Мультимедиа технологии. Часть 1. Основы Мультимедиа технологий

Евгений Нужнов

В учебном пособии рассмотрены информационные и физические основы, базовые понятия и развивающиеся требования к системе мультимедиа, а также связанные с ними спецификации и рекомендации. Рассмотрены особенности обработки звука и звуковые карты, акустические системы, формат МРЗ, средства поддержки видео на компьютере, особенности сжатия JPEG и MPEG, элементы технологии синтеза трехмерных изображений, компьютерная анимация, среды гипермедиа и экспертмедиа. В Приложении приведены темы и вопросы обновленного и расширенного лабораторного практикума. Для студентов направления 09.03.02 «Информационные системы и технологии», а также может использоваться студентами других направлений ЮФУ, связанных с использованием средств мультимедиа, перспективных информационных и образовательных технологий.

Введение

Предмет, цель и задачи дисциплины

Предмет изучения — основные виды современных и перспективных мультимедиа (ММ) технологий.

Цель изучения — получение знаний основ ММ технологий, построения и функционирования аппаратных и программных средств их поддержки, а также возможностей их использования в профессиональной деятельности.

Поскольку возможности ММ технологий в значительной степени определяются свойствами используемых средств вычислительной техники (ВТ), поддерживающих их приложений и программных систем (ПС), изучению соответствующих аппаратных средств и ПС в рассматриваемой дисциплине уделяется главное внимание.

Задачи изучения. В результате изучения дисциплины студенты должны:

ЗНАТЬ:

◆ назначение, функции, виды, классификацию, принципы построения и режимы функционирования различных составляющих ММ (ММ компонентов);

◆ средства взаимодействия пользователя с ММ компонентами;

◆ свойства и возможности известных и перспективных технологий ММ;

◆ возможности и особенности применения ММ технологий в профессиональной деятельности;

УМЕТЬ:

◆ квалифицированно работать на персональном компьютере в аппаратно-программной среде поддержки ММ и с ПС ММ;

◆ оптимально распределять и использовать ресурсы вычислительного комплекса для ресурсоемких средств и технологий поддержки ММ;

◆ эффективно организовать процессы разработки ММ компонентов, электронных информационных и образовательных ресурсов и программных средств компьютерного обучения;

ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ:

◆ о возможностях перспективных ММ сред, таких как гипермедиа, экспертмедиа, виртуальная реальность, интерактивные трехмерные представления и интеллектуальные действа — игры, фильмы и т.п.;

◆ о многообразии программных средств поддержки ММ компонентов и разработки ММ информационно-образовательных ресурсов и программ.

При изучении дисциплины предполагается знание студентами основ информатики, аппаратной организации ЭВМ, персональных компьютеров (ПК) и периферийных устройств, операционных систем (ОС), компьютерных сетей, элементов компьютерной графики.

Программа курса рассчитана на 180 часов, из них: 90 часов аудиторных занятий (36 часов лекций).

Лабораторные работы в объеме 54 часа проводятся в классе IВМ-совместимых сетевых ПК в среде ОС Microsoft Windows 7/8/10, поддерживающих среду ММ и Internet. Темы лабораторных работ приведены в Приложении.

Структура дисциплины

Введение.

1. Основы мультимедиа технологий.

2. Виртуальная реальность и другие комбинированные среды.

3. Создание мультимедиа продуктов.

4. Применение мультимедиа технологий в профессиональной деятельности.

Заключение.

Представление на компьютере разнотипной и разноформатной, постоянно развивающейся и изменяющейся, как правило, достаточно сложно структурированной информации с использованием средств современных и перспективных информационных и телекоммуникационных технологий стало возможным, именно благодаря появлению в свое время специализированной технологии мультимедиа. Именно поэтому в настоящее время трудно найти область знаний, для которой не существовало бы аппаратных средств ММ, а также электронных средств ее поддержки: разнообразных информационно-образовательных ресурсов, энциклопедий, руководств, справочников и учебных пособий, сочетающих текст, статические иллюстрации различного вида (рисунки, таблицы, фотографии, слайды), видеофрагменты, анимации и другие динамические аудиовизуальные представления, связанные по смыслу между собой. Значительная часть подобных продуктов размещена в Internet, и она постоянно растет и совершенствуется. Можно констатировать факт создания и распространения развиваемых типовых информационно-образовательных гипертекстовых и ММ продуктов. Подобные развиваемые продукты может дорабатывать уже сам пользователь. Например, преподаватель может развивать и настраивать их с учетом специфики своего учебного процесса. Более того, в подобных продуктах имеются средства пополнения информационных материалов и самими пользователями.

Материал первой части учебного пособия является ярким примером того, как вчера самые передовые, уникальные и завораживающие, спорные и поначалу даже не признаваемые пользователями, экспериментальные и новаторские информационные технологии ММ сегодня становятся общепринятыми, стандартными, необходимыми. И нам все чаще кажется, что они использовались всегда, мы часто забываем, какой путь прошли их разработчики для того, чтобы эти технологии стали всеобщим достоянием.

