CD ROM (Compact Disc Read Only Memory) Adatok rögzítésére szolgál, a multimédia háttértára. Kb. 650 MB adat fér rá optikai elven rögzít 1981/82-ben fejlesztette.

Az előadások a következő témára: "CD ROM (Compact Disc Read Only Memory) Adatok rögzítésére szolgál, a multimédia háttértára. Kb. 650 MB adat fér rá optikai elven rögzít 1981/82-ben fejlesztette."— Előadás másolata:

1 CD ROM (Compact Disc Read Only Memory) Adatok rögzítésére szolgál, a multimédia háttértára. Kb. 650 MB adat fér rá optikai elven rögzít 1981/82-ben fejlesztette a Philips és a Sony 1988 több CD-t, mint LP-t 1990 első írható CD, a Philips és a Sony fejlesztése.

2 Szerkezete

3 Fizikai adatai –A lézer hullámhossza 750nm, belépő átmérője 0,8 mm – A 0-nak megfelelő lyuk (pit) legkisebb lehetséges hosszanti átmérője 0.83 mikrométer –szélessége 0,5 mikrométer –Az 1-nek megfelelő részt land-nek hívják –A sávok távolsága 1,6 mikrométer –A lemez vastagsága 1,2 mm, átmérője 120 mm –Az alumínium réteg vastagsága 40nm, a lakk rétegé 6 mikrométer

4 Működése

5 3 részre bontja az optikai rács –2 a pozicionálásért felel –a középső az adatolvasó átmegy a polarizációs prizmán –félig áteresztő tükör kollimátor lencse párhuzamosít objektív pedig létrehozza a fénykúpot –A visszavert fény hasonló úton halad a félig áteresztő tükörig, onnan viszont a fotodetektorra tükröződik A fotodetektor a fényintenzitásából veszi észre a piteket, mert a gödörnél interferencia lép fel.

6 Állandó fordulatszámú (CAV-Constant Angular Velocity) Állandó sebességű (CLV-Constant Linear Velocity) A lemez axiális kilengése miatt nem helyeznek el adatot a legszélén.

7 Optikai hibajavítás –A fénykúp 0,8 mm-ről 1,7 mikrométerre szűkül Elektronikus hibajavítás –egy adat több helyen is tárolva van –CIRC (Cross Interleaved Reed-Solomon Code) Kijavít 2,5 mm hosszú hibát, ami kb. 3500 bitnek Emiatt az olvasás a következő lépésekből áll: –Letapogatás Közbenső tárolás CIRC dekódolás

8 A közbenső tároló telítettségét figyeli a váltakozó fordulatszámú CD olvasó. A hibajavítás mértéke (BER-Bit Error Rate) <=10 -9 Elérési ideje 200-400 ms, ami megfelel a multimédiás követelményeknek (480ms). Ha van DMA (Direct Memory Acces) lehetőség, még gyorsabb a memória és a CD kommunikációja.

9 Csatlakozása SCSI –drága, gyors, több periféria egy sínre fűzve IDE (Integrated Drive Electronics) –olcsóbb, kicsit lassabb, nincs perifériák közvetlen kommunikációja LPT (Local Paralel Port ) –nagyon lassú Speciális kártya Hangkártya –közvetlenül tudja használni a hangkártya erősítőjét.

10 Fajtái CD-Audio, vagy CD-DA (Digital Audio) – Csak hanganyagot tartalmazó CD, 72 perc max CD- Bridge Disc –A CD-XA egy változata, mely CD-I lejátszón és CD-ROM meghajtóban is olvasható CD-I (Interactive) –XA sávokat tartalmazó lemez, interaktív

11 Fajtái CD-MO (Magneto Optical) –Mágneses optikai CD, előre formázott, vannak többször írható részei a lemeznek CD-R (Recordable) vagy CD-WO (Write Once) –Egyszer írható CD CD-RW (Read-Write) –Többször írható CD, régebben speciális olvasót igényeltek

