 |
Системы Виртуальной реальности.
|
|
|
|
Методы сжатия видеоинформации.
Некоторые подходы к сжатию видео:
– кодирование цвета, заключается в том, что в ряде случаев отдельное изображе-
ние использует только часть полного доступного в даннойветовой модели спектра.
Тогда можно переключиться на индексированную палитру, которая позволит передать
почти тот жеветовой диапазон, но при этом займет значительно меньше места;
– избыточность изображения – сжатие отдельных кадров обычными алгоритма-
ми сжатия изображений;
– компенсация движения, или межкадровая разность – рассматривает тот факт,
что в последовательности кадров, составляющих видео, как правило, присутствует
очень много практически не изменившихся элементов. Алгоритм сравнивает несколько
подряд идущих кадров и записывает векторы, соответствующие изменениям, а сами
кадры, кроме одного, ключевого, удаляет. При воспроизведении видео на основе этого
ключевого кадра воссоздаются удаленные кадры;
– и др.
Наиболее популярными на сегодняшний день являются форматы сжатия семейст-
ва MPEG или их вариа ии. Они используют все основные подходы к сжатию видео, что
позволяет достичь коэффи иентов сжатия до нескольких сотен.
MPEG – сокращение от Moving Picture Expert Group, это название экспертной
группы ISO, действующей в направлении разработки стандартов кодирования и сжатия
видео- и аудио- данных. Известны следующие стандарты:
– MPEG-1, предназначен для синхронизированных видеоизображения разрешени-
ем 352×240 и звукового сопровождения на CD при скорости считывания около 1.5
Мбит/с. На сегодняшний день устарел;
– MPEG-2, предназначен для обработки видеоизображения соизмеримого по ка-
честву с телевизионным при пропускной способности системы передачи данных в пре-
|
|
|
делах от 3 до 50 Мбит/с. Стандарт изначально разрабатывался для передачи телевизи-
онного изображения в ифровом виде. На технологии, основанные на MPEG-2, перехо-
дят многие телеканалы, сигнал, сжатый в соответствии с этим стандартом, транслиру-
ется через телевизионные спутники;
– MPEG-3 (не путать с MP3), предназначался для использования в системах теле-
видения высокой четкости HDTV со скоростью потока данных 20-40 Мбит/с, но в итоге
стал частью стандарта MPEG-2;
– MPEG-4, задает прин ипы работы с
ифровым представлением медиа-данных
для интерактивного мультимедиа, графических приложений и ифрового телевидения.
Наибольшее развитие получил третий аспект;
– MPEG-7 (Multimedia Content Description Interface — интерфейс описания муль-
тимедийного содержимого) предназначен для описания мультимедийных данных, оп-
ределяет универсальные механизмы описания аудио и видео информа ии, представ-
ленной в любой форме (в том числе в аналоговой) и не зависит от среды передачи дан-
ных;
– MPEG-21, долговременный проект, получивший название «"Система мультиме-
дийных средств». Предполагается, что формат, помимо сжатия и интерактивных воз-
можностей, будет обеспечивать поддержку управления правами и платежными систе-
мами, а также качеством предоставляемых услуг.
Алгоритмы сжатия звука и видео реализуются в виде спеиальных программ, так
называемых кодеков. Кодек – сокращение от «компрессор» и «декомпрессор», это лю-
бая технология для сжатия и восстановления данных. Кодеки могут быть реализованы
также на уровне аппаратной части или как комбинаия аппаратно-программных подхо-
дов. Кодеки реализуют тот или иной алгоритм или их совокупность к сжатию видео
или звука. Обычно кодеки интегрируются в операионную систему и таким образом
добавляют возможность корректно открывать файлы соответствующих форматов из
|
|
|
любых приложений.
Системы Виртуальной реальности.
Виртуальная реальность (virtual reality, VR) – модельная трехмерная (3D) окру-
жающая среда, создаваемая компьютерными средствами и реалистично реагирующая
на взаимодействие с пользователями. Технической основой виртуальной реальности
(ВР) служат технологии компьютерного моделирования и компьютерной имитации,
которые в сочетании с ускоренной трехмерной визуализацией позволяют реалистично
отображать на экране движение, воспроизводить звук и т.д.
Понятие искусственной реальности, моделируемой компьютером, впервые было
введено еще в 1960-е гг. Первая система, реализующая этот подход, появилась в 1962
году – мультисенсорный симулятор «Сенсорама» (Sensorama). Он погружал зрителя в
искусственную реальность при помощи коротких фильмов, которые сопровождались
запахами, ветром (при помощи фена) и шумом мегаполиса с аудиозаписи. В 1967 году
был сконструирован первый шлем, изображение на который генерировалось при по-
мощи компьютера и изменялось соответственно движениям головы.
В 1970-е гг. компьютерная графика в симуляторах полностью заменила видео-
съемку. Графика была крайне примитивной, однако важным было то, что тренажеры
(это были симуляторы полетов) работали в режиме реального времени. Первая реали-
зация такой искусственной реальности была созданная в Массачусетском Технологиче-
ском Институте в 1977 году. Она симулировала прогулку по городу, давая возможность
выбрать между разными способами отображения местности. При этом летний и зимний
варианты были основаны на реальных фотографиях.
В середине 1980-х появились системы, в которых пользователь мог манипулиро-
вать с трехмерными объектами на экране благодаря их отклику на движения руки. В
1985 году музыкант, бизнесмен и изобретательжарон Ланир ввёл термин «виртуаль-
ная реальность». Он, кстати, возглавлял группу специалистов, которая создала первые
программы виртуальной реальности. Эти программы работали в области симуляции
хирургического вмешательства, разработки салона автомобиля и т. д.
Вообще, слово «виртуальный», имеет двоякий смысл – оно переводится как «фак-
тический, отражающий действительное состояние» и «возможный, который может или
|
|
|
должен проявиться при определенных условиях». Основой мира виртуальной реально-
сти являются нематериальные понятия – информация, мысли и образы. Основное вы-
ражение, определяющее весь смысл виртуальной реальности – это «ощущение присут-
ствия» в виртуальном мире.
Немало примеров виртуальной реальности можно найти в литературе и кинемато-
графе. В литературе этому посвящено целое направление – киберпанк, основоположни-
ком которого стал Уильям Гиббсон с романом «Нейромант» (1984). В кинематографе
яркий пример – фильм «Матрица», в котором идея виртуальной реальности доведена до
логического конца.
|
|
|
