Текущая версия на 14:41, 2 июля 2012

Гипермаркет знаний>>Информатика>>Информатика 8 класс>>Информатика: Компьютерные презентации

§ 26. Компьютерные презентации

Основные темы параграфа:

• что такое презентация;
• какие бывают презентации;
• этапы создания презентации.

Что такое презентация

Разнообразные публичные выступления часто требуют использования демонстрационного материала. Такая потребность возникает при чтении доклада на научной конференции, представлении новой технической разработки или нового вида товара, отчета о разработанном проекте и во многих других случаях. В прежние времена для этих целей рисовались плакаты на листах ватмана; затем появилась проекционная техника: эпидиаскопы, слайд-проекторы, кодоскопы. В последнее время на смену этим способам демонстраций пришли компьютерные презентации.

Слово «презентация» обозначает представление, демонстрацию. Обычно для компьютерной презентации используется мультимедийный проектор, отражающий содержимое экрана компьютера на большом экране, вывешенном в аудитории. Презентация представляет собой совмещение видеоряда — последовательности кадров со звукорядом — последовательностью звукового сопровождения. Презентация тем эффективнее, чем в большей мере в ней используются возможности мультимедиа технологий.

Презентация представляет собой последовательность слайдов. Отдельный слайд может содержать текст, рисунки, фотографии, анимацию, видео и звук.

При создании презентаций, как правило, между слайдами организуются гиперсвязи. Благодаря этому становится возможной не только однозначная последовательность просмотра слайдов, но и произвольный просмотр по смысловым связям. Например, презентация может начинаться со слайда, содержащего общие сведения о представляемом материале и перечень его основных разделов (рис. 5.4). Каждый пункт перечня — это гиперссылка. Щелчком на гиперссылке докладчик может перейти к любому разделу презентации (рис. 5.5).

Если же технологию гипертекста применить к нетекстовым элементам презентации, то получим класс систем, которые называются гипермедиа. Презентация является системой гипермедиа, так как гиперсвязи могут быть наложены на графические и звуковые объекты. К примеру, после щелчка кнопкой мыши на изображении исторического памятника будет выполнен переход на слайд с подробной информацией о нем.

Трехмерные образы реальных обьектов следует создавать в программах трехмерного моделирования, например, 3D Studio Max.

Какие бывают презентации

С точки зрения организации презентации можно разделить на три класса:

• интерактивные презентации;
• презентации со сценарием;
• непрерывно выполняющиеся презентации.

Интерактивная презентация — диалог между пользователем и компьютером. В этом случае презентацией управляет пользователь, т. е. он сам осуществляет поиск информации, определяет время ее восприятия, а также объем необходимого материала. В таком режиме работает ученик с обучающей программой, реализованной в форме мультимедийной презентации. При индивидуальной работе мультимедийный проектор не требуется.

Все интерактивные презентации имеют общее свойство: они управляются событиями. Это означает, что когда происходит некоторое событие (нажатие кнопки мыши или позиционирование указателя мыши на экранном объекте), в ответ выполняется соответствующее действие. Например, после щелчка мышью на фотографии картины начинается звуковой рассказ об истории ее создания.

Презентация со сценарием — показ слайдов под управлением ведущего (докладчика). Такие презентации могут содержать «плывущие» по экрану титры, анимированный текст, диаграммы, графики и другие иллюстрации. Порядок смены слайдов, а также время демонстрации каждого слайда определяет докладчик. Он же произносит текст, комментирующий видеоряд презентации.

В непрерывно выполняющихся презентациях не предусмотрен диалог с пользователем и нет ведущего. Такие самовыполняющиеся презентации обычно демонстрируют на различных выставках.

Этапы создания презентации

Создание презентации на заданную тему проходит через следующие этапы:

• создание сценария;
• разработка презентации с использованием программных средств.

Предварительно необходимо продумать содержание каждого слайда, а также связи между ними. Поэтому основу любой презентации составляет схема в виде системы взаимосвязанных слайдов (рис. 5.6).

Затем нужно выбрать программу разработки презентации. Каждая из существующих программ такого класса обладает своими собственными индивидуальными возможностями. Тем не менее между ними есть много общего. Каждая такая программа включает в себя встроенные средства создания анимации, добавления и редактирования звука, импортирования изображений, видео, а также создания рисунков.

