Techniki multimedialne

1

Techniki multimedialne

Osoba prowadząca przedmiot

dr inż. Jacek Trzaska, p.358

Konsultacje:

plan.polsl.pl

Wykład - 15 godzin

Laboratorium - 30 godzin

Techniki multimedialne

http://www.platforma.imiib.polsl.pl

Techniki multimedialne

http://www.platforma.imiib.polsl.pl

Klucz dostępu do kursu:

tmm

Techniki multimedialne

Program wykładu

• Multimedia –pojęcia podstawowe, systemy liczbowe,

komputerowe modele barw

• Grafika wektorowa i grafika rastrowa, kompresja obrazu
• Animacja
• Projektory multimedialne, monitory CRT, LCD, PDP, OLED
• Skanery, aparaty cyfrowe, cyfrowe kamery wideo, liniowy i

nieliniowy montaż wideo, kompresja wideo

• Dźwięk, kompresja dźwięku, standardy cyfrowego dźwięku

przestrzennego

• Tworzenie prezentacji multimedialnych

Techniki multimedialne

2

Techniki multimedialne

Literatura

W. Skarbek: Multimedia

– Algorytmy i standardy kompresji, Akademicka Oficyna

Wydawnicza PLJ, Warszawa 1998.
J. Chrząszcz: Grafika komputerowa: metody i narzędzia, WNT, Warszawa 1994.

J. Foley i in.: Wprowadzenie do grafiki komputerowej WNT, Warszawa 1995.
B. Danowski: Komputerowy montaż wideo. Ćwiczenia praktyczne, Helion, Gliwice 2003.
R. Zimek, Ł. Oberlan: ABC grafiki komputerowej, Helion, Gliwice 2004.
G. Świerk, Ł. Madurski: Multimedia. Obróbka dźwięku i filmów. Podstawy, Helion,
Gliwice 2004.

A. Tomaszewska, Inkscape. Ćwiczenia praktyczne, Helion, Gliwice 2008.

Ł. Oberlan, GIMP. Domowe studio graficzne. Ćwiczenia, Helion, Gliwice, 2003.

A. Tomaszewska, ABC PowerPoint 2010 PL., Helion, Gliwice 2010.

A. Wieczorkowska: Multimedia : podstawy teoretyczne i zastosowania praktyczne,
Wydawnictwo Polsko-

Japońskiej Wyższej Szkoły Technik Komputerowych, Warszawa 2008

Olszewski A., Pamuła J., Dański M.: Multimedia, Politechnika Radomska, 2008.

Bednarek J., Multimedia w edukacji, Mikom, 2006.

Techniki multimedialne

Forma zaliczenia

Ocena uzależniona od liczby punktów zgromadzonych

w czasie zajęć podczas całego semestru:

wykład:

- sprawdzian pisemny - 21 pkt.

laboratorium:

-

zadania wykonywane w czasie zajęć - 16 pkt. (4•4 pkt.)

Techniki multimedialne

Ocena w zależności od liczby punktów:

19 - 22

dostateczny

23 - 25

dostateczny plus

26 - 29

dobry

30 - 32

dobry plus

33 -

bardzo dobry

Techniki multimedialne

Definicja multimediów (

wg Encyklopedii PWN)

Integracja wielu

różnorodnych mediów (telewizji, techniki

audio i wideo, informatyki, teletransmisji) na pewnej
wspólnej bazie, którą może stanowić np. komputer,
specjalny odtwarzacz

płyt kompaktowych lub przystawka

dołączana do odbiornika telewizyjnego.

Nazwa systemu

umożliwiającego swobodną, interaktywną

wymianę informacji w postaci tekstu, grafiki, obrazu
(nieruchomego i ruchomego),

dźwięku (mowy, muzyki) itp.,

między różnymi jego elementami.

Techniki multimedialne

3

Techniki multimedialne

Definicja multimediów (

wg Encyklopedii PWN)

Ogólna nazwa technik komputerowych umożliwiających

łączenie rozmaitych sposobów przekazywania informacji -

dźwięku, obrazu, animacji, tekstu, słowa mówionego

i innych - w jeden przekaz.

