако на практике это возможно лишь при условии точного знания момента инерции диффузора, параметров усилителя мощности и очень высокой (в идеале — бесконечной) точности управления сменой уровней. Поэтому описанный метод получил довольно ограниченное применение — для имитации выстрелов и взрывов в играх, простейшего синтеза речи или воспроизведения очень низкокачественной музыки.

Преобразователи АЦП и ЦАП

Наиболее естественным способом «подружить» цифровой компьютер с его «рваной» импульсной системой передачи информации, и непрерывный реальный мир является использование преобразователей аналоговых сигналов в цифровые и обратно, которые и называются аналогово-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями — АЦП и ЦАП. Первый получает непрерывный аналоговый сигнал и постоянно выдает поток цифровых сигналов, второй действует наоборот. При этом говорят, что АЦП кодирует аналоговый сигнал, а ЦАП — декодирует его. В англоязычной литературе используются обозначения ADC и DAC, а также codec (coder/decoder).

Для преобразования в цифровой код аналоговый сигнал приходится подвергать дискретизации — разбиению на фиксированные участки во времени и на ряд фиксированных величин — по уровню. Каждый элементарный участок сигнала кодируется одним числом, величина которого пропорциональна среднему уровню сигнала на этом участке; такое число называется отсчетом. Числа появляются на выходе АЦП синхронно с изменением сигнала на входе; точность преобразования будет тем выше, чем выше частота следования отсчетов и чем больше используется фиксированных значений уровня. Частота следования отсчетов называется частотой дискретизации, а диапазон значений отсчета определяется разрядностью его двоичного представления.

Выбор частоты дискретизации важен в первую очередь для передачи частотного диапазона сигнала — при слишком низкой частоте звук становится глухим и неразборчивым. Чаще всего для хорошей передачи звука достаточно частоты, вдвое большей максимальной частоты исходного сигнала, хотя для достижения высокого качества используется трех — пятикратное превышение. А разрядность влияет прежде всего на количество искажений и шумов, вносимых в звук — при недостаточной точности отсчетов звук становится резким и неприятным, как внутри металлической трубы.

В популярных сейчас бытовых проигрывателях компакт-дисков используется частота дискретизации 44.1 кГц и отсчеты в 16 двоичных разрядов (65536 фиксированных уровней). В цифровых телефонных линиях применяется 8-разрядная (256 уровней) оцифровка на 8 кГц, а в студийных системах обработки звука — 24-разрядная (16777216 уровней) с частотой 96 кГц. Понятно, что с ростом частоты дискретизации и разрядности отсчета растет и объем данных, занимаемый звуком. Например, один компакт-диск вмещает 74 минуты стереозвучания, однако при записи на нем звука в монофоническом телефонном формате время непрерывного звучания составит более суток.

Самый простой ЦАП делается при помощи так называемой резистивной матрицы, когда все разряды двоичного числа, представляющего отсчет, через резисторы с различным сопротивлением сводятся в одну точку, причем сопротивление резисторов падает с ростом старшинства разрядов двоичного числа. Таким образом, изменение старшего разряда из 0 в 1 и наоборот будет вносить в линию максимальное изменение напряжения, а то же самое в младшем разряде — минимальное, и в случае 8 разрядов разница составит в точности 256 раз. При последовательном переборе всех чисел от 0 до 255 сигнал на выходе будет ступенчато изменяться от нуля до максимума — в 256 раз более плавно, чем простой цифровой переход от 0 к 1.

Лет десять назад на компьютерах IBM PC подобные 8-разрядные ЦАП делались при помощи параллельного порта принтера, имеющего как раз 8 линий данных, а при использовании дополнительных линий управления — и более качественный 12-разрядный. Выводя из программы в порт отсчеты с нужной скоростью, можно получить достаточно чистый звук, сравнимый по качеству с телефоном или дешевым магнитофоном.

Сейчас выпускается широчайший ассортимент звуковых адаптеров, или карт, для всех видов персональных компьютеров, а во многих моделях они являются компонентом системной платы. Современный звуковой адаптер содержит 16-разрядные стереофонические ЦАП и АЦП, работающие на частоте 5..48 кГц, которые передают и получают цифровой звук по каналам прямого доступа к памяти (DMA), без прямого участия программ, которым остается только вовремя забирать готовый оцифрованный фрагмент с АЦП, или подавать очередной цифровой фрагмент на ЦАП. Многие адаптеры могут записывать и воспроизводить звук одновременно, и программа при должном быстродействии может синхронно воспроизводить записанный звук в уже обработанном виде.

Процессоры DSP (Digital Signal Processing)

В принципе DSP (Рис.3) нужен чтобы разгрузить центральный процессор (CPU) компьютера, да и вообще поменьше от него зависеть. Это делает работу платы устойчивей и позволяет избежать многих проблем совместимости с разными компьютерами.

Обработка цифрового звука — отдельная и весьма обширная область, которая, по сути, сводится к выполнению над числами-отсчетами тех же математических операций, которые в аналоговых устройствах


Рис.3.Процессор-DSP.

выполняются электронными схемами. Например, усилению или ослаблению соответствует умножение или деление отсчетов, смешиванию двух сигналов — попарное сложение их отсчетов, фазовому сдвигу — задержка одних отсчетов относительно других. Единственная проблема состоит в том, что для выполнения сложных преобразований вроде фильтрования или модуляции требуется очень большое число элементарных числовых операций, которое рядовой компьютер не в состоянии делать синхронно с поступающим сигналом (как говорят —  в реальном времени). В таких случаях либо применяются специальные цифровые сигнальные процессоры (DSP), либо обработка проводится основным процессором, но после предварительной записи звука в память или на жесткий диск, с воспроизведением оттуда после окончания обработки. Эта так называемая нелинейная обработка занимает больше времени и не позволяет тут же слышать результат, однако никак не ограничена по сложности и глубине воздействия на звук.

Частным случаем обработки является простой монтаж фонограмм, с которым постоянно сталкиваются операторы самых различных звуковых студий. То, что на обычном магнитофоне делается за минуты, часы и дни путем многократной перезаписи с ленты на ленту, даже на самом простом компьютере занимает считанные секунды или часы, благодаря полному визуальному контролю и точности вплоть до одного цифрового отсчета (при 44.1 кГц — 23 мкс).

