Современные мультимедийные технологии

 

1.3 Линейное и структурное  представление мультимедиа-информации

 

Такие понятия как мультимедиа, гипертекст и гипермедиа тесно связаны.

Благодаря широкому распространению WWW (всемирная компьютерная сеть, совокупность документов и мультимедиа-ресурсов, опубликованных в сети), гипертекстовую технологию знают, или, по крайней мере, используют все, кто работает на компьютере.

Пионерами гипертекста по праву  признаются Ванневар Буш, выдвинувший концепцию системы Memex в 40-е годы, а также Дуглас Энгельбарт и Теодор Нельсон, работавшие над этой технологией в 60-е годы.

Классическое определение гипертекста, которое дал Нельсон в 1987 году, - это "форма письма, которое ветвится или осуществляется по запросу". Иначе говоря, это "нелинейное письмо", которое "больше чем текст (hypertext)".

Более формальное определение гипертекста  звучит так: гипертекст - это представление  текстовой информации как сети, в  которой читатели получают свободу  перемещаться нелинейным образом.

Однако можно выдвинуть и  следующее определение: гипертекст - это расширение традиционного понятия  текста, путем введения нелинейного  текста, в котором между выделенными  фрагментами текста устанавливаются  перекрестные ссылки и правила перехода от одного фрагмента к другому.

История гипертекста богата и переменчива, поскольку гипертекст не столько  какая-то новая идея, сколько находящаяся  в эволюции концепция возможного применения компьютера. В разработку идеи гипертекста внесли свой вклад  много людей, и каждый из них, видимо, представлял себе нечто отличное от других.

Компьютерному гипертексту предшествовал  ручной гипертекст, один из вариантов которого - традиционное использование карточек. Такие карточки можно нумеровать и снабжать взаимными ссылками. Их часто распределяют по рубрикам, т.е. им придается иерархическая организация. Удобство таких карточек состоит в том, что, имея небольшой размер, они разбивают записи на малые куски. Пользователь может легко реорганизовать картотеку с учетом новой информации. Но, конечно, с увеличением объема такой картотеки, работать с ней становится все труднее.

Другой вариант ручного гипертекста - это справочная книга, например словарь  и энциклопедия. Статьи или определения, даваемые в таких книгах, содержат явные ссылки друг на друга, последовав за этими ссылками, читатель получает более богатую информацию. Каждой такой книге можно поставить в соответствие сеть с текстовыми узлами и связями-ссылками.

Все эти примеры относят появление  гипертекста к далеким временам. Сейчас, однако, немало специалистов, которые считают, что об истинном гипертексте можно говорить лишь в том случае, когда перемещение по связям поддерживается компьютером. Люди, впервые описавшие гипертекст, придерживались одного и того же взгляда на гипертекст как на путь к максимально тесному взаимодействию человека с компьютером, и этот взгляд сохранился до сих пор. Развитие идей тесно переплетается в этой области с конкретными реализациями.

Гипертекст, представляет собой крайне расплывчатую и вместе с тем широко используемую концепцию. Гипертекстом называют Интернет, мультимедиа-энциклопедию, справочник, книгу с содержанием и предметным указателем, а также любой текст, в котором обнаруживаются какие-либо ссылки (указания) на другие фрагменты. Гипертекст может рассматриваться как способ коммуникации в обществе, ориентированном на множественные, одновременные потоки разнотипной информации, которые не могут быть восприняты и усвоены субъектом. Усвоение всей суммы знаний становится невозможным, более того, жесткое структурирование такого знания становится труднодостижимой задачей. Знание организуется в гипертекст, в сеть относительно свободных сообщений, которые могут объединяться и распадаться в процессе производства и потребления знания.

Традиционный текст часто трудно читать, он не предоставляет удобные и быстрые способы доступа к информации:

• по большинству ссылок нельзя пройти назад; читателю сложно найти, где именно находится ссылка на данную книгу или статью; не может и автор статьи выяснить, кто на него ссылается;
• пока читатель "отрабатывает след" по различным ссылкам, он должен помнить и контролировать, какие документы он уже "прошел" и с какими он занят сейчас;
• наконец, нахождение ссылок среди бумажных документов требует немалых физических усилий и времени, даже когда работа выполняется в библиотеке с хорошо поставленным фондом.

