Мультимедиа-технология

Ради справедливости, необходимо упомянуть компанию QSound, которая так и не смогла возвести свою крепость, но хорошо оборудовала подготовленные позиции. Фирма предлагает целое семейство API (как полноценных, так и для очень специфических применений) под названиями QMSS, Q3D, QSoft3D, Qmixer и т.д. Алгоритмы работы здесь основываются не столько на формальных (прежде всего, математических) методах , сколько на результатах, полученных при прослушивании тестовых последовательностей звуков огромным числом людей (называется цифра, превышающая 500 тысяч) . Однако влияние QSound на рынке компьютеров не очень велико. Чтобы больше к фирме QSound не возвращаться, скажем , что ее технология реализована в аудиопроцессоре VLSI Thunderbird 128 – мощном DSP , применяемом фирмой Aztech Labs в звуковой карте Aztech Labs PCI 386DSP.

Борьба конкурирующих API проявилась в ожесточенной конкуренции звуковых плат. Каждый производитель стремится занять свое место, которое занимала в одно время легендарная Sound Blaster.

1.2 Creativе или Aureal

 

Как было сказано ранее , производители аудиоплат вступили в борьбу за лидирующее место в индустрии , когда-то принадлежащее Sound Blaster (SB), а ныне свободное. API A3D от компании Aureal, который поддерживается многочисленными аудиокартами от различных производителей на основе специального чипа Vortex AU8820 (к напримеру, Diamond Sonic Impact S90) , какое-то время пребывал почти в гордом одиночестве на рынке, и, иногда, казалось , что именно A3D станет стандартом 3D-звука в отрасли. Между этим , приверженцы Creative ожидали его возвращения. И он не заставил себя ждать.

Когда вышла схема EMU10K1 компания Aureal уже практически закончила подготовку нового поколения своих чипов - AU8830, поэтому на рынке оба этих чипсета и карты на них появились почти одновременно . AU8830 и EMU10K1  - совершенно разные микросхемы. EMU10K1 – то легко модернизируемый программно DSP (Digital Signal Processor), содержащий 2 миллиона транзисторов, с предельной производительностью , сравнимой только с производительностью Pentium 90, полностью выделенного под обработку звука, то есть примерно 1000 MIPS (для справки , SB AWE64 имел производительность 36 MIPS). AU8830 (Vortex 2) – то специальная звуковая микросхема (ASIC) с аппаратно реализованными функциями, код которых просто невозможно изменить. Она содержит 3 миллиона транзисторов и имеет производительность около 600 MIPS в собственной системе команд, а если привести ее к производительности DSP – где-то на уровне 800-1200 MIPS. Такой разброс значений получается вследствие того , что до сих пор нет общего мнения о том , как подсчитывать производительность. Звуковые карты на основе EMU10K1 с августа 1998 года выпускают Creative (семейство Sound Blaster Live! и ее подразделение E-mu (семейство APS - Audio Production Studio)) , а самым популярным представителем клана AU8830 (Vortex 2) является Diamond Monster Sound II MX300 , поступившая на рынок в декабре 1998 года.

Карты получились такими разными, что иногда даже позиционируют их в разных секторах рынка. Правда, сами Creative и Diamond Multimedia так не делают. Мы не будем глубоко вдаваться в технические характеристики этих изделий , так как об этом не однократно писали. Воспроизведение и запись цифрового звука в SB Live! и MX300 реализованы   качественно. Частота дискретизации до 48 кГц, соотношение сигнал/шум на уровне 96 дБ, MX300 дополнительно оснащена аппаратным десятиполосным эквалайзером. К сожалению, его применение ухудшает соотношение сигнал/шум где-то  на 20 дБ. Качество музыкального синтеза, реализованного в этих картах по одному принципу - с помощью банков инструментов формата SF2 для SB Live!, DLS 1.0 или ARL для MX300, загружаемых в оперативную память компьютера, -  существенно   отличается. Если у SB Live! оно считается одним из лучших в отрасли , то у MX300 о качестве не приходиться говорить. Существует пара банков от независимых разработчиков , с которыми MX300 звучит значительно  лучше, но в сущности ситуацию это не меняет.