Однако компьютер способен не только сохранить и воспроизвести однажды записанный в него звук, даже после цифровой обработки — он может создавать совершенно новые звуки при помощи аппаратного или программного синтеза. Простейший метод синтеза состоит в генерации серии отсчетов и циклическом их воспроизведении, в результате чего получается периодический (тональный) звуковой сигнал. Например, при воспроизведении значений функции sin (x), вычисленных с некоторым шагом в границах периода, получается чистый синусоидальный звуковой сигнал с мягким звучанием и четкой музыкальной высотой; при усложнении вычислительной функции звуковые колебания будут повторять ее график — с точностью до параметров оцифровки и погрешностей ЦАП. График можно и нарисовать прямо на экране при помощи мыши; при этом плавному графику будут соответствовать более мягкие, глухие звуки, а крутому — более резкие, яркие и звонкие.

Если взять какой-либо физический процесс, приводящий к появлению звука — разряд молнии, шум ветра или колебания скрипичных струн — то всегда можно разработать достаточно точную математическую модель этого явления, которая сведется к системе уравнений. Решая эти уравнения, можно получить график звуковых колебаний, возникающих в этом процессе, и затем воспроизвести их. Подобным образом был получен предполагаемый звук московского Царь-Колокола при помощи только его наружных измерений и структурного анализа сплава. Этот метод физического моделирования — самый точный для имитации реальных звуков, однако он же — самый трудоемкий и длительный.

Частотная модуляция (FM)

Другой, более простой, метод синтеза состоит в генерации синусоидального сигнала, частота которого управляется другими генераторами таких же сигналов — это разновидность частотной модуляции (англ. FM). В результате получается сигнал весьма сложной структуры, тембр которого может меняться в чрезвычайно широких пределах. При достаточном количестве управляющих друг другом генераторов (так называемых операторов) и точном подборе их параметров можно не только синтезировать необычные звуки, но и достаточно точно имитировать звуки природы и музыкальных инструментов. Однако на практике количество операторов не превышает десяти, и разумное управление даже таким небольшим их числом сильно затруднено. В большинстве звуковых адаптеров есть аппаратный FM-синтезатор с двумя или четырьмя операторами, при помощи которого можно синтезировать различные шумы, стуки и звоны, однако для имитации музыкальных инструментов он в силу своей простоты совершенно непригоден.

Таблично-волновой метод синтеза звуков (Wave table)

Наиболее распространенный сейчас метод синтеза музыкальных звуков — таблично-волновой (wave table — WT). Он заключается в записи характерных фрагментов звучания реальных инструментов — начального и среднего по времени всего звучания ноты — и использования их для синтеза всех прочих звуков, издаваемых этими инструментами. Записанные фрагменты образуют основной тембр инструмента, а различные приемы обработки в реальном времени — изменение частоты, амплитуды, добавление гармоник или их фильтрация — придают тембру оттенки и динамику, свойственные различным приемам игры. Для повышения достоверности имитации берется больше образцов (англ. samples) звучания и выполняется больше работы по их обработке во время синтеза; в простейшем случае таблично-волновой метод вырождается в так называемый сэмплерный, при котором звучание инструмента записывается и воспроизводится целиком от начала до конца. Пионером в реализации WT-синтеза стала в 1984 году фирма Ensoning. Вскоре WT-синтезаторы стали производить такие известные фирмы, как Emu, Korg, Roland и Yamaha.

В качестве образцов звучаний в таблично-волновом и сэмплерном методах могут использоваться и результаты других методов синтеза или обработки. Например, многие модные сейчас «электронные» звучания получены путем сложной обработки различных ударных звуков, звука падения капель и даже скрежета ржавого железа. Путем намеренного огрубления, внесения искажений и дополнительных призвуков изначально мягкие звуки делаются более резкими и пронзительными (яркий пример — дисторшн или овердрайв для гитары), а изначально звонкие и яркие — смягчаются и выравниваются. При помощи даже сравнительно простых операций вроде суммирования сигналов с фазовым сдвигом можно получать совершенно не похожие на оригиналы звуки.

В последнее время все большее число звуковых адаптеров оснащается таблично-волновыми синтезаторами, возможности которых приближаются к профессиональным синтезаторам, используемым на музыкальной сцене. Все они содержат заранее заданный стандартный набор звуков мелодических и ударных инструментов, что позволяет им более-менее похоже исполнять одни и те же музыкальные произведения в нотной форме, а некоторые вдобавок позволяют использовать дополнительные — готовые или самостоятельно созданные — наборы звуков. Все синтезаторы предоставляют возможности по управлению артикуляцией, амплитудной и частотной модуляцией звучания, а наиболее развитые позволяют «на ходу» в широких пределах менять спектр звука, создавать эффекты реверберации, хорового звучания, вращения звука и т.п.

Управляются компьютерные синтезаторы, как и их «старшие братья», при помощи специального музыкального цифрового интерфейса MIDI. Внутри компьютера он представляет собой просто расширение нотной системы записи музыки с дополнительными командами для управления ее исполнением; вдобавок к этому большинство звуковых адаптеров содержит внешний MIDI-интерфейс, к которому можно подключить любое количество клавишных или модульных музыкальных синтезаторов, блоков обработки звука, датчиков, систем освещения и т.п. Компьютер в этом случае выступает в роли «мозгового центра», управляющего всем этим электронным зверинцем — как дома или на дискотеке, так и в профессиональной музыкальной, театральной студии или в концертном зале. В этих областях персональные компьютеры обосновались так же давно и прочно, как в лабораториях математиков и физиков; но самое главное состоит в том, что многие вещи, которые еще недавно были возможны лишь на очень сложной и дорогой аппаратуре, становятся доступны каждому, у кого есть современный персональный компьютер со звуковым адаптером — даже самым простым и дешевым. Достаточно научиться его правильно применять — и для вас уже не будет ничего принципиально невозможного в мире звука.

ПАРАМЕТРЫ ЗВУКОВЫХ КАРТ

Для получения приемлемого качества записи компьютерной музыки необходимо пользоваться аппаратурой, способной его обеспечить. Число различных моделей звуковых карт составляет несколько десятков. А если учитывать еще и различные версии одних и тех же устройств, то при покупке карты приходится выбирать почти из сотни наименований. Не всякая звуковая карта способна на большее, чем озвучивание компьютерных игр. Конечно, принадлежность звуковой карты к продукции известных фирм является веской причиной того, что именно ее следует выбрать, это скажется в дальнейшем на надежности работы. К важнейшим параметрам относятся, в первую очередь:

> метод синтеза музыкальных звуков, реализованный в синтезаторе звуковой карты;

> разрядность АЦП/ЦАП звуковой карты;

> диапазон частот дискретизации;

> отношение сигнал/шум;

> динамический диапазон.

В современных звуковых картах по-прежнему применяется частотный синтез звуков (FM-синтез), но это делается в основном в целях обеспечения поддержки старых игр. Основным методом синтеза в настоящее время является волновой метод, или, как его еще называют, метод волновых таблиц (WT-синтез).

