Multimedia

Multimedia

ORADEA 2012

Cuprins 1 Multimedia 1.1 Ce este multimedia? 1.2 Scurt istoric al aplicatiilor multimedia 1.3 Componentele aplicaŃiilor multimedia 1.4 Exemple de aplicatii multimedia 1.5 Tendinte multimedia. Tehnologii modern 1.6 Viziune 2 Sunetul în sistemele multimedia 2.1 Ce este sunetul? 2.2 Sisteme audio 2.3 Monofonia si stereofonia 2.4 Sunetul de la calculator 2.5 Sunetul ın calculator. Formate de fisiere audio uzuale 3 Imaginea în sistemele multimedia 3.1 Imaginile statice 3.1.1 Reprezentarea vectoriala 3.1.2 HărŃile de biŃi (bitmap) sau hărŃile de pixeli (pixmap) 3.1.3 Metode de compresie şi formate uzuale de fişiere 3.1.4 Formate de fişiere grafice 3.1.5 Hardware şi software utilizat 3.2 AnimaŃia 3.2.1 Stocarea animaŃiilor 3.3 Tehnologia video 3.3.1 Semnale video uzuale 3.3.2 Difuzarea TV. Standardele TV 3.3.3 Formate uzuale de fişiere video 3.3.4 Paşi următori în multimedia 4 Suporturi de stocare a datelor multimedia 4.1 Familia discurilor compacte (CD) 4.1.1 Scurt istoric. EvoluŃie 4.1.2 Standarde uzuale de compact discuri 4.1.3 Structura generică CD. Principiul de funcŃionare 4.1.4 IntreŃinerea CD-urilor

4.2 CD-ROM 4.2.1 Organizarea logică a datelor pe CD-ROM 4.2.2 Citirea discurilor CD-ROM 4.2.3 Limitele tehnologiei CD-ROM 4.3 Discul video digital - DVD (Digital Video Disc, Digital Versatile Disc) 4.3.1 Cum a apărut DVD? 4.3.2 Ce este DVD? 4.3.3 Caracteristicile tehnologiei DVD 4.3.4 Dezavantajele tehnologiei DVD 5 Sisteme multimedia distribuite 5.1 Arhitecturi ale sistemelor multimedia distribuite 5.1.1 Sistemul client-server 5.1.2 Sisteme peer-to-peer 5.1.3 Arhitectura bazata pe MPEG-21 5.2 Sisteme de gestiune a bazelor de date multimedia distribuite 5.2.1 Caracteristici ale bazelor de date distribuite 5.2.2 Modelarea datelor multimedia în baze de date multimedia 5.2.3 Platforme şi tehnologii pentru prelucrarea cererilor multimedia 5.3 Adaptarea conŃinutului multimedia 5.3.1 Mijloace de adaptare a conŃinutului 5.3.2 OpŃiuni pentru adaptarea conŃinutului 5.3.3 Tehnici de adaptare a conŃinutului 5.3.4 Accesul universal la datele multimedia

Capitolul 1 Multimedia In cartea de faŃă îmi propun să lămuresc sensul cuvântului “multimedia”, să identific şi apoi să detaliez pe rând principalele sale elemente componente. Totodată voi trece în revistă câteva din aplicaŃiile mai des întâlnite în lumea calculatoarelor şi nu numai. 1.1 Ce este multimedia? Multimedia este un atribut transformat rapid în substantiv datorită frecventei sale utilizări din ultimul timp. Multimedia (multi - mai multe; media - medii, mijloace) înseamnă exact ce îi spune numele: capacitatea unui sistem de a comunica sau prezenta informaŃia prin intermediul mai multor medii de prezentare simultan, cum ar fi textul, grafica, fotografia, animaŃia, sunetul, clipurile, video etc. Totodată, multimedia implicăşi noŃiunea de interactivitate, sau cu alte cuvinte, utilizatorul nu este un cursul simplu spectator, ci poate să modifice evenimentului (aplicaŃiei). 1.2 Scurt istoric al aplicaŃiilor multimedia Primul mijloc de comunicare a informaŃiei a fost vocea umană, combinată cu diverse alte sunete şi semnale. Un salt important l-au reprezentat publicaŃiile tipărite (ziarele), primul mijloc de comunicare de masă (mass-media), cu memorie. Elementele utilizate au fost textul, grafica şi imaginile. În anul 1895, Gugliemo Marconi a realizat prima transmisie radio, în localitatea Pontecchio din Italia. Inventată iniŃial pentru telegrafie, comunicaŃia radio este astăzi unul din principalele medii de comunicare de masă. Radiofonia utilizează în exclusivitate sunetul pentru prezentarea informaŃiei către utilizator. Televiziunea este principalul mijloc de comunicare de masă a secolului XX. A introdus mediul video ca