Techniki multimedialne

Multimedia



łączą wiele różnych środków przekazu:

tekst,

obrazy,

animację,

narrację,

wideo,

muzykę.

Techniki multimedialne

System multimedialny

Równoczesne występowanie w systemie (np. kompu-
terowym) co najmniej

dwóch

postaci informacji, przy czym

co najmniej jedna z nich musi

mieć charakter ciągły w

dziedzinie czasu

Przykłady multimediów:

 tekst piosenki

wyświetlany na ekranie monitora wraz

z

podkładem muzycznym odtwarzanym np. z dysku CD;

 animacja komputerowa zsynchronizowana z

mową

tworzoną na podstawie tekstu;
 sekwencja

obrazów wyświetlana na ekranie

projekcyjnym

wraz

z

towarzyszącym dźwiękiem

odtwarzana np. z dysku DVD.

Techniki multimedialne

Zalety

systemów multimedialnych:



poprzez integrację różnych postaci informacji takich jak:

obraz, wideo, dźwięk, grafika, animacja lub tekst, stworzyły
szerokie możliwości ich wykorzystania w wielu dziedzinach
działalności człowieka,



decydujące znaczenie ma bardzo duża ilość informacji

wizualnej prezentowanej w postaci obrazów, statycznych lub
zmiennych w czasie, oraz informacji dźwiękowej
przekazywanej w postaci mowy lub muzyki,



człowiek w naturalny sposób jest przystosowany do

równoległej percepcji informacji.

Techniki multimedialne

4

Techniki multimedialne

Rozrywka

 Gry, wideoklipy.

Wydawnictwa elektroniczne

 Encyklopedie, leksykony, przewodniki, poradniki.

Edukacja

 Oprogramowanie dydaktyczne i szkoleniowe.

Symulacja komputerowa



Lotu, jazdy samochodem, obsługi urządzeń.

Archiwizacja i katalogowanie

 D

okumentacja, bazy danych

.

Prezentacja handlowa

 R

eklamy, katalogi

.

Techniki multimedialne

Hipertekst

jest to tekst zawierający odniesienia do innego

tekstu.

A

B

C

D

E

F

Techniki multimedialne

Hipertekst

Na CD można umieścić około 100 000 stron, co nie
nadaje się do użytku “strona po stronie”

Hipertekst bardziej odpowiada sposobowi organizacji
myśli ludzkich

Niewłaściwe przygotowanie odnośników może
spowodować “zagubienie” niektórych informacji

Techniki multimedialne

Hipermedia

Różne media + Struktura hipertekstowa

= Hipermedia

Hipermedia posiadają strukturę hipertekstu, ale
wykorzystują również inne media (grafika, rysunki,
dźwięk, animację i wideo).

Techniki multimedialne

5

Techniki multimedialne

Interaktywność

w systemach multimedialnych

polega na oddziaływaniu użytkownika na
przebieg realizacji programu komputerowego
(np. za pomocą myszy, klawiatury, joysticka)

Interaktywność

umożliwia dwukierunkową komunikację

pomiędzy użytkownikiem a komputerem.

Techniki multimedialne

Digitalizacja

Digitalizacja

-

przetwarzanie wszystkich typów

informacji -

słów, dźwięków, ilustracji, wideo i liczb -

na kod cyfrowy (w praktyce zero-jedynkowy),

rozpoznawany i właściwie interpretowany przez

odpowiednie urządzenia elektroniczne.

Techniki multimedialne

System

dziesiętny

jest systemem pozycyjnym, co oznacza, że

wartość liczby zależy od pozycji na której się ona znajduje np.

w liczbie 333 każda cyfra oznacza inną wartość:

333= 3*100+3*10+3*1

każdą z cyfr mnożymy przez tzw. wagę pozycji, która jest

kolejną potęgą liczby 10 będącej

podstawą systemu

liczenia:

333

(10)

=3*10

2

+ 3*10

1

+ 3*10

0

a dowolną liczbę dziesiętną:

L

(10)

=a

k

*10

n

+ a

k-1

*10

n-1

+ a

k-2

*10

n-2

+...+

+... a

2

*10

2

+ a

1

*10

1

+ a

0

*10

0

a

k

= 0,1,...,9

Techniki multimedialne

Można stworzyć dowolny pozycyjny system liczenia o
podstawie np.

