ΠΟΛΥΜΕΣΑ Εβδομάδα 5η: 2& 9 Δεκεμβρίου Δρ. Σιασιάκος Κωνσταντίνος ΑΤΕΙ-Χαλκίδας Σχολή Διοίκησης και Οικονομίας Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων
Βιβλιογραφία 1. HTML Μαθήματα από το απλό στο σύνθετο. Δρ. Συμεών Ρετάλης, Γιώργος Τσέλιος. Εκδόσεις Καστανιώτη. 2. Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων. Raghu Ramakrishnan, Johannes Gehrke. Δεύτερη Έκδοση. Εκδόσεις Τσιόλα. 3. Εισαγωγή στην επικοινωνία ανθρώπου υπολογιστή. Ν. Αβούρης. Εκδόσεις Δίαυλος. 4. Τεχνολογία Πολυμέσων. Θεωρία και Πράξη. Σ.Ν. Δημητριάδης, Α.Σ. Πομπόρτσης, Ε.Γ. Τριανταφύλλου. Εκδόσεις Τσιόλα. 5. Μάθετετο Internet και Web. Ned Snell, Bob Temple, T. M. Clark. Εκδόσεις Γκιούρδας. 6. Internet 6 se 1. Joe Kraynak & Joe Habraken. Εκδόσεις Β. Γκιούρδας. Σελίδα 1
Δομή Παρουσίασης Ορισμός Πολυμέσων Κατηγορίες Μέσων Σελίδα 2
ΤιείναιΠολυμέσα (Multimedia); Υπάρχει πληθώρα ορισμών, ανάλογα με το "πρίσμα" μέσα από το οποίο τα βλέπει κάποιος (υπεύθυνος ανάπτυξης συστήματος, ερευνητής, τελικός χρήστης, κλπ.) transmission that combines media of communication (text, graphics, sound etc.) [Webster Dict.] human-computer interaction involving text, graphics, voice and video [Online Dict. of Computing] multimedia is just a fancy name for something that combines the capabilities of technologies that used to be separate; multimedia simply mixes into the PC the functions of these components, combining elements like text, graphics, sound and still or motion pictures in a smooth way to present training or information [Wang, 1994] Μια διαδραστική (interactive) παρουσίαση μέσω του Η/Υ που περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο από τα παρακάτω στοιχεία: κείμενο, ήχο, σταθερά γραφικά (εικόνες), κινούμενα γραφικά, και βίντεο. [R. Tannenbaum, Theoretical Foundations of Multimedia, Computer Science Press, New York, 1998] Σελίδα 3
Μέσα (Media) Όλοι πάντως συμφωνούν ότι ουσιαστικά ασχολούνται με την επεξεργασία ή/και χρήση δεδομένων πολυμέσων (multimedia data) χρήση δεδομένων πολυμέσων για μια παρουσίαση επεξεργασία δεδομένων πολυμέσων από ένα σταθμό εργασίας αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων πολυμέσων σε μια σχετική βάση δεδομένων μεταφορά δεδομένων πολυμέσων σε ένα σχετικό δίκτυο Δεδομένα Πολυμέσων (Multimedia Data) Μέσα (Media) Μέσα (Media) είναι ιδιαίτερεςκαι ανεξάρτητεςμονάδεςπληροφοριών που βασίζονται σε ένα από τα βασικά μοντέλα επικοινωνίας (κείμενο, εικόνες, ήχος, βίντεο) φυσικά και ψηφιακά μέσα μετασχηματισμοί μέσων ταπολυμέσασυχνάλέγονταικαισυνεχήμέσα (continuous media) λόγωτου χρονικού παράγοντα Σελίδα 4
ΚατηγορίεςΜέσων - Ι Μέσο αντίληψης (perception medium):? Πως αντιλαμβανόμαστε τις πληροφορίες στο περιβάλλον του Η/Υ; Βλέποντας μέσα (media) όπως κείμενο, εικόνα και βίντεο, και ακούγοντας μέσα όπως ηομιλία και ημουσική Μέσο αναπαράστασης (representation medium):? Πως αναπαρίσταται κάποιο μέσο στον Η/Υ; Μέσω διαφόρων προτύπων μορφών (formats), π.χ. - ASCII για κείμενο - JPEG, GIF για γραφικά - AVI για βίντεο, κλπ. Μέσο παρουσίασης (presentation medium):? Μέσω ποιού μέσου παρουσιάζεται ηπληροφορία από τον Η/Υή εισάγεται σε αυτόν; Με τα μέσα (media) εξόδου (π.χ. οθόνη, χαρτί, ηχεία) και εισόδου (π.χ. πληκτρολόγιο, κάμερα, μικρόφωνο) Σελίδα 5
ΚατηγορίεςΜέσων - ΙΙ Μέσο αποθήκευσης (storage medium):? Που θα αποθηκεύονται οι πληροφορίες; Συνήθως σε δισκέτες, σκληρούς δίσκους, και CD-ROMs Μέσο μετάδοσης (transmission medium):? Πως μεταδίδεται ηπληροφορία; Μέσω δικτύων διαφόρων τεχνολογιών - wire/cable transmission - wireless transmission Μέσο ανταλλαγής πληροφοριών (information exchange medium):? Μέσω ποιού φορέα μεταδίδεται ηπληροφορία από το ένα μέρος στο άλλο; Μέσω ενδιάμεσων αποθηκευτικών μέσων (media), μέσω δικτύων (direct transmission), ή μέσω συνδυασμένης χρήσης μέσων αποθήκευσης και μετάδοσης (π.χ. e-mail system) Σελίδα 6
