Mídias Discretas e Contínuas

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1 Mídias Discretas e Contínuas
Prof. M.Sc. Ronnison Reges Vidal Mídias Discretas e Contínuas

2 Mídias Discretas e Contínuas Mídias Discretas e Contínuas
Classes básicas de tráfego CBR, rajada, VBR Mídias Discretas Texto Gráficos e Imagens Estáticas Mídias Contínuas Digitalização de Sinais Áudio Vídeo Classes básicas de tráfego CBR, rajada, VBR Mídias Discretas Texto Gráficos e Imagens Estáticas Mídias Contínuas Digitalização de Sinais Áudio Vídeo

3 Natureza da Fonte de Tráfego 3 classes básicas:
Mídias Discretas e Contínuas Mídias Discretas e Contínuas Natureza da Fonte de Tráfego 3 classes básicas: Tráfego Contínuo com Taxa Constante Constant Bit Rate (CBR) Tráfego em Rajadas Bursty Tráfego Contínuo com Taxa Variável Variable Bit Rate (VBR) Natureza da Fonte de Tráfego 3 classes básicas: Tráfego Contínuo com Taxa Constante Constant Bit Rate (CBR) Tráfego em Rajadas Bursty Tráfego Contínuo com Taxa Variável Variable Bit Rate (VBR)

4 Mídias Discretas e Contínuas Mídias Discretas e Contínuas
CBR – Tráfego Contínuo com Taxa Constante Taxa média é igual a taxa de pico Parâmetros para caracterizar o tráfego Taxa de transmissão Rajada Períodos ativos (há geração de informação) intercalados por períodos de inatividade (fonte não produz tráfego) Taxa média não é importante Distribuição das rajadas ao longo do tempo Duração das rajadas (duração média dos períodos de atividade) Taxa de pico atingida durante as rajadas (explosividade da fonte burstiness: razão entre a taxa de pico e a taxa média) CBR – Tráfego Contínuo com Taxa Constante Taxa média é igual a taxa de pico Parâmetros para caracterizar o tráfego Taxa de transmissão Rajada Períodos ativos (há geração de informação) intercalados por períodos de inatividade (fonte não produz tráfego) Taxa média não é importante Distribuição das rajadas ao longo do tempo Duração das rajadas (duração média dos períodos de atividade) Taxa de pico atingida durante as rajadas (explosividade da fonte burstiness: razão entre a taxa de pico e a taxa média)

5 Mídias Discretas e Contínuas
VBR – Tráfego Contínuo com Taxa Variável Apresenta variações na taxa de transmissão ao longo do tempo Parâmetros para caracterizar o tráfego Taxa média Variância da taxa de transmissão Explosividade da fonte – burstiness razão entre a taxa de pico e a taxa média VBR – Tráfego Contínuo com Taxa Variável Apresenta variações na taxa de transmissão ao longo do tempo Parâmetros para caracterizar o tráfego Taxa média Variância da taxa de transmissão Explosividade da fonte – burstiness razão entre a taxa de pico e a taxa média

6 Mídias Discretas e Contínuas
Mídias discretas (estáticas) Compostas por itens de informação independentes do tempo mídia com dimensões unicamente espaciais textos, imagens, gráficos tempo não faz parte da semântica da informação Mídias contínuas (dinâmicas ou dependentes do tempo) O tempo ou a dependência temporal entre os itens de informação fazem parte da própria informação mídia com dimensões temporais áudios, vídeos e animações tempo faz parte da semântica da informação Se a dependência temporal não for respeitada, o significado pode ser alterado Mídias discretas (estáticas) Compostas por itens de informação independentes do tempo mídia com dimensões unicamente espaciais textos, imagens, gráficos tempo não faz parte da semântica da informação Mídias contínuas (dinâmicas ou dependentes do tempo) O tempo ou a dependência temporal entre os itens de informação fazem parte da própria informação mídia com dimensões temporais áudios, vídeos e animações tempo faz parte da semântica da informação Se a dependência temporal não for respeitada, o significado pode ser alterado

7 Mídias Discretas e Contínuas
Mídias discretas (estáticas) Texto Gráficos e Imagens Estáticas Mídias discretas (estáticas) Texto Gráficos e Imagens Estáticas

8 Mídias Discretas e Contínuas
Caracteres são convertidos para uma representação com um número fixo de bits Captura de Texto Digitação, OCR (Optical Character Recognition) Texto não-formatado Texto limpo (plaintext) Ex.: código ASCII 7 bits / 8 bits, EBCDIC, Unicode Texto formatado Richtext Cadeia de caracteres de estilos diferentes (fontes, tamanho, cor, negrito, itálico, …) Ex.: formatos proprietários de editores de texto, linguagens de marcação (PS, HTML, latex) Caracteres são convertidos para uma representação com um número fixo de bits Captura de Texto Digitação, OCR (Optical Character Recognition) Texto não-formatado Texto limpo (plaintext) Ex.: código ASCII 7 bits / 8 bits, EBCDIC, Unicode Texto formatado Richtext Cadeia de caracteres de estilos diferentes (fontes, tamanho, cor, negrito, itálico, ...) Ex.: formatos proprietários de editores de texto, linguagens de marcação (PS, HTML, latex)

9 Mídias Discretas e Contínuas
Tráfego gerado em rajada Vazão média depende da aplicação Poucos bps => correio eletrônico Mbps => transferência de arquivos Normalmente, retardo máximo e variação do retardo não são críticos Erros não são tolerados Tráfego gerado em rajada Vazão média depende da aplicação Poucos bps => correio eletrônico Mbps => transferência de arquivos Normalmente, retardo máximo e variação do retardo não são críticos Erros não são tolerados

10 Mídias Discretas e Contínuas
Bloco bidimensional de pixels ou pels (picture elements), sendo cada pixel representado por um número fixo de bits RGB, YUV Captura de Imagens Câmera Fotográfica, Scanner, etc. Tipos Gráficos Imagens estáticas (fotografias, paisagens) Bloco bidimensional de pixels ou pels (picture elements), sendo cada pixel representado por um número fixo de bits RGB, YUV Captura de Imagens Câmera Fotográfica, Scanner, etc. Tipos Gráficos Imagens estáticas (fotografias, paisagens)

11 Mídias de Imagens Mídias de Imagens O olho humano vê uma única cor quando três cores primárias são apresentadas simultaneamente. Componentes Aditivas partem do preto e vão caminhando em direção ao branco à medida que as cores componentes são acrescentadas. R (red), G (green), B (blue) Display Componentes Subtrativas partem do branco e caminham em direção ao preto à medida que as componentes são acrescentadas. C (cyan), M (magenta), Y (yellow) Impressão O olho humano vê uma única cor quando três cores primárias são apresentadas simultaneamente. Componentes Aditivas partem do preto e vão caminhando em direção ao branco à medida que as cores componentes são acrescentadas. R (red), G (green), B (blue) Display Componentes Subtrativas partem do branco e caminham em direção ao preto à medida que as componentes são acrescentadas. C (cyan), M (magenta), Y (yellow) Impressão

12 Requisitos de Comunicação da Mídia Imagem
Tráfego gerado em rajada Vazão média depende da aplicação Kbps, Mbps Normalmente, retardo máximo e variação do retardo não são críticos Tolerância à erros depende da aplicação Imagens estáticas sem compressão toleram Imagens médicas ou cartográficas não toleram Tráfego gerado em rajada Vazão média depende da aplicação Kbps, Mbps Normalmente, retardo máximo e variação do retardo não são críticos Tolerância à erros depende da aplicação Imagens estáticas sem compressão toleram Imagens médicas ou cartográficas não toleram

13 Mídias Contínuas Mídias Contínuas (dinâmicas ou dependentes do tempo) Digitalização de Sinais Áudio Vídeo Mídias Contínuas (dinâmicas ou dependentes do tempo) Digitalização de Sinais Áudio Vídeo

14 Digitalização de Sinais
Sinal Analógico Variação Contínua Sinal Digital Variação Discreta Intervalo de Sinalização Qualquer informação pode ser transmitida através de sinal analógico ou digital Sinal Analógico • Variação Contínua Sinal Digital • Variação Discreta • Intervalo de Sinalização Qualquer informação pode ser transmitida através de sinal analógico ou digital

15 Digitalização de Sinais
Sinal Analógico Amplitude do sinal varia continuamente com o tempo Análise de Fourier é uma técnica matemática que pode ser usada para mostrar que qualquer sinal analógico,com variação no tempo, é composto de uma soma, possivelmente infinita, de componentes de frequência. Sinal Analógico Amplitude do sinal varia continuamente com o tempo Análise de Fourier é uma técnica matemática que pode ser usada para mostrar que qualquer sinal analógico,com variação no tempo, é composto de uma soma, possivelmente infinita, de componentes de frequência.

16 Digitalização de Sinais
A conversão de um sinal analógico em digital é realizado por um circuito eletrônico chamado Codificador de Sinal. Composto de dois circuitos principais Filtro Limitador de Banda Conversor Analógico Digital A conversão de um sinal analógico em digital é realizado por um circuito eletrônico chamado Codificador de Sinal. Composto de dois circuitos principais Filtro Limitador de Banda Conversor Analógico Digital

17 Decodificadores Digitais
É um circuito eletrônico que serve para converter um sinal digital de volta para sua forma analógica. Um alto-falante, por exemplo, é um dispositivo analógico, logo um computador, que é um dispositivo digital, precisa usar um decodificador digital para emitir som através de um alto-falante Composto por um Conversor Digital/Analógico (DAC) e um filtro passa baixa. É um circuito eletrônico que serve para converter um sinal digital de volta para sua forma analógica. Um alto-falante, por exemplo, é um dispositivo analógico, logo um computador, que é um dispositivo digital, precisa usar um decodificador digital para emitir som através de um alto-falante. Composto por um Conversor Digital/Analógico (DAC) e um filtro passa baixa.

18 Decodificadores Digitais
Normalmente o filtro passa baixa filtra as mesmas frequências do filtro de limitação de banda do codificador digital Como a maioria das aplicações multimídia implementa comunicação bidirecional, usualmente os codificadores digitais e decodificadores analógicos são construídos em um dispositivo único chamado codificador/decodificador de áudio/vídeo, ou simplesmente codec de áudio/vídeo. Normalmente o filtro passa baixa filtra as mesmas frequências do filtro de limitação de banda do codificador digital Como a maioria das aplicações multimídia implementa comunicação bidirecional, usualmente os codificadores digitais e decodificadores analógicos são construídos em um dispositivo único chamado codificador/decodificador de áudio/vídeo, ou simplesmente codec de áudio/vídeo.

19 Mídias de Áudio Mídia Tipicamente Analógica Representação Digital, quando necessário para integração com mídias digitais, através de digitalização do Sinal Analógico por amostragem. Captura de Áudio Microfone 2 tipos de sinais de áudio: Sinal de voz: 50Hz a 10KHz Música 15Hz a 20KHz Estéreo: 2 canais Mídia Tipicamente Analógica Representação Digital, quando necessário para integração com mídias digitais, através de digitalização do Sinal Analógico por amostragem. Captura de Áudio Microfone 2 tipos de sinais de áudio: Sinal de voz: 50Hz a 10KHz Música 15Hz a 20KHz Estéreo: 2 canais

20 Mídias de Áudio Voz PCM - Padrão G.711 usado nas redes telefônicas (PSTN – public switched telephone network) Áudio Qualidade CD - Padrão CD-DA (CD-digital audio)

21 Áudio sintetizado Espaço necessário para armazenar áudio sintetizado é 2 a 3 vezes menor que a versão equivalente digitalizada. Sintetizador segue o padrão MIDI (Music Instrument Digital Interface) Padrão MIDI define Hardware para conectar os equipamentos (portas e cabos) Formato de dados para codificar a informação a ser processada pelo hardware Linguagem de descrição de música em binário 128 instrumentos 0 (piano), 40 (violino), 73 (flauta)... Sons para efeitos especiais (canhão, aplauso de audiência, …) Formato de dados específico para cada instrumento Áudio gerado é uma seqüência de mensagens MIDI Gerador de áudio usa amostras de sons produzidas por instrumentos reais (wavelet synthesis) Sintetizador segue o padrão MIDI (Music Instrument Digital Interface) Padrão MIDI define Hardware para conectar os equipamentos (portas e cabos) Formato de dados para codificar a informação a ser processada pelo hardware Linguagem de descrição de música em binário 128 instrumentos 0 (piano), 40 (violino), 73 (flauta)... Sons para efeitos especiais (canhão, aplauso de audiência, ...) Formato de dados específico para cada instrumento Áudio gerado é uma seqüência de mensagens MIDI Gerador de áudio usa amostras de sons produzidas por instrumentos reais (wavelet synthesis)

22 Requisitos de Comunicação da Mídia Áudio
Natureza do Tráfego Sem compactação/compressão Contínuo com Taxa Constante – CBR Áudio comprimido Contínuo com Taxa Variável – VBR Tráfego em rajada (voz com detecção de silêncio) Reprodução no destino à taxa constante Vazão média depende da aplicação Voz (PCM) – 64Kbps Qualidade de CD estéreo – Mbps Tolerância a erros Relativamente alta (perdas de 1 a 20% são toleráveis dependendo de como a voz é codificada) Natureza do Tráfego Sem compactação/compressão Contínuo com Taxa Constante – CBR Áudio comprimido Contínuo com Taxa Variável – VBR Tráfego em rajada (voz com detecção de silêncio) Reprodução no destino à taxa constante Vazão média depende da aplicação Voz (PCM) – 64Kbps Qualidade de CD estéreo – Mbps

23 Requisitos de Comunicação da Mídia Áudio
Variação estatística do retardo (em redes de pacotes) deve ser compensada Retardo de transferência máximo é crítico Principalmente em conversações Retardo < 150 ms não é percebido pelo ouvido humano Retardo entre 150 e 400ms é aceitável Retardo > 400ms => conversa ininteligível Variação estatística do retardo (em redes de pacotes) deve ser compensada Retardo de transferência máximo é crítico Principalmente em conversações Retardo < 150 ms não é percebido pelo ouvido humano Retardo entre 150 e 400ms é aceitável Retardo > 400ms => conversa ininteligível

24 Mídia de Vídeo Mídia Tipicamente Analógica Representação Digital, quando necessário para integração com mídias digitais, através de digitalização do Sinal Analógico por amostragem. Captura de Vídeo Câmeras de Vídeo Estrutura do Vídeo Resolução espacial (resolução geométrica + resolução de cor) Resolução temporal (no. de quadros por seg.) Mídia Tipicamente Analógica Representação Digital, quando necessário para integração com mídias digitais, através de digitalização do Sinal Analógico por amostragem. Captura de Vídeo Câmeras de Vídeo Estrutura do Vídeo Resolução espacial (resolução geométrica + resolução de cor) Resolução temporal (no. de quadros por seg.)

25 Mídia de Vídeo Padrões de TV NTSC - National Television Standards Committee (525 linhas) mas somente 480 linhas são apresentadas. PAL (625 linhas) mas somente 576 linhas são apresentadas. CCIR (mesmo que PAL) SECAM (mesmo que PAL) Formato da imagem TV tem formato de imagem 4:3. Cinema e TV de tela larga tem formato de imagem 16:9. Padrões de TV NTSC - National Television Standards Committee (525 linhas) mas somente 480 linhas são apresentadas. PAL (625 linhas) mas somente 576 linhas são apresentadas. CCIR (mesmo que PAL) SECAM (mesmo que PAL) Formato da imagem TV tem formato de imagem 4:3. Cinema e TV de tela larga tem formato de imagem 16:9.

26 Requisitos de Comunicação da Mídia Vídeo
Natureza do Tráfego Sem compactação/compressão Contínuo com Taxa Constante – CBR Vídeo comprimido Contínuo com Taxa Variável – VBR Reprodução no destino à taxa constante Vazão média depende da aplicação Tolerância a erros Erros podem se propagar quando técnicas de compressão são utilizadas Natureza do Tráfego Sem compactação/compressão Contínuo com Taxa Constante – CBR Vídeo comprimido Contínuo com Taxa Variável – VBR Reprodução no destino à taxa constante Vazão média depende da aplicação Tolerância a erros Erros podem se propagar quando técnicas de compressão são utilizadas

27 Requisitos de Comunicação da Mídia Vídeo
Variação estatística do retardo deve ser compensada Retardo de transferência máximo é crítico Comunicação interativa de tempo real Variação estatística do retardo deve ser compensada Retardo de transferência máximo é crítico Comunicação interativa de tempo real