Мультимедиа

Дмитрий ПОПОВ
Музыкальное Оборудование
июль 1995

Несколько лет назад слово «мультимедиа» начало распространяться по компьютерной индустрии. Там выпущен мультимедиа компьютер, тут произведена мультимедиа база данных, здесь сформировано мультимедиа отделение. При этом так и не стало яснее, что все-таки имеется в виду под словом «мультимедиа».

Изначально это слово означает наличие нескольких разных «носителей информации» или предоставление информации в разных видах одновременно, например, изображение и звук. Таким образом, видеоклип, например, является классическим мультимедиа продуктом. Говоря о компьютерном воплощении мультимедиа, обычно имеется в виду некоторая степень интерактивности, то есть способности пользователя вмешиваться в процесс представления информации или способности продукта реагировать на действия пользователя. Например, смотря тот же видеоклип в компьютерном виде, вы можете вызвать для просмотра текст исполняемой песни, историю ее записи, перечень использованного оборудования, посмотреть и послушать интервью с музыкантами, а в некоторых продуктах даже попробовать создать собственные варианты сведения музыки или монтажа видеоизображения.

Итак, мультимедиа означает объединение нескольких способов подачи информации — текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) — в интерактивный продукт.

Развитие мультимедиа тесно связано с устройствами под названием CD-ROM. Громадные объемы данных, содержащиеся в мультимедиа продуктах, требуют вместительного способа распространения. Диски CD-ROM, вмещающие до 650 Мбайт и недорогие при массовом тиражировании, прекрасно выполняют эту роль.

Существует достаточно большое количество разновидностей дисководов, предназначенных для воспроизведения мультимедиа компакт-дисков без компьютера. Подобные устройства подключаются непосредственно к телевизору и управляются при помощи прилагаемого пульта дистанционного управления. Сюда относятся CD-I, 3DO, CDTV, Sega CD, Nintendo Super-NES. Пока они мало распространены вообще и в нашей стране особенно. Следует отметить, что подобные устройства воспроизводят только диски, специально для них предназначенные.

Ваше отношение с мультимедиа может быть как в качестве потребителя готовой продукции, так и в качестве участника процесса ее создания.

Мультимедиа аппаратура

Для занятия мультимедиа вам понадобится компьютер. Какая платформа? Amiga имеет очень неплохие возможности в этом плане, но неясности ее будущего делают подобное приобретение рискованным. Atari Falcon практически лишился всяческой поддержки, кроме музыкальной, и тоже не рекомендуется. Так что остается выбрать среди персональных компьютеров типа Macintosh и IBM PC.

Macintosh всегда и заслуженно считался наиболее приспособленным для мультимедиа компьютером. С давних пор все модели имели встроенную систему 8-битного звука. Компьютеры серии Quadra AV содержат специализированный сопроцессор, что позволяет им работать с 16-битным звуком и видеоизображением без какой-либо дополнительной периферии. Новые модели Power Mac имеют столь мощный процессор, что могут обрабатывать цифровой звук и изображение без дополнительного сопроцессора. Более половины всех современных моделей имеют встроенный дисковод CD-ROM.

Что касается PC, то для создания видимости хоть какой-то организации в этом анархичном мире был сформирован Торговый Совет по Мультимедиа PC (MPC Marketing Council). Им были опубликованы две спецификации технических характеристик компьютерной аппаратуры для мультимедиа. Уровень 1 (Level 1) был опубликован в 1990 году и к настоящему моменту абсолютно устарел. Уровень 2 (Level 2) был опубликован в 1993 году и его спецификации можно считать самым минимальным набором требований для получения хоть немного приемлемого результата.

Спецификация MPC Level 2

RAM — 4 Мб (8 Мб рекомендуется)
Процессор — 486 SX 25 МГц
Жесткий диск — 160 Мб
CD-ROM — скорость передачи данных 300 кБ/сек., максимальное среднее время поиска 400 миллисекунд, поддержка CD-ROM XA (буфер 64 Кбайт рекомендуется).
Звук — 16-разрядный цифровой звук, восемь нот полифонии, MIDI воспроизведение (поддержка звука CD-ROM XA, поддержка ADPCM рекомендуются).
Видео — 640 х 480, 65536 цветов.
Порты — MIDI вх./вых., джойстик.