ΔιαχωρισμόςΜέσων Δύο βασικοί τύποι ήκαλύτερα, δύο βασικές διαστάσεις αναπαράστασης: χρονική ανεξαρτησία και "διακριτή" φύση κείμενο γραφικά χρονική εξάρτηση και "συνεχής" φύση ήχος βίντεο Σελίδα 7
Υπερκείμενο (Hypertext) Ορισμοί: A body of written or pictorial material interconnected in such a complex way that it could not conveniently be presented or represented on paper. It may contain summaries or maps of its contents and their interrelationships; it may contain annotations, additions and footnotes from scholars who have examined it [Nelson, 1965] - Κείμενο που μπορεί να διαβαστεί από τον Η/Υκαι δεν είναι οργανωμένο με κάποια συγκεκριμένη σειρά, αλλά με τρόπο ώστε σχετικά θέματα να είναι συνδεδεμένα. - Συλλογή εγγράφων (nodes) με "συνδέσμους" (links) οι οποίοι, μέσω ενός διαδραστικού προγράμματος (browser), επιτρέπουν στον αναγνώστη να μετακινείται εύκολα από το ένα έγγραφο στο άλλο. Σελίδα 8
Υπερμέσα (Hypermedia) Ορισμοί: a multimedia system in which related items of information are connected and can be presented together [Webster Dict.] αn extension of hypertext to include graphics, sound, video and other kinds of data [On-line Dict. of Computing] - Ένα σύστημα υπερκειμένου που χρησιμοποιεί δύο ήπαραπάνω μέσα μαζί και ένα σύνολο διαδραστικών εργαλείων που τα συνδέει με κάποιο λογικό τρόπο - Τα υπερμέσα δεν πρέπει να συγχέονται με τα πολυμέσα - Το "υπερ" (hyper) δηλώνει σύνδεση (linking) Σελίδα 9
ΒασικέςΙδιότητεςΠολυμέσων Για να χαρακτηριστεί ένα σύστημα ως σύστημα πολυμέσων, πρέπει να αναλυθεί ποιοτικά και όχι ποσοτικά. Πρέπει να δούμε το είδος των μέσων που χρησιμοποιούνται και όχι τον αριθμό τους Οι επιμέρους ιδιότητες ενός συστήματος πολυμέσων είναι: Συνδυασμός μέσων Μιλώντας αυστηρά, δεν όλοι οι συνδυασμοί μέσων ικανοί για να χαρακτηρίσουν ένα σύστημα ως σύστημα πολυμέσων Εμπειρικός κανόνας: Θα πρέπει να γίνεται χρήση τουλάχιστον ενός "συνεχούς" κι ενός "διακριτού" μέσου Βαθμός εξάρτησης των εμπλεκόμενων μέσων Θα πρέπει να υπάρχει στοιχειώδης ανεξαρτησία (ωστόσο, υπάρχουν διαφορετικοί βαθμοί ανεξαρτησίας, ανάλογα με την περίπτωση) Βαθμός συνένωσης των εμπλεκόμενων μέσων Παράδειγμα (καλό): ότανκανείςαλλάζειταπεριεχόμεναμιαςγραμμήςενόςπίνακα, να αλλάζει αυτόματα κάποιο κείμενο καθώς και ησκηνή που παίζεται στο βίντεο Εμπειρικός κανόνας: Ό,τι παρουσιάζεται με κείμενο και γραφικά σε ένα συμβατικό σύστημα, να μπορεί να παρουσιάζεται με ήχο και βίντεο. Σελίδα 10
ΕφαρμογέςΠολυμέσων - Ι Hypermedia courseware Video-on-demand Interactive television Audio/video conferencing & groupware Virtual worlds Παιχνίδια Multimedia authoring Digital video editing and production systems Digital audio editing and production systems Εφαρμογές στο World Wide Web Σελίδα 11
Ιστορικά στοιχεία Vannevar Bush (Memex Memory Extender) Δες το άρθρο: As we May Think, Atlantic Monthly, 1945 http://www.isg.sfu.ca/~duchier/misc/vbush/ Ted Nelson (Xanadu concept) Έπλασε τον όρο Hypertext, 1965 Πρώτα συστήματα υπερκειμένου Augment-NLS, Hypertext Editing System (1967), FRESS (1968), Aspen Movie Map (@MIT, 1978), KMS, Hyperties & Notecards (1983-1985) Guide (1986) & HyperCard (@Macintosh, 1987) CD-ROM (1985) MPEG & QuickTime (1991) World Wide Web (1992, by Tim Berners-Lee) Mosaic (1993) DVD (1996) Σελίδα 12
ΓιατίταΠολυμέσαείναι «καυτό θέμα»; Η βιομηχανία παιχνιδιών σε CD-ROM παρουσιάζει μεγαλύτερα έσοδα από εκείνη του κινηματογράφου Σύγκλιση Η/Υ, τηλεπικοινωνιών και τηλεόρασης Αυξανόμενες δυνατότητες χωρητικότητας Desktop audio/video "Ανοιχτές" αγορές και μεγάλος συναγωνισμός Προβλέπεται να φέρουν "επανάσταση" στη βιομηχανία film/video Μεγάλες ευκαιρίες για τους πωλητές hardware/software multimedia PC για το σπίτι desktop video conferencing authoring software, κλπ. Ενδιαφέρουσες τεχνικές τόσο σε επίπεδο έρευνας όσο και σε επίπεδο εφαρμογών Διασκέδαση! Σελίδα 13