Презентации со сценарием разрабатывает сам докладчик. Все шире эта форма презентации используется в учебной и внеучебной работе школьников. Завершив построение презентации и подготовив доклад, проведите репетицию, прежде чем выходить на публичное выступление. Важно выбрать правильный темп выступления и демонстрации. Он не должен быть слишком быстрым, поскольку слушатели должны не только услышать ваш текст, но и успеть рассмотреть слайды на экране. Однако всякое выступление бывает ограниченным по времени, поэтому надо позаботиться о том, чтобы вместиться в данный регламент. Очень полезно, если на вашем пробном выступлении с презентацией будет присутствовать «пробный» слушатель. Только он может объективно оценить качество вашего доклада и презентации.

Коротко о главном

Презентация — способ представления информации в наглядной и убедительной форме.

Презентация представляет собой последовательность слайдов.

Для связи между отдельными фрагментами презентации часто используются гиперссылки.

С точки зрения организации презентации делятся на три класса: интерактивные, со сценарием, непрерывно выполняющиеся.

Области применения презентаций: наука, бизнес, образование, реклама, электронные учебники и энциклопедии и пр.

Вопросы и задания

1. Какая информация может быть расположена на слайде презентации?
2. Какова особенность технологии гипертекста?
3. Как называется класс систем, в которых технология гипертекста применяется к нетекстовым видам информации?
4. Каковы основные этапы создания презентации?
5. Что такое сценарий презентации?
6. Как следует готовиться к проведению презентации?
7. В чем состоит отличие интерактивной презентации от презентации со сценарием?

Чему вы должны научиться, изучив главу 5

• Освоить один из программных пакетов для создания презентаций.
• Создавать сценарии несложных презентаций. Создавать презентации на основе заданных шаблонов.

Материал для углублённого изучения курса

Дополнение к главе 1

 
1.1. Неопределенность знания и количество информации

Основные темы параграфа:

• содержательный подход к измерению информации;
• неопределенность знания;
• сообщение, несущее 1 бит информации;
• количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий.

Содержательный подход к измерению информации

В данном параграфе будет рассмотрен другой подход к измерению информации (в отличие от алфавитного), который назовем содержательным подходом. В этом случае количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного человеком сообщения. Вспомним, что с «человеческой» точки зрения информация — это знания, которые мы получаем из внешнего мира. Количество информации, заключенное в сообщении, должно быть тем больше, чем больше оно пополняет наши знания.

Как же с этой точки зрения определяется единица измерения информации? Вы уже знаете, что эта единица называется «бит». Единица измерения информации была определена в науке, которая называется теорией информации. Ее определение звучит так:

Сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза, несет 1 бит информации.

В этом определении есть понятия, которые требуют пояснения.

Неопределенность знания

Что такое неопределенность знания? Лучше всего это объяснить на примерах. Допустим, вы бросаете монету, загадывая, что выпадет: орел или решка. Есть всего два варианта возможного результата бросания монеты. Причем ни один из этих вариантов не имеет преимущества перед другим. В таком случае говорят, что они равновероятны.

Так вот, в этом случае перед подбрасыванием монеты неопределенность знания о результате равна двум. Игральный кубик с шестью гранями может с равной вероятностью упасть на любую из них. Значит, неопределенность знания о результате бросания кубика равна шести. Еще пример: спортсмены-лыжники перед забегом путем жеребьевки определяют свои порядковые номера на старте. Пусть имеется 100 участников соревнований. Тогда неопределенность знания спортсменом своего номера до жеребьевки равна 100.

Следовательно, можно сказать так: неопределенность знания о некотором событии — это количество возможных результатов события (бросания монеты, кубика; вытаскивания жребия и пр.).

Сообщение, несущее 1 бит информации

Вернемся теперь к примеру с монетой. После того как вы бросили монету и посмотрели на нее, вы получили зрительное сообщение, что выпал, например, орел. Произошло одно из двух возможных событий. В этом случае считают, что неопределенность знания уменьшилась в два раза: было два варианта, остался один. Значит, узнав результат бросания монеты, вы получили 1 бит информации.

Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несет 1 бит информации.

