Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ивановский государственный химико-технологический университет
А.П. Власов
Мультимедиа технологии
Учебное пособие
Иваново 2011
Стр.1
УДК 681.3
Власов А.П. Мультимедиа технологии: учеб. пособие / Иван. гос.
хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2011. – 97 с.
Учебное пособие посвящено изучению основ построения современных
мультимедиа технологий.
Рассмотрены основные проблемы построения мультимедиа
технологий, даны основные понятия и термины. Подробно рассмотрены
основные базовые технологии, а также указаны принципы для их
модернизации и совершенствования в рамках сложных корпоративных
информационных систем.
Рекомендуется для студентов, обучающихся по направлению
«Информационные системы», а также будет полезно для желающих
познакомиться с основными принципами построения современных
мультимедиа технологий.
Печатается по
решению редакционно-издательского
совета
Ивановского государственного химико-технологического университета.
Рецензенты:
главный инженер «Энергосервисной Компании», к.т.н., доцент,
Коротков В.В.:
генеральный директор БФ «Родной город», к.т.н., Иоффе А.Я.
© Власов А.П., 2011
© Ивановский
государственный
химико-технологический
университет, 2010
2
Стр.2
ВВЕДЕНИЕ
Дословно Multimedia переводится как «много» и «носитель»
(«средства»). Тем самым подразумевается, что мультимедиа технологии
должны использовать разнообразные средства и носители, хотя из данного
дословного перевода совершенно необязательно следует обязательность
использования графической, анимационной, видео и звуковой информации.
Термин мультимедиа можно с таким же успехом применить для
обозначения множества устройств ввода информации (клавиатура,
перфоленты, перфокарты, световое перо, сканер штрихкодов, всевозможные
датчики и т.п.), для множества методов, обеспечивающих достоверность
информации (визуальный контроль, контрольное суммирование, контроль по
модулю 13, двойной ввод и т.п.) и др. Но этот термин уже прочно вошел в
обиход именно как совокупность методов и средств для обработки
цифровой, текстовой, графической, анимационной,
видео и звуковой
информации.
Первые ЭВМ (электронно-вычислительные машины) обрабатывали
преимущественно цифровую информацию и только в очень ограниченном
объеме текстовую. То же самое можно сказать и о периферийных
устройствах. Преобладали чисто цифровые клавиатурные устройства ввода,
чисто цифровые литерные устройства печати. Затем появились принтеры,
позволяющие воспроизводить графическую информацию. По мере развития
ЭВМ они начали «осваивать новые профессии»- обработка графической,
анимационной,
видео и звуковой информации. В настоящий момент
непросто провести водораздел между информационными технологиями,
использующими мультимедиа средства, и информационными технологиями
без мультимедиа средств.
Настоящее учебное пособие разработано в соответствии с
требованиями Федерального государственного образовательного стандарта
по направлению «Информационные системы» и интегрировано в учебный
процесс, в частности связано с обучением по таким дисциплинам, как
корпоративные информационные системы и маркетинг информационных
продуктов.
3
Стр.3
Мультимедиа
1 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
(ММТ)
технологии
являются
безусловно
подмножеством информационных технологий (ИТ), которые изучаются
студентами направления «Информационные системы».
К сожалению ни в Федеральном законе [1], ни в ГОСТ [2] не дается
определения ММТ. Многие авторы, в работах которых приводится
определение ММТ, по разному трактуют этот термин, что приводит к
довольно серьезному разночтению. Приведем некоторые наиболее часто
встречающиеся определения.
В [3] приводится следующее определение «ММТ – одновременное
использование различных форм представления информации (числовой - Ч,
текстовой - Т, графической – Г, звуковой – З, анимационной - А, видео - В)».
Использование в термине слова «одновременное» подразумевает
обязательность одновременного использования всех указанных видов
представления информации. Математически данное определение можно
выразить в виде следующего выражения:
Ч ^ Т ^ Г
^ З ^ А ^ В
(1)
Выражение (1) можно трактовать следующим образом. Если не
истинна одна из составляющих (например, отсутствует звук), то не истинно
все выражение, т.е. данную технологию нельзя отнести к ММТ.