Υλικό (hardware) γιαπολυμέσα Σελίδα 14
Υλικό (hardware) γιαπολυμέσα Έξι βασικές κατηγορίες Ψηφιακές συσκευές πληκτρολόγιο ASCII ή MIDI, σαρωτής εικόνων (scanner), εκτυπωτής, συσκευές ειδικών εφφέ για βίντεο ήήχο,... Αναλογικές συσκευές μικρόφωνο, μεγάφωνο, συσκευή μαγνητοφώνησης,... Συσκευέςγενικήςχρήσεως (συνήθωςψηφιακές) συσκευές αποθήκευσης, modems, Συσκευέςαλληλεπίδρασηςχρήστη & Η/Υ ποντίκι, χειριστήριο (joystick), ηλεκτρονική πένα,... Συσκευές συγχρονισμού γεννήτριες συγχρονισμού,... Πλατφόρμες πολυμέσων συνδυασμόςτωνπαραπάνωσυσκευώνγια PC ή UNIX Σελίδα 15
Συσκευέςψηφιακών μέσων - Γενικά Βασικές λειτουργίες Σύλληψη (capture) Η διαδικασία της δημιουργίας της ψηφιακής μορφής ενός κατασκευάσματος (artifact) μέσου Αντίστοιχες συσκευές; Παρουσίαση (presentation) Ηδιαδικασία της δημιουργίας του αρχικού αντικειμένου (ή ενός πανομοιότυπού του) από τη ψηφιακή του μορφή Αντίστοιχες συσκευές; Επεξεργασία Περιλαμβάνει διαδικασίες όπως κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση συμπιεσμένων μέσων, εισαγωγή ειδικών εφφέ (special effects), μετατροπές μεταξύ διαφόρων τρόπων μορφοποίησης, κλπ. Αντίστοιχες συσκευές; Σελίδα 16
Συσκευέςαναλογικών μέσων - Γενικά Ταξινόμηση ανάλογα με τη λειτουργικότητά τους Πηγές (sources) Παράγουν αναλογικό σήμα Μικρόφωνο, φωτογραφική μηχανή (τύπου;), μηχανή λήψης βίντεο (τύπου;),... Καταναλωτές (sinks) Καταναλώνουν αναλογικό σήμα Μεγάφωνο, μηχανή προβολής βίντεο, συσκευή μαγνητοφώνησης,... Μετατροπείς (filters) Μετατρέπουν ένα αναλογικό σήμα από μία μορφή σε μία άλλη, ήτο τροποποιούν με κάποιο τρόπο Συσκευή ειδικών εφφέ για βίντεο, συσκευή ειδικών εφφέ για ήχο, κλπ. Σελίδα 17
Υλικό Αποθήκευσης - Ι Μνήμη Βασικό στοιχείο για ένα σύστημα πολυμέσων (high-resolution γραφικά, πολύπλοκα animations,...) Χωρητικότητα; Hard Drives Δυνατότητασύνδεσηςπερισσοτέρωντουενός hard drive Δύο βασικοί τύποι IDE/ATA - Φθηνότερα, σε κοινή χρήση σήμερα, επαρκή για ένα home computer SCSI (Small Computer System Interface) - Γιασυστήματαανάπτυξηςπολυμέσων, δυνατότητασύνδεσηςμέχρικαι 7 drives σεμια SCSI κάρτα, ακριβότερα Σελίδα 18
Υλικό Αποθήκευσης - ΙΙ CD-ROM CD drive είναι απαραίτητο στοιχείο για ένα σύστημα πολυμέσων Digital format Spin speed (π.χ. 32x), laser beam "Write once, read many times" Ηπληροφορία "γράφεται" μέσωμιαςακτίνας laser πουκαίειμικροσκοπικές "τρύπες" που βρίσκονται στην επιφάνεια του δίσκου Μπορεί να αποθηκεύσει 600-700 megabytes δεδομένων. Αυτό αντιστοιχεί σε 300.000 σελίδες double-spaced κειμένου, ήσευψηλήςπιστότηταςήχοδιάρκειας άνω της μίας ώρας CD-recorder γιαπαραγωγή multimedia CD-ROMs Σελίδα 19
Υλικό Αποθήκευσης - ΙΙΙ DVD-ROM Digital Video Disc 4.7 GB (μπορούνναχωρέσουνπάνωαπό 17 GB μεκατάλληλαμέσακαι drives) Συμβατάμεόλουςτουςπροηγούμενουςτύπους CD-ROM Υψηλά spin rates δενείναιαπαραίτητα DVD ταινίες "γυρίζουν" σε 1x ταχύτητα Άλλες συσκευές Zip, Super Floppy, JAZ/SyQuest, Σελίδα 20
ΣυσκευέςΕισόδου - Ι Ποντίκια Θέση στην οθόνη (για εφαρμογές πολυμέσων) Συντεταγμένες Χ (αριστερά-δεξιά) και Υ (πάνω-κάτω) Μπαίνουν σε αναλογική μορφή (από τη μπίλια μέσα στο ποντίκι) Στη συνέχεια, μετατρέπονται σε ψηφιακή μορφή Σελίδα 21
ΣυσκευέςΕισόδου - ΙΙ Ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και σαρωτές (scanners) "Ακίνητη εικόνα" (still image): ένα στιγμιότυπο "Κινούμενη εικόνα" (motion image): μια ακολουθία εικόνων ηοποία, όταν βλέπεται ακολουθιακά με την κατάλληλη ταχύτητα εναλλαγής, δίνει την εντύπωση μιας συνεχούς κίνησης Σελίδα 22
ΣυσκευέςΕισόδου - ΙΙΙ Συσκευές ήχου Μικρόφωνο MIDI keyboard Τα μικρόφωνα συλλαμβάνουν ηχητικά κύματα από τον αέρα ως ένα αναλογικό σήμα Το αναλογικό σήμα μετατρέπεται σε ψηφιακό για να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια από τον Η/Υ Μετατροπή σε ψηφιακή μορφή σε <10,000 Hz είναι επαρκής για ομιλία, ενώ για μουσική χρειάζεται συχνότητα 20,000 Hz MIDI keyboards κωδικοποιούν και μεταδίδουν δεδομένα (μουσική) σύμφωνα με το MIDI standard Σελίδα 23