¹Более строгое определение равновероятности: если увеличивать количество бросаний монеты (100, 1000, 10000 и т. д.), то число выпаданий орла и число выпаданий решки будут все более близкими.

Количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий

А теперь такая задача: студент на экзамене может получить одну из четырех оценок: 5 — «отлично», 4 — «хорошо», 3 — «удовлетворительно», 2 — «неудовлетворительно». Представьте себе, что ваш товарищ пошел сдавать экзамен. Причем учится он очень неровно и может с одинаковой вероятностью получить любую оценку от 2 до 5. Вы волнуетесь за него, ждете результата экзамена. Наконец, он пришел и на ваш вопрос «Ну, что получил?» ответил: «Четверку!».

Вопрос: сколько битов информации содержится в его ответе?

Если сразу сложно ответить на этот вопрос, то давайте подойдем к ответу постепенно. Будем отгадывать оценку, задавая вопросы, на которые можно ответить только «да» или «нет».

Вопросы будем ставить так, чтобы каждый ответ уменьшал количество вариантов в два раза и, следовательно, приносил 1 бит информации.

Первый вопрос:

— Оценка выше тройки?
— Да.

После этого ответа число вариантов уменьшилось в два раза. Остались только 4 и 5. Получен 1 бит информации.

Второй вопрос:

— Ты получил пятерку?
— Нет.

Выбран один вариант из двух оставшихся: оценка — четверка. Получен еще 1 бит информации. В сумме имеем 2 бита.

Сообщение о том, что произошло одно из четырех равновероятных событий, несет 2 бита информации.

Разберем еще одну частную задачу, а потом получим общее правило.

На книжном стеллаже восемь полок. Книга может быть поставлена на любую из них. Сколько информации содержит сообщение о том, где находится книга?

Будем действовать таким же способом, как в предыдущей задаче. Метод поиска, на каждом шаге которого отбрасывается половина вариантов, называется методом половинного деления. Применим метод половинного деления к задаче со стеллажом.

Задаем вопросы:

— Книга лежит выше четвертой полки?
— Нет.
— Книга лежит ниже третьей полки?
— Да.
— Книга на второй полке?
— Нет.
— Ну теперь все ясно! Книга лежит на первой полке!

Каждый ответ уменьшал неопределенность в два раза. Всего было задано три вопроса. Значит, набрано 3 бита информации. И если бы сразу было сказано, что книга лежит на первой полке, то этим сообщением были бы переданы те же 3 бита информации.

А сейчас попробуем получить формулу, по которой вычисляется количество информации, содержащейся в сообщении о том, что произошло одно из множества равновероятных событий.

Обозначим буквой N количество возможных событий. Буквой і будем обозначать количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий.

В примере с монетой:                 N = 2, і = 1.
В примере с оценками:               N = 4, і = 2.
В примере со стеллажом:           N = 8, і = 3.

Нетрудно заметить, что связь между этими величинами выражается такой формулой:

2^і = N

Действительно: 2¹ = 2; 2² = 4; 2³ = 8.

Если величина N известна, а і неизвестно, то данная формула становится уравнением для определения і. В математике оно называется показательным уравнением.

Например, пусть на стеллаже не 8, а 16 полок. Чтобы ответить на вопрос, сколько информации содержится в сообщении о том, где лежит книга, нужно решить уравнение

2^і= 16.

Поскольку 16 = 2⁴, то і = 4.

Количество информации (і), содержащееся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, определяется из решения показательного уравнения 2^і = N.

Если значение N равно целой степени двойки (4, 8, 16, 32, 64 и т. д.), то такое уравнение решается просто:  і будет целым числом. А чему, например, равно количество информации в сообщении о результате бросания игральной кости, у которой имеется шесть граней и, следовательно, N = 6? Решение уравнения

2^і = 6

будет дробным числом, лежащим между 2 и 3, поскольку 2² = 4 < 6, а 2³ = 8 > 6. С точностью до пяти знаков после запятой решение такое: 2,58496. Ниже приведена табл. 1.1, из которой можно определить і для различных значений N в диапазоне от 1 до 64.

Коротко о главном

Неопределенность знания о некотором событии — это количество возможных результатов события.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знания в 2 раза, несет 1 бит информации.

Для определения количества информации (і), содержащейся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, нужно решить показательное уравнение 2^і= N.

Вопросы и задания

1. Что такое неопределенность знания о результате какого-либо события? Приведите примеры, когда неопределенность знания можно выразить количественно.
2. Как с точки зрения содержательного подхода к измерению информации определяется единица измерения количества информации?
3. В каких случаях и по какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении?
4. Сколько битов информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?
5. Проводятся две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64». Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

Дополнение к главе 4

4.1. Форматы графических файлов

Основные темы параграфа:

• о стандартизации графических форматов;
• стандартные векторные форматы;
• стандартные растровые форматы;
• собственные форматы графических приложений.

О стандартизации графических форматов

Формат графического файла — способ представления графических данных на внешнем носителе.

Во времена зарождения компьютерной графики не существовало стандартных форматов графических файлов. Многие разработчики графических программ нередко сами изобретали собственные форматы. В результате возникали проблемы при обмене графическими данными между разными программами (текстовыми процессорами, издательскими системами, пакетами иллюстративной графики, программами САПР и др.). Работа по стандартизации графических форматов началась в 80-х годах XX века.

Единого формата, пригодного для всех графических приложений, нет и быть не может. Но все же некоторые форматы стали стандартными для целого ряда областей использования компьютерной графики.

Пользователю графического редактора не обязательно детально знать, как именно в том или ином формате хранятся графические данные. Однако умение ориентироваться в особенностях различных форматов имеет большое значение для организации эффективного хранения изображений и обмена графическими данными между разными приложениями.

В соответствии с двумя технологиями работы с графикой различаются векторные и растровые форматы графических файлов. Существуют стандартные графические форматы и собственные форматы графических приложений.

Стандартные векторные форматы

Файлы векторного формата содержат описания рисунков в виде набора команд для построения простейших графических объектов (линий, окружностей, прямоугольников, дуг и т.д.). В §21 дан пример такого описания. Различные векторные форматы отличаются набором команд и способом их кодирования.

К стандартным векторным графическим форматам относятся: WMF (Windows MetaFile), ЕРS (Encapsulated PostScript), DXF (Drawing Interchange Format), СGМ (Computer Graphics) и др.

Формат графического файла можно распознать по расширению имени файла. Например, файл под именем picture, wmf является векторным файлом формата WMF.

Стандартные растровые форматы

В файлах растровых форматов запоминаются:

• размер изображения — количество пикселей в рисунке по горизонтали и вертикали;
• битовая глубина — число битов, используемых для хранения цвета одного пикселя;
• данные, описывающие рисунок (код цвета каждого пикселя рисунка).

В файлах растровой графики разных форматов эти характеристики хранятся различными способами.

В § 21 на рис. 4.11 показан код растрового изображения буквы «К» в форме двоичной матрицы. Однако память компьютера линейна, т. е. представляет собой непрерывную цепочку битов. Схематическое изображение расположения в памяти растрового кода буквы «К» показано на рис. 4.15. Здесь каждый квадратик — бит памяти. Белый квадратик — ноль, черный — единица.

Изображения фотографического качества, полученные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, часто требуют нескольких мегабайтов памяти. Например, если размер изображения 1766 х 1528, а количество используемых цветов — 224 = 16 777 216, то объем растрового файла составляет около 8 Мб. Эта величина получается путем вычисления следующего выражения:

1766 х 1528 х 24 / 8 / 1024 / 1024.

Решением проблемы хранения растровых изображений является сжатие, т. е. уменьшение размера файла за счет изменения способа организации данных. Никому пока не удалось даже приблизиться к созданию идеального алгоритма сжатия. Каждый алгоритм хорошо сжимает только данные вполне определенной структуры. Разные графические форматы отличаются разными способами (алгоритмами) сжатия.

К стандартным растровым графическим форматам относятся: ВМР (Windows Device Independent Bitmap), РСХ (Z-Soft PaintBrush), GIF (Graphic Interchange Format), TIFF (TrueVision Targa), JPEG (Joint Photographic Experts Groups) и др.

Форматы ВМР и РСХ желательно использовать в тех случаях, когда изображение содержит большие области однотонной закраски. Это связано с тем, что алгоритм сжатия, включенный в эти форматы, заменяет последовательность повторяющихся величин (в нашем случае — наборы битов для представления пикселя) парой — величиной и числом ее повторений. В формате ВМР изображение можно сохранять и без сжатия.

В формате GIF рекомендуется сохранять изображения с ограниченным количеством цветов (до 256). Данные в этом формате сжимаются всегда, так как алгоритм сжатия включен в формат файла.

Различные варианты формата TIFF используют разные методы сжатия. Это означает, что возможна ситуация, когда файл в формате TIFF не может быть прочитан в некоторой графической программе, работающей с другой версией этого же формата. Другими словами, не все форматы TIFF одинаковы. Но, несмотря на эту проблему, TIFF является одним из самых популярных растровых форматов.

Формат JPEG разработан специально для эффективного хранения изображений фотографического качества. Сжатие по методу JPEG сильно уменьшает размер файла с растровым рисунком. Высокая степень сжатия достигается за счет сжатия с потерями, при котором теряется часть исходной информации. Пользователю предоставляется возможность контролировать уровень потерь, указывая степень сжатия. Если сохраняемое изображение — фотография, предназначенная для высокохудожественного издания, то ни о каких потерях не может быть и речи, так как рисунок должен быть воспроизведен как можно точнее. Если же изображение — фотография, которая будет размещена на поздравительной открытке, то потеря части исходной информации не имеет большого значения. Экспериментально можно определить допустимый уровень потерь для конкретного изображения.

Стандартные графические форматы позволяют осуществлять обмен данными между различными приложениями.

Собственные форматы графических приложений

Собственный файловый формат — частный и наиболее эффективный формат для хранения файлов отдельного графического приложения. Например, собственный формат СоrelDRAW— СDR, Adobe PhotoShop — РSD, Fractal Design Painter — RIFF, Рaint (стандартная программа Windows) — ВМР.

Коротко о главном

Формат графического файла — способ представления графических данных на внешнем носителе.

Существуют стандартные графические форматы и собственные форматы графических приложений.

Файлы векторного формата содержат описания рисунков в виде набора команд для построения простых геометрических объектов.

В файлах растрового формата запоминается размер изображения, битовая глубина, а также код цвета каждого пикселя изображения.

Стандартные растровые графические форматы: ВМР, РСХ, GIF, ТIFF, JPEG и др.

Стандартные векторные форматы: WMF, ЕРS, DXF, СGM и др.

Вопросы и задания

1. Почему необходимо иметь общие графические форматы для различных приложений?
2. Как можно уменьшить размер растрового файла?
3. Какой формат разработан специально для хранения фотографий?
4. Почему не все форматы ТIFF одинаковы?
5. Когда целесообразно сохранять изображения в формате ВМР; в формате ТIFF?
6. Какова особенность формата GIF?

Дополнение к главе 5

5.1. Дискретизация аналогового сигнала

Основные темы параграфа:

• аналого-цифровое преобразование сигнала;
• частота дискретизации;
• разрядность дискретизации.

Аналого-цифровое преобразование сигнала

С преобразованием аналогового сигнала в дискретную форму вы встретитесь в нескольких темах курса информатики: это работа со звуком на компьютере, передача информации по телефонным линиям в компьютерных сетях, управление с помощью компьютера техническими устройствами. Аналого-цифровое преобразование – очень важный процесс в компьютерных технологиях. Попробуем разобраться, как же происходит АЦП-преобразование.

На рис. 5.7 в графическом виде представлен переменный аналоговый сигнал (А) и его дискретное представление – множество отдельных точек (Б).

Аналоговый сигнал — это непрерывно меняющееся со временем (t) значение физической величины (F).

Например, пусть F — сила тока. Дискретизация есть переход от формы А к форме Б.

Физически это происходит следующим образом: в равноотстоящие моменты времени, например через каждые 0,01 секунды, измеряется величина F. Если моменты времени измерения обозначить t₀, t₁, t₂ и т. д., измеренные значения величины F обозначить F₀, F₁, F₂ и т. д., то дискретное представление зависимости  F от t можно свести в таблицу:

Эту информацию и нужно отразить в памяти компьютера. Правда, не совсем в таком виде, как в таблице. Номера измерений хранить ни к чему. Все моменты времени измерений также не нужно хранить в памяти. Достаточно знать начальный момент t₀ и величину интервала времени между двумя измерениями, поскольку эта величина постоянная. Ее называют шагом дискретизации по времени. Обычно принимается t₀ = 0, т. е. время начинает отсчитываться от начала измерений. Зная t₀ шаг, можно определить все остальные моменты времени измерений. Например, если шаг равен 0,01 секунды, то t₁ = 0,01 с, t₂ = 0,02 с, t₃ =  0,03 с и т. д. Значения физической величины F хранятся в памяти в виде числовой последовательности (таблицы).

Дискретное цифровое представление сигнала  - это таблица с результатами измерений физической величины в фиксированные моменты времени.

Частота дискретизации

Среди технических характеристик АЦП-устройств вместо шага дискретизации обычно указывается частота дискретизации.

Частота дискретизации — это количество измерений, производимых прибором за 1 секунду.

Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду — 1 килогерц (кГц). В приведенном выше примере при шаге дискретизации 0,01 с частота будет равна 100 Гц, или 0,1 кГц.

Разрядность дискретизации

Наряду с частотой дискретизации еще одной характеристикой устройств АЦП является разрядность дискретизации. Значения измеряемой величины F заносятся в регистр АЦП — специальную ячейку памяти прибора. Результат измерения представляется в регистре в виде целого двоичного числа. От разрядности регистра т. е. количества битов, зависит количество значений, которое в нем может быть представлено. Если бы регистр был одноразрядный, то в нем представлялись бы всего два значения: 0 и 1. В двухразрядный регистр могут заноситься четыре различных значения: 00, 01, 10, 11. В трехразрядный регистр — 8 значений: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. И т. д.

Всякая измеряемая физическая величина округляется до ближайшего к ней целочисленного значения, которое может храниться в регистре АЦП.

На рис. 5.8 показано, как это происходит при работе АЦП с трехразрядным регистром.

В графическом виде дискретизацию можно представить как переход от гладкой кривой к ломаной, состоящей из горизонтальных и вертикальных отрезков. На каждом временном шаге считается, что значение измеряемой величины остается постоянным. Таким образом, дискретную форму зависимости физической величины от времени можно графически изобразить либо в виде точечной диаграммы (см. рис. 5.7, Б), либо в виде ломаной линии (см. рис. 5.8).

В память компьютера результаты такого измерения будут записаны в виде последовательности трехразрядных двоичных чисел:

Это и есть результат аналого-цифрового преобразования измеряемого процесса! Если это процесс передачи звука, значит, мы получили цифровое представление звука в памяти компьютера.

На самом деле трехразрядная дискретизация не используется на практике. Здесь мы привели такой вариант лишь в качестве учебного примера.

Коротко о главном

Аналоговый сигнал — это непрерывно меняющееся со временем значение физической величины.

Дискретное цифровое представление сигнала — это таблица с результатами измерений физической величины в фиксированные моменты времени.

Частота дискретизации — это количество измерений, производимых прибором за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц).

Разрядность дискретизации определяется размером регистра памяти устройства АЦП.

Дискретное цифровое представление аналогового сигнала тем точнее его отражает, чем выше частота и разрядность дискретизации.

Вопросы и задания

1. Как технически происходит переход от аналогового сигнала к его дискретному представлению?
2. Что такое шаг дискретизации и частота дискретизации? Попробуйте выразить связь между ними в виде формулы.
3. Какой частоте дискретизации соответствует шаг 0,005 с?
4. Какому шагу дискретизации соответствует частота 1 КГц?
5. Что такое разрядность дискретизации?
6. Какова разрядность дискретизации АЦП, если в регистр можно записывать 1024 различных значения?


5.2. Представление и обработка звука

Основные темы параграфа:

• звуковая карта: основные характеристики;
• цифровой (WAV) и синтезированный (MIDI) форматы звука.

Звуковая карта: основные характеристики

В § 25 сказано, что для ввода звука в компьютер используется микрофон, а для вывода — акустические колонки или наушники. Для их подключения к компьютеру требуется звуковая карта (аудиоадаптер). Качество компьютерного звука, прежде всего, определяется частотой дискретизации и разрядностью дискретизации, с которыми работает звуковая карта. Бывают звуковые карты, работающие на частоте 11 кГц, 22 кГц. Наиболее качественное воспроизведение звука получается на частоте 44,1 кГц.

Разрядность дискретизации связана с размером регистра аудиоадаптера. Наименьший размер регистра — 8 разрядов. В таком случае одно измеренное значение займет 1 байт памяти компьютера. А число различных значений равно 2³ = 256. При 16-разрядном регистре каждая величина в памяти займет 2 байта, а число различных значений: 2¹⁶ = 32 768. Существуют устройства с 32- и 64-разрядными регистрами. Чем выше разрядность дискретизации, тем выше точность измерений физической величины. Но при этом растет и объем занимаемой памяти.

Дискретное цифровое представление звука тем точнее его отражает, чем выше частота и разрядность дискретизации.

Цифровой (WAV) и синтезированный (МIDI) форматы звука

Любая звуковая карта имеет дело с двумя основными форматами компьютерного звука: цифровым (WAV-формат) и синтезированным (MIDI). Способ представления цифрового звука подробно описан в предыдущем разделе.

Другой способ кодирования звука — цифровой интерфейс музыкальных инструментов (Musical Instrument Digital Interface). MIDI-файл похож на нотную партитуру, так как в нем указывается:

• какая нота звучит;
• в какое время начинается звучание;
• как долго оно продолжается;
• каким инструментом исполняется звучание.

MIDI-файл — компьютеризированная нотная партитура, используемая для воспроизведения звука. Фактически, MIDI-файл — последовательность команд, которыми записаны действия, например нажатие клавиши пианино. Поэтому MIDI-файлы по размеру значительно меньше аналогичных цифровых файлов. MIDI-данные по отношению к цифровым данным — это примерно то же самое, что векторная графика по отношению к растровой графике.

Звуковые карты проигрывают MIDI-файлы, используя встроенный синтезатор. Звучание у этих файлов совершенно особенное: непривычно чистое и в то же время какое-то синтетическое. Большинство инструментов могут воспроизводиться на синтезаторе одновременно, создавая впечатление играющего оркестра. Прекрасная оркестровка произведений и чистота звучания доставляют истинное наслаждение любителям электронной музыки. В новой электронной оркестровке великолепно звучат произведения музыкальных классиков: Моцарта, Брамса, Баха и др. Однако MIDI-звук чрезвычайно трудно использовать для воспроизведения разговорной речи.

Создание и редактирование MIDI-данных требуют серьезной профессиональной работы и под силу лишь композиторам или лицам с достаточным музыкальным образованием. Однако проигрывать такие файлы может любой пользователь. Вместе с тем, для создания цифрового звука не требуется знания музыкальной теории. Подготовка цифровых аудиофайлов довольно проста и может быть выполнена с помощью программ — редакторов звука. Кроме записи и прослушивания звука эти редакторы позволяют удалять фрагменты аудиозаписи, собирать несколько звуковых файлов в один, смешивать содержимое различных звуковых файлов, применять различные спецэффекты (эхо, нарастание и затухание звука и др.).

Коротко о главном

Качество компьютерного звука определяется частотой дискретизации и разрядностью дискретизации.

Любая звуковая карта имеет дело с двумя основными форматами компьютерного звука: цифровым и синтезированным.

MIDI-файл содержит нотную партитуру для компьютера.

Вопросы и задания

1. Какие элементы звуковой карты отвечают за воспроизведение цифрового и синтезированного звука?
2. Почему 32-разрядная звуковая карта точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 16-разрядная?
3. Какая информация хранится в МIDI-файлах?

Дорогие ученики!

Вместе с отважным мореплавателем и исследователем Точкой-Ру вы совершили нелегкое, но интересное путешествие по океану знаний. Это лишь часть пути, который вам предстоит преодолеть.

Впереди вас ждут новые маршруты, новые открытия. Хорошо отдохните, наберитесь сил, и безбрежный океан знаний под названием «Информатика» снова позовет вас в дорогу!

И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 8 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов

_{Планы уроков информатики, скачать тесты бесплатно, всё для учителя и школьника в подготовке к уроку по информатике 8 класс, домашние задания, вопросы и ответы}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.