12 Fajtái CD-XA (Extended Architecture) –Hangot, animációt, egyéb adatot tartalmazhat egy sávon belül.

13 Az írható CD-k elve Dielektrum réteg van a tükröző rétegnél, s megváltozik a térfogata lézerfény hatására Van, ahol 2 fajta lézersugár van, egy erősebb az íráshoz, s egy gyengébb az olvasáshoz. Az író lézer sugarat a réteg különbözőképpen abszorbeálja, így más-más réteg szenved alakváltozást, tehát lehetséges a pit eltüntetése is.

14 A DVD (Digital Video Disc) Felépítésében, működési elvében azonos a CD-vel. –4,7-17 GB a kapacitása –2 db 0,6mm lemez van összeragasztva –kisebb pitek (0,4 mikrométer) –sűrűbb sávok (0,74 mikrométer) –különböző kódolás (RPC-Reed Solomon Product Code) –nincs alkód bájt (CB, vagy Control Byte) minden bitje egy alkód :(P,Q,R,S,T,U,V,W, pl. a P és a Q a tartalomjegyzéket azonosítja

15 A DVD (Digital Video Disc) Csatlakoztatása –ATAPI –SCSI –Adatátviteli sebessége 1250 kB többszöröse –(A CD esetén 150kB többszöröse) –Elérési ideje 200-250 ms

16 UDF (Universal Disc Format) ISO 9660-os szabvány nincs 8.3-as konvenció kis és nagybetűk is használhatóak 256 hosszúak lehetnek a nevek nincs tiltott karakter használhatóak a nemzeti karakterek

17 DVD kapacitása NévOldalak számaRétegek számaKapacitás DVD 5114,7 GB DVD 9128,5 GB DVD 10219,4 GB DVD 172217 GB

18 Alkalmazhatóságuk Élettartam (CD, DVD) –nyomás esetén több ezer év –írott esetén 15-100 év –-40 foktól 70 fokig

19 Multimédia alkalmazások alkotórészei Szöveg Hang Grafika Video

20 Multimédia Menete: Gépelés, vagy egyéb bevitel Formázás Átadás az alkalma- zásnak Problémák: Mennyi szöveg fér el egy oldalra Esztétikus megjelenés Bevitel módja A dokumentumot „mi- ként” mentsük (Save as) Szöveges alkalmazások

21 Multimédia Új szöveg: Begépelés Formázás Átadás az alkalma- zásnak Kész szöveg: Mintha új lenne Konvertálás Képformátum (nem tekinthető szövegnek) Karakter felismerés Szöveges alkalmazások Bevitel

22 Multimédia Lapolvasóval való beolvasás: Szöveges alkalmazások Karakter felismerés (OCR:Optical Character Recognition) X: dpi (dot per inch) 1 inch=25.4 mm Fekete/fehér esetén kb. 1 MB (300dpi)

23 Multimédia Az OCR programok csoportosítása: Összehasonlító: Bittérképes minták alapján dolgozik, tehát betűtípus és betűméret függő Körvonal elemző: arányokat figyel, tehát független Szöveges alkalmazások Karakter felismerés

24 Multimédia Az OCR fázisai: Feldolgozandó kép elérése (file  memória) A kép előfeldolgozása (ferdeség, tájolás) Felbontás, zónázás (kép és szöveg elválasztása, táblázat, képlet. Kézzel vagy automatikusan) Felismerés (Kép-szöveg. Tárolja az esetleges stílust, méretet, stb.-t is) Szöveges alkalmazások

25 Multimédia Az OCR fázisai: Ellenőrzés, tanítás: Az alkalmazó kijavítja a szöveget, a fel nem ismert karaktereket beírja. A program a munkát segítheti tanulással és helyesírás ellenőrzővel. (Legalább 96%-os felismerési aránytól mondjuk jónak a szöveget, prg-t.) Mentés:Konvertálás, általában a stílust is visszük Szöveges alkalmazások

