1 / 35

محيط هاي چندرسانه اي Digital MultiMedia

محيط هاي چندرسانه اي Digital MultiMedia. Mo.moradi@srbiau.ac.ir Mo.Moradi90@gmail.com www.monamoradi.ir/teaching. بخش ششم: ویدیو. عناوین: ویدیوهای آنالوگ استانداردها و مشخصات کاربردها در توسعه چند رسانه ای ویدیوی دیجیتال کیفیت ویدیو کدک ها فرمت های فایل. بخش ششم: ویدیو.

lakia
Télécharger la présentation

محيط هاي چندرسانه اي Digital MultiMedia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. محيط هاي چندرسانه ايDigital MultiMedia Mo.moradi@srbiau.ac.ir Mo.Moradi90@gmail.com www.monamoradi.ir/teaching

  2. بخش ششم: ویدیو • عناوین: • ویدیوهای آنالوگ • استانداردها و مشخصات • کاربردها در توسعه چند رسانه ای • ویدیوی دیجیتال • کیفیت ویدیو • کدک ها • فرمت های فایل

  3. بخش ششم: ویدیو • صدا و تصویر از مهیج ترین عناصر سیستم های چند رسانه ای می باشند • این عناصر معمولا در کامپیوتر باید به صورت دیجیتال مورد استفاده قرار گیرند. • قالب فایل های ویدئویی دیجیتالی مانند Avi، Mpg ، Quick timeبه الگوریتم مخصوصی که کنترل کننده حجم اطلاعات روی هر فریم است وابسته می باشد. • در حال حاضر امکان پخش فیلم به صورت تمام صفحه و با نرخ 30 فریم در هر ثانیه وجود دارد. • برای نمایش فیلم در کامپیوتر سیگنالهای ویدئویی دیجیتالی می شوند • به رویه دیجیتالی کردن فیلمهای ویدئویی، دریافت یا capture می گویند.

  4. بخش ششم: ویدیو • برای دیجیتالی کردن یک فیلم ده ثانیه ای تمام صفحه با کیفیت رنگی 24 بیت نیاز یه ذخیره سازی و انتقال حجم زیادی از اطلاعات در زمانی اندک داریم. • برای باز سازی یک فریم 24 بیتی، یک مگابایت اطلاعات کامپیوتری ذخیره می شود. • 10 ثانیه فیلم تمام صفحه برای دیجیتالی شدن نیاز به 300 مگابایت فضا دارد. • در هنگام پخش فیلم دیجیتالی کامپیوتر باید اطلاعات را با نرخ 30 مگابایت در ثانیه منتقل کند. • برای غلبه کردن بر این محدودیت از تکنولوژی های فشرده سازی اطلاعات دیجیتالی استفاده می شود.

  5. بخش ششم: ویدیو • خلق تصاویر متحرک اعم از فیلم و ویدیو تخصصی بود که تیم های حرفه ای و ماهر و تجهیزات قیمتی از عهده آن بر می آمدند • ویدیوهای خانگی: نیاز به اصلاح و بازنگری از طریق ویرایش که طرح اولیه ویدیو را به پیامی به یاد ماندنی تبدیل می کند • ویرایش ویدیوی آنالوگ گران و پیچیده و نیاز به مهارت داشت • کامپیوتر، ویدیو و فیلم را مانند همه رسانه ها متحول کرد • نتیجه: شکل جدیدی از بیان از جلوه های ویژه گرفته تا شبیه سازی های دیجیتالی قانع کننده ای از بازیگران

  6. بخش ششم: ویدیو • تصاویر متحرک • عناصر ویدیو و ریشه های آن در فناوری آنالوگ • ویدیو و فیلم: مجموعه ای از تصاویر ثابت که به سرعت نمایش داده می شوند.به دو دلیل این تصاویر متحرک دیده می شوند: • هر تصویر یک لحظه از حرکت را ثبت و تغییرات در موقعیت اشیای متحرک را ضبط می کند • ماندگاری دید: تصاویری که در شبکیه تشکیل می شوند. برای مدتی کوتاه پس از ناپدید شدن شی باقی می ماند. • اگر تغییر تصویرهای ثابت به اندازه کافی تند باشد ماندگاری دید، زمان بین آنها را پر می کند و به درک جریانی پیوسته از حرکت می انجامد.

