Montaż filmu 1/ Pliki dźwiękowe i multimedialne

Podstawowe formaty plików dźwiękowych i multimedialnych Kompresja plików dźwiękowych i multimedialnych Konwersja plików multimedialnych

Dźwięk powstaje gdy do drgań zostanie pobudzona cząsteczki powietrza, które rozchodzą się w ośrodku w postaci fali akustycznej

Dźwięk ma dwa podstawowe parametry Amplituda – odnosi się do wysokości fal akustycznych ( im wyższa tym dźwięk głośniejszy) Częstotliwość – mierzona w Hz, określa, jak blisko siebie występują szczyty fali. (Im większa częstotliwość dźwięku tym wyższy jego ton) Człowiek słyszy dźwięki między 16 – 20 Hz

Aby dźwięk mógł być zarejestrowany w komputerze musi być poddany procesowi zwanemu próbkowaniem lub samplowaniem. To przetworzenie analogowej fali akustycznej na dane cyfrowe składające się z zer i jedynek. Wierność odwzorowania dźwięku zależy od: częstotliwości próbkowania – związanej z częstotliwością dźwięku I rozmiaru próbki dźwiękowej – wyrażonej w bitach i związanej z amplitudą dźwięku.

Aby obliczyć rozmiar pliku dźwiękowego (o słabej jakości dźwięku) zapisanego w nieskompresowanym formacie PCM ( Pulse Code Modulation) należy wykonać mnożenie na następujących danych : Wzór: Czas trwania dźwięku (10 s) x zapis monofoniczny (1 kanał) x częstotliwość próbkowania (16 Hz) x rozmiar próbki dźwiękowej ( 2 bity) = 320 bitów / 8 = 40 bajtów

Po zwiększeniu częstotliwości próbkowania ( do KHz), rozmiaru próbki dźwiękowej d(do 16 bitów) i korzystając z zapisu stereofonicznego ( 2 kanału) to samo nagranie będzie miało jakość profesjonalną, a jego wielkość wyniesie 10 s X 2 kanały X kHz X 16 bitów = 1764 kB= 1,72 MB Taka porcja danych powinna być odtworzona w ciągu 10 s. To kolejny parametr nazywany prędkością transmisji danych która wynosi tu 1764 kB / 10 s = 176 kB/s = 1411 kb/s

Pliki dźwiękowe zapisane tak w programie Rejestrator dźwięków systemu MS Windows Przyjma rozszerzenie WAV. Uzyskany rozmiar 1,72 MB dla 10 s ścieżki jest zbyt duży dlatego popularnością cieszą się pliki w formacie MP3, w których wykorzystano kompresję stratną MPEG-1 Layer 3. Po zmniejszeniu krotnym nie jest zauważalne pogorszenie jakości dźwięku.

Ćwiczenie 18 Ćwiczenie 19

PLIKI MULTIMEDIALNE Zasobnikiem dla wielu różnych strumieni danych ( audio, wideo, napisy) jest kontener multimedialny. Jego zawartość jest zapisana na dysku w jednym pliku. Do odtwarzania tych plików służą programy zwane odtwarzaczami multimedialnymi.

Formaty plików multimedialnych AVI – (Audio Video Interleave) i WMV ( Windows Media Vid eo - wprowadzone prze z firmę Microsoft wraz z odtwarzaczem Windows Media Player MOV (Movie) wprowadzony przez firmę Apple wraz z odtwarzaczem Quick Time Player RM (Real Media) wprowadzony przez z firmą Real Network wraz z odtwarzaczem Real Player

Główny problem z plikami multimedialnymi – to ich bardzo duży rozmiar. Nieskompresowany plik multimedialny w którym będzie zapamiętana ścieżka godzinnego filmu wyświetlanego w telewizji. W standardzie PAL obraz telewizyjny składa się z 25 klatek wyświetlanych na sekundę o wymiarze 720 punktów w poziomie i 576 punktów w pionie, a kolor każdego punktu jest opisany 24 bitami ( po 8 bitów na każdą ze składowych koloru RGB )

Obraz trwający sekundę zajmuje objętość 25 klatek x 720 punktów x 576 punktów x 3 bajty = 29,7 MB Dla godzinnego obrazu otrzymamy 29,7 MB x 3600 sekund = 107 GB Jeśli dodamy do niego ścieżkę dźwiękową, ( która dodatkowo zajmie wiele gigabajtów), to do zapisania filmu potrzebne będzie ok. 200 krążków CD Dlatego powstała konieczność kompresowania plików multimedialnych

Wyróżnia się dwie metody kompresji Bezstratna – mimo zmniejszenia rozmiaru pliku, jakość przekazu jest identyczna z oryginałem – takie same fragmenty obrazu powtarzające się w kolejnych klatkach są zastępowane tym samym strumieniem danych. Stratna – mimo zmniejszenia rozmiaru pliku i trwałego usunięcia z oryginalnego przekazu najmniej istotnych danych o obrazie i dźwięku odnosimy wrażenie, ze jakość przekazu nie ulega pogorszeniu. Do kompresji programów multimedialnych używa się programów zwanych kodekami (koder/dekoder)

Idea kompresji stratnej opiera się na ustaleniu: Maksymalnej rozdzielczości obrazu ( w pikselach) oraz liczby klatek na sekundę Prędkość transferu danych audio i wideo ( w Kb/s) Rozmiaru jednego piksela obrazu ( w bitach) Częstotliwości próbkowania dźwięku w kHz)

Standardy kodowania: Pierwszym standardem w kodowaniu obrazu był format MPEG-1, który zapewniał rozdzielczość obrazu 352x240 punktów, a dźwięk był kodowany w formacie MP3 Kolejny był format kompresji MPEG-2, z którym jest związany standard zapisu danych na dysku DVD o rozdzielczości obrazu PAL 720 x 576 punktów Obecnie najpowszechniej stosuje się standard MPEG-4, który zapoczątkował rozwój wydajnych kodeków DixV, XviD, iPod. Kompresja plików MPEG jest związany format plików MPG

W trakcie odtwarzania plików multimedialnych następuje proces dekodowania ( odwrotny do kodowania), dlatego należy pamiętać aby w komputerze mieć zainstalowany nie tylko odtwarzacz multimedialny ale również odpowiednie kodeki.

KONWERSJA PLIKÓW MULTIMEDIALNYCH Czasami zachodzi konieczność konwersji ( zmiany) plików multimedialnych z jednego formatu na inny. Mamy do czynienia z taką sytuacją np. gdy film wideo zarejestrowany cyfrowym aparatem fotograficznym w formacie MOV chcemy zapisać na dysku w formacie AVI. Należy wówczas skorzystać z jednego z programów zwanych konwerterami plików. Przykładem takiego programu jest ConwertMovie dostępny w wersji trial do pobrania z Internetu.

Zanim przeprowadzimy konwersje pliku z formatu MOV do AVI należy najpierw ustalić: Liczbę klatek (np. 25) Rozdzielczość obrazu w pikselach ( np. 320 x 240) Format ścieżki dźwiękowej ( np. MP3 z częstością próbkowania mHz)

Ćwiczenie 20

PODSUMOWANIE

1/ Formaty plików dźwiękowych ( nazwa, czy skompresowany, cechy) Nieskompresowany format PCM ( Pulse Code Modulation) – (słaba jakość dźwięków) Format nieskompresowany WAV ( duży plik, dobra jakość ) Skompresowany format MP3 – wykorzystujący kompresję stratną MPEG-1 Layer 3 (przy krotnym zmniejszeniu rozmiaru nie słychać pogorszenia jakości dźwięku)

2/ Formaty plików multimedialnych ( nazwa, firma, odtwarzacz) AVI – (Audio Video Interleave) i WMV ( Windows Media Video) – firma Microsoft - odtwarzacz Windows Media Player MOV – firma Apple - odtwarzacz Quick Time Player RM – firma Real Network - odtwarzacz Real Player

3/ Wzór na obliczenie wielkości piku dźwiękowego zapisanego w nieskompresowanym formacie PCM ( WAV) Czas trwania dźwięku (10 s) x zapis monofoniczny (1 kanał) x częstotliwość próbkowania (16 Hz) x rozmiar próbki dźwiękowej (2 bity) = 320 bitów / 8 = 40 bajtów (PCM) Korzystając z zapisu stereofonicznego (2 kanału), po zwiększeniu częstotliwości próbkowania (do KHz), rozmiaru próbki dźwiękowej (do 16 bitów) - to samo nagranie będzie miało jakość profesjonalną, a jego wielkość wyniesie 10 s X 2 kanały X kHz X 16 bitów = 1764 kB= 1,72 MB ( WAV)

4/ Wzór na obliczenie wielkości nieskompresowanego nagrania multimedialnego Ilość klatek na sekundę x wymiar obrazu w pikselach x wielkość kolorów każdego punktu RGB w bajtach x długość trwania filmu w sekundach Obraz trwający sekundę zajmuje objętość 25 klatek ( na sekundę w standardzie PAL) x (wymiary obrazu) 720 punktów x 576 punktów x (wielkość kolorów każdego punktu RGB) 3 bajty = 29,7 MB x (długość filmu 1 godzina czyli ) 3600 s = 107 GB

Zapamiętaj! Zmniejszenie wielkości pliku multimedialnego uzyskuje się stosując kompresję bezstratną lub stratną. Programy, które do tego służą nazywamy kodekami. Jeśli nie możesz otworzyć pliku multimedialnego w swoim komputerze, oznacza to że nie został zainstalowany właściwy kodek. Jednym z ważniejszych parametrów wpływających na kompresję pliku multimedialnego są rozdzielczość obrazu, liczba wyświetlanych klatek obrazu w ciągu sekundy oraz częstotliwość próbkowania dźwięku. W amatorskich kamerach cyfrowych filmy są zapisywane zazwyczaj w formacie MOV lub AVI