ΣυσκευέςΕξόδου - Ι Οθόνες Pixel: a picture element; a dot of color on the screen Συνδυασμοί για δημιουργία χρωμάτων: RGB (Red, green, blue) CYM (Cyan, yellow, magenta) Μια καλή οθόνη: Αρκετά μεγάλη (π.χ. 21") Μέγεθος pixel όχι πάνω από 0.28 mm Refresh rate τουλάχιστον 75 Hz 24 bits per pixel (8 για κάθε χρώμα) Σελίδα 24
ΣυσκευέςΕξόδου - ΙΙ Data projectors Three beam LCD Εκτυπωτές InkJet ή BubbleJet Color LaserJet Media Printers (μπορούν να γράφουν σε CD-ROM media) Συσκευές ήχου Μετατροπή ψηφιακού σε αναλογικό σήμα Built-in ηχεία / εξωτερικάηχεία (3-5 Watt) MIDI (Musical Instrument Digital Interface) περιλαμβάνει standards για hardware και message format Σελίδα 25
Άλλεςσυσκευές Modems 56K ελάχιστηταχύτηταγιαένα modem (ποιάείναιημέγιστη;) Αποστολή fax κλπ. Connection via a telephone line requires a modem (MOdulator-DEModulator) to translate the internal data transfer format into an audio signal (προσοχή!!), and viceversa Σελίδα 26
Λογισμικό γιαπολυμέσα - Γενικά System software Operating systems, utilities, and networking Development software Graphics, sound, and text applications; Web development; multimedia authoring Delivery software Stand-alone programs, and players Επιλογή κατάλληλου software tool για ανάπτυξη εφαρμογών πολυμέσων Τι πρέπει να προσέχουμε; Γνωστές εταιρίες Macromedia (authoring, graphics, animation) Adobe (graphics, video) Asymetrix (authoring, video) Corel (graphics, video) Kinetix (animation) Sonic Foundry (audio) κ.α. Σελίδα 27
Λειτουργικάσυστήματα (OS) πολυμέσων Ηιδιαιτερότητά τους εστιάζεται κυρίως στην υποστήριξη: Χρονοδρομολόγησης με περιορισμούς πραγματικού χρόνου Αφαιρετικών (abstraction) μηχανισμών που παρέχουν τη δυνατότητα πρόσβασης και μεταφοράς δεδομένων συνεχών μέσων (continuous media) όπως βίντεο και ήχος The choice of an operating system is important for multimedia development and delivery Functionality the range and speed of operations and utilities supported Network compatibility Size of the OS how much RAM does it use Ease of use of the OS for a MM developer and for the user of the MM production Σελίδα 28
Δικτύωση πολυμέσων Τα δίκτυα πολυμέσων διαφέρουν από τα παραδοσιακά δίκτυα όσον αφορά τα παρακάτω χαρακτηριστικά: Εύρος μετάδοσης (bandwidth) Είναι της τάξης των Gbits/sec Δυνατότητα υποστήριξης πολλών καναλιών βίντεο ταυτόχρονα Χρήση τεχνολογιών ΑΤΜ και ISDN Ταυτόχρονη μετάδοση δεδομένων σε πολλούς περιορισμούς (multicasting) Δυνατότητα δυναμικής αλλαγής των προορισμών Ικανοποίηση περιορισμών πραγματικού χρόνου (real-time constraints) Μετάδοση δεδομένων σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα Συνεχής μετάδοση σε τακτικά χρονικά διαστήματα (όχι περιοδικά και σε μεγάλους όγκους) Αξιοπιστία (reliability) Δεδομένα βίντεο και ήχου έχουν σχετικά μεγάλη ανοχή σε απώλεια bytes Ποιότητα υπηρεσιών (Quality of Service) Ακριβής καθορισμός παραμέτρων π.χ. bandwidth 64 Kbps, μέγιστη καθυστέρηση 100 ms και μέγιστο ποσοστό απώλειας 1% Σελίδα 29
Βάσειςδεδομένωνπολυμέσων Ηιδιαιτερότητά τους βρίσκεται κυρίως στην υποστήριξη: Μεγάλωνσεόγκο αντικειμένων (blobs binary large objects) Επιπλέον στοιχείων (attributes) αντικειμένων Κατάλληλων προεκτάσεων για γλώσσεςόπως SQL Εκτέλεσης μεγάλων σε χρονική διάρκεια προσπελάσεων σε δεδομένα, χωρίς να δημιουργούνται προβλήματα αξιοπιστίας, κλείδωμα δεδομένων, κλπ. Σελίδα 30
Λογισμικό γιαπολυμέσα: Εφαρμογές - Ι Περιβάλλοντα συγγραφής (authoring tools) Επιτρέπουν: Μετατροπήτωνμέσωνμιαςμορφής (format) σε άλλη Επεμβάσεις στα μέσα, π.χ. αφαίρεση θορύβου από ήχο Σύνδεση αντικειμένων διαφορετικών μέσων Συνδυασμό μέσων και καθορισμό των μεταξύ τους σχέσεων στο χώρο και το χρόνο Μεγάλη αλληλεπίδραση με το χρήστη Προετοιμασία περιβάλλοντος πολυμέσων για μαζική παραγωγή Created with Macromedia s Authorware Σελίδα 31