После первого же сравнения звучания MIDI-инструментов в FM и WT вариантах можно решить для себя, что FM-инструменты не стоят того, чтобы тратить на них время. Поэтому дальше речь пойдет только о WT-синтезаторах звуковых карт.

Разрядность звуковой карты

Разрядность звуковой карты существенно влияет на качество звука. Однако перед тем как перейти к более детальному обсуждению этого вопроса, следует пояснить, что речь идет о разрядности АЦП и ЦАП. Звуковые карты двойного назначения имеют в своем составе одновременно два функционально независимых узла: WT-синтезатор и устройство оцифровки звуковых сигналов, поступающих с внешнего источника. В каждый из узлов входит как минимум по одному ЦАП. В устройстве оцифровки, кроме того, имеется АЦП. В недавнем прошлом прямое указание на разрядность звуковой карты содержалось в ее названии в виде числа 16. Тем самым изготовители подчеркивали, что в их продукции качество цифрового звука как бы соответствует качеству звука лазерного проигрывателя, а не какой-нибудь там 8-битной карты. В дальнейшем 16 разрядов в ЦАП/АЦП стали нормой, а числа «32» или «64» в названиях стали означать совсем другое — максимальное количество одновременно звучащих голосов синтезатора звуковой карты (полифонию).

Некоторые высококачественные звуковые карты оборудованы 18-битными и даже 24-битными ЦАП/АЦП. Звуковые редакторы, работая с любыми звуковыми картами, в том числе и 16-битными, в процессе преобразований отсчетов сигнала используют арифметику с разрядностью двоичного представления числа, превышающей 16. Это позволяет уменьшить погрешность, накапливающуюся в процессе выполнения сложных алгоритмов обработки, которая в противном случае проявлялась бы как искажение звука.

Почему же столь важно наличие большого числа разрядов в устройствах ЦАП и АЦП? Дело заключается в том, что непрерывный (аналоговый) сигнал преобразуется в цифровой с некоторой погрешностью. Эта погрешность тем больше, чем меньше уровней квантования сигнала, т. е. чем дальше отстоят друг от друга допустимые значения квантованного сигнала. Число уровней квантования, в свою очередь, зависит от разрядности АЦП/ЦАП. Погрешности, возникающие в результате замены аналогового сигнала рядом квантованных по уровню отсчетов, можно рассматривать как его искажения, вызванные воздействием помехи. Эту помеху принято образно называть шумом квантования. Шум квантования представляет собой разность соответствующих значений реального и квантованного по уровню сигналов.

В случае превышения сигналом значения самого верхнего уровня квантования («старшего» кванта), а так же в случае, когда значение сигнала оказывается меньше нижнего уровня квантования («младшего» кванта), т. е. при ограничении сигнала, возникают искажения, более заметные по сравнению с шумом квантования. Для исключения искажений этого типа динамические диапазоны сигнала и АЦП должны соответствовать друг другу: значения сигнала должны располагаться между уровнями, соответствующими младшему и старшему квантам.

При записи внешних источников звука это достигается с помощью регулировки их уровня, кроме того, применяется сжатие (компрессия) динамического диапазона, о которой речь пойдет ниже.

В звуковых редакторах существует операция нормализации амплитуды сигнала. После ее применения наименьшее значение сигнала станет равным верхнему уровню младшего кванта, а наибольшее — нижнему уровню старшего. Таким образом, от ограничения сигнал сверху и снизу будет защищен промежутками, шириной в один квант. Разумеется, если при записи уже имело место ограничение амплитуды, то нормализация не избавит сигнал от искажения.

Приемлемым считается 16-разрядное представление сигнала, являющееся в настоящее время стандартным для воспроизведения звука, записанного в цифровой форме. С точки зрения снижения уровня шумов квантования дальнейшее увеличение разрядности АЦП нецелесообразно, т. к. уровень шумов, возникших по другим причинам (тепловые шумы, а также импульсные помехи, генерируемые элементами схем компьютера и распространяющиеся либо по цепям питания, либо в виде электромагнитных волн), все равно оказывается значительно выше, чем —96дБ.

Однако увеличение разрядности АЦП обусловлено еще одним фактором — стремлением расширить его динамический диапазон. Динамический диапазон это максимальное и минимальное значения сигнала, который может быть преобразован в цифровую форму без искажения и потери информации. Минимальный сигнал не может быть меньше, чем напряжение, соответствующее одному кванту, а максимальный — не должен превышать величины напряжения, соответствующего N квантам. Поэтому динамический диапазон для 16-разрядного АЦП составляет 96 дБ, для 18-разрядного— 108 дБ, для 20-разрядного— 120 дБ. Иными словами, для записи звучания некоторого источника звука, динамический диапазон которого составляет 120 дБ, требуется двадцатиразрядный АЦП. Если такого нет, а имеется только шестнадцатиразрядный, то динамический диапазон звука должен быть сжат на 24 дБ: со 120 дБ до 96 дБ.

В принципе, существуют методы и устройства сжатия (компрессии) динамического диапазона звука. Но то, что они проделывают со звуком, как ни смягчай формулировки, все равно искажает его. Именно поэтому так важно для оцифровки звука использовать АЦП, имеющий максимальное количество разрядов. Владелец 16-битной звуковой карты может убедиться в отсутствии особых причин для расстройства: динамические диапазоны большинства источников звука вполне соответствуют динамическому диапазону такой звуковой карты. Кроме того, 18-битное или 20-битное представление сигнала применяется только на этапе обработки звука. Конечная аудиопродукция (CD и DAT) реализуется в 16-битном формате.

После того как мы немного разобрались с разрядностью звуковой карты, пришло время поговорить о частоте дискретизации.

Частота дискретизации

В процессе работы АЦП происходит не только квантование сигнала по уровню, но и его дискретизация во времени. Сигнал, непрерывно изменяющийся во времени, заменяют рядом отсчетов этого сигнала. Обычно отсчеты сигнала берутся через одинаковые промежутки времени. Интуитивно ясно, что если отсчеты отстоят друг от друга на слишком большие интервалы, то при дискретизации может произойти потеря информации: если важные изменения сигнала произойдут не в те моменты, когда были взяты отсчеты, они могут быть «пропущены» преобразователем. Получается, что отсчеты следует брать с максимальной частотой. Естественным пределом служит быстродействие преобразователя. Кроме того, чем больше отсчетов приходится на единицу времени, тем больший размер памяти необходим для хранения информации.

