multimedija 2. tekst i zvuk

64
MULTIMEDIJA 2. Tekst i zvuk • Zapis teksta u računaru • Zapis zvuka u računaru

Upload: lacy-holden

Post on 30-Dec-2015

109 views

Category:

Documents


11 download

DESCRIPTION

MULTIMEDIJA 2. Tekst i zvuk. Zapis teksta u računaru Zapis zvuka u računaru. Zapis teksta u računaru. Šta je to tekst?. Tekst - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

MULTIMEDIJA2. Tekst i zvuk

• Zapis teksta u računaru

• Zapis zvuka u računaru

Page 2: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Zapis teksta u računaru

Page 3: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Šta je to tekst?

• Tekst – ... ili dokument je "informacija namenjena ljudskom sporazumevanju

koja može biti prikazana u dvodimenzionalnom obliku... Tekst se sastoji od grafičkih elemenata kao što su karakteri, geometrijski ili fotografski elementi ili njihove kombinacije, koji čine sadržaj dokumenta." (ISO-definicija)

• Iako obično tekst zamišljamo kao dvodimenzioni objekat, u računarima se tekst predstavlja kao jednodimenzioni (linearni) niz karaktera.

• Potrebno je, dakle, uvesti specijalne karaktere koji označavaju prelazak u novi red, tabulator, kraj teksta i slično

Page 4: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Zapis karaktera u računaru

• Računari su zasnovani na binarnoj aritmetici• Cele brojeve je moguće predstaviti u binarnom sistemu• Osnovna ideja je svakom karakteru pridružiti određeni ceo

broj na unapred dogovoreni način• Ove brojeve zovemo kodovima karaktera (character

codes)• Sedamdesetih godina su se pojavile tabele standardnih

karakterskih kodova• Najpoznatiji su

• EBCDIC – IBM-ov standard, korišćen uglavnom na mainframe računarima, pogodan za bušene kartice

• ASCII – Standard iz koga se razvila većina današnjih standarda

Page 5: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

ASCII

• ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

• ASCII je sedmobit-ni standard (broj karaktera je 128)• Pod kodnom stranom (Code page) tj. skupom karaktera

(Character set, charset) podrazumevamo uređenu listu karaktera predstavljenih svojim karakterskim kodovima

• Podaci se u računarima obično zapisuju bajt po bajt• ASCII karakteri se zapisuju tako što se u svakom bajtu

bit najveće težine postavi na 0• To ostavlja prostor za novih 128 karaktera čiji binarni

zapis počinje sa 1

Page 6: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kodne strane

• Ovaj prostor se može popuniti na razne načine• Rešenje nije univerzalno, jer na svetu postoji više od 256 različitih

karaktera• Postavljeni su razni standardi dopunjavanja ovih 128 karaktera• Svim ovim kodnim stranama je zajedničko prvih 128 karaktera i oni

se poklapaju sa ASCII• Ovako napravljene kodne strane obično omogućuju kodiranje

tekstova na više srodnih jezika (obično i geografski bliskih)• Nama su uglavnom važne kodne strane napravljene za centralno-

evropske (Central European) latinice, kao i ćirilične kodne strane

Page 7: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Najčešće korišćene kodne strane kod nas

• ISO 8859-2 (Latin2)• ISO 8859-5 (Ćirilična)• Windows 1250• Windows 1251 (Ćirilična)

(Prve dve su delo međunarodne organizacije za standardizaciju - International Standard Organization, dok su naredne dve Microsoft-ovi standardi

• UNICODE svakom karakteru dodeljuje dvobajtni kod• Prvih 128 karaktera se poklapaju sa ASCII standardom,

dok su sledećih 128 napravljeni tako da se pokalapaju sa Latin1 standardom

Page 8: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Tekst i pismo

• Piktografi i prvo pismo na glinenim tablicama nastali su u Mesopotamiji oko 5.000 g.pne kao tekstualni ekvivalent govora

• Vrednost pisma kao ekvivalenta govora sačuvala se do savremenog doba, kroz knjige, časopise i druge pisane materijale.

• Osnovni način komunikacije na Internetu takođe je tekst, a osnovni jezik Hypertext Markup Language (HTML).