Λογισμικό γιαπολυμέσα: Εφαρμογές - ΙΙ Συστήματα συνδιάσκεψης γραφείου (desktop conferencing systems) Επιτρέπουν: On-line σύνδεση πολλών χρηστών Από απλή επικοινωνία (βίντεο, ήχος) μέχρι ταυτόχρονη παραγωγή εγγράφων Using CU-See Me Pro, by White Pine Software, Inc Σελίδα 32
Λογισμικό γιαπολυμέσα: Εφαρμογές - ΙΙΙ Internet tools Web browsers plug-ins applets HTML, XML, Java and Javascript FTP E-mail Newsgroups ICQ Λογισμικό για παραγωγή, επεξεργασία και παρουσίαση κειμένου γραφικών σχέδια εικόνες ήχου βίντεο animation Σελίδα 33
Εργαλεία και Περιβάλλοντα συγγραφής multimedia υλικού
Αντικείμενο μαθήματος Eισαγωγήστησυγγραφήυλικού πολυμέσων Διαδικασία (process) συγγραφής Συστήματα συγγραφής Ποια είναι τα συστήματα; Slide show metaphor Book metaphor Timeline metaphor Icon metaphor Άλλα Γλώσσες scripting Συμπεράσματα απορίες Σελίδα 35
Συγγραφή υλικούπολυμέσων Συγγραφή Δημιουργία και διανομή πληροφοριών στους χρήστες Πολυμέσα Αναπαραστάσεις πληροφορίας Χρήσεις των εφαρμογών πολυμέσων Παρουσιάσεις εταιρειών, διαφημίσεις Τίτλοι CDs: Λεξικά, εγκυκλοπαίδειες, κλπ. Εκπαίδευση και κατάρτιση Παιχνίδια Σελίδα 36
Διαδικασίασυγγραφής Σύλληψη και Ανάλυσης Ορισμός στόχων και είδος εφαρμογής Καθορισμός απαιτήσεων χρήστη Προσδιορισμός περιορισμών Σχεδίαση Αποφάσεις για το εργαλείο Αποφάσεις για το περιεχόμενο Αποφάσεις για το είδος υλικού που θα ενσωματωθεί Συλλογή υλικού πολυμέσων Συρραφή υλικού Ολοκλήρωση κατασκευής Ενδιάμεσος Έλεγχος (formative evaluation) Λειτουργία και δοκιμές Ενημέρωση Διανομή Σελίδα 37
Διαδικασίασυγγραφής Σελίδα 38
Συστήματασυγγραφής Κίνητρο Everyone s a producer. A New Hollywood? the era of multimedia computing: You can create your own multimedia, and it is easy! Εργαλεία συγγραφής Παραδοσιακές γλώσσες προγραμματισμού (Traditional Programming Languages) Scripting Languages Συστήματα συγγραφής Γιατί συστήματα συγγραφής; Για να απλοποιηθούν οι πολύπλοκες δραστηριότητες στην κατασκευή υλικού πολυμέσων Σελίδα 39
Τι είναι τα συστήματα συγγραφής Βοηθητικά εργαλεία (Assembly Tool) An authoring tool that arranges multimedia objects into an application Μηχανή εκτέλεσης (Runtime-Playback Engine) The specific module for multimedia playback Συγγραφικό περιβάλλον A set of software tools for creating multimedia applications Σελίδα 40
Είδη συστημάτων συγγραφής Συγγραφική μετάφορα (Authoring Metaphor) Σημαίνει πως δομούνται οι πληροφορίες πολυμέσων και πως δημιουργούνται οι εφαρμογές Είδη μεταφορών Slide-Show Metaphor Book Metaphor Timeline Metaphor Icon Metaphor Structured authoring Walk-Through approach etc. Σελίδα 41
Slide-show metaphor Κάθε οθόνη σε μια παρουσίαση θεωρείτε ως ένα slide Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα Κατάλληλα για γραμμικές παρουσιάσεις Ακατάλληλα όταν τυχαία διάδραση απαιτείται Παραδείγματα εργαλείων Microsoft's PowerPoint Viewlets Builder Σελίδα 42
Slide-show metaphor Σελίδα 43
Book Metaphor Ηεφαρμογή μοιάζει ως ένα βιβλίο, αποτελούμενο από μια σειρά σελίδων που περιέχουν ένα αριθμό σελίδων με αντικείμενα πολυμέσων και στοιχεία διάδρασης Κάθε αντικείμενο συνδέεται με scripts, τα οποία συσχετίζονται με event handler Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα Κατάλληλα για εγκυκλοπαίδειες, παραμύθια, κλπ Απαιτούνται βασικά προγραμματιστικά λάθη Παράδειγμα Asymetrix's ToolBook Σελίδα 44
Book Metaphor Σελίδα 45
Timeline Metaphor Δημιουργείται ένα χρονικό διάγραμμα. Σε αυτό το διάγραμμα τοποθετούνται αντικείμενακαι γεγονότα (events) και συσχετίζονται. Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα Κατάλληλα χειρισμό δυναμικών δραστηριοτήτων και όταν υπάρχει πολύ animation Παραδείγματα Macromedia Director Σελίδα 46
Timeline Metaphor Σελίδα 47
