Картки введення та виведення зображення. Запитання та завдання. Пристрої зберігання мультимедійної інформації

05.11.2019 Безпека

Щоб перевести відеозаписи (аналогові або цифрові) на комп'ютер, а потім записати на CD- або DVD-диск, вам знадобиться спеціальна плата відеозахоплення (інакше відео з магнітної стрічки в комп'ютер потрапити не зможе).

Якщо у вас сучасна цифрова камера, то в цьому випадку проблема вирішується просто: для введення відео в комп'ютер вам знадобиться недорога плата інтерфейсу IEEE-1394 (FireWire), якщо, звичайно, ваш комп'ютер або ноутбук не буде оснащений таким інтерфейсом (багато сучасних ноутбуків і Материнські плативиробляються із вбудованим контролером IEEE-1394).

В принципі, можна купити будь-яку таку плату (ціни на них варіюються від 25 до 50 дол.), але простежте, щоб у комплекті був кабель з маленьким 4-штирковим роз'ємом (тобто без живлення), яким ви з'єднуватимете цю плату з цифровою камерою (такі кабелі в комплект із камерою зазвичай не входять). Втім, вартість подібного кабелю, якщо він купується окремо, сьогодні не перевищує 10 дол. Зверніть увагу, що види кабелів та роз'ємів на платі IEEE-1394 різні. Вони можуть мати або 4- або 6-штиркові роз'єми або їх комбінації. Краще мати на платі роз'єми відразу двох видів (щоб можна було підключати різні FireWire-пристрої в майбутньому), але для роботи з відео краще кабель 4?4 штирька. Тоді ви зможете за допомогою цього ж шнура переписувати відео з камери на камеру, минаючи комп'ютер.

Плата може бути найпростішою та дешевшою; якщо її установка пройшла без проблем і вона нормально запрацювала, то й надалі працюватиме анітрохи не гірше за дорогу. Після цього практично будь-яка сучасна програмавідеомонтажу впорається з поставленим завданням – введе відео та звук у комп'ютер, відредагує їх та підготує для запису на CD- або DVD-диск.

Власників старих аналогових камер або відеозаписів чекає деяке розчарування - ціни на пристойні плати захоплення аналогового відео істотно вищі (від 150 дол. без програмного забезпечення) і залежать до того ж від таких параметрів, як можливість кодування та дозвіл кадру, що отримується. В принципі, для оцифрування низькоякісного аналогового сигналу можна скористатися і відеовходом стандартної комп'ютерної відеокарти (якщо остання буде оснащена опцією VIVO - Video In/Video Out) або відеовходом TV-тюнера, але в цьому випадку ви отримаєте незадовільну якість сигналу, яка погіршиться ще більше застосування MPEG-стиснення. Не вірте заявам виробників, у яких якісні показники таких плат або TV-тюнерів порівнюються з аналоговим відео та стверджується, що якість оцифрування відповідає стандарту VHS. Дефекти стиснутого цифрового зображення відрізняються від дефектів аналогового зображення, навіть якщо аналогове відео відтворюється з непоказного побутового відеомагнітофона. А якщо ви «зіпсуєте» відео ще при захопленні і оцифровці, то стиснення в MPEG багаторазово посилить аналогові огріхи і додасть свої, цифрові артефакти.

Крім того, стандартні моніторні відеоплати та тюнери, як правило, не роблять захоплення повного кадру, при роботі з ними можливі пропуски кадрів, а при обробці отриманого зображення його кодування цифровий форматдоводиться виконувати програмно, що знижує якість і потребує додаткових витрат часу. Крім того, на таких пристроях виникають труднощі із синхронізацією звуку та відео.

