Технология мультимедиа: история, перспективы

Технология мультимедиа: история, перспективы.

 
Определение, краткий исторический экскурс и основные возможности  технологии 
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, речь. 
30 лет назад мультимедиа ограничивалась пишущей машинкой " Консул ", которая не только печатала но и могла привлечь внимание заснувшего оператора мелодичным треском. Чуть позже компьютеры уменьшились до бытовой аппаратуры, что позволило собирать их в гаражах и комнатах. Нашествие любителей дало новый толчок развития мультимедии( компьютерный гороскоп 1980 года который при помощи динамика и программируемого таймера синтезировал расплывчатые устные угрозы на каждый день да еще перемещал по экрану звезды(зачатки анимации)). Примерно в это время появился и сам термин мультимедиа. Скорее всего, он служил ширмой, отгораживавшей лаборатории от взглядов непосвященных ("А что это у тебя там звинит"."Да это мультимедиа"). 
Критическая масса технологий накапливается . Появляются бластеры, "сидиромы" и другие плоды эволюции, появляется интернет, WWW, микроэлектроника. Человечество переживает информационную революцию. И вот мы становимся свидетелями того как общественная потребность в средствах передачи и отображения информации вызывает к жизни новую технологию, за неимением более коректного термина называя ее мультимедиа. В наши дни это понятие может полностью заменить компьютер практически в любом контексте. 
В английском языке уже приживается новый термин information appliance - " информационное приспособление 
Появление систем мультимедиа, безусловно, производит революционные изменения в таких областях, как образование, компьютерный тренинг, во многих сферах профессиональной деятельности, науки, искусства, в компьютерных играх и т.д. 
Появление систем мультимедиа подготовлено как с требованиями практики, так и с развитием теории. Однако, резкий рывок в этом направлении, произошедший в этом направлении за последние несколько лет, обеспечен прежде всего развитием технических и системных средств. Это и прогресс в развитии ПЭВМ: резко возросшие объем памяти, быстродействие, графические возможности, характеристики внешней памяти, и достижения в области видеотехники, лазерных дисков — аналоговых и CD-ROM, а также их массовое внедрение. Важную роль сыграла так же разработка методов быстрого и эффективного сжатия / развертки данных. 
Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний стереофонический Hi–Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и дисководом для оптических компакт–дисков CD–ROM (CD — Compact Disc, компакт–диск; ROM — Read only Memory, память только для считывания). Кроме того, внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство — аудиоадаптер, позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через акустические колонки с встроенными усилителями.Мультимедиa-технологии являются одним из наиболее перспективных и популярных направлений информатики. Они имеют целью создание продукта, содержащего "коллекции изображений, текстов и данных, сопровождающихся звуком, видео, анимацией и другими визуальными эффектами (Simulation), включающего интерактивный интерфейс и другие механизмы управления". Данное определение сформулировано в 1988 году крупнейшей Европейской Комиссией, занимающейся проблемами внедрения и использования новых технологий. Идейной предпосылкой возникновения технологии мультимедиа считают концепцию организации памяти "MEMEX", предложенную еще в 1945 году американским ученым Ваннивером Бушем. Она предусматривала поиск информации в соответствии с ее смысловым содержанием, а не по формальным признакам (по порядку номеров, индексов или по алфавиту и т.п.) Эта идея нашла свое выражение и компьютерную реализацию сначала в виде системы гипертекста (система работы с комбинациями текстовых материалов), а затем и гипермедиа (система, работающая с комбинацией графики, звука, видео и анимации), и наконец, в мультимедиа, соединившей в себе обе эти системы.Однако всплеск интереса в конце 80-х годов к применению мультимедиа-технологии в гуманитарной областях (и, в частности, в историко-культурной) связан несомненно с именем выдающегося американского компьютерщика-бизнесмена Билла Гейтса, которому принадлежит идея создания и успешной реализации на практике мультимедийного (коммерческого) продукта на основе служебной (!) музейной инвентарной базы данных с использованием в нем всех возможных "сред": изображений, звука, анимации, гипертекстовой системы ("National Art Gallery. London") 
История развития. Компакт- диски изначально разработанные для любителей высоко качественного звучания, прочно вошли на рынок компьютерных устройств. Оптические компакт- диски перешли на смену виниловым в 1982 году. Было решено что стандарт рассчитан на 74 минуты звучания "Red Book". Когда 74 минуты пересчитали в байты получилось 640 Мбайт. 
Первые приводы имели единичную скорость (Single speed) равную 150 Кбайт/с. Модели накопителей с удвоенной скоростью появились в 1992 году. Приводы с утроенной и с учетверенной скоростью в начале 1994 году. Сегодня речь уже идет о скорости увеличенной в шесть и даже восемь раз. Коэффициент увеличения скорости не обязательно целый. 

