Мультимедиа в образовании: контекст информатизации (стр. 36 )

Помимо объективных характеристик цвета, для человека существуют и некоторые психологические особенности цветов. Например, человеческий глаз способен различать так называемую температуру цвета. К холодным цветам можно отнести такие цвета, как синий, фиолетовый, зеленый и т. д., к теплым цветам относятся красный, оранжевый, желтый цвета и их разнообразные оттенки. Таким образом, любой оттенок имеет относительно холодную и теплую стороны. Так, например, красно-фиолетовый цвет теплее, чем сине-фиолетовый. Использование такого рода психологических особенностей восприятия цветов является очень важным при создании дизайна мультимедиа продуктов.

Интересным дополнением является теория противоположного цвета (opponent color theory) Эвальда Геринга (Ewald Hering). Одним из главных постулатов данной теории является присутствие негативных постизображений (negative afterimage) в восприятии цвета человеком. Если вы сфокусируете зрение на области с равномерным цветом около 20 с. или дольше и затем посмотрите в другую сторону, то увидите «остатки» этого изображения в противоположном цвете. Например, красный квадрат даст зеленое постизображение. В настоящее время теорию Эвальда Геринга и компонентную теорию Юнга-Гельмгольца (теория разложения видимого цвета на три первичные компоненты) объединила теория оппонентного процесса (opponent-process theory) восприятия цвета. Постулаты данной теории объединяют в себе физику света, анатомию зрения и психологию восприятия цвета человеком.

Растровая графика

Растр (raster) – это форма представления информации в виде двумерного массива точек (элементов растра), упорядоченных в ряды и столбцы. Построенная на растре компьютерная графика называется растровой (raster graphics), а минимальный элемент такого изображения называется пикселем (pixel – Picture Element). Цвет каждого пикселя может быть задан независимо от остальных в данном изображении. Обычно стандартный размер пикселя соответствует минимальному размеру точки на экране монитора.

Растровое изображение установленных размеров часто называют битовой картой или битовым массивом (bitmap). Каждому пикселю битовая карта ставит в соответствие один или несколько разрядов памяти, адрес которых определяется номером элемента, а значение описывает его состояние (цвет пикселя, состояние блока памяти и т. д.). Битовая карта всегда имеет то разрешение, при котором была создана.

Растровые форматы

Реалистические изображения на экране монитора являются растровыми и представляются в виде битовых карт. Поэтому основными форматами хранения таких изображений являются растровые форматы.

При работе с растровыми изображениями наиболее популярным форматом хранения изображений является формат TIFF (Tagged Image File Format.). Разработанный фирмой Aldus, он стандартизировал процесс сканирования и стал очень полезным и надежным в области полиграфии. Формат TIFF поддерживает цветовую систему CMYK и использует алгоритм компрессии LZW (Lempei-Ziv-Weich) без потери качества.

На компьютерах типа Macintosh наиболее распространенным форматом является формат PICT. Он разработан на основе языка Mac`s Quick Draw и является весьма гибким форматом, что роднит его с форматом PostScript, за исключением того, что в формате PICT не предусмотрена работа со шрифтами в текстовом режиме. Формат PICT – один из немногих форматов, которые позволяют хранить изображение как с векторными, так и с растровыми объектами данного изображения. Формат PICT поддерживает также любые цветовые разрешения (вплоть до 24 бит/пиксель и 8 бит на альфа-канал).

Редакторы звука

Редактирование звука осуществляется в программах-редакторах. Графический интерфейс редакторов построен на едином принципе графического отображения звуковых волн. Такой интерфейс достаточно удобен, так как позволяет зрительно воспринимать различные участки звуковых фрагментов.

В стандартный функциональный набор редактора входят функции:

–  установки параметров и записи звука;

–  нелинейного монтажа записанного;

–  конвертирования звуковых форматов;

–  цифровой обработки звука;

–  микширования нескольких звуковых источников;

–  коррекции громкости звучания.

Ретуширование

Абсолютное большинство отсканированных изображений требуют последующего ретуширования. Под этим подразумевается коррекция цветового баланса, контрастности изображения, а также проработка «вручную» некоторых деталей (фрагментов) изображения. Коррекция цветового баланса и контрастности изображения производится автоматически подбором количественного содержания тех или иных составляющих рабочей цветовой модели (например, добавлением синих, красных или зеленых пикселей) и изменением яркости и насыщенности имеющихся цветовых оттенков. Таким образом, происходит одновременное перераспределение имеющихся пикселей на отмеченном фрагменте и изменение их цветовых оттенков.

При ретушировании отдельных фрагментов изображения необходимо следить за тем, чтобы не проявлялась граница между подлежащей ретуши и оставляемой без изменений областями. Это достигается специальным подбором варианта выделения.

В ряде случаев для нечетко проявившихся деталей (фрагментов) изображения используется ручная коррекция. При этом художник самостоятельно выбирает участки изображения, требующие осветления, затемнения, изменения контрастности, цветового баланса и т. д. Эта работа является исключительно монотонной и тяжелой, но при помощи ручного ретуширования художникам удается скорректировать самые плохие фотографии.

Секвенсоры

Для реализации партий ударных и басовых инструментов выбрана схема, основанная на принципе таблицы. Один из индексов таблицы – это обозначение ударного инструмента (басовый барабан, альт, тарелки), а другой индекс – это номер такта. Клетки таблицы закрашиваются в определенные цвета, обозначающие силу удара. Используя такую схему записи партитуры, можно избежать диссонанса и добиться синхронного звучания.

Пакеты, построенные по такому принципу, имеют более удобную визуализированную структуру для ударных инструментов, чем программы-нотаторы и, следовательно, позволяют легче добиться желаемого звучания.

Другая группа секвенсоров – это программы, в которых написание партитуры основано на принципе пиктограмм и схематичном представлении нот. Нотный стан и изображение ноты в классическом виде не используется.

Примером может послужить пакет Power Chords. Здесь реализован принцип написания ритмических структур на основе гитарных аккордов. На экране имеется схематическое изображение гитарного грифа, вы «рисуете» на нем или выбираете из библиотеки аккорд и вставляете в ритмическую последовательность. В момент проигрывания произведения программа сама «разбирает» аккорды на отдельные ноты и преобразует полученный результат в формат MIDI-команд, после чего проигрывает произведение при помощи синтезатора.

Сжатие движения

Наиболее эффективным решением проблемы проигрывания анимации является технология сжатия движения (motion compression). Существует достаточно много различных алгоритмов сжатия движения, но наиболее простым и наиболее общеупотребительным является разностный метод сжатия движения.

Процесс сжатия движения начинается с запоминания первого кадра анимационного фрагмента, а затем вычисляется разница между каждым последующим и предыдущим кадрами.

Смысл этой операции в том, что при записи анимации сохраняются не полные кадры, а разности между двумя стоящими рядом кадрами. В случае быстрой смены кадров эти разности занимают гораздо меньше места на диске, чем полный кадр. Этот процесс принято называть нахождением покадровой разницы. Результирующий поток данных впоследствии сжимается с использованием принципа кодирования переменной длины (RLE – run-length encoding).

При воспроизведении компьютер вычисляет новый кадр, добавляя к предыдущему кадру соответствующую разность с последующим кадром. Это процесс существенно сокращает время по сравнению с проигрыванием анимации без сжатия, когда обрабатывается объем данных, соответствующий последовательности полных кадров.

Сжатие и качество анимации

Отметим, что любая форма сжатия всегда приводит к потери части информации, которая становится избыточной для ограничивающих форм воспроизведения изображения. Так, при переходе к 8-битному кодированию цвета теряются многие цветовые оттенки, при уменьшении графического разрешения – некоторые мелкие детали, тонкие контурные линии. При сжатии движения также происходит потеря избыточной информации. Избыточным при этом становится все, что остается после выделения различий по отношению к предыдущему кадру. Эта информация не хранится и, следовательно, ее перерисовка невозможна.

Именно поэтому, если в дальнейшем предполагается использование сжатия движения, то лучше сразу отказаться от эффектов дрожания, сглаживания, размытых контуров, сложных текстур и т. п. В любом случае глаз скорее улавливает характер движения, а не детали объектов. Исключением из этого правила является заключительный кадр, поскольку зритель может некоторое время задержать на нем свой взгляд.

Системы звучания

Wave-звуки могут различаться не только разрешением звука и частотой дискретизации, но и системой звучания. Различают монофоническую и стереофоническую системы звучания.

Монофоническая система звучания основана на одноканальном воспроизведении звука. «Моно» позволяет воспроизводить любой звук или несколько микшированных звуков через одну акустическую систему. Данный способ качественно воспроизводит звук одного источника, но при нескольких источниках звука теряется эффект пространственного восприятия. Все источники воспринимаются физически расположенными в одной точке.

Стереофоническая система звучания основана на двухканальном воспроизведении звука. Она может обеспечить монофонический звук по двум каналам (т. е. имеет все положительные качества монофонической системы звучания) или осуществить разнесение источников звука по разным каналам. При правильном микшировании нескольких источников звука в стереофонической системе можно достичь эффекта пространственного звучания.

При хранении стереофонического звука требуется хранить данные для двух звуковых каналов, что при одинаковой продолжительности требует в два раза больше памяти, чем для монозвука.