Повноцінна сучасна плата аналогового відеозахоплення виробляє одночасне оцифрування та відео, та звукового сигналу, а деякі плати при цьому відразу здійснюють стиснення зображення, що вводиться за певним алгоритмом (M-JPEG, DV, а іноді і в MPEG-1 або в MPEG-2), що прискорює передачу даних в комп'ютер, економить місце на диску і полегшує подальшу роботуз фільмом. Очевидно, що чим менший ступінь стиснення, який можуть забезпечити такі плати, тим вища якість відеоматеріалу, але тим дорожчі вони коштують. Крім якісного оцифрування, спеціалізовані плати відеозахоплення мають можливість апаратного прорахунку спецефетів і переходів, що знижує навантаження на систему в цілому і зменшує очікування при рендерингу фінального фільму.

Крім плат, є зовнішні апаратні конвертори (рис. 1). Як правило, це DV-перетворювачі, які переводять аналоговий сигналв DV-формат, але можна виконати і зворотну операцію. Ці пристрої зменшують навантаження на комп'ютер, не займають PCI-слот і дозволяють конвертувати аналогові записи цифрову форму (і назад). Підключаються вони до звичайних контролерів IEEE-1394 або USB та мають комутаційну панель з аналоговими входами-виходами для підключення побутових пристроїв. Коштують вони близько 300 дол., і їх зручно використовувати за наявності аналогової відеокамери і необхідності редагування захопленого зображення до тих пір, поки ви не придбаєте камеру одного з цифрових форматів.

Існують також апаратні конвертори в MPEG-1 або MPEG-2. Такі пристрої підключаються до комп'ютера через USB-інтерфейс (зверніть увагу, що на комп'ютері в цьому випадку має бути інтерфейс USB 2.0, так як стандарт 1.1 дозволяє працювати тільки з дуже низьким потоком, а чим більша максимальна пропускна здатність перетворювача, тим кращою якістю буде мати відеоматеріал, що вводиться).

При такому захопленні також можлива корекція параметрів відео (яскравість, контраст, кольоровість) і звуку (рівень, баланс), а отриманий файл можна одразу записати на DVD-відео, що значно заощаджує час, який зазвичай витрачається при програмному прорахунку. Коштують такі пристрої залежно від якості кодека від 200 дол. і вище.

Насправді подібних плат і зовнішніх конверторів випускається не так вже й багато – мабуть, у всьому світі набереться лише з десяток. Такі рішення традиційно пропонують компанії Matrox, Pinnacle, Canopus і Dazzle, а тепер, можливо, випускають маловідомі фірми, інформація про які до нас ще не дійшла. Пристойні плати з програмними кодеками коштують близько 400 дол. в RTL-комплектах (тобто програмним забезпеченням).

Розглянемо такі рішення на прикладі Canopus Let's EDIT RT+ (це PCI-карта для відеомонтажу в реальному часі, що має певну універсальність, - крім аналогових входів і виходів RCA/S-Video in/out має цифровий інтерфейс IEEE-1394). Кодування/декодування відео здійснює комп'ютер, але деякі спецефекти прораховуються в реальному часі.

Згадаємо також більш складну плату для захоплення та монтажу відео від того ж виробника - Canopus DV Storm SE (S-VHS/DV/IEEE-1394), але вона вже має апаратний кодек, тому компоузинг і всі 2D- та 3D-ефекти виконує в реальному часі, але й коштує значно дорожче – під тисячу доларів.

Canopus Let’s EDIT RT+

лата Canopus Let's EDIT RT+ (рис. 2) позиціонується компанією Canopus як рішення для редагування цифрового відео в реальному часі. Її вартість разом із програмним забезпеченням - близько 400 дол. (втім, програма Canopus Let's EDIT, що продається окремо для редагування DV-відео, коштує близько 150 дол.).

Canopus Let's EDIT RT+ має цифровий інтерфейс IEEE-1394, аналогові входи-виходи для композитного відео (RCA-тюльпани), входи-виходи S-Video та гнізда для підключення звукового сигналу. Існує й інший варіант Canopus Let's EDIT RT (без плюсу), який, на відміну від попереднього, не має аналогових виходів (тільки входи), але коштує приблизно на 100 дол. менше. Зверніть увагу, що якщо відняти вартість ПЗ від ціни, то останній варіант якраз і коштуватиме 150 дол., як і більше прості плативідеозахоплення.