element de bază în comunicarea informaŃiei: imagini statice, imagini dinamice, animaŃie, clipuri video, film. De asemenea, include sunet şi text ca medii complementare. Viteza cu care se desfăşoară evenimentele în acest domeniu ne sugerează ca posibil pas următor “realitatea virtuală”. Aceasta ar presupune combinarea tuturor mediilor de prezentare în aşa fel încât să dea utilizatorului iluzia de realitate: imagine tridimensională (poate chiar holograme) şi sunet stereo-spaŃial, toate reacŃionând şi interacŃionând în timp real cu utilizatorul. 1.3 Componentele aplicaŃiilor multimedia Componentele implicate în aplicaŃiile multimedia sunt:
textul - este mediul tradiŃional de comunicare sau prezentare a informaŃiei, de tip static. De multe ori însă poate fi un mijloc prea lent şi monoton, solicitând destul de mult atenŃia şi concentrarea utilizatorului. Din aceste motive, în aplicaŃiile multimedia se urmăreşte reducerea cât mai mult posibil a acestuia şi concentrarea lui în mesaje simple şi clare. De asemenea, fonturile şi stilurile de text existente permit evidenŃierea elementelor de text necesare, evitând parŃial monotonia.
grafica (imaginile) - este tot un mediu de tip static. O imagine poate echivala cu mai multe pagini de text, având mai ales avantajul că transmite instantaneu informaŃia către utilizator. Dacă textul se citeşte în mod serial, imaginea “se citeşte” în mod paralel. Singurele dezavantaje ale graficii faŃă de text constau în dificultatea imaginilor de a comunica cu exactitate date abstracte precum şi costurile mai mari implicate în obŃinerea sau crearea imaginii, prelucrarea şi reprezentarea acesteia.
animaŃia - este un mediu de tip dinamic. Se utilizează atunci când se doreşte atragerea atentiei asupra unei anumite porŃiuni particulare din aplicaŃia multimedia, pentru a adăuga culoare şi a destinde prezentarea în general sau pentru a

exemplifica derularea diverselor procese dinamice.
sunetul - este tot un mediu de tip dinamic, cel mai vechi si cel mai subtil dintre toate mediile de comunicare si cel mai eficient mijloc de a atrage atentia utilizatorului. Sunetul se regăseşte în muzica, efecte sonore, vorbire sau narare. Productiile video - sunt medii de tip dinamic, cele mai complete dintre toate mediile de prezentare, ıncorporand toate celelalte medii amintite mai sus, bazandu-se ınsa pe afisarea de imagini dinamice. Dezavantajul major al acestora consta ın costul mare de productie si capacitatea enorma de stocare necesara pentru prelucrarea lor cu ajutorul calculatorului. Interactivitatea - este facilitatea prin care utilizatorul poate interveni si modifica derularea aplicatiei. Potrivit unor studii efectuate la sfarsitul anului 1980, oamenii retin 70% din informatia obtinuta ın mod interactiv. 1.4 Exemple de aplicatii multimedia Prezentam ın continuare cateva exemple de aplicatii multimedia: Hypermedia - aplicatie multimedia la care se adauga conceptul de hyperlegatura (hyperlink). Un exemplu concret ıl reprezinta hypertextul, un caz particular de hypermedia, ın care mediul de prezentare utilizat este textul si care contine legaturi la alte texte. Acest termen a fost inventat de Ted Nelson ın jurul anului 1965. Un alt exemplu este World Wide Web-ul (WWW), ın care pot fi regasite toate mediile de prezentare descrise mai sus. Video-conferinta - aplicatie multimedia care implica mai ales imagini dinamice si sunet si la baza careia sta un sistem hardware si software care permite intercomunicarea simultana, ın timp real, a mai multor persoane aflate la distanta fizica.

Televiziunea interactiva (Interactive TV) - domeniu ın care se depun eforturi pentru studiul, perfectionarea si punerea ın functiune. Televiziunea interactiva ofera telespectatorului cel putin posibilitatea de a-si construi singur propriul program TV prin selectarea interactiva a emisiunilor preferate dintr-un set de variante posibile. E-commerce (home shopping) - utilizatorul poate efectua cumparaturi de acasa, cu ajutorul calculatorului, navigand prin magazine virtuale. Realitatea virtuala (virtual reality) - termen pretentios, care semnificaın principiu, ınlocuirea realitatii fizice din jurul utilizatorului cu una produsa de calculator. Realitatea generate de calculator este obtinuta prin modelarea obiectelor si a comportamentului acestora ın timp real si prin calcularea continua a pozitiei utilizatorului fata de fiecare obiect din jur. 1.5 TendinŃe multimedia. Tehnologii moderne. Aplicatiile multimedia au transformat relatiile dintre fiintele umane. Ele au simplificat si au ımbunatatit relatia dintre oameni. Descoperirile tehnologiei au dus la miniaturizarea componentelor electronice si au creat astfel calculatoare din ce ın ce mai mici si, prin urmare, mai usor de transportat. Calculatoarele portabile pot fi dotate cu o unitate CD-Rom, un modem, un telefon mobil sau o camera video. Astfel putem telefona usor, putem trimite si primi faxuri sau putem intra ın reteaua Internet, oriunde ne-am afla. Pe piata si-au facut aparitia de asemenea PDA-urile. Un PDA (Personal Digital Assistant) reprezinta o adevarata centrala de comunicare fara fir. Ea combina functiile unei agende electronice, ale unui repertoar telefonic, ale procesorului de texte, ale Minitelului, ale faxului si ale postei electronice. Toate datele ınregistrate pe PDA pot fi transferate pe un calculator. Probabil ca ın curand vor fi puse ın vanzare si alte aparate mobile. Cercetatorii lucreaza, de exemplu, la realizarea unor ecrane de televizor plate si subtiri, groase