Проблема отыскания разумного компромисса между частотой взятия отсчетов сигнала и расходованием ресурсов трактов преобразования и передачи информации возникла задолго до того, как на свет появились первые звуковые карты. В результате исследований было сформулировано правило, которое в отечественной научно-технической литературе принято называть теоремой Котельникова [Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости.— М., Госэнергоиздат, 1956].

Если поставить перед собой задачу обойтись без формул и использования серьезных научных терминов типа «система ортогональных функций», то суть теоремы Котельникова можно объяснить следующим образом. Сигнал, представленный последовательностью дискретных отсчетов, можно вновь преобразовать в исходный (непрерывный) вид без потери информации только в том случае, если интервал между соседними отсчетами не превышает половины периода самого высокочастотного колебания, содержащегося в спектре сигнала.

Из сказанного следует, что восстановить без искажений можно только сигнал, спектр которого ограничен некоторой частотой F. Теоретически все реальные сигналы имеют бесконечные спектры. Для того чтобы при дискретизации избежать искажений, вызванных этим обстоятельством, сигнал вначале пропускают через фильтр, подавляющий в нем все частоты, которые превышают заданное значение Fmax и лишь затем производят дискретизацию. Согласно теореме Котельникова частота, с которой следует брать отсчеты, составляет Fд = 2Fmax Теорема получена для идеализированных условий. Если учесть некоторые реальные свойства сигналов и устройств преобразования, то частоту дискретизации следует выбирать с некоторым запасом по сравнению со значением, полученным из предыдущего выражения.

В стандарте CD частота дискретизации равна 44,1 кГц. Для цифровых звуковых магнитофонов стандартная частота дискретизации составляет 48 кГц. Звуковые карты, как правило, способны работать в широком диапазоне частот дискретизации. Важно, чтобы максимальное значение частоты дискретизации было не менее 44,1 кГц, в противном случае качества звучания CD достичь не удастся. Следует различать частоту дискретизации в АЦП/ЦАП, предназначенных для оцифровки внешних сигналов, и частоту дискретизации в ЦАП WT-синтезатора звуковой карты. Значение последней может не совпадать с указанными стандартными значениями.

Дуплекс и наличие цифрового выхода

Довольно часто изготовители, доказывая преимущество своих звуковых карт, подчеркивают еще два обстоятельства:

> наличие у звуковой карты выхода, на котором информация представлена в цифровой форме;

> наличие дуплексного режима прямого доступа к памяти.

Действительно, если звуковая карта имеет выход, на который сигналы поступают не в аналоговой (после ЦАП), а в цифровой форме, то это позволяет уменьшить искажения, связанные с дополнительными преобразованиями при дальнейшей цифровой обработке сигнала вне звуковой карты. Это становится актуальным при записи композиции на CD или DAT.

Так, например, в звуковых картах SB AWE32, AWE64 имеется разъем интерфейса S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format формат цифрового интерфейса фирм Sony и Philips), который предназначен для передачи звуковых сигналов от WT-синтезатора в цифровой форме, Но не следует забывать, что S/PDIF представляет собой лишь упрощенный вариант профессионального студийного интерфейса AES/EBU (Audio Engineers Society/European Broadcast Union), разработанного Европейским радиовещательным союзом.

Для разгрузки центрального процессора работа АЦП/ЦАП звуковых карт организуется в режиме прямого доступа к памяти [Direct Memory Access DMA). Полный дуплекс [Full-Duplex) означает способность звуковой карты одновременно воспроизводить и записывать звук. Для этого требуется поддержка звуковой картой одновременно двух каналов DMA. Для звуковых карт семейства AWE возможна организация одного 16-ти разрядного и одного 8-ми разрядного каналов. По одному из них возможна запись, а по другому воспроизведение. Это ограничение затрудняет работу с программами многоканального монтажа и сведения, а также подготовку материала для записи CD на том же компьютере, на котором установлена звуковая карта.

В следующих стаьях я расскажу — как выбрать звуковую карту,как её настроить в системе,возможные причины неработоспосбности звуковых карт.А так же рассмотерим звуковые редакотры наиболее часто применяемые для обработки звука.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Средства мультимедиа, их назначение и применение

Основные понятия о мультимедиа

Определение 1

Мультимедиа - технические средства, позволяющие пользователю взаимодействовать с персональным компьютером наиболее естественным путем: с помощью звуков, реалистичных изображений, наглядных схем, видео и т.п.

Средства мультимедиа можно разделить на следующие категории:

  • устройства ввода: мышь, джойстик, микрофон, сканер;
  • устройства вывода звука: аудиокарты с возможностью подключения микрофона и динамиков;
  • midi-устройства: позволяют подключать к компьютеру электронные музыкальные инструменты и воспроизводить созданные с их помощью звуковые файлы;
  • видеокарты: современные устройства для вывода на монитор визуальной информации представляют собой самостоятельные вычислительные узлы, позволяющие проигрывать видео высокой четкости и запускать на компьютере реалистичные игры с повышенными требованиями к графике; ими поддерживаются стандарты передачи трехмерной графики, широкоформатные мониторы с повышенной глубиной цветопередачи;
  • мультимедийное программное обеспечение: приложения, позволяющие создавать и воспроизводить электронные презентации с "обогащенным" (rich) содержимым, т.е. с использованием красочных диаграмм, цифровых фотографий, аудио- и видеопроизведений; примером приложения для создания таких презентаций может служить Microsoft Power Point.

Развитие аппаратных средств мультимедиа

В 1970-е - начало 1980-х гг. вычислительные ресурсы персональных компьютеров были ограничены. Воспроизведение звука и видео было практически невозможно, за исключением простых мелодий, которые энтузиасты программировали для встроенного в компьютер сигнального динамика. Компьютерную графику если и удавалось создать, то она была очень примитивной.

С выпуском более мощных процессоров появлялись более насыщенные мультимедийными возможностями программы, в первую очередь видеоигры. Их запускали как на персональных компьютерах общего применения (Apple, IBM PC, Sinclair) так и на специализированных игровых приставках, среди которых наиболее известны Nintendo (Dendy), Sega, Atari 7800. Развитие компьютерных игр ускорило развитие мультимедиа.

Рисунок 1. Компьютерная игра с примитивной графикой для компьютера Atari. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В конце 1980-х гг. появились аудиокарты, поставлявшиеся в виде плат расширения к ПК. Они позволяли записывать и воспроизводить музыку, а также синтезировать и воспроизводить музыкальные алгоритмы в формате midi. К таким платам можно было подключать электромузыкальные инструменты и джойстики.