Let's Edit ¦ це дуже проста програмавідеомонтажу початкового рівняз обробкою та ефектами, що виконуються в реальному часі. Програма розроблена на базі лінійки програм Canopus Edit, які йшли із платами відеомонтажу середньої цінової категорії. Let's Edit може працювати із будь-якими FireWire-контролерами. Програма дозволяє створювати багатодоріжкові проекти з 2D/3D-ефектами та фільтрами, має дві доріжки для відео, п'ять доріжок для титрів та чотири доріжки для звуку. Крім того, в Let's Edit є вбудовані інструменти для корекції кольору і зміни швидкості відтворення. Як вихідні формати для збереження результату можуть використовуватися MPEG-1, MPEG-2, Real Media, Quicktime та Windows Media.

Корисні програмив інтернеті

Після захоплення (оцифрування) відеозображення починається найбільш кропітка робота з редагування та монтажу відео. Однією з найпоширеніших програм для відеомонтажу вважається Adobe Premiere, але не менш функціональні та інші пакети, такі як Ulead Media Studio Pro та Pinnacle Edition. Можна також відзначити повністю русифіковану (причому офіційно) програму Pinnacle Studio, у якої нещодавно вийшла 9-та версія.

Однак не варто забувати і найпростішу, безкоштовно розповсюджувану програму для захоплення та редагування відео VirtualDub(http://www.virtualdub.org), а також спеціальний restoration-фільтр для VirtualDub (теж безкоштовний), який дозволить відновити відео, особливо зіпсоване в результаті зберігання на застарілих аналогових носіях.

Сімейство продуктів Canopus Let's EDIT RT можна розглядати як альтернативу молодшим продуктам компанії Pinnacle з ПЗ Pinnacle Studio (які колись продавалися під торговою маркою Miro і були широко відомі відеоаматорам).

Мінімальні системні вимогидо плат Canopus Let's EDIT RT досить невисокі: достатньо процесора Intel Pentium III 800 МГц або AMD Athlon 800 МГц; 256 Мбайт ОЗП; Windows 2000 із SP3 або XP із SP1; плати вставляють у слот PCI версії 2.1 або вище; від відеокарти потрібна підтримка DirectDraw overlay; глибина кольору щонайменше 24 біт; роздільна здатність монітора 1024Ѕ768; жорсткий дискповинен забезпечувати швидкість передачі близько 10 Мбайт/с. Може також знадобитися додаткова звукова карта для запису мовних коментарів (нагадаємо, що ці плати підтримують самостійно - два канали по 48/44,1/32 кГц, 16 біт).

Однак для більш ефективної роботикомпанія Canopus рекомендує використовувати процесори Intel Pentium 4 с тактовою частотоювід 2 ГГц або AMD Athlon від 2 ГГц (стверджується, що багатопроцесорні системи та технологія Hyper-Threading підтримуються, хоча особливої ​​різниці у роботі ми не виявили). Природно, що для комфортної роботиз відео об'єм пам'яті також краще збільшити хоч би до 512 Мбайт.

На платах розташовані наступні роз'єми: двонаправлений (вхід-вихід) i-Link, він же IEEE-1394 (чотири штирьки), двонаправлений IEEE-1394 (шість штирьків). Версія RT, крім того, має S-Video/RCA-вхід та стереофонічний аудіовхід (RCA-тюльпани). Версія RT+, крім входів, має ще й виходи S-Video/RCA, а також вхід-вихід стерео 3,5 мм Phono mini-jack (перехідник з minijack на RCA-тюльпани є в комплекті).

У комплект, крім самої плати, входить ПЗ (Let's Edit та Ulead DVD Movie Factory), кабель FireWire (4-4), перехідник RCA на S-Video (у RT+ їх два - 7-штирковий комбінований miniDIN, сумісний з S-Video , і RCA-композит), а також, як ми вже сказали, RT+ додатково передбачені перехідники phono-RCA.