Icon Metaphor Κατασκευή εφαρμογήςμε drag&drop εικόνων από μία ειδικήπαλέτα Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα Κατάλληλα όταν οι κατασκευαστές γνωρίζουν την κατασκευή λογικών διαγραμμάτων και δεν επιθυμούν να προγραμματίζουν scripts. Πολύπλοκες εφαρμογές δε μπορούν να δημιουργηθούν. Παραδείγματα Macromedia's Authorware Σελίδα 48
Icon Metaphor Σελίδα 49
Scripting Script Μια σειρά από εντολές γραμμένες σε τέτοια μορφή που να γίνονται αντιληπτές από τον Η/Υ Βήματα Καθορισμός ενός σεναρίου για την παρουσίαση Συσχέτιση ενός script με ένα αντικείμενο Οι πιο συνηθισμένες Apple Hypercard's HyperTalk Macromedia Director's Lingo Asymetrix ToolBook's OpenScript Microsoft's Visual Basic Σελίδα 50
Scripting, π.χ. Lingo Για πλοήγηση με το πάτημα ενός κουμπιού on mouseup go frame "birthdayscene" end mouseup Όταν το ποντίκι φύγει από μια ενεργή περιοχή on mouseleave sound stop 3 end mouseleave Εμφάνιση μηνύματος σε κάποιο frame on enterframe alert "Why are you here?" end enterframe Σελίδα 51
Συμπεράσματα Authoring tools vs. Scripting languages Authoring tools: Ease of use Scripting languages: Power(Flexibility) & Portability Σελίδα 52
ΣυμπίεσηΔεδομένων Ησυμπίεση δεδομένων σε προϊόντα πολυμέσων είναι απαραίτητη Σελίδα 53
Γιαναδούμετιθαδούμε Γιατί είναι απαραίτητη ησυμπίεση; Τι είναι συμπίεση; Ποιες οι απαιτήσεις από τη συμπίεση Αλγόριθμοι συμπίεσης Χωρίς απώλειες Με απώλειες Υβριδικές τεχνικές Σελίδα 54
ΗΣυμπίεση είναιλύση Για αποθήκευση και μεταφορά πληροφορίας Λύσεις Higher bandwidth Μείωση του αριθμού bits με συμβιβασμό: Στηδιαθεσιμότητα (απαιτείται αποσυμπίεση & ειδικό software-hardware) Στην υπολογιστικής ισχύος Στην ποιότητα της πληροφορίας Χωρίς ήμε ανεκτές χρονοκαθυστερήσεις. Τίθεται θέμα συμμετρίας. Σελίδα 55
Τιείναισυμπίεση; Συμπίεση: Μια συνάρτηση f εφαρμόζεται σεκάθεενότητα δεδομένων d i ώστε να παραχθούν δεδομένα m i f(d i )= m i Αποσυμπίεση: Μια συνάρτηση f r εφαρμόζεται στα δεδομένα m i ναπαραχθούν δεδομένα τα δεδομένα d r f r (m i )= d r Trade-off: Ποσοστό Συμπίεσης vs. Παραποίηση Δεδομένων Σελίδα 56
ΓενικέςΑπαιτήσεις Γενικά Οι απαιτήσεις κατά την κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση κάποιου μέσου διαφοροποιούνται από εφαρμογή σε εφαρμογή Εξαρτώνται άμεσα από το αν ηεφαρμογή είναι διαλογικού τύπου ήτύπου ανάκτησης δεδομένων Εφαρμογές και των δύο τύπων Υποστήριξη διαφορετικών ρυθμών δεδομένων, ανάλογα με τη ζητούμενη ποιότητα (ήχος, εικόνα, βίντεο) Δυνατότητα συγχρονισμού δεδομένων βίντεο και ήχου Δυνατότητα συμπίεσης/αποσυμπίεσης μέσω κατάλληλου λογισμικού (φτηνή λύση, χαμηλή ποιότητα) ή VLSI chips (υψηλή ποιότητα) Συμβατότητα των τεχνικών συμπίεσης/αποσυμπίεσης σε διαφορετικές πλατφόρμες Σελίδα 57
Εφαρμογέςκαιτων δύο τύπων Εφαρμογές διαλογικού τύπου (Dialogue Mode) Ηδιαδικασία συμπίεσης/αποσυμπίεσης δεν πρέπει να διαρκεί πάνω από 150 msecs (end-to-end delay) για συνηθισμένες εφαρμογές Καθυστέρηση της τάξης των 50 msecs για face-to-face εφαρμογές Για τη συνολική end-to-end καθυστέρηση πρέπει να συνυπολογιστούν καθυστερήσεις που οφείλονται στο δίκτυο, το πρωτόκολο επικοινωνίας, τις συσκευές Ι/Οπου χρησιμοποιούνται κλπ. Εφαρμογές τύπου ανάκτησης δεδομένων (Retrieval Mode) Γρήγορη αναζήτηση και ανάκτηση πληροφοριών (forward and backward) και ταυτόχρονη προβολή τους Τυχαία προσπέλαση σε οποιοδήποτε πλαίσιο εικόνας ήήχου, με χρόνο προσπέλασης μικρότερο από 0,5 sec Δυνατότητα αποσυμπίεσης σε τυχαία μεμονωμένα πλαίσια (έτσι ώστε να επιτρέπεται ηεπεξεργασία τους) Σελίδα 58