Мультимедиа продукция

Мультимедиа применяется в нескольких областях компьютерной продукции: развлечение, обучение и бизнес. Более того, именно за счет мультимедиа эти области часто сближаются, появился даже термин edutainment — производное от education (обучение) и entertainment (развлечение). Мы опустим элементы мультимедиа в компьютерных играх и поговорим о других видах применения.

Компьютерные энциклопедии прекрасно подходят для применения возможностей мультимедиа, поскольку содержат разнообразную по форме информацию. Первые опыты подобных изделий были практически неизмененными версиями печатных изданий и содержали в основном текст и сканированные иллюстрации. С развитием технологии к этому добавлялись и другие формы подачи информации.

Энциклопедия Microsoft Encarta (Windows) наиболее развита в этом смысле. Более 4500 звуковых фрагментов представляют образцы произнесения слов, звуки природы, исторические примеры (например, речи известных людей). Примерно 250 MIDI файлов позволяют услышать 180 национальных гимнов и примеры из музыкальной теории.

Microsoft Musical Instruments (Windows и Mac) содержит фотографии, пояснительный текст и звуковые образцы 205 различных инструментов и музыкальных составов со всего мира (около 1500 звуковых файлов). Все инструменты были записаны в профессиональных студиях специально для этого диска.

Peter Gabriel Explora (Mac) рассказывает об этом артисте, его альбоме Us, студии и звукозаписывающей компании Real World и фестивале народной музыки WOMAD (World of Music Arts and Dance). В отличии от справочных продуктов, Explora не всегда дает пользователю ясные способы нахождения информации, а предлагает исследовать свой музыкальный мир. На диске имеется музыка и видеоклипы из альбома Us, сюжеты о съемке клипов, интервью с музыкантами, рассказы о народных музыкальных инструментах и образцы их звучания. Выбрав страницу Remix вы можете попробовать собственные варианты сведения песни Digging in the Dirt на некоем подобии четырехканального автоматизированного микшера.

The Allen Sides Microphone Cabinet, выпущенный фирмой, издающей также журнал Mix, предлагает образцы звучания 33 различных инструментов (ударные, гитары, орган Hammond, духовые, струнные), записанные при помощи 66 современных и классических микрофонов (фирм AKG, Sennheiser, Neumann, Audio-Technica, Electro-Voice, Beyer, B&K, Schoeps, Shure, Sony и других). Кроме того, на диске CD-ROM имеются цветные фотографии каждого микрофона и его расположение при записи каждого инструмента, полные технические характеристики, информация о принципах устройства микрофонов и приемы получения наиболее качественной записи.

Аппаратура для создания

Приобретая компьютерную аппаратуру для пользования готовой мультимедиа продукцией, вы приобретаете почти все, что нужно для ее создания. Но если вы собираетесь придерживаться минимальных требований, то берегитесь: многие программы для производства мультимедиа требуют гораздо больше оперативной памяти и более высокой скорости процессора. Единственное явно пропущенное звено — некий способ ввода видеоизображения в компьютер (если только вы не остановитесь на использовании уже готовых видеосюжетов с CD-ROM). Платы видео ввода для компьютеров бывают нескольких типов. Одни предназначены для показа видеоизображения, взятого с внешнего источника (магнитофона, камеры или телевизионного тюнера) на экране вашего компьютера, но не обязательно могут сохранять его в память. Другие могут захватывать отдельные кадры подобного изображения и сохранять их в виде неподвижных картинок. И, наконец, наиболее развитые могут сохранять подобные изображения одно за другим, позволяя вам записывать движущееся изображение.

