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O Texto Exemplo 1: Hoje tem aula do professor Eduardo!!! ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Quanto espaço isso ocupa? Tem algo além dos caracteres? Como faço pra enviar (para qualquer lugar do mundo)?
O Texto Exemplo 1: Hoje tem aula do professor Eduardo!!! ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Quanto espaço isso ocupa? R.: 38 caracteres, o que corresponde a tradicionalmente a 38 bytes Tem algo além das e símbolos tradicionais? R.: Somente a fonte, mas podemos ter também informações sobre formatação (negrito, itálico, sublinhado, etc...) Como faço pra enviar (para qualquer lugar do mundo)? R.: Basta compartilhar (email, site, etc), mas observe que desprezamos a fonte
O Texto: formatos Podemos trabalhar com diversos formatos, os mais conhecidos são: - ASCII (American Standard Codefor InformationInterchange): muito utilizado para documentos em geral. Ocupa 1 byte para cada símbolo. (ISO-8859-1) - http://pt.wikipedia.org/wiki/ascii - UNICODE: referência para a internet (UTF-8). Ocupa de 1 a 4 bytes, conforme o padrão UTF - http://pt.wikipedia.org/wiki/unicode Além do formato para representação dos caracteres, temos os formatos dos arquivos: - Word - PDF - Excel - Txt - Etc.
O Texto Exemplo 2: No próximo sábado, infelizmente não teremos aula do professor Barrére ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Quanto espaço isso ocupa? R.: 71 caracteres Tem algo além das letras tradicionais? R.: A Fonte, a carinha e... Como faço pra enviar (para qualquer lugar do mundo)? R.: Como tem acentuação e outros símbolos, o problema é maior!!!!
O Texto Exemplo 2: No próximo sábado, infelizmente não teremos aula do professor Barrére ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ISO 8859-1 UTF-8 ChinesTradicional(Big5)
O Texto Exemplo 3: Daqui a três semanas, teremos aula novamente com o professor Barrére ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Além do conteúdo do texto, qual a grande diferença desse exemplo para os demais? E agora?
O Texto Resumindo: Texto não é somente um conjunto de letras e símbolo, mas envolve também: - Codificação - Formatação (fonte, cor, diagramação, etc) - Formato do arquivo
Imagem
Representação Digital de Imagens Imagem matriz de pontos ou pixels, com resoluçãohorizontal (eixo X) e vertical (eixo Y), para cada ponto da matriz tem-se uma cor associada (obtida de forma direta ou através de uma tabela de acesso indireto -"tabela de palette ). Fonte: Casacurta, A., Osório, F., Figueroa, F. e Musse, S. R., Computação Gráfica Introdução.
Representação Digital de Imagens A quantidade de bits requerida por um pixeldepende principalmente da representação adotada para as cores. Quanto mais cores representadas na imagem, mais espaço ocupado por cada pixel. Exemplo: Imagem: 1000 x 1000 (resolução espacial) Quantidade de Cores Tamanho do Pixel Tamanho da Imagem 2 (preto e branco) 1 bit(8 pixels por byte) ~ 122 KB 4 2 bits (4 pixels por byte) ~ 244 KB 256 8 bits (1 pixels por byte) ~ 976 KB 65536 16 bits (1 pixel em 2 bytes) ~ 1.953 KB (1.9GB) 16.777.216 24 bits (1 pixel em 3 bytes) - TrueColor ~ 2.929 KB (2,9GB) http://pt.wikipedia.org/wiki/profundidade_de_cor
Representação Digital de Imagens Sistema de cores utilizado nos computadores Usualmente o sistema RGB (Red-Green-Blue) sistema aditivo controla a intensidade da geração das três cores básicas-primárias aditivas. Definição de cor no computador especifica-se a intensidade (valor associado) aos emissores R, G e B. Sistema aditivo fontes emissoras de luz. Sistema subtrativo utilizadas tintas, os pigmentos absorvem determinadas cores e refletem outras.