de numai cativa milimetri. Printre altele, ecranele portabile de dimensiunea unei carti ın format de buzunar vor permite ıncarcarea directa a paginilor unui ziar sau ale unui roman pe un calculator portabil. Cercetarile se orienteaza acum de asemenea spre eliminarea intermediarilor cum sunt mouse-ul sau tastatura pentru a putea da instructiunile direct. Ecranele tactile permit deja comunicarea cu calculatorul prin simpla atingere a anumitor zone de pe ecran cu varful degetelor. La unele calculatoare putem comanda verbal majoritatea functiilor unui program sau dicta direct un text. Aceasta tehnica este foarte utila pentru persoanele cu dizabilitati. Reglajele noilor aparate de fotografiat sau filmat pot fi comandate direct cu ochii, imaginea se fixeaza automat asupra locului pe care l-a privit utilizatorul. 1.6 Viziune Unii cercetatori ıncearca sa realizeze programe care sa permita controlul calculatorului cu ajutorul gandirii. Castile pilotilor de pe avioanele de vanatoare sunt prevazute deja cu viziere care primesc direct informatiile din calculatorul aflat la bord. Aceste informatii sunt afisate ın campul vizual al pilotului. Unele casti capteaza undele emise de creier, ceea ce permite declansarea mai rapida a tirului ın timpul unor lupte aeriene. Transmiterea informatiilor digitalizate poate trece de asemenea direct dintr-un corp omenesc ın alt corp omenesc, printr-un simplu contact. Aceasta este descoperirea cercetatorilor de la Massachusetts Institute of Technology din Boston, Statele Unite, care au folosit conductibilitatea electrica naturala a corpului. Datele pe care vrem sa le transmitem, ca numele si adresa noastra de exemplu, paginile unui ziar etc., sunt ınscrise pe o cartela electronica cu memorie (realizata de IBM). Cand doua persoane care dispun de asemenea cartele se ating, datele informatice sunt transmise automat, datorita electricitatii care traverseaza corpul. Totusi, acest procedeu este destul de lent (400 000 de biti

pe secunda), dar el ar putea ınlocui micile aparate de comunicare cum ar fi agendele electronice. In plus, aceasta tehnica va permite si comunicarea directa dintre posesorul cartelei si un aparat adaptat (automobil, telefon, etc.). Fie ca realizăm sau nu, traim ıntr-o era digitala, care, pana acum, nu a fost decat benefica. Insa viitorul ne poate rezerva multe surprize. Daca e sa ne gandim la filmele SF, se pune problema daca nu ne ındreptam deja spre o era virtuala.

Capitolul 2 Sunetul in sistemele multimedia Daca imaginile poarta cantitatea cea mai mare de informatie dintre toate mediile de comunicare, sunetul are calitatea de a fi cea mai expresiva si mai subtila cale de a transmite informatie. Avand acces direct la sufletul uman, spre deosebire de imagini si text, care sunt filtrate ıntai de creier, sunetul poate induce omului ın modul cel mai rapid si eficient, o larga paleta de stari sufletesti. Clasificand cele trei medii importante dupa efortul de atentie cerut omului pentru receptarea informtiilor purtate de acestea, pe primul loc se vor afla textele care solicita cel mai mult capacitatea de concentrare si atentia, apoi urmeaza imaginile si pe ultimul loc se situeaza sunetul, acesta fiind uneori capabil sa transmita informatie sau sa induca diferite stari emotionale, chiar fara a solicita deloc atentia (de exemplu muzica ambientala). 2.1 Ce este sunetul? Sunetul reprezinta o serie alternativa de modificari ale presiunii aerului, care se propaga sub forma de unde sferice concentrice. Detectarea sunetului se face masurand si convertind variatiile de presiune ale aerului la o anumita locatie data. Fiind o unda elastica care se propaga prin aer cu o viteza medie de aproximativ 344 m pe secunda, sunetul are proprietatile clasice ale undelor: reflectia, refractia, difractia, rezonanta etc. Caracteristici ale sunetului: Acuitatea sunetului. în limbajul comun diferentiem sunetele ca fiind ”ınalte” sau ”joase”. Din punct de vedere tehnic, aceasta proprietate poarta denumirea de frecventa si descrie cate vibratii pe secunda prezinta respectivul sunet. Frecventa se masoara ın cicli pe secunda sau hertz (Hz). Urechea umana poate percepe sunetele cu frecventa mai mare de 20-30 Hz si mai