2, 3, 4, 7, 8, 16.

W technice komputerowej praktyczne zastosowanie
znalazły systemy:

- o podstawie 2 - tzw.

system binarny

(dwójkowy) używany

do przechowywania i przetwarzania danych przez układy

elektroniczne komputera

- o podstawie 16 - tzw.

system heksadecymalny

(szesnastkowy), używany głównie do prezentacji

niektórych danych np. adresów komórek pamięci

Techniki multimedialne

6

Techniki multimedialne

System o podstawie 2 (binarny)

L

(2)

=a

k

*2

n

+ a

k-1

*2

n-1

+ a

k-2

*2

n-2

... +

... a

2

*2

2

+ a

1

*2

1

+ a

0

*2

0

a

k

=

0

lub

1

Uwaga!

Liczba dostępnych cyfr w systemie jest równa

podstawie systemu, a więc w systemie dziesiętnym – 10,

w systemie dwójkowym – 2 itd.

np.

69

(10)

=

1000101

(2)

Techniki multimedialne

System o podstawie 16 (heksadecymalny)

L

(16)

=a

k

*16

n

+ a

k-1

*16

n-1

+ a

k-2

*16

n-2

... +

... +a

2

*16

2

+ a

1

*16

1

+ a

0

*16

0

a

k

=

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15

Uwaga!

Jednoznaczność zapisu, wymaga umieszczenia

na każdej pozycji wyłącznie jednej cyfry.
Liczby od 10 do 15 należy zastąpić literami:

10 - A, 11 - B, 12

– C, 13 – D, 14 – E, 15 – F

np. 45

(16)

=69

(10)

Techniki multimedialne

Zamiana liczby dziesiętnej na binarną

Podstawowy sposób
polega na kolejnym

dzieleniu liczby
dziesiętnej przez 2 z
resztą

i zapisaniu liczby

od najstarszego do
najmłodszego bitu:

69

(10)

=

1000101

(2)

Najmłodszy

bit

Najstarszy

bit

1

0

1

0

0

0

1

69

34

17

8

4

2

1

0

Każdą pozycję liczby binarnej nazywamy

bitem

(

bi

nary

digi

t

) i jest to najmniejsza jednostka

ilości informacji

Techniki multimedialne

Zamiana liczby dziesiętnej na binarną

106

(10)

=

1101010

(2)

Najmłodszy

bit

Najstarszy

bit

0

1

0

1

0

1

1

106

53

26

13

6

3

1

0

Techniki multimedialne

7

Techniki multimedialne

Zamiana liczby binarnej na dziesiętną

Należy pomnożyć cyfrę stojącą na każdej pozycji
przez jej wagę, czyli kolejną potęgę liczby

2

będącej podstawą systemu

1000101

(2)

=

=

1

*2

6

+

0

*2

5

+

0

*2

4

+

0

*2

3

+

1

*2

2

+

0

*2

1

+

1

*2

0

=

=64+0+0+0+4+0+1=69

Techniki multimedialne

Algorytm zamiany liczby binarnej na
heksadecymalną:

dzielimy liczbę binarną na części

o długości 4 bitów

(licząc od ostatniej pozycji):

100 0101

Dla każdej części znajdujemy wartość dziesiętną i
zapisujemy ją w postaci heksadecymalnej

binarnie 100 0101

dziesiętnie 4 5

heksadecymalnie 45

45

(16)

=4*16

1

+ 5*16

0

=64+5=69

Techniki multimedialne

Kod ASCII

Do przechowywania i przetwarzania danych przez
układy elektroniczne komputera używany jest

system binarny

.

Konieczne więc jest przedstawienie tekstu za pomocą liczb
czyli jednoznaczne przyporządkowanie literom i innym
znakom alfanumerycznym liczb (numerów).

Kod ASCII

(1965)

- A

merican

S

tandard

C

ode for

I

nformation

I

nterchange

Techniki multimedialne

Kod ASCII

Kod ASCII jest kodem

7 bitowym

, za pomocą

którego można przedstawić:

2

7=

128

znaków.

W 1981 r. Firma IBM wprowadziła rozszerzony do

8 bitów

kod, co pozwala na przedstawienie

256

znaków

(w tym znaki specjalne, graficzne, matematyczne i
diakrytyczne znaki narodowe).

Techniki multimedialne

8

Techniki multimedialne

Fragment tabeli kodu ASCII

Kod binarny

Kod
dzies.

Znak

Kod binarny

Kod
dzies.

Znak

196

198

189

108

107

99

98

97

10111100

10110011

10101011

01001100

01001011

01000011

01000010

01000001

11000100

-

188

+

11000110

Ă

179

¦

10111101

Ż

171

ź

01101100

l

76

L

01101011

k

75

K

00110011

c

67

C

00110010

b

66

B

00110001

a

65

A

Techniki multimedialne

Kod UNICODE

• 256 znaków alfanumerycznych jakie można zakodować

za pomocą rozszerzonego kodu

ASCII

nie daje

możliwości zakodowania znaków diakrytycznych wielu
języków np.: japońskiego, arabskiego, hebrajskiego itp.

• UNICODE

kod o długości

16 bitów

dla każdego znaku -

możliwość zakodowania

2

16

(65536 znaków)

Techniki multimedialne

Jednostki informacji

1Kbit [Kb]=2

10

b=1024 bity

1Mbit[Mb]=1024 Kb=1048576 bity

1KB =2

10

bajtów=1024 B

1MB=1024 KB=1048576 B

1 byte(bajt)=8 bitów

Techniki multimedialne

Niektóre cechy oka ludzkiego

Techniki multimedialne

Światłoczułe receptory siatkówki oka:

• pręciki rozpoznają czarno-białe kontury obrazu

• czopki których jest 20 razy mniej odpowiadają za

rozpoznanie obrazu kolorowego

• oko ludzkie zawiera trzy rodzaje czopków, z których każdy

ma inną charakterystykę widmową (pierwszy reaguje na
światło czerwone (ok. 700nm), drugi na zielone (ok. 530nm),
trzeci na niebieskie (ok. 420 nm).

Techniki multimedialne

9

Techniki multimedialne

Barwa -

wrażenie zmysłowe, reakcja wzroku na światło

(promieniowanie elektromagnetyczne)
o długości fali od 400 do 700 nm

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

Barwa -

wrażenie zmysłowe, reakcja wzroku na światło

(promieniowanie elektromagnetyczne)
o długości fali od 400 do 700 nm

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

Barwa -

wrażenie zmysłowe, reakcja wzroku na światło

(promieniowanie elektromagnetyczne)
o długości fali od 400 do 700 nm

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Atrybuty barwy:

kolor

-

różnica jakościowa barwy (zielony, żółty itd.)

nasycenie

-

odstępstwo barwy od bieli. Identyfikuje

czystość koloru.

jasność

-

wielkość zmieniająca barwę w zależności od

nasycenia światła. Wskazując, czy barwa jest bliższa bieli,

czy czerni.

Techniki multimedialne

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Atrybuty barwy:

kolor

-

różnica jakościowa barwy (zielony, żółty itd. – zależy od długości fali).

nasycenie

-

odstępstwo barwy od bieli. Identyfikuje czystość koloru

(zmieszanie promieniowania barwnego z wiązką światła białego – pozwala
ocenić udział bieli w barwie).

jasność

-

wielkość zmieniająca barwę w zależności od nasycenia światła.

Wskazuje, czy barwa jest bliższa bieli, czy czerni (zmiana strumienia
światła - odbieramy wrażenie słabszego lub mocniejszego światła).

Techniki multimedialne

10

Techniki multimedialne

Barwa -

wrażenie zmysłowe, reakcja wzroku na światło

(promieniowanie elektromagnetyczne)
o długości fali od 400 do 700 nm

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Percepcja barw jest możliwa tylko wtedy, kiedy zachodzą

trzy procesy:

• emisja światła,
• pobudzenie receptorów siatkówki oka,
• przetworzenie w mózgu pobudzeń przekazanych przez

nerw wzrokowy.

Techniki multimedialne

Mieszanie barw

-

proces polegający na łączeniu dwóch

lub więcej barw w celu otrzymania barwy wynikowej.