Мы видим сегодня, как сместились акценты в применении перспективных информационных технологий ММ: то, что вчера было главной проблемой, сегодня стало обыденной реальностью. Это произошло потому, что увенчались успехом колоссальные усилия разработчиков аппаратного обеспечения компьютеров, разнообразной периферийной и сетевой, а также нетрадиционной или даже экзотической аппаратуры, резко усилившей возможности компьютеров для отображения информационных ММ сред и эффективного взаимодействия пользователя с ними.

Несомненно, важна в развитии технологий ММ и роль разработчиков ОС и ПС поддержки ММ, поскольку именно они первыми связали новые возможности перспективной аппаратуры с режимами работы ОС и обеспечили возможности эффективного функционирования ПС поддержки ММ.

Можно не запомнить детально всех сегодняшних возможностей и особенностей применения отдельных изучаемых ММ компонентов и соответствующих информационных технологий. Гораздо важнее понять их идеи, основы, компоненты и главные свойства, общие закономерности их построения, источники повышения эффективности применения и тенденции дальнейшего развития. Это позволит в будущем уже достаточно легко самостоятельно осваивать новые информационные технологии и ММ средства, отслеживать их взаимосвязи.

Особенности дисциплины

Главная особенность заключается в том, дисциплина является глубоко синтетической и интегрированной. Она сочетает физические и технические, технологические и информационные, аппаратные и программные, педагогические и социальные аспекты рассмотрения ММ.

В рассматриваемой дисциплине всесторонне изучаются различные составляющие ММ. Причем для каждого ММ компонента выбрана следующая последовательность изучения:

1) (Модуль 1) понятие и определение ММ, особенности, классификация ММ компонентов;

2) информационные основы, файлы поддержки ММ компонентов;

3) физические основы, аппаратура, функционирование средств поддержки ММ;

4) (Модуль 2) программы создания и редактирования ММ компонентов;

5) специфичные технологии поддержки ММ средств и компонентов;

6) проявление ММ в инструментальных интегрированных средах разработчика ММ продуктов;

7) проявление в ММ продуктах профессионального назначения, электронных образовательных ресурсах и программных средствах компьютерного обучения.

В то же время в процессе изучения материала дисциплины следует не забывать о том, что в полной мере роль каждого ММ компонента раскрывается лишь при совместном его использовании со всеми остальными ММ компонентами. И только в этом случае проявляются дополнительные качества комплексного воздействия ММ на различные каналы восприятия человека, что позволяет повысить эффективность образовательного процесса с использованием ММ технологий.

Дисциплина затрагивает вопросы создания ММ продуктов: программы создания и редактирования ММ компонентов, этапы и специфичные технологии поддержки.

Не следует забывать, что центральную роль при разработке или выборе определенного метода создания ММ продукции играют человеческие ощущения и их анализ, поскольку именно для человека и создаются эти технологии. С другой стороны, постоянный поиск новых технологий порождает современные способы воздействия на ощущения человека. Возникают новые способы передачи ММ сигналов, новые способы их восприятия и обработки, новые ММ культуры [1].

Особое внимание в рассматриваемой дисциплине уделено вопросам применения ММ технологий в профессиональной деятельности. Как известно, в основе любой профессиональной деятельности лежат процессы повышения эффективности работы с растущим потоком разнородной информации и описывающих способы ее представления, обработки, преобразования, ввода-вывода и т.п. По сути это образовательные процессы. Поэтому при классификации информационно-образовательных ресурсов выделены и детализированы современные и перспективные электронные информационно-образовательные ресурсы и программные средства компьютерного обучения. Обсуждены особенности применения ММ технологий в обучающих системах и примеры реализации обучающих систем с использованием ММ средств.

При проектировании и разработке ММ средств каждый выразительный аспект этой продукции должен стать результатом продуманного решения, осознанно связанного с максимально эффективным способом воздействия на ощущения человека [1].

К сожалению, по рассматриваемым ниже темам столь сложной, интенсивно развивающейся, многогранной и синтетической дисциплины отсутствует единый, все охватывающий учебник, а материалы зачастую разрознены, аппаратные и программные средства поддержки быстро устаревают. Поэтому автор выражает искреннюю признательность авторам многочисленных упомянутых публикаций, полезные сведения и отдельные иллюстрации из которых использовались при подготовке настоящего учебного пособия. В его основу положены материалы из [2], совершенствование, дополнение и уточнение которых, ввиду развития ММ технологий и роста числа публикаций, постоянно продолжается.

Растущая сложность изучения рассматриваемой дисциплины в последние годы связана с тем, что скорость развития и совершенствования аппаратных и программных средств поддержки мультимедиа технологий, как и число соответствующих продуктов, постоянно и все более интенсивно увеличивается, расширяются возможности и сферы их применения. Однако, отмеченные факторы не должны останавливать будущих специалистов, поскольку вместе с ними все больше проявляются актуальность и даже необходимость изучения все новых, увлекательных и завораживающих мультимедиа технологий будущего.