Page 9: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Karakteri, Glifovi, Fontovi

• Vrlo često se ne pravi jasna razlika između karaktera i njihove grafičke reprezentacije

• Grafičku reprezentaciju karaktera nazivamo glifovima (glyph)

• Skupove glifova nazivamo fontovima (font )• Pismo (typeface) – porodica grafičkih znakova

različitih tipova, stilova i veličina (npr. Helvetica, Times, Courier)

Page 10: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Pismo i digitalna štampa

• Font – zbirka znakova iz neke porodice grafičkih oblika određenog stila i veličine (npr. Times Italic 12pt)– stil: polucrno (boldface), kurziv (italic)– veličina (size): štamparska jedinica mere veličine slova je point

(1/72 deo inča, približno 0,35mm)

Page 11: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Rasterizacija (antialias)

• Slovni oblici su vektorske krive, ali se prikazuju na diskretnom rasteru štampača ili ekrana

• Utisak i lepota prikaza zavise od rasterizacije -popravljena rasterizacija (antialiased) daje čitljiviji i lepši rezultat za male rezolucije.

Page 12: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Bitmapirana i vektorska grafika

– Bitmapirana grafika• Prednost: lako se i brzo prikazuju na displeju• Mana: ne skaliraju se dovoljno dobro – gube se detalji

(kada se prikazuju u veličini za koju nisu bili predviđeni)

– Vektorska grafika• Portabl fontovi (obično 256 glifova tj. malih programa koji

pored opisa glifova imaju i dodatne informacije koje popravljaju izgled glifova)

• Postscript (Adobe) i TrueType (Apple) fontovi.• Pogodni za složeno formatirane tekstove

Page 13: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Korišćenje teksta

Na primer

Edukacioni CD-ROM pomaže deci u predškolskom

Korišćenje teksta u multimedijalnim aplikacijama zavisi od:

Tipa aplikacije Edukacija, zabava, posao

Slušalaca deca, tinejdžeri, odrasli

Page 14: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

…..Primer

Page 15: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

…..Primer

Page 16: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Atributi teksta

Tekst ne treba da bude dosadan!• Isticanje može da se doda promenom atributa teksta

• Tip fonta - Arial, Times New Roman, Comic Sans• Stil - Regular, bold, italics• Kerning – prostor između cha r a cters• Leading - vertikalni prostor između

linija teksta.

• Veličina - pts vs. pixels ( 8 pt, 8 px, 10 pt, 10 px, 36pt.)• Boja - (red, blue, black… )

• Specijalni efekti - underline, shadowshadow, superscript,subscript,

Page 17: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

•Serif•Tails•Script•Body paragraphs•Times Roman, Courier New, Century Schoolbook, Palatino

•Sans-Serif•No tails•Block-oriented•Headings, titles•Arial, Verdana, Helvetica, Arial Black, Comic Sans MS

Tipovi fontova

Page 18: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Primer

Page 19: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Examples from: “The Non-Designer’s Design Book by Robin Williams

Fun fontovi

Pogledajte http://www.fontscape.com/explore?7AR

Page 20: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kerning

• Kerning određuje rastojanje između susednih slova

• Mera je izražena preko “em” (negativna, 0, pozitivna vrednost)

Page 21: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kerning primeri

• From PowerPoint main menu, select View, then Toolbars and then WordArt. Click on the words Fun and Sun and play around with the Kerning buttons:

Page 22: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Tekst Leading

• Leading određuje veličinu vertikalnog prostora između linija teksta

• Pozitivna, negativna vrednost i nulaGreatness is not found in possession, power, position or prestige. It is discovered in goodness, humility, service and character.

Greatness is not found in

possession, power, position

or prestige. It is discovered in

goodness, humility, service

and character.

Page 23: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

PIXEL (.ppi aka .dpi)•Mera rezolucije monitora•# piksela po inču displeja monitora•Displej podešen na:

1280 x 1024 ima 1.3 million DPI, 800 x 600 ima 480,000 DPI

POINT (.dpi)•Mera rezolucije štampača•# of dots po inču•Apsolutna veličina tipa – uobičajeno korišćena kod štampanja•Veći dpi = bolja rezolucija•Points su jedinice štampanja (koriste se u softveru za procesiranje teksta)

Veličina teksta

Page 24: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Napomena: veličina u tačkama od 72, uvek daje font veličine (visine) jedan inč kada se štampa.

Ako se pošalje ovakav MS Word dokument printeru,nije važno da li se štampa sa Windows mašine ili Mac-a, 72 point font size na papiru je uvek veličine jedan inč

Veličina teksta: Tačka (point)

Page 25: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Veličina teksta: Tačke (pixels)

Na Macintosh monitoru, standardna rezolucija je 72 dpi. Na Windows monitoru, standardna rezolucija je 96 dpi

Sledi, slika veličine 72 x 72 piksela, kada se odštampa na Mac-u biće veličine 1 inč, ALI kada se odštampa iz Windows-a biće veličine 0.75 inča

Page 26: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

http://db.tidbits.com/article/5284

Veličina teksta

PIKSELI•Windows mašine su postavljene na 96 dpi

•Macintosh mašine su setovane na 72 dpi

PC 1/6 of 96 = 16 (25% veće)

Mac 1/6 of 72 = 12

(manje)

Page 27: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Razlika Web strana Pixel u odnosu na Points (u HTML-u)

Page 28: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Pretpostavimo da je rezolucija 96 x 96 piksela (za rezoluciju ekrana od 800 x 600) i veličinu fonta 72 tačke.

Na Windows mašini Na Mac mašini

Primer

Page 29: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Pretpostavimo da je rezolucija 96 x 96 piksela i veličinu fonta 72 piksela.

Na Windows mašini Na Mac mašini

Primer

Page 30: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Pogledajte http://www.csd.uwo.ca/~lreid/cs033/FontTest1.html

Važno:

Možete da garantujete da će 72 tačke biti 1 inč na papiru, 72 tačke mogu da ne budu 1 inč velike na monitoru!

Uradite ono što na ekranu izgleda najlepše, ALI probajte stranice u različitim brauzerima

Razmislite o vašem auditorijumu, ako dizajnirate za ljude koji slabije vide, koristite em

Primer

Page 31: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Boja teksta

BOJA

• se predstavlja sa šest digita heksadecimalnog broja

• Koriste se brojevi (0–9) i slova (A-F)

Šablon RRGGBB

Crvena boja #FF0000

Page 32: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Vizuelni Da li je tekst komplementaran sa

grafikom? Izabrati tekst koji koordinira sa

grafikom Pozicionirati tekst pažljivo da bi se

postigao dobar balans sa drugim multimedijalnim elementima

Izgled teksta – prost, jasan, beli prostor

Čitljivost Tekst treba da bude lak za čitanje? Izbegavati tamnu boju teksta i

tamnu boju pozadine

Dizajn teksta

Page 33: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Zapis zvuka u računarima

Page 34: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Zvučni signal

• Zvučni signal predstavlja promenu pritiska vazduha kroz vreme– mehanički talasi koji se prostiru u vazduhu brzinom 340 m/s

• Frekvencija predstavlja broj perioda u sekundi (mereno u hercima, ciklus/sekund).– Što signal češće menja svoju vrednost to nam se zvuk čini piskaviji.

• Opseg frekvencija koju čovek čuje: 20 Hz -20 kHz (audio), glas je približno od 500 Hz do 2 kHz.

• Amplituda zvuka je mera pomeraja pritiska vazdušnog talasa od njegove srednje vrednosti ili razlika između maksimalne i minimalne vrednosti signala. – Što je amplituda signala veća, signal je jači.

• Ilustracija ovoga je moguća koristeći npr. Sound Recorder• Govor - Sposobnost čoveka da oblikuje glasove i da razlikuje i

prepoznaje izgovoreno

vazd

ušni

pr

itis

ak

perioda

amplituda

vreme

Page 35: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Čujni raspon

• U proseku, ljudsko uho može da čuje zvukove čija je frekvencija između 20Hz i 20 KHz, međutim precizni raspon je osobina svakog pojedinca. U principu, signale frekvencije iznad 10KHz većina ljudi veoma loše čuje.

• Varijacije pritiska izražene koristeći logaritamsku skalu - nivo (jedinica: deciBel, dB)– intenzitet (dB) = 10 log10 (P/P0)

• P0 – donja granica čujnosti 10-12 [W/m2]

– 6dB veći nivo = dva puta veći pritisak– 20dB veći nivo = 10 puta veći pritisak

• Veoma mala energija – 90dB ~ 10-3 W/m2

• Jačina zvuka koju ljudsko uho može da registruje se kreće od skoro 0Db (prag šuma) do 120Db (prag bola)

Page 36: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Digitalizacija zvuka• Prema Nyqist-ovoj teoremi, prilikom digitalizacije je dovoljno vrednost

zvučnog signala semplirati dva puta češće od njegove najveće frekvencije. – Opšte prihvaćen CD audio standard se zasniva na učestanosti sempliranja

od 44.1Khz.

– DAT kasete, poznate muzičkim profesionalcima koriste učestanost od 48Khz

– Većina zvukova u igricama je semplirana na 11 ili 22 KHz.

Page 37: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Brzina sempliranja (dinamički raspon)

• Iako se ranije za digitalizaciju koristilo 8 bit-ova (jedan bajt), danas je standardno da se za zapis svakog sempla-odbirka koristi 16 bitova (dva bajta). Ovo omogućuje zapis 65536 raznih nivoa jačine zvuka, što daje dinamički raspon od nekih 96dB što se smatra prilično zadovoljavajućim.

• Da bi se bolje dočarao prostorni raspored zvuka, koristi se stereo tehnika. Za digitalizaciju stereo zvuka potrebno je najmanje 2 mikrofona (dva kanala)– Ukoliko jednostavno zapišemo niz brojeva dobijenih digitalizacijom

zvuka, dobijamo tzv. sirovi zapis (PCM – Pulse Code Modulation). Za zapis jednog minuta zvuka u stereo tehnici, potrebno je:

44100 * 2 bajta * 2 kanala * 60sekundi = 10,5 MB

Page 38: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

RIFF formati

• RIFF je grupa formata za zapis mnogih tipova podataka, pre svega multimedijalnih (zvuka i videa).

• Najpoznatiji RIFF formati su WAVE, AVI, DIVX...• Svi RIFF formati se sastoje od parčića (chunks). Svako

parče ima svoj tip, koji se zapisuje pomoću 4 karaktera, za čim slede 4 bajta koji označavaju veličinu parčeta i zatim sam sadržaj.

• RIFF datoteka je sama za sebe jedno parče čiji sadržaj počinje oznakom tipa RIFF datoteka, a zatim nizom drugih parčića.

Page 39: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

WAVE format

• WAV spada u grupu RIFF formata i namenjen je isključivo za zapis zvuka.

• Zapis u WAV formatu se sastoji od parčeta (chunk) sa oznakom “fmt” i parčeta sa oznakom “data”

• WAV format omogućava i nekoliko tipova kompresije, mada se najčešće koristi za zapis nekomprimovanog zvuka, tj. parče “data” sadrži PCM zapis.

Page 40: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kompresija

• Problem sa WAV zapisom je, naravno, to što zauzima previše memorijskog prostora

• Pošto je zvuk objekat koji se veoma nepredvidivo menja, većina algoritama kompresije koji se zasnivaju na ponavljanjima podataka (kao npr. algoritmi korišćeni u ARJ, ZIP) pokazuju loše rezultate.

• Zbog toga se pristupa primeni tzv. psihoakustičkih algoritama koji uglavnom spadaju u grupu Lossy algoritama.

Page 41: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Maskiranje

• U toku dana ne vidimo zvezde. Razlog je što je svetlost zvezda maskirana jakom svetlošću sunca.

• Većina algoritama za kompresiju zvuka se zasniva na sličnoj činjenici da će tihi zvuk u blizini mnogo glasnijeg biti skoro nečujan i da se na njegovo kodiranje ne isplati trošiti dragocene bajtove.

• Koji su zvuci dovoljno tihi? Ovaj podatak se najčešće dobija eksperimentima i to sa ljudima koji slušaju zvuke i daju svoj sud.

• Npr. Ukoliko imamo zvuk frekvencije 1000Hz i u njegovoj blizini zvuk od 1100Hz, ali 18 dB tiši drugi zvuk se neće čuti.

• Međutim ako bi drugi zvuk bio frekvencije 2000Hz i iste glasnoće, on bi se čuo, zbog toga što je frekvencijski prilično udaljen od prvog. Pokazuje se da bi ovaj ton morao biti 45dB slabiji da bi bio nečujan.

• Ovo znači da se maskiranje oslikava samo na frekvencijski bliskim zvukovima.

Page 42: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Maskiranje jakih zvukova

• Sledi, dopušteno je podizanje nivoa šuma u blizini jakih zvukova, a čim je nivo dopuštenog šuma veći potrebno je manje bitova za zapis.

• Još jedan značajan vid maskiranja je osobina da se vremenski bliski zvukovi maskiraju.

• Premaskiranje kaže da se tihi ton koji se javi do 5 milisekundi pre glasnog neće čuti.

• Postmaskiranje ima još mnogo duži efekat i traje do 100 milisekundi posle završetka jakog zvuka.

Page 43: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

MPEG formati

• MPEG – Moving pictures experts group– Ekspertska organizacija koja je pod pokroviteljstvom ISO

napravila nekoliko standardnih formata za zapis zvukova, filma i ostalih multimedijalnih sadržaja

• MPEG 1 – standard na kome su zasnovani formati kakvi su video CD i MP3

• MPEG 2 – standard na kome se zasniva digitalna televizija i DVD format

• MPEG 4 – standard multimedije za fiksni i mobilni web • MPEG 7 – standard za opisivanje i pretragu audio i

vizuelnog sadržaja

Page 44: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Audio Layer-i

• Layer-i unutar MPEG čine oznake podstandarda koji se odnosi samo na zapis audio signala

• Jedan od najpoznatijih MPEG-ovih audio layera je audio MPEG layer 3, ili pod drugim, čuvenijim imenom MP3.

• MP3 je najčuveniji, MP1 je skoro zaboravljen, dok je MP2 ostvario svojevremeno i neki uticaj dok nije potisnut layerom MP3.

• Audio layeri su međusobno kompatibilni prema niže što znači da programi koji mogu da tumače MP3 mogu da tumače i ostale layer-e.

Page 45: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kratko o algoritmu

• Audio MPEG deli celokupni zvučni pojas na 32 podpojasa... Ovi pojasevi su kod layera 1 i 2 bili po 625Hz,

dok se kod layera 3 uvode pojasevi različite širine. Naime, uho jasno razlikuje 1Khz od 3Khz, dok se 15Khz od 18Khz veoma teško razlikuju (ako uopšte i čujemo nešto).

• Ako npr. imamo ton od 1Khz jačine 60dB, on spada u 8 pojas. Koder izračunava da je maskirajući efekat ovog tona 35 decibela ispod ovog zvuka, što daje odnos signal/šum od 25 dB, što znači da je za zapis ovog dovoljno 4 bita. I još dodatno, ovaj maskirajući efekat se proteže od pojasa 5 do 13, naravno sve manje i manje.

Page 46: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kratko o algoritmu

• Poslednji deo zapisa je primena Huffmanovog (statičkog) kodiranja na rezultat dobijen primenom maskiranja.

• Sve ovo čini proces mp3 kodiranja prilično računski zahtevnim. Proces dekodiranja je nešto jednostavniji, ali je i dalje komplikovan.

• Osnovna ideja je da se karakteri koji se češće javljaju kodiraju kraćim sekvencama, dok je kod karaktera koji se ređe pojavljuju dozvoljeno koristiti i duže kodove.

• Na početku je potrebno izgraditi sortiranu tabelu frekvencija pojavljivanja svih znakova koje želimo da kodiramo.

Page 47: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Izgradnja Huffman-ovog drveta

• Pronađu se dva karaktera koja se najređe pojavljuju i ona se zamene novim “karakterom” čija je frekvencija zbir frekvencija polazna dva karaktera. Novo uvedeni karakter predstavlja čvor drveta čiji su čvorovi polazni karakteri. Postupak se ponavlja sve dok se ne izgradi kompletno drvo.

• Sve grane drveta koje vode “na levo” se označe nulom, dok se sve grane koje vode “na desno” označe jedinicom. Kod svakog karaktera se određuje prikupljanjem oznaka grana putanje koja vodi do njega.

Page 48: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Huffmanovo drvo - primer

• (32)

• A(13) (19)

• (11) (8)

• B(6) (5) E(4) F(4) • C(3) D(2)

• A 0, B 100, C 1010, D 1011, E 110, F 111

0

0

0

0

0

1

1

1

Page 49: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Format MP3 datoteke

• Svaka MP3 datoteka se sastoji od više delova koji se nazivaju okviri (frames)

• Svaki okvir se sastoji od 32 bitnog zaglavlja (header) i sadržaja.

• Jedan okvir služi za zapis 1152 sempla kod Layer-a 2 i 3

• MP3 format se može proširiti dodatnim informacijama o muzici, izvođaču, tekstu pesme i slično. Standard koji ovo opisuje se zove ID3. Pošto se ovaj standard pojavio posle standardizacije MP3, ovakve dodatne oznake su se pisale na kraju MP3 datoteke. Tek od verzije 2, su oznake premeštene na početak.

Page 50: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

ID3 v2

Page 51: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Digitalna obrada signala

• Vrlo često se javlja potreba da se zabeleže određeni signali koji se javljaju u prirodi. Najčešće sretani primeri signala su svakako zvuk i slika, ali i drugi primeri se mogu lako naći (ekg signali, ultrazvuk, raznorazna zračenja, itd. ...)

• Signali koje srećemo u prirodi se obično javljaju u kontinualnoj formi što znači da se menjaju neprekidno tokom vremena i/ili prostora.

Page 52: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Analogna tehnologija

• Analogna tehnologija pokušava da napravi kontinualni zapis nekog signala na medijumu.

• Na primer: gramofonska ploča ima oblik dugačke spirale. Kada bi se pogledao oblik udubljenja i ispupčenja zabeleženih na njoj, dobio bi se grafik koji veoma podseća na grafik zvučnog signala koji je bio sniman.

• Grafik rasporeda namagnetisanja na magnetnoj traci takođe treba da odgovara vremenskom rasporedu zvuka koji je snimljen.

Page 53: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Analogna tehnologija - problemi

• Osnovni problem analogne tehnologije je to što je jako teško na medijumu napraviti skoro identičnu kopiju posmatranog signala

• Drugi problem je nestalnost medijuma tj. njegova promenjivost tokom vremena i osetljivost na spoljašnje uticaje

• Zbog toga se za kvalitetni analogni zapis mora uložiti izuzetno puno truda za pravljenje jako kvalitetnih medijuma što je izuzetno skupo. U krajnjem slučaju, pravljenje medijuma koji će apsolutno identično zabeležiti signal i koji će zadržati svoje karakteristike večno, i u svim spoljašnjim uslovima je nemoguće.

• Svaka obrada ovako zapisanih signala je izuzetno komplikovana i takođe zahteva velika ulaganja

Page 54: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Digitalna tehnologija – osnovna ideja

• Osnovna ideja digitalne tehnologije je zapis signala kao niza brojeva koji predstavljaju njegove vrednosti izmerene na diskretnim tačkama (u diskretnim vremenskim trenucima, odnosno na diskretnoj mreži tačaka prostora)

• Izmerene vrednosti se ponovo predstavljaju preko određenog broja nivoa različitih vrednosti

• Postupak merenja i zapisivanja vrednosti signala se često naziva sempliranje

• Ukoliko je poznat izgled signala na zadatoj mreži moguće je rekonstruisati njegov izgled i u ostalim delovima vremena tj. prostora.

• Postavlja se pitanje koliko je često potrebno meriti i zapisivati vrednost signala

Page 55: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Nyquist-ova teorema

• Čuvena Nyquist-Shannon-ova teorema daje odgovor na ovo pitanje

• Da bi signal mogao da se apsolutno rekonstruiše potrebno je izmeriti ga dva puta češće od njegove najveće frekvencije

• Npr. Čovekovo uho čuje frekvencije do nekih 20Khz. Zbog toga je zvuk u principu dovoljno semplirati nekih 40 000 puta u sekundi.

Page 56: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Digitalna tehnologija - prednosti

• Međutim, kada je početni tehnološki prag dostignut prednosti su postale neverovatne.

• Inherentna kvarljivost medijuma, koja je predstavljala najveći problem analogne tehnologije, odjednom je postala nebitna.

• Obrada postaje jednostavna i vrši se isključivo primenom matematičkih formula na brojeve

Page 57: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Digitalizacija zvuka

• PCM (Pulse Code Modulation)– sempliranje– kvantizacija– kodiranje

• Veličina zapisa – kompresija (codec)• Kvalitet zavisi od

– frekvencije sempliranja (2 x najviša frekvencija)– rezolucije (broja nivoa kvantizacije - bita)– metoda kompresije

Page 58: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kvantizacija

• Nivo signala u određenoj tački pamti se u računaru sa konačnom preciznošću (n bita, 2n diskretnih vrednosti)

• Postupak zamene izmerene vrednosti oznakom intervala vrednosti kome pripada

t

V

0..2n

Page 59: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Osnovna svojstva zvuka

• intenzitet (dB)10 log10 (P/P0)

P0 – donja granica čujnosti 10-12 [W/m2]

• frekvencija - visina (Hz)– frekvencija - broj promena u jedinici vremena– spektar -

• kvalitet (%)– zavisi od prisustva viših harmonijskih

frekvencija (overtones) ampl

ituda

frekvencija f

osnovni ton

više frekvencije (harmonci)

ampl

ituda

vreme

ampl

ituda

vreme

Page 60: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Kompresija audio zapisa

• Kompresija je postupak sažimanja dužine zapisa zvučnog signala

• Postoje metode kompresije bez gubitaka (lossless) i sa gubicima (lossy). – Kompresija bez gubitaka se zasniva na uklanjanju

redundancije u podacima, bez ikakve njihove izmene (npr. kao kod arhiviranja podataka programom WinZip).

– Kompresija sa gubicima se koristi prevashodno za slike, audio i video zapis, a zasniva se na uklanjanju redundancije i manje bitnih podataka, koji nisu važni za samu percepciju.

• Program za kompresiju se često naziva codec (compressor/decompressor)

Page 61: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Primer 1digitalna telefonija

• govor: većina govornog sadržaja je u opsegu od 4KHz• teorema: sempliranje na 8KHz• ako se svaki uzorak kvantizuje sa 8 bit-ova, kanal za

prenos podataka treba da ima kapacitet8 bit-ova/uzorku x 8.000 uzoraka/s = 64.000 bita/s

• kapacitet modernih ISDN linija• standard digitalne telefonije – kompresija MNP4 ili

MNP5, ECC CCITT V42 ili V42 bis

Page 62: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Primer 2 muzički CD

• muzika: čujni opseg 20Hz - 22KHz• teorema: sempliranje na 44KHz• stereo zvuk: dva posebna kanala• ako se svaki uzorak kvantizuje sa 16 bita po kanalu, potreban je

kapacitet prenosa od32 bita/uzorku x 44000 uzoraka/s = 1.408.000 bita/s

• 1,4 Mb/s = 176 kB/s - kapacitet modema/ISDN linija nije dovoljan• 'Red book' standard definiše format – data rate 176kB/s, ECC

CIRS (Cross Interleave Reed-Solomon)

Page 63: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Savremena unapređenja kvaliteta reprodukcije

• Postizanje kvaliteta reprodukcije preko prostornog utiska• Dolby ProLogic Home surround (4 kombinovana kanala,

4+1=5 zvučnika), ograničeni prostorni utisak• Dolby AC-3 surround (6 nezavisnih kanala, 5+1=6

zvučnika), puni 3D okružujući zvuk• Postoje i drugi sistemi, uglavnom bioskopski

Page 64: MULTIMEDIJA 2.  Tekst i zvuk

Alati za obradu zvuka

• Programi za reprodukciju– Windows Media Player– RealPlayer

• Programi za obradu zvuka– SoundForge– WaveLab– Audacity

• Codec-i– PCM– GSM– MPEG Layer 3