Имеются и другие определения. В [4] дается такое определение:
«ММТ- использование различных способов представления информации:
(числовой - Ч, текстовой - Т, графической – Г, звуковой – З, анимационной -
А, видео - В) в процессе обучения». Учитывая обязательность использования
именно в процессе обучения, данное определение можно представить в виде
следующего математического выражения:
(Ч v Т v Г v З v А v В ) ^ О
(2)
различных способов представления информации: (числовой - Ч, текстовой -
Т,
В [5] приводится следующее определение: «ММТ - совокупность
графической – Г, звуковой – З, анимационной - А, видео - В),
используемых в маркетинге ( в частности в продвижении)». С учетом
использования именно в маркетинге, данное определение можно представить
в виде следующего математического выражения:
(Ч v Т v Г v З v А v В ) ^ М
4
(3)
Стр.4
В [6] дается определение несколько похожее на предыдущее, но с более
обширной областью применения: «ММТ -
совокупность различных
способов представления информации: (числовой - Ч, текстовой - Т,
графической – Г, звуковой – З, анимационной - А, видео - В), используемых
для представления экономической информации». Данное определение также
можно представить в виде математического выражения:
(Ч v Т v Г v З v А v В ) ^ Э
(4)
Формальный анализ выражений 1 ч 4 показывает, что области
применения каждого определения существенно отличаются друг от друга. В
настоящем учебном пособии за основу принимается следующее определение:
«ММТ - такое подмножество ИТ, которое используется при
выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и представления
различных видов информации: (числовой, текстовой, графической, звуковой,
анимационной, видео) с целью наиболее быстрого восприятия информации».
Вопросы для самоподготовки
1. Почему на Ваш взгляд необходимо давать четкие определения
существующим терминам?
2. Дайте свою интерпретацию выражениям 1 ч 4
3. Найдите другие определения ММТ, встречающиеся в других
источниках и дайте им формальное описание.
5
Стр.5
2 ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ДАННЫХ
2.1 ПОНЯТИЕ О СТАТИСТИЧЕСКОМ ГРАФИКЕ. ЭЛЕМЕНТЫ
СТАТИСТИЧЕСКОГО ГРАФИКА
В работах [7,8]
целесообразности
представления
дается фундаментальное
экономической
информации
обоснование
в
графическом виде.
Выразительность, доходчивость, лаконичность, универсальность,
обозримость графических изображений сделали их неприменимыми в
исследовательской работе и в международных сравнениях и сопоставлениях
социально-экономических явлений.
Трактовка графического метода как особой знаковой системыискусственного
знакового языка- связана с развитием семиотики, науки о
знаках и знаковых системах.
Знак в семиотике служит символическим выражением некоторых
явлений, свойств или отношений.
Существующие в семиотике знаковые системы принято разделять на
неязыковые и языковые.
Неязыковые знаковые системы дают представление о явлениях
окружающего нас мира (например, шкала измерительного прибора, высота
столбика ртути в термометре и т. д.).
Языковые знаковые системы выполняют сигнальные функции, а также
задачи сопоставления совокупностей явлений и их анализа. Характерно, что
в этих системах сочетание знаков приобретает смысл только тогда, когда их
объединение производится по определенным правилам.
В языковых знаковых системах различают естественные и искусственные
системы знаков, или языков.
С точки зрения семиотики человеческая речь, выраженная знакамибуквами,
составляет естественный язык.
Искусственные языковые системы используются в различных областях
жизни и техники. К ним относятся системы математических, химических
знаков, алгоритмические языки, графики и др.
Не исключая естественного языка, искусственные, или символические
языки упрощают изложение специальных вопросов определенной области
знаний.
Таким образом, статистический график - это чертеж, на котором
совокупности,
статистические
характеризуемые
определенными
показателями, описываются с помощью условных геометрических образов
или знаков. Представление данных таблицы в виде графика производит
6
Стр.6
более сильное впечатление, чем цифры, позволяет лучше осмыслить
результаты статистического наблюдения, правильно их истолковать,
значительно облегчает понимание статистического материала, делает его
наглядным и доступным. Это, однако, вовсе не означает, что графики имеют
лишь иллюстративное значение. Они дают новое знание о предмете
исследования, являясь методом обобщения исходной информации.
Значение графического метода в анализе и обобщении данных велико.
Графическое изображение, прежде всего, позволяет осуществить контроль
достоверности статистических показателей, так как, представленные на
графике, они более ярко показывают имеющиеся неточности, связанные
либо с наличием ошибок наблюдения, либо с сущностью изучаемого
явления. С помощью графического изображения возможны изучение закономерностей
развития явления, установление существующих взаимосвязей.
Простое сопоставление данных не всегда дает возможность уловить наличие
причинных зависимостей, в то же время их графическое изображение
способствует выявлению причинных связей, в особенности в случае
установления первоначальных гипотез, подлежащих затем дальнейшей
разработке. Графики также широко используются для изучения структуры
явлений, их изменения во времени и размещения в пространстве. В них
более выразительно проявляются сравниваемые характеристики и отчетливо
видны основные тенденции развития и взаимосвязи, присущие изучаемому
явлению или процессу.
При построении графического изображения следует соблюдать ряд
требований. Прежде всего, график должен быть достаточно наглядным, так
как весь смысл графического изображения как метода анализа в том и
состоит, чтобы наглядно изобразить статистические показатели. Кроме того,
график должен быть выразительным, доходчивым и понятным. Для
выполнения вышеперечисленных требований каждый График должен
включать ряд основных элементов: графический образ; поле графика;
пространственные ориентиры; масштабные ориентиры; экспликацию
графика.