mica de 16 000-18 000 Hz. Abilitatea umana de a localiza sursa de sunet scade odata cu scaderea frecventei. Timbrul sunetului. Cea mai pura forma de sunet, dar si cea mai dificil de obtinut ın practica, este reprezentata de o unda periodica sinusoidala. Cel mai mult se apropie de ideal sunetul generat de diapazon. Majoritatea sunetelor ıntalnite ın realitate sunt compuse din mai multe astfel de sinusoide de diferite frecvente, numite componente armonice. Diferenta dintre sunetele emise de doua instrumente care canta aceeasi nota se numeste tonalitate sau timbru. Intensitatea sunetului. Aceasta caracteristica a sunetului reprezinta magnitudinea vibratiilor aerului si se exprima uzual ın decibeli (dB). Operatia de crestere a intensitatii sunetului poarta denumirea de amplificare audio. 2.2 Sisteme audio Exista doua posibilitati de a produce sunete: pe cale naturala (voce, instrumente etc.) sau pe cale artificiala prin ınregistrarea si apoi redarea sunetelor cu ajutorul sistemelor audio. Avantajele utilizarii sistemelor audio constau ın repetabilitate, modificarea dupa dorinta a intensitatii (volumul), modificarea acuitatii (tonul) sau alte prelucrari mai complexe. 2.3 Monofonia si stereofonia Pentru interceptarea si interpretarea sunetelor, omul a fost dotat, ın mod foarte inspirat, cu un senzor specializat (numit ”ureche”), dar multiplicat cu doi si plasat strategic: simetric, de o parte si de alta a axei de simetrie a corpului, la peste un metru si ceva deasupra pamantului (ultima afirmatie nu este o regula), ın imediata apropiere a organului central de prelucrare a informatiilor.

Un sistem audio monofonic (”mono”) defineste configuratia cu o singura sursa de sunet. In cazul unui echipament audio, monofonia ınseamna un singur canal audio si un singur difuzor. Sistemul audio stereofonic (”stereo”) defineste configuratiile cu mai mult de o sursa de sunet si deci cu mai mult de un canal audio, ın mod uzual doua. Configuratia stereo impune ın primul rand conditia ca boxele de difuzoare sa fie de aceeasi capacitate acustica si sa se afle la distante egale fata de ascultator. Sistemele stereo exploateaza din plin anatomia audio a omului. 2.4 Sunetul de la calculator Exista trei variante uzuale prin care calculatorul se poate face auzit: difuzorul ncorporat - conceput si utilizat pentru scurte mesaje sonore emise pentru atentionarea utilizatorului. Dezavantaje: calitate foarte slaba a sunetului generat, monofonia, puterea mica, nu reprezinta o solutie reala pentru obtinerea sunetului adevarat. castile audio - solutie ieftina, de putere mica, pentru un singur ascultator. Se pot conecta direct la o placa de sunet sau la alt dispozitiv cu iesire audio din sistem (de exemplu CD-ROM drive). boxele cu difuzoare PC - solutia ideala pentru un sunet stereo de calitate. 2.5 Sunetul în calculator. Formate de fisiere audio uzuale. Sunetele sunt stocate ın sistemele de calcul sub forma de fisiere audio. Din punct de vedere istoric, fiecare tip de calculator utiliza propriul format de fisier pentru memorarea informatiei audio. Totusi unele din formatele mai generale au devenit pseudo-standarde ın prezent datorita raspandirii lor. Exista doua categorii de formate de fisiere audio: formate explicite - includ informatii utile si diversi parametri ai sunetului ıncorporat;

exemple de astfel de formate audio: .au si. snd de la Sun, .aif(f) de la Apple, .iff de la Amiga, .voc si .mod de la Soundblaster, .wav de la Microsoft etc. formate primare sau fixe - toti parametrii sunt prestabiliti; exemple de astfel de formate audio: .snd, .fssd pentru MAC si PC, .ul pentru telefonia USA etc.