Обидві плати підтримують відеостандарти PAL або NTSC (вони перемикаються на платі), роздільна здатність до 720?576, частоту кадрів - 25 кадрів в секунду для PAL і 29,9 - для NTSC. Стандарти звуку – PCM, Wave. Стверджується, що в платах реалізовано апаратну підтримку 2D- та 3D-ефектів, що прискорює прорахунок фінального зображення.

Що стосується плати Canopus Let's EDIT RT (без плюсу), то її доля незавидна - купівля за 300 дол. рішення без аналогових виходів, які б дозволили контролювати процес монтажу, наприклад, на звичайному телевізорі, та ще з такою незручною програмою для редагування, як Let's Edit, видається нам сумнівною. Саме аналоговий вихід Canopus Let's EDIT RT+ (за документацією плата називається ACEDVio) перетворює це рішення на повноцінний монтажний комплекс з можливістю двонаправленої конвертації аналогового відео в цифрове (і навпаки), а також редагування отриманого відео в реальному часі з постійним контролем на великому екрані телевізора. Canopus Let’s EDIT RT+, мабуть, одне з небагатьох рішень у цій ціновій категорії, що має аналоговий вихід для DV-формату.

Однак так можна працювати тільки з оригінальним кодеком ACEDVio в редакторі Let's Edit, а при переході в інший редактор, наприклад в Adobe Premiere, буде потрібно перерахунок і можливості відображати відео, що редагується, на телевізорі вже не буде. У свою чергу, при роботі з програмою Let's Edit є обмеження на розмір файлу 2 Гбайт, яке характерне для всіх софтверних кодеків Video for Windows попереднього покоління(Ця проблема була вирішена лише після переходу розробників до стандарту DirectShow). Виходить, що неможливо оцифрувати в DV-формат аналоговий відеофрагмент розміром більше 10 хв, що не завжди зручно (тим більше, що аналогове джерело, на відміну від DV-камери, ніяк не управляється за тимчасовим кодом і будь-яке позиціонування на стрічці здійснюється на вічко). Таке становище є дивним для плат цього рівня. У чому причина такого обмеження для плати, яка активно використовує DirectDraw, з'ясувати так і не вдалося (можливо, винна програма Let's Edit). В інших програмах ця плата працює як стандартний контролер IEEE-1394 (FireWire), і таких проблем не виникає.

Втім, якість оцифрування досить висока (див. рис. 3), і якщо вас не бентежать недоліки редактора Let's Edit, то вибір плати RT+ (ACEDVio) як універсальне рішення (тобто для роботи і з аналоговим, і з цифровим відео) цілком виправданий.

Технічні засоби мультимедіа

Для роботи з мультимедіа додатками на комп'ютері необхідні спеціальні апаратні та програмні засоби

Система введення/виводу звуку

Мікрофон використовується для введення звуку на комп'ютер. Безперервні електричні коливання, що йдуть від мікрофона, перетворюються на числову послідовність. Цю роботу виконує пристрій, що підключається до комп'ютера, який називається аудіоадаптером , або звуковою картою . Відтворення звуку, записаного в комп'ютерну пам'ять, також відбувається за допомогою аудіоадаптера, що перетворює оцифрований звук аналоговий електричний сигнал звукової частоти, що надходить на акустичні колонки або стереонавушники . Зі сказаного випливає, що звукова карта поєднує в собі функції ЦАП і АЦП. Мал. 1.3 ілюструє описаний процес.


Мал. 1.3. Перетворення звуку під час введення та виведення

Пристрої для роботи з відеокадрами

Запис та відтворення відео на комп'ютері, як і робота зі звуком, пов'язані з перетворенням ЦАП-АЦП. Для цих цілей існують спеціальні карти введення/виведення відеозображення . Оцифровані та занесені в комп'ютерну пам'ять відеокадри можуть бути редаговані.

Для демонстрації мультимедіа програми у великій аудиторії використовують мультимедіа проектор . Такий проектор переносить на великий екранзображення з екрану монітора.

Пристрої зберігання мультимедійної інформації

Звук, відео, графіка, об'єднані в мультимедіа програму, вимагають великих обсягів пам'яті. Тому для їх зберігання потрібні досить ємні та, бажано, недорогі носії. Цим вимогам задовольняють оптичні компакт-диски (CD – Compact Disk). Поряд із великою ємністю (близько 700 Мбайт) вони мають надійний захист від втрати даних. В даний час широко використовуються диски CD-ROMта CD-RW . Найбільшу інформаційну ємність мають цифрові відеодиски - DVD. На сучасному DVD може зберігатися до 20 Гб інформації. Цього достатньо для розміщення повнометражного фільму з якісним звуковим супроводом.

Запитання та завдання

1. Які елементи звукової картивідповідають за відтворення цифрового та синтезованого звуку?

2. Чому для зберігання мультимедійних програм використовуються компакт-диски?

3. Чому для роботи з відео використовуються спеціальні картки вводу/виводу?

4. З якою метою використовується мультимедійний проектор?

Джерелом відеосигналу найчастіше є аналоговий пристрій – телевізійний тюнер, відеомагнітофон, відеокамера. Для передачі на комп'ютер цифрового відео (наприклад, сигнал цифрових відеокамер) використовується спеціальний цифровий порт FireWire. Однак цифрові відеокамери поки не набули широкого поширення. Тому для комп'ютерної обробки сигналів аналогових відеопристроїв необхідно виконати їхнє оцифрування, тобто перетворення з аналогової в цифрову форму. Для цього потрібні картки вводу/виводу, що приймають вхідний аналоговий відеосигнал і оцифровують його в реальному часі, потім ці дані необхідно зберегти на жорсткому диску. Після збереження оцифрованого зображення виконують його редагування. Ці функції здійснює пристрій захоплення відеосигналу.

Пристрій захоплення відеосигналу - відеообластер (VideoBlaster) є відеоплатою, звану також загарбником зображень, пристроєм введення відео, ТВ-грабером (Grab - захоплювати), імідж-кепчерами (Image Capture - захоплення зображення), і забезпечує:

Прийом низькочастотного відеосигналу (від відеокамери, магнітофона або телевізійного тюнера) на один з програмно-вибірних відеовходів;

Відображення відео в реальному часі в масштабованому вікні середовища Windows (VGA-монітор можна використовувати замість телевізора);

Заморожування кадру оцифрованого відео;

Збереження захопленого кадру на вінчестері або іншому доступному пристрої зберігання інформації у вигляді файлу в одному з прийнятих графічних стандартів (TIP, TGA, PCX, GIF та ін.).

Узагальнена схема пристрою такого типу дана на рис. 4.22.

Відеодекодер забезпечує прийом сигналу з одного з входів, його оцифрування, цифрове декодування згідно з телевізійним стандартом та передачу отриманих YUV-даних відеоконтролеру.

Відеоконтролер виконує організацію потоків оцифрованих даних між елементами відеоплати, здійснює необхідні цифрові перетворення даних (наприклад, YUV RGB, масштабування), організує їх зберігання в буфері власної пам'яті, пересилання даних по шині комп'ютера при збереженні на вінчестері, а також їх передачу цифроаналоговому перетворювачу.

Цифроаналоговий перетворювач разом із відеоконтролером бере участь у формуванні «живого» ТВ-окна на екрані монітора, виконує зворотне аналогове перетворення цифрового захопленого зображення, здійснює передачу сигналу від відеоадаптера чи RGB-сигналу з буфера пам'яті на монітор.

При виборі картки відеообластера необхідно брати до уваги його основні показники:

    дозвіл кадрів у відеопотоці, що зберігається;

    можливість та типи апаратної компресії (стиснення) відеоінформації в режимі реального часу;

    можливість одночасного введення відео- та звукової інформації. N

Найбільш поширені такі карти відеообластера:

    масові карти початкового рівня;

    напівпрофесійні;

    професійні карти початкового рівня;

    професійні.