26 Multimédia Szöveges alkalmazások

27 Multimédia Szöveg stílusok –NE HASZNÁLJUNK CSUPA NAGY BETŰT! –Félkövérrel emeljünk ki –Használjunk árnyékolás –Keretezés, táblázat –K a r a k t e r k ö z ö k k e l i s l e h e t –Vagy színnel Szöveges alkalmazások

28 Multimédia Szöveges alkalmazások Háttér –Meghatározza a szöveg hangulatát. A kép elvonhatja a figyelmet a szövegről! Színek –Színkombinációknál figyeljünk a beolvadásra –Ízlés határai –Ne legyen túl sok szín –Kerüljük a vörös-zöld kombinációt

29 Multimédia Hang: mechanikus rezgés hullám. Sebesség Frekvencia (Hz) = hangmagasság Amplitúdó (db vagy watt) = hangerő Sávszélesség, burkológörbe, amplitúdó és fázis viszonyok=hangszín Emberi hallás 16Hz…20kHz 0 db…120db Hang alkalmazások

30 Multimédia Analóg rögzítés és lejátszás: Elektromechanikai –Mikrofon  elektromos jel  erősítő  vágófej  lemez  hangszedő  erősítő  elektromos jel  hangszóró Mágneses –Mikrofon  elektromos jel  erősítő  mágnesfej  szalag  lejátszófej  erősítő  elektromos jel  hangszóró Hang alkalmazások

31 Multimédia Digitális rögzítés és lejátszás Csak a rögzítés elvében különböznek mintavételzés  az impulzusok amplitúdói- nak kvantálása  diszkrét minták sorozata Szabvány: PCM (Pulse Code Modulation) A mintavételezési frekvencia legyen legalább kétszerese a legnagyobb frekvenciának, így hibamentes a digitalizálás. Hang alkalmazások

32 Multimédia Digitális rögzítés és lejátszás Kvantálási hossz: A frekvenciák pontossága ill. hangerő (8 bit:72 dB, 16 bit: 96 dB). A hibát változó nagyságú kvantálási lépcsőfo- kokkal csökkentik. Méret: Hang alkalmazások

33 Multimédia Digitális rögzítés és lejátszás Megoldás A mintavételezési frekvencia és/vagy a kvantálási hossz csökkentése. Tömörítő algoritmusok (lsd később) Hang alkalmazások

34 Multimédia Hangkártyákból eredő „de facto” szabványok Adlib: Nem tud rögzíteni, FM szintézissel állítja elő a MIDI hangot Soundblaster: Digitálisan rögzít, hullámtáblázat szintézissel állítja elő a MIDI hangot Roland MT-32: 256db mintavételezett alaphang a hangkártya ROM-jában (Játékokhoz főleg) PCI hangkártyák: Soundblaster kompatibilisek, „DVD minőség”, 32 csatorna, nincs ISA 8MB/s korlát Hang alkalmazások

35 Multimédia FM (frekvencia moduláció) szintézis Egy tiszta szinuszos jelet modulálnak egy másik hullámformával. Adlib: 18 operátor (azaz hullámforma), az ütős hangszerek egy operandusúak, egyéb hangszerek két operandusúak, azaz:18+18*17=324 alaphang Hullámtábla szintézis Valódi hangszerek digitalizált mintái, egy hangszerből több minta is lehet 44.1kHz, 16 bit; SoundBlaster: 170 minta--1 MB Hang alkalmazások

36 Multimédia Tömörítés MPEG 1 Audio--pszichoakusztikus redundancia –veszteséges –1:12 esetén is CD minőség –WAV helyett kódolt állomány –kihagyja a zajokat (részsáv kódolás) –általános tömörítés –3 réteg Layer 1--128 kb/s felett Layer 2--128 kb/s körül Layer 3-- 64 kb/s körül Hang alkalmazások