Capitolul 3 Imaginea in sistemele multimedia Fie ca este vorba de fotografii, grafice, figuri animate sau clipuri video, imaginea este, alaturi de text si sunet, componenta de baza a oricarui sistem multimedia modern. Caracterizate prin marea cantitate de informatie pe care o pot transmite extrem de rapid si de comod omului, imaginile, statice sau dinamice, ar trebui sa fie mediul preferential de comunicare a informatiei ın sistemele multimedia. Si totusi, de cealalta parte a balantei atarna destul de greu costurile de producre a acestora, problemele tehnice legate de stocarea si manipularea lor cu ajutorul calculatorului si nuın ultimul rand de faptul ca de multe ori interpretarea acestora este subiectiva. 3.1 Imaginile statice Imaginile statice sunt ın general limitate ca si posibilitati de comunicare a diverselor tipuri de informatii si se utilizeaza ın special pentru a sublinia o anumita idee, sau pentru descrieri si exemplificari grafice. 3.1.1 Reprezentarea vectoriala Imaginile reprezentate vectorial sunt construite de obicei cu ajutorul unor primitive, adica instructiuni de desenare ca linie, dreptunghi, elipsa etc. Aceste primitive pot fi grupate ımpreuna pentru a forma obiecte. Toate imaginile reprezentate vectorial sunt generate de calculator prin utilizarea a diferite pachete software specializate, cum ar fi cele de Proiectare Asistata de Calculator (CAD – Computer Aided Design), folosite de catre arhitecti, de exemplu, sau pachetul de editare grafica CorelDraw. Intr-o imagine reprezentata vectorial, toate primitivele grafice (linii, dreptunghiuri, elipse, arce de cerc etc.) care formeaza obiectele componente, sunt definite prin perechile de coordonate ale punctelor lor esentiale. De exemplu, pentru un dreptunghi, se vor defini perechile de

valori (x1; y1) si (x2; y2), acestea fiind coordonatele a doua colturi diagonal opuse ale respectivului dreptunghi. Aceasta informatie este suficienta nu numai pentru a defini dimensiunile dreptunghiului, dar si pentru a pozitiona obiectul ın cadrul imaginii. In plus, pentru fiecare primitiva grafica componenta se mai pot furniza informatii suplimentare cum ar fi culoarea conturului, culoarea interiorului, tipul de hasura pentru interior si altele. Aceasta metoda permite stocarea figurilor complexe ın fisiere foarte compacte. Modificarea dimensiunilor unei imagini reprezentate vectorial se poate face cu usurinta si fara pierderi de informatie, fiind vorba doar de operatii de scalare a parametrilor primitivelor grafice componente. Grafica vectoriala poate fi utilizata pentru reprezentarea imaginilor din realitateaınconjuratoare, dar acest lucru necesita o cantitate impresionanta de procesare, ımpartirea ın primitive grafice fiind foarte dificila. 3.1.2 Hartile de biti (bitmap) sau hartile de pixeli (pixmap) Hartile de biti, cunoscute de asemenea ca si grafica cu rastru (raster graphics), sunt formate dintr-o matrice de puncte denumite pixeli. De fapt, ele reprezinta aproape fidel, bit cu bit, continutul memoriei video ın momentul afisarii imaginii respective pe ecranul monitorului. De exemplu, pentru o imagine monocroma (albnegru), fiecarui punct fizic al imaginii ıi corespunde un singur bit ın matrice, pe randul si coloana corespunzatoare pozitiei reale a acestuia din cadrul imaginii. Valoarea ”0” a unui bit din matrice corespunde unui punct negru din imagine (”stins”), iar ”1” corespunde unui punct alb (”aprins”). Matricea trebuie deci sa includa si informatii despre culoarea punctului corespondent din imagine. Acest lucru se traduce prin faptul ca matricile de pixeli au, pe langa linii si coloane, si o a treia dimensiuni care va retine

adancimea de culoare a pixelului respectiv. De exemplu, pentru un numar total de 256 de culori dintr-o imagine, adancimea de culoare necesara va fi 8 (28 = 256). Cele mai uzuale adancimi de culoare sunt: 4 biti (16 culori), 8 biti (256 culori), 16 biti (32 768 culori) si 24 biti (16.7 milioane de culori). Principalul avantaj al hartilor de pixeli este ca se pot stoca imagini reale pana la cel mai mic detaliu. Principalul dezavantaj ıl constituie necesarul foarte mare de spatiu de stocare. Acesta depinde de dimensiunile imaginii (lungime si latime) cat si de numarul total de culori din imagine. Dimensiunea ın biti a fisierului rezultat se obtine prin ınmultirea celor trei parametri anteriori. Un alt dezavantaj consta ın degradarea imaginii ın cazul redimensionarii acesteia. Daca se micsoreaza dimensiunile, se vor ınlatura o parte din pixeli si deci se va pierde din informatie, iar daca se maresc dimensiunile imaginii, se vor crea noi pixeli, lucru realizat de obicei prin atribuirea noului pixel a unei culori apropiate de cea a vecinilor sai, lucru care va tinde sa genereze efectul de imagine compusa din blocuri. 3.1.3 Metode de compresie si formate uzuale de siere In foarte multe cazuri practice, reprezentarile diferitelor imagini ajung la dimensiuni foarte mari. Din aceasta cauza s-a conturat necesitatea stocarii datelor ın formate comprimate. Metodele de compresie utilizate sunt de doua categorii:
metode cu pierdere de informatie;
metode fara pierdere de informatie. In cazul tehnicilor de compresie fara pierdere de informatie, imaginea poate fi reconstruita ın ıntregime din cea initiala. Exemple de astfel de codificari: codificarea RLE (Run-Length Encoding) - aceasta consta ın modificarea pixelilor consecutivi, de exemplu, de forma ”abcbdddddddaaaaacbc” în ”abcbd7a5cbc”; metoda

este eficienta pentru imagini care contin mari suprafete de aceeasi culoare. codificari bazate pe algoritmi de tipul Huffman (Huffman Coding) sau LZW (Lempel - Ziv Welch). Cu exceptia imaginilor foarte simple, metodele de compresie fara pierderi nu obtin rate prea bune de compresie - uzual sub 4:1, adica dimensiunea imaginii comprimate este un sfert din cea originala. Tehnicile de compresie cu pierderi obtin rate mult mai mari de compresie, cu dezavantajul pierderii de informatie grafica, deci a scaderii relative a calitatii imaginii obtinute. Algoritmii aplicati sunt mai complecsi, fiind compusi din diverse transformari (cum ar fi transformata cosinus discreta - Discrete Cosine Transform DCT) urmate de cuantizarea valorilor rezultate. Uzual, acesti algoritmi sunt conceputi astfel ıncat sa profite de limitarile din sistemul vizual uman, rezultand o depreciere cat mai insesizabila a imaginii comprimate fata de cea originala. 3.1.4 Formate de fisiere grace Amintim aici cateva din formatele de fisiere grafice cel mai des ıntalnite: GIF - Graphics Interchange Format, propus initial de catre corporatia UNISYS si Compuserve pentru transmiterea de imagini pe linii de telefon utilizand modem-urile. Implementeaz a algoritmul de compresie Lempel - Ziv Welch modificat putin pentru grupari de pixeli de dimensiunea unei linii de scan. Utilizarea sa se limiteaza doar la imagini cu maxim 256 culori si suporta efecte simple de animatie si transparenta. JPEG - un standard pentru compresii de imagini statice, creat de Joint Photographics Experts Group. Metoda de compresie este cu pierdere de informatie, fiind conceputa astfel ıncat sa se profite de limitarile ın perceptia video a ochiului uman. Permite setarea raportului calitate/compresie. Lucreaza cu aceeasi adancime de culoare (24, adica 16.7 milioane de culori), indiferent de numarul total de culori din imagine. Este ın

momentul de fata unul dintre cele mai frecvent ıntalnite formate de fisiere grafice. TIFF - Tagged Image File Format - capabil sa stocheze imagini de la cele monocrome pana la cele cu 16.7 milioane de culori. A fost conceput de corporatia Aldus ın anul 1980 si adoptat apoi si de catre Microsoft. Tipul de compresie utilizat este unul fara pierdere de informatie si fara posibilitatea de a controla raportul calitate/compresie. Nu ofera nici un avantaj major fata de JPEG si pare sa piarda din popularitate. Post-Script si Encapsulated Post-Script - este mai degraba un limbaj specializatın tiparirea la imprimanta, dezvoltat de firma Adobe. Include text, grafica vectoriala si imagini de tip harta de biti. BMP - Microsoft Windows Bitmap, utilizat de pachetul software Microsoft Windows ca format grafic standard, putand lucra cu 16.7 milioane de culori. PICT - standard de format grafic utilizat de calculatoarele Apple Macintosh, lucrand cu reprezentari vectoriale de imagini. XBM - X Window Bitmap, format grafic standard pentru sistemul X Window sub UNIX, suportand harti de biti cu pana la 16.7 milioane de culori. DXF - format vectorial de fisiere grafice utilizat de pachetele de proiectare asistata de calculator CAD. 3.1.5 Hardware si software utilizat Monitoarele {sunt dispozitivele care permit afisarea cea mai comoda a imaginilor la sistemele PC. Adaptoarele grafice (placile video) {sunt dispozitivele care comanda si controleaza afisarea informatiilor din calculator spre monitor. Dispozitivele de scanare (scanner-ele) {permit citirea statica a unui obiect (de obicei coala de hartie), printr-o serie de operatii de scanare a suprafetei acestuia; {dintre parametrii importanti ai scanner-elor amintim rezolutia si adancimea de culoare;

{din punct de vedere constructiv exista doua variante de scanner-e: scanner-e manuale - sunt mai ieftine, dar prezinta o serie de dezavantaje. Parcurgerea obiectului care trebuie scanat se va face de catre utilizator, rezultand o viteza de scanare care nu este constanta pe tot parcursul operatiei si o calitate a imaginii obtinute ın general slaba. De asemenea, avand ın general dimensiunile reduse, scanarea imaginilor mai mari va trebui facuta pe portiuni si ımbinata apoi. scanner-e fixe - rezolva ın mare parte problemele celor manuale, prin plasarea colii de hartie pe un suport static de sticla care va fi scanata automat de catre dispozitiv. Sunt mai mari, putand scana foi de dimensiune A4 sau A3. Imaginile rezultate dupa scanare sunt ın general bune spre foarte bune. Camerele foto digitale (digital still video cameras) {executa fotografii statice si le transfera direct ın mediul digital, fara a folosi film video. Imaginile sunt de obicei stocate pe card de memorie flexibil, dupa care pot fi ıncarcate ın calculator. 3.2 AnimaŃia A anima ceva ınseamna, literal, a-l aduce la viata, ai da viata. Animatia, ın acceptiunea uzuala, cuprinde toate modificarile care au un efect vizual. Efectele vizuale pot fi de diferite tipuri: pozitii care variaza ın timp (dinamica miscarii - motion dynamics), modificari ale formei, culorilor, transparentei, structurii si a texturii suprafetelor unui obiect (dinamica ınfatisarii - update dynamics) si modificari ale iluminarii scenei, ale pozitiei observatorului (camerei de filmat) si a focalizarii. Utilizarea calculatorului la producerea animatiei usureaza foarte mult munca de animare propriu-zisa si scurteaza semnificativ timpul de lucru. De la cea mai simpla forma de animare, constand ın desenarea pe ecran a unui obiect si miscarea lui cu ajutorul mouse-ului pe o traiectorie data - actiuni care sunt memorate si redate apoi

identic ın clipul de animatie dorit – si pana la pachete hardware si software specializate pentru animatie complexa, multitudinea de variante si facilitati recomanda de la sine asistenta calificata a calculatorului ın acest domeniu. Procesul de producere a animatiei consta ın general în: 1. Procesul de introducere initiala (Input Process). In aceasta etapa se introduc ın sistem cadre cu obiectul care trebuie animat, numite cadre cheie (key frames). Acestea sunt de fapt cadrele de ınceput si sfarsit ale animatiei, precum si cadrele intermediare care corespund momentelor esentiale ale animatiei. Introducerea acestor cadre (care nu sunt altceva decat imagini) se poate faceın diferite moduri: se pot scana imaginile deja realizate pe hartie, se pot fotocopia cu ajutorul unei camere foto digitale sau se pot construi direct pe calculator cu ajutorul unor pachete soft specializate ın desenare, concomitent cu utilizarea unor dispozitive ca mouse-ul sau, mai bine, tableta grafica. 2. Procesul intermediar (Inbetween Process) Construirea cadrelor intermediare ale animatiei, cuprinse ıntre cadrele cheie prezentate mai sus, se realizeaza de catre calculator prin operatia numita interpolare. Cea mai simpla varianta de interpolare este cea liniara, denumita si LERP - Linear intERPolation. Interpolarea liniara prezinta grave limitari. De exemplu, daca este folosita la determinarea pozitiilor intermediare ale unei mingi aruncate ın aer, avand ca baza trei pozitii-cheie, traiectoria rezultata este complet nerealista. Din aceasta cauza se prefera de cele mai multe ori o serie de algoritmi mai complicati dar mai realisti de interpolare, cum ar fi curbele spline. Tot ın cadrul procesului intermediar are loc interpolarea formei, texturii si aspectului suprafetelor obiectului animat.

3. Controlul animatiei Controlul explicit integral: este cel mai simplu tip de control al animatiei. Animatorul furnizeaza cate o descriere pentru orice eveniment din animatie. Astfel, se vor specifica modificari simple cum ar fi scalarea, translatia sau rotatia, sau se va furniza informatia legata de cadrele-cheie implicate, ımpreuna cu metodele de interpolare necesare generarii cadrelor intermediare. Controlul procedural: se bazeaza pe comunicarea dintre diverse obiecte pentru a le determina proprietatile. De exemplu, pozitia unui obiect poate influenta miscarea altuia (”mingile nu pot trece prin perete” etc.). Sisteme bazate pe constrangeri: miscarea multor obiecte din mediul fizic real au o traiectorie foarte dificil de descris ın mod explicit. Totusi, miscarea lor se supune la anumite constrangeri. Gasirea si specificarea acestora este obiectul acestui tip de control al animatiei. Urmarirea si inregistrarea miscarilor din realitate (live action tracking): presupune preluarea miscarilor direct de la subiectii reali care le executa. O variantă traditionala este asa-zisa rotoscopie (rotoscoping) care consta ın crearea unui film ın care diferiti actori reali (oameni sau animale) joaca rolurile caracterelor din animatie, dupa care animatorii modifica filmul obtinut dezvoltand fundalurile si ınlocuind actorii reali cu personaje de animatie corespunzatoare. O alta varianta utilizeaza o serie de senzori de pozitie amplasati ın punctele-cheie ale corpului uman, iar pe baza urmaririi si ınregistrarii miscarii acestora se poate construi pe calculator animatia completa a obiectelor asemanatoare celui real. Cinematica si dinamica: exprima diversele evenimente din animatie prin legile fizice care le guverneaza. De exemplu, afirmatiile urmatoare reprezinta o descriere cinematica a unei scene: ”cubul este ın origine la