Рисунок 2. Одна из первых звуковых карт SoundBlaster. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Следующим революционным событием в развитии мультимедиа стало появление компьютерных процессоров, оснащенных новым классом команд - MMX (Multimedia Extensions) для эффективного обмена информацией с периферийными устройствами и обработки звука и видео. Корпорация Intel выпустила процессор Pentium MMX в 1997 г., что позволило резко увеличить долю ПК с полноценной поддержкой мультимедиа.

После этого интенсивное развитие аппаратных средств мультимедиа сменилось экстенсивным: росла мощность процессоров, видеокарты становились всё более производительными (этому способствовала конкуренция марок AMD Radeon или Nvidia GeForce). Звуковые карты также становились всё более качественными. Параллельно дешевела оперативная память и жесткие диски. Всё это, наряду с развитием Интернета, создало почву для широкого внедрения мультимедиа в информационные технологии.

Развитие программных средств мультимедиа

Для эффективного использования мультимедиа были, помимо электронных устройств, нужны еще и специализированные программы. Их развитие в конце 1980-х - начале 1990-х гг. тоже оказалось бурным.

Прорывной технологией стало, в первую очередь, появление графического пользовательского интерфейса (GUI), который обладал такими возможностями, как point-and-click (укажи и кликни), plug-and-play (вставь и пользуйся), darg-and-drop (перетащи и отпусти) и др. Корпорация Microsoft, выпустившая в начале 1990-х ОС Windows много внимания уделяла совместимости своего ПО с аппаратными средствами производителей аудио- и видеоплат и другими мультимедийными устройствами. Для платформы Windows активно создавались музыкальные проигрыватели, аудио, видео и графические редакторы, средства создания презентаций, интерактивные приложения с интуитивно понятными интерфейсами и т.п.

К середине 1990-х начался бурный рост Интернет и возникла потребность в обмене мультимедийными файлами. Такие файлы оказались гораздо объемнее бытовавших ранее. В связи с этим потребовалось создание алгоритмов сжатия. Экспертная группа Международной организации по стандартам (ISO) разработала семейство технологий MPEG для сжатия видео- и аудиофайлов. Несмотря на то, что эти разработки были защищены патентами, их опубликование привело к резкому росту обмена мультимедийными файлами в Интернете, что вызвало еще больший спрос как на аппаратные средства мультимедиа, так и на приложения.

Разработчики сайтов также стремились встраивать в свои страницы мультимедийные возможности. Этому способствовало появление в середине 1990-х гг. таких технологий, как Java Applets и Macromedia Flash. Они позволяли встраивать аудио- и видеопроизведения непосредственно в веб-документы и воспроизводить их прямо в браузере.

Рисунок 3. Насыщенная мультимедийными возможностями презентация, открытая в редакторе Macromedia Flash. Автор24 — ин

Устройства мультимедиа — Мегаобучалка

Мультимедиа – комплекс аппаратных и программных средств для работы с музыкальной и видеоинформацией. История понятия «мультимедиа» насчитывает уже более десяти лет – первые мультимедийные ПК появились в середине 90–х годов прошлого века. Тогда мультимедийным называли компьютер, оснащенный накопителем CD–ROM и звуковым картой. В то время далеко не каждый ПК имел в своей конфигурации эти устройства. Со временем понятие «мультимедийный компьютер» значительно трансформировалось: в настоящее время практически невозможно найти ПК, не имеющий оптического накопителя, а звуковые контроллеры встраиваются в набор микросхем большинства системных плат. Даже простейший офисный ПК, по меркам десятилетней давности, должен быть признан мультимедийной машиной.

Однако взгляды на мультимедиа с тех пор заметно изменились. С появлением формата DVD и понятия «домашний кинотеатр» акцент сместился со звуковой системы и воспроизведения музыки на видеофункции компьютера. Современный мультимедийный компьютер по–прежнему обладает оптическим накопителем и звуковым адаптером, но первый теперь обязательно совместим с DVD–дисками, а во втором непременно реализованы технологии многоканального окружающего звучания.

Еще одна яркая тенденция — приоритет функций обработки данных над воспроизведением. Хотя мультимедийные компьютеры, как и раньше, применяются в основном для воспроизведения данных (звуковых, видео или изображений), к его возможностям предъявляются более серьезные требования. С ростом популярности портативных цифровых видеокамер многие стали использовать свой ПК в качестве домашней видеостудии. Это обусловливает и рост требований к возможностям обработки звука. Если раньше этими функциями ПК пользовались в основном профессиональные музыканты, то теперь работать со звуком умеют многие, создавая домашнее видео.

В настоящее время понятия «мультимедийный ПК» и «домашний ПК» практически неразделимы. Компьютер все активнее претендует на роль универсального домашнего центра развлечений. Эта тенденция станет еще заметнее с приходом цифрового телевидения высокой четкости. Cовременные аналоговые ТВ–тюнеры не обеспечивают должного качества изображения. В среде цифрового вещания ПК может потеснить привычные телеприемники.



В настоящее время мультимедийные ПК пока гораздо ближе к обычному компьютеру, хотя не приходится сомневаться, что будущее именно за мультимедийными центрами, имеющими больше черт бытового устройства, нежели привычного компьютера.

Система мультимедиа Windows предоставляет стандартные средства для управления мультимедийными устройствами. Эта система просто осуществляет связь между приложением и конкретным драйвером устройства. Интерфейс управления мультимедиа (MCI –Media Control Interface) еще в большей степени увеличивает гибкость, обеспечивая средства, с помощью которых приложения могут взаимодействовать со всеми поддерживаемыми аудио– видеоустройствами. MCI является более простым интерфейсом мультимедиа. Но его возможности ограничены. Например, при воспроизведении файла через MCI нельзя получить доступ к потоку данных, связанному с файлом. Это означает, что приложение не сможет выполнять цифровую фильтрацию сигналов и преобразование форматов. Для расширения аудиовозможностей обычно используется интерфейс Waveform–Audio Interface.

В параграфе «таймер» мы уже встречались с возможностями MCI. В этом параграфе мы познакомимся с некоторыми мультимедийными устройствами ПК и программным управлением устройствами через интерфейс MCI.

Джойстик. В приложениях Windows можно использовать два джойстика, каждый из которых имеет от одной до четырех кнопок. Каков именно ваш джойстик и каковы характеристики его драйвера, можно определить с помощью соответствующих функций Win32 API. Помимо этого, с помощью других функций можно определить, какие из кнопок нажаты в данный момент и каковы текущие координаты, связанные с наклоном его ручки.