37 Multimédia ‘97.04:MPEG 2 Advanced Audio Coding (AAC) ISO+Sony+Dolby: legalább 5 hangszóró MP3 továbbfejlesztése –f m = 8kHz--96kHz –részsávok 1-48 –szűrőbank helyett módosított diszkrét koszinusz transzformáció (MDCT) –Temporaly Noise Shaping (TNS)=Ideiglenes zaj alakítás: a kvantálási zajt elosztja a frekvencia tartomány szerint –Előrejelzés: Beszéd esetén bizonyos hangoknál –Kvantálási lépcsőfokok kisebbek – A bitfolyamnak entrópia kódolással csökkentik a redundanciáját –WAV helyett kódolt állomány –kihagyja a zajokat (részsáv kódolás) –általános tömörítés –3 réteg Layer 1--128 kb/s felett Layer 2--128 kb/s körül Layer 3-- 64 kb/s körül Hang alkalmazások

38 Multimédia MPEG 4 nincs korlátozás a felhasználásában nem csak tömörítésre való –változtatható bitsebesség (2-64 kb/s) –objektum orientált megvalósítás –szerzői jogvédelem több tömörítési algoritmus –parametrikus hangkódolás –szintetikus kódolás –beszéd kódolás –sávok szerinti kódolás nagyobb hibatűrés 3D Audio Hang alkalmazások

39 Multimédia Környezeti hangtér 1978 körül a Dolby Laboratories ötlete sztereo helyett: Bal, közép, jobb+2 ugyanolyan környezeti Analóg rendszerek a fentiek szerint: Dolby Stereo (mozik) Dolby Surround (házi) Elterjedése a VHS-nek köszönhető (Video Home System) Hang alkalmazások

40 Multimédia Környezeti hangtér 1992: Dolby Stereo Digital (mozi)/Dolby Digital (házi) –digitális –bal, közép, jobb –a két környezeti független –mélysugárzó Hang alkalmazások

41 Multimédia A Dolby eljárás Dolby Stereo Digital –4 analógból 2 digitális adatfolyam úgy, hogy sztereo, mono és Dolby Surround kompatibilis. A dekódolási eljárás neve Pro Logic: L,C,R,2*S Dolby 5.1 –Mono+Stereo+Dolby Stereo+Dolby Stereo Digital Mélysugárzó: –20Hz-120Hz-ig, LFE: Low Frequency Effects –a többi 20Hz-20kHz Hang alkalmazások

42 Multimédia Egy percnyi hanganyag A megoldás a Dolby Audio Coding-3 (AC-3) Pszichoakusztikus maszkolás (egy adott hang elnyom több más hangot) 32 frekvenciasáv, csend esetén zaj elnyomás, ekkor a több hangot tartalmazó sávok több bitet kapnak, tehát dinamikus sávkiosztással operál Hang alkalmazások

43 Multimédia MIDI Tömörebb, mint a wav (1%), mivel utasítások vannak benne hangok (és egyebek) helyett Az utasítás 2 (fény, stb) v. 3 bájtos (zene) –1. Byte: parancs(4 bit)+csatorna szám(4bit) –2. Byte: Hang esetén: Hz| Szinti esetén: parancs kód –3. Byte: Dinamika|Utasítások Hang alkalmazások

44 Multimédia General MIDI (GM) A MIDI továbbfejlesztése, a zeneeszközök kiválasztásának egyesítése azon célból, hogy eszközfüggetlen legyen 128 hangszer+dob készlet 24 szólamot tud egyszerre Hang alkalmazások

45 Multimédia Emberi tényezők Felbontás: 2’ Színfelismerés: 10’ Képarány: 4:3, a rövidebbik oldal 20  látószögben Mozgóképhez 20-30Hz, villogás mentesen 50Hz Látható fény: 400-700nm 3 szín=összes szín=RGB (felbontás>színfelism.) Grafikai alkalmazások

46 Multimédia Színkoordináta rendszerek RGB –additív keverés –R+G+B=1fehér –R+G+B=0fekete YUV –Y=0.3R+0.51G+0.11BLuminancia –U=(B-Y)*0.493Krominancia –V=(R-Y)*0.877Krominancia –PAL, SECAM, JPEG, MPEG –Y miatt lehet fekete/fehérbe egyszerűen konvertálni Grafikai alkalmazások

47 Multimédia Színkoordináta rendszerek YIQ –Y=0.3R+0.59G+0.11BLuminancia –I=0.6R-0.28G-0.32BKrominancia –Q=0.21R-0.52G-0.31B Krominancia –NTSC CIE –Y=0.3R+0.59G+0.11BLuminancia –X=0.61R+0.17G+0.20BKrominancia –Z=0R+0.1G+1.12B Krominancia Grafikai alkalmazások

48 Multimédia Színkoordináta rendszerek HSB –H=arctg((R-Y)/(B-Y))Színezet (Hue) –S=1-min{R,G,B}/YTelítettség (Saturation) –B=Y Világosság (Brightness) Állókép létrehozása –rajzprogram –konvertálás –scanner –videoszalag Grafikai alkalmazások

49 Multimédia Vektorgrafika (cdr, eps) Az állományban a képelemeket rajzoló utasítások vannak eltárolva Pl. az elem típusa (pont, szakasz, kör, stb..), hely, irány, méret, színek, stb. Gyors transzformációs lehetőségek Nagy rajzolt képek esetén kisebb az állomány Bonyolult ábránál nem ok (fotó) Grafikai alkalmazások

50 Multimédia Bittérképesgrafika (bmp, jpg, gif, dib, ico..) Pontonként ábrázolja a képet Rosszul transzformálható Nagy a mérete Szép, pontos képek Egyszerűbb szerkezet Könnyű módosítás Nagyon gyors feldolgozás (kirajzolás) Méret=x*y*színmélység/8 Grafikai alkalmazások

51 Multimédia A kép kiválasztásának szempontjai Alkalmazkodjon a megjeleníthető színmélységhez és felbontáshoz Hangulatilag illeszkedjen Ne legyen túl nagy fizikai mérete Bittérképes formátumú legyen Grafikai alkalmazások

52 Multimédia A kép fajtái BMP (Bit Map Plan) veszteségmentes tömörítetlen GIF (Graphic Interchange Format) –veszteségmentes tömörített –16 bitig ingyenes (Ingyenes a PNG) –Unisys tulajdona –Mintatáblázattal dolgozik –Ismétlődő színektől függ a tömörítés mértéke –10-80% Grafikai alkalmazások

53 Multimédia A kép fajtái JPEG –Érzékelésen alapszik (biometriai tömörítés, a világosságra érzékenyebb a szem, mint a színre) –10% alatt nem észlelhető a tömörítés –Fekete/fehérnél nem érdemes használni –Skálázható Grafikai alkalmazások

54 Multimédia A JPEG elve 1. RGB-ből átrakja YUV-be 2. Törli a mellette lévő pont(ok) színkódjait –4:2:2=a mellette lévőt csak, azaz 48 bitből 32 lesz –4:1:1=a mellette lévőket, azaz 96 bitből 48 lesz 3. Szétvágva 8x8-as makroblokkokra DCT-vel kiszámolja a blokkalkotó frekvenciakomponen- sek amplitúdóját (itt paraméterezhető) 4. Huffmann tömörítés Grafikai alkalmazások

55 Multimédia NTSC (National Television Standard Committee) USA, 1949 29.97Hz 525 sor váltósoros 4:3 Video alkalmazások

56 Multimédia SECAM (SÉquential Couleur Avec Memoire ) Francia, 1957 (Magyarország) 25Hz 625 sor váltósoros 4:3 Video alkalmazások

57 Multimédia PAL (Phase Alternation Line) NSZK, 1961 (MTV, 1996) 25Hz 625 sor váltósoros 4:3 Video alkalmazások

58 Multimédia Video állományok mérete 1 s hosszú: a hang +170kB Video alkalmazások

59 Multimédia Video állományok tömörítése delta keret: csak a „lényegesen” megváltozott részletet tároljuk referencia képkocka –minden 15., különben nagyon elromlana –ha a kép teljesen megváltozott Video alkalmazások

60 Multimédia AVI (Audio Video Interleaved) RIFF (Resource Interchange File Format) egy fajtája (Microsoft+IBM) Kép és hang felváltva Tömörítetlen kép –DIB(Device Independent Bitmap) Tömörített –MS Video 1 –MS RLE (Run Length Encoding) –Intel Indeo vagy CinePack Video alkalmazások

61 Multimédia MPEG (Moving Picture Experts Group) Jobb minőségű, mint az AVI vagy Indeo Tömörebb, mint az AVI vagy Indeo –MPEG 1: 1.5 Mb/s –MPEG 2: 3Mb/s…40Gb/s –MPEG 3: HDTV (High Definition TeleVision) számára fejlesztették, de elég volt az MPEG 2, nem készült el véglegesen –MPEG 4: 4.8…64kb/s (internet, hálózat) –M-JPEG csak videot tömörít Video alkalmazások

62 Multimédia Indeo Algoritmusa a DVI (Digital Video Interaktive) Intel fejlesztése Ingyenes Állítható az ablakméret Állítható a képváltási frekvencia Figyelembe veszi a hardver erősségét Video alkalmazások

63 Multimédia http://zeus.nyf.hu/~falu2005 február 12 Objektumok csatolása és beágyazása OLE: Object Linking and Embedding Forrás– és céldokumentum. Általában dupla kattintásra aktiválódik az OLE szerver

64 Multimédia http://zeus.nyf.hu/~falu2005 február 12 Objektumok csatolása és beágyazása Objektum csatolása (linking): Csak a forrásdokumentumra való hivatkozás kerül bele a céldokumentumba –számítógép kell hozzá –csak a forrásban tudunk módosítani –nem elég a céldokumentumot átmásolni (kivéve URL) –kisebb a méret

65 Multimédia http://zeus.nyf.hu/~falu2005 február 12 Objektumok csatolása és beágyazása Objektum beágyazása (embedding): A teljes forrásdokumentumot tartalmazza a céldoku- mentum –különböző formátumok problémája –két (vagy több) helyen kell módosítani –elég a céldokumentumot átmásolni –nagyobb a méret

66 Multimédia Hypertext, hypermédia, multimédia http://zeus.nyf.hu/~falu2005 február 12 Ismeretszerzés folyamata Szekvenciális feldolgozás szükséges, ha korábbi ismeretekre van szükség, a feldolgozás lineáris, szorosan egymásra épül. Kereszthivatkozásos feldolgozás, ha függet- lenek az információ egységek, nincs szoros egymásra épülés, a feldolgozássorrendje variálható.

67 Multimédia Hypertext, hypermédia, multimédia http://zeus.nyf.hu/~falu2005 február 12 Hypertext Hypertext: Szövegek és grafikák nem lineáris láncolása. A hivatkozások a csomópontokban lévő információegységeket köti össze. Rámutatás: Megjelenik az önálló információ egység

68 Multimédia Hypertext, hypermédia, multimédia http://zeus.nyf.hu/~falu2005 február 12 Hypermédia Hypermédia: Általánosított hypertext, mely tartalmazhat hangot, képet, audio és video klippeket, animációkat. Legalább egy diszkrét és egy folytonos médiumot tartalmaz.

69 Multimédia Hypertext, hypermédia, multimédia http://zeus.nyf.hu/~falu2005 február 12 Multimédia Multimédia: Alkalmasnak kell lennie a hypermédia bemutatására, de több szolgáltatása van, sokkal interaktívabb.