Мультимедиа в образовании: контекст информатизации (стр. 33 )

Кодеки адаптивной компрессии звука

Наиболее распространенными считаются:

– MPEG Layer III (или mp3) – разработан Fraunhofer IIS для размещения аудио файлов в глобальных компьютерных сетях, а также для потокового радиовещания. С появлением портативных mp3-плееров получил широкое распространение в качестве формата хранения аудиозаписей. Рекомендуемый коэффициент компрессии 11:1.

– Windows Media Audio (или wma) – разработан Microsoft для размещения звуковых файлов в Интернете, онлайн-радиовещания в качестве альтернативы формата mp3. Рекомендуемый коэффициент компрессии 22:1.

Кодирование ФЦВ

Цифровое видео из-за больших объемов данных требует высокой пропускной способности компьютера. Одним из путей решения этой проблемы является сжатие или кодирование (compression or encoding) с потерей качества.

Одним из основных приемов сжатия с потерей является усреднение цветов. Оно основано на том, что человек плохо различает слабые, незначительные цветовые изменения в достаточно маленькой области. Таким образом, малые, незаметные изменения в области основного цвета могут быть квантованы.

Другим приемом сжатия является сжатие движения (motion compression), аналогичное тому, что применяется в анимационных программах. Во фрагментах, где мало изменений от кадра к кадру, значительное количество ненужных данных можно отбросить, а запоминать параметры только тех пикселей изображения, которые изменяются от кадра к кадру. При таком сжатии нет потерь качества.

Еще один вариант сжатия видеоизображения основан на том факте, что человеческий мозг не воспринимает много деталей в динамическом изображении. Это позволяет размывать кадры при быстром движении объектов в видеофрагменте настолько, чтобы сжатое видео выдавало значительные различия, а по остановке движения – возвращаться к более четким кадрам.

Конвертирование графических форматов

При формировании графических изображений (особенно включающих шрифтовые надписи, тексты, таблицы) нередко приходится соединять в одном файле результаты работы нескольких программ (в нескольких различных форматах). При этом возникает ряд проблем, связанных, с одной стороны, с различиями между символьным и графическим способами представления информации, с другой – с различиями форматов, используемых в рамках каждого из этих способов. Так, для графических форматов характерны, например, различия в палитрах, для символьных – различия стандартов кодировки и таблиц символов.

Ни один графический редактор не понимает всех существующих форматов. Но имеется ряд широко распространенных форматов хранения информации, принятых в качестве фактических (конкурирующих) стандартов. И, следовательно, один из способов решения данной проблемы состоит в использовании только этих форматов для передачи информации между разными программами.

Но что же делать, когда это не так? В этом случае имеет смысл воспользоваться программой, позволяющей преобразовать изображение, хранимое в одном формате, в другой. Такой процесс называется конвертированием. Большинство прикладных программ обладает некоторым набором конверторов, позволяющих принимать и сохранять файлы различных форматов. Так, например, в компьютерной графике широко используется возможность преобразования друг в друга форматов ВМР и TIFF.

Копирование рисованных изображений

Довольно часто рисунки, включающие большое число контуров переменной толщины, предварительно подготавливают на кальке или листе бумаги, затем с помощью дигитайзера или сканера выводят на экран монитора, и далее обрабатывают с помощью имеющихся средств.

Основное неудобство копирования сканированных изображений заключается в том, что при сканировании воспроизводятся такие естественные дефекты линии, как шероховатость, неоднородность тона и прочие. Воспроизводятся также дефекты бумаги, например, шероховатости и пятна, образовавшиеся в результате коррекции копируемых рисунков специальными ластиками или пастами. Любые дефекты особенно явно проявляются при сканировании с большим разрешением. Некоторые графические пакеты поддерживают режим автокоррекции сканированных изображений. В результате задействованные пиксели перераспределяются с назначением белого и черного цветов; при этом серые оттенки оригинала либо исчезают с экрана монитора, либо приобретают более низкие значения, «присоединяясь» к окрашенным в черный цвет пикселям. Таким образом, с одной стороны, удаляется "грязь" на сканированном изображении, а с другой – окраска самих линий и фона приобретает равномерный характер.

Копирование фото - и видеоизображений

В качестве копируемых образцов можно использовать различные фото - и видеоизображения. Первые выводятся на экран при помощи дигитайзера или сканера, вторые – оцифровкой с помощью специальных плат ввода-вывода видеоизображений.

Использование дигитайзера предполагает копирование «вручную» с выделением необходимых контурных линий и цветовых плоскостей. При этом качество копии на экране монитора зависит от мастерства пользователя, умения выделить в образец именно те линии и цветовые плоскости, воспроизведение которых полностью отразит характер копируемого изображения. Заметим, что для копирования цветовых плоскостей замкнутым контуром на образце выделяется подлежащая закраске область и параллельно выбирается соответствующий инструмент приложения цвета. При этом цвет может быть видоизменен в соответствии с используемой палитрой.