  7. بخش ششم: ویدیو • تصاویر متحرک • فیلم و ویدیوی سنتی رسانه های آنالوگ هستند، • فیلم تصاویر واحد را به عنوان مناطق پیوسته رنگ روی واسط ای شفاف ضبط می کند که سپس روی پرداخته انداخته می شد. • فرمت های دیجیتال به سرعت جایگزین ویدیو های آنالوگ شده اند.

  8. بخش ششم: ویدیو مراحل ساخت فیلم برداری آنالوگ • ارسال به کامپیوتر و ذخیره سازی ویرایش و اصلاح ارسال و نمایش

  9. بخش ششم: ویدیو • فرمت های ویدیوی آنالوگ • ویدیوی آنالوگ در ابتدا منحصراٌ برای پخش تلویزیونی بود. • در نتیجه تصویرهایی با درجه وضوح نسبتاً پایین و کیفیت رنگ محدود تولید شدند. • با وجود این محدودیت ها استانداردهای تلویزیونی اولیه به نام NTSC (کمیته استانداردهای تلویزیون ملی)، بیش از 50 سال پخش تلویزیون در ایالات متحده را زیر سلطه خود آورد.

  10. ویدئو NTSC • NTSC(National Television System Committee) استانداردی است که بیشترین استفاده را در آمریکای شمالی و ژاپن دارد. • شامل مشخصه هایی برای نسبت ابعاد تصویر، درجه وضوح، سرعت اسکن، روش اسکن و تکنیک های پخش، • برای خلق تصاویری در تلویزیون های آمریکا به کار گرفته شد. • نسبت ابعاد تصویرaspect ratio: رابطه بین عرض و ارتفاع تصاویر یا فریم های ثابت است که سکانسی از فیلم یا ویدیو را تشکیل می دهد. • همچنین شکل صفحه نمایشی را تعیین می کند که برای نمایش دادن فیلم یا تلویزیون بکار می رود. • نسبت ابعاد تصویری NTSC برای تلویزیون 4:3 است( به ازای هر 4 واحد در عرض، 3 واحد ارتفاع) • صفحه نمایشی که تلویزیونی که 16 اینچ پهنا دارد، 12 اینچ ارتفاع خواهد داشت

  11. ویدئو NTSC • NTSC(National Television System Committee) استانداردی است که بیشترین استفاده را در آمریکای شمالی و ژاپن دارد. • درجه وضوحRESOLUTION ویدیوی NTSC تعداد خطوط به کار رفته برای خلق دوباره تصویر روی صفحه نمایش است. • NTSC درجه وضوح حداکثر 525 خط برای تولید هر فریم را تثبیت کرد. • 30 فریم در ثانیه • سیستم رنگی RGB • 16 میلیون رنگ

  12. ویدیو • ویدئو SECAM • استاندارد تلویزیونی در سایر کشورها مانند فرانسه و روسیه • سرعت اسکن 50 هرتز • نرخ فریم: 25 • درجه وضوح: 625 خط، ارتفاع بالاتر نسبت به NTSC • هر فریم 16 میلیون رنگ • PAL • در انگلستان و بسیاری از نقاط اروپا استفاده می شود • SECAM و PAL بسیار بهم شبیه هستند. آنها اندکی در طرح کدگذاری رنگ متفاوت هستند

  13. فیلمبرداری آنالوگ : فیلم های ویدئویی AviAudio – Video Interleave Mpg Motion Picture Experts Group Quick time )frame per secound(fps نرخ پخش: تمام صفحه و 30

  14. بخش ششم: ویدیو • تعریف • نرخ انتقال اطلاعات ذخیره سازی Dtr (data transfer rate) : • هرچه سرعت انتقال اطلاعات بالاتر باشد پخش ویدیو سریعتر و حرکت نرم تر و پیوسته تر دیده خواهد شد. • ابعاد پنجره ویدیو : • عبارت است از تعداد پیکسل هایی که در طول و عرض به عنوان مجموعه ویدیو نمایش داده می شود. • ابعاد و کیفیت ویدیودر حجم فایل ویدیویی بسیار تاثیر گذار است. • معمولا ابعاد پنجره ویدیو عبارت است از 120*160 ، 180*240 ، 240*320 ، 480*640. • کیفیت تصویر • عبارت است از تعداد رنگهای فیلم دیجیتالی که در هر فریم دریافت می شود. • مقدار این پارامتر از 8 الی 12 بایت قابل تنظیم است.