Sistema RGB
Representação Digital de Imagens Sistema subtrativo (CMY -Cyan, Magenta e Yellow) cores fundamentais-ciano, magenta, amarelo; Complementar ao RGB (inverso) ; funciona por combinação subtrativa: mistura de pigmentos; é usada a variante CMYK (cyan-magenta-yellow-black) devido à dificuldade de obter pigmentos com alta pureza de cor. Pode ser representado também por um cubo vértices são simétricos em relação ao cubo RGB utilização- impressão, fotografia.
Cores Primárias e Secundárias da Luz e de Pigmentos Fonte:GONZALEZ, R. C. e WOODS, R., Processamento de Imagens Digitais, Editora Edgard Blücher, Ltda, 2000.
Representação de Imagem Digital Três tipos básicos: 1. Imagem Vetorial (gráfico ou desenho) 2. Imagem por Modelos Matemáticos 3. Imagem Matricial ou Bitmap (raster)
Imagem Vetorial Imagem vista como um conjunto de primitivas mais complexas: segmentos, elipses, polígonos,... As primitivas possuem atributos como espessura, cor, padrões de preenchimento, etc. Imagens técnicas (mapas, diagramas, plantas,...) Geradas por editores ou programas Podem ser editadas: objetos podem ser removidos, adicionados, movidos, modificados, etc. Escala não altera a qualidade Ex. de formatos padrão: PHIGS, GKS, IGS,...
Imagem por Modelos Matemáticos Modelos matemáticos que eliminam redundâncias contidas na informação compressão Fractais (fractal -fractional dimension): Qualquer curva ou superfície que é independente da escala Propriedade (self-similarity) quando a escala aumenta, a superfície gerada contém porções idênticas ao fractal Processo de escalamento iterativo Cenários virtuais, textura, artes,...
Imagem Matricial ou Bitmap Imagem vista como uma matriz de células, quadradas e de cor única Descrita como uma função que retorna o valor da intensidade e cor da luz de cada ponto de uma região plana Não contém informações estruturais: objetos que compõem a imagem não podem ser modificados Resultam de capturas do mundo real (scannerou câmeras) ou de síntese (capturas, paints, conversão de gráficos,...) Foto-realismo
Resolução Espacial Resolução espacial (geométrica): m x n(pixels) Define a freqüência de amostragem final da imagem Se a resolução aumenta, as altas freqüênciasda imagem podem ser captadas na representação matricial (mais detalhes) OBS: resolução espacial resolução real Tamanho físico do pixel do dispositivo de apresentação da imagem
Resolução Real CRT, LCD, Plasma, outra tecnologia? Quantos pontos por polegada o monitor tem que mostrar? Dotpitch: distância entre 2 pontos da mesma cor em qualquer direção
Resolução de Imagens Digitais Resolução: pixelspor unidade linear de medida Em Pixels Per Inch(PPI) ou DotsPer Inch(DPI) Imagem = matriz de pontos resolução cresce, o tamanho das células diminui aumenta a quantidade de pixels por unidade de distância (PPI) Achar a resolução ideal envolve: Saber comoa imagem foi gerada e ondeserá utilizada
Resolução de imagens digitais Quanto de resolução necessito? Resposta: depende do destino da imagem... Para uma aplicação Web: 72 PPIé um bom número Escala e Resolução: inversamente proporcionais Ex: Se uma imagem de 72 PPI é escalada em 50%, a resolução resultante dobra para 144 PPI Aumento no tamanho da imagem (zoom) implica em queda da resolução: Pixels tornam-se bastante visíveis... Aparece o efeito de serrilhamento (aliasing)
Formatos Web standards ARQUIVO CONTEÚDO & MODELO DESCRIÇÃO GIF JPG GIF Graphics Interchange Format Matricial com forte compressão sem perdas JPEG Joint Photographic Expert Group Padrão Internacional para compressão com perdas Formato padrão na Web proposto por CompuServe. Ideal para imagens em 256 cores. Suporta animação Aceita todos os tipos de imagens matriciais: PB + color. Vários níveis de qualidade possíveis, de acordo com a compressão (1:10, 1:30, etc. - 1: 20 é normal...). Padrão Web PNG PNG Portable Network Graphics Matricial com compressão com perdas desenvolvido como opção ao GIF Apareceu recentemente como forma de evitar o licenciamento do algoritmo de compressão GIF. PNG-8: 8-bits comparável ao GIF PNG-24: 24-bits comparável ao JPEG Suporte à animação em estudo...
GIF x JPG De uma forma geral, JPEG é superior ao GIF para armazenar imagens em cores reaisou em tons de cinzaque retratem cenas reais. Imagem com variação na cor, como aquelas que ocorrem em áreas brilhantes ou sombreadas, irão apresentar melhor qualidade e menor espaço quando representadas pelo formato JPEG. O formato GIF apresenta melhores resultados em imagens com um pequeno número de cores distintas, como desenhos em linhas e cartões simples. Para estas imagens o GIF obtém uma compressão maior que o JPEG pode obter, além de conseguir isto sem perdas.
GIF x JPG JPEG possui dificuldade em tratar imagens com bordas bem definidas. Estas bordas tendem a perder a definição ficando com um aspecto embaçado, a não ser que se utilize uma configuração de alta qualidade para a imagem. Não é recomendado: Escrever texto em imagem que será comprimida em formato JPEG. Que imagens em preto e branco sejam convertidas para JPEG. É necessário no mínimo 16 níveis de cinza para se obter uma compressão razoável com JPEG. GIF comprime sem perdas imagens em tons de cinza com até 256 níveis enquanto JPEG não.
GIF x JPG Recursos oferecidos pelo GIF: Capacidade de utilizar fundo transparente. É possível, por exemplo, que um site publique uma imagem em GIF e esta terá como fundo a cor da página. O GIF permite que uma seqüência de imagens seja salva em um único arquivo, em que cada imagem surge no lugar da anterior após um tempo pré-determinado -> sensação de animação. Exemplo:
GIF x JPG x PNG Formato GIF Cobrava royalties PNG - Concorrente do GIF Consegue trabalhar com esquema de 24 bits de cores (16,8 milhões de cores). Comparação com o JPEG: a compressão obtida é mais eficiente e não proporciona perda de qualidade a cada salvamento, o que permite maior fidelidade à imagem original.
Exemplo: Imagem 1 Dimensão: 500 x 500 Formato Tamanhodo arquivo bmp 732 KB 100 % Em relação ao BMP Jpg 156 KB ~ 21,3% Gif 160 KB ~ 21,8% png 462 KB ~ 63,1%
Exemplo: Imagem 2 Dimensão: 500 x 500 Formato Tamanhodo arquivo bmp 732 KB 100 % Em relação ao BMP Jpg 4,61 KB ~ 0,0063% Gif 1,63 KB ~ 0,0022% png 5,34 KB ~ 0,0073%
Como enviar via Internet A imagem pode ser muito grande ou a internet da pessoa ser lenta Quando carregamos uma página, é feita a solicitação da imagem ao servidor (site). Duas abordagens básicas: Espera receber tudo antes de exibir Vai apresentando, conforme recebe Lembre-se do videoda aula anterior: a imagem é quebrada em pequenos pedaços, que por sua vez são enviados para o cliente.
Áudio
Apresentação de Áudio no Computador Dispositivos analógicos: pressão mecânica em sinais magnéticos ou elétricos Dispositivos digitais: sinais representados por seqüência de bits
Representação Digital do Som Sinal original Filtro Analógico Sinal filtrado Sinal digital Amostrador Sinal amostrado Sinal digital Sistema Digital Quantizador filtragem- limitação da faixa de freqüências; amostragem-conversão do sinal analógico em seqüência de pulsos; quantização-conversão dos pulsos em números binários via conversores A/D; gravação dos arquivos de áudio.
Representação Digital do Som Amostragem: 1,500 1,000 0,500 0,000-0,500 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31-1,000-1,500 Tempo
Representação Digital do Som Quantização: 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Tempo Amostrado Quantizado
Áudio Digital Parâmetros para áudio digital: Bits por amostra(quantização) Taxa de amostragem Número de canais(mono, stereo, surround, AC-3, ) Taxa de Amostragem (Sampling rate) Taxa de amostragem ~ Qualidade do som ~ Espaço Bytes Qualidade CD = 44.1 KHz Tapes de áudio digital (DAT) = 48KHz Telefonia (mais comum) = 8KHz Quantização (bits per sample) Qualidade CD = 16 bits (65536 valores) Compressão de voz = 8 bits (256 valores)
Não comprimidos Formatos de Áudio Amostragem quantização codificação PCM(Pulse Code Modulation). Padrão básico para conversão de sinais analógicos para armazenamento ou transmissão em dispositivos digitais. Esta codificação é feita sem uso de algoritmos de compressão.
Formatos de Áudio Exemplos: Waveform Audio Formato de áudio digital do Windows. Desenvolvido pela IBM para o Windows 95. Os arquivos neste formato utilizam a extensão wav. RIFF Waveform Format Formato de som Wave da Microsoft Windows. Usado para o sistema de som Windows. Arquivos Waveform RIFF têm extensão WAV. APLICAÇÕES MULTIMÍDIA E HIPERMÍDIA USANDO JAVA
Formatos de Áudio Formato de voz Creative Formato de som da SoundBlaster. Tem a extensão VOC. Formato de Amostra de 8 bits crus(raw) o formato do som não contém codificação ou compressão.
Formatos de Áudio O Musical Instrument Digital Interface Um padrão que permite conectar sintetizadores, teclados eletrônicos e outros instrumentos eletrônicos ao computador. Os arquivos midinão são exatamente um formato de arquivo de áudio, mas, por armazenarem notas musicais, encontram-se dentro desta categoria e têm a extensão midou midi. Basicamente, existem 128 possíveis vozes ou instrumentos
Compressão de Áudio Diferente de imagens ou vídeo, existe pouca relação entre amostras vizinhas ou quadros consecutivos para o áudio. Os níveis de compressão práticos são limitados para muito menos de 10:1 (compressão de vídeo de 25:1 pode ser produzida).
Compressão de Áudio Formas de compressão de um arquivo de áudio: Com perdas de informação; Sem perdas de informação. Formatos de compressão com perdas Os mais populares provêm da família dos Motion Picture Experts Group (MPEG). MPEG -refere-se a uma família de padrões para áudio e vídeo que inclui o MPEG-1, MPEG-2, MPEG-1 Layer 3 (MP3) e o MPEG-4.
Compressão de Áudio Formato MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1 Layer 3 (MP3) MPEG Layer 3 (MP3) MPEG 4 Audio AAC Descrição Padrão para vídeo e CD-ROM Padrão para DVD e TV digital Os arquivos apresentam tamanhos pequenos e com um som de qualidade. A sua característica principal é a sua universalidade. Formato muito utilizado nas transmissões de música pela Internet. O seu processo de compactação funciona através da eliminação de frequências sonoras não audíveis pelo ouvido humano. Transforma arquivos com 40MB de tamanho em 4MB, mantendo uma qualidade razoável. O MPEG-4 é o padrão que permite introduzir áudio e vídeo na Internet, em dispositivos móveis, em jogos e em aparelhos sem fios,...
Compressão de Áudio Outros formatos de compressão com perdas: QuickTime Audioé essencialmente a tecnologia MPEG-4, suportando áudio, vídeo e o formato MP3. A extensão dos arquivos é qtou mov. Windows Media Audioé um formato de áudio digital da Microsoft, desenvolvido como um formato alternativo ao MP3. A extensão de arquivos é wma.
Compressão de Áudio Formatos de compressão sem perdas Windows Media Audio Lossless formato da Microsoft, disponível nas versões 9 e 10 do Windows Media Player. Usa a mesma extensão do formato wma. O Apple Lossless Audio Codec Formato disponível para ser usado com o itunes e o ipod da Apple. A extensão dos arquivos é m4a.
Como enviar via Internet Podem ser enviados como as imagens (arquivo todo), mas dessa forma, existe a necessidade de se receber o arquivo todo antes de iniciar sua reprodução (tocar). Solução: trabalhar com stream de audio O arquivo é enviado em pequenos pedaços, que são recebidos no destino e exibidos por um software elaborado para essa ação. Streamde audio-> fluxo de audio Dois tipos básicos: - Download streaming e http streaming
APLICAÇÕES MULTIMÍDIA E HIPERMÍDIA USANDO JAVA Video
Compressão de Video Compressão: os algoritmos de compressão são absolutamente indispensáveis no caso do vídeo, por duas razões: 1. para que não ultrapassem a taxa de transferência de dados permitida pelo suporte em que estão armazenados (se isso acontecer não são reproduzidos de forma regular mas aos pulos ); 2. para ocuparem menos espaço pois, sem compressão, os valores são assustadores: 1 segundo de vídeo a 30 fpspode ocupar 30 Mb; 1 minuto de vídeo a 30 fpspode ocupar 1,8 Gb. O processo de compressão de vídeo é o mais complexo de todos, existindo dezenas de algoritmos de compressão diferentes.
Compressão de Video Um sistema de compressão de vídeo objetiva reduzir a taxa de transmissão e opera reduzindo a redundância e/ou informações de menor importância do sinal antes da transmissão. Codificador de Fonte(encoder): implementa o sistema de compressão. Decodificador de Fonte(decoder): reconstrói uma aproximação da imagem a partir da informação remanescente do processo de codificação.
Compressão de Video A codificação de vídeo busca reduzir as informações redundantes presentes no vídeo. Redundância Espacial Redundância Temporal Redundância Psicovisual* Redundância de Codificação (entrópica)* * Não tratadas nessa aula
Compressão de Video Redundância Espacial + Redundância Temporal Valores de pixels não são independentes, são correlacionados com seus vizinhos, tanto do mesmo frame (redundância espacial) quanto entre framesconsecutivos (redundância temporal). Valor do pixel (dentro de alguns limites) -pode ser preditoa partir dos valores dos pixels vizinhos assim como regiões de um framefuturo podem ser preditas a partir do frameatual.
Compressão de Video Redundância Espacial Pixels vizinhos no espaço tendem a ser muito parecidos ou iguais. Assim usa-se menos bits por pixel para representar o quadro.
Redundância Temporal Compressão de Video Quadros vizinhos temporalmente, possuem diversos pixels similares ou idênticos. Se for considerado o movimento, isto é, pixels deslocados de um quadro para outro, esta similaridade é ainda maior. Usando técnicas como estimação de movimento, é possível reduzir drasticamente o número de bits usados para representar o vídeo.
Compressão de Video Redundância Temporal
Compressão de Video Redundância Temporal
Exemplo: Frame N http://wwwam.hhi.de/mpeg-video/papers/sikora/mpeg1_2/mpeg1_2.htm
Exemplo: Frame N-1 (com vetores de movimento) http://wwwam.hhi.de/mpeg-video/papers/sikora/mpeg1_2/mpeg1_2.htm
Exemplo: Diferença entre quadros sem compensação de movimento http://wwwam.hhi.de/mpeg-video/papers/sikora/mpeg1_2/mpeg1_2.htm
Exemplo: Diferença entre quadros com compensação de movimento http://wwwam.hhi.de/mpeg-video/papers/sikora/mpeg1_2/mpeg1_2.htm
Formatos de Video Formatos mais populares: AVI (Audio-Video Interleaved) -desenvolvido pela Microsoft para ambiente Windows; MOV (QuickTime Movie Format) -desenvolvido pela Apple para ambiente Macintosh. MPEG (Moving Picture Experts Group).
Formatos de Video Formato MOV: MOV -é um formato de arquivo padronizado para produção e reprodução que permite que o vídeo e o áudio sejam capturados e combinados num arquivo único, para uma determinada máquina, e reproduzidos em conjunto em qualquer outra máquina que utilize o QuickTime; Suporta vários tipos de compressão.
Formatos de Video Formato AVI: Similar ao MOV, este formato combina a produção e reprodução de áudio e vídeo simultaneamente. Este formato pode ser convertido para MOV. Suporta vários tipos de compressão.
Formatos de Video Formato MPEG (Motion JPEG): A maior vantagem do MPEG em relação a outros formatos para a codificação de vídeo e áudio: os arquivos MPEG são bem menores para a mesma qualidade. Utiliza técnicas de compressão muito sofisticadas atingindo taxas na ordem dos 200:1 com imagens e sons de qualidade extremamente alta.
MPEG-2 MPEG-2: grupo de padrões de codificação para áudio e vídeo digital estabelecido pelo MPEG (MovingPictures Experts Group) e publicado como a norma ISO/IEC 13818. Dividida em: Part1 : MPEG Systems sincronização e multiplexação de vídeo e áudio Part2 : MPEG Video codec de compressão para sinais de vídeo entrelaçados e não entrelaçados Part3 : MPEG Audio-codec de compressão para codificação perceptual de sinais de áudio. Extensão multicanal do MPEG-1 Audio(MP3). Part 4 : descreve procedimentos de testes de conformidade Part 5: descreve sistemas para simulação de software Part6 : descreve extensões para o DSM-CC (Digital StorageMedia CommandandControl) Part7 : AdvancedAudioCoding(AAC) Part 9 : Extensão para interfaces tempo-real Part10 : Extensões de Conformidade para DSM-CC.
MPEG-4: Histórico MPEG-4: versão 1 (10/1998), versão 2 (12/1999) (?) MPEG-3: originalmente planejado para HDTV, mas acabou sendo incorporado ao MPEG-2 Focado em taxas de transmissão baixas (4.8 a 64 Kbits/sec), mais especificamente: Vídeo: 5 Kb a 10 Mb / sec Áudio: 2 Kb a 64 Kb / sec Padrão para conteúdo A/V na Internet e Redes Móveis
Codificação Baseda em Objetos Object #2: Object #1: Main Program (Newscast) Graphic Overlay (Station ID) Object #4: Graphic Overlay (Stock Ticker) Philips 40% SONY 25% Panasonic 12% Thomson 34% Gemstar 30% Object #3: Graphic Overlay (Sponsor) Composed Image Philips 40% SONY 25% Panasonic 12% Thomson 34% Gemstar 30% Object Oriented s s s s s s s Composição de objetos gráficos e videos em cenas(overlays) Objetos áudio e vídeo manipulados independentemente BIFS : formatobináriotexto, 2D e 3D Front/ background separados Múltiplos objetos foreground Posicionamento espacial dinâmico de objetos Alpha shape para proteger visual objetos visuais Codificação baseada em objetos permite: s s s Interação no nível do usuário Captura do user profile Adição de valor ao conteúdo
Vídeo Personalizado
Aplicações Potenciais MPEG-4 Streaming sobre IP Aprimoramento de programas de TV Armazenagem em Set Top Boxes Serviços personalizados Serviços escaláveis Combinação de tudo isso Formato de aplicação única Aplicações multimídia complexas Mas Já existem diversos formatos HTML, SMIL, MHP, etc. Modelo de negócios?
Como enviar via Internet Mesmo problema do audio, mas com um agravante, os videos são bem maiores!!! Diferença de video ao vivo e o video em arquivo (pré-gravado): Controle de fluxo somente para o video em arquivo Video ao vivo, somente em streaming Sucesso garantido: Youtube Futuro : IPTV (depende de banda e padrões)