Качество подобного изображения зависит от вашей платы видео ввода, скорости процессора, объема оперативной памяти и скорости жесткого диска. Как и цифровой звук, цифровое видео занимает громадный объем памяти, так что неплохо бы увеличить размеры жесткого диска. Еще качество цифрового видео можно описать несколькими знакомыми нам параметрами: частота дискретизации в видео эквивалентна частоте кадров (25 кадров в секунду для PAL/SECAM). Разрядность в видео определяет максимальный размер числа, используемого для описания каждой точки (пиксела) изображения (в мультимедиа это 8 бит). Но если в мире аудио, со скоростью, установленной частотой дискретизации, звук описывается одним числом (максимальный размер которого установлен разрядностью), то в мире видео каждый отдельный кадр изображения состоит из множества пикселов. Типичное разрешение для компьютерного монитора составляет 640 х 480 пикселов, так что если вы хотите показывать видео во весь экран, то вам придется сохранить (а потом воспроизвести) 307200 чисел с разрядностью 8 бит для каждого кадра изображения (или около 20 Мбайт в секунду). Такой объем информации предъявляет серьезные требования к вашей компьютерной системе. А если имеется желание воспроизводить цифровой звук и цифровое изображение одновременно (что довольно естественно, если говорить о мультимедиа)?

Есть несколько способов сократить размеры видеоизображения, наиболее простые — использовать меньшую частоту кадров (что скажется на качестве) и изображение меньшего размера (не во весь экран монитора). Другой способ — компрессия или сжатие данных. Программная компрессия (осуществляемая с помощью программных средств) работает довольно медленно и сильно сказывается на качестве. Более удачный способ — аппаратная компрессия (например, метод JPEG) — требует наличия специального процессора на вашей видео плате.

Стоит заметить, что вам вовсе не обязательно создавать все самому, можно приобрести наборы специально подготовленных составных частей мультимедиа произведений: видео сюжетов, звуковых эффектов, MIDI файлов, фотографий, рисунков и т. д. Такие наборы часто прилагаются к программам для создания мультимедиа продуктов на дисках CD-ROM.

Программы для создания

Создание мультимедиа продукции происходит в два этапа. Сначала создаются различные виды информации отдельно: снимается и оцифровывается видео, пишется текст, сканируются фотографии, создаются MIDI файлы и записывается звук. Эти действия производятся на специализированной аппаратуре с помощью специального программного обеспечения. Затем все полученные данные объединяются вместе, синхронизируются, по мере возможности, создается интерфейс продукта (то есть форма общения с пользователем) и т. д. Для этого существует несколько типов специальных программ: презентационные программы (presentation), авторские системы (authoring) и программы мультимедиа интеграции (multimedia integration).

Презентационные программы (например, Microsoft Power Point) используются в основном для создания пассивных представлений по типу просмотра слайдов. На экране компьютера один за другим появляются «слайды», состоящие из красиво оформленного текста, иногда с графикой. Смена слайдов может происходить достаточно разнообразно, используя эффекты, знакомые всем по миру телевидения. Мультимедийность заключается в возможном сопровождении всего представления музыкой, ограниченном использовании мультипликации и видео, и в сопровождении, например, смены некоторых слайдов звуковыми эффектами. Интерактивность подобных представлений обычно невелика и чаще всего ограничивается нажатием кнопки на компьютерной клавиатуре для вызова очередного слайда или экранной кнопки для просмотра видео записи.

Авторские системы (например, Apple HyperCard) позволяют создавать продукты с большей интерактивностью для пользователя. Можно просматривать экраны информации по очереди, осуществлять поиск по нескольким критериям и даже переходить напрямую к родственным информационным группам при помощи гипертекстовых связей (подобные связи знакомы пользователям PC по системе помощи в Windows).

Программы мультимедиа интеграции (например, Macromedia Director или Action! и Passport Producer) специально предназначены для объединения разнообразных форм представления информации в единое целое.

