1. Який спосіб подання повідомлень називають комбінованим?

2. Які пристрої для роботи з даними ви знаєте?

3. Які пристрої можуть зберігати й відтворювати для користувача зображення, музику, аудіокнижки, відеофільми?

 

Поняття мультимедіа

З вивченого раніше ви вже знаєте, що повідомнення можна подавати різними способами: текстом, числами, графікою, звуком, відео, умовними сигналами, спеціальними символами та комбінованим способом - шляхом поєднання кількох різних способів.

Повідомленнями, які подано комбінованим способом, є:

• стаття в часописі зі світлинами, що ілюструють архітектуру міста;

• відеокліп на популярну пісню;

• навчальний відеофільм про події в історії України;

• презентація про екскурсію учнів класу до Канева з відповідними світлинами та описом пам’ятних місць;

• відеозапис вашої прогулянки парком

тощо.

Повідомлення, подані комбінованим способом, ще називають мультимедійними. Мультимедіа (лат. multum - багато, medium - засоби, способи, загальнодоступне) - це поєднання різних способів подання повідомлень. У сприйнятті таких повідомлень задіяні різні органи чуття, а текст, графічні зображення,

аудіо та відео є об’єктами мультимедійних повідомлень, або об’єктами муль-тимедіа.

Слід зважати на те, ідо доволі часто, коли говорять про мультимедіа, мають на увазі аудіо- та відеооб’єкти.

Мультимедіа використовуються в різних галузях людської діяльності. Особливо активно вони використовуються в комп’ютерних програмах, зокрема в тих, які призначені для навчання. Ці програми іде називають електронними підручниками або посібниками (мал. 5.1). Вони містять, крім текстових даних, де аудіо- та ві-деоматеріали, світлини, схеми, графіки, анімацію, репродукції картин, просторові моделі реальних чи уявних об’єктів тодо та надають користувачу можливість навчатися самостійно.

Мультимедіа широко використовуються під час створення кіно, відеофільмів і мультиплікації. Без мультимедійних об’єктів не можна собі уявити сучасні комп’ютерні ігри (мал. 5.2).

Принципи оцифровування звуку та відео

Як ви вже знаєте з першого розділу цього підручника, усі дані, з якими працюють пристрої комп’ютера, повинні бути певним чином закодовані. Кодування здійснюється не тільки для різноманітних символів і графічних зображень, але й для звукових і відеоданих.

Аналоговий (грец. ανάλογος - спів-розмірний, відповідний) сигнал - сигнал, неперервний на всьому інтервалі часу його відтворення.

Дискретний (лат. diskretus - перервний, той, що складається з окремих частин) сигнал - сигнал, що змінюється із часом на кратні значення певної величини.

Звук - це хвилі, до розповсюджуються в різних середовидах (газі, рідині, твердих тілах) (мал. 5.3). Органи чуття людини, як вам відомо з курсу біології, налаштовані на сприйняття звуку з повітря, хоча за певних умов можуть сприймати звук і у воді або під час контакту з твердими тілами. Перетворення звукового сигналу в дані, до можуть бути опрацьовані пристроями комп’ютера, відбувається у два етапи:

• перетворення звуку в неперервний (аналоговий) електричний сигнал - здійснюється з використанням мікрофонів, звукознімачів електронних інструментів тодо;

• перетворення (оцифрування) отриманого аналогового електричного сигналу в дискретний - здійснюється шляхом вимірювання через певні інтервали часу значень основних властивостей аналогового сигналу та запису цих

значень у вигляді послідовності чисел. Основним пристроєм для таких перетворень є звукова карта комп’ютера. Спрощений графік такого дискретного сигналу подано на малюнку 5.4.

Помітно, що наведений графік є ламаною лінією. Точки зламу - це точки, у яких відбувається вимірювання значення властивості сигналу, і це значення на графіку залишається незмінним до наступного вимірювання. При незначних змінах значення властивості графік дискретного сигналу близький за формою до аналогового (ділянки графіка, що відповідають часу від ^ до t₄ та від ї₁₀ до t_n). Кажуть, що оцифрування проведено на цих ділянках без значних спотворень. На деяких інших ділянках (наприклад, від t₆ до t_g) форма лінії графіка дискретного сигналу суттєво відрізняється від аналогового. Відбувається спотворення початкового сигналу.

Щоб уникнути спотворень і забезпечити високу якість оцифрованого звуку, збільшують кількість вимірювань, тобто зменшують інтервали часу між вимірюваннями. На малюнку 5.5 подано графік дискретного сигналу на ділянці від t₆ до t_g при збільшенні втричі кількості вимірювань. Як бачимо, графік дискретного сигналу став більш наближений до графіка аналогового сигналу. Негативним наслідком такого підходу до покращення якості оцифрування звуку є збільшення розмірів звукових файлів.

Серед основних властивостей оцифрування звукових даних виділяють частоту дискретизації - кількість вимірювань значень властивостей звукового сигналу за одну секунду. Вимірюється вона в герцах (Гц). Значення частоти змінюють залежно від особливостей звуку, що оцифровується. Так, для розмови по телефону достатньою є частота у 8 КГц, а для запису якісних музичних творів -не менше від 44 КГц.

Кодування відеоданих є поєднанням кодування графічних і звукових даних. Оскільки кожний кадр відеофільму є малюнком або світлиною, то використовується кодування графіки, а окремо кодується звукова доріжка за правилами кодування звукових даних, які описано вище.

Формати аудіо- та відеофайлів

Раніше ви вже вивчали типи (формати) файлів. Тип (формат) файлу визначає структуру даних у файлі. Ви ознайомилися з різними форматами текстових і графічних файлів, файлів презентацій і електронних таблиць. Аудіо- та відеода-ні також зберігаються у файлах певних форматів. Ці типи файлів ще називають мультимедійними. Приклади форматів аудіо- та відеофайлів з описом їхніх особливостей подано в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Типи (формати) мультимедійних файлів

Тип (формат)	Опис	Розширення імені
Формати файлів, у яких не використовується стиснення або використовується стиснення без втрати даних
Формати аудіофайлів
WAV (або WAVE) (англ. waveform audio format- аудіо-формат типу хвиля)	Формат звукових файлів, який використовується як основний для не-стиснутих аудіоданих в операційних системах сімейства Windows	wav
MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface - цифровий інтерфейс музичних інструментів)	Формат файлів, які містять команди для відтворення звуку спеціальним пристроєм або програмою-синтеза-тором	mid, midi
FLAC (англ. Free Lossless Audio Codec - вільний аудіо-кодек без втрат)	Формат для стиснення аудіоданих без втрат, який використовується серед авторів і користувачів вільного програмного забезпечення	flac
Формати файлів, у яких використовується стиснення із частковою втратою даних
Формати аудіофайлів
MP3 (точніше MPEG-1/2/2.5 Layer 3) (англ. Motion Picture Experts Group - експертна група з питань рухомих зображень, Layer 3 - третій рівень)	Один з найрозповсюдженіших форматів аудіофайлів. Використовується у глобальних мережах, файлообмін-них системах	mp3
Формати відеофайлів
MP4 (або MPEG-4 Part 14)	Файли цього формату зазвичай використовують для цифрового телебачення, зберігання відеофільмів тощо	mp4
WMA/WMV (англ. Windows Media Audio/Video)	Формат файлів для аудіо-/відеода-них, який розроблено корпорацією Microsoft і стандартно використовується в ОС Windows (тут і далі ОС -операційна система)	wma, wmv
QuickTime (англ. Quick Time - швидкий час)	Формат відеофайлів, що базується на технології корпорації Apple	mov

У зв’язку з тим, що у більшості форматів аудіо- та відеофайлів дані для зменшення обсягів стискаються (кодуються) з використанням різноманітних алгоритмів, то для їхнього відтворення потрібно здійснювати декодування. Щоб на різних комп’ютерах можна було відтворювати аудіо- та відеофайли будь-яких форматів, слід мати програми, що містять алгоритми кодування і декодування мультимедійних даних, які називають кодеками. Кодеки входять до складу програм, що опрацьовують аудіо- чи відеофайли, а також можуть випускатися як додатковий набір програм, наприклад K-Lite Codec.

Програмне забезпечення для опрацювання об’єктів мультимедіа

Вам вже, мабуть, траплялися певні програми для опрацювання мультимедійних даних - аудіо- та відеопрогравачі, оскільки ви відтворювали на своїх комп’ютерах музичні композиції або відеофільми. З використанням смартфонів або планшетних комп’ютерів, можливо, здійснювали записи відео або звуку. Для цього також використовувалось певне програмне забезпечення. Більш загальну класифікацію за призначенням програм опрацювання аудіо- та відеоданих подано на малюнку 5.6.

Розглянемо детальніше призначення цих програм та алгоритми роботи з ними.

Мал. 5.6. Схема класифікації програм для опрацювання аудіо- та відеоданих

Для тих, хто хоче знати більше

Програвачі аудіо- та відеофайлів

Існує багато різноманітних мультимедійних програвачів. Більшість з них може відтворювати і відео, і звукові дані, окремі спеціалізуються тільки на одному з видів даних, і тоді їх називають або аудіо-, або відео-плеєрами. Розповсюдженими є мультимедійні плеєри Winamp, Media Player Classic, QuickTime Player, FIv Player та ін.

Зазвичай у складі операційної системи є один або кілька мультимедійних плеєрів. Так, у Windows 10 це Програвач Windows Media. З їх використанням можна відтворювати аудіо- та відеофайли, створювати власні бібліотеки для впорядкування медіафайлів.

Запис (захоплення) аудіо та відео

Для збереження аудіо- та відеоданих, що можуть бути отримані з використанням пристроїв введення/виведення мультимедійних даних, призначені спеціальні програми запису (захоплення) звуку та відео, які ще називають граберами (англ. grabber -той, хто захоплює, хапуга, грабіжник), або рекордерами (англ. record - запис). Після опрацювання цими програмами мультимедійні дані будуть збережені у відповідних файлах.

Використовуючи грабери, можна записати звуковий коментар до презентації, відеоконференцію в Skype або Zoom, вебтрансляцію спортивного змагання тощо.

Створення аудіозапису. Прикладами програм для захоплення звуку є стандартна програма ОС Windows 10 Диктофон, а також Audacity, Audiograbber, Streamripper, AML Easy Audio Recorder, Free Sound Recorder та ін. Можна також використати інтернет-сервіси для запису та збереження звуку, наприклад

http://vocaroo.com

,

http://online-voice-recorder.com

(мал. 5.7).

Щоб записати звукове повідомлення з використанням мікрофона та програми Диктофон, слід:

1. Підключити мікрофон або скористатися вбудованим (у мобільних комп’ютерах).

2. Запустити програму запису звуку, наприклад

3. Розпочати запис звуку вибором кнопки Записувати

(мал. 5.8).

4. Проговорити в мікрофон потрібний текст.

5. Зупинити запис вибором кнопки, наприклад Зупинити записування

Програма автоматично збереже створений запис в аудіофайлі з іменем Запис (η) (де η - порядковий номер запису) у папці Звукові записи

Для прослуховування створеного аудіозапису та його редагування слід вибрати його ім’я у вікні програми. Над створеним записом можна здійснити такі операції, вибравши відповідні кнопки (мал. 5.9):

Обтинання запису можливо здійснити тільки на початку або в кінці запису. Для цього слід після вибору кнопки Обітнути

(мал. 5.10) розмістити лівий чи правий нижній маркер (або обидва разом) у положення, до якого або з якого запис буде обітнено.

Для збереження відредагованого запису слід вибрати кнопку

та обрати один з варіантів збереження -замінити існуючий запис або записати в новий файл.

У подальшому записи, які ви зберегли, можна відкрити, прослухати та відредагувати в середовищі цієї самої програми, іншого програвана або редактора аудіофайлів.

Створення відеозапису. Під час

записування відео може виконуватися запис відео і звуку або тільки відео. Відповідно до комп’ютера слід під’єднати пристрої введення відео- і звукових даних чи тільки відеоданих або використати вбудовані.

Запис (захоплення) відео можна виконувати з вебкамери, з вікна програвана відеофайлів чи іншої програми, з веб-сторінки. В усіх випадках для запису слід використати відповідну програму, наприклад OBS Studio, FlashBack Express, ApowerREC, XSplit Broadcaster, VLC Media Player, Bandicam та ін. Для запису відео з використанням програми Bandicam (мал. 5.11), яка вільно розповсюджується в Інтернеті (

https://www.bandicam.com/ua/

), слід:

1. Відкрити вікно програми, відео з якої потрібно записати, або відповідний сайт, наприклад сайт, що містить відеозапис уроку фізики.

2. Запустити програму Bandicam.

3. Вибрати кнопку, що відповідає потрібному режиму запису, наприклад кнопку режиму запису прямокутної ділянки екрана.

4. Указати, використовуючи спеціальний вказівник, прямокутну область, у якій буде виконано захоплення відео.

5. Увімкнути запис відео вибором кнопки

6. Розпочати програвання відео в програмі або на сайті-джерелі (мал. 5.12).