Немного  о позиционируемом 3D-звуке и имитации звуковой среды. MX300 на сегодняшний день позиционирует источники звука в вертикальной плоскости более четко качественно , чем SB Live!, о чем говорилось ранее. С позиционированием в горизонтальной плоскости положение ближе к паритету. Звуковая среда яркая имитируется звуковой картой SB Live!, однако имеются недостатки. В частности, при переходе из одного помещения в другое смена пресетов происходит очень резко (хотя, претензии, может быть, стоит предъявлять не фирме Creative , а производителям компьютерных  игр). Звуковая картина, создаваемая MX300, не   слишком убедительна. Все-таки технология WaveTracing еще очень молодая, хотя АPI A3D существует на много дольше , чем EAX. Но за спиной EAX – весь накопленный опыт киноиндустрии по работе со звуком, а технологии A3D приходится прокладывать себе  новые пути . Фирме Aureal есть над чем еще работать , чтобы лучше раскрыть потенциал A3D. Конкуренты же явно считают по другому. Представители Creative много раз заявляли, что механический перенос методологии "ray-tracing" из 3D-видео на звук ни к чему дельному не приведет, мотивируя это тем , что звук, в отличие от света, легко огибает препятствия. По ходу он сильно с ними взаимодействуя (тем, кто помнит, что существует явление дифракции света, лучше эту фразу просто забыть) . А как уже говорилось тонкие взаимодействия с препятствиями, например , задержанные отражения, реализовать в рамках A3D пока сложно. 
      Кто выиграл эту гонку, Creative или Aureal? Если фирма Creative, то у нее есть веские аргументы , подтверждающие это предположение. Можно начать с того, что в Интернете банки инструментов в формате SF2 найти пример легче , чем в формате DLS. Продолжить тем , что только за первые несколько месяцев продаж SB Live разошелся более чем в миллионе экземпляров, и это, не считая OEM-поставок , и закончить сообщением , что объединение производителей под названием IASIG (в него входят QSound , Creative Labs, Aureal и другие) разрабатывает новый стандарт открытого звуковог о API именно на основе EAX. Более того , фирма Microsoft объявила о намерении включить EAX в состав Direct Sound 3D 8.0.

 

1.3 Применение  звука

 

Другое очень интересное применение звука в персональных компьютерах – всевозможная работа с речью. Компьютер уже можно научить распознавать голосовые команды , что очень ускоряет и облегчает работу при необходимости частого ввода повторяющихся команд с клавиатуры. Есть программы , позволяющие распознавать произнесенный текст и вводить его сразу в текстовый процессор. Но самое неожиданное применение звука в ПК – это использование голоса пользователя для защиты от несанкционированного доступа. Стоит провести соответствующую настройку (произнести в микрофон несколько слов и отрегулировать чувствительность) – и постороннему человеку будет уже практически невозможно «влезть» в защищенный таким образом ПК . 
Но все-таки наиболее интенсивно звук используется в играх и обучающих программах. Практически все выпускаемые игрушки имеют звуковые стереоэффекты. Некоторые мелодии из компьютерных игр стали настолько популярными, что даже продаются отдельно на кассетах. Мультимедиа-приложения , использующиеся для образовательных целей, переживают настоящий бум. С их помощью изучают языки, обучают детей математике и чтению, и т.п. С помощью мультимедиа-энциклопедий можно путешествовать по всему миру, осматривать достопримечательности, и получать при этом подробные пояснения. 
В настоящее время большинство компьютеров оснащается аудиоплатой, колонками и проигрывателем компакт-дисков (CD-ROM). За последние два года все большим спросом у покупателей пользуются перезаписывающие устройства для компакт-дисков (CD-Writer), приобретая такое устройство, пользователь получает возможность хранения и перезаписи большого объема информации (до 800 Мб) на перезаписываемых компакт-дисках (CD-RW). 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Применение мультимедиа-технологий

 

2.1 Мультимедиа  в сети Интернет

 

Мультимедиа имеет самое прямое отношение к развитию технологий сети Internet. Стало возможным обмениваться аудио и видео сообщения по средствам электронной почты , а также общаться через Internet в реальном времени, видя, при этом, собеседника на мониторе компьютера. Это совсем недавно было еще просто мечтой. Уже несколько лет существуют технические решения, которые позволяют строить системы передачи сообщений мультимедиа без потери качества. Даже самый неопытный пользователь теперь может запросто подключиться к сети Internet, найти и просмотреть или даже прослушать любую интересующую его информацию из любой точки планеты.  Это стало возможным с развитием мультимедиа-технологий.

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

2.2 «Сам себе  видеорежиссер»

 

      Еще одна область применений мультимедиа технологий это производство видеопродукции. Опыт говорит , что слова "высокое качество", "цифровое видео" и "легкость использования" вместе обычно не употребляются. Новинка фирмы Intel - Smart Video Recorder Pro , похоже, изменит эту ситуацию, поскольку способна обеспечивать исключительной производительности, удобства работы и богатые возможности. На вид Smart Video Recorder Pro похожа на устанавливаемую в компьютер стандартную интерфейсную плату, которая построена на основе процессора i750. В ней реализован алгоритм сжатия видеоизображения Indeo, а также самые последние разработки фирмы Philips в области преобразования аналогового видеосигнала в цифровой. При работе с персональным компьютером на базе процессора Pentium с тактовой частотой 90 МГц и с шиной PCI Smart Video Recorder Pro может захватывать видеосигнал со скоростью 30 кадров в секунду, правда не в большом окне. С ПК на базе процессора 486DX2-66 c шиной VESA Local Bus скорость обработки снижается до 15 кадров в секунду.