  15. ویدئوی دیجیتال • فواید نمایش دیجیتال برای ویدئو بسیار زیاد است. برای مثال: • ویدیو می‌تواند برای پردازش (حذف نویز، ویرایش و....) و کاربردهای چندرسانه‌ای گوناگون در دستگاه‌های دیجیتال یا در حافظه ذخیره شود، • دسترسی مستقیم به ویدیو امکان پذیر است • ضبط مجدد، کیفیت را پایین نمی‌آورد. • به آسانی رمز گذاری می‌شود و تحمل بهتری در برابر نویز کانال دارد. • چالش ها: • اندازه بزرگ فایل • ویدیوی دیجیتال از مجموعه ای از تصاویر واحد که به سرعت نمایش داده می شوند • هر تصویر از عناصر بسیار کوچک عکس یا همان پیکسل ساخته شده است • به هر پیکسل یک رنگ اختصاص داده می شود

  16. ویدئوی دیجیتال • برای باز تولید طیف رنگ لازم برای عکس واقعی به کدی 24 بیتی برای هر پیکسل نیاز است. • مانیتور کامپیوترهایی با پایین ترین درجه وضوح، شبکه ای از 640 پیکسل عرض و 480 پیکسل ارتفاع را نمایش می دهد، این شبکه به 307/200 پیکسل و حدود یک مگا بایت داده دیجیتال برای هر صفحه، ترجمه می شود • ویدیویی با حرکت کامل به نمایش 30 عدد از این صفحات در هر ثانیه نیاز دارد. • کامپیوتر برای ویدیو فشرده سازی نشده دیجیتال تقریباً باید 30 مگا بایت داده در هر ثانیه ذخیره و پردازش کند. • این به مراتب فراتر از توانایی پردازش و ذخیره سازی ریزکامپیوترهای ابتدایی است. بهبودهای شگرف در سخت افزار و تکنیک های فشرده سازی بر این محدودیت ها فائق آمد

  17. ویدئوی دیجیتال

  18. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • به سه عامل بستگی دارد: • درجه وضوح صفحه نمایش • نرخ فریم • روش فشرده سازی • درجه وضوح صفحه نمایش: • تعداد پیکسل های افقی و عمودی است که برای ارائه تصویر ویدیویی به کار می رود • اندازه ای را که ویدیو برای کاربر ظاهر می شود، تعیین می کند • پنجره ای با 720 پیکسل عرض و 480 پیکسل ارتفاع

  19. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • نرخ فریم • تعداد فریم های واحدی است که در هر ثانیه نمایش داده می شوند • روش فشره سازی یا کدک: • الگوریتم خاص یا مجموعه ای از الگوریتم هایی است که برای فشرده سازی و سپس باز کردن ویدیوهای دیجیتال به کار می رود. • اندازه بزرگ صفحه نمایش و نرخ فریم های بالاتر به پردازش و پهنای باند بیشتری نیاز دارند که به نوبه خود، اغلب فشرده سازی بیشتری را نیز طلب می کند

  20. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • کدک: راهبردهایی را برای کامپیوتر فراهم می آورد که فایلی را فشرده سازی کرده و سپس آن را دوباره باز کند تا نسخه ای از فایل اصلی را به نمایش بگذارد • درجه وضوح نمایش: • هرچه درجه وضوح نمایش یک ویدیوی دیجیتال کمتر باشد، به پردازش کمتر، حجم ذخیره سازی پایین تر و انتقال آسان تری نیاز پیدا می کند. • تولیدکنندگان اغلب درجه وضوح صفحه نمایش را برای مطابقت با توانایی های رسانه خروجی کاهش می دهند. • به این کار درجه وضوح خروجی ویدیو اطلاق می شود.

  21. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • نرخ فریم: نرخ فریم استاندارد ویدیو در ایالات متحده 29/97 فریم در ثانیه است. • ویدیوهای در نظر گرفته شده برای پخش در اینترنت اغلب با نرخی معادل 15 فریم در ثانیه عرضه می شوند؛ یعنی عملاً داده های مورد نیاز را نصف می کنند.

  22. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • درک حرکت پیوسته در ویدیو به دو عامل بستگی دارد: • تصاویر با سرعت کافی نمایش داده شوند تا به ماندگاری دید اجازه داده شود فاصله زمانی بین فریم ها را پر کنند. • تغییر موقعیت اشیا از فریم به فریم باید نسبتاً تدریجی باشد. • پایین آوردن نرخ فریم هم تصویر را کند می کند و هم برخی از فریم های ویدیویی را از قلم می اندازد. • اگر سرعت به اندازه کافی کم باشد، بینندگان سکانسی از تصویرهای ثابت با تغییراتی ناگهانی در محتوا را تجربه می کنند( به عبارتی ویدیویی پر تکان) • نرخ فریم های زیر 15 احساس حرکت نرم را حفظ نخواهند کرد

  23. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • راهبردهای فشرده سازی: • فشرده سازی کلید تحول موفقیت آمیز ویدیوی دیجیتال است • همه فرمت های مربوط به تحویل دیجیتال نوعی فشرده سازی دارند • الگوریتم های فشرده سازی و پیشرفت • ترفندهای فشرده سازی: • فشرده سازی درون فریمی • فشرده سازی میان فریمی • رمزگذاری نرخ بیت متغیر

  24. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • فشرده سازی درون فریمیIntra frame compression • اطلاعات درون یک فریم ویدیو را دوباره رمزگذاری می کند. راهبردهای بدون اتلاف مانند RLE را می توان برای فشرده سازی درون فریمی بکار برد. • نتیجه: فایل کوچکتر و کارآمد تر • البته بیشتر این نوع فشرده سازی با اتلاف هستند و برخی اطلاعات اولیه در حال باز شدن فایل از بین می روند • یکی از این کدک های با اتلاف JPEG است • فرمت ویدیوی آن M-JPEG است

  25. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • فشرده سازی میان فریمیInter frame compression • برخی از فریم های میانی را حذف می کند و تنها تغییرات بین فریم ها نگه می دارد. • MPEG(motion picture expert group) کدکی است که به طور خاص برای ویدیویی طراحی شده است که هم از فشرده سازی درون فریمی بهره می برد و هم میان فریمی • بسیاری از سکانس های ویدیویی را می توان با بکارگیری فشرده سازی میان فریمی به طور چشم گیری فشرده سازی کرد. • مثال ویدیو اخبار

  26. ویدئوی دیجیتال • کیفیت ویدیوی دیجیتال • فشرده سازی میان فریمیInter frame compression • گزینه ای عالی برای توزیع ویدیوی دیجیتال است، زیرا فایل های ویدیویی اصلی را به طور مناسبی فشرده سازی می کند. • رمزگذاری نرخ بیت متغیر: • دو روش عمده برای رمزگذاری داده های دیجیتالی ویدیویی وجود دارد • نرخ بیت ثابتCBR • نرخ بیت متغیرVBR

  27. ویدئوی دیجیتال • رمزگذاری نرخ بیت متغیر: • نرخ بیت ثابتCBR • به همه قسمت های ویدیو و مستقل از محتوای آن، تعداد بیت یکسانی در هر ثانیه اختصاص می دهد. • هر دو سکانس ویدیویی ساده با بهره گیری از شماره های یکسانی برای بیت ها در هر ثانیه رمزگذاری می شوند • نرخ بیت متغیر VBR • محتوای ویدیو را تجزیه و تحلیل می کند و در ادامه برای رمزگذاری صحنه های پیچیده بیت های بیشتر و برای صحنه های ساده تر بیت های کمتری را اختصاص می دهد • در نتیجه منابع محاسباتی را در جاهای لازم سرمایه گذاری می کند و به این ترتیب راه را برای تولید مجدد و با کیفیت تر صحنه های پیچیده باز می کند. • VBR گزینه رندر رایجی در نرم افزارهای ویرایش ویدیو است

