Kodning av ljudinformation. Ljudrepresentation i datorminne

Teknisk media multimedia

Att arbeta med multimediaapplikationer på datorn kräver särskild hårdvara och programvara

Ljud I / O-system

Mikrofon Brukade skriva in ljud till en dator. Kontinuerliga elektriska svängningar som kommer från mikrofonen omvandlas till en numerisk sekvens. Denna operation utför en enhet som är ansluten till en dator som heter ljudadapter , eller ljudkort . Spelar ljud inspelat i datorminneFörekommer också med en ljudadapter som omvandlar digitalt ljud i en analog elektrisk ljudfrekvenssignal som kommer in akustiska högtalare eller sterenskap . Från sagt följer att ljudkortet kombinerar DAC: s och ADC: s funktioner. Fikon. 1.3 illustrerar den beskrivna processen.

Fikon. 1,3. Ljudkonvertering när du går in och matar ut

Video ramar

Spela in och spela filmer på en dator, som att arbeta med ljud, är förknippade med omvandlingen av DAC. För dessa ändamål är det speciellt videoingång / utgångskort . Digitaliserad och inmatad i datorminne videoramar kan redigeras.

Att visa multimediaapplikationer i en stor publikanvändning multimediaprojektor . En sådan projektor överför till stor skärm Bild från bildskärmen.

Multimedia Informationslagringsenheter

Ljud, video, grafik, kombinerat i multimedia app kräver stora mängder minne. Därför behöver de tillräckligt rymliga och, företrädesvis billiga bärare för deras lagring. Dessa krav är nöjda optiska CD-skivor (CD-COMPACT DISK). Tillsammans med en stor kapacitet (ca 700 MB) de har tillförlitligt skydd Från dataförlust. För närvarande används cD-ROM-skivor och CD-RW. Den största informationsbehållaren har digitala videor - DVD. Upp till 20 GB information kan lagras på den moderna DVD. Detta är tillräckligt för att tillgodose en full längdfilm med högkvalitativt ljud.

Frågor och uppgifter

1. Vilka delar ljudkort Är ansvariga för att spela digitalt och syntetiserat ljud?

2. Varför används CD-skivor för att lagra multimediaapplikationer?

3. Varför används speciella inmatnings- / utgångskort för att fungera med video?

4. För vilka ändamål är multimediaprojektorn?

\u003e\u003e Informatik: Tekniska medel multimedia

§ 25. Teknisk media multimedia

Huvudämnena i stycket:

Ljud I / O-system;
enheter för att arbeta med videoramar;
Multimedia informationslagringsenheter.

Multimedia Informationslagringsenheter

Ljud, video, grafik, kombinerat i multimedia app kräver stora mängder minne. Därför behöver de tillräckligt rymliga och, företrädesvis billiga bärare för deras lagring. Dessa krav uppfyller optiska CD-skivor (CD-COMPACT-disk). Tillsammans med en stor kapacitet (ca 700 MB) har de ett tillförlitligt skydd mot dataförlust. För närvarande används CD-ROM och CD-RW-skivor i stor utsträckning (se § 8). Digitala videoskivor är den största informationsbehållaren - DVD. På modern DVD kan hållas upp till 20 GB information. Detta är tillräckligt för att tillgodose en full längdfilm med högkvalitativt ljud.

Kortfattat om det viktigaste

En mikrofon, ljudkort och högtalare (kolumner eller hörlurar) används för att fungera med ljud.

Analog video Måste digitaliseras innan du bearbetar på en dator.

För lagring av multimediaapplikationer används CD-skivor som innehåller stora mängder information.

DVD-skivor är utformade för att lagra videofilmer med full längd med högkvalitativt ljud.

Frågor och uppgifter

1. Vad är ljudkortselementen ansvariga för att spela digitalt och syntetiserat ljud?
2. Varför används CD-skivor för att lagra multimediaapplikationer?
3. Varför används speciella inmatnings- / utgångskort för att fungera med video?
4. För vilka ändamål är multimediaprojektorn?

I. Semaakin, L. Publovova, S. Rusakov, L. Shestakova, Informatik, betyg 8
Skickas till läsare från webbplatser

Grunderna för informatik, urval av abstraktioner till informatiklektioner, ladda ner abstrakt, datavetenskap lektioner 8 klass online, läxor

Utformning av lektion Abstrakt lektion Referensram Presentation Lesson Accelerativ Methods Interactive Technologies Öva Uppgifter och övningar Självtestverkstad, utbildningar, fall, uppdrag Hemuppgifter Diskussionsfrågor Retoriska frågor från studenter Illustrationer Ljud, videoklipp och multimedia Foton, Bilder, Bord, System för humor, Skämt, Skämt, Serier Proverbs, Sayings, Crosswords, Quotes Kosttillskott Abstrakt Artiklar Chips för nyfiken fuska lakan Textböcker Grundläggande och ytterligare glober Övriga villkor Förbättra läroböcker och lektioner Fixeringsfel i läroboken Uppdatering av fragment i läroboken. Innovationselement i lektionen som ersätter föråldrad kunskap ny Endast för lärare Perfekt lektioner Kalenderplan för året Metodiska rekommendationer från diskussionsprogrammet Integrerade lektioner

Om du har korrigeringar eller förslag till den här lektionen,

Källan till videosignalen är oftast analog enhet - tv-tuner, videobandspelare, videokamera. För att skicka en digital video (till exempel, digitala videokameror) används en speciell digital port av FireWire. Men digitala videokameror har ännu inte varit utbredd. För datorbehandling av signaler av analoga videoenheter är det därför nödvändigt att utföra sin digitalisering, dvs omvandlingen från analog till digital form. För att göra detta behöver du ett inmatnings- / utgångskort som accepterar den inkommande analoga videosignalen och digitaliserar den i realtid, då måste dessa data sparas på hårddisken. Efter att ha sparat den digitaliserade bilden, redigeras den. Dessa funktioner utför en videoinspelningsenhet.

Video Signal Capture-enhet - Ett grafikkort (Videoblast) är ett grafikkort, även kallad en invaderare av bilder, videoinmatningsenhet, TV-grabber (Grab - Capture), Image Caps Butterm (Image Capture - Image Capture) och ger:

Mottagning av en lågfrekvent videosignal (från videokamera, bandspelare eller tv-tuner) till en av de programvarulära videoingångarna.

Visar den mottagna videon i realtid i ett skalbart Windows-miljöfönster (VGA-skärm kan användas istället för en TV);

Frysning av kretsen av den digitaliserade videon;

Spara en fångad ram på en hårddisk eller annan tillgänglig informationslagringsenhet i form av en fil i en av de antagna grafiska standarderna (TIP, TGA, PCX, GIF, etc.).

Det generella systemet för anordningen av denna typ ges i fig. 4,22.

Videoavkodaren ger en mottagning av en signal från en av ingångarna, dess digitalisering, digital avkodning enligt tv-standarden och sändning av videokontrollanten mottagen av YUV-data.

Videokontrollen utför flödet av digitaliserade dataströmmar mellan videobetalningselementen, utför de nödvändiga digitala dataövervandlingarna (till exempel YUV i RGB, zoom), organiserar deras lagring i reservoarbufferten, skicka data över datorbussen när du sparar på hårddisken, såväl som att sända dem till en digital-till-analog omvandlare.

Den digitala-till-analoga omvandlaren tillsammans med videokontrollen är inblandad i bildandet av ett "levande" tv-fönster på bildskärmen, utför den omvända analoga omvandlingen av den digitala fångade bilden, överför signalen från videoadaptern eller RGB signal från minnesbufferten till bildskärmen.

När du väljer ett grafikkort är det nödvändigt att ta hänsyn till dess huvudindikatorer:

personalupplösning i den förblir videoströmmen;

möjligheten och typerna av hårdvarukompression (kompression) av videoinformation i läget för realtid;

möjligheten att samtidigt ange video och ljudinformation. N.

De vanligaste är följande ordförrådskartor:

massinitiala masskort;

semi-professionell;

professionella ingångskort;

professionell.

Mass initiala kortskapa en videoström med en bildhastighet på en hårddisk med en ramupplösning som inte överstiger 352 x 288 poäng, även om det är möjligt att dubbelt så stor som den större ramen. Hårdvarukomprimeringen av videobilden är frånvarande, så när du arbetar med sådana kort är det nödvändigt att använda ett speciellt program - en kodare som tillåter realtid att komprimera videoströmmen enligt MPEG-1 eller MPEG-2-algoritmen. Det finns ingen ljudinmatning i enheterna i den här klassen, vilket kräver en separat ljudinspelning via ljudkortets ingång.

Semi-professionella kartorge en upplösning på 768 x 575 poäng som motsvarar standarden för video i PAL-format; Stöd den enklaste typen av hårdvarukomprimeringsvideo M-JPEG, vilket gör det möjligt att minska volymen som upptas av en digitaliserad film, 100 gånger. Men dessa kort har inte ljudingången.

Professionella inmatningskortha en ljudingång, vilket gör att du samtidigt kan spela in på hårt video och video och ljud ackompanjemang; Ge hårdvarukomprimering genom typ M-JPEG och kan användas inte bara för inmatning, men också för utmatningen från den redigerade videofilmen från datorn till videobandspelaren. Den sistnämnda gör att du kan lagra filmer på ett konventionellt videoband när du använder en dator som monteringsbord.

Professionella korthar förmågan att hårdmaskinkomprimera enligt MPEG-1 eller MPEG-2-algoritmen med en minskning av volymen av den digitaliserade filmen 200 gånger.

Efter redigering och installation av videon kan du skriva om en analog videoband igen, med hjälp av videoingången på samma kort, eller för att exponera ännu mer hårdkomprimering enligt MPEG-4-algoritmen för den efterföljande posten på CD-R.

Hittills betraktade vi bara uppgiften att fånga och bevara enskilda tv-ramar. Men för att göra en film eller en video behövs digitalisering av video fras. Den direkta lösningen av uppgiften att ange en videosekvens är inte möjlig. Faktum är att ramen 768x576 i inlämningen YUV 4: 2: 2 tar volymen 864 kb (i RGB 8: 8: 8 - 1296 Kb), för 1 s (25 ramar) volymen av digitaliserad data kommer Var 21 MB (32 MB) och spela in en minut i videoenheten behöver du en hårddisk med en kapacitet på minst 1 GB. Naturligtvis ligger problemet inte bara i hur mycket inkommande information, men också i överföringen (vid inspelning) och läsning (vid spelning). Tyvärr är det faktiskt 2-4 MB / s, men i speciella system Hastigheten närmar sig 7 MB / s.

Således, vid digitalisering av en video fras finns det två problem:

Datautbyte

Reducera dataflödet

Det första problemet löses genom att utveckla ny höghastighetsdatalagring. Den andra är svår att lösa på bekostnad av följande tekniker:

Minskande ramstorlek upp till 160x120 och färgnummer upp till 256

Minska bildhastigheten upp till 6--12 ramar / s

Användning av videokomprimering

De två första är de mest uppenbara, men leder till en kraftig försämring av visuell kvalitetsvideo. Den senare metoden är mest effektiv.

Videon, utrustad med videokomprimering, i komplexet med programvara Vänd PC till det olinjära installationssystemet. Sådana anordningar kommer att kallas videosignalingång / utgång (i det följande inmatnings- / utmatningskort).

Kompression

Denna parameter är en av de viktigaste, som bestämmer kvaliteten på videodigitaliseringen av videosignalen, så vi kommer att berätta om det mer detaljerat. Den fullständiga strömmen av videodata är för stor för att spelas in direkt (om den används för att skriva en hdd) och för att minska den är tillämpad kompression (kompression). Naturligtvis reduceras kvaliteten på videomaterialet, så desto mindre kompression, bättre kvalitéMen ju mer diskutrymme tar varje ram, så du måste hitta en acceptabel kompromiss. För att bättre hantera det här alternativet behöver du veta följande: En fullupplösande PAL-standard videokamera innehåller 768x576 \u003d 442368 poäng. I de flesta moderna växter Använd provkodningen 4: 2: 2 YUV. I detta fall motsvarar ljusstyrkan hos signalen (Y) 8 bitar och fyra bitar redovisas för var och en av färgtåkomponenterna (U och V), det visar sig vara 15bit (2 byte) till punkten. Så en ram tar 442368x2 \u003d 884736b \u003d 0,84375 Mb. Eftersom PAL-standarden använder frekvensen 25 ram / s, kommer det totala flödet av icke-konkurreras video data att vara 0,84375x25 \u003d 21,1 MB / s och för NTSC-standarden - 17,6 MB / s. Uppmärksamhet bör ägnas åt denna skillnad, eftersom tillverkare brukar ange minimal kompression för NTSC-standarden, och eftersom flödet är mindre där, är graden av kompression lägre.

Om data om komprimering inte är tillgänglig kan den dömas av indirekt - på det maximala flödet eller volymen av videon placerat på 1 GB, för vilket det är möjligt att använda KkomPr-formel \u003d 21.1 / P (där KKCPR är Kompressionskoefficient P - Flödet för detta kort, MB / S) eller Tabellnummer 4:

Graden av kompression	1GB Video Videos	Maximal uppnåelig kvalitet *	Videoström, MB / s
1: 1 (ingen kompression)			källa
	1min 38s	1min 56SEK	D1, digital betacam
	3min 14sec	3MIN 53SEK
	4min 02SEK	4MIN 51SEK
	6MIN 28SEK	7MIN 44SEK
	8MIN 05SSEK	9min 42SEK
	9min 54SEK	11min 34s
	12MIN 28SEK	14min 34s
	16MIN 10SEK	19min 25sec

Tabell # 4. Komprimering av kompression.

Uppgifterna är verkligen ungefär, men parametrarna för de flesta digitaliseringsbrädorna bör inte skilja sig från dem med mer än 5-10%. Nu finns det flera brädor, med vilka du kan skriva video i digital form utan komprimering. Alla använder inbyggda dubbla kontroller och kräver minst fyra hårddisk AV (AudioVideo) SCSI-format (Wide SCSI). Till det aktuella priset för dessa skivor är omfattningen av sådana avgifter ganska smal. På grund av den höga kostnaden för att lagra en minut, videofilmen utan komprimering (ungefär $ 350) kan sådana avgifter tillämpas främst för högkvalitativ återställning av datorgrafik och installation av korta videosatser (reklam, klipp, skärmsläckare etc. )

Tema lektion: « ».

Mål Lektion: 1.För att bekanta barn med begreppen "Digital Sound", "ADC", "DAC", "Mikrofon", "AudioAdapter".

3. Ge eleverna en allmän uppfattning om principerna om bandspelarens funktion, phonograph I.t.d.

4. skriv förmågan att skapa ljudfiler med hjälp av ljudinspelningsprogrammet

5. Utveckla logiskt tänkande och minne;

6. Utbilda intresse för ämnet, noggrann inställning till

DATOR.

Utrustning: Multimediautrustning, styrelse, presentation, uppgifter för praktiskt arbete, stereohanterare med mikrofon, handledning.

Lektionsplanering:

Organiseringstid

1. Kontrollera d / s (främre undersökning)

   Förklaring av det nya materialet

   Sammanfattande

Under klasserna:

Organiseringstid.

Hälsning studenter. Kontrollera närvaro.

Kontrollera d / s

Vad är multimedia?

Namnge omfattningen av multimedia.

Vad är skillnaden mellan ett multimediautbildningsprogram från en träningsvideo?

Vilka fördelar har multimediaapplikationer i utbildning före den traditionella utbildningsformen?

Förklaring av ett nytt material.

Temat för vår dags lektion: " Analogt och digitalt ljud. Teknisk media multimedia ».

I slutet XIX-talet, en fonograf gjordes av den berömda amerikanska uppfinnaren Thomas Edison.

Principen om arbetsfonograf

Tal, musik eller sång skapar ljudoscillationer som överförs till en phonograph-inspelningsnål. Nålen, som verkar på ytan av den roterande vaxrullen, lämnar henne ett spår med ett föränderligt djup - ett ljudspår. När du spelar ett ljud sker en omvänd process: Rörelsen för läsnålen på ljudspåret åtföljs av dess oscillationer med samma frekvens. Dessa oscillationer omvandlas av en fonografering i ett hörbart ljud.

Edison Phonograph är den första i historikenheten för inspelning av ljud.

I mitten XX Century En elektrofon uppträdde - en elektrisk analog av patefonen.

Analog utsikt Ljud

Soundtrack of the Recorder är ett exempel på en kontinuerlig form av ljudinspelning.

En sådan form kallas analog. I elektrofonen, svängningarna rör sig längs ljudspåret, blir nålen till en kontinuerlig elektrisk signal.

I XX-talet uppfanns av bandspelaren - en anordning för inspelning av ljud på ett magnetband. Det använder också analog av ljudlagringen. Bara nu är ljudspåret inte ett mekaniskt "spår med hål" och linjen med kontinuerligt förändrad magnetisering. Med hjälp av läsmagnethuvudet skapas en alternerande elektrisk signal, vilket är uttryckt av ett akustiskt system.

Ljud - Luftfluktuationer - i mikrofonen på bandspelaren blir fluktuationer elektrisk ström. Nuvarande skapar oscillationer magnetiskt fältvilka är "imprinted" på bandet täckt med ett tunt lager av järnpulver. Denna inspelningsmetod kallas analog: En typ av oscillation blir till en annan, liknande. Ljudet reproduceras också, men bara tvärtom: det magnetiserade tejpen, som rör sig, orsakar utseendet på en elektrisk ström, som efter amplifiering faller i högtalarna och får dem att låta.

Digitalt ljud- Analog vy ljudsignal I form av en bitföljd som motsvarar nivåerna av elektriska oscillationer med vissa intervaller. För att konvertera ljud till en digital form används en pulskodsmodulering eller mindre vanligt Sigma Delta-modulering. Förutom att beskriva ljudoscillationer i digital videoSkapandet av speciella kommandon för automatisk uppspelning på elektroniska musikinstrument, det ljusaste exemplet Denna teknik är MIDI.

Ljudinspelningen sker genom mikrofonen som skapar en kontinuerlig elektrisk signal, och uppspelningen är genom högtalarna som också låter under verkan av en kontinuerlig elektrisk signal. Hur kombineras dessa enheter med diskreta data i datorns minne? Det finns en analog form av ljudrepresentation för diskret och omvänd transformation. Den första processen heter analog-till-digital konvertering(ADC), den andra - digital-analog konvertering(DAC).

Mikrofon Brukade skriva in ljud till en dator. Kontinuerliga elektriska svängningar som kommer från mikrofonen omvandlas till en numerisk sekvens. Denna operation utför en enhet som är ansluten till en dator som heter ljudadapter eller ljudkort.

Att spela ljudet som spelas in i datorminnet förekommer också med en ljudadapter som omvandlar ett digitaliserat ljud till en Aliago-elektriska signal av ljudfrekvensen som kommer till akustiska högtalare eller stereohanterare.

Schema av ljud från källan via mikrofonen, ADC, processorn, DAC, högtalare och igen i ljudet

Spela in och spela filmer på en dator, som att arbeta med ljud, är förknippade med omvandlingen av DAC. För dessa ändamål finns det särskilda videoingång / utgångskort.Digitaliserad och inmatad i datorminne videoramar kan redigeras.

optiska cd-skivor.

Ljud, video, grafik, kombinerat i multimedia app kräver stora mängder minne. Därför behöver de tillräckligt rymliga och, företrädesvis billiga bärare för deras lagring. Dessa krav är nöjda optiska cd-skivor.Digitala åskrifter har den största informationsbehållaren.

Fixar ett nytt material (främre undersökning)

Vad är de första enheterna att spela ljud vet du?

Ge begreppet digitalt ljud?

Vad är ADC och DAC

Ge exempel tekniska apparaterdär ljudet lagras och reproduceras i analog form.

I vad tekniska system Ljudet sänds i analog form?

Varför kan ljudrepresentationen i datorn kallas diskret och digital?

Varför används CD-skivor för att lagra multimediaapplikationer?

Varför används speciella inmatnings- / utgångskort för att fungera med video?

För vilka ändamål är multimediaprojektorn?

Praktiskt arbete på datorn

Ljudinspelningsproceduren med hjälp av programmet "Ljudinspelning"

1. Se till att ljudinmatningsenheterna, som en mikrofon ansluten till en dator.

2. Öppna komponenten "Ljudinspelning". För att göra detta, klicka på Start. I fältet Sök, ange ljudinspelningen och sedan i resultatlistan, välj ljudinspelningskomponenten.

3. Efter att ha startat programmet Ljudinspelare (ljudinspelare) innehåller dess arbetsfönster en inspelningsskala och flera knappar som liknar en konventionell bandspelare (fig 1) visas på skärmen. För att spela in ljud måste du utföra ett antal förberedande åtgärder. Först och främst är det nödvändigt att bestämma ljudkällan. För att göra detta, öppna programfönstret. Volymkontroll (Volymkontroll), i aktivitetsfältet. I fönstret som visas, bör du ställa in avstängningsflaggorna för alla andra enheter än önskat, till exempel en mikrofon. Därefter måste du återvända till att arbeta med ljudinspelningsprogrammet och konfigurera inspelningskvaliteten för fonogrammet.