В устаревших моделях ПК разъем джойстика обычно присутствовал на звуковой карте. В современных ПК порт для джойстика может располагаться на системной плате или на отдельной плате расширения. Интерфейс джойстика может использоваться не только для подключения манипуляторов. Он может рассматриваться как универсальный входной порт с четырьмя аналоговыми и четырьмя цифровыми входами.

Величина переменных резисторов в джойстике может быть от 100 до 470 кОм, но системная плата измеряет их текущую величину в диапазоне от 0 до 100 кОм. На резисторы джойстика подается напряжение +5 В. Следовательно, игровой порт может быть использован для измерения аналоговых величин, значения которых пропорциональны силе тока, протекающего через датчик. К примеру, если использовать терморезистор, то можно измерять температуру, светодиод – освещенность и т. д. Однако точность, скорость и стабильность результатов преобразования невелика.

Цифровые входы интерфейса могут подключаться к любым цепям, обеспечивающим замыкание входа на землю (герконы, реле, переключатели).

Звуковая карта. Для вставляемых в разъем системной платы звуковых карт можно выделить четыре независимых блока:

1. Блок цифровой записи/воспроизведения осуществляет преобразования аналог/цифра и цифра/аналог в режиме программной передачи или через DMA.

2. Блок синтезатора предназначен для синтеза звуков музыкальных инструментов и построен либо на базе микросхем FM–синтеза, либо на базе микросхем WT–синтеза, либо того и другого вместе.

 

WT (Wave Table – таблица волн) – воспроизведение заранее записанных в цифровом виде звучаний – самплов (samples). Инструменты с малой длительностью звучания обычно записываются полностью, а для остальных может записываться лишь начало/конец звука и небольшая «средняя» часть, которая затем проигрывается в цикле в течение нужного времени. Достоинства метода – предельная реалистичность звучания классических инструментов и простота получения звука. Недостатки – наличие жесткого набора заранее подготовленных тембров, многие параметры которых нельзя изменять в реальном времени, большие объемы памяти для самплов (иногда до сотен килобайт на инструмент), различия в звучаниях разных синтезаторов из–за разных наборов стандартных инструментов.

FM (Frequency Modulation – частотная модуляция) – синтез при помощи нескольких генеpатоpов сигнала (обычно синусоидального) со взаимной модуляцией. Достоинства метода – отсутствие заранее записанных звуков и памяти для них, большое разнообразие получаемых звучаний, повторяемость тембров на различных картах с совместимыми синтезаторами. Недостатки – очень малое количество «благозвучных» тембров во всем возможном диапазоне звучаний, крайне грубая имитация звучания реальных инструментов.

При использовании в музыке звучаний реальных инструментов для синтеза лучше всего подходит метод WT. Для создания же новых тембров более удобен FM синтез. Почти все FM–синтезаторы совместимы между собой, различные WT–синтезаторы – нет.

3. Блок MPU (MIDI Processing Unit (устройство MIDI–обработки) осуществляет прием/передачу данных по внешнему MIDI– интерфейсу, выведенному на разъем MIDI/Joystick и разъем для дочерних MIDI–карт. Обычно совместим с интерфейсом MPU–401, но чаще всего требуется программная поддержка.

 

4. Блок микшера осуществляет регулирование уровней, коммутацию

и сведение используемых на карте аналоговых сигналов.

Звуковая карта с некоторыми ограничениями способна превратить ПК в полноценный осциллограф, анализатор спектров, частотомер или генератор импульсов. Обычная звуковая плата ПК способна воспринимать и преобразовывать сигнал сложной формы в пределах звуковой частоты и амплитудой до 2В в цифровую форму со входа LINE–IN или же с микрофона. Возможно и обратное преобразование – на выход LINE–OUT (Speakers). Таким образом, можно работать с любым сигналом до 20 кГц или выше, в зависимости от звуковой платы. Максимальный предел уровня входного напряжения для звуковых карт 0,5–2 в не проблематичен, так как можно изготовить делитель напряжения. Созданы специальные программы, часто совершенно бесплатные, которые с помощью звуковой карты эмулируют электронные измерительные приборы.

 

Технология мультимедиа - Сайт skobelevserg!

Видеоурок: Технология мультимедиа.

 

Понятие технологии мультимедиа

Работая со многими компьютерными программами, пользователь не только видит тексты и неподвижные изображения, но и  слышит звуки, просматривает анимацию и видеоролики. При этом, как правило, он имеет возможность работать в интерактивном режиме, переходить от последовательного просмотра информации к произвольному её просмотру, в соответствии со своими целями и задачами. Такие возможности обеспечиваются технологией мультимедиа.

Термин «мультимедиа» дословно обозначает «многие среды» и трактуется как объединение текста, звука, графики и видео в одном информационном объекте.

Технология мультимедиа - это технология, обеспечивающая одновременную работу со звуком, видеороликами, анимацией, статическими изображениями и текстами в интерактивном (диалоговом) режиме.

Технология мультимедиа положена в основу создания всевозможных мультимедийных продуктов, характерными особенностями которых являются:

Области использования мультимедиа

Мультимедийные технологии широко применяются в образовании (электронные учебники, энциклопедии и справочники, виртуальные лаборатории и т. д.), культуре и искусстве (компьютерные гиды, виртуальные экскурсии по музеям и историческим местам всего мира, цифровые коллекции произведений живописи и записи музыкальных произведений), науке ( системы компьютерного моделирования), бизнесе (реклама и продажа товаров и услуг), компьютерных играх и других областях человеческой деятельности. Примером является один из лучших музеев мира – Государственный Эрмитаж – сайт http:/www.hermitagemuseum.org/, рекомендуем посетить данный сайт.

Мультимедийное оборудование

Для хранения и распространения мультимедийных продуктов используются оптические диски.

Для работы с мультимедийными продуктами в комплекте компьютера должны быть: акустические колонки, микрофон, наушники, звуковая карта, устройство для чтения оптических дисков.

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 непрерывный электрический сигнал. Чтобы обрабатывать звук на компьютере, его надо дискредитировать – превратить в дискретный сигнал, последовательностей нулей и единиц. Функцию преобразования звука из непрерывной формы в дискретную при записи и из дискретной в непрерывную при воспроизведении выполняет звуковая карта.

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 бит, 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 44000 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 Кбайт памяти.

Важной составляющей мультимедиа являются всевозможные движущиеся объекты (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 меняющиеся 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 видео пленку. Если за тем запустить плёнку с той же скоростью через проектор (видеомагнитофон), возникает иллюзия движения.

Отличие Медиа от Мультимедиа » IT и Мультимедиа

 Сегодня попробуем разобраться, какое отличие между словами мультимедиа и медиа. Зачастую  эти понятия путаются или используются, в понимании одного и того же. Порой грань, действительно, очень размытая, но она все же присутствует.

Итак, начнем!

 Данные слова, используются, очень часто, в совершенно разных случаях и в разных вариантах. Их можно встретить, как части составных слов или словосочетаний, например, медиасервер, мультимедийный файл и др. Также в Интернете много информации, рассказывающей, как об истории происхождения этих слов, так и их значениях.

Но в чем же отличие между Медиа и Мультимедиа?

Попробуем разобраться. Начнем с того, что эти слова английские, значит проще всего начать с просмотра их перевода в словаре. Я для этого использовал словарь Lingvo и выбрал наиболее важные переводы.

Медиа
  • Универсальный словарь: СМИ, средства массовой информации.
  • Компьютерный словарь: средний, срединный.
  • Словарь маркетинга: медиа (средства массовой информации).
  • Словарь экономики: средства информации.
  • Из науки: пресса, среда.

 Также очень часто Медиа, объясняется как средства аудиовизуальной информации, носители. Теперь посмотрим, как переводится слово мультимедиа. Отмечу, что слово мультимедиа – это существительно, а мультимедийный это прилагательно. Часто мы можем встретить написание — мультимедиа файл и мультимедийный файл. Насколько я понимаю, разницы большой нет.

Мультимедиа
  • Универсальный словарь: мультимедиа, мультимедийный – использующий разные средства информации.
  • Компьютерный словарь: мультимедийный, мультимедийные средства — общее название компьютерных технологий, использующих аудиовизуальные средства.
  • Из маркетинга: (комп. слово) — общее название программных средств, позволяющих одновременно использовать аудио и видео информацию.

Также один из популярных переводов пользователей мультимедиа – это компьютерное представление информации.

Подведем итоги.

 Если внимательно посмотреть на переводы, то мы можем заметить что в переводах сова Медиа, не встречается ни разу слово компьютер или его вариация. Также, перед написанием этой статьи, я ознакомился с множеством определений и могу сказать, что во многих источниках сказано, что Медиа технологии существуют уже очень давно и их можно разделить на 5 типов.

  • Ранние медиа — это письменность.
  • Печатные медиа – например, печать газет, фотография.
  • Электрические медиа – например, телефонная связь, запись звука и др.
  • Масс медиа – телевидение, видеозапись.
  • Цифровое медиа – использование компьютеров и глобальной сети Интернет.

 Получается, Медиа выступает в качестве промежуточного звена, посредника между общением людей, распространением информации и новостей. Медиа – это что-то вроде способа коммуникации среди людей. Также, на сегодняшний день, Медиа больше привязано к телевидению, радио, полиграфии.

 Мультимедиа же в свою очередь уделяет больше внимания и приближено к IT (информационным технологиям), компьютерным изображениям, передачи видео по сети Интернет, играм, интерактивному взаимодействию пользователей. Также мультимедиа может включать  в себя 2D и 3D технологии.

 Раньше Медиа и Мультимедиа  — это было, как что-то одно и называлось одним словом — Медиа. Но сейчас пришло время, когда эти два  слова начинают приобретать все более разные значения. Появляются новые специализации, и наступает момент, когда компании уже ищут работников с той или иной специализацией. Например, со знанием Медиа вы можете работать на телевидение или на радиостанции. Со знанием Мультимедиа в IT компании.

 Оба понятия зачастую используют несколько разные подходы. В Медиа, например, работа происходит с такими устройствами как камеры, оборудование радиостанций. В Мультимедиа же, как правило, большая часть взаимодействия происходит по средствам работы с компьютером и сетью Интернет.

 В любом случае, эти два термина или направления также пересекают друг друга в некоторой степени. На сегодняшний день, IT и компьютерные технологии присутствуют в обоих направлениях! Если у кого-то появились еще какие-то мысли по поводу отличий, обязательно пишите в комментариях!

Похожая статья:  Мультимедиа и Интерактивность.

 Приглашаю подписаться на новости моей публичной страницы ВКонтакте, ее адрес http://vk.com/itmultimedia . Буду рад видеть Вас в своих подписчиках!

Похожие статьи


типов устройств - приложения Win32

  • 2 минуты на чтение

В этой статье

MCI распознает базовый набор из устройств типа . Тип устройства - это набор драйверов MCI, которые используют общий набор команд и используются для управления аналогичными мультимедийными устройствами или файлами данных. Многие команды MCI, такие как открыть ( MCI_OPEN ), требуют указания типа устройства.

В следующей таблице перечислены определенные типы устройств. Текущая реализация MCI включает наборы команд для подмножества этих устройств.

Тип устройства Константа Описание
cdaudio MCI_DEVTYPE_CD_AUDIO Аудиоплеер CD
dat MCI_DEVTYPE_DAT Магнитофон цифровой
цифровое видео MCI_DEVTYPE_DIGITAL_VIDEO Цифровое видео в окне (не на основе GDI)
прочие MCI_DEVTYPE_OTHER Неопределенное устройство MCI
накладка MCI_DEVTYPE_OVERLAY Устройство наложения (аналоговое видео в окне)
сканер MCI_DEVTYPE_SCANNER Сканер изображений
секвенсор MCI_DEVTYPE_SEQUENCER MIDI-секвенсор
видеомагнитофон MCI_DEVTYPE_VCR Видеокассетный магнитофон или проигрыватель
видеодиск MCI_DEVTYPE_VIDEODISC Проигрыватель видеодисков
waveaudio MCI_DEVTYPE_WAVEFORM_AUDIO Аудиоустройство, воспроизводящее файлы оцифрованных сигналов

В этом документе названия типов устройств выделены жирным шрифтом.Имена типов устройств используются с интерфейсом командной строки. Константы типа устройства используются с интерфейсом командное сообщение.

Мультимедийные драйверы Скачать

Мультимедийные устройства позволяют значительно расширить функциональные возможности настольного или портативного ПК. Они предназначены для работы с разными типами информации: звуком, графикой, анимацией, фото и видео контентом. В целом, СМИ - собирательный термин технологии и устройства, которые используются в различных информационных областях для плавного взаимодействия с ПК.

Соединение между двумя устройствами было установлено драйверами для мультимедиа.

В устройства можно включить широкий спектр мультимедиа. Самые распространенные из них - это графические ускорители, приводы, динамики, звуковые карты, тюнеры, микрофоны и периферийные устройства, подключаемые к ПК. Графические ускорители (ускорители) - это, по сути, видеокарта, устанавливаемая в системный блок и служащая для графического представления данных.

Приводы DVD-ROM / ODD / CD-ROM / RW / Blu-Ray / HD DVD предназначены для чтения (а иногда и записи) информации с последующим выводом мультимедийных данных на экран.

Звуковая карта и динамики представляют собой отдельные подсистемы, состоящие из оборудования, сабвуфера (усилителя) для управления звуком и нескольких колонок. Тюнеры могут быть как внешними, так и внутренними. Внешние устройства облачены в собственный корпус, скрывающий «умную» электронику, а внутренние устройства представлены в виде карт расширения, иногда сливающихся с видео / аудиокартами. С их помощью на ПК можно осуществлять прием радиосигналов и сигналов цифрового телевидения. Для удобства использования тюнеров рекомендуется скачать драйверы для мультимедиа.

Сфера использования микрофона очень разная. Их можно использовать для реализации функций автоответчика и для организации аудио- или видеоконференций.

Кроме того, к современному компьютеру можно подключить и другие мультимедийные устройства: MIDI-клавиатуру, фото- или видеокамеру, MP3-плееры и др.

Здесь представлены производители мультимедиа, драйвера для которых вы можете скачать у нас на сайте. Драйвера для 646639 для 2302 устройств от 139 производителей вы можете скачать совершенно бесплатно.Выберите желаемое устройство, производителя или идентификатор устройства.

Ведущие производители мультимедиа

определение мультимедиа по The Free Dictionary

Хуанг, рост рынка мультимедиа к 2023 году достигнет 900 миллиардов долларов, при этом потребительские развлечения станут основной движущей силой. Исключительно хорошо организованный и доступный документ "Мультимедийные сетевые технологии, протоколы и архитектуры" представляет собой практический и всеобъемлющий ресурс, который предоставляет обзор технологий, протоколов и архитектур, которые широко используются на практике для реализации сетевых мультимедийных услуг.Из школьной библиотеки Cnki.net извлекает «мультимедийные информационные технологии», «университет», «преподавание английского языка» и другие слова, а также обзор, анализ и обобщение соответствующей литературы. Криминалистика мультимедиа - это специальность цифровой криминалистики, которая рассматривает мультимедийные данные и устройств, говорят Хо и Ли, и быстро растет, поскольку цифровые технологии все шире используются как для совершения преступлений, так и для их раскрытия. «Altech Multimedia - это высокотехнологичная организация, ориентированная на предоставление инновационных продуктов, профессиональных и конкурентоспособных услуг», сказал Марко Капуто, исполнительный директор по развитию бизнеса Altech Multimedia.По данным Multimedia Games, более 99% голосов, представленных и поданных на собрании, или примерно 87% от общего числа находящихся в обращении обыкновенных акций, имеющих право голоса по состоянию на 21 октября 2014 года, было проголосовано за принятие соглашения о слиянии. Ученые-программисты, инженеры по телекоммуникациям, графические дизайнеры и другие участники изложили теоретические основы и результаты недавних эмпирических исследований, касающихся технологий мультимедийного интеллекта для таких приложений, как электронная коммерция и электронное обучение.Обычные мультимедийные технологии больше не могут соответствовать потребностям наших процессов преподавания и обучения, что является прямым результатом, и они заменяются мультимедиа и соответствующими технологиями ». Эти три новых мультимедийных ЖК-проектора Canon включают в себя некоторые из тех же выдающихся удобных функций. как исключительные мультимедийные проекторы REALiS LCOS от Canon », - заявил Юичи Ишизука, старший вице-президент и генеральный менеджер Consumer Imaging Group в Canon USA. В связи с последними достижениями в области сетевых и мультимедийных технологий, приложения в коммерческих сценариях становятся все более важными.Этот трехтомный набор, отредактированный Рахманом (штат Миннесота, США), предназначен для предоставления текущих справочных материалов по концептуальным, методологическим, техническим и управленческим вопросам, касающимся мультимедийных технологий.

ТВ / медиа-драйверы для сетевых хранилищ - инновации следующего измерения

Хотите смотреть прямые телетрансляции по домашней сети без использования энергоемкого ПК? У вас есть сетевое хранилище (NAS)? Если да, то это именно тот проект, который вы так долго искали!

Проект MediaDeviceDrivers поставляет новейшие медиа-драйверы ядра Linux (также известные как драйверы / носители) для различных устройств NAS.Это позволяет вам использовать мультимедийные устройства, такие как телевизионные тюнеры USB, на вашем NAS для просмотра и записи Live TV в любом месте!

MediaDeviceDrivers - это пакет поддержки аппаратного обеспечения. После установки этого пакета на поддерживаемый NAS все остальные установленные приложения могут получить доступ к подключенным мультимедийным устройствам стандартным способом Linux. Например, если был установлен MediaDeviceDrivers , то к NAS были подключены два тюнера Hauppauge DualHD , оба тюнера стали бы сразу видимыми и доступными.Это мгновенно позволит приложениям, таким как Plex Media Server, Emby, TVHeadend и другим , беспрепятственно выполнять потоковую передачу по домашней сети, Live TV и действовать в качестве сетевых цифровых видеорегистраторов (DVR). Это означает, что для полноценного домашнего видеорегистратора больше не требуется постоянно включенный и прожорливый компьютер! Любое приложение NAS, поддерживающее мультимедийные устройства на настольном Linux, сможет получить к ним такой же доступ после установки MediaDeviceDrivers .

Примечание: Поскольку MediaDeviceDrivers - это просто приложение для включения аппаратного обеспечения, необходимо отдельно установить Plex Media Server, Emby, TVHeadend или другой программный пакет, который затем будет предоставлять услуги для потоковой передачи и записи LiveTV. MediaDeviceDrivers был хорошо протестирован во всем мире с Plex Media Server.

В настоящее время включены следующие телевизионные протоколы:

    • Очистить QAM
    • ATSC (в эфире)
    • DVB-C
    • DVB-T
    • DVB-T2

Текущие включенные и поддерживаемые продукты из Hauppauge :

    • Hauppauge DualHD
    • Hauppauge SoloHD
    • HVR-935
    • HVR-955Q
    • HVR-975
    • Еще впереди!

В настоящее время поддерживаемые NAS:

    • Western Digital NAS
      • MyCloud PR2100
      • MyCloud PR4100
      • MyCloud EX2Ultra
      • WDMyCloud EX2100
      • WDMyCloud EX4100

Помимо продуктов Hauppauge , перечисленных выше, любое устройство, использующее следующие драйверы *, также должно * работать:

    • em28xx (мост USB)
    • cx231xx (мост USB)
    • lgdt3306a (демодулятор ATSC / QAM)
    • si2168 (демодулятор DVB)
    • si2157 (тюнер)

MediaDeviceDrivers использует linuxtv.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *