Multimedia
Multimedia to bardzo modny od jakiegoś czasu termin. Ozna-cza on połączenie obrazu (filmów) i dźwięku w jedną harmonijną ca-łość. Może służyć do nauki, demonstracji (np. nowego produktu), czy też ogólnie do zintegrowanego, maksymalnie skutecznego przekazu informacji. W terminie multimedia mieści się także termin interak-tywny, co oznacza, że możemy czynnie wpływać na to, co widzimy na ekranie monitora. W innym przypadku niewiele by się to różniło od wyświetlania filmu.
Obecnie sprzęt niezbędny, by zacząć od prostych technik mul-timedialnych, to: komputer klasy Pentium, karta dźwiękowa (16-bitowa), karta graficzna (wysokiej rozdzielczości), karta do digitali-zacji obrazu (frame grabber) oraz czytnik CD-ROM. Aby lepiej wykorzystać technikę multimedialną, należy jednak wyposażyć się w lepszy sprzęt, od minimalnej konfiguracji można zacząć.
Ponieważ Windows z natury rzeczy najlepiej nadaje się na środowi-sko do tworzenia realizacji multimedialnych, potrzeba pamięci RAM o pojemności od min. 8 MB do 16 MB (nie zaszkodzi jeszcze więcej). W przypadku niektórych kart do digitalizacji jest to mało.Wymagają one niejednokrotnie powyżej 16 MB RAM-u. Dysk twardy z 20-40 MB wolnymi, też jest minimum (oczywiście czym więcej wolnego miejsca tym lepiej). Korzystanie z CD-ROM nie zmniejsza tego zapo-trzebowania. Ważny jest też minimalny czas dostępu do dysku. Dysk więc powinien być zgodny z trybem PIO3 lub 4 i mieć pojemność powyżej 400 MB. Czytnik CD-ROM daje możliwość czerpania z o-gromnej biblioteki gotowych rozwiązań (pojemność nośników wynosi ok. 650 MB). Z powodu wymaganej szybkości transferu danych, po-trzebne są złącza typu SCSI lub EIDE (PIO3 i 4) lub też specjalizo-wany sterownik. Obecne wymagania określają niezbędny napęd CD-ROM na 8x z czasem dostępu poniżej 200 ms. Wystarcza za to na szczęście prosta karta z wyjściem MIDI np. Sound Blaster (np. SB 16 zapewnia 16-bitowy stereofoniczny dźwięk). Pamiętać należy również o wymaganiach stawianych przez programy graficzne uży-wane w pokazach multimedialnych, szczególnie, jeśli są to programy umożliwiające tworzenie animacji. Monitor i karta graficzna zależą właśnie od wymagań rozdzielczości i kolorów, z tym że karta powinna być modelem z procesorem graficznym (akcelerator graficzny SVGA i sprzętowym odtwarzaniem plików typu MPEG).
Obecnie do terminu multimedia zalicza się także tzw. wideokon-ferencje. Do tego potrzebujemy oprócz wymienionego powyżej sprzętu także kartę fax/Modem z opcją Voice. Minimalne wymagania dla tej karty to 14400 bps.
Wymienione powyżej dane stanowią tylko ogólną charaktery-stykę sprzętu komputerowego do zastosowań multimedialnych. Aby móc zacząć działać w dziedzinie multimedii, należy zdecydować się na konkretny podzespół. Podany poniżej opis zarysowuje pokrótce przykładowe elementy jakie mogą być zastosowane w tej fascynującej dziedzinie.
Zacznijmy od najważniejszej części komputera, jego mó-zgu - procesora. Czasy kiedy wystarczał procesor 486 powoli się kończą (już się skończyły?!). Obecnie standardem stał się Pentium i jego następne odmiany. Najnowsza - MMX, zdaje się być wymarzoną dla zastosowań multimedialnych. Nowy mechanizm jest najciekawszą modyfikacją architektury procesorów Intela od czasu powstania mo-delu 386. Perspektywy związane z wprowadzeniem go na rynek są niemal identyczne jak w przypadku inauguracji nowej serii kart gra-ficznych: kolorowy świat multimediów powinien poruszać się jeszcze szybciej. Przewidywany wzrost wydajności komputera, przy standar-dowych operacjach przetwarzania obrazu - nawet czterokrotny, będzie tu jednak wynikał wyłącznie z nowej architektury procesora (o ile o-czywiście program potrafi wykorzystywać nowy zestaw rozkazów). Jednak mechanizm MMX ma jedną zasadniczą wadę - architektura ta wymaga zastosowania nowej płyty głównej (są też dostępne adaptery MMX do starych płyt - niestety dosyć drogie).
Podstawowym elementem architektury MMX jest tzw. technika SIMD (Single Instruction, Multiple Data), umożliwiająca równoległe przetwarzanie kilku informacji za pomocą pojedynczego rozkazu. W tym celu zostały wprowadzone nowe typy danych posiadające wiel-kość 64 bitów i zawierające w sobie kilka pojedynczych danych. W przypadku danych graficznych mechanizm MMX może np. równo-cześnie wpisywać do jednego rejestru oraz przetwarzać dane dotyczą-ce ośmiu pikseli.
W skład poleceń MMX wchodzą funkcje różnego typu. Należą do nich np. takie podstawowe operacje, jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie, przesunięcie arytmetyczne oraz mnożenie wraz z dodawa-niem. Znajdziemy tu również operacje porównania i konwersji po-między poszczególnymi typami danych, oparacje logiczne (AND, AND NOT, OR i XOR), rozkazy przesunięcia bitowego (SHIFT), a także polecenia transmisji danych między rejestrami lub rejestrami i pamięcią roboczą.
W praktycznych zastosowaniach dla aplikacji multimedialnych mechanizm MMX posiada specjalną technikę nakładania (tzw. Chroma Keying), która jest wykorzystywana do umieszczania tek-stów na tle grafiki lub obrazu wideo oraz do animacji postaci w grach. Jest to mechanizm podobny do tego, za pomocą którego spiker za-powiadający prognozę w telewizji może stać na tle mapy. Technika MMX oferuje również możliwość konwersji grafiki 8- lub 16-bitowej na system 24-bitowy lub nawet truecolor (32-bitowy), co pozwala np. na bardziej realistyczne odtwarzanie gier.
Jeśli jesteśmy przy grafice, spójrzmy co oferuje nam rynek, bowiem wiadomo, że wydajność systemu graficznego jest bardzo ważna, szczególnie wtedy, gdy korzystamy z graficznego środowiska pracy takiego jak Windows 95 czy OS/2. W dziedzinie kart graficz-nych panują układy pochodzące od znanego producenta układów wi-deo - S3. Najczęściej spotykane są karty z chipami S3 Trio64, które ze względu na niską cenę i wysoką wydajność znajdują szerokie za-stosowanie. Lepsze możliwości zapewnia procesor graficzny S3 Vir-ge, który posiada oprócz funkcji akceleracji grafiki 2D także możli-wość sprzętowego wsparcia dla wyświetlania obiektów trójwymiaro-wych. Dla bardziej ambitnych polecić można karty 128-bitowe, które być może już niedługo całkowicie wyprą standard 64 bitów.
Przykładem takiej karty jest 128-bitowa karta ViewTop. Sercem karty jest układ Tseng ET6000 oraz 2,25 MB pamięci typu MDRAM (Multi-bank DRAM). Urządzenie umożliwia uzyskanie rozdzielczości 1600x1200 w trybie 256 kolorów oraz 800x600 w trybie truecolor, pracuje szybciej od kart 64-bitowych o ok. 60%, a czas wykonania niektórych funkcji skraca się nawet trzykrotnie!
Dla zastosowań montażu cyfrowych filmów potrzebna by jednak była dobra karta wideo, która umożliwia digitalizację obrazu. I tak na przykład karta miroVIDEO DC30 wykorzystuje nową tech-nologię PCI bus master umożliwiając stała prędkość digitalizacji da-nych na poziomie 6 MB/s. Praca karty w trybie nadzorcy (master) nie angażuje procesora - przetwarzane dane zapisywane są bezpośrednio do pamięci RAM, a stamtąd na dysk - pozwalając na zminimalizo-wanie ilości gubionych klatek. Dodatkowo zintegrowanie z kartą dźwiękową eliminuje możliwość złej synchronizacji wizji z fonią. Zastosowanie nowej technologii sprawia, że zapisywany obraz jest płynny. Maksymalna rozdzielczość digitalizowanego obrazu w zależ-ności od standardu PAL(SECAM)/NTSC wynosi odpowiednio 768x576 / 640x480 przy pełnej palecie barw (24-bity). Podczas zapi-su sekwencji możemy na bieżąco kompresować obraz w granicach 3,5:1/100:1 oraz nakładać filtry jaskrawości, kontrastu, nasycenia i barwy kolorów. Wbudowana karta dźwiękowa pozwala na nagranie podkładu od 8-bitów mono 11kHz do 16-bitów stereo 44,1kHz.
Niestety, aby móc wykorzystać w pełni tak mocną kartę potrzebny jest odpowiednio mocny sprzęt - wymogiem jest Pentium, 16 MB RAM, 500 MB wolnego miejsca na dysku, CD-ROM, Windows 95.
Dla tych którzy nie posiadają takiego sprzętu, a chcieliby w inny sposób zagłębić się w dziedzinę multimedii, pomocny będzie napęd CD-ROM. Dynamiczny rozwój rynku komputerowego spowo-dował, iż obecnie prawie każdy nowy zestaw komputerowy zawiera czytnik płyt kompaktowych. Liczba zastosowań stale się powiększa - to już nie tylko dostęp do ogromnych archiwów danych, ale także wspaniałe programy multimedialne, niejednokrotnie wzbogacane pamięciożernymi animacjami i dźwiękiem wysokiej jakości. Również projektanci gier mogą w końcu pokazać, na co ich stać, choć ostatnio coraz częściej na jednej płycie brakuje im miejsca. Szybki postęp techniczny wyłania coraz to większe prędkości czytników CD-ROM. Być może w niedługim czasie nastąpi nowa era w tej dziedzinie - czytniki DVD (Digital Video Disk) mieszczące od 4,7 GB do 17 GB. Jednak póki co na rynku panują dziś niepodzielnie CD-ROM’y a pu-łap ich prędkości sięga już 2400 KB/s czyli szesnaście razy więcej od pierwszego modelu (150 KB/s - 1x).
Jednym z takich „rekordzistów” jest napęd Hitachi CDR-8130 16maX. Wykorzystuje on technologię Partial CAV (częściowej stałej prędkości kątowej), która pozwala wyeliminować wibrację płyty po-jawiającą się przy odczycie z dużą prędkością liniową danych położo-nych na wewnętrznych ścieżkach dysku. Według producenta transfer pierwszych 37 minut (ok.40% powierzchni płyty) odbywa się ze stałą prędkością kątową (CAV), zwiększając prędkość liniową w granicach 8x-16x. Po przekroczeniu tego progu (40%) urządzenie zaczyna pra-cować ze stałą prędkością liniową (CLV) i transferem 16x (2400 KB/s). Średnia prędkość odczytu, z uwzględnieniem CAV i CLV, wynosi ok. 2100 KB/s (14x), zaś średni czas dostępu - 90 ms. Przy korekcji błędów napęd przeczytał poprawnie z porysowanej płyty 100% danych, uzyskując średni transfer 1570 KB/s. Ogólnie napęd ten jako bardzo wydajne urządzenie o rewelacyjnych parametrach i małym obciążeniu procesora (600 KB/s-15%, 1200KB/s-33%) powi-nien sprawdzić się w wielu zastosowaniach a szczególnie w dziedzinie multimedii.
W zestawach multimedialnych nieodłącznym akcesorium jest też oczywiście karta dźwiękowa. I tu także mamy duży wybór, choć wiadomo, że czym drożej tym lepiej. W dobie obecnej minimal-nym wymogiem zdaje się karta muzyczna z 16-bitową częstotliwością odtwarzania i nagrywania dźwięku oraz z syntezą FM i WaveTable. Polecić tu można karty znanego od lat producenta, twórcę dźwięko-wego standardu, firmę Creative Labs. Przykładowo karta Sound Blaster 16, jako jedna z najtańszych, spełnia już wspomniane wcze-śniej wymogi. I tak jak w przypadku kart graficznych tak i tu konese-rzy znajdą coś dla siebie. Firma Creative cały czas stara się być „na topie” i wypuszcza coraz to nowsze i lepsze produkty. Jednym z o-statnich jest karta dźwiękowa Sound Blaster AWE64, dająca do dyspozycji 64 głosy jednocześnie. Posiada ona istotną nowość w dziedzinie dźwięku, a mianowicie nową syntezę - Sondius WaveGu-ide. Symulacja akustyczna instrumentów muzycznych jest tu repre-zentowana przez ich matematyczne modele w postaci skomplikowa-nych równań matematycznych. Za obliczenia odpowiedzialny jest jednak procesor główny, w związku z czym wymagana jest duża moc obliczeniowa. Minimalna konfiguracja to Pentium 90 z 8 MB RAM-u (16 rekomendowane). Karta ta przeznaczona jest dla szerokiego grona odbiorców - od graczy poczynając, poprzez muzyków i entuzjastów multimediów kończąc.
Powyższy opis tylko w minimalnym stopniu przybliża te-matykę multimediów. Wiadomo już, iż jest to dziedzina wymagająca pod względem możliwości sprzętowych. Niewiele osób stać na „pełne szaleństwo” w tej ekscytującej dziedzinie końca XX wieku. Mimo te-go przeciętny użytkownik już teraz może na tyle zakosztować tego o-wocu, by dać się skusić i nigdy nie zapomnieć jego smaku - „smaku multimedii”.