Рассмотрим подробнее каждый из указанных элементов. Графический
образ (основа графика) - это геометрические знаки, т. е. совокупность точек,
линий, фигур, с помощью которых изображаются статистические
показатели. Важно правильно выбрать графический образ, который должен
соответствовавать цели графика и способствовать наибольшей
выразительности изображаемых статистических данных. Графическими
являются лишь те образы, в которых свойства геометрических знаков
фигура, размер линий, расположение частей - имеют существенное значение
для выражения содержания изображаемых статистических величин, причем
каждому изменению выражаемою содержания соответствует изменение
графического образа.
7
Стр.7
Поле графика - это часть плоскости, где расположены графические
образы. Поле графика имеет определенные размеры, которые зависят от его
назначения.
Пространственные ориентиры графика задаются в виде системы
координатных сеток. Система координат необходима для размещения
геометрических знаков в поле графика. Наиболее распространенной
является система прямоугольных координат (рис. 2.7). Для построения
статистических графиков используется обычно только первый и изредка
первый и четвертый квадраты.
В практике графического изображения применяются также полярные
координаты. Они необходимы для наглядного изображения циклического
движения во времени. В полярной системе координат (рис. 2.1) один из
лучей принимается за ось ординат, относительно которой определяется угол
луча. Второй координатой считается ее расстояние от центра сетки,
называемое радиусом. В радиальных графиках лучи обозначают моменты
времени, а окружности - величины изучаемого явления. На статистических
картах пространственные ориентиры задаются контурной сеткой (контуры
рек, береговая линия морей и океанов, границы государств) и определяют те
территории, к которым относятся статистические величины.
ноябрь
декабрь
октябрь
сентябрь
август
июль
Рисунок 2.1- Полярная система координат
июнь
15
январь
10
0
5
февраль
март
апрель
май
8
Стр.8
В работе [8] детально описываются такие элементы графика как
масштабные ориентиры и масштабная шкала. Масштабные ориентиры
статистического графика определяются масштабом и системой масштабных
шкал. Масштаб статистического графика - это мера перевода числовой
величины в графическую.
Масштабной шкалой называется линия, отдельные точки которой
могут быть прочитаны как определенные числа. Шкала имеет большое
значение в графике и включает три элемента: линию (или носитель шкалы),
определенное число помеченных черточками точек, которые расположены
на носителе шкалы в определенном порядке, цифровое обозначение чисел,
соответствующих отдельным помеченным точкам. Как правило, цифровым
обозначением снабжаются не все помеченные точки, а лишь некоторые из
них, расположенные в определенном порядке. По правилам числовое
значение необходимо помещать строго против соответствующих точек, а не
между ними (рис. 2.2).
Предел шкалы 5
10
15
Графические интервалы
Длина шкалы
Рисунок 2.2 – Числовые интервалы
Носитель шкалы может представлять собой как прямую, так и кривую
линии. Поэтому различают шкалы прямолинейные
(например,
миллиметровая линейка) и криволинейные - дуговые и круговые
(циферблат часов).
Графические и числовые интервалы бывают равными и неравными.
Если на всем протяжении шкалы равным графическим интервалам
соответствуют равные числовые, такая шкала называется равномерной.
Когда же равным числовым интервалам соответствуют неравные
графические интервалы и наоборот, шкала называется неравномерной.
Масштабом равномерной шкалы называется длина отрезка
(графический интервал), принятого за единицу и измеренного в каких-либо
мерах. Чем меньше масштаб (рис. 2.3), тем гуще располагаются на шкале
точки, имеющие одно и то же знача ми Построить шкалу - это значит на
9
20
25
Предел шкалы
Стр.9
заданном носителе шкалы разместить точки и обозначить их
соответствующими числами согласно условиям задачи.
0
0
0
0
1
1
100
2
2
200
1
3
3
300
4
4
400
10
Масштаб 50 мм
5
Масштаб 10 мм
5
Масштаб 1 мм
500
Масштаб 0,1 мм
Рисунок 2.3 - Масштабы
Как правило, масштаб определяется примерной прикидкой возможной
длины шкалы и ее пределов. Например, на поле в 20 клеток надо построить
шкалу от 0 до 850. Так как 850 не делится удобрю на 20, то округляем число
850 до ближайшего удобного числа, в данном случае 1000 (1000 : 20 = 50), т.
е. в одной клетке 50, а в двух клетках 100; следовательно, масштаб - 100 в
двух клетках.
Из
неравномерных
наибольшее
распространение
имеет
логарифмическая шкала. Методика ее построения несколько иная, так как на
этой шкале отрезки пропорциональны не изображаемым величинам, а их
логарифмам. Так, при основании 10 lg 1 = 0; lg 10 = 1; lg 100 = 2 и т. д.
(рис. 2.4).
10
Стр.10