EDUTECH Especialização em Informática na Educação Recursos Tecnológicos II Prof. Anselmo C. de Paiva Depto de Informática - UFMA 3 – Tecnologia Multimídia

Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 2 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 3 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 análógico- digital ou digital- analógico Texto, Gráfico e algumas imagens são geradas no computador e não precisam de conversão

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 4 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 5 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 6 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 7 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 8 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.

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 9 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 10 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, CD- ROM, (Analog) Cassette) Meios de armazenamento

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 11 Meios de Armazenamento Problemas: –Grande volume de dados –Acesso aod dados em tempo real –Formato dos dados –Meio de armazenamento –Mecanismos de recuperação

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 12 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 13 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 14 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 15 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 16 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.

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 17 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 tpi

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 18 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 19 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)

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 20 DVD Tecnologias DVD-ROM DVD-RAM DVD-R DVD+RW DVD-Audio

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 21 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 22 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 23 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 24 Comparação CD x DVD

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 25 Tecnologia DVD(cont.) A técnica para usar duas camadas é importante: –Camada externa é semi transparente [18- 30% reflexividade] –Camada interna é mais reflexiva [50-80%] –Cabeçote tem foco ajustado para ler cada uma das camadas

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 26 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 27 DVD DVD-Audio –Padrão aprovado em 1999 –DVD-Video players fornecem qualidade melhor que a de CD

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 28 Monitores Tecnologias –CRT –LCD Matriz ativa Matriz passiva –Display de plasma

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 29 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 linhas) é refrescada várias vezes por segundo (pelo menos 60) para dar ilusão de iluminação contínua.

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3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 31 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) Excitação Simples I 0 100% t (mseg) Excitação Repetida I t 0

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 32 –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 e.g. esquerda para a direita e de cima para baixo. Varredura regular Varredura aleatória Varredura

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 33 Varredura

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 34 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.

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 35 CRT (Cathode Ray Tube) [cont.] Vantagens –robusto, tecnologia bem conhecida –Resolução e controle da imagem de alta qualidade Desvantagens –Tamanho dos monitores

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 36 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 37 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 Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 39 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 40 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 41 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 42 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

3 – Tecnologia Multimídia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação 43 Display de Plasma –Tecnologia atual não é viável para monitores de laptops ou desktops –Adequados para monitores de grande tamanho