Rodzaje plików multimedialnych

Multimedia to ogólne określenie środków komunikacji wykorzystujących wiele form przekazu. Jeśli ktoś mówi o multimediach to zazwyczaj ma na myśli połączenie kilku z następujących elementów:

• tekst

• obraz

• statyczny - grafika/zdjęcie

• ruchomy - film/animacja

• dźwięk

• muzyka

• mowa

Formaty plików multimedialnych - dźwięk:

MIDI

Plik formatu MIDI (Musical Instruments Digital Interface) jest najchętniej używany do tworzenia podkładu muzycznego dla strony, automatycznie odtwarzanego podczas jej oglądania w przeglądarce (poprzez użycie znacznika <EMBED> i odpowiedniej wtyczki). Plik w tym formacie charakteryzuje się małym rozmiarem - kilkuminutowy utwór muzyczny może być zawarty w pliku o rozmiarze 30-40 kB, w efekcie wczytanie takiego pliku nie zwiększa ogólnego czasu ładowania całej strony.

Mały rozmiar możliwy jest dzięki oparciu na innej zasadzie niż w przypadku pozostałych formatów dźwiękowych: plik nie zawiera spróbkowanego dźwięku, lecz specyficzny rodzaj zapisu nutowego danego utworu.

Standard MIDI opracowany został pierwotnie dla komunikowania się ze sobą elektronicznych instrumentów muzycznych; plik w tym formacie składa się z wielu tzw. ścieżek, z których każda odpowiada brzmieniu określonego instrumentu. Każda ścieżka zawiera szereg tzw. komunikatów MIDI, nakazujących w określonym momencie (każdy komunikat opatrzony jest kodem czasowym) zagrać dźwięk o określonej wysokości i czasie trwania, zmienić głośność danej ścieżki, zmienić tempo itd. Karta dźwiękowa odtwarza takie pliki wykorzystując brzmienia swojego wewnętrznego syntezatora zamiast reprodukować nagrany wcześniej oryginał. Plik taki może zawierać jedynie "czystą" muzykę - niemożliwe jest zawarcie w nim np. śpiewu, mowy czy efektów dźwiękowych (innych niż przewidziane w standardzie MIDI); do tego wszystkiego potrzebne byłoby wykorzystanie dźwięku spróbkowanego.

Konsekwencją założeń MIDI jest rzecz jasna fakt, że ten sam plik będzie brzmiał różnie na różnych kartach dźwiękowych. Najlepszą jakość dźwięku uzyskamy na kartach z tzw. syntezą wavetable, gdzie syntezator wykorzystuje zapisane w pamięci karty próbki dźwięku autentycznych instrumentów muzycznych, znacznie gorsze brzmienie (typowo "syntezatorowe") - na kartach ze "zwykłą" syntezą FM, gdzie dźwięki uzyskuje się poprzez składanie drgań o odpowiednio dobranych częstotliwościach (posiadacze tych ostatnich kart mogą natomiast wykorzystać odtwarzacze plików MIDI realizujące programową syntezę wavetable, jak np. TiMidity). Twórca pliku MIDI nie jest w stanie z góry przewidzieć, jak będzie brzmiało jego "dzieło" - może to określić jedynie w przybliżeniu.

WAV

Format charakterystyczny dla platformy Windows, pozwala na zapis muzyki z jakością płyty kompaktowej (44.1 kHz, 16 bit, stereo). Pliki w tym formacie mają jednak jedną zasadniczą wadę - wielkość. Na 1 sekundę dźwięku potrzeba 172 kB. Z tego właśnie powodu format ten nie bardzo nadaje się do Internetu. Aby zmniejszyć objętość musimy niestety zrezygnować z jakości, i tak możemy: zmniejszyć rozdzielczość do 8 bitów, zrezygnować z dźwięku stereo i zmniejszyć częstotliwość próbkowania np. do 22050 Hz lub nawet do 8000 Hz. Sekunda pliku zapisanego z minimalnymi ustawieniami (8 bit, mono, 8000 Hz) zajmuje 8 kB.

Aby nagrać dźwięk w formacie WAV pod Windowsem można posłużyć się systemowym rejestratorem dźwięku lub skorzystać z bardziej zaawansowanych programów jak np. Cool Edit.

Ścieżki skopiowane z audio CD daje się zapisać w tym formacie za pomocą programów zwanych ripper.

MP3

Format wykorzystujący standard kompresji MPEG-2 layer 3.

Grupa Motion Picture Expert Group przy współpracy z Instytutem Frauenhofera z niemieckiego Erlangen, stworzyła algorytm kompresji i zapisu plików multimedialnych, ze szczególnym naciskiem na obraz (format MPEG). Jednak format ten można było wykorzystać również do zapisu audio i tak powstał format MP3. Największą zaletą tego zapisu jest możliwość skompresowania pliku typu WAV do MP3 nawet 12,13-krotnie, czyli dużo bardziej niż przy pomocy popularnych programów kompresujących (ZIP, RAR, ARJ).

Jakość bliska CD wymaga strumienia 128 Kbitów/sek, około 1 MB/minutę, spotykane zakresy od kilkunastu Kb/s (mowa, wiadomości strumieniowo, monofonicznie) do 320 Kb/s (wysoka jakość), stereofoniczne. Kodowanie VBR (Variable Bit Rate) daje nieco lepszą jakość przy tej samej wielkości plików.