ΚατηγορίεςΤεχνικών Συμπίεσης Τεχνικές Εντροπίας (entropy encoding) Δεν επιφέρουν απώλεια δεδομένων (lossless process) Δεν λαμβάνουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κάθε μέσου (το μέσο θεωρείται ως μια σειρά από bytes και η σημασιολογία των δεδομένων αγνοείται) Τεχνικές Πηγαίου Κώδικα (source encoding) Επιφέρουν απώλεια δεδομένων (lossy process) Λαμβάνουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κάθε μέσου κι έτσι, ανάλογα με τις ιδιότητές τους, επιτυγχάνεται μικρότερη ήμεγαλύτερη συμπίεση Για παράδειγμα, παίρνουν υπόψη το βαθμό επαναληπτικότητας (redundancy) κάποιου μέσου (επανάληψη χρωμάτων σε μια περιοχή κάποιας εικόνας, πλαισίων σε βίντεο όπου οι εναλλαγές των αντικειμένων γίνονται αργά, κλπ.) Υβριδικές Τεχνικές (hybrid encoding) Αν και μερικές τεχνικές ανήκουν σε κάποια από τις παραπάνω δύο κατηγορίες, οι περισσότερες είναι υβριδικές (οι σχετικοί αλγόριθμοι χρησιμοποιούν ένα μίγμα τεχνικών εντροπίας και πηγαίου κώδικα) Σελίδα 59
ΚατηγορίεςΤεχνικών Συμπίεσης Τεχνικές Εντροπίας (entropy encoding) Δεν επιφέρουν απώλεια δεδομένων (lossless process) Δεν λαμβάνουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κάθε μέσου (το μέσο θεωρείται ως μια σειρά από bytes και ησημασιολογία των δεδομένων αγνοείται). Περιορισμός των επαναλαμβανόμενων ακολουθιών (suppression of repetitive sequences) Στατιστική κωδικοποίηση (statistical encoding) Χρησιμοποιείται πιο συχνά. Η βασική αρχή βρίσκεται στον εντοπισμό των πιο συχνά εμφανιζόμενων ακολουθιών χαρακτήρων και την κωδικοποίησή τους με bits. Οι πιο σπάνια εμφανιζόμενες ακολουθίες έχουν μεγαλύτερους κωδικούς. Απαιτείται λεξικό για τη συμπίεση και αποσυμπίεση. Δύο είδη: Αντικατάσταση προτύπων (packbits encoding/run-length encoding) Κωδικοποίηση Huffman Σελίδα 60
ΤεχνικέςΕντροπίας: Περιορισμός τωνεπαναλαμβανόμενωνακολουθιών Βασική ιδέα Αντικατάσταση ίδιων συνεχόμενων χαρακτήρων Ανάλυση Αποτελεσματική τεχνική όταν ένας χαρακτήρας επαναλαμβάνεται τουλάχιστο τέσσερις φορές (βλ. σχήμα) ABCCCCCCCCDEFGGG συμπίεση ABC!8DEFGGG Ηίδια ουσιαστικά τεχνική μπορεί να εφαρμοστεί και σε εικόνες όπου το ίδιο γραφικό στίγμα επαναλαμβάνεται πολλές φορές (μικρή ποικιλία σχημάτων, κλπ.) Ειδικό flag Αριθμός εμφανίσεων Σελίδα 61
ΤεχνικέςΚωδικοποίησηςΠηγής (Ι) Ηδιαφορά αυτής της τεχνικής είναι ότι οι μετασχηματισμοί τους οποίους υφίστανται το αρχικό σήμα εξαρτώνται άμεσα από το τύπο του. Για παράδειγμα, ο λόγος χαρακτηρίζεται από συχνά διαστήματα σιωπής, που μπορούν να περιγραφούν με πιο αποτελεσματικό τρόπο. Δηλαδή, οι μετασχηματισμοί του σήματος κάνουν χρήση των ιδιαίτερων σημασιολογικών χαρακτηριστικών που μεταφέρει το σήμα. Γενικά, αυτές οι τεχνικές μπορούν να παράγουν μεγαλύτερα ποσοστά συμπίεσης σε σχέση με την κωδικοποίηση εντροπίας. Μειονεκτούν στη σταθερότητα, γιατί το ποσοστό συμπίεσης που επιτυγχάνουν διαφοροποιείται ανάλογα με το αντικείμενο που συμπιέζεται. Ηκωδικοποίηση πηγής μπορεί να λειτουργήσει και με απώλειες και χωρίς απώλειες. Σελίδα 62
ΤεχνικέςΚωδικοποίησηςΠηγής (ΙΙ) Οι τεχνικές κωδικοποίησης πηγής διακρίνονται σε τρεις τύπους: Κωδικοποίηση μετασχηματισμού (transform encoding) Διαφορική ήπροβλεπτική κωδικοποίηση (differential or predictive encoding) Διανυσματική κβαντοποίηση (vector quantization) Να σημειωθεί ότι οι δυο παραπάνω κατηγορίες κωδικοποίησης δεν αποκλείουν ημια την άλλη. Υπάρχουν αλγόριθμοι που συνδυάζουν τεχνικές και των δυο κατηγοριών για να επιτύχουν καλύτερα αποτελέσματα. Σελίδα 63
Υβριδικέςτεχνικές: JPEG -I Γενικά Χρησιμοποιείται κυρίως για (ασπρόμαυρες ή έγχρωμες) εικόνες, αλλά και για βίντεο (Motion JPEG) Υλοποιείται μέσω είτε μόνο ειδικού λογισμικού είτε συνδυασμού λογισμικού και hardware (ειδικών καρτών) Οχρήστης μπορεί να ορίσει την ποιότητα της αναπαραχθείσης εικόνας, το χρόνο επεξεργασίας της συμπίεσης και το μέγεθος της συμπιεσμένης εικόνας Εκτός από τις γενικές απαιτήσεις που πρέπει να ικανοποιεί κάθε τεχνική συμπίεσης, ισχύουν επίσης τα εξής: Ητεχνική είναι ανεξάρτητη του μεγέθους ήτου περιεχομένου της εικόνας και εφαρμόσιμη σε οποιοδήποτε είδος εικόνας και pixel aspect ratio Ηαναπαράσταση των χρωμάτων πρέπει να είναι ανεξάρτητη από τη συγκεκριμένη υλοποίηση της τεχνικής Οβαθμός συμπίεσης και ηποιότητα της εικόνας που επιτυγχάνεται πρέπει να είναι όσο το δυνατόν καλύτερα Αν η υλοποίηση της τεχνικής γίνεται μέσω λογισμικού, αυτό πρέπει να «τρέχει» ικανοποιητικά σε οποιαδήποτε πλατφόρμα. Επιπλέον, η χρήση ειδικών καρτών θα πρέπει να αυξάνει αισθητά την ποιότητα της εικόνας Πρέπει να υποστηρίζεται σειριακή συμπίεση (γραμμή-γραμμή) και σταδιακή αποσυμπίεση (ραφινάρισμα) της εικόνας Σελίδα 64
