Преобразование векторного формата в растровый

Этот вид преобразования встречается наиболее часто в КГ. Каждый раз, когда векторный файл направляется на устройство вывода (монитор или принтер), он подвергается растрированию – преобразованию в набор отдельных точек. Чтобы конвертировать векторный рисунок в набор пикселов, программа должна сначала распознать, как будет выглядеть векторный рисунок в целом (другими словами, определить, какие объекты будут находиться впереди других), а затем создать растровые объекты, записать растровое представление изображения.

 

 

Преобразование растрового файла в векторный формат

Существуют два способа преобразования растровых файлов в векторные:

– конвертирование в растровые объекты векторного файла;

– трассировка растровых изображений.

Процесс преобразования растрового файла в растровый объект векторного рисунка прост. Большинство векторных форматов способны содержать растровые объекты, так как растровые изображения, в конечном счёте – это большие куски пиксельных данных и инструкций о том, что с ними делать. Проблемы, возникающие при этом:

– изменение размера рисунка;

– уменьшение количества цветов;

– изменение значения серого цвета в преобразованном изображении.

Наиболее предпочтительным векторным форматом для этих целей является EPS.

С помощью трассировки группы пикселов растрового рисунка преобразуются в векторные объекты, которые будут выглядеть точно так же, как растровые. Программа трассировки ищет группы пикселов с одинаковым или схожим цветом, а затем создаёт векторные контуры, имеющие форму этих групп. Следует отметить, что в векторные изображения хорошо переводятся растровые рисунки, имеющие чётко выраженные границы между группами пикселов.

Форматы звуковых файлов

Звук – это физическое природное явление, распространяющееся посредством колебаний воздуха, и, следовательно, можно сказать, что мы имеем дело только с волновыми характеристиками. Задачей преобразования звука в электронный вид является повторение всех его волновых характеристик. Но электронный сигнал не является аналоговым и может записываться посредством коротких дискретных значений. Пусть они имеют малый интервал между собой и на первый взгляд практически неощутимы для человеческого уха, но мы должны всегда иметь в виду, что это только эмуляция природного явления, именуемого звуком.

Такая запись называется импульсно-кодовой модуляцией и являет собой последовательную запись дискретных значений. Разрядность устройства, исчисляемая в битах, говорит о том, сколькими значениями одновременно в одном записанном дискрете берется звук. Чем больше разрядность, тем больше звук соответствует оригиналу.

Любой звуковой файл имеет свою структуру, параметры которой обычно указываются в начале файла, а уже потом идет структурированный список значений по определенным полям. Иногда вместо значений стоят формулы, позволяющие уменьшать размер файла.

РСМ. РСМ расшифровывается как pulse code modulation (импульсно-кодовая модуляция). Файлы именно с таким расширением встречаются довольно редко, но РСМ является основополагающей для всех звуковых файлов.

MOD. Файл хранит в себе кратковременный образец звука, который потом можно использовать в качестве шаблона для инструмента. Проще говоря, MOD – прошитый в синтезатор сэмпл.

MID. Файл, хранящий в себе сообщения о MIDI – системе, установленной на Вашем компьютере или в устройстве.

МР3. Самый популярный на сегодняшний день цифровой формат аудиосжатия MP3 был разработан несколько лет назад небольшой немецкой фирмой Fraunhofer IIS. Европейская корпорация THOMSON активно поддержала новоявленный формат и приложила все усилия к его быстрейшему распространению. В частности, при ее поддержке формат стал одним из стандартов аудиосжатия семейства MPEG1, MPEG2 и получил название MPEG Layer3 или более привычное нам MP3. Следует отметить важную роль, которую сыграл популярный проигрыватель WinAMP в распространении формата MP3.

Данный формат использует крайне сложный алгоритм кодирования. Помимо математических алгоритмов сжатия, в этом формате присутствует также сложнейший алгоритм удаления ненужной звуковой информации, основанный на психолого-физиологических особенностях организма человека.

Bitrate (ширина потока) – количество бит, используемых для кодирования звукового потока. Измеряется в kbs, т. е. числом килобит в секунду.

При высоком качестве MP3, а это bitrate ~ 320 кbs, для кодирования фреймов применяются только математические алгоритмы сжатия. Качество при этом совершенно не страдает, но и размер уменьшается всего в четыре раза. При уменьшении полосы пропускания (bitrate до 256 kbs и ниже) используются алгоритмы удаления «ненужных» звуков. Процессы удаления «ненужных» звуков называются квантованием. Чем меньше битрейт, тем жестче идет квантование.

Очевидно, что различные битрейты даже одного и того же CODECa дают далеко не одинаковое качество. Если вы хотите точного соответствия сжатого файла оригиналу, пользуйтесь максимальным для кодирования CD Audio битрейтом – 320kbs. Коэффициент сжатия 4:1, для битрейта 256 kbs – 6:1. Размер несколько больше, зато качество лучше. Самый популярный на текущий момент битрейт 128 kbs. Причина такой популярности – в относительно небольшом размере (сжатие 12:1), что является определяющим фактором в условиях медленной передачи данных и дороговизны услуг провайдеров. Также по размеру файла MP3 легко определить продолжительность звучания. У этого битрейта одна минута звучания занимает примерно один мегабайт.

Подавляющее число кодеков выбрасывает звуки, которые считаются выходящими за порог слышимости человека. При этом за значение порога, так сказать де-факто, принимается величина равная 16kHz.

Но самой главной особенностью психоакустической модели кодирования MP3 является так называемый эффект маскирования. Именно благодаря этому эффекту удается так сильно сжимать исходные аудиоданные. Суть эффекта в том, что слабый сигнал одного диапазона частот зачастую маскируется более мощным сигналом соседнего диапазона, если он присутствует в аудиозаписи, или мощным сигналом предыдущего фрейма.

MP3 является потоковым форматом. Это означает, что звуковая информация при кодировании разбивается на равные по продолжительности участки, которые называются фреймами. Все фреймы взаимно независимы. Каждый из них кодируется со своими параметрами отдельно и имеет заголовок, в котором эти параметры описаны. При воспроизведении последовательность декодированных фреймов и порождает непрерывное звучание записанного пользователем звука.

Какие преимущества дает данный подход? Во-первых, перемотку, так как возможен легкий переход к произвольному фрейму и воспроизведение звука именно с этого места. Во-вторых, именно эта структурная особенность и делает MP3 по-настоящему сетевым форматом. Загрузив первые несколько фреймов в оперативную память или дисковый кэш, проигрыватель начинает их воспроизводить, при этом одновременно подгружая новые фреймы, чем достигается непрерывность воспроизведения. И, наконец, если вы не смогли целиком скачать MP3 файл из сети Internet, то музыку все равно можно будет слушать, просто проигрыватель дойдет до того места, на котором оборвалась связь, и остановится.

Все эти ухищрения суммарно называются адаптивным кодированием. Поскольку подавляющее большинство людей не обладает идеальным слухом, технология адаптивного кодирования позволяет существенно уменьшить размер кодируемого файла, выбросив наименее значимые с точки зрения слухового восприятия детали звучания.

VQF. Хорошая альтернатива МР3, разве что менее распространенная. Недостатками являются длительный процесс кодирования файла в VQF, а также малое количество бесплатных программ, позволяющих работать с данным форматом файлов, что, собственно, и сказалось на его распространении.

RA ( Real Audio) – потоковая передача аудиоданных. Довольно распространенная система передачи звука в реальном времени через Интернет. Скорость передачи порядка 1 Кб в секунду. Полученный звук обладает следующими параметрами: 8 или 16 бит и 8 или 11 кГц.

Форматы видеофайлов

MPEG(Moving Pictures Expert Group) – группа специалистов, объединившихся под эгидой Международной организации по стандартизации ISO для разработки стандартов сжатия цифрового видео и аудио. Члены группы представляли различные компании и страны и существенно улучшили действовавший в то время стандарт, положив начало новым стандартам, таким, как: MPEG -1, MPEG -2, MPEG -3, MPEG -4 и т. д.

Стандарт MPEG-4 задает принципы работы с контентом (цифровым представлением медиа-данных) для трех областей: собственно интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Сеть), графических приложений (синтетического контента) и цифрового телевидения – DTV. Фактически данный формат задает правила организации среды, причем среды объектно-ориентированной. Он имеет дело не просто с потоками и массивами медиа-данных, а с медиа-объектами (ключевое понятие стандарта). В MPEG-4 определен двоичный язык описания объектов, классов и сцен – BIFS, который разработчики характеризуют как «расширение Си++».

Стандарт MPEG-4 представляет пользователям гибкие средства работы с мультимедийным контентом. Помимо работы с аудио и видео, формат позволяет работать с естественными и синтезированными компьютером 2D и 3D объектами, производить привязку их взаимного расположения и синхронизацию друг относительно друга, а также указывать их интерактивное взаимодействие с пользователем. Кроме того, формат обеспечивает доступ к мультимедийной информации через каналы различной пропускной способности.

При кодировании исходного изображения кодек ищет и сохраняет ключевые кадры, на которых происходит смена сюжета. А вместо сохранения промежуточных кадров прогнозирует и сохраняет лишь информацию об изменениях в текущем кадре по отношению к предыдущему. Полученная таким образом информация сжимается по алгоритмам компрессии, аналогичным тем, что применяются в архиваторах. Компрессия звука чаще всего производится в формате MP3 или WMA.

Кардинальное нововведение при компрессии видео в MPEG-4 заключается в следующем. В отличие от предыдущих форматов, которые делили изображение на прямоугольники, при обработке изображений кодек оперирует объектами с произвольной формой. Например, человек, двигающийся по комнате, будет воспринят как отдельный объект, перемещающийся относительно неподвижного объекта – заднего плана. Естественно, алгоритмы поиска и обработки подобных объектов требуют гораздо больше вычислительных ресурсов, но с учетом быстродействия современных компьютеров последнее обстоятельство нельзя рассматривать сегодня как препятствие на пути широкого распространения формата MPEG-4.

QuickTime – также стандарт ISO для цифровых медиа. Он поддерживает аудио- и видеофайлы, анимацию, интерактивные возможности.

AVI – видеоформат для операционной системы MS Windows. Количество avi-файлов в сети Интернет постоянно увеличивается. Для их использования применяется программа Media Player. Avi-файлы могут быть преобразованы в файлы формата QuickTime (с расширением.mov).