  28. ویدئوی دیجیتال • کدک های رایج ویدیویی • MPEG • M-JPEG • RealVideo • MPEG چندین کدک مختلف مانند MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4 را هم شامل می شود • Mpeg-1 فرمتی است که به طور گسترده پشتیبانی می شود • حجم ویدیوهای کوتاه تر را در قالب cd ارائه می دهد • یکی ار فرمت های اصلی دیسک نوری است

  29. ویدئوی دیجیتال • کدک های رایج ویدیویی • MPEG-2 • برای انتقال ویدیو از طریق تلویزیون های دیجیتال به طور وسیعی به کار می رود • MPEG-4 • برای تحویل ویدیو روی وب بهینه سازی شده است که در آن پهنای باند نسبتاً پایین تر است و به سطوح بالاتری برای فشرده سازی نیاز است • RealVideo • از کدک های اختصاصی برای رمزگذاری ویدیوی streaming برای وب استفاده می کند و به طور گسترده ای به صورت یک پلاگین در مرورگر ها یافت می شود

  30. ویدئوی دیجیتال • فرمت های فایل ویدیویی دیجیتال • گوناگونی فرمت نشاندهنده کاربردهای مختلف است • برخی از فرمت ها درجه وضوح بسیار بالایی را پشتیبانی می کنند و در عین حال از فشرده سازی کمتری استفاده می کنند. • فرمت ها بر اساس خروجی های خود مانند CD,DVD، وب سایت های جریانی و یا تلویزیون های دیجیتال اختصاص داده شده اند • D1: فرمت رنگ مولفه ای با درجه وضوح بالاست که در دوربین های گران قیمت و سیستم های ویرایشی مناسب برای تولید برنامه های تلویزیونی با کیفیت پخش عمومی مورد استفاده قرار می گیرد

  31. ویدئوی دیجیتال • فرمت های فایل ویدیویی دیجیتال • D2و D3: فرمت های رنگ ترکیبی ارزان تری هستند که در تولید تلویزیون مورد استفاده قرار می گیرند • DV: فرمتی که به طور گسترده هم برای مصرف کننده و هم برای تولید و ویرایش حرفه ای بکار می رود.DV از رنگ مولفه و فشرده سازی درون فریمی M-JPEG بهره می برد • ویدیو-CD: فرمتی است که از آن برای توزیع ویدیو روی CDبه طور گسترده ای پشتیبانی شده است و رنگ مولفه و فشرده سازی MPEG-1 را بکار می برد • ویدیوی DVD: فرمت رنگ مولفه است که از فشرده سازی MPEG-2 بهره می برد و درجه وضوح صفحه ای معادل با 480*720پیکسل را ارائه می دهد. این فرمت برای توزیع ویدیو روی دیسک های نوری DVD استفاده می شود

  32. ویدئوی دیجیتال • فرمت های فایل ویدیویی دیجیتال • QUICKTIME: فرمتی با چند سیستم عامل برای توزیع ویدیو، انیمیشن و فایل های صوتی است. از کدک ها و درجه وضوح های صفحه نمایش گوناگونی پشتیبانی می کند. فایل های QUICKTIME پسوند .mov را بکار می برند • ویدیو برای windows: فرمت کامپیوترهای شخصی برای توزیع ویدیو است. ویدیو برای windows پسوند .avi را به کار می گیرد • RealVideo: یک فرمت جریانی برای تحویل ویدیو روی وب است

  33. ویدئوی دیجیتال • فرمت های فایل ویدیویی دیجیتال • FLV:

  34. ویدئوی دیجیتال • فرمت های فایل ویدیویی دیجیتال • KMV:

  35. ویدئوی دیجیتال • منابع ویدیوی دیجیتال: • تبدیل ویدیو آنالوگ به فرمت دیجیتال • تهیه فیلم اولیه دیجیتال

More Related