Na popularność MP3 wpływa przede wszystkim wysoki stopień kompresji danych dźwiękowych, dzięki czemu pliki w tym formacie mają stosunkowo niewielkie rozmiary przy jednoczesnej wysokiej jakości brzmienia.

Do odsłuchiwania plików MP3 polecam program Winamp, a do ich tworzenia MP3 Compressor. Nowsze dyskmeny potrafią odtwarzać płyty CD-R i CD-RW z MP3. Dla Macintosha - Macamp oraz X11amp dla systemów unixowych (obecnie zastąpiony przez nowy program - xmms).

Formaty plików multimedialnych - video::

AVI (ang. Audio Video Interleave) to kontener danych audiowizualnych. Został wprowadzony w roku 1992 przez firmę Microsoft jako element strategii przystosowania systemu Windows do obsługi multimediów, stanowiąc część technologii Video for Windows.

Format AVI jest specjalną odmianą formatu RIFF. Od formatu RIFF zapożyczono sposób zapisywania danych poprzez ich podział na części. Każdy "kawałek" oznaczany jest identyfikatorem FourCC. Format AVI rozszerza tę technologię dodając dwa lub opcjonalnie trzy "pod kawałki". Pierwszy z nich ("hdrl") stanowi nagłówek pliku i zawiera metadane określające plik video, takie jak rozmiar obrazu i liczbę klatek. Drugi "pod kawałek" ("movi") zawiera właściwe dane audiowizualne. Trzeci opcjonalny ("idxl") gromadzi informacje o położeniu "kawałków" wewnątrz pliku AVI.

MPEG (ang. Moving Picture Experts Group) - zatwierdzony przez ISO format zapisu danych zawierających obraz i dźwięk. Opracowany dość dawno przez grupę niezależnych ekspertów format używany jest do zapisu filmów VideoCD, DVD i transmisji telewizji cyfrowej (MPEG 2).

Grupa MPEG powstała w 1988 roku, której celem było opracowanie standardu kodowania wideo wraz z dźwiękiem. Rozwój technologii wymógł konieczność opracowania sposobu kompresji ponieważ np. obraz PAL składa się 25 klatek na sekundę, 704 punktów w poziomie i 576 punktów w pionie, a kolor każdego z tych punktów opisany jest 24 bitami. Oznacza to, że każda sekunda nieskompresowanego obrazu w standardzie PAL na wielkość prawie 30 megabajtów. Jak łatwo wyliczyć półtoragodzinny film zajmie ponad 156 gigabajtów- zmieści się na 224 krążkach CD.

W 1991 roku opracowano oficjalną specyfikację standardu MPEG-1. Obraz ma w nim rozdzielczość 352x240 punktów i jest wyskalowany do odtwarzania pełnoekranowego, a przepustowość wynosi 1,5 Mb/s. Trzecia część standardu MPEG-1 dotyczy kodowania dźwięku i jest wykorzystywana w formacie MP3.

W roku 1994 pojawiła się specyfikacja standardu MPEG-2, w którym maksymalna rozdzielczość obrazu wynosi 1920x1152 punktów, a prędkość transferu waha się między 3 a 130 Mb/s.

MPEG-4 jest przystosowany głównie do kompresji danych strumieniowych (wideokonferencje), dlatego posiadał zaimplementowane funkcje ochronne przed błędami przesyłu. Ich usunięcie i lekkie przekompilowanie kodeka przez młodego Francuza Jerome Rota zaowocowało powstaniem kodeka DivX ;-). Od tej pory rozpoczął się dynamiczny rozwój tej gałęzi multimediów, oraz powstanie coraz bardziej wydajnych kodeków, takich jak XviD. Część 10 standardu MPEG-4 opisuje jeszcze wydajniejszy algorytm kompresji, nazwany AVC - Advanced Video Coding.

MPEG-7 to standard opisu danych multimedialnych. Umożliwia zapis informacji o cechach obrazu: kształtach, kolorach, teksturach. Na podstawie tych danych możliwe jest szybkie i trafne odnajdywanie obrazów podobnych do siebie.

MPEG-21 to przyszłościowy standard, mający na celu dalszą standardyzację treści multimedialnych.

DivX

Jest stratną metodą kompresji obrazu filmowego, pozwalającą zapisać na płycie kompaktowej filmy o długości i jakości porównywalnej do możliwości formatu DVD, z niewielką tylko utratą jakości. Wykorzystywana także do przesyłania krótkich filmów przez Internet. Do odtwarzania wymagany układ komputerowy posiadający odpowiednio wydajny procesor jak i obsługę kodeka , najczęściej jest to komputer PC ale może to być także np. konsola Xbox po doinstalowaniu Xbox Media Player lub niektóre stacjonarne odtwarzacze DVD.

Pierwotnie pod nazwą "DivX ;-)" występowała nielegalnie udostępniona, zmodyfikowana wersja kodeka MPEG 4 autorstwa Microsoftu. Autorzy tej modyfikacji postanowili jednak stworzyć własną implementację kodeka MPEG-4. W ten sposób powstał Project Mayo, z którego następnie wykształcił się obecny, komercyjny DivX oraz otwarty XviD. Możliwe jest w formacie DivX zakodowanie dźwięku w formacie AC-3 (sześciokanałowy Dolby Digital).

3

---