Гипертекст же позволяет автору делать ссылки (устанавливать связи), а читателям гипертекста дает возможность выбирать, каким ссылочным  связям следовать и в каком  порядке. Тем самым гипертекст уменьшает ограничения, налагаемые на думающего и пишущего. Он не принуждает к однозначному решению относительно того, принадлежит ли некое высказывание ходу мыслей написанного или оно находится в ответвлении от основного русла.

Значительный вклад в преимущества гипертекста вносит его насыщенность связями, движение по которым поддерживается компьютером, благодаря чему текст на практике становится нелинейным.

Гипертекст предлагает и новые  возможности для доступа к  большим и сложным источникам мультимедиа-информации. Вводится понятие гипермедиа как технологии представления информации разных типов, основанной на принципах гипертекста. В одном гипермедиа-ресурсе сочетаются и возможности перехода по гиперссылкам, и преимущества использования разнотипной информации.

 

 

2. Применение мультимедиа-технологии

 

2.1 Применение в Интернете

 

Мультимедиа ломает стереотипы и переворачивает представление о том, что такое  пользовательский интерфейс программы, и как можно передавать информацию. С приходом операционных систем, имеющих графический интерфейс, разработчики программ могут ничем не ограничивать свою фантазию. Самые известные на сегодняшний день ОС с таким интерфейсом - System 7.5 для компьютеров Macintosh, Windows 95/98/2000/ME/ХР, OS/2, MagicCap, X-Windows (для Unix).

Практически каждая из них имеет  свою развитую систему доступа к  глобальной сети Internet и электронной  почты. Безусловно, успех мультимедиа  оказал сильное влияние на ее эволюцию. От текстового интерфейса произошел  переход сначала к графическому, который просто более наглядно представлял информацию, а потом – к Internet-технологиям третьего поколения, где графический интерфейс служит для формирования запросов к интеллектуальной коммуникационной среде.

Мультимедиа имеет самое прямое отношение к развитию Internet-технологий. Стало возможным отправлять аудио- и видеосообщения по электронной почте, а также общаться через Internet в реальном времени, видя, при этом, собеседника на экране компьютера, что совсем недавно было еще просто мечтой. Уже несколько лет существуют технические решения, позволяющие строить системы передачи мультимедиа-сообщений без потери качества. Даже самый неопытный пользователь теперь может запросто подключиться к сети Internet, найти, просмотреть или даже прослушать любую интересующую его информацию из любой точки мира, и все это стало возможным с развитием мультимедиа-технологий.

Сегодня любой желающий, может разместить информацию о себе, свои фотографии и даже свои голоса для свободного доступа в сети Internet.

 

2.2 Компьютерная графика

 

Один из способов представления  изображения в компьютере — растровая  графика (bitmap). В этом случае изображение  делится на элементы (pixels), которые  определяют размер картинки — X пикселей по ширине и Y пикселей по высоте. Важной характеристикой является цветовое разрешение растровой графики, определяемое числом битов, используемых для кодирования цвета каждого пикселя.

Другой способ представления —  векторные изображения, которые  сохраняются в виде геометрического  описания объектов, составляющих рисунок. Эти изображения могут также включать в себя данные в формате растровой графики.

Графические редакторы ориентированы  на манипулирование существующими  изображениями и обладают набором  инструментов, позволяющих корректировать любой аспект изображения.

Adobe Photoshop - профессиональный пакет  обработки фотографий. Интерфейс  программы приведен в Приложении  А. Он поддерживает работу со  слоями и экспорт объектов  из программ векторной графики.  Обладает полным набором инструментов  для коррекции цвета, ретуширования, регулировки контрастности и насыщенности цветов, маскирования, создания различных цветовых эффектов. Более 40 фильтров позволяют создавать разнообразные специальные эффекты. Различными производителями создано множество подключаемых модулей.

Corel PhotoPaint - Графический редактор, имеющий  все необходимое для создания  и редактирования изображений,  однако уступает Adobe Photoshop в быстродействии  при работе с файлами. Позволяет  публиковать эти изображения  в Интернете. Содержит инструменты для работы с анимированными изображениями и слайд-шоу в формате QuickTime.

PhotoDraw - редактор объединяющий возможности  пакетов векторной и растровой  графики. Он содержит большой  набор рисованных фигур и множество  типов линий для их оформления, включая разнообразные художественные мазки кистью либо фотоизображения. При использовании шаблонов специальный мастер проведет вас через все шаги создания иллюстрации необходимого типа. PhotoDraw поддерживает сохранение иллюстраций в формате большинства других приложений. Он включает большое количество различных эффектов, которые могут быть применены к изображениям и отдельным объектам, в частности можно выбирать эффекты добавления тени, задания прозрачности, смазывания или усиления границ объектов, придания им трехмерности, перспективных искажений, а также специальных эффектов, придающих изображению вид рисунка пером, наброска, живописного произведения и многих других. Интерфейс программы приведен в Приложении Б.