Масові карти початкового рівняздатні захоплювати і зберігати на жорсткому диску відеопотік з роздільною здатністю кадру, що не перевищує 352 х 288 пікселів, хоча для збереження окремих кадрів можлива вдвічі більша роздільна здатність. Апаратна компресія відеозображення відсутня, тому при роботі з такими картами необхідно використовувати спеціальну програму - кодер, що дозволяє в реальному часі стискати відеопотік за алгоритмом MPEG-1 або MPEG-2. Звуковий вхід у пристроях цього класу відсутній, що потребує окремого запису звуку через вхід звукової карти.

Напівпрофесійні картизабезпечують дозвіл у 768 х 575 пікселів, що відповідає стандарту для відео у форматі PAL; підтримують найпростіший тип апаратної компресії відео M-JPEG, що дозволяє зменшити об'єм, який займає оцифрований фільм, у 100 разів. Однак, звукового входу ці карти не мають.

Професійні картки початкового рівнямають аудіовхід, що дозволяє одночасно записувати на жорсткий диск відео-ізвуковий супровід; забезпечують апаратну компресію типу М-JPEG і можуть бути використані не тільки для введення, але і для виведення відредагованого відеофільму з ПК на відеомагнітофон. Останнє дозволяє зберігати фільми на звичайній відеокасеті під час використання комп'ютера як монтажного столу.

Професійні картимають можливість апаратного стиснення за алгоритмом MPEG-1 або MPEG-2 із зменшенням об'єму оцифрованого фільму у 200 разів.

Після редагування і монтажу відеофільм можна знову переписати на аналогову відеокасету, скориставшись відеовходом тієї ж карти, або ще жорсткіше стиснути за алгоритмом MPEG-4 для подальшого запису на CD-R.

>>Інформатика: Технічні засоби мультимедіа

§ 25. Технічні засоби мультимедіа

Основні теми параграфа:

Система введення/виведення звуку;
пристрої для роботи з відеокадрами;
пристрої для зберігання мультимедійної інформації.

Пристрої зберігання мультимедійної інформації

Звук, відео, графіка, об'єднані в мультимедіа програму, вимагають великих обсягів пам'яті. Тому для їх зберігання потрібні досить ємні та, бажано, недорогі носії. Цим вимогам задовольняють оптичні компакт-диски (CD – Compact Disk). Поряд із великою ємністю (близько 700 Мбайт) вони мають надійний захист від втрати даних. В даний час широко використовуються диски CD-ROM і CD-RW (див. § 8). Найбільшу інформаційну ємність мають цифрові відеодиски - DVD. На сучасному DVD може зберігатися до 20 Гб інформації. Цього достатньо для розміщення повнометражного фільму з якісним звуковим супроводом.

Коротко про головне

Для роботи зі звуком використовуються мікрофон, звукова карта та динаміки (колонки або навушники).

Аналогова відеозаписмає бути оцифрована перед обробкою на комп'ютері.

Для зберігання мультимедійних програм використовуються компакт-диски, що містять великі обсяги інформації.

DVD-диски призначені для зберігання повнометражних відеофільмів із високоякісним звуковим супроводом.

Запитання та завдання

1. Які елементи звукової карти відповідають за відтворення цифрового та синтезованого звуку?
2. Чому для зберігання мультимедійних програм використовуються компакт-диски?
3. Чому для роботи з відео використовуються спеціальні картки вводу/виводу?
4. З якою метою використовується мультимедійний проектор?

І. Семакін, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Інформатика, 8 клас
Надіслано читачами з інтернет-сайтів

Основи інформатики, підбірка рефератів до уроків інформатики, скачати реферати, уроки інформатики 8 клас онлайн, Домашня робота

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні урокикалендарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до цього уроку,