Обеспечиваемое качество видеоизображения превосходит все существующие аналоги. Картинка отличается реальными цветами высоким контрастом и хорошей прорисовкой мелких деталей.

 

2.3 Компьютерная  графика

 

Понятие компьютерной графики очень обширно, и однозначно нельзя сказать , что оно в себя включает. Для одних это архитектурный дизайн, для других - спецэффекты в "Terminator-2" или "The Man", для третьих - новые возможности в технике рисования и т.д.

 Конечно, одно из наиболее интересных и перспективных направлений в этой области - это трехмерное моделирование. Что вы сможете создать в такой программе - зависит только от вашего воображения, ну и еще, конечно, от возможностей программы. Для дорогих графических рабочих станций, типа Indigo фирмы Silicon Graphics, предлагаются мощнейшие анимационные пакеты (Alias PowerAnimator , SoftImage). Цены здесь впечатляют - 30 тысяч долларов за рабочую станцию и до 10 тысяч долларов за пакет анимационных программ. Возможности этих программ поистине безграничны. Великолепный интерфейс модуля работы с материалами, кинематика , алгоритмы расчета сложных поверхностей - всего не перечислить. Существуют более дешевые варианты. Для ПК  с 486-м процессором можно выбрать  программы 3D Studio или TOPAS Professional.¹

 

2.4 Обучение с использованием компьютерных технологий

 

Применение мультимедиа в образовании и обучении (Computer Based Training - CBT) предполагается как для личного использования, так и для бизнеса. В будущем значение этой области применения мультимедиа будет возрастать, так как знания, обеспечивающие высокий уровень профессиональной квалификации всегда подвержены быстрым изменениям. Сегодняшний уровень развития , особенно в технических областях , требует постоянного обновления (up to date), и предприятия , основой развития которых – является конкуренция должны в своей деятельности быть весьма гибкими.

До настоящего времени обучение с использованием компьютеров применялось преимущественно в сфере производства для обучения персонала и повышения квалификации. В фирме Opel поддерживается новый способ коллективного обучения сотрудников, которые должны, используя изображение и анимацию, подготовить программу своей будущей производственной деятельности. Фирма IBM также применяет обучение с использованием компьютеров для демонстрации работы локальных сетей.

Фирма Bayer уже много  лет успешно применяет системы CBT для обучения сотрудников внешних и внутренних служб. Список фирм, которые внедрили этот способ приобретения знаний, на самом деле значительно длиннее. 
Многочисленные исследования подтверждают успех системы обучения с использованием компьютеров. Очень трудно сделать объективное сравнение со старыми традиционными методами обучения, однако можно сказать , что внимание во время работы с обучающей интерактивной программой на базе мультимедиа , как правило, удваивается , поэтому освобождается дополнительное время. Экономия времени, необходимого для изучения конкретного материала , в среднем составляет 30%, а приобретенные знания сохраняются в памяти значительно дольше. 
Эксперты по маркетингу уже давно (до появления в системе обучений приложений мультимедиа) заметили на многочисленных экспериментах отчетливую сильную связь между методом , с помощью которого учащийся осваивал материал, и способностью вспомнить (восстановить) этот материал в памяти. Например, только четверть услышанного материала остается в памяти. Если же учащийся имеет возможность воспринимать этот материал зрительно, то доля материала, оставшегося в памяти , повышается до одной трети. При комбинированном воздействии (через зрение и слух) доля усвоенного материала достигает половины , а если вовлечь учащегося в активные действия в процессе изучения , например, при помощи интерактивных обучающих программ типа приложений мультимедиа , то доля усвоенного может составить 75%.Крупные фирмы , вкладывающие ежегодно существенные финансовые в средства в образование и повышение квалификации своих сотрудников , учитывая эти положительные факторы , могут сэкономить весьма значительные средства. По сообщению, например , компании DEC, экономия в затратах на обучение и переобучение при внедрении системы обучения с использованием компьютерных технологий составила ежегодно $40 млн. Существенные позитивные факторы , которые говорят в пользу такого способа получения знаний , будут рассмотрены далее. 
Лучшее и более глубокое понимание изучаемого материала. 
Мотивация обучаемого на контакт с новой областью знаний, 
экономия времени из-за значительного сокращения времени обучения  
и полученные знания остаются в памяти на более долгий срок и позднее легче восстанавливаются для применения на практике после краткого повторения,* - уменьшение затрат на производственное обучение и повышение квалификации.  
         В последние 2 года широкое распространение в Internet получили системы дистанционного обучения и приема экзаменов. По электронной почте студенты получают задания и консультации, а также литературу и методические материалы. После изучения предложенного материала и сдачи нескольких контрольных работ студен обязан пройти онлайн-экзамен (непосредственно общаясь с преподавателем в чате или телеконференции) , либо поочередно отвечая на появляющиеся, на web-странице вопросы. Если все экзамены успешно сданы, студент получает по почте сертификат либо диплом.²