Две специальные программы, Apple QuickTime (Mac или PC) и Microsoft Video for Windows (PC), требуют отдельного разговора. Они предназначены для обеспечения совместного (то есть синхронного) воспроизведения аудио и видео информации различными программами. При этом не требуется никакой дополнительной периферии, кроме звуковой платы. Набор драйверов (мини-программ) из этих приложений иногда поставляется совместно с программами для создания мультимедиа приложений и с готовыми продуктами. Для нас особенно интересно, что обе программы отдают предпочтение звуку, если компьютер не справляется с потоком данных. В таком случае они пропускают некоторые кадры изображения, сохраняя звуковое сопровождение в неприкосновенности. Apple QuickTime версии 2.0 для Mac имеет встроенные средства для работы с MIDI. Он содержит в программном виде набор General MIDI звуков по технологии Sound Canvas, лицензированных у Roland.

Ваш выход

Ничто, конечно, не мешает вам создавать мультимедиа произведения полностью, в одиночку, будь то для личных нужд или по заказу. Но так как наше издание все-таки специализируется на вопросах звука, мы подробнее остановимся на подобной деятельности.

То, что в предыдущем абзаце было употреблено слово «звук», а не «музыка», не случайно. Ваше участие в создании конечного продукта вполне может состоять не только в написании музыки, но и в записи и редактировании специальных эффектов или речевых комментариев.

Аудио информация может быть представлена в двух формах: MIDI и цифровой звук. Если вы создаете подобное произведение для собственных нужд, то просто используйте то, что имеете. Если же вы делаете это для массового распространения, то следует принять во внимание несколько вопросов.

MIDI файлы занимают гораздо меньше места и являются предпочтительным форматом для записи чисто инструментальной музыки. Однако они будут воспроизводиться теми звуками, которые есть у пользователя в его звуковой плате, что может сильно отличаться от имеющихся у вас. Самая распространенная звуковая плата в мире — Sound Blaster фирмы Creative Labs в нескольких ее модификациях, так что лучше иметь подобную в вашей мультимедиа системе для обеспечения максимальной совместимости. Другой распространенный стандарт — General MIDI. Мы советуем записывать ваши MIDI произведения в двух форматах: один для воспроизведения звуками, созданными при помощи FM синтеза (FM синтез или его имитация имеется в любой звуковой плате, совместимой с Sound Blaster); другой для воспроизведения на General MIDI совместимых звуковых платах.

Цифровой звук несомненно лучше сохраняет оригинальные авторские идеи, но занимает гораздо больше места. А так как в мультимедиа продукте компьютер может быть занят и другими вещами (например, воспроизведением видео), то звук приходится сокращать. Делается это при помощи использования моно звука, а также меньшей частоты дискретизации и меньшей разрядности.

Если компакт-диски записаны с разрядностью 16 бит и частотой дискретизации 44,1 кГц, то в мультимедиа вы можете считать себя счастливчиком, когда удается использовать музыку в формате 16 бит/22,05 кГц. Для речи и спецэффектов вполне хватит формата 8 бит/22,05 кГц. Тем не менее, иногда приходится довольствоваться частотой дискретизации 11 кГц при разрядности 8 бит.

Не стоит думать, что если конечный продукт будет столь низок по техническим характеристикам, то можно не заботиться об изначальном качестве. Гораздо лучше применить весь имеющийся у вас арсенал музыкального оборудования и весь ваш опыт для создания возможно более качественной записи, а затем преобразовать ее в необходимый формат. Как ксерокопия будет лучше, если хорошо оригинальное изображение, так и урезанный по характеристикам звуковой файл получится качественнее, если он изначально не содержит лишних шумов и искажений.

Тем не менее, существует некоторая специфика в создании звука для мультимедиа. Разрядность 8 бит может дать вам лишь 48 дБ динамического диапазона, так что лучше сильно закомпрессировать звук. Максимальная звуковая частота не может быть больше, чем половина частоты дискретизации. Если эти частоты присутствуют в звуке при его переводе в цифровой формат, то появляются помехи. Поэтому лучше применить эквалайзер для сокращения частотного диапазона. Если в конечном продукте будет использоваться моно звук, то обязательно проверьте ваше сведение в моно режиме.