PhotoImpact - графический пакет, разработанный  фирмой Ulead Systems, предназначен не только для создания и редактирования изображений. Он предлагает также средства для создания и управления базами данных фотографий, просмотра файлов изображений, создания мультимедийных слайд-шоу, захвата изображения с экрана, преобразования файлов. Технология pick-and-apply позволяет применять расширения из наборов стилей, эффектов, градиентов и текстур и сразу видеть результаты преобразований. Поддерживает работу со слоями, предварительный просмотр в реальном времени, расширенные специальные эффекты, размещение текста на заданной кривой, инструменты ретуширования изображения.

Picture Man - графический пакет, разработанный  российской фирмой STOIK Software. Он позволяет  создавать и редактировать графические  файлы, монтировать и обрабатывать цифровое видео. Пакет содержит более 70 высококачественных фильтров для работы с изображениями, инструменты цветокоррекции, фильтрации и ретуширования. Все фильтры пакета можно применить не только к одному изображению, но и к их последовательности.

Painter - программа редактирования  растровой живописи фирмы Metacreations. Painter обладает достаточно широким  спектром средств рисования и  работы с цветом. В частности,  он моделирует различные кисти  (карандаш, ручка, уголь, аэрограф  и др.), позволяет имитировать рисунки акварелью и маслом, а также добиться эффекта натуральной среды.

 

2.3 Информационное моделирование  на компьютере

 

Современным инструментом для информационного  моделирования является компьютер. Конечно, на компьютере можно писать тексты (строить вербальные модели), рисовать карты и схемы (графические модели), строить таблицы (табличные модели). Но при таком использовании компьютера в моделировании его возможности проявляются не в полной мере.

Главное преимущество компьютера перед  человеком - способность к быстрому счету. Современные компьютеры считают со скоростями в сотни тысяч, миллионы и даже миллиарды операций в секунду!

Учитывая, что расчеты производятся над многозначными числами (10-20 десятичных цифр), вычислительные способности человека нельзя даже сравнивать с компьютерными. Эти феноменальные вычислительные возможности проявляются, прежде всего, в компьютерном математическом моделировании.

Многие процессы, происходящие в  природе, в технике, в экономических  и социальных системах, описываются  сложными математическими соотношениями. Это могут быть уравнения, системы  уравнений, системы неравенств и  пр., которые являются математическими  моделями описываемых процессов.

Математическая модель - это описание моделируемого процесса на языке  математики.

В прежние времена, до появления  ЭВМ, ученые стремились создавать такие  математические модели, которые можно  было бы просчитать вручную или с  помощью несложных вычислительных механизмов. Поэтому математические модели были относительно простыми. Но простая модель не всегда хорошо описывает процесс. Ошибка расчетов по такой модели может быть слишком большой и полностью обесценить результат.

Еще в XVIII-XIX веках ученые-математики начали изобретать методы решения таких математических задач, которые не удавалось решить точно, аналитически. Например, вы знаете, что квадратное уравнение всегда можно решить точно, а вот кубическое - уже не всегда. Такие методы называются численными методами. Они сводят решение любой задачи к последовательности арифметических операций. Но эта цепочка арифметических вычислений может быть очень длинной. И чем точнее мы хотим получить решение, тем она длиннее.

Может оказаться так, что для решения сложной задачи численным методом ученому потребуется вся жизнь. А может и этого не хватить! Например, какой смысл начинать расчет прогноза погоды на завтрашний день, если для этого потребуется несколько лет работы?

Появление компьютеров сняло эти проблемы. Стало возможным проводить расчеты сложных математических моделей за приемлемое время. Например, рассчитать погоду на завтрашний день до его наступления. Ученые перестали себя ограничивать в сложности создаваемых математических моделей, полагаясь на быстродействие компьютеров.

Компьютерная математическая модель - это программа, реализующая расчеты  состояния моделируемой системы  по ее математической модели.

Использование компьютерной математической модели для исследования поведения  объекта моделирования называется вычислительным экспериментом. Говорят также: "численный эксперимент".

Вычислительный эксперимент в  некоторых случаях может заменить реальный физический эксперимент.