Υβριδικέςτεχνικές: ΜPEG - Ι Γενικά Χρησιμοποιείται για βίντεο και ήχο Διάφορα MPEG πρότυπα (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, ) Το MPEG-1 επιτυγχάνει ρυθμούς της τάξης των 1.2 Mbits/sec (τυπικός ρυθμός δεδομένων για CD-ROMs), ενώ το MPEG-2 ρυθμούς της τάξης των 40 Mbits/sec (τυπικός ρυθμός δεδομένων για HDTV) Βασίζεται στα πρότυπα JPEG και Η.261 Είναι κατάλληλο τόσο για συμμετρική όσο και ασύμμετρη συμπίεση Η ασύμμετρη συμπίεση (asymmetric compression) απαιτεί μεγαλύτερο χρόνο κατά τη διάρκεια της κωδικοποίησης παρά της αποκωδικοποίησης. Η συμπίεση γίνεται μία φορά, ενώ η αποσυμπίεση πολλές φορές (βλ. συστήματα ανάκτησης πληροφοριών) Ησυμμετρική συμπίεση (symmetric compression) απαιτεί ίσο χρόνο για κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση. Οι εφαρμογές διαλογικού τύπου κάνουν χρήση αυτής της μεθόδου Σελίδα 65
ΕισαγωγικάθέματαανάπτυξηςΠολυμεσικών συστημάτων
Περιεχόμεναπαρουσίασης Ορισμοί Ηφιλοσοφία της ανάπτυξης πολυμεσικών συστημάτων Φάσεις ανάπτυξης Μέθοδοι ανάπτυξης Ερωτήσεις Σελίδα 67
Ορισμοί Μία μεθοδολογία ανάπτυξης συστημάτων πρέπει να απαντά στο: Τι πρέπει να γίνει & Πως Ποτέ κι από ποιόν Ποιοτικό σύστημα Ποιοτική αναπτυξιακή διαδικασία 5 συστατικά στοιχεία αποτελούν μια μεθοδολογία Μέθοδοι ανάπτυξης Πρότυπα Μοντέλο ανάπτυξης Μέθοδοι διοίκησης Εργαλεία Σελίδα 68
Ορισμοί Σύστημα πολυμέσων Υποστήριξη/αυτοματοποίηση διαδικασιών παρουσίασης-ενημέρωσηςεκπαίδευσης, κοκ Αφορά ένα θεματικό αντικείμενο Έχει 3 είδη πόρων: Ανθρώπινοι πόροι (π.χ. διαφημιστές, μαθητές) Πόροι υλικού πολυμέσων Πόροι τεχνολογικής υποδομής (π.χ. Multimedia players ) Σελίδα 69
ΘέματαΤεχνολογίαςΛογισμικούκαιΔιαχείρισης κατάτην Ανάπτυξη Πολυμέσων Τεχνολογία Λογισμικού Sound programming techniques αre to software engineering as language skills are to literature a necessary, but not sufficient prerequisite (1992) Τι περιλαμβάνει; Είναι τελικά engineering ; Blum Διαχείριση (management) Management of a production process, whether the product is software or anything else, is the management of the people who are engaged in that production. Πόροι, κόστος, χρόνος, στόχοι Σελίδα 70
Μοντέλοδιαδικασίας (Software Life Cycle) Περιλαμβάνει: Μοντέλο διαδικασιών ήμοντέλο κύκλου ζωής Άνθρωποι (managers, experts, programmers, ) Εργαλεία CASE Φάσεις κύκλου ζωής: Απαιτήσεων (Requirements) ΟρισμούΠροδιαγραφών (Specification) Σχεδιασμού (Design) Υλοποίησης (Implementation) ΣυνένωσηςΚώδικα (Integration) Συντήρησης (Maintenance) Απόσυρσης (Retirement) Σελίδα 71
ΜοντέλαΚύκλουΖωής - Ι Requirements/ Specifications Product design Μοντέλο Καταρράκτη Detailed design Programming/ Coding System integration Installation/ Acceptance Maintenance Σελίδα 72
ΜοντέλαΚύκλουΖωής - ΙI Μοντέλο Γρήγορης Πρωτοτυποποίησης Σελίδα 73
ΜοντέλαΚύκλουΖωής - ΙΙI Σπιράλ Μοντέλο Σελίδα 74
Σχετικάκόστη κάθεφάσης Φάση συντήρησης Αντιστοιχείστο 67% του ολικού κόστους "Καλό" είναι το λογισμικό που συντηρείται, ενώ το "κακό" πετιέται Τύποι συντήρησης Διορθωτική (corrective maintenance) - 20% Επαυξητική 80% Τελειοποίησης (perfective maintenance) -60% Προσαρμογής (adaptive maintenance) - 20% Σελίδα 75
Φάση Απαιτήσεων (requirements) Προϋπόθεση Ηδιαδικασία θεωρείται εύλογη οικονομικά Αναλυτική διερεύνηση του προβλήματος Κατανόηση του τι χρειάζεται και όχι τι θέλει οπελάτης Καταγραφή περιορισμών (constraints) Περαιτέρω ανάλυση και εκλέπτυνση του προβλήματος Είναι το προϊόν τεχνικά εφικτό; Γίνεται στα πλαίσια του budget του πελάτη; Βασικός έλεγχος φάσης απαιτήσεων Γρήγορο prototype Σελίδα 76