Данные аудио и видео

В сравпепии с традиционным Web-содержанием, приложения для доставки мультимедийных потоков характеризуются сложными взаимодействиями между потоками и внутри потоков. Например, поток видео состоит из последовательности изображений, или кадров, каждый из которых, в свою очередь, состоит из набора пикселов, как описано в таблице 12.1. Каждый пиксел, или элемент изображения, соответствует небольшой прямоугольной области изображения. Размер изображения выражается в числе пикселов по каждому измерению. Изображение 640×480 имеет ширину в 640 пикселов и высоту в 480 пикселов. Цвет или яркость каждого пиксела представляется числом. Например, реалистичное цветовоспроизведение использует минимум 24 бита для каждого пиксела. Интенсивность каждого из основных цветов: красного, синего и зеленого, которая воспринимаются человеческим глазом, представляется восемью битами. Представление каждого пиксела в изображении требует большого объема данных — для изображения 640×480 с 24 битами на пиксел потребуется более 7 мегабайтов (т.е. 640x480x24). К счастью, возможно сжатие изображений путем устранения избыточности, например, больших областей, закрашенных одним цветом. Форматы изображений, использующие сжатие, такие как GIF или JPEG, весьма распространены в Web.

Таблица 12.1. Иерархия мультимедийного содержания

Каждый кадр в видеопотоке соответствует неподвижному изображению, «выхваченному» в определенный момент времени. Аудиопоток состоит из последовательности звуков (сэмплов). Мультимедийный поток перед отображением у получателя проходит через следующие стадии:

•          Ввод и преобразование в цифровую форму. Поток аудио или видео должен быть введеп с аналогового устройства, такого как микрофоп или видеокамера, и преобразовап в цифровую форму.

•          Кодирование. Кодировщик преобразует исходные цифровые данные в определенный аудио- или видеоформат. Кадры могут кодироваться но мере ввода, не ожидая, пока будет введеп весь поток.

•          Хранение. Сервер может сохранять закодированный поток для дальнейшей передачи.

•          Доставка. Поток передается одному или нескольким получателям. «Живой» поток может передаваться по мере ввода и кодирования, тогда как сервером передается записанный ранее поток.

•          Декодирование. Получатель декодирует и отображает данные по мере их получения. Возможен и альтернативный вариапт — получатель сохраняет весь поток до начала его воспроизведепия.

Получатель воспроизводит сэмплы или кадры способом, не допускающим образования паузы между пими. Чтобы отобразить поток видео с частотой 30 кадров в секунду, медианлейер должен показывать новый кадр каждую 1/30 секунды. Видеопотоки Обычно состоят из большого объема данных. Для отображения тридцати изображений 640×480 в секупду потребуется скорость передачи 210 Мбит/с. Подобно изображениям и текстовым данным, мультимедийные потоки допускают сжатие. Фактически аудио- и видеоданные дают дополнительную возможность для сжатия — использование избыточной повторяемости в последовательности сэмплов или кадров. Некоторые схемы видеокомпрессии генерируют кадры небольшого объема, которые представляют собой различия между последовательными изображениями. Схемы видеокомпрессии также могут использовать регулярность видео- объектов от одного кадра к другому. Эффективные технологии сжатия могут уменьшить размер видеопотока в 25 или даже в 100 раз. К используемым в Web видеоформатам относятся RealVideo, AVI (Audio Video Interleave), QuickTime и MPEG (Moving Pictures Expert Group) [AS98J. Широко используются аудиоформа- ты RealAudio, AU (Audio), WAV (Waveform Audio) и MP3 (MPEG Audio Layer 3).

Кодирование потоков аудио и видео характеризуется принципиальным компромиссом между объемом данных и качеством их воспроизведепия у пользователя. Подобного компромисса пет при передаче традиционного текстового содержания. Видеопотоки, доступные в Web, Обычно характеризуются потерей качества во многих отношениях, а именно:

•          Низкая частота кадров. Видеопоток с низкой частотой кадров воспринимается как прерывистая последовательность статических изображений. Частота кадров меньше 24 или 30 кадров в секунду плохо воспринимается глазами. Тем не менее, многие мультимедийные потоковые приложения используют более низкую частоту кадров в пределах от 10 до 15 кадров в секунду.

•          Малые размеры кадра. Большинство видеопотоков, доступных в Web, имеют небольшие размеры кадра, Обычно несколько дюймов в высоту и в ширину.

•          Низкое разрешение. Отдельные кадры могут иметь низкое качество из-за излишней зернистости изображения или вследствие избыточной компрессии данных.

Потеря качества ведет к уменьшению объема данных в видеонотоке. Схожие методы сжатия могут быть применены и к аудиоданным. На практике, Однако, люди более восприимчивы к потере качества аудиоинформации. Аудиопотоки требуют гораздо мепьшей скорости передачи данных, чем видеопотоки, что делает не столь важной проблему снижения качества при уменьшении объема передаваемых данных.

Мпогие мультимедийные приложения работают не с одним потоком, а с несколькими. Например, один мультимедийный сеанс может состоять из потока аудио и потока видео. Хотя два потока могут использовать различные методы кодирования и сжатия, они связаны между собой во времени. Воспроизведение потоков аудио и видео должно быть скоординированным, чтобы сохранить временные свойства, присущие источнику. Медиаплейер должен воспроизводить каждый поток с соответствующей скоростыо, а звук и изображения должны быть синхронизированы друг с другом. Наконец, мультимедийная презентация может состоять из множества сеансов во времени, использующих различные участки экрана. Допустим, университетский профессор читает лекцию удаленной аудитории через Internet. Презентация может включать видеоизображение и речь лектора, изображение текущего поясняемого материала и видеоизображение аудитории, находящейся в другом месте.

Источник: Web-протоколы. Теория и практика. — M.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2002 г. – 592 c.: ил.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100