momentul t = 0. El se va deplasa apoi cu o acceleratie constanta ın directia [1,1,5]”. 3.2.1 Stocarea animatiilor Stocarea animatiilor ın sistemele de calcul se poate face ın formate standard de film digital cum ar fi AVI si Quicktime, sau ın formate de fisiere proiectate special pentru stocarea animatiei sum ar fi FLI si FLC lansate de firma Animator Pro. 3.3 Tehnologia video De cand a ınceput sa fie accesibila publicului larg, tehnologia video (cinematografia, televiziunea si sistemele video VHS - Video Home System) a fost considerata cel mai complet si mai important mediu de comunicare a informatiilor. Pe masura ce performantele sistemelor de calcul au crescut suficient de mult, producatorii de hardware si software au ınceput procesul de integrare a tehnologiei video, ıntai ın statii de lucru dedicate aplicatiilor grafice calculatoare foarte puternice, specializate, foarte scumpe coborand apoi treptat spre calculatoare mai putin pretentioase, pana la comunele PC-uri. Procesul nu este nici pe departe terminat, performantele aplicatiilor care contin video-clipuri, filme sau imagini dinamice situandu-se ınca ıntre ”satisfacator” si ”bine”. 3.3.1 Semnale video uzuale Captarea imaginilor din exterior si convertirea lor ın semnale electrice analogice, operatie efectuata de camerele video, defineste procesul de intrare video sau lmare. Semnalele video obtinute pot fi apoi stocate pe suport magnetic (videobenzi si videocasete) sau transmise sub forma de semnal TV. Semnalul electric care provine de la camerele video are ın mod obisnuit trei componente care corespund celor trei culori esentiale de compozitie video si anume rosu, verde si albastru (RGB - Red, Green, Blue).

Pentru difuzare, se construieste din cele trei componente de baza un singur semnal, numit semnal compozit, care codifica dupa anumite expresii informatia video de transmis. Semnalul YUV exploateaza proprietatea ochiului uman de a fi mai sensibil la intensitatea luminoasa (luminanta) decat la informatia de culoare (crominanta). Rezulta ca ın loc de a separa culorile ın componentele esentiale, se poate separa informatia de luminanta (Y) de informatia de culoare (doua canale de crominanta - U si V). Relatiile dintre componentele Y, U, V si R, G, B sunt exprimate de formulele: 8>< >: Y = 0:30R + 0:59G + 0:11B U = 0:493(B Y ) V = 0:877(R Y ) Componenta de luminanta (Y) trebuie transmisa ıntotdeauna din motive de compatibilitate: receptoarele alb-negru o utilizează în mod obligatoriu, iar cele color utilizeaza ın plus si celelalte doua componente (U si V). Orice potentiala eroare ın componenta de luminanta (Y) este mai importanta decat ın valorile de crominanta (U, V). De aceea, pentru luminanta se aloca o latime de banda de transmisie mai mare decat pentru crominanta. Semnalul YIQ este asemanator cu codificarea YUV si sta la baza standardului TV NTSC, avand componentele exprimate prin formulele:

CAPITOLUL 3. IMAGINEA IN SISTEMELE MULTIMEDIA 8>< >: Y = 0:30R + 0:59G + 0:11B I = 0:60R 0:28G 0:32B) Q = 0:21R � 0:52G + 0:31B)

3.3.2 Difuzarea TV. Standardele TV. 1. NTSC (National Television Systems Comitee) Standard dezvoltat ın Statele Unite, fiind cel mai vechi si mai raspandit standard TV. Denumit, maiın gluma maiın serios, ”Never Twice the Same Colour” (”Niciodata de doua ori aceeasi culoare”), functioneaza perfect ın sisteme video directe sau ın TV cu circuit ınchis, dar prezinta probleme de variatie a culorilor ın cazul transmisiunii la distanta. Cauza acestor probleme este generata de modificarea fazei undei purtatoare a culorii din semnalul transmis. 2. PAl (Phase Alternating Lines) Inventat ın 1963 de catre W. Bruch de la firma germana Telefunken, este utilizat azi ın cea mai mare parte a Europei de Vest. Si acesta are o multime de acronime precum ”Pictures At Last” (”Imagini ın sfarsit”) sau ”Pay