- addytywne (RGB)

- substraktywne (CMY)

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

Mieszanie barw

-

proces polegający na łączeniu dwóch

lub więcej barw w celu otrzymania barwy wynikowej.

-

addytywne

- substraktywne

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

“Mieszanie światła” -

wypadkowa mieszanin
addytywnych prowadzi

zawsze do BIELI.

Techniki multimedialne

Mieszanie barw

-

proces polegający na łączeniu dwóch

lub więcej barw w celu otrzymania barwy wynikowej.

- addytywne

-

substraktywne

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

“Mieszanie farb” -

wypadkowa mieszanin

substraktywnych prowadzi

zawsze do CZERNI.

Techniki multimedialne

11

Techniki multimedialne

Model RGB

Red

Green

Blue

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Zastosowanie:

- monitory

- skanery

- aparaty cyfrowe

Techniki multimedialne

Model RGB

Red

Green

Blue

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Zakres barw możliwy do uzyskania dla modelu
RGB na tle pełnego widzialnego zakresu barw

Techniki multimedialne

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

Model CMY

C - cyan

,

M - magenta

,

Y - yellow

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Zastosowanie:

- drukarki kolorowe

Model CMYK

C

M

Y

+ K

Techniki multimedialne

12

Techniki multimedialne

Model CMY

C - cyan

,

M - magenta

,

Y - yellow

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Przestrzeń barw drukarki CMYK i porównanie

zakresu barw CMYK i RGB

Techniki multimedialne

Model RGB

Red

Green

Blue

Model CMYK

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

Model HSV

• odcień barwy (

H

ue),

• nasycenie (

S

aturation),

• wartość (

V

alue).

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Odmiany modelu HSV:

HSI:
• odcień barwy (

H

ue),

• nasycenie (

S

aturation),

• intensywność (

I

ntensity).

HSB:

• odcień barwy (

H

ue),

• nasycenie (

S

aturation),

• jasność (

B

rightness).

Techniki multimedialne

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Model HSV

• odcień (

H

ue) -

częstotliwość fali

światła wyrażona w stopniach

(0-360

o

)

• nasycenie (

S

aturation) - nasycenie

barw (w modelu średnica podstawy

stożka)

• wartość (

V

alue) -

poziom światła

białego (wartość 0-10 lub 0-100%)

Techniki multimedialne

13

Techniki multimedialne

Model CIE Lab -

można wyróżnić trzy kanały:

• L

jest związany z jasnością

• a

zawiera informacje o odcieniach czerwony-zielony

• b

zawiera informacje o odcieniach żółty-niebieski

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

Model YQI

(w systemie NTSC)

Luminancja:

Y

= 0.299R + 0.587G + 0.114B,

Składowa pierwsza:

Q

= 0.48*(R-Y) + 0.41*(B-Y)

Składowa druga:

I

= 0.74*(R-Y) - 0.27*(B-Y)

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Model YUV

SECAM Luminancja:

Y

= 0.299R + 0.587G + 0.114B,

Składowa pierwsza:

U

= 1.5*(B-Y),

Składowa druga:

V

= -1.9*(R-Y).

PAL Luminancja:

Y

= 0.299R + 0.587G + 0.114B,

Składowa pierwsza:

U

= 0.493*(B-Y),

Składowa druga:

V

= 0.877*(R-Y).

Techniki multimedialne

Model YQI

(w systemie NTSC)

Luminancja:

Y

= 0.299R + 0.587G + 0.114B,

Składowa pierwsza:

Q

= 0.48*(R-Y) + 0.41*(B-Y)

Składowa druga:

I

= 0.74*(R-Y) - 0.27*(B-Y)

Model YUV

SECAM Luminancja:

Y

= 0.299R + 0.587G + 0.114B,

Składowa pierwsza:

U

= 1.5*(B-Y),

Składowa druga:

V

= -1.9*(R-Y).

PAL Luminancja:

Y

= 0.299R + 0.587G + 0.114B,

Składowa pierwsza:

U

= 0.493*(B-Y),

Składowa druga:

V

= 0.877*(R-Y).

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej

Techniki multimedialne

14

Techniki multimedialne

Techniki multimedialne - barwa w grafice komputerowej