Аналогичным способом обрабатываются сканированные фотоизображения (фотографии, слайды) и оцифрованные видеоизображения, с той лишь разницей, что выделение контуров и цвета выполняется не «с листа», а непосредственно на экране монитора. Выделение основных контурных линий предполагает удаление цвета как такового, что, с одной стороны, позволяет применять "свой" тип закраски, с другой – основываясь на реалистичном характере изображений, добиваться более грамотных построений конструкции и формы рисованных объектов.

Для удаления «ненужных» цветов необходимо выделить либо замкнутую область, либо пиксели одного цвета. В обоих случаях всем отмеченным пикселям автоматически присваивается цвет фона (background color), а контурным линиям, выделенным в виде кривых или плоских фигур сложной формы – текущий цвет палитры (foreground color).

Коррекция фотофакторов

При ретушировании реалистичных изображений под термином «фотофакторы», как правило, понимают яркость (освещенность – brightness) и контрастность (contrast) изображения. Именно эти факторы являются основными при непосредственном фотографировании и печати диапозитивов и фотоснимков.

Яркость и контрастность регулируются автоматически при заданных значениях этих характеристик. При этом изменяется цветовой диапазон между самой светлой и самой темной точками. В предельном случае такие точки имеют значения абсолютно белого и абсолютно черного цветов. При увеличении контрастности изображения цветовые оттенки становятся ярче, но общее число их сокращается, светлые области осветляются, затемненные области приобретают более темные оттенки. При уменьшении контрастности изображение становится более серым, границы размываются, при минимальной контрастности изображение принимает однотонный серый вид. Соответственно, при изменении параметров яркости цвет становится либо более блеклым, либо более насыщенным.

Яркость и контрастность являются взаимосвязанными параметрами. Поэтому в абсолютном большинстве случаев эти параметры корректируют одновременно. Для ретуширования изображений в автоматическом режиме некоторыми графическими пакетами поддерживаются специальные функции, позволяющие подобрать наиболее подходящее сочетание яркости и контрастности для каждого конкретного изображения. При этом определяются наиболее светлая и темная точки выделенного фрагмента (или изображения в целом), им назначаются, соответственно, значения белого и черного цветов. Остальные пиксели принимают новые цветовые характеристики, значения которых зависят от разницы между назначенными абсолютными цветами (белым и черным) и изменяемыми оттенками.

Маски прозрачности

При наложении фильтров, заливке цветом, восстановлении ранее сохраненного изображения и т. д. зачастую возникает необходимость выделения областей экрана, где в данный момент все эти функции должны игнорироваться. С этой целью большинство графических пакетов поддерживает возможность наложения и работы в режиме масок (mask). В зависимости от рабочей программы, маски создаются либо выделением специальной области на экране, либо формированием по типу геометрического объекта. В первом случае используются инструменты произвольного (лассо) и геометрически определенного (круг, овал, многоугольник) выделения, отмеченная область запоминается в так называемый mask-буфер и становится невосприимчивой к любым средствам создания и редактирования изображения. Во втором случае в режиме формирования маски пользователь создает рисованный объект – силуэт, «загораживающий» основное изображение от дальнейшего воздействия цветом. Маска при этом может иметь форму в диапазоне от произвольно проведенной линии до сложной конфигурации объекта. В обоих случаях предусмотрены специальные команды, прекращающие действие маски. В любой момент маска может быть инвертирована (задействованной, наоборот, становится ранее не выбранная область), удалена или запомнена с целью повторного использования.

Некоторые графические пакеты поддерживают специальный слой для формирования масок, который затем может быть полностью использован в качестве маски.

Ряд программ, использующих для улучшения разрешения цвета альфа-каналы (alpha channels), позволяет накладывать маски с регулируемыми 256 уровнями прозрачности, что позволяет создавать эффекты проявления одного изображения через другое. При этом, как правило, степень проявления определяется 256 оттенками серого цвета.

Многослойная покадровая анимация

При создании многослойной покадровой анимации обычно используют приемы снижения объема данных. Например, проработке подвергаются только изменяемые в данный момент детали объекта, остальные его части выводятся на экран в виде второго статичного слоя. Слоев может быть несколько, в зависимости от сложности рисунка. Приведем пример двухслойной анимации: говорящий человек. Подвижны только губы (первый анимируемый слой), остальные части лица остаются без изменений (второй статичный слой). Вводя в анимацию различные слои, необходимо иметь в виду следующее обстоятельство: чтобы зритель рассмотрел изображение, оно должно быть повторено на экране монитора на протяжении минимум 10 кадров (на кинопленке – 16).