Какие устройства компьютера называют мультимедийными

Обновлено: 03.07.2024

В одном из стародавних номеров журнала "КомпьютерПресс" (год 1993-94), цикл статей Сергея Новосельцева о мультимедийных продуктах и их разработке.Эпиграфом к одной из статей было выражение: "Мультимедиа - это синтез трехстихий: аудио, графики и текстах". На сегодняшний момент эта формула досихпор остается актуальной.

Мультимедийный продукт позволяет собрать воедино огромные и разрозненные объемы информации, дает возможность с помощью интерактивного взаимодействия выбирать, интересующие в данный момент, информационные блоки, повышает эффективность восприятия информации.

Мультимедиа (multimedia) - это современная компьютерная информационная

технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию (мультипликацию).

Мультимедиа-это сумма технологий, позволяющих компьютеру вводить, обрабатывать, хранить, передавать и отображать (выводить) такие типы данных, как текст, графика, анимация, оцифрованные неподвижные изображения, видео, звук, речь.

40 лет назад мультимедиа ограничивалась пишущей машинкой " Консул ",

которая не только печатала, но и могла привлечь внимание заснувшего

оператора мелодичным треском. Чуть позже компьютеры уменьшились до бытовой

аппаратуры, что позволило собирать их в гаражах и комнатах. Нашествие

любителей дало новый толчок развития мультимедии (компьютерный гороскоп

1980 года, который при помощи динамика и программируемого таймера

синтезировал расплывчатые устные угрозы на каждый день да еще перемещал по

экрану звезды (зачатки анимации)). Примерно в это время появился и сам

термин мультимедиа. Скорее всего, он служил ширмой, отгораживавшей

лаборатории от взглядов непосвященных ("А что это у тебя там звенит". "Да

Критическая масса технологий накапливается. Появляются бластеры, "сидиромы"

и другие плоды эволюции, появляется интернет, WWW, микроэлектроника.

Человечество переживает информационную революцию. И вот мы становимся

свидетелями того, как общественная потребность в средствах передачи и

отображения информации вызывает к жизни новую технологию, за неимением

более коректного термина называя ее мультимедиа. В наши дни это понятие

может полностью заменить компьютер практически в любом контексте.

В английском языке уже приживается новый термин information appliance - "

Появление систем мультимедиа, безусловно, производит революционные

изменения в таких областях, как образование, компьютерный тренинг, во

многих сферах профессиональной деятельности, науки, искусства, в

Появление систем мультимедиа подготовлено как с требованиями практики, так

и с развитием теории. Однако, резкий рывок в этом направлении, произошедший

в этом направлении за последние несколько лет, обеспечен, прежде всего,

развитием технических и системных средств. Это и прогресс в развитии ПЭВМ:

резко возросшие объем памяти, быстродействие, графические возможности,

характеристики внешней памяти, и достижения в области видеотехники,

лазерных дисков — аналоговых и CD-ROM, а также их массовое внедрение.

Важную роль сыграла так же разработка методов быстрого и эффективного

Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний

стереофонический Hi–Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он

укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и

дисководом для оптических компакт–дисков CD–ROM (CD — Compact Disc, компакт-

диск; ROM — Read only Memory, память только для считывания). Кроме того,

внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство — аудиоадаптер,

позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через

акустические колонки с встроенными усилителями. Мультимедиа-технологии

являются одним из наиболее перспективных и популярных направлений

информатики. Они имеют целью создание продукта, содержащего "коллекции

изображений, текстов и данных, сопровождающихся звуком, видео, анимацией и

другими визуальными эффектами (Simulation), включающего интерактивный

интерфейс и другие механизмы управления". Данное определение сформулировано

в 1988 году крупнейшей Европейской Комиссией, занимающейся проблемами

внедрения и использования новых технологий. Идейной предпосылкой

возникновения технологии мультимедиа считают концепцию организации памяти

"MEMEX", предложенную еще в 1945 году американским ученым Ваннивером Бушем.

Она предусматривала поиск информации в соответствии с ее смысловым

содержанием, а не по формальным признакам (по порядку номеров, индексов или

по алфавиту и т.п.) Эта идея нашла свое выражение и компьютерную реализацию

сначала в виде системы гипертекста (система работы с комбинациями текстовых

материалов), а затем и гипермедиа (система, работающая с комбинацией

графики, звука, видео и анимации), и, наконец, в мультимедиа, соединившей в

себе обе эти системы. Однако всплеск интереса в конце 80-х годов к

применению мультимедиа-технологии в гуманитарной областях (и, в частности,

в историко-культурной) связан, несомненно, с именем выдающегося

американского компьютерщика-бизнесмена Билла Гейтса, которому принадлежит

идея создания и успешной реализации на практике мультимедийного

(коммерческого) продукта на основе служебной (!) музейной инвентарной базы

данных с использованием в нем всех возможных "сред": изображений, звука,

анимации, гипертекстовой системы ("National Art Gallery. London")

Именно этот продукт аккумулировал в себе три основные принципа мультимедиа:

1. Представление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых

человеком сред (собственно термин происходит от англ. multi - много, и

2. Наличие нескольких сюжетных линий в содержании продукта (в том числе и

Мультимедиа - область компьютерной технологии, связанная с использованием информации, имеющей различное физическое представление (текст, графика , рисунок, звук, анимация , видео и т. п.) и/или существующей на различных носителях (магнитные и оптические диски, аудио- и видеоленты и т. д.).

Мультимедиа (multimedia - многосредовость) средства - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию.

Звуковая плата

Звуковая плата (также называемая как звуковая карта, музыкальная плата) (англ. sound card) - позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.

Звуковые платы (sound blaster) используются для создания, записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: музыки, речи, шумовых эффектов. В режиме создания звука плата действует как музыкальный инструмент. Звук, создаваемый с помощью звуковой платы, называют "синтезированным".

В режиме записи звука плата производит оцифровку звуковых сигналов для последующей их записи в память компьютера.

В режиме воспроизведения звука плата работает аналогично цифровому аудиоплейеру, преобразуя считанные из памяти цифровые сигналы в аналоговые звуковые.

Функционально плата содержит несколько модулей:

модуль для записи и воспроизведения звука;
модуль синтезатора звука;
модуль интерфейсов.

Модуль записи и воспроизведения звука использует для оцифровки звука аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а для обратного преобразования - цифро-аналоговые преобразователи. На качество звука и в том и в другом случае существенно влияет разрядность преобразователей.

При оцифровке аналоговый звуковой сигнал в АЦП измеряется через строго определенные последовательные интервалы времени (интервалы дискретизации), измеренные значения его амплитуды квантуются по уровню (заменяются близлежащими дискретными значениями сигнала) и идентифицируются соответствующими двоичными кодами. Разрешающая способность АЦП равна наименьшему изменению аналогового сигнала, приводящему к изменению цифрового кода, то есть определяется разрядностью преобразователя, так как чем больше разрядность кода, тем больше разных дискретных значений сигнала и, соответственно, меньшие интервалы амплитуды аналогового сигнала можно отобразить этим кодом.

Таким образом, качество оцифровки, а соответственно, и последующего звучания оцифрованной аудиоинформации, при прочих равных условиях, зависит от разрядности преобразования и частоты дискретизации:

разрядность преобразования определяет динамический диапазон сигнала;
частота дискретизации - верхнюю границу диапазона частот звукового сигнала.

Оцифрованный сигнал (его двоичный код) записывается в память машины. При воспроизведении оцифрованного звука в ЦАП двоичные коды заменяются соответствующими им дискретными значениями сигнала для последующего их усиления и воспроизведения через акустическую систему.

Модуль синтезатора звука. Для синтеза звукового сигнала используется два основных метода:

синтез с помощью частотной модуляции, или FM -синтез;
синтез с использованием таблицы волн ( Wave Table ), или табличный WT -синтез.

FM-синтез звука осуществляется с использованием специальных генераторов сигналов, называемых операторами. В операторе можно выделить два базовых элемента: фазовый модулятор и генератор огибающей. Фазовый модулятор определяет частоту (высоту) тона, а генератор огибающей - его амплитуду (громкость). Амплитуда сигнала у разных музыкальных инструментов различна. В общем случае, для воспроизведения голоса одного инструмента достаточно двух операторов:

первый генерирует колебания несущей частоты, то есть основной тон;
второй - модулирующую частоту, то есть обертоны.

Современные звуковые платы способны воспроизводить несколько голосов. Звук, синтезированный FM -методом, имеет обычно некоторый "металлический" оттенок, то есть не похож на звук настоящего музыкального инструмента.

WT-синтез обеспечивает более качественное звучание. В основе этого синтеза лежат записанные заранее и хранящиеся в памяти образцы звучания музыкальных инструментов ( MIDI -файлы). Синтезаторы этого типа создают музыку путем манипулирования образцами звучания инструментов, "зашитыми" в ПЗУ платы или хранящимися на диске ПК . Выпускаются также табличные расширители, позволяющие увеличить массив используемых MIDI -файлов.

Модуль интерфейсов включает в себя интерфейс музыкальных инструментов, обычно MIDI (Musical Instrument Digital Interface ) , и средства воспроизведения звука в соответствующем формате. Кроме того, в него могут входить интерфейсы одного или нескольких дисководов CD-ROM . Через этот модуль можно проигрывать CD-ROM , разговаривать через модем и воспроизводить свою собственную компьютерную музыку.

Интегрированная аудио подсистема

AC'97 (сокращенно от Audio Codec '97) - это стандарт для аудиокодеков, разработанный в лабораториях Intel (Intel Architecture Labs) в 1997году. Этот стандарт поддерживает частоту дискретизации 96 кГц при использовании 20-разрядного стерео разрешения и 48кГц при использовании 20-разрядного стерео для многоканальной записи и воспроизведения.

AC'97 состоит из встроенного в южный мост чипсета хост-контроллера и расположенного на плате аудиокодека. Хост-контроллер (он же цифровой контроллер, DC'97) (англ. digit controller) - отвечает за обмен цифровыми данными между системной шиной и аналоговым кодеком (AC'97). Аналоговый кодек - это небольшой чип (4х4 см, корпус TSOP , 48 выводов), который осуществляет пpеобpазования аналог >цифра и цифра>аналог в режиме пpогpаммной передачи или по DMA . Состоит из узла непосредственно выполняющего аналогово-цифpовые пpеобpазования - АЦП/ЦАП (междунаpодное обозначение - coder /decoder, codec ). От качества пpименяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифpовки и воспpоизведения звука.

HD Audio (сокращенно от High Definition Audio - звук высокого разрешения - является эволюционным продолжением спецификации AC?97 предложенным компанией Intel в 2004 г., обеспечивающей воспроизведение большего количества каналов с более высоким качеством звука. Аппаратные средства, основанные на HD Audio , поддерживают 192кГц/24-разрядное качество звучания в двухканальном и 96 кГц/24-разрядное в многоканальном режимах (до 8 каналов).

Форм-фактор кодеков и передачи информации между их элементами остался прежним. Изменилось только качество микросхем и подход к обработке звука.

Громкоговоритель

Громкоговоритель - устройство для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько излучающих головок и, при необходимости, акустическое оформление, электрические устройства (фильтры, трансформаторы, регуляторы и т.п.)

Головка громкоговорителя - пассивный электроакустический преобразователь, предназначенный для преобразования электрической формы сигналов звуковой частоты в акустическую

Мультимедийные устройства — это устройства, которые предназначены для обработки звуковой, графической и видеоинформации.

Введение

Бытует такое популярное мнение, что компьютер может осуществить практически любое желание. Тем не менее в повседневной жизни пользователи не имели убедительных подтверждений этого посыла. И, главным образом, потому, что подразумеваются потенциальные возможности компьютерных устройств, которые доступны только специалистам конкретной области.

Но ситуация кардинально изменилась, когда были разработаны общедоступные технологии мультимедиа, позволяющие увидеть в реальности эти потенциальные возможности в стандартной информационной среде. На сегодняшний день весь мир находится на очередном этапе компьютеризации различных сфер деятельности человека, который обусловлен прогрессом в области мультимедийных технологий. Графические, анимационные, фотографические, видео, звуковые и текстовые возможности, которые могут быть реализованы в интерактивном режиме, сформировали интегрированное информационное пространство, в котором у пользователя имеется огромное количество новых возможностей.

Мультимедийные устройства

Мультимедийные технологии выступают как интерактивная система, которая способна обеспечить работу со статическим изображением и разнообразными динамичными видео файлами, компьютерной графической анимацией, и конечно с текстовой и речевой информацией, с обеспечением высококачественного звучания. Стремительный прогресс в этой сфере был вызван таким же быстрым прогрессом в области технического и системного оборудования.

Мультимедийные устройства обычно имеют в своём составе программные и аппаратные составляющие. Аппаратные мультимедийные элементы могут представляться как стандартными средствами, а именно, видеоадаптеры, мониторы, накопители на жёстких дисках, так и специальными средствами, такими как, звуковые карты, приводы CD-ROM и звуковые колонки.

Само собой разумеется, что программные элементы без аппаратного обеспечения не имеют никакого смысла. Программное обеспечение может быть прикладным или специализированным. Прикладными программными приложениями могут считаться сами приложения Windows, которые способны предоставить пользователю информационные данные в различном виде. Специализированными программными элементами считаются программные продукты, которые предназначены для формирования мультимедиа приложений, то есть, мультимедиа проектов, таких как, например, приложение для формирования презентаций в мультимедийном формате MicroSoft Power Point. К данной категории можно причислить графические редакторы и редакторы видеоизображения (к примеру, Adobe Premier), программы для создания и редактирования звуковых информационных данных и тому подобное.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Мультимедийные устройства в обобщённом варианте можно классифицировать следующим образом:

Линейные мультимедиа.
Нелинейные мультимедиа.

К линейным мультимедийным устройствам может быть отнесено кино. Человек, который смотрит кинопроизведение, никак не может повлиять на события, происходящие там. Нелинейные мультимедийные устройства обеспечивают пользователю возможность участвовать в выводе информации за счёт взаимодействия различными способами со средствами, предоставляющими мультимедийную информацию. Данная методика взаимодействия пользователей с компьютером чётко видна в разнообразных компьютерных играх. Нелинейные методы представления мультимедийной информации часто именуются «гипермедиа».

Мультимедийные устройства способны предоставить пользователям обширный набор возможностей в создании виртуальной реальности, а также обеспечить интерактивное общение с данной реальностью. При этом пользователь будет не просто сторонним пассивным наблюдателем, а играет роль активного участника событий, которые там происходят. Причём взаимодействие может быть реализовано на языке, который понятен и доступен пользователю, и прежде всего, в форме звуковых и видео образов.

Одними из мультимедийных устройств, способных работать с компьютерами, являются Web-камеры. Web-камера является стационарной камерой, которая расположена в определённом месте, обладает web-сервером, сетевым интерфейсом и подключена к сети интернет. Иногда сетевые камеры могут быть оснащены дополнительным оборудованием и возможностями, такими как:

Детекторы движения.
Возможность пересылки информации по электронной почте.
Возможность работы с модемом.
Возможность подключения внешних датчиков и так далее.

Пользователи могут обращаться к камере с помощью стандартного web-браузера.

Ещё одним мультимедийным устройством является специальная мультимедийная компьютерная клавиатура, способная реализовать управление громкостью звука и функционированием компьютера в сети. На отдельных современных компьютерных клавиатурах, помимо стандартного набора, включающего в свой состав сто четыре клавиши, есть также набор дополнительных клавиш (как правило обладающих другими формами и размерами), который предназначен для того, чтобы оперативно управлять некоторыми основными компьютерными функциями, а именно:

Мультимедиа – комплекс аппаратных и программных средств для работы с музыкальной и видеоинформацией. История понятия «мультимедиа» насчитывает уже более десяти лет – первые мультимедийные ПК появились в середине 90–х годов прошлого века. Тогда мультимедийным называли компьютер, оснащенный накопителем CD–ROM и звуковым картой. В то время далеко не каждый ПК имел в своей конфигурации эти устройства. Со временем понятие «мультимедийный компьютер» значительно трансформировалось: в настоящее время практически невозможно найти ПК, не имеющий оптического накопителя, а звуковые контроллеры встраиваются в набор микросхем большинства системных плат. Даже простейший офисный ПК, по меркам десятилетней давности, должен быть признан мультимедийной машиной.

Однако взгляды на мультимедиа с тех пор заметно изменились. С появлением формата DVD и понятия «домашний кинотеатр» акцент сместился со звуковой системы и воспроизведения музыки на видеофункции компьютера. Современный мультимедийный компьютер по–прежнему обладает оптическим накопителем и звуковым адаптером, но первый теперь обязательно совместим с DVD–дисками, а во втором непременно реализованы технологии многоканального окружающего звучания.

Еще одна яркая тенденция — приоритет функций обработки данных над воспроизведением. Хотя мультимедийные компьютеры, как и раньше, применяются в основном для воспроизведения данных (звуковых, видео или изображений), к его возможностям предъявляются более серьезные требования. С ростом популярности портативных цифровых видеокамер многие стали использовать свой ПК в качестве домашней видеостудии. Это обусловливает и рост требований к возможностям обработки звука. Если раньше этими функциями ПК пользовались в основном профессиональные музыканты, то теперь работать со звуком умеют многие, создавая домашнее видео.

В настоящее время понятия «мультимедийный ПК» и «домашний ПК» практически неразделимы. Компьютер все активнее претендует на роль универсального домашнего центра развлечений. Эта тенденция станет еще заметнее с приходом цифрового телевидения высокой четкости. Cовременные аналоговые ТВ–тюнеры не обеспечивают должного качества изображения. В среде цифрового вещания ПК может потеснить привычные телеприемники.

В настоящее время мультимедийные ПК пока гораздо ближе к обычному компьютеру, хотя не приходится сомневаться, что будущее именно за мультимедийными центрами, имеющими больше черт бытового устройства, нежели привычного компьютера.

Система мультимедиа Windows предоставляет стандартные средства для управления мультимедийными устройствами. Эта система просто осуществляет связь между приложением и конкретным драйвером устройства. Интерфейс управления мультимедиа (MCI –Media Control Interface) еще в большей степени увеличивает гибкость, обеспечивая средства, с помощью которых приложения могут взаимодействовать со всеми поддерживаемыми аудио– видеоустройствами. MCI является более простым интерфейсом мультимедиа. Но его возможности ограничены. Например, при воспроизведении файла через MCI нельзя получить доступ к потоку данных, связанному с файлом. Это означает, что приложение не сможет выполнять цифровую фильтрацию сигналов и преобразование форматов. Для расширения аудиовозможностей обычно используется интерфейс Waveform–Audio Interface.

В параграфе «таймер» мы уже встречались с возможностями MCI. В этом параграфе мы познакомимся с некоторыми мультимедийными устройствами ПК и программным управлением устройствами через интерфейс MCI.

Джойстик. В приложениях Windows можно использовать два джойстика, каждый из которых имеет от одной до четырех кнопок. Каков именно ваш джойстик и каковы характеристики его драйвера, можно определить с помощью соответствующих функций Win32 API. Помимо этого, с помощью других функций можно определить, какие из кнопок нажаты в данный момент и каковы текущие координаты, связанные с наклоном его ручки.

В устаревших моделях ПК разъем джойстика обычно присутствовал на звуковой карте. В современных ПК порт для джойстика может располагаться на системной плате или на отдельной плате расширения. Интерфейс джойстика может использоваться не только для подключения манипуляторов. Он может рассматриваться как универсальный входной порт с четырьмя аналоговыми и четырьмя цифровыми входами.

Величина переменных резисторов в джойстике может быть от 100 до 470 кОм, но системная плата измеряет их текущую величину в диапазоне от 0 до 100 кОм. На резисторы джойстика подается напряжение +5 В. Следовательно, игровой порт может быть использован для измерения аналоговых величин, значения которых пропорциональны силе тока, протекающего через датчик. К примеру, если использовать терморезистор, то можно измерять температуру, светодиод – освещенность и т. д. Однако точность, скорость и стабильность результатов преобразования невелика.

Цифровые входы интерфейса могут подключаться к любым цепям, обеспечивающим замыкание входа на землю (герконы, реле, переключатели).

Звуковая карта. Для вставляемых в разъем системной платы звуковых карт можно выделить четыре независимых блока:

1. Блок цифровой записи/воспроизведения осуществляет преобразования аналог/цифра и цифра/аналог в режиме программной передачи или через DMA.

2. Блок синтезатора предназначен для синтеза звуков музыкальных инструментов и построен либо на базе микросхем FM–синтеза, либо на базе микросхем WT–синтеза, либо того и другого вместе.

WT (Wave Table – таблица волн) – воспроизведение заранее записанных в цифровом виде звучаний – самплов (samples). Инструменты с малой длительностью звучания обычно записываются полностью, а для остальных может записываться лишь начало/конец звука и небольшая «средняя» часть, которая затем проигрывается в цикле в течение нужного времени. Достоинства метода – предельная реалистичность звучания классических инструментов и простота получения звука. Недостатки – наличие жесткого набора заранее подготовленных тембров, многие параметры которых нельзя изменять в реальном времени, большие объемы памяти для самплов (иногда до сотен килобайт на инструмент), различия в звучаниях разных синтезаторов из–за разных наборов стандартных инструментов.

FM (Frequency Modulation – частотная модуляция) – синтез при помощи нескольких генеpатоpов сигнала (обычно синусоидального) со взаимной модуляцией. Достоинства метода – отсутствие заранее записанных звуков и памяти для них, большое разнообразие получаемых звучаний, повторяемость тембров на различных картах с совместимыми синтезаторами. Недостатки – очень малое количество «благозвучных» тембров во всем возможном диапазоне звучаний, крайне грубая имитация звучания реальных инструментов.

При использовании в музыке звучаний реальных инструментов для синтеза лучше всего подходит метод WT. Для создания же новых тембров более удобен FM синтез. Почти все FM–синтезаторы совместимы между собой, различные WT–синтезаторы – нет.

3. Блок MPU (MIDI Processing Unit (устройство MIDI–обработки) осуществляет прием/передачу данных по внешнему MIDI– интерфейсу, выведенному на разъем MIDI/Joystick и разъем для дочерних MIDI–карт. Обычно совместим с интерфейсом MPU–401, но чаще всего требуется программная поддержка.

4. Блок микшера осуществляет регулирование уровней, коммутацию

и сведение используемых на карте аналоговых сигналов.

Звуковая карта с некоторыми ограничениями способна превратить ПК в полноценный осциллограф, анализатор спектров, частотомер или генератор импульсов. Обычная звуковая плата ПК способна воспринимать и преобразовывать сигнал сложной формы в пределах звуковой частоты и амплитудой до 2В в цифровую форму со входа LINE–IN или же с микрофона. Возможно и обратное преобразование – на выход LINE–OUT (Speakers). Таким образом, можно работать с любым сигналом до 20 кГц или выше, в зависимости от звуковой платы. Максимальный предел уровня входного напряжения для звуковых карт 0,5–2 в не проблематичен, так как можно изготовить делитель напряжения. Созданы специальные программы, часто совершенно бесплатные, которые с помощью звуковой карты эмулируют электронные измерительные приборы.

Читайте также: