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TEMA 23 : TRATAMIENTO DE INFORMACIÓN MULTIMEDIA (TRATAMIENTO DE AUDIO…
TEMA 23 : TRATAMIENTO DE INFORMACIÓN MULTIMEDIA
INTRODUCCIÓN
Conceptos
Multimedia :
cualquier objeto o sistema que utiliza múltiples medios de expresión físicos o digitales para presentar o comunicar información
Interactiva :
cuando el usuario tiene libre control sobre la presentación de los contenidos
Directa :
el usuario es forzado a visualizar el contenido en un orden predeterminado
Hipermedia :
forma especial de multimedia interactiva que emplea estructuras de navegación más complejas que aumentan el control del usuario sobre el flujo de información
Cuando un programa, documento o presentación combina adecuadamente los medios, se mejora notablemente la atención, comprensión y el aprendizaje ya que se acercará a la manera natural en que los seres humanos nos comunicamos, usando varios sentidos para comprender
Características
Controlados por ordenador :
la presentación de la información multimedia debe estar controlada por un ordenador que también participa en la producción, almacenamiento, edición, transmisión, etc.
Integrados :
Almacenamiento digital de la información :
Interactividad :
Selección del momento de comienzo
Especificación de la secuencia
Control sobre velocidad
Modificación de la forma de presentación
Entradas por parte del usuario para anotar, modificar o enriquecer la información
Entradas del usuario que son procesadas y generan respuestas específicas
Tipologías
Multimedia educativa :
a través del e-learning y las redes sociales.
Multimedia publicitaria :
en todo tipo de dispositivo para su divulgación siendo las redes sociales la herramienta de más difusión viral.
Multimedia comercial :
bbdd, promociones, catálogos, simuladores, páginas web.
Multimedia informativa :
noticias, prensa, revistas, televisión, con presentación de forma masiva y actualizada al momento de los hechos.
Ámbitos de aplicación
Mundo empresarial :
presentación de proyectos, resultados, productos, previsiones., publicidad, formación...
Industria :
sistemas de control industrial, herramientas de simulación, sistemas de gestión de piezas y stocks o producción.
Educación :
modificación radical del proceso educativo a todos los niveles. Mayor innovación y beneficio
Ámbito doméstico :
juegos, comunicaciones, control domótico, televisión interactiva, acceso doméstico a Internet
Lugares públicos :
bibliotecas, museos, centros comerciales, aeropuertos, o vías públicas, donde se implementan puntos de acceso a la información. Sistemas de compr ade entradas, reserva de alojamientos, planos interactivos, pago electrónico, etc.
Tipos de información multimedia
Texto
: sin formatear, formateado, lineal e hipertexto
Gráficos :
para representar esquemas, planos, dibujos lineales...
Imágenes :
documentos formados por píxeles, generados por copia del entorno (escaneado, fotografía digital)
Animación :
presentación de un número de gráficos por segundo que genera en el observador la sensación de movimiento
Video :
presentación de un número de imágenes por segundo que genera en el observador la sensación de movimiento. Sintetizadas o captadas
Sonido :
puede ser habla, música, o de otros orígenes
Pasos para elaborar un producto multimedia
Definir el mensaje clave :
Conocer al público :
Desarrollo o guión :
Creación de un prototipo :
Creación del producto
DIGITALIZACIÓN DE SEÑALES
Tipos de señales
Analógicas :
representadas mediante funciones que toman un infinito número de valores en cualquier intervalo de tiempo considerado. La información va contenida en la propia forma de onda.
Una señal analógica , en general estará compuesta por la suma de muchas señales senoidales de distintas frecuencias
Digitales :
se representan mediante funciones que toman un número finito de valores en cualquier intervalo de tiempo.La información está contenida en los pulsos codificados y no en la forma de onda.
Las señales digitales se basan en la forma de onda cuadrada
Ventajas
Cuando una señal es atenuada o experimenta perturbaciones leves, puede ser reconstruida y amplificada mediante sistemas de regeneración de señales
Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores
Facilidad para el procesamiento de la señal
Permite la multigeneración infinita sin pérdidas de calidad
Es posible aplicar técnicas de compresión de datos, más eficientes que con señales analógicas
Inconvenientes
Se necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior
Si no se emplea un número suficiente de niveles de cuantificación en el proceso de digitalización, la relación señal a ruido se reducirá con relación a la de la señal analógica original que se cuantificó
Muestreo
: cantidad de veces que medimos el valor de la señal en un periodo de tiempo
Según el t
eorema de Nyquist-Shannon
la cantidad de veces que debemos medir una señal para no perder información debe ser al menos el doble de la frecuencia máxima que alcanza dicha señal.
Cuantificación :
número de símbolos que utilizamos para guardar una medida de una señal. Para guardar la medida la codificamos con un conjunto de bits.
A mayor número de bits empleados para guardar la medida mayor exactitud. Lo usual son valores de 8 y 16 bits por calan de información
Digitalización :
consiste en la transcripción de señales analógicas en señales digitales con el propósito de facilitar su procesamiento y hacer la señal resultante más inmune al ruido
Fases
1. Muestreo :
se toman muestras periódicas de la amplitud de onda. El número de muestras por segundo es lo que se conoce por frecuencia de muestreo
2. Retención :
las muestras tomadas son retenidas por un circuito de retención, el tiempo suficiente para permitir evaluar su nivel. Es un recurso técnico, no matemático
3. Cuantificación :
se mide el nivel de voltaje de cada una de las muestras. Se asigna un margen de valor a cada señal analizada a un único valor de salida
4. Codificación :
consiste en traducir los valores obtenidos durante la cuantificación al código binario
TRATAMIENTO DE IMÁGENES
Concepto de imágen
; función bidimensional de intensidad de luz f(x,y) donde x e y representan las coordenadas espaciales y el valor de f en un punto cualquiera (x,y) es proporcional al brillo o nivel de gris (escala de grises) de la imagen en ese punto
Los elementos de una distribución digital se denominan elementos de la imagen o
pixels.
Técnicas de compresión
Sin pérdida de información
Run-length encode (RLE) :
Es el método más simple. Consiste en almacenar el número de caracteres que se repiten, seguido del carácter
Codificación de Huffman :
consiste en asignarle código de bits más cortos a los datos que mayor frecuencia de aparición tienen y códigos más largos a los que aparecen con menos regularidad
Codificación artimética :
codifica una secuencia de símbolos mediante una representación binaria, las secuencias de bits son obtenidas a partir de intervalos que tienen valores entre cero y uno
Lempel-Ziv
: es un algoritmo que realiza un análisis desde cadenas o palabras de un determinado alfabeto, cuyas longitudes no exceden un prescrito entero L. Posteriormente se asignan estas cadenas o palabras secuencialmente hacia un único código de palabras de longitud LZ.
Con pérdidas de información
Codificación por transformación :
utiliza una transformada para hacer corresponder la imagen con un conjunto de coeficientes de transformada, a los que se les aplica un proceso de cuantificación en donde un número significativo de los coeficientes tienen valores pequeños poco significativos, los cuales se pueden eliminar mediante la cuantización, produciéndose la pérdida de información, aunque ello no suponga una distorsión de la imagen
Vector de cuantización :
la idea central es seleccionar un conjunto representativo de una imagen, Se divide la imagen en bloques de tamaño fijo llamados vectores. Se construye una tabla que contiene vectores diferentes encontrados en la imagen original
Compresión fractal :
un fractal es un objeto semigeométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas.
Formatos de archivos de imágenes
Mapa de bits :
despliega la imagen como un conjunto de píxeles de colores individuales. Cada pixel es una celda del mapa de bits
JPEG :
formato estándar ISO , utiliza una técnica de compresión con pérdida
GIF
: se limita a 256 colores y permite almacenar imágenes estáticas como diagramas simples o logos con áreas de color sólido. También almacena imágenes como animaciones simples. Método de compresión sin pérdida
PNG :
soporta hasta 16 millones de colores, con algoritmo de compresión sin pérdida. Adecuado para gráficos pero no soporta animación
TIFF :
formato de archivo de imagen etiquetado, donde además de los datos de la imagen contienen etiquetas donde se archiva información sobre las características de la imagen que sirven para su tratamiento posterior. Diversas formas de compresión
BMP :
maneja colores de hasta 24 bits de profundidad, usados en los programas de Microsoft. Compresión sin pérdidas
Vectoriales :
conjunto de vectores basados en ecuaciones matemáticas, las cuales describen geométricamente una imagen, pudiendo corresponder a puntos, lineas, curvas, polígonos.. Generalmente son de mayor calidad
Privativos
PostScript, DWG, CDR (Corel)
Libres
PDF, ODG, VML
TRATAMIENTO DE AUDIO
Tipos de sonido
Habla
Codificación del habla :
para la comunicación entre personas, relacionado con la conversión A/D y la compresión de la señal digital
Síntesis del habla :
para la comunicación entre máquina y persona
Reconocimiento y comprensión del habla :
para la comunicación entre persona y máquina
Otros sonidos: el sonido audible consiste en ondas sonoras que se producen cuando las oscilaciones de la presión del aire se convierten en vibraciones detectadas por el oído humano. Estas vibraciones se convierten en impulsos nerviosos que son percibidos por el cerebro.
MIDI
Estándar de comunicaciones para instrumentos musicales electrónicos y computadoras.
Protocolo para pasar descripciones detalladas de una partitura musical como notas, secuencias de notas e instrumentos
Lista de órdenes de grabaciones de acciones musicales que cuando se envían a un dispositivo de reproducción MIDI produce sonido. No es sonido digitalizado
Digitalización
Los sonidos digitalizados son muestras de sonido. Cada enésima fracción de segundo se toma una muestra y se guarda como información en bits o bytes
Velocidad de muestreo : frecuencia con que se toman las muestras
Tamaño de la muestra : cantidad de información almacenada de cada muestra. 8 y 16 bits
El valor de cada muestra se redondea al entero más próximo (cuantización) y si la amplitud es más grande que el intervalo disponible se hace un recorte (
clipping
) de la parte alta o baja de la onda.
El ruido en la cuantización se puede suavizar mediante el
dithering
agregando ruido al azar para suavizar transiciones
Compresión de audio
El sonido es más difícil de comprimir que las imágenes, especialmente usando métodos de compresión sin pérdidas
Las más comunes son las que se basan en la
codificación diferencial
DPCM
: se toma como valor siguiente la diferencia con el valor de la señal en el instante anterior
Modulación delta :
forma particular de DPCM en la cual la diferencia entre el valor actual y el siguiente se codifica con un solo bit, indicando si el valor de la señal se incrementa o decrementa en un "quantum"
ADPCM :
Códec :
programa o dispositivo hardware capaz de codificar o decodificar una señal o flujo de datos digitales.
MP3 : elimina las frecuencias inaudibles conservando la esencia del sonido.
Dolby Digital :
AAC
: formato usado por Apple, de más calidad que MP3
Formatos
WAV
: el más usado en plataformas Windows
Otros :
AU, VOX, AIFF, WMA
Herramientas
: Stereo Studio, Sound Edit Pro, WinAmp
Operaciones de edición
Recortes, uniones, conversión de formatos, ecualización, procesamiento digital de señales, sonido a la inversa
TRATAMIENTO DE VIDEO
Video analógico
: es una señal eléctrica que varía con el tiempo y que se obtiene a partir de muestrear, de forma periódica la información que llega de una cámara: un patrón de distribución espacial de intensidad luminosa cambiante con el tiempo (barrido o scanning)
Métodos de barrido
Progresivo :
recorre u obtiene una imagen que se denomina cuadro o frame cada T segundos.
Entrelazado :
se dibujan primero las líneas pares y luego las impares
Parámetros de la señal de vídeo analógico
Intervalo en blanco horizontal:
Relación de aspecto
: relación entre la distancia horizontal y vertical de recorrido
Sincronización :
Resolución horizontal
Resolución vertical
Velocidad de cuadro y entrelazado
Estándares :
NTSC, PAL, SECAM, HDTV
Video digital
Conversión de la señal eléctrica a bits
Resolución marcada por el número de pixels por línea y el número de líneas por cuadro.
La pérdida de resolución se pone de manifiesto con el
aliasing
, donde se ve el pixelado de los bordes de los objetos.
Métodos de compresión
Basados en formas de ondas :
Basadas en objetos :
Basadas en modelos :
Basadas en fractales :
Estándares de compresión de video
MJPEG :
trata cada cuadro de una secuencia de video de forma diferente y le aplica un proceso de compresión independiente del resto.
Beneficios :
se pueden realizar modificaciones más precisas en un editor de video. Es posible empezar a reproducir en cualquier cuadro. Formato útil como medio de almacenamiento por la cantidad de información que contiene.
Inconvenientes :
genera ficheros excesivamente largos
H 261 :
estándar internacional de video utilizado en videoconferencia.
MPEG :
familia de estándares de la ISO/IEC para la codificación de señales de video. MPEG-1 sigue una estructura de datos jerárquica de forma que posibilita el proceso decodificador
Codecs
Cinepak: optimiza el espacio
Sorensen: para transmisión de video en web
Indeo: desarrollado por Intel para procesadores Pentium
Quicktime : desarrollado por Apple
Animation: para comprimir películas generadas por ordenador.
Contenedores de video
: No es ni un compresor de video ni un codec. Permite incluir en un mismo archivo varios flujos de audio, video y subtítulos, puediéndose reproduric en cualquier reproductor de medios
AVI : lanzado por Microsoft
OGM :
Matroska MKV : código abierto multiplataforma
REALIDAD VIRTUAL
Concepto :
entorno de escenas u objetos de apariencia real, generado mediante tecnología informática, que crea en el usuario la sensación de estar inmerso en él.
Tipos
Inmersiva :
ambiente tridimensional generado por ordenador y que se accede mediante , cascos, guantes u otros dispositivos que capturan la posición y rotación del sujeto.
No inmersiva :
se vale de medios como Internet para interactuar en tiempo real con personas en espacios y ambientes virtuales, sin necesidad de dispositivos adicionales
VRML(Virtual Reality Modeling Language) :
lenguaje para crear ambientes tridimensionales y poder interactuar con ellos. Los ambientes son creados por vectores y son usados generalmente en la web.
Consiste en un fichero de texto donde se detallan los vértices y aristas de polígonos en 3D, junto con colores, texturas, transparencias, efectos..etc. Puede comprimirse para transmitirse más rápidamente por Internet
Su desarrollo es llevado a cabo por el Consorcio Web3D que posteriormente comenzó a trabajar en su sucesor llamado
X3D
X3D :
lenguaje para gráficos vectoriales definido por norma ISO que puede emplear una sintaxis similar a XML así como una del tipo VRML.
Gafas de realidad virtual
Características
Hardware necesario :
conexión a ordenador, o a smartphone o a videoconsola
Resolución :
Tasa de refresco :
grado de fluidez de las imágenes en la pantalla
Ángulo de visión :
cuanto más ángulo más sensación de inmersión
Sensores :
integrados o no en las gafas
Área de rastreo :
superficie dentro de la cual nuestros movimientos son registrados por los sensores de posición
Gráficos 3D :
Técnicas estereoscopia :
nos permiten dar profundidad y realismo a las imágenes tridimensionales
Simulación comportamiento :
Facilidad para navegar :
Técnicas para una inmersión total :
Desarrolladores de la tecnología
Samsung :
con su modelo de gafas Gear VR
Facebook :
Oculus Rift
Sony :
PlayStation VR
Microsoft :
Hololens para realidad aumentada
Google :
Google Daydream