Применение  и перспективы использования  мультимедиа технологий

В настоящее  время мультимедиа технологии относятся  к одним из наиболее динамично  развивающихся и перспективных  направлений информационных технологий и находят широкое применение в различных сферах, включая образование, искусство, рекламу, науку, торговлю индустрию развлечений, технику, медицину, математику, бизнес, научные исследования и пространственно-временные приложения и других областях человеческой деятельности. Причем в каждой из этих областей применение мультимедиа открывает новые возможности, которые были недоступны при использовании старых технологий.

В промышленном секторе мультимедиа используют как способ презентации информации для акционеров, руководства и  коллег. Мультимедиа также полезно  в организации обучения персонала, рекламы и продаж продукта по всему миру посредством фактически неограниченных веб-технологий.

В промышленности, особенно в механической и автомобильной, мультимедиа, прежде всего, используется на стадии проектирования. Это позволяет, например, инженеру рассматривать изделие в различных перспективах, производить другие манипуляции, прежде, чем приступать к производству (автоматизированное проектирование).

Разработчики  программного обеспечения могут  использовать мультимедиа в компьютерных симуляторах чего угодно: от развлечения до обучения, например: военного или производственного обучения. Мультимедиа для программных интерфейсов часто создаётся как коллаборация между креативными профессионалами и разработчиками программного обеспечения.

В медицине с  помощью мультимедийных приложений можно совершенствовать профессиональные навыки. Кроме того, врачи также могут получить подготовку с помощью виртуальных операций или симуляторов человеческого тела, поражённого болезнью, распространённой вирусами и бактериями, таким образом пытаясь разработать методики её предотвращения. Мультимедиа применяется, например, в процессе обучения хирургов.

К особо интересным разработкам можно отнести VR-моделирование  реального мира c целью как упрощения  выполнения рутинных операций в реальном мире (часто на расстоянии), так и обеспечение новых возможностей человека. Например, фирма Immersion Corp. ставит целью достижение технологии, при которой хирург или врач манипулирует не инструментами и пациентом, а работает с виртуальной моделью человека, используя для этого устройства с обратной связью; манипулируя объектами в виртуальном мире, врач тем не менее чувствует человека и его ткани. При этом всю «грязную» работу делает робот, управляемый компьютером посредством устройства с обратной связью, которым, в свою очередь, управляет врач. Для медицины подобные устройства должны обеспечивать как можно более точные и реалистичные ощущения. Подобные технологии имеют перспективное будущее. Например, проведение хирургических операций - хирург «погружается» в VR, в которой он видит пациента в объеме и насквозь посредством изображения, получаемого с помощью сканеров (лазерные сканеры, ядерные томографы) и преобразованного в виртуальную модель с необходимой точностью. Хирург сможет увеличить изображение любой части тела и работать, не боясь случайного дрожания руки со скальпелем, при использовании микророботов возможно провести операцию прямо внутри человека (например, внутри сердца).

Одно из самых  широких областей применения технология мультимедиа получила в сфере образования и в будущем значение этой области применения мультимедиа будет возрастать.

В образовании  мультимедиа используется для создания компьютерных учебных курсов (популярное название CBTS) и справочников, таких  как энциклопедии и сборники. CBT позволяет пользователю пройти через серию презентаций, тематического текста и связанных с ним иллюстраций в различных форматах представления информации.

Теория обучения за последнее десятилетие была значительно  развита в связи с появлением мультимедиа. Выделилось несколько направлений исследований, такие как теория когнитивной нагрузки, мультимедийное обучение и другие. Возможности для обучения и воспитания почти бесконечны.

Идея медиа-конвергенции также становится одним из важнейших  факторов в сфере образования, особенно в сфере высшего образования. Определяемая как отдельные технологии, такие как голосовые (и функции телефонии), базы данных (и производные приложения), видео-технологии, которые сейчас совместно используют ресурсы и взаимодействуют друг с другом, синергетически создавая новые оперативности, медиа-конвергенция это стремительно меняющийся учебный курс дисциплин, преподаваемых в университетах по всему миру.

Мультимедиа как  средство обучения могут использоваться в различных образовательных контекстах, представляя мультимедийные продукты и информационные ресурсы Интернет для обучения, выработки практических навыков и развития критического мышления.

В образовательном  процессе применяются мультимедиа  технологии по направлениям: интерактивная  доска; система интерактивного опроса; различные образовательные программы; мультимедийный экран; сетевые образовательные программы; имитационные технологии; диагностические комплексы.

Применение  мультимедиа в образовании и  обучении перспективно как для общего образования и самообразования, так для бизнеса и профессионального развития специалиста. В будущем роль мультимедиа в области образования будет возрастать, так как знания, обеспечивающие высокий уровень профессиональной квалификации, всегда подвержены быстрым изменениям.

В науке мультимедиа  главным образом используется для  моделирования различных процессов. В математических и научных исследованиях  мультимедиа в основном используется для моделирования и симуляции. Например: учёный может взглянуть  на молекулярную модель какого-либо вещества и манипулировать ею с тем, чтобы получить другое вещество.

В искусстве  яркими примерами мультимедиа являются специальные эффекты в кино, компьютерная мультипликация и трехмерная графика.

Мультимедиа и  индустрия развлечений. Средства мультимедиа превращают компьютер в центр бытовой, развлекательной, информационной, звуковой и видеоаппаратуры. Он радует красочными играми со стереофоническим и даже квадрофоническим звучанием, помогает через модемы и спутниковые системы связи установить контакт с друзьями и деловыми партнерами в любой точке мира. На самом обычном персональном компьютере с помощью мультимедийных средств можно записывать и воспроизводить звуки своего голоса и музыки, просматривать видеоклипы со звуковым сопровождением и навечно запечатлеть историю своей семьи в памяти компьютера, получить возможность для проигрывания тысяч звуковых файлов с прекрасно исполненными и аранжированными музыкальными произведениями. Можно попробовать себя в роли исполнителя музыки на десятках и сотнях инструментов и даже в роли композитора. Воспользовавшись Karaoke, можно спеть вместе с исполнителем.

Ярким примером мультимедиа являются компьютерные игры. С применением мультимедиа  игры приобретают наибольшую привлекательность  и реалистичность, поскольку способны имитировать живые голоса и звуки совместно с видеоэффектами. Кроме того, игры могут параллельно обучить, а обучающая программа -- использовать приемы игровой. Даже в программах-справочниках можно найти много занимательного.

Все большей популярностью пользуются электронные справочники, энциклопедии, художественные и музыкальные альбомы, созданные в технологии мультимедиа. Они содержат невиданные ранее объемы информации с цветными иллюстрациями, анимационными фильмами, видеороликами и музыкальным сопровождением. Например, мультимедийная музыкальная энциклопедия дает возможность послушать музыкальные произведения и одновременно увидеть выдающихся дирижеров и исполнителей.

Мультимедиа дает возможность продемонстрировать видеоклипы с изображением популярных композиторов, документальные записи, показать, например, в энциклопедии о животном мире тысячи птиц с кадрами их полетов и звучанием птичьих голосов.

Перспективы мультимедиа  разнообразны, области мультимедиа  будут расширяться, совершенствуя наш мир и открывая целые новые миры, предоставляя информацию глобального масштаба, меняя не только технику, но и, прежде всего, самого человека, его мировосприятие.

Аппаратные и программные средства.

Аппаратные средства

В самом простом случае для работы сети достаточно сетевых карт и кабеля. Если же необходимо создать достаточно сложную сеть, то понадобится специальное сетевое оборудование.

1. Кабель

Компьютеры внутри локальной  сети соединяются с помощью кабелей, которые передают сигналы. Кабель, соединяющий два компонента сети (например, два компьютера), называется сегментом. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости передачи информации и частоты возникновения сбоев и ошибок. Наиболее часто используются кабели трех основных категорий:

- витая пара;

- коаксиальный кабель;

- оптоволоконный кабель.

Для построения локальных сетей сейчас наиболее широко используется витая пара. Внутри такой кабель состоит из двух или  четырех пар медного провода, перекрученных между собой. Витая пара также имеет свои разновидности: UTP (Unshielded Twisted Pair -- неэкранированная витая пара) и STP (Shielded Twisted Pair -- экранированная витая пара). Эти разновидности кабеля способны передавать сигналы на расстояние порядка 100 м. Как правило, в локальных сетях используется именно UTP. STP имеет плетеную оболочку из медной нити, которая имеет более высокий уровень защиты и качества, чем оболочка кабеля UTP.В кабеле STP каждая пара проводов дополнительно экранирована (она обернута слоем фольги), что защищает данные, которые передаются, от внешних помех. Такое решение позволяет поддерживать высокие скорости передачи на более значительные расстояния, чем в случае использования кабеля UTP. Витая пара подключается к компьютеру с помощью разъема RJ-45 (Registered Jack 45), который очень напоминает телефонный разъем RJ-11 (Registered Jack 11).

Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях 10, 100 и 1000 Мбит/с.

Коаксиальный  кабель состоит из медного провода, покрытого изоляцией, экранирующей металлической оплеткой и внешней оболочкой. По центральному проводу кабеля передаются сигналы, в которые предварительно были преобразованы данные. Такой провод может быть как цельным, так и многожильным. Для организации локальной сети применяются два типа коаксиального кабеля: ThinNet. (тонкий, 10Base2) и ThickNet (толстый, 10Base5). В данный момент локальные сети на основе коаксиального кабеля практически не встречаются. Скорость передачи информации в такой сети не превышает 10 Мбит/с. Обе разновидности кабеля, ThinNet и ThickNet, подключаются к разъему BNC, а на обоих концах кабеля должны быть установлены терминаторы.

В основе оптоволоконного  кабеля находятся оптические волокна (световоды), данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов информации на максимально доступных скоростях. Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования,