вторник, 21 апреля 2009 г.
вторник, 14 апреля 2009 г.
Виртуальная реальность как современное средство телекоммуникации
Виртуальная реальность как современное средство телекоммуникации
'... изменяя пространство, покидая пространство нашего обычного восприятия, мы начинаем общаться с пространством таким способом, который физически невозможен: Ибо мы изменяем не пространство, а себя.'
Гастон Бахлард. Поэзия пространства. 1964.
Термин “виртуальная реальность” получил сегодня большую популярность. Многие связывают его с персональными компьютерами, играми для них, программным обеспечением. Но далеко не всем известно, что это понятие многозначно, а его гуманитарный и технологический аспекты являются основами наиболее перспективных и стремительно развивающихся направлений современной науки и культуры.
Исторический опыт использования термина “виртуальный” отразился в его современной трактовке. В современной западной культуре латинское virtus понимается в четырех значениях. С одной стороны - это моральная ценность, благо (например, в английском языке virtus - это добродетель), с другой - некая актуально существующая и действующая реальность, с третьей стороны - некий артефакт, с четвертой, “виртуальный” - чаще всего синоним потенциального, мнимого, нереального.
Сам термин “виртуальная реальность” обозначает такую реальность, которая может существовать как в потенциальном, возможном состоянии, так и в актуально существующем, действующем состоянии.
Философский подход, который используется для изучения виртуальных реальностей, получил название “виртуалистика” (разрабатывается в Центре виртуалистики Института человека РАН, директор - доктор психологических наук, профессор Николай Александрович Носов). Это полионтологичный подход, предполагающий множественность реальностей, в отличие от моноонтологичного, который предполагает лишь одну реальность - природную. Он может быть использован для описания и понимания самых различных областей человеческой деятельности, в том числе авторизованного образовательного процесса.
Виртуальная реальность (от лат. virtus — потенциальный, возможный и лат. realis — действительный, существующий) — создаваемый техническими средствами мир и передаваемый человеку через его привычные для восприятия материального мира ощущения: зрение, слух, обоняние и другие. Обычно имеется реалистичная реакция на действия пользователя. Синонимы: искусственная реальность, электронная реальность, компьютерная модель реальности. Близкие по смыслу термины: потенциальная реальность, возможные миры.
Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности должен производиться в реальном времени.
Объекты виртуальной реальности должны вести себя аналогично объектам материальной реальности. Пользователь может иметь возможность воздействовать на объекты виртуальной реальности. В виртуальных мирах создана физика, подобная реальной (гравитация, свойства воды, столкновение с предметами и т. п.), но часто в развлекательных целях пользователи виртуальных миров могут больше, чем возможно в реальной жизни, например летать, создавать любые предметы и т.п.
Современные технологии позволяют имитировать настоящую реальность с помощью различных мультимедийных устройств, задействующих слух, зрение, обоняние и прочие ощущения. Погружение в виртуальную реальность может производиться с помощью совершенно различных устройств, однако наиболее эффективным средством является компоновка проекционных систем, называющаяся комнатой виртуальной реальности (CAVE). На стены такой комнаты в реальном времени проецируется 3D стерео изображение. Кроме того пользователь подобной системой может взаимодействовать с виртуальной средой с помощью различных устройств, отслеживающих движения (Tracking). Таким образом, производиться достаточно сильное погружение в виртуальное окружение.
Также активно используются современные акустические системы. Среди устройств для взаимодействия с виртуальным окружением, существуют такие как перчатки виртуальной реальности, отслеживающие движения руки, и способные передавать тактильные ощущения и даже целые костюмы, позволяющие передавать тактильные ощущения не только рукам, но и другим частям тела.
Системы виртуальной реальности активно используются совершенно в различных отраслях. В науке такие системы позволяют производить различные исследования. В производстве проработать дизайн продукции, а также протестировать ее, симулируя реальные физические законы. Также такие системы активно применяются для создания различных тренажеров (например военных) и даже для проведения виртуальных лабораторных работ.
Реализация виртуальной реальности
Традиционные компьютерные игры
Интерактивные компьютерные игры основаны на взаимодействии игрока с создаваемым ими виртуальным миром. Многие из них основаны на отождествлении игрока с персонажем игры, видимым или подразумеваемым.
Существует устоявшееся мнение что качественная трёхмерная графика обязательна для качественного приближения виртуального мира игры к реальности. Если виртуальный мир игры не отличается графической красотой, схематичен и даже двумерен, погружение пользователя в этот мир может происходить за счет захватывающего игрового процесса (см. поток), характеристики которого индивидуальны для каждого пользователя.
Существует целый класс игр-симуляторов какого-либо рода деятельности. Распространены авиасимуляторы, автосимуляторы, разного рода экономические и спортивные симуляторы, игровой мир которых моделирует важные для данного рода физические и экономические законы, создавая приближенную к реальности модель.
Специально оборудованные тренажеры и определенный вид игровых автоматов к выводу изображения и звука компьютерной игры/симулятора добавляют другие ощущения, такие как наклон мотоцикла или тряска кресла автомобиля. Подобные профессиональные тренажеры с соответствующими реальным средствами управления применяются для обучения пилотов.
Имитация ощущений
Симулятор для авиа-диспетчеров.
Обычно системами «виртуальной реальности» называются устройства, которые более полно по сравнению с обычными компьютерными системами имитируют взаимодействие с виртуальной средой.Имитация тактильных или осязательных ощущений
Имитация тактильных или осязательных ощущений уже нашла свое применение в системах виртуальной реальности. В основном данные системы называются Heptics force feedback устройства. Применяются для решения задач виртуального прототипирования и эргономического проектирования, создания различных тренажеров, медицинских тренажеров, дистанционном управлении роботами, в том числе микро и нано, системах создания виртуальных скульптур.
Изображение
Плоское изображение монитора может обеспечивать небольшой стереоэффект за счет разной скорости движения частей изображения. Полный стереоэффект обеспечивается предоставлением каждому глазу своей картинки. Изображение может формироваться монитором, с цветовым смещением , или с попеременным показыванием каждому глазу своей картинки. Существуют ЖК-мониторы, формирующие объемное изображение за счет разного угла обзора.
Также для погружения в виртуальный мир важен широкий угол обзора и изменение направления взгляда вместе с поворотом головы, так, чтобы оно оставалось перед глазами, что обеспечивает шлем виртуальной реальности в который встроены гироскопы.
На данный момент самыми совершенными системами виртуальной реальности являются проекционные системы, выполненные в компоновке комнаты виртуальной реальности (CAVE). Системы представляют из себя комнату, на все стены которой проецируется 3D стерео изображение. Положение пользователя, повороты его головы отслеживаются трекинговыми системами, что позволяет добиться максимального эффекта погружения. Данные системы активно используются в маркетинговых, военных, научных и др. целях.
Звук
Многоканальная акустическая система, позволяет производить локализацию источника звука(en), что позволяет пользователю орентироваться в виртуальном мире с помощью слуха.
Управление
Несоответствие команд интерфейса пользователя осуществляемым в игре действиям, его сложность могут мешать погружению в мир игры. C целью снять эту проблему компьютерная клавиатура и мышь могут заменяться компьютерным рулём с педалями, целеуказателем в виде пистолета и другими средствами управления, использующимися в мире игры.
Для управления объектами виртуального мира используются как перчатки виртуальной реальности, так и отслеживание перемещений рук, осуществляемое с помощью видеокамер. Последнее обычно реализуется в небольшой зоне и не требует от пользователя дополнительного оборудования.
Перчатки виртуальной реальности могут быть составной частью костюма виртуальной реальности, отслеживающего изменение положения всего тела и передающего также тактильные, температурные и вибрационные ощущения.
Устройство для отслеживания перемещений пользователя может представлять собой свободно вращаемый шар, в который помещают пользователя или осуществляться лишь с помощью подвешенного в воздухе или погружённого в жидкость костюма виртуальной реальности. Также разрабатываются технические средства для моделирования запахов.
Прямое подключение к нервной системе, мозговые интерфейсы
Описанные выше устройства воздействуют на органы чувств человека, но данные могут передаваться и непосредственно нервным окончаниям, и даже напрямую в головной мозг посредством мозговых интерфейсов. Подобная технология применяется в медицине для замены утраченных чувствительных способностей,пока она слишком дорога для повседневного применения и не достигает качества передачи данных, приемлемого для передачи виртуальной реальности.
Дополненная реальность
Родственное искусственной реальности явление есть дополненная реальность — добавление к поступающим из реального мира ощущениям мнимых объектов, обычно вспомогательно-информативного свойства. Известным примером дополнительной реальности может служить нашлемное целеуказание в самолётах-истребителях, таких как Су-27. В западном научном сообществе данное направление получило четкую устоявшуюся терминологию — Augmented Reality (AR).
Философское понятие
Философия абстрагирует идею виртуальной реальности от её технического воплощения; так, виртуальную реальность можно толковать как совокупность моделируемых реальными процессами объектов, содержание и форма которых не совпадает с этими процессами; существование которых подчинено реальности, но рассматривается обособленно от неё. Виртуальные объекты существуют, но не как субстанции реального мира; в то же время эти объекты актуальны, а не потенциальны. «Виртуальность» (мнимость, ложная кажимость) реальности устанавливается по отношению к обуславливающей её «основной» реальности. Виртуальные реальности могут быть вложены друг в друга. При завершении моделирующих процессов, идущих в «основной» реальности, виртуальная реальность пропадает.
В этом свете идеальный внутренний мир человека можно считать виртуальной реальностью, моделируемой электрохимическими процессами взаимодействия нейронов. Психологическими проблемами виртуальной реальности занимается виртуальная психология, предметом которой является система «человек-виртуальная реальность».
Применение технологий виртуальной реальности для обучения и исследований.
Виртуальная реальность - идеальная обучающая среда (см. раздел тренажеры и симуляторы). Восприятие виртуальной модели с высокой степенью достоверности позволяет качественно и быстро готовить специалистов в различных областях: авиация, управление технологическими процессами, медицина, дистанционное управление техническими средствами и т.д.
Образование с использованием виртуальной реальности, позволяет наглядно вести лекции и семинары, проводить тренинги, показывать обучающимся все аспекты реального объекта или процесса, что в целом дает колоссальный эффект, улучшает качество и скорость образовательных процессов, и уменьшая их стоимость.
Технологии виртуальной реальности позволяют в полной мере использовать принцип, что человек получает 80% информации из окружающего мира с помощью зрения, при этом люди запоминают 20 % того, что они видят, 40 % того, что они видят и слышат и 70 % того, что они видят, слышат и делают.
Компоновка систем виртуальной реальности совместно с различными элементами тренажерных технологий (кресла на гидроприводах, платформы, системы управления с обратной связью, трекинг и пр.) позволяет создавать тренажеры и аттракционы с большим коэффициентом адекватности (погружения). Например использование стерео визуализации чрезвычайно необходимо для тренировки летчиков, т.к. при дозаправке в воздухе или посадке необходимо ощущение перспективы и дистранции.
Восприятие глубины и трехмерности информации критически важно для дистанционного управления аппаратами - батискафами, различными роботами и беспилотными летательными аппаратами и т.д.
Огромным направлением технологий виртуальной реальности в науке, является визуализация сложных и разрозненных данных в единую, наглядную модель исследуемого объекта или процесса, которая позволяет экспертам в полной мере использовать свою интуицию и зрительную память при различных исследованиях, например в биологии, науках о жизни, исторических реконструкциях ( см. раздел виртуальное наследие).
Современная медицина (см. раздел медицина) не мыслима без визуализации исследований внутренних органов человека (томография, УЗИ, ренген и т.д. При создании новых лекарств, получив в свое распоряжение трехмерную компьютерную модель тех или иных молекул и имея возможность управлять их движением, экспериментатор может добиваеться совмещения моделей (когда «выпуклости» одной точно соответствуют «впадинам» другой); в это время и происходит так называемая стыковка, которая имитирует реальные процессы при взаимодействии реальных биологических молекул. «Присутствуя» при этих процессах, ученые могут понять, как реальные молекулы связываются между собой посредством соединения определенных рецепторных участков, и объяснить, например, как вирус проникает в клетку. Это позволяет, в свою очередь, попытаться синтезировать вещества, блокирующие активность вируса.
В целом, возможности технологий виртуальной реальности для обучения и исследований имеют чрезвычайно высокий потенциал применения.
Концепция использования технологий виртуальной реальности для обучения и науки в полной мере реализованна в программно-аппаратном комплексе VE 3D interactive education center.
Виртуальная реальность сегодня настоятельно требует пристального внимания эстетиков, психологов, социологов, математиков-программистов, искусствоведов, философов, культурологов, богословов. Гл. вопросы, возникающие перед исследователями: Что за реальность открывается человеку, проникающему за экран компьютерного монитора?
Может показаться, что развитие виртуальной реальности не имеет предела (во всяком случае, технического). Единственная, но главная проблема, налагающая существенные и принципиальные ограничения на развитие виртуальной реальности основанных на ней арт-практик и нового эстетического опыта, заключается в реальных возможностях человеческой психики, допустимых пределах ее функционирования в практически безграничной квазиреальности электронного виртуального мира. Есть основания предполагать, что эти возможности далеко не беспредельны и не безопасны для человека, в частности для сохранения им своей личности, своей аутентичности.
вторник, 31 марта 2009 г.
История развития телевидения
История развития телевидения
Мысль о видении на расстоянии возникла у человечества еще в глубокой древности. Примером тому могут служить кипящие чаны жрецов и магов, хрустальные шары колдунов и предсказателей, волшебная тарелка с вращающимся яблоком и многие другие сказочно-мифические изобретения. Упоминания о передачи изображения и звука на расстоянии можно встретить в легендах, мифах, преданиях и сказках у самых различных народов мира. Однако, свое воплощение в реальность подобные представления получили лишь спустя множество лет, когда уровень научно-технического прогресса достиг необходимо высокого уровня.
Первые телевизоры, пригодные для массового производства появились в конце 30-х годов прошлого столетия. Однако этому предшествовало несколько десятилетий упорных исследований и множества гениальных открытий.
С чего все начиналось
Впервые влияние света на электричество (это явление называется фотоэффект – вырывание электронов из вещества, при воздействии на него светом) обнаружил немецкий физик Генрих Герц в 1887 году. Он подробно описал свои наблюдения, но объяснить это явление так и не сумел. В феврале 1888, русский ученый Александр Столетов провел опыт наглядно демонстрирующий влияние света на электричество. Столетову удалось выявить несколько закономерностей этого явления. Им же был и разработан прообраз современных фотоэлементов, так называемый «электрический глаз». Позднее, подобными исследованиями занималось и множество других великих ученых, в том числе Ф. Ленард, Дж. Томпсон, О. Ричардсон, К. Комптон, Р. Милликен, Ф. Иоффе, П. Лукирский и С. Прилежаев. Но полностью объяснить природу фотоэффекта смог лишь Альберт Эйнштейн в 1905 году.
Параллельно этим исследованиям происходило и множество других, сыгравших в итоге не менее важную роль в истории создания телевизоров. К примеру в 1879 году английским физиком Уильямом Круксом были открыты вещества способные светится при воздействии на них катодными лучами – люминофоры. Позднее было установлено, что яркость свечения люминофоров напрямую зависит от силы их облучения. В 1887 году первую версию катодо-лучевой трубки (кинескопа) представляет немецкий физик Карл Браун.
К концу 19-века сама идея телевидения не кажется уже чем-то абсурдным и фантастическим. Никто из ученых уже не сомневается в возможности передачи изображений на расстояния. Один за другим выдвигаются проекты телевизионных систем, по большей части неосуществимые с точки зрения физики. Главные же принципы работы телевидения были созданы французским ученым Морисом Лебланом. Независимо от него, подобные труды создает и американский ученый Е. Сойер. Они описали принцип, согласно которому для передачи изображения требуется его быстрое покадровое сканирование, с дальнейшим превращением его в электрический сигнал. Ну а так как радио тогда уже существовало и успешно использовалось, то вопрос с передачей электрического сигнала решился сам собой.
В 1907 году Борису Розингу удалось теоретически обосновать возможность получения изображения посредством электронно-лучевой трубки, разработанной ранее немецким физиком К. Брауном. Розингу так же удалось осуществить это на практике. И хотя удалось получить изображение в виде одной единственной неподвижной точки, это был огромный шаг вперед. В целом, в деле развития электронных телевизионных систем, Розинг сыграл огромную роль.
В 1933 году, в США, русский эмигрант Владимир Зворыкин продемонстрировал иконоскоп – передающую электронную трубку. Принято считать, что именно В. Зворыкин является отцом электронного телевидения.
Приблизительно в то же время, независимо от Зворыкина, передающую трубку создает и советский ученый С. Катаев.
Параллельно этим исследованиям происходило и множество других, сыгравших в итоге не менее важную роль в истории создания телевизоров. К примеру в 1879 году английским физиком Уильямом Круксом были открыты вещества способные светится при воздействии на них катодными лучами – люминофоры. Позднее было установлено, что яркость свечения люминофоров напрямую зависит от силы их облучения. В 1887 году первую версию катодо-лучевой трубки (кинескопа) представляет немецкий физик Карл Браун.
| |
В 1907 году Борису Розингу удалось теоретически обосновать возможность получения изображения посредством электронно-лучевой трубки, разработанной ранее немецким физиком К. Брауном. Розингу так же удалось осуществить это на практике. И хотя удалось получить изображение в виде одной единственной неподвижной точки, это был огромный шаг вперед. В целом, в деле развития электронных телевизионных систем, Розинг сыграл огромную роль.
В 1933 году, в США, русский эмигрант Владимир Зворыкин продемонстрировал иконоскоп – передающую электронную трубку. Принято считать, что именно В. Зворыкин является отцом электронного телевидения.
Приблизительно в то же время, независимо от Зворыкина, передающую трубку создает и советский ученый С. Катаев.
Механические телевизоры. Диск Нипкова
Первое устройство механического сканирования разработал в 1884 году немецкий инженер Пауль Нипков. Это устройство лишний раз подтвердило справедливость высказывания относительно простоты всего гениального. Его устройство являло собой вращающийся непрозрачный диск, диаметром до 50 см, с нанесенными по спирали Архимеда отверстиями – так называемый диск Нипкова (иногда в литературе приспособление Нипкова называют «электрическим телескопом»). Таким образом происходило сканирование изображения световым лучем, с последующей передачей сигнала на специальный преобразователь. Для сканирования же хватало одного (!) фотоэлемента. Количество же отверстий иногда доходило до 200 (обычно же от 30 до 100). В телевизоре процесс повторялся в обратном порядке - для получения изображения опять таки использовался вращающийся диск с отверстиями, за которым находилась неоновая лампа. При помощи столь нехитрой системы и проецировалось изображение. Так же построчно, но с достаточной скоростью, для того чтобы человеческий глаз видел уже целую картинку. Таким образом, первыми начали создаваться именно проекционные телевизоры. Качество картинки оставляло желать лучшего – лишь силуэты, да игра теней, но тем не менее, различить что именно показывают было возможно. Диск Нипкова был основным компонентов практически всех механических систем телевизоров, до их полного вымирания как вида.
Телевидение уходит в массы
В 1925 году шведскому инженеру Джону Бэрду удалось впервые добиться передачи распознаваемых чел
овеческих лиц. Опять таки с использованием диска Нипкова. Несколько позже, им же была разработана и первая телесистема, способная передавать движущиеся изображения.
Первый же электронный телевизор, пригодный для практического применения был разработан в американской научно-исследовательской лаборатории RCA, возглавляемой Зворыкиным, в конце 1936 года. Несколько позже, в 1939 году, RCA представила и первый телевизор, разработанный специально для массового производства. Эта модель получила название RCS TT-5. Она представляла из себя массивный деревянный ящик, оснащенный экраном с диагональю в 5 дюймов.
Первое время развитие телевидения шло в двух направлениях – электронном и механическом (иногда механическое телевидение называют еще и «малострочным телевидением»). Причем развитие механических систем происходило практически до конца 40-х годов 20-го века, прежде чем было полностью вытеснено электронными устройствами. На территории СССР, механические телесистемы продержались несколько дольше.
У нас
Параллельно разработка телевизоров происходила и на территории Советского Союза. Первая опытный сеанс телевещания состоялся 29 апреля 1931 года. С 1 октября того же года телепередачи стали регулярными. Так как телевизоров еще не у кого не было, проводились коллективные просмотры, с специально отведенных для этого местах. Многие советские радиолюбители начинают собирать механические модели телевизоров своими руками (немного подробнее об этом можно узнать в статье «Самодельный телевизор»).
В 1932 году, при разработке плана на вторую пятилетку, телевидению было уделено много внимания. 15 ноября 1934 года впервые состоялась трансляция телевизионной передачи со звуком. Довольно длительное время существовал лишь один канал – Первый канал. На время Великой Отечественной Войны транслирование было прервано, и восстановлено лишь после ее окончания. А в 1960 году появился и Второй канал.
Первый советский телевизор выпущенный промышленностью назывался Б-2. Эта механическая модель появилась в апреле 32 года. Первый же электронный телевизор был создан гораздо позже - в 1949 году. Это был легендарный КВН 49. Телевизор был оснащен столь маленьким экраном, что для более-менее комфортного просмотра перед ним устанавливалась специальная линза, которую нужно было наполнять дистиллированной водой. В дальнейшем появилось и множество других, более совершенных моделей. Впрочем, качество сборки и надежность советских телевизоров (даже самых поздних моделей) были настолько низкими, что стали притчей во языцех. Производство же цветных телевизоров, в СССР началось лишь в средине 1967 года.
Цветное телевидение
Хотя систему цветного телевидения разработал еще Зворыкин в 1928 году, лишь к 1950 году стало возможна ее реализация. Да и то лишь в качестве эксперементальных разработок. Прошло много лет, прежде чем эта технология стала общедоступной повсеместно.
Первый, пригодный к продаже цветной телевизор создала в 1954 году все та же RCA. Эта модель была оснащена 15 дюймовым экраном. Несколько позже были разработаны модели с диагоналями 19 и 21 дюйм. Стоили такие системы дороже тысячи долларов США, а следовательно, были доступны далеко не всем. Впрочем, при желании, была возможность приобрести эту технику в кредит. Из-за сложностей с повсеместной организацией цветного телевещания, цветные модели телевизоров не могли быстро вытеснить черно-белые, и долгое время оба типа производились параллельно. Единые стандарты (PAL и SECAM) появились и начали внедрятся в 1967 году.
Развитие телевидения
Стремительное развитие телевидения во второй половине 20-го века привело к тому, что уже выросло несколько поколений, не представляющих себе жизни без телевизора. Качество вещания значительно возросло и стало цифровым. Сами телевизоры уже перестали восприниматься как «ящики», ибо появились плоские LCD и плазменные модели. Размеры экрана перестали измеряться парой десятков сантиметров. Телевидение стало нормой.
В начале радиолампы были вытеснены полупроводниками – первый телевизор на основе полупроводников был разработан в 1960 году фирмой Sony. В дальнейшем появились модели на основе микросхем. Теперь же существуют системы, когда вся электронная начинка телевизора заключена в одну единственную микросхему.
Но рассказывая про историю телевидения, нельзя не упомянуть и еще одно относительно простое, но очень важно изобретение. Первый пульт дистанционного управления был создан в 1950 году. Этот пульт подключался к телевизору посредством длинного провода. Несколькими годами позже Роберт Адлер предложил использовать для этой цели ультразвук. Предпринималось также попытки использования луча видимого света. Но в итоге остановились на инфракрасном излучении, которое и используется до сих пор.
Используемые интернет-ресурсы:
- http://www.rustrana.ru/article.php?nid=509
- http://www.podberi.tv/review/458
- http://www.mostv.su/istoria_tv.htm
- http://www.qrz.ru/articles/article75.html
вторник, 24 марта 2009 г.
вторник, 17 марта 2009 г.
Аудио и видео форматы
Аудио и видео форматы
Проблема "упаковки" видеопрограмм сопровождала все этапы развития цифровых систем передачи данных. Пропускная способность коммуникационных сетей, емкость цифровых носителей всегда отставали от желания, как самих вещателей, так и потребителей
Создание стандартов видео и аудио информации.
В 1998 г. группа специалистов международной организации по стандартизации (ISO) приступила к разработке международных стандартов кодирования и сжатия видео- и аудиоинформации.
В основу правил сжатия видеоданных была заложена идея поиска и устранения избыточной информации, не влияющей на конечное восприятие качества изображения. В первую очередь, был учтен "человеческий фактор" - психофизиологическая модель восприятия человеком видеоизображений (HVS - Human Visual Sense); в частности, тот факт, что градации яркости воспринимаются зрительным аппаратом человека значительно тоньше, чем градации цвета. Это означает, что цветовую информацию можно "загрубить" по сравнению с яркостной, при этом в субъективном восприятии качество изображения не ухудшится. То есть первоочередным направлением в построении алгоритмов всех стандартов MPEG становится отыскание и устранение информации, избыточной с точки зрения субъективного восприятия.
AA - закрытый формат для хранения аудиоданных, предложенный одноимённой компанией. Применяется, в основном, для записи аудиокниг, которые продаются через интернет-магазины Audible.com, iTunes Store.
При прослушивании данных файлов есть возможность изменять скорость их воспроизведения, то есть земедлять или ускорять процесс прослушивания этих файлов.
Есть возможность оставлять закладки при прослушивании файлов.
Формат имеет средства защиты при доставке звуковых записей человеческой речи через сеть Интернет.
Недостатки
Преимущества:
Закрытость формата
Меньшая распространённость по сравнению в форматом .mp3
Dolby Digital (AC3) - система пространственного звуковоспроизведения, разработанная фирмой «Dolby Laboratories, Inc.» («Dolby Labs»), руководимой Реем Долби, пионером аудио- и видеопромышленности.
Современные системы Dolby Digital предоставляют шесть каналов объёмного цифрового звука. Левый, центральный и правый фронтальные каналы позволяют точно определить позицию источника звука на экране. Отдельные «разделённые» левый и правый задние боковые каналы усиливают ощущение присутствия, создавая объём. А дополнительный низкочастотный канал добавляет накал действию на экране.
В киноиндустрии звуковая дорожка Dolby Digital кодируется оптически прямо на киноленту в промежутках между перфорационными отверстиями. Размещение цифровой звуковой дорожки на том же носителе что и фильм позволяет ей сосуществовать вместе с аналоговой дорожкой без привлечения дополнительных носителей данных.
AAC - собственнический (патентованный) формат аудиофайла с меньшей потерей качества при кодировании, чем MP3 при одинаковых размерах. Формат также позволяет сжимать без потери качества исходника (профиль ALAC AAC).
Также AAC — это широкополосный алгоритм кодирования аудио, который использует два основных принципа кодирования для сильного уменьшения количества данных, требуемых для передачи высококачественного цифрового аудио. Данный формат является наиболее качественным сжатием с потерями, который поддерживает большинство современного оборудования, в том числе портативного.
На 2008 год распространён несколько меньше, чем MP3 и другие альтернативные решения.
AAC (Advanced Audio Coding) изначально создавался как преемник MP3 с улучшенным качеством кодирования. Формат AAC, официально известный как ISO/IEC 13818-7, вышел в свет в 1997 как новая, седьмая, часть семьи MPEG-2. Существует также формат AAC, известный как MPEG-4 Часть 3.
DTS - формат звука, созданный Digital Theater System, конкурирующий, но схожий с Dolby Digital. Формат DTS использует меньший уровень сжатия, чем Dolby, так что теоретически он звучит лучше, что доказывают на практике диски, на которых записаны дорожки и в DD, и в DTS. Формат DTS Stereo практически идентичен Dolby Surround. DTS поддерживает как 5.1-канальный, так и 7.1-канальный варианты звука. Также называется DTS Surround Sound.
DTS в домашних театрах допускает полный битрейт full bitrate (1,536 kbit/s) при этом эксперты отмечают большую прозрачность и естественность звука, чем у AC-3 (Dolby Digital).
DTS — алгоритм кодирования, изначально предназначенный исключительно для многоканального звука в формате 5.1. В отличие от Dolby Digital, где в потоке некоторые каналы могут отсутствовать вообще, в потоке DTS место для всех шести каналов всегда зарезервировано, и, при отсутствии реальной информации в них, это место просто пропадает. То есть при одинаковом битрейте в DTS запись 4.0 будет того же объема, как и 5.1.
FLAC (англ. Free Lossless Audio Codec — свободный аудио-кодек без потерь) — популярный свободный кодек для сжатия аудио. В отличие от кодеков с потерями Ogg Vorbis, MP3 и AAC, не удаляет никакой информации из аудиопотока и подходит как для прослушивания музыки на высокачественной звуковоспроизводящей аппаратуре, так и для архивирования аудиоколлекции. На сегодня формат FLAC поддерживается многими аудиоприложениями.
MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов) — стандарт на аппаратуру и программное обеспечение, позволяющее воспроизводить (и записывать) музыку путем выполнения/записи специальных команд, а также формат файлов, содержащих такие команды. Воспроизводящее устройство или программа называется синтезатором (секвенсором) MIDI и фактически является автоматическим музыкальным инструментом.
MOD - формат файлов, разработанный для создания, хранения и воспроизведения музыкальных композиций на ПК Amiga. Своё название получил от того, что стал первым форматом, хранящим свои фрагменты (например, сэмплы) в других файлах (принцип модульности). Файлы этого формата имеют, как правило, расширение «.mod». Расхожее мнение о том, что на Amiga файлы имеют расширение «mod.» в начале имени, в корне не верно. В среде композиторов на Amiga существует такая традиция, но дело в том, что в AmigaOS расширения файлов абсолютно не используются, поэтому как раз на Amiga расширения (любого) может и не быть вовсе.
MP1 - один из трёх форматов сжатия звука, определённых в стандарте MPEG-1 [1]. Хотя MP1 поддерживается большинством современных медиаплееров, этот формат считается устаревшим. Вместо него в основном используются форматы MP2 и MP3.
Для обозначения файлов, в которых содержится только аудиоинформация формата MP1, используется расширение .mp1.
Технология сжатия MP1 использует сравнительно простую схему полосного кодирования с 32 поддиапазонами.
MP3 - ретий формат кодирования звуковой дорожки MPEG) — лицензируемый формат файла для хранения аудио-информации.
На данный момент MP3 является самым известным и популярным из распространённых форматов цифрового кодирования звуковой информации с потерями. Он широко используется в файлообменных сетях для оценочной передачи музыкальных произведений. Формат может проигрываться практически в любой популярной операционной системе, на практически любом портативном аудио-плеере, а также поддерживается всеми современными моделями музыкальных центров и DVD-плееров.
Ogg Vorbis - свободный формат сжатия звука с потерями, официально появившийся летом 2002 года. Психоакустическая модель, используемая в Vorbis, по принципам действия близка к MPEG Audio Layer III и подобным, однако математическая обработка и практическая реализация этой модели существенно отличаются, что позволило авторам объявить свой формат совершенно независимым от всех предшественников.
- TTA - это свободный и бесплатный, аудио кодек, осуществляющий сжатие аудиофайлов без потерь, способный работать в режиме реального времени. Кодек основан на адаптивных предсказывающих фильтрах и обладает такими же или лучшими характеристиками, как и большинство современных кодер/декодеров без потерь.
VQF - формат записи звука, основывается на технологии TwinVQ (Transform-domain Weighted Interleave Vector Quanization — векторное квантование с трансформными доменами и взвешенным чередованием), разработанной в Японии в лаборатории NTT Human Interface Labolatories
VQF-файлы примерно на 30-35 % меньше, чем MP3, при одинаковом качестве звука. Потоку 128 Кбит/с у файлов MP3 соответствует поток 80 Кбит/с у файлов VQF. У этих достоинств есть и обратная сторона. При декодировании загрузка процессора также на 30 % выше, чем при декодировании MP3. Это определяет повышенные требования к компьютеру, на котором планируется проигрывать такие файлы.
WAV - формат записи (стерео- или моно-) звука без сжатия. Так всего одна минута стереозаписи звука сделанная с CD-качеством (частота дискретизации 44,1 КГц) содержит 60 с х 44100Гц х 2 канала = 5 292 000 отсчетов. На каждый отсчет может приходиться 8 или 16 бит. Таким образом, в варианте 8 бит на отсчет, одна минута звука займет в памяти 42 336 000 бит = 5 292 000 байт (около 5 Мб).
Аудиоформаты без потерь
Несжатые
Сжатые
FLAC (свободный кодек из проекта Ogg) (.flac)
Lossless Audio (.la)
Lossless Predictive Audio Compression LPAC (.pac)
Apple Lossless (.m4a)
Monkey’s Audio (.ape)
Shorten (.shn)
TTA True Audio, свободный кодек
TAK (T)om's lossless (A)udio (K)ompressor (.tak)
WavPack (.wv)
Windows Media Audio 9 Lossless (.wma)
ADX Формат звука с максимальным битрейтом в 1 Гбит\с
Аудиоформаты с потерями
Speex (Проект Ogg, сжатие голоса, низкий битрейт)
Vorbis (Проект Ogg, свободен и похож по принципам на MP3)
AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) — Advanced Audio Coding (часто в контейнере MPEG-4)
Musepack — Musepack (MPC)
RealAudio (RA, RM)
OTS Audio File (похож на MP3)
SWA — Macromedia Shockwave Audio (сжатие как в MP3 с дополнительными заголовками для Macromedia Director )
|
вторник, 10 марта 2009 г.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)