Деякі формати мультимедіа. Використання шейдерів та фракталів

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

Бердичівський політехнічний коледж

Контрольна робота

з предмета : Комп’ютерна графіка

(варіант №18)

Деякі формати мультимедіа. Використання шейдерів та фракталів

Виконав: студент групи Пзс-504

Юрчук Сергій Леонідович

Перевірив викладач:

Козік Вадим Юрійович

1. Формати мультимедіа

Через особливості відеоінформації у цифровому відеозаписі ущільнення без утрат саме по собі майже не застосовується. Використання цих методів ущільнення (подібних до методів, що використовуються в архіваторах типу WinZIP) дозволяє зменшити розмір файлу не більше, ніж на 2/3, хоча, звісно, при цьому не відбувається погіршення якості зображення.

Ущільнення з утратою якості є основним методом зменшення розміру відеофайлів. Такі алгоритми дозволяють визначити ту частину інформації, що глядач, імовірніше всього, не помітить при перегляді фільму, й видалити її з файлу. Основними форматами цифрового відео, що використовують ущільнення з утратами, на сьогоднішній день є Apple QuickTime, AVI, Intel Indeo, MJPEG, MPEG-1, MPEG-2, і MPEG-4.

Ми вже зазначали на початку глави, що ущільнення стає більш ефективним при одночасній обробці даних декількох кадрів.

Один із прийомів, що використовується при роботі з відеоданими, полягає в обчисленні послідовних різниць, а саме — в простому відніманні даних наступного кадру від даних попереднього та ущільненні отриманих різниць. Як правило, зображення багато в чому схожі, отже великі фрагменти зображень будуть давати нульову різницю. Однак в ряді випадків цей прийом виявляється марним (наприклад, при повільному панорамуванні детально проробленої сцени).

Більш ефективним прийомом є передбачення руху, а саме — програма кодування шукає блоки пікселів, що переміщуються, й кодує тільки координати цього блоку та його переміщення. Певна річ, порівняно з декодуванням процес самого кодування (ущільнення) при передбаченні руху складніше реалізувати. У результаті деякі найкращі алгоритми ущільнення відеоданих асиметричні, тобто процес ущільнення потребує набагато більше зусиль (часу), аніж процес декодування. Слід зазначити, що, у даному випадку, асиметричність алгоритмів не є істотним недоліком через те, що ущільнення відеоданих здійснюється, як правило, один раз у кінці роботи над ними. Головне, щоб при перегляді відеоданих забезпечувалася достатня швидкість декодування.

Вочевидь, для першого кадру фільму не можна використати метод обчислення різниць. Отже, завжди буде існувати принаймні один опорний кадр (І-кадр), що не потребує знання попереднього кадру для декодування. Насправді такий опорний кадр не один. По всій довжині фільму спеціально розміщені опорні кадри. Деякі з них — природні опорні кадри, що виникають, наприклад, при зміні сцени. Наявність багатьох опорних кадрів корисна в ряді випадків: при утраті деяких кадрів; при перегляді фільму не з початку; при необхідності в цілях синхронізації пропускати декілька нерозпакованих кадрів (на повільних процесорах).

Розглянемо деякі формати мультимедіа.

• Формат AVI (Audio Video Interleaved), що є спеціальним форматом представлення відеофайлів в операційних системах сімейства Windows і тому широко використовується на персональних комп'ютерах. Цей формат створює окремі моментальні фотографії, фрейми, й потім зв'язує їх в одне ціле, причому аудіосигнал може бути частиною фреймів. На відміну від інших форматів, формат AVI є немов би оболонкою для програм ущільнення відеоданих. Видів ущільнення, що підходять для файлів AVI, дуже багато. Для того, щоб створити файл AVI, необхідно використовувати відповідне устаткування, причому можливе використання традиційної аналогової відеокамери з наступним цифруванням аналогового відеосигналу.

Формат відеофайлів MPEG (Motion Picture Experts Group), що ущільнює відеофайли за алгоритмами, які використовують обчислення послідовних різниць і завбачення руху. Так, наприклад, якщо протягом декількох секунд демонструється той самий нерухомий об'єкт, то в MPEG файлі за цей час будуть збережені тільки один фрейм і інформація про те, на протязі якого часу в цьому фреймі не відбувалися зміни. Саме тому розміри MPEG файлів менші в середньому в три рази, ніж розміри інших відеофайлів. Зазвичай, для їхнього створення й відтворення потрібне особливе технічне й програмне забезпечення.

Формат QuickTime, що був розроблений фірмою Apple для операційних систем сімейств Macintosh і Windows. QuickTime — розширення програмного забезпечення System Macintosh, яке дозволяє програмам, що підтримують QuickTime, відображати анімаційні чи відеоряди точно синхронізованими з високоякісним цифровим звуком. В операційній системі Windows відеофайли формату QuickTime мають розширення MOV. З 1993 по 1995 р. цей формат був домінуючим. Його версія за номером 4.1 дозволяє передавати дані в потоковому режимі. Це значить, що немає необхідності цілком завантажувати файл, щоб почати перегляд відеофільму. Однак із появою специфікацій MPEG даний формат поступово втрачає популярність. Одна з проблем полягає в закритості стандарту QuickTime. Способи, за допомогою яких кодується відео, Apple тримає в секреті. Отже, сторонні програмісти не можуть написати програм, що ущільнюють відео в цей формат.

2. Історія створення ф