Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Работа с аудио файлами




Звук - это колебание частиц воздуха, непрерывный сигнал с меняющейся амплитудой.

При кодировании звука этот сигнал надо представить в виде последовательности нулей и единиц. На качество воспроизведения закодированного звука в основном влияют два параметра: частота дискретизации - количество измерений амплитуды за секунду в герцах и глубина кодирования звука (битрейт) - размер в битах, отводимый под запись значения амплитуды. Чем больше значения обоих показателей, тем точнее представление звука. Но при этом увеличивается размер звукового файла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения. Для компьютерной обработки такой аналоговый сигнал нужно преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Форматы аудиофайлов

В процессе развития индустрии звукозаписи для решения различных задач были разработаны различные физические методы хранения аудиоданных, например виниловые пластинки, магнитная лента, компакт-диски, теперь — DVD, и т. д., точно таким же образом появилось множество различных компьютерных методов хранения аудиоданных (форматов аудиофайлов). На сегодняшний день их известно около четырехсот[9].

Схема 5. Разновидности цифровых аудиоформатов.

Аудиоформаты без сжатия являются исторически первыми. AIFF и WAV были разработаны Apple и Microsoft соответственно, для хранения звуковых данных на ПК. Сейчас применяются реже, в силу значительного занимаемого места. Другой сферой применения данного типа форматов является профессиональное производство музыкальных треков, аудиозаписей (такие как, DSD и DXD, оба разработаны фирмой Sony).

Среди аудиоформатов со сжатием без потерь имеются свободные форматы (WavPack - .wv, FLAC - .flac). Подобные форматы применяются для хранения данных на ПК, в интернет магазинах, как потоковое мультимедиа и другое.

Чаще пользователи сталкиваются с аудиоформатами со сжатием и потерей. Среди них следует отметить формат MP3, позволяющий с очень большим качеством и степенью сжатия кодировать музыку. При этом вместо 18-20 музыкальных композиций на стандартный компакт-диск (CD-ROM) помещается около 200. Одна песня занимает примерно 3,5 Mb, что позволяет пользователям сети Интернет легко обмениваться музыкальными композициями. Существуют другие аналогичные форматы, которые считают превосходящими MP3: ACC, AC3, Vorbis (ogg). Эти форматы превосходят MP3 по частоте дискретизации и битрейту, что делает эти форматы более качественными[10].

Программное обеспечение

Любой из указанных выше форматов может быть воспроизведен только тогда, когда на компьютере установлены определенный кодеки. Именно кодеки определяют обеспечивают степень сжатия информации с потерей или без потери. Большинство аудиокодеков представлены в виде программных библиотек, которые взаимодействуют с одним или несколькими аудиоплеерами (например, QuickTime Player, XMMS, Winamp, VLC media player, MPlayer или Windows Media Player).

В настоящее время существует огромное множество медиаплееров. Большинство современных операционных систем по умолчанию содержит в своём составе медиаплееры: например, Windows - Windows Media Player, Mac OS X - QuickTime Player (для воспроизведения видео в формате QuickTime) и iTunes (для некоторых других форматов), Linux - Amarok, Rhythmbox или иные (в зависимости от дистрибутива). Пользователь имеет возможность установить на свой компьютер более одного медиаплеера. Существует достаточно значительное предложение аналогичных программных продуктов, многие из них распространяются бесплатно или как СПО. В настоящий момент подавляющее большинство плееров способно воспроизводить как аудио, так видеофайлы.

Полезными в работе могут быть редакторы аудиофайлов, которые могут укоротить слишком длинный звуковой файл, нарезать звуковые фрагменты, произвести сглаживание звучания, добавить какие-либо звуковые эффекты к оригинальному треку, и многое другое. Среди таких программ можно отметить: Volume2 – удобная программа по управлению уровнем громкости; Soundboard 4 Voice Chat – программа может помочь при озвучивании каких-либо видеофрагментов, позволяет создавать свои и загружать аудиопакеты, Mixxx- программа для микширования различных типов звуковых файлов, поддерживает работу с плейлистами, имитацию аналоговых регуляторов и проигрывания виниловых пластинок, есть возможность синхронизации скорости треков, изменения темпа музыки и регулировки частотных характеристик и т.д.

Полезными могут быть программы способные преобразовать аудиозаписи на CD в, например, mp3 треки или любые другие форматы. Подобные программы называются CD-ripper (или CD-grabber, CD-extractor). Для ОС Windows существуют бесплатные программы Audiograbber (http://www.audiograbber.org/) - последняя доступная версия 2010 года, Exact Audio Copy (http://www.exactaudiocopy.de/) популярна за её высокую точность и способность копировать серьёзно повреждённые аудио компакт-диски, можно выбрать любую аналогичную по функциональности программу.

Работа с видео данными

Параметры цифрового видео

Размер кадра (frame size) любой видеосигнал имеет разрешение, горизонтальное и вертикальное, измеряемое в пикселях. Обычное аналоговое телевизионное разрешение составляет 720×576 пикселей для стандартов PAL и SÉCAM, при частоте кадров 50 Герц; и 720×480 пикселей для NTSC, при частоте 60 Герц. В выражении 720×480 первым числом обозначается количество точек в горизонтальной линии (горизонтальное разрешение), а вторым числом количество самих линий (вертикальное разрешение). Новый стандарт цифрового телевидения HDTV высокого разрешения предполагает разрешения до 1920×1080 при частоте мелькания 60 Герц с прогрессивной развёрткой.

Число кадров в секунду (frames per second, fps) - это число неподвижных изображений, сменяющих друг друга при показе 1 секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на экране. Чем больше частота кадров в секунду, тем более плавным и естественным будет казаться движение. Компьютерные оцифрованные видеоматериалы хорошего качества, как правило, используют частоту 30 кадров в секунду. Верхняя пороговая частота мелькания, воспринимаемая человеческим мозгом, в среднем составляет 39-42 кадров в секунду. Некоторые современные профессиональные камеры могут снимать с частотой до 120 кадров в секунду.

Битрейт (Bit Rate, поток данных) показывает, сколько бит занимает одна секунда видео. Иногда битрейт указывают в байтах в секунду. Для передачи несжатого видео требуется очень большой битрейт. Например, для несжатого видео 640x480 30 кадров/сек при глубине цвета 24бит потребуется битрейт около 26 Мбайт/сек. Чтобы уменьшить битрейт (и, следовательно, размер фильма), необходимо сжать (кодировать) видео при записи, а при воспроизведении декодировать. Эту работу выполняют различные кодеки.

Тип развертки может быть прогрессивным (построчным) или чересстрочной. При прогрессивной развёртке все горизонтальные линии (строки) изображения отображаются поочередно одна за другой. А вот при чересстрочной развёртке показываются попеременено то все чётные, то все нечётные строки (называемые также полями кадра). Чересстрочная развёртка была изобретена для показа изображения на кинескопах и используется сейчас для передачи видео по «узким» каналам, не позволяющим передавать изображение во всём качестве. Системы HDTV предусматривают прогрессивную развёртку (современные видеокамеры и фотоаппараты с функцией видеозаписи поддерживают сохранение изображения в формате mpeg4, который использует прогрессивную разверстку).

Соотношение ширины и высоты кадра - важнейший параметр в любом видеоматериале. С начала XX века кинофильмы имели соотношение сторон экрана 4:3 (иногда записывается как 1,33:1 или просто 1,33). Считалось что, с учетом наличия у человека двух глаз, зрителю удобнее смотреть фильм на экране такой формы. Это соотношение унаследовали телевидение и мониторы.

Ещё в середине прошлого века представление о 4:3 в корне изменилось, так как поле зрения человека имеет соотношение отнюдь не 4:3. Ведь у человека 2 глаза, расположенных на одной горизонтальной линии - следовательно, поле зрения человека приближается к соотношению 2:1. Чтобы приблизить форму кадра к естественному полю зрения человека был введён стандарт 16:9 (1,78), почти соответствующий так называемому «Золотому сечению». Цифровое телевидение в основном тоже ориентируется на соотношение 16:9. К концу XX века, после ряда дополнительных исследований в этой области, стали появляться даже и более радикальные соотношения сторон кадра: 1,85, 2,20 и вплоть до 2,35 (почти 21:9). Всё это, по словам создателей, призвано глубже погрузить зрителя в атмосферу просматриваемого видеоматериала.

Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала описывается цветовыми моделями. В компьютерной технике применяется в основном RGB (и αRGB). Количество цветов, которое может отобразить монитор или проектор зависит от качества монитора или проектора. Человеческий глаз может воспринять, по разным подсчётам, от 5 до 10 миллионов оттенков цветов. Количество цветов в видеоматериале определяется числом бит, отведённым для кодирования цвета каждого пикселя (о различных цветовых моделях и определении битности цвета см. в Теме 5. Компьютерная графика).

Форматы видео

Качество видеокартинки напрямую зависит от формата видеозаписи. Формат записи может быть аналоговым и цифровым.

Самым ранним методом передачи видеосигналов является аналоговый метод. Главным недостатком данного метода является то, что при копировании дубль всегда уступает по качеству оригиналу. Потеря качества при копировании видеоматериала аналогична фотокопированию - копия никогда не бывает такой же четкой и яркой, как оригинал. К аналоговым форматам относятся форматы видеокассет VHS (Video Home System) и др.

Цифровые форматы имеют ряд преимуществ перед аналоговыми: возможность многократной перезаписи без потери качества, высококачественный стереозвук, возможность передачи видеосигнала по цифровым каналам без потери качества, высокую помехоустойчивость. Существуют цифровые форматы видеокассет (Digital Betacam,DV,miniDV, DIGITAL 8). Наиболее распространенным является формат DV (Digital Video), который характеризуется большим видеопотоком и, соответственно, большим размером выходного видеофайла. Файл с записью видео продолжительностью 1 час займет 12-13Гб. полученное видео нужно сжать для последующего просмотра на компьютере. Наиболее современным цифровым форматом видео, используемом в HD-камерах является AVCHD (Advanced Video Coding High Definition).

Существуют определенные стандарты сжатия видеофайлов. Один из основных и общепринятых получил название MPEG (Moving Pictures Expert Group) – это аббревиатура названия международного комитета, который и занимается разработкой данного стандарта. У данного стандарта есть разновидности MPEG 1,2,4,7,21.

MPEG-1 - формат сжатия для компакт-дисков (CD-ROM). Качество видео - как у обычного видеомагнитофона, разрешение 352х240, диск с фильмом в таком формате обычно обозначается VCD (VideoCD).


Поделиться:

Дата добавления: 2015-01-01; просмотров: 86; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты