EDUTECH
Especialização em Informática
na Educação
Recursos Tecnológicos II
Prof. Anselmo C. de Paiva
Depto de Informática - UFMA
3 – Tecnologia Multimídia
3 – Tecnologia Multimídia
Mídia temporal x atemporal
• Sistemas multimídia:
– Geração, manipulação, armazenamento, apresentação e
comunicação de informação no formato digital.
• Os dados estão em vários formatos: texto,
graficos, imagens, audio e vídeo.
• Dados são grandes e as diferentes mídias
precisam ser sincronizadas
• Algumas mídias são independentes de tempo
(atemporais) : texto, imagens estáticas, graficos.
• Vídeo, animação e audio são exemplos de mídias
que variam no tempo
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3 – Tecnologia Multimídia
Sinais Analógicos e digitais
• O mundo com que interagimos é cheio de
sinais analógicos
• Alguns conversores como sensores elétricos e
microfones, covertem o meio que percebem
em sinais elétricos ( contínuos)
• Computadores trabalham com sinais discretos
• Conversão é feita por conversores análógicodigital ou digital- analógico
• Texto, Gráfico e algumas imagens são geradas
no computador e não precisam de conversão
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3 – Tecnologia Multimídia
Captura e Armazenamento de dados
• Precisamos então considerar cada
mídia e verificar como ela pode ser
capturada para ser usada em sistema
multimídia
• Também verificaremos os requisitos
básicos de armazenamento
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3 – Tecnologia Multimídia
Texto e Dados estáticos
• Fontes: teclado, disquetes, discos e fitas
• Arquivos de texto são armazenados caracter
a caracter
• Podem conter texto cru ou formatado: e.g
HTML, Rich Text Format (RTF) ou ema
linguagem de programação (C, Pascal, etc..)
• Não há restrições temporais mas pode haver
sequência lógica: sequência do formato ou
da linguagem
• Unidade básica de armazenamento 1 byte
por caracter
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3 – Tecnologia Multimídia
Gráficos
• Construídos através da composição de
objetos primitivos tais como linhas,
polígonos, círculos curvas e arcos.
• Gerados por editor gráfico (e.g. Freehand)
ou automaticamente por um programa (e.g.
Postscript usually generated this way).
• Podem ser editados ou revisados (imagens
não podem)
• Fontes: teclado, mouse, trackbal ou tablets
• Arquivos gráficos armazenam as primitvas
para construí-lo
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3 – Tecnologia Multimídia
Imagens
• Figuras estáticas representadas por um
mapa de bits.
• Podem ser geradas por programas ou
scaneadas (conversão analógico-digital)
• Podem ser armazenadas com um bit por
pixel (preto-branco), 8 bits, ou 24 bits (
true color)
• Uma imagem com 512x512 pixels ¼ ocupa
¼ Mb, e com 24 bits ocupa ¾ Mb
• Compressão é necessária para diminuir o
espaço de armazenamento necessário
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3 – Tecnologia Multimídia
Áudio
• Sinais contínuos
• Capturados por microfones e digitalizados
para armazenamento no computador
• Em geral armazenados com qualidade de
Cdque requer 16-bit por amostra a 44.1
KHz
• 1 Minde áudio Mono com qualidade de CD
requer 60*44100*2 Bytesque dá
aproximadamente 5 Mb.
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3 – Tecnologia Multimídia
Vídeo
• Video analógico é capturado por câmera e
digitalizado
• Existem vários formatos para vídeo
• Vídeo pode ser compreendido como uma
série de imagens , tipicamente 25, 30 ou
50 imagens por segundo
• Assim um minuto de vídeo com imagens de
512x512 monocromáticas ocupam
25*0.25 = 6.25Mb
• Vídeo digital necessitam de compressão
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3 – Tecnologia Multimídia
Dispositivos
•
•
•
•
Monitor de alta resolução
Caixas de som com qualidade de CD
Impressora colorida
Dispositivo para armazenar vídeos
(CD ou DVD)
• Gravador de audio (DAT, DVD, CDROM, (Analog) Cassette)
• Meios de armazenamento
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3 – Tecnologia Multimídia
Meios de Armazenamento
• Problemas:
– Grande volume de dados
– Acesso aod dados em tempo real
– Formato dos dados
– Meio de armazenamento
– Mecanismos de recuperação
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3 – Tecnologia Multimídia
Armazenamento básico
• Discos rígidos
– Drives SCSI/IDE
• Discos Removíveis
– Jaz/Zip Drives, CD-ROM, DVD. Bons
para backup mas com problemas de
performance para o acesso
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3 – Tecnologia Multimídia
Armazenamento em CD
• Formatos
– Red Book (1982) descreve CD & CD-DA
– Yellow Book (1985) descreve CD-ROM
• Extendido para descrever CD-ROM/XA
– Green Book (1988) descreve CD-I
– Orange Book (1991) descreve CD-R
• part II descreve Photo-CD
– White Book (1993) descreve Video CD
– HDCD em desenvolvimento
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3 – Tecnologia Multimídia
Compact Disc - História
• Compact Discs iniciou com CD-DA
– Compact Disc - Digital Audio
– CDs de música padrão
• Se tornou CD-ROM
– 650 MB de armazenamento em um disco ótico
de 12 cm
• CD-I (Compact Disc Interactive)
– Entretenimento doméstico : sistema com
processador embutido, pode tocar cds de audio
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3 – Tecnologia Multimídia
Compact Disc - História (cont.)
• CD-ROM/XA (eXtended Architecture)
– extende CD-ROM com algumas
capacidades de coompressão de audio do
CD-I (ADPCM)
– Permite intercalar audio e video.
• São masterizados e assim centenas
de cópias podem ser prensadas ,
baixo custo
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3 – Tecnologia Multimídia
Estrutura do CD-ROM
• Baseados na estrutura do Cd de audio
• São 10 a 20 vezes mais lentos que discos
rígidos
– Padrão define a mesma densidade , assim mais dados
nas trilhas externas que nas internas
– Velocidade angular do disco decresce quando a cabeca
de leitura se move do centro para a borda
– Acesso randomico em um CDROM precisa de
acelerações e desacelerações bruscas: impede o
crescimento da velocidade de acesso
– Discos rígidos usam velocidade constante e densidade
de gravacao diminui do centro para a borda.
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3 – Tecnologia Multimídia
Estrutura do CD-ROM (cont.)
• CD-ROM Padrão
– Diâmetro de 120 mm, com espessura de 1.2mm
thick, furo de 15mm
– Dados são representados por uma espiral de
pontos cobertos por um material reflexível
recoberto por uma camada protetora.
– Pontos (pits) são de 0-12m de profundidade e
0.6 m de largura, trilhas são separada de 1.6
m
– Densidade de 16000 tpi
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3 – Tecnologia Multimídia
Estrutura do CD-ROM (cont.)
– A transição de um pit para um land e de um
land para um pit codifica um número 1
– O é codificado como a falta da transição
Land
Pit
10000100010000100001000100001000010000
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3 – Tecnologia Multimídia
CD Gravável
• CD-R, CD-WO
– Baseado em WORM(Write Once Read Many)
• Disco ótico que pode ser escrito uma vez.
– single ou multisessão
– Segue padrão CD-ROM/XA
• CD- RW
– Discos regraváveis usando tecnologia de filmes
óticos
• HDCD
– High density CD ( em desenvolvimento)
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3 – Tecnologia Multimídia
DVD
Tecnologias
• DVD-ROM
• DVD-RAM
• DVD-R
• DVD+RW
• DVD-Audio
http://www.dvddemystified.com/dvdfaq.html
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3 – Tecnologia Multimídia
DVD - História
• Originalmente dois desenvolvimentos
competindo
– MMCD desenvolvido pela Sony & Philips
– SD desenvolvido pela Toshiba, Matsushita &
Time Warner
• 1995 – empresas de computadores
lideradas pela IBM insistiram em um
padrão
• 1997 – Criado o forum DVD
– Padrão internacional foi desenvolvido
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3 – Tecnologia Multimídia
Tecnologia DVD
• Usa trilha de pits para representar
informação binária que é lida por um
cabecote ótico
• Mesmas dimensões de um CD, mas maior
capacidade e maior taxas de transferência
• Differenças entre DVD and CD
– Track pitch: DVD = 0.74m CD = 1.6m
– Minimum Pit Length: DVD= 0.4m CD =
0.84m
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3 – Tecnologia Multimídia
Tecnologia DVD(cont.)
• Densidade do é 4.5 vezes a do CD
– Capacidade um DVD de uma lado e uma camada
é 4.7GB
– Maiores capacidades podem ser obtidas usando
ambos os lados e até duas camadas por lado:
•
•
•
•
•
Single-sided, single-layer = 4.7GB
Single-sided, double-layer = 8.5GB
Double-sided, single-layer = 9.4GB
Double-sided, double-layer = 17.0GB
1 hour of MPEG-2 video = 2.2 GB
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3 – Tecnologia Multimídia
Comparação CD x DVD
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3 – Tecnologia Multimídia
Tecnologia DVD(cont.)
• A técnica para usar duas camadas é
importante:
– Camada externa é semi transparente [1830% reflexividade]
– Camada interna é mais reflexiva [50-80%]
– Cabeçote tem foco ajustado para ler cada
uma das camadas
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3 – Tecnologia Multimídia
DVD
• DVD-R
– Compatível com DVD-ROM
– Pode trocar com todos os outros formatos
– Drives são caros
• DVD+RW
– Não é padrão oficial
– Técnica similar ao DVD RAM 3GB por lado
– Suportado pela HP [drive], Philips & Sony
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3 – Tecnologia Multimídia
DVD
• DVD-Audio
– Padrão aprovado em 1999
– DVD-Video players fornecem qualidade
melhor que a de CD
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3 – Tecnologia Multimídia
Monitores
• Tecnologias
– CRT
– LCD
• Matriz ativa
• Matriz passiva
– Display de plasma
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3 – Tecnologia Multimídia
CRT Monocromático
• Muito parecido com uma TV.
– NTSC National Television System
Cometee e PAL-MPhase Alternating Lines.
(525 linhas (483 visveis) e 644 pixels)
– Filamento emite eletrons acelerados
por um canhão (15-20KV), com o foco
em um ponto na tela.
• Feixe de eletrons é inclinado
horizontal e verticalmente por campos
magnéticos, e excita o fósforo na tela
que emite luz.
• A tela inteira (e.g. 1000 linhas) é
refrescada várias vezes por segundo
(pelo menos 60) para dar ilusão de
iluminação contínua.
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3 – Tecnologia Multimídia
Processo de Emissão da Luz
• O feixe de elétrons excita o
fósforo.
• Emite luz instantaneamente.
• Resposta luminosa do fósforo
decai com o tempo.
• Redesenho fornece ilusão de
imagem estática
• Taxas de redesenho abaixo de
60Hz, ocasionam flicker
(imagem piscando)
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I
100%
0
Excitação Simples
100 200300 400
t
(mseg)
I
Excitação Repetida
t
0
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3 – Tecnologia Multimídia
Varredura
– aleatória: feixe se desloca
numa trajetória que segue
o desenho das curvas da
imagem
– regular: feixe se movimenta
de acordo com um padrão
fixo que percorre toda a
tela
Varredura regular
• e.g. esquerda para a direita e
de cima para baixo.
Varredura aleatória
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3 – Tecnologia Multimídia
Varredura
Início do campo par
Início do campo ímpar
Fim do campo
ímpar
Varredura nos monitores não-entrelaçados
Fim do campo par
Varredura nos monitores
entrelaçados
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3 – Tecnologia Multimídia
CRT Colorido
• Usa três canhões modulados de maneira
independente.
• O fósforo na tela está em uma tríade de
diferentes cores, (triangular ou linear).
• Pitch é a distância entre tríades. Varia de
.60 mm TV doméstica a .20 mm monitores
de alta resolução.
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3 – Tecnologia Multimídia
CRT (Cathode Ray Tube) [cont.]
• Vantagens
– robusto, tecnologia bem conhecida
– Resolução e controle da imagem de alta
qualidade
• Desvantagens
– Tamanho dos monitores
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3 – Tecnologia Multimídia
Monitor de Cristal Líquido (LCD)
• Usa moléculas de cristal líquido organizadas
em espiral que torcem a polarização da luz.
• A aplicação de um campo elétrico destrói este
efeito.
• Sem campo elétrico aplicado, LC torce a luz e
ela passa pelos dois polarizadores. Com
campo, a luz não é torcida então aparece um
ponto preto.
• Endereçamento em matriz é usado para
ajustar os pontos On/Off
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3 – Tecnologia Multimídia
LCD (Liquid Crystal Display)
• Trabalha através da polarização da luz
– Cristal líquido não emite luz própria, depende de
uma luz sendo emitida e passando pela célula de
LCD
– As moléculas de crsital líquido precisam estar
alinhadas para permitir a passagem da luz.
– Quando é aplicada corrent elétrica à célula as
moléculas perdem o alinhamento e a luz é
bloqueada
– Cor é produzida de maneira similar ao CRTcom
células individuais para vermelho, azul e verde
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3 – Tecnologia Multimídia
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3 – Tecnologia Multimídia
LCD (Liquid Crystal Display) [cont.]
• Tipos
– Matriz ativa e passiva
– Dual Scan (passive matrix)
• A matriz se refere a camada de condutores usados
para ativar as células de cristal.
• Na matriz passiva é construida uma grade de linhas
condutoras de um lado ao outro do monitor
• Condutores são longos, lento para ativar células
longes
• Velocidade de atualização lenta, impossibilita
monitores grandes
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3 – Tecnologia Multimídia
LCD (Liquid Crystal Display) [cont.]
• Tipos de LCD [cont.]
– Matriz ativa- TFT (Thin Film Transistor)
• Usa uma grade de condutores mais complexa
• Controle sobre a ativação de uma célula de
cristal líquido é melhor e mais rápido.
• Angulo de Visualização é maior
• Mais caro e com maior consumo de energia
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3 – Tecnologia Multimídia
LCD (Liquid Crystal Display) [cont.]
• Vantagens
– Monitor menor e com menor consumo de
energia
– Apropriado para máquinas portáteis
• Desvantagens
– Mais caros que CRT
– Resolução pior
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3 – Tecnologia Multimídia
Display de Plasma
• Princípio:certos gases emitem luz quando submetidos a
corrente elétrica
• Incialmente telas monocromáticas, de baixa resolução
e grande consumo de energia
• Funcionam aprisionando o neon entre duas placas que
são ligadas com linhas condutivas de eletricidade
• Quando a linha de uma determinada célula é eletrizada
o gás emite luz formando a imagem
• Displays modernos contém um coquetel de gases que
emitem luz ultravioleta que é usada para excitar uma
camada de fósforo Gerando maior precisão na geração
da imagem e mantendo o brilho e velocidade de
atualização
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3 – Tecnologia Multimídia
Display de Plasma
– Tecnologia atual não é viável para
monitores de laptops ou desktops
– Adequados para monitores de grande
tamanho
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