7. Для завершення запису відео вибрати кнопку

Відео автоматично

збережеться відповідно до параметрів, що встановлені за замовчуванням або які встановив користувач.

Переглянути створений відеозапис можна в цій самій програмі. Для цього слід:

1. Вибрати вкладку Відео.

2. Обрати в списку ім’я файлу, що був збережений.

3. Вибрати кнопку Переглянути.

Зазначений алгоритм з невеликими змінами може бути використаний під час запису відео з використанням й інших програм.

Виконуючи записи аудіо- та відеоматеріалів, слід ураховувати вимоги законодавства до захисту авторських прав. Значна частина матеріалів, розміщених на інтернет-сервісах, таких як YouTube, уже передбачає, що автор/авторка надає доступ до їх перегляду. Однак ці матеріали зазвичай не передбачають розповсюдження в комерційних цілях або розповсюдження без посилання на канал автора/ авторки.

Засоби перетворення аудіо- та відеоформатів

Залежно від потреб користувача щодо використання аудіо- та відеоданих часто виникає потреба змінити формат мультимедійного файлу. Наприклад, якщо ваш мультимедійний програвач не може відтворити потрібний файл або в презентацію не можете вставити наявний файл відео. Для таких випадків використовують спеціальні програми - конвертори. Для конвертації аудіофайлів використовують такі програми:

HAMSTER Free Audio Converter,

SoundConverter XRECODE II, TAudio-Converter, AudioConverter Studio та ін.

Для конвертації аудіофайлів, наприклад у програмі SoundConverter (https:// soundconverter.org) (мал. 5.13), після запуску програми слід:

1. Вибрати кнопку Add File

(англ. Add File - додати файл) і у вікні, що

відкрилося, вибрати файл, який потрібно конвертувати.

2. Вибрати кнопку Параметри та вказати в списку Format формат файлу, у який потрібно конвертувати файл.

3. Почати процес конвертації вибором кнопки Перетворити.

Конвертований файл за замовчуванням буде записано в ту саму папку, де знаходився початковий файл. Установити іншу папку для запису можна у вікні, що відкривається після вибору кнопки Параметри.

Для конвертації відео існує багато різноманітних програм, що розповсюджуються за різними видами ліцензій. Наприклад, HAMSTER Free Video Converter, AVS Video Converter, Any Video Converter Free, SUPER та ін.

Розглянемо послідовність конвертації відеофайлів у програмі HAMSTER Free Video Converter. Після запуску програми слід:

1. Додати файли для конвертації, вибравши кнопку Додати файли та вибравши у вікні, що відкрилося, потрібні файли.

2. Вибрати кнопку Далі.

3. Вибрати формат файлу, у який потрібно конвертувати, та за потреби значення властивостей цього формату (мал. 5.14).

4. Вибрати кнопку Конвертувати.

5. Указати папку для запису конвертованого файлу. Також існують вебверсії конверторів як

аудіо, так і відео, наприклад на сайтах

http://audio

. online-convert.com,

https://convert-video-online.com/Ta

ін.

Лля тих, хто працює з Linux

Для встановлення програм опрацювання аудіо- та відеоданих, якщо їх не було встановлено під час інсталяції операційної системи, можна використати Центр програмного забезпечення Ubuntu. Для цього у списку Всі програми слід установити відображення програм роботи зі звуком і відео, вибрати потрібну програму та кнопку Встановити (мал. 5.15).

Працюємо з комп'ютером

Виконайте тренувальні завдання за посиланням

https://cutt.ly/XhdreNg

або QR-кодом.

Найважливіше в цьому пункті

Повідомлення, подане комбінованим способом, називають мультимедійним. Мультимедіа - це поєднання різних способів подання повідомлень, поєднання повідомлень, у сприйнятті яких задіяні різні органи чуття, а текст, графічні зображення, аудіо та відео є об’єктами мультимедійних повідомлень, або об’єктами мультимедіа.

Слід зважати на те, що доволі часто до об’єктів мультимедіа відносять тільки аудіо- та відеооб’єкти.

Перетворення звукового сигналу в дані, що можуть бути опрацьовані пристроями комп’ютера, здійснюється у два етапи:

• перетворення звуку в неперервний (аналоговий) електричний сигнал - здійснюється з використанням мікрофонів, звукознімачів електронних інструментів тощо;

• перетворення (оцифрування) отриманого аналогового електричного сигналу в дискретний - здійснюється шляхом вимірювання через певні інтервали часу значень основних властивостей аналогового сигналу та запису цих значень у вигляді послідовності чисел.

Серед основних властивостей оцифрування звукових даних виділяють частоту дискретизації - кількість вимірювань значень звукового сигналу за одну секунду. Вимірюється вона в герцах (Гц).

Кодування відеоданих є поєднанням кодування графічних і звукових даних. Оскільки кожний кадр відеофільму є малюнком або світлиною, то використовується кодування графіки, а окремо кодується звукова доріжка за правилами кодування звукових даних, описаними вище.

Аудіо- та відеодані зберігаються у файлах різних форматів. Файли аудіо мають такі розширення імені: wav, mid, flac, mp3 та ін. Файли відео мають такі розширення імені: mp4, wmv, mov, flv та ін.

Програми, що містять алгоритми кодування і декодування мультимедійних даних, називають кодеками.

Програми, що опрацьовують відео та аудіо, залежно від призначення поділяють на програми для перегляду або прослуховування (плеєри), програми для запису (захоплення) звуку і відео (грабери, рекордери), програми для конвертації даних (конвертори), музичні та відеоредактори, музичні та відеостудії.

Виконуючи записи аудіо- та відеоматеріалів, слід ураховувати вимоги законодавства до захисту авторських прав.

Дайте вілповілі на запитання

1^е. Що таке мультимедіа? У яких галузях їх застосовують? Наведіть приклади. 2*. Яка послідовність оцифрування звуку? Які пристрої при цьому використовують?

З*. Що таке частота дискретизації? У яких одиницях вона вимірюється?

4*. Які особливості кодування відеоданих?

5°. Які типи (формати) аудіофайлів ви знаєте?

6°. Які типи (формати) відеофайлів ви знаєте?

7°. Які види програм для опрацювання мультимедійних даних ви знаєте?

8°. Для чого призначені грабери? Наведіть приклади таких програм.

9*. З яких джерел можна виконати захоплення відео? Як не порушувати при цьому авторські права?

10*. Яка послідовність дій під час конвертації аудіо- та відеофайлів?

Виконайте завлання

1*. Знайдіть в Інтернеті відомості про вчених, які сформулювали закон про мінімальні значення частоти дискретизації для якісного оцифрування різного виду звукових повідомлень. Підготуйте із цього питання презентацію.

2°. Запишіть у власному виконанні декламацію вірша Тараса Шевченка «Думи мої, думи...» (Розділ 5\Пункт 5.1\думи MOl.doc) з використанням програми Диктофон. Збережіть запис у вашій папці у файлі з іменем завдання 5.1-2.wav.

З*. Використовуючи інтернет-ресурс 123APPS для запису звуку

http://online-voice-recorder.com

, запишіть у власному виконанні декламацію вірша Володимира Сосюри «Осінь» («Облітають квіти») (Розділ 5\ Пункт 5.1\об-літають квіти.doc). Збережіть запис у папці Документи у файлі з іменем завдання 5.1.3.тр3.

4*. Запишіть відеопривітання для вашого друга (подруги) з вебкамери вашого комп’ютера з використанням програми Bandicam тривалістю ЗО с. Збережіть запис у папці Документи у файлі з іменем завдання 5.1,4.трЗ.

5*. Запишіть відео з вікна відеопрогравача під час відтворення файлу відео 2.avi (Розділ 5\Пункт 5.1\відео 2.avi) з використанням програми захоплення відео. Збережіть запис у вашій папці у файлі з іменем завдання 5.1.5.wmv.

6*. Виконайте конвертування двох перших файлів формату MP3 з папки, вказаної вчителем/вчителькою (наприклад, Розділ 5\Пункт 5.1\Аудіо), у формат WMA, використовуючи один з конверторів звукових файлів. Збережіть ці файли в папці Завдання 5.1.6, яку створіть у вашій папці. Порівняйте розміри початкових та отриманих файлів. Поясніть, за рахунок чого досягнуто різницю в розмірах.

7*. Виконайте конвертування двох перших файлів формату MOV з папки Розділ 5\Пункт 5.1\Відео у формат WMV, використовуючи один з конверторів відеофайлів. Збережіть ці файли в папці Завдання 5.1.7, яку створіть у вашій папці Документи. Порівняйте розміри початкових та отриманих файлів. Поясніть, за рахунок чого досягнуто різницю в розмірах.

 

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Ривкінд (2021)