SoundTrack: TEHNO-TREK OT RLA
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Edición: Ze Pagan/PGC/BD
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MULTIMEDIA - síntesis de tres elementos
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... La multimedia se ha convertido rápidamente en una de las principales direcciones de desarrollo de las tecnologías de la información. Muchos expertos creían que los años 90 serían los años de la multimedia, de la misma manera que los 80 fueron los años de las computadoras personales. Les propongo, estimados lectores de DEJA VU, hacer una pequeña excursión a un pasado no tan lejano, al comienzo de los años 90, y observar la esencia de este término. El artículo está basado en materiales de la publicación "Computer Press", proporcionados para su publicación por Andrey Strelnikov. Primero que nada, aclaremos qué significa este misterioso término...
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"Multimedia" (multimedia) son sistemas interactivos que permiten trabajar con imágenes fijas y video en movimiento, gráficos computacionales animados y texto, voz y sonido de alta calidad. El término "multimedia" incluso en revistas en inglés se caracteriza como "ill-defined" - mal definido, mientras que en el idioma ruso esta palabra parece completamente ajena, y el intento de expresar el concepto de "multimedia" con términos ya existentes en ruso conduce a algo largo, por ejemplo, "sistemas computacionales interactivas de video y sonido", lo que inevitablemente generará otra abreviatura impronunciable. La aparición de sistemas multimedia, sin duda, produce cambios revolucionarios en áreas como la educación, la formación informática, en muchas esferas de la actividad profesional de la ciencia, el arte, en los videojuegos, etc., sin embargo, ha sido una continuación evolutiva lógica del desarrollo de varias direcciones en la teoría y práctica computacional. Así, el desarrollo de la tecnología de hipervínculos y su aplicación en la creación de manuales electrónicos, enciclopedias, naturalmente planteó la cuestión de la ilustración de artículos, la inclusión de mapas gráficos y fotografías. Con el desarrollo de las capacidades técnicas, los sistemas de hipervínculos comenzaron a incluir no solo imágenes fijas, sino también cortos videos, ilustraciones sonoras y de voz. También aparecieron sistemas de "hiperimágenes" (hiperimage), que permiten el trabajo "no lineal" con conjuntos de imágenes almacenadas, es decir, que permiten examinar fragmentos de imágenes a gran escala, establecer conexiones entre diferentes imágenes, sus elementos y similares. Este tipo de sistemas a menudo se denomina "hipermedia". A los usuarios de bases de datos también les faltaban los tradicionales tipos de datos textuales y numéricos, y aparecieron bases de datos multimedia (en adelante "MM-bases"). Las MM-bases permiten almacenar imágenes facsimilares, códigos fuente y objeto de programas, video y sonido digitalizados, es decir, prácticamente cualquier información que pueda ser almacenada en la memoria de una computadora. El desarrollo de interfaces gráficas de usuario inteligentes, por un lado, y de métodos de programación orientada a objetos, por otro, ha dado lugar a entornos de usuario como HyperCard y NeXT step, que ya eran prácticamente sistemas multimedia y contenían el hardware necesario para representar diferentes tipos de información. Desde el lado de las estaciones de trabajo y computadoras especializadas, el desarrollo de sistemas CAD, estudios de televisión y video controlados por computadora, así como centros musicales computacionales, ha llevado a la aparición de multimedia. El desarrollo de simuladores computacionales y videojuegos, que requieren la animación de imágenes complejas en tiempo real y acompañamiento sonoro para imitar o modelar el comportamiento de objetos y el entorno, también conduce lógicamente a sistemas multimedia.
PARTES COMPONENTES
Así, la aparición de sistemas multimedia ha sido preparada tanto por las exigencias de la práctica como por el desarrollo de la teoría. Sin embargo, el salto brusco en esta dirección, ocurrido en los últimos años, se debe principalmente al desarrollo de medios técnicos y sistemáticos. Esto incluye el progreso en el desarrollo de computadoras personales: el aumento drástico de la memoria, la velocidad, las capacidades gráficas y las características de la memoria externa, y los logros en el campo de la tecnología de video, discos láser - analógicos y CD-ROM, así como su implementación masiva. También jugó un papel importante el desarrollo de métodos de compresión/descompresión de datos rápidos y efectivos. Consideremos algunas cuestiones técnicas sobre la construcción de sistemas multimedia. Quizás el principal problema es el procesamiento conjunto de datos heterogéneos digitales y analógicos, video "en vivo" e imágenes fijas, etc. En la computadora, todos los datos (si alguien aún no lo sabe;)) se almacenan en forma digital, mientras que la mayoría de los equipos de audio y video manejan señales analógicas. Sin embargo, los dispositivos de salida de la computadora - monitores (en su mayoría) y altavoces tienen entrada analógica. Por lo tanto, el camino más simple y barato para construir los primeros sistemas multimedia consistía en conectar equipos heterogéneos a la computadora, proporcionando a la computadora la capacidad de controlar estos dispositivos, combinando las señales de salida de la computadora y los dispositivos de video y/o audio y asegurando su visualización conjunta normal. Quizás el término "multimedia" se aplica mejor a tales sistemas, ya que en ellos se combinan varios medios independientes, sistemas - portadores de datos. El desarrollo posterior de los sistemas multimedia se dirige hacia la "monomediatización" - la combinación de diferentes tipos de datos en forma digital en un solo medio portador, dentro de un mismo sistema. Y ahora, creo que es el momento adecuado para tocar algunas empresas fabricantes y ver qué pasos han tomado en el desarrollo de multimedia...
Commodore: CDTV
Hace unos años, cuando nadie sabía nada sobre multimedia, bastaba con conocer la computadora Amiga de la empresa Commodore, mirar las imágenes animadas hiperrealistas de sus juegos, escuchar la voz sintetizada, la música estéreo multicanal de sonido completo, que no afecta en absoluto la velocidad de animación y el trabajo con el disco - y se hacía evidente que el siguiente paso debía ser algo así como cine interactivo. Sin embargo, con la aparición de multimedia, de repente resultó que Amiga desde su nacimiento era precisamente una computadora multimedia, y ahora había llegado su hora. Tres coprocesadores de Amiga: Agnus, Denise y Paula - proporcionan un trabajo extremadamente sofisticado con imagen y sonido. Así, el coprocesador gráfico - copper, que forma parte de Agnus, gestiona todos los aspectos de la salida de imagen en la pantalla; actúa completamente de manera independiente de la CPU, según su propio programa. Paula gestiona el funcionamiento del bus del sistema de la computadora, asegurando rápidas transferencias de grandes volúmenes de datos (video, sonido, texto) en los intervalos entre el trabajo de la CPU y los chips de video, es decir, sin ralentizar su funcionamiento. Además, Paula contiene circuitos de síntesis de sonido y voz, incluido un conjunto completo de fonemas en inglés. ¡Ahí está, una arquitectura pensada hasta el último detalle! En general, se podría enumerar durante mucho tiempo las ventajas de esta computadora. Es muy importante para multimedia que la arquitectura de Amiga esté orientada desde el principio a cumplir con los estándares de televisión. Las frecuencias de barrido de Amiga coinciden con el estándar NTSC (en la versión europea de la computadora - con PAL). Se admite el modo entrelazado. Amiga es quizás la única de las computadoras personales que funciona, como un televisor, en modo overscan: el recorrido horizontal y vertical completo del haz (752x482) es mayor que el área utilizada para la salida de información gráfica. En 1990, la empresa Commodore dio un nuevo paso serio hacia multimedia: presentó el primer sistema multimedia doméstico y educativo - CDTV (Commodore Dynamic Total Vision). CDTV no es una computadora en el sentido tradicional - es una combinación de CD-ROM y dispositivo central de la computadora Amiga en una carcasa del tamaño de un videograbador. No tiene en la configuración estándar ni teclado ni disquetera (sin embargo, pueden conectarse). El control del funcionamiento de CDTV se realiza mediante un ratón o un control remoto de infrarrojos. Solo me detendré brevemente en algunos aspectos del funcionamiento de este dispositivo. En el momento del desarrollo de CDTV, aún no había circuitos de compresión de video lo suficientemente baratos como para mantener el precio del dispositivo aceptable para uso doméstico (¡ahí está la preocupación por el usuario!); por lo tanto, se utilizaron métodos de compresión por software. CDTV puede reproducir 14 cuadros por segundo en una ventana de video que ocupa el 40% del área de la pantalla. El sistema CDTV permite mezclar sonido grabado en CD-ROM con música y voz generadas por la computadora.
Apple: HyperCard
La empresa Apple es conocida como líder en el campo de las "tipografías de escritorio" y la interfaz gráfica. Los últimos modelos de MacII (en ese momento, por supuesto), equipados con procesadores M68030, pueden contener hasta 8 MB de RAM direccionable directamente. Se utilizan monitores de escaneo múltiple con entrada RGB analógica. A diferencia de Amiga, no se admiten el modo entrelazado y el overscan, lo que complica la tarea de trabajar con video; en la arquitectura de Mac no hay procesadores de video especiales - todo el trabajo con gráficos se realiza mediante programas QuickDraw. Las capacidades de sonido de Mac también son bastante limitadas en comparación con Amiga; aunque proporcionan una síntesis de voz bastante clara, las necesidades de multimedia deben satisfacerse con hardware adicional. La elección de dicho hardware es bastante amplia, pero solo me detendré en HyperCard. HyperCard es una interfaz, una capa sobre el sistema operativo, que ya hace tiempo forma parte del paquete estándar de la máquina. De hecho, es el primer sistema multimedia ampliamente distribuido. Durante este tiempo (4 años) se han creado miles de aplicaciones para HyperCard, se ha convertido en un modelo a seguir, y las ideas que contiene se han implementado en sistemas posteriores en diferentes tipos de computadoras. El sistema HyperCard combina las propiedades del hipervínculo, que permite crear un entorno mediante un mecanismo de conexiones, y un lenguaje orientado a objetos; opera con objetos como "tarjetas", "pilas", "botones", "campos", "fondos". HyperCard presenta al usuario un equivalente electrónico de "tarjetas", objetos lógicos que pueden contener información de diversos tipos - texto, gráficos, voz, video. El sistema es extremadamente fácil de usar.
¿Next Step en multimedia?
Las computadoras de la familia NeXT, "nacidas" más tarde que las demás y por lo tanto incorporando muchas nuevas ideas y logros técnicos en su arquitectura, probablemente se adaptan mejor a la tecnología multimedia. Mientras que IBM y Microsoft han estado añadiendo constantemente nuevos grupos de mejoras a las primitivas IBM PC y MS-DOS durante diez años, como si estuvieran creando un superautomóvil de carreras a partir de una antigua bicicleta de tres ruedas - Jobs no tuvo miedo de comenzar todo desde cero por tercera vez y crear la computadora del día de hoy. NeXT es una computadora en la que los medios básicos de los sistemas multimedia están integrados en la arquitectura tanto de hardware como de software. La aplicación en NeXT de potentes procesadores centrales (68030 y 68040), un procesador de señales (DSP), que proporciona el procesamiento de sonidos, señales, imágenes, síntesis y reconocimiento de voz, compresión de imágenes, proporciona los medios para trabajar con color (NeXTstation Color), un gran volumen de memoria RAM y externa, controladores de red integrados de forma estándar - ofrecen a los desarrolladores de multimedia el soporte de hardware necesario. La placa adicional NeXTdimension permite trabajar con 16 millones de colores (24 bits) y otros 8 bits quedan para el hardware de transparencia; para acelerar el trabajo gráfico se añade el Intel i860; un procesador adicional de compresión de imágenes JPEG CL550 proporciona compresión de video en tiempo real y permite almacenar en un disco duro de gran capacidad más de 60 minutos de imágenes de video. NeXTstep incluye de forma estándar un sistema de anotaciones de voz: el usuario puede comentar documentos de texto utilizando un micrófono en lugar de un teclado. También incluye NeXTmail - un sistema de correo electrónico "multimedia" que permite intercambiar mensajes que incluyen, además de textos, información de voz y gráfica. Las capacidades que ofrece NeXT crean una buena plataforma para el rápido crecimiento de la cantidad de productos multimedia y, posiblemente, la aparición de una nueva calidad en ellos.
IBM y otros: AVC, DVI
Las computadoras tipo IBM PC en su "forma natural" son las menos adecuadas para fines multimedia - las peores (hasta la aparición de SuperVGA) capacidades gráficas, sonido monofónico primitivo, solo 640K de memoria direccionable directamente (que no puede contener ni un solo cuadro de video digitalizado), falta de una interfaz de usuario conveniente. Sin embargo, gracias a la alta modularidad, la escalabilidad de la arquitectura - la computadora IBM se puede convertir fácilmente en una estación especializada de cualquier orientación al instalar placas adicionales. El mercado multimedia comenzó a ser explorado por IBM ya en 1986, anunciando el sistema InfoWindow, que permite a la computadora controlar dispositivos de audio y video analógicos; se utilizó una pantalla táctil como dispositivo de diálogo en InfoWindow. Otra dirección de desarrollo multimedia, apoyada por IBM, es AVC - Audio-Visual Connection (conexión audio-visual), que la empresa anunció en 1989. El sistema está orientado principalmente a las computadoras más avanzadas de la familia PS/2, con procesadores 386 o 486 y al menos 2.5M de RAM. Las imágenes gráficas pueden obtenerse mediante una placa adaptadora de captura de video. Esta digitaliza cuadros individuales de una cámara de video, disco de video o cinta de video, proporcionando una resolución de 640x480 con 16 bits/píxel, y también puede mostrar en pantalla video analógico "en vivo" o combinarlo con imágenes computacionales. A mediados de 1990, la velocidad máxima de transmisión de cuadros digitalizados era solo de 3 cuadros/segundo para cuadros en color completo (cada uno de 614K); sin embargo, dado que VGA solo puede trabajar en modos de 4 y 8 bits/píxel, la imagen puede ser convertida y la cantidad de datos puede reducirse. El acompañamiento sonoro se proporciona mediante una placa adicional de captura/reproducción de audio, construida sobre la base de un procesador de señales TI 320C25 con un rendimiento de aproximadamente 10 Mips, que permite la digitalización de datos desde la salida lineal de varios dispositivos de audio, su edición y reproducción con una calidad muy alta (incluida la estéreo). Recientemente, la estrategia de la empresa IBM se ha ido desplazando cada vez más hacia sistemas digitales multimedia. Esto se debe principalmente a los éxitos en el desarrollo de la línea DVI (Digital Video Interactive), que es un esfuerzo conjunto de las empresas Intel e IBM. El sistema DVI fue desarrollado por las empresas RCA (Sarnoff Research Center) y General Electric; luego, los derechos sobre la tecnología DVI fueron adquiridos por Intel. Inicialmente, la plataforma DVI se basaba en un esquema asimétrico, orientado a CD-ROM. A finales de 1990 se lanzaron los primeros productos de hardware comerciales DVI - dos placas Action Media 750 (por IBM - para la arquitectura Micro Channel, e Intel - para la arquitectura ISA). El núcleo de las placas DVI es un conjunto de chips de procesamiento de video i750 de Intel. Estos chips realizan la compresión/descompresión de archivos de video y audio en tiempo real, durante el proceso de grabación o lectura del disco. Los chips principales del conjunto son: Pixel Processor 82750PA, que funciona a una velocidad de 12.5 Mips y Output Display Processor (ODP) 82750DA. ODP es capaz de reproducir video digital en un rango de resoluciones de 256x200 a 1024x512, con 8, 9 o 16 bits por color de píxel (actualmente se está desarrollando una opción con 24 bits). Además, i750 proporciona varios efectos de video gracias a la capacidad de reprogramar los microcódigos de los chips, sin interrumpir ni ralentizar las operaciones. La placa DVI contiene una biblioteca de funciones de efectos de video, transformaciones, etc., a las que se puede acceder desde programas en lenguaje C. DVI combina la tecnología de televisión y computación, lo que permite a una computadora equipada con VGA reproducir video en movimiento completo. La salida digital de Action Media se mezcla con la salida analógica de VGA; la ventana DVI puede ubicarse en cualquier lugar de la pantalla, comprimirse, estirarse, moverse; el texto y gráficos generados por la computadora pueden colocarse en esta ventana o superponerse a ella. Según las estimaciones de Intel, al almacenar video en movimiento, el coeficiente de compresión alcanza casi 160 a 1. Gracias a esto, un CD compacto estándar contiene 72 minutos de video y datos de sonido estéreo (sin compresión solo contendría 28 segundos); el tamaño promedio de un cuadro comprimido es de aproximadamente 4.5K, y incluso a una velocidad de transmisión de 150K/seg, el CD-ROM puede leer 30 cuadros por segundo. Al almacenar conjuntos de imágenes fijas (pinturas, fotografías), el coeficiente de compresión cae a 25 a 1. Dado que DVI es un sistema digital, en principio puede configurarse para cualquier resolución, por lo que es posible crear sistemas DVI para HDTV - televisión de alta definición (resolución de 1050 o 1125 líneas) y para películas (resolución de aproximadamente 4000 líneas). Actualmente, DVI proporciona calidad "near-VCR" - "casi de videograbadora" (resolución de 240 líneas) para productos fabricados en Action Media (se les llama RTV - Real Time Video o, en ruso, "video en tiempo real"). Sin embargo, se pueden enviar datos preparados a la empresa Intel, donde se comprimirán según el esquema asimétrico PLV (Production Level Video); al reproducir los datos PLV, Action Media proporciona calidad de videograbadora. Para 1992 se prevé alcanzar una calidad superior a la de la transmisión de televisión, pero inferior a la de HDTV para productos PLV y calidad "casi-TV" para RTV. DVI se convirtió en la primera tecnología que permite utilizar para multimedia de pleno funcionamiento no discos ópticos de fabricación industrial, sino el disco duro que se encuentra en cualquier computadora, lo que amplía significativamente el círculo de desarrolladores y usuarios de multimedia. La empresa Microsoft, aunque está involucrada como coejecutora en varios proyectos multimedia (DVI, CD-ROM-XA, etc.), realiza conferencias anuales sobre CD-ROM, sin embargo, claramente se está retrasando en anunciar su propia línea, lanzando su propio producto. Solo a finales de 1991 planea lanzar una extensión multimedia de Windows, que incluirá la interfaz MCI-Media Control Interface, que, según las propiedades anunciadas, será la respuesta de Microsoft a AMCA de Apple (Apple's Media Control Architecture, arquitectura de control de medios). Como resultado, las empresas líderes en el desarrollo de herramientas y productos multimedia para computadoras de la línea IBM se ven obligadas a actuar con precaución ante los posibles pasos futuros de Microsoft, para no quedar fuera de "la carretera principal" después de que Microsoft finalmente anuncie sus planes sobre multimedia. Esta política de Microsoft no es nueva - recordemos la larga y penosa historia del sistema Windows, que solo el año pasado, en la versión 3.0, proporcionó a los usuarios un servicio que Macintosh tenía desde su nacimiento, desde la versión de DOS, prometiendo multitarea.
Y en conclusión
Bueno, estimados lectores, creo que es hora de resumir todo el material expuesto anteriormente. Espero que este artículo haya despertado su interés, aunque en esencia es una reimpresión... Así que, en el mundo claramente se observa un auge de la multimedia. Con tales ritmos de desarrollo, cuando surgen nuevas direcciones y otras, que parecían muy prometedoras, de repente se vuelven no competitivas, es difícil hacer algún tipo de revisión: sus conclusiones pueden volverse imprecisas o incluso quedar obsoletas. Resultan muy interesantes los trabajos sobre la implementación de elementos de inteligencia artificial en sistemas hipermedia. Sistemas como "Knowledge Navigator" de Apple, "libros electrónicos inteligentes" tienen la capacidad de "sentir" el entorno de comunicación, adaptarse a él y optimizar el proceso de comunicación con el usuario. Otra área de aplicación de computadoras que está en rápido desarrollo, en la que la multimedia juega un papel importante, son los sistemas de realidad virtual o alternativa. No confundir con el síndrome Virtual'но Amig'ный :)! Y también sistemas cercanos de "telepresencia" (telepresence). Con equipo especial - un casco con dos mini pantallas estereoscópicas (eye-phones), auriculares cuádruples, guantes sensoriales especiales e incluso un traje (¡como un cortacésped! ;)) puedes "entrar" en un mundo generado o modelado por computadora, girando la cabeza, mirando a la izquierda o a la derecha, avanzando, extendiendo la mano hacia adelante - y verla en este mundo virtual, incluso puedes tomar un objeto virtual (sintiendo su peso) y moverlo a otro lugar; de esta manera, puedes construir y crear este mundo desde adentro. Es muy posible que la tecnología multimedia se integre tanto en la ideología y arquitectura de las PC que el propio término "multimedia" gradualmente desaparezca...
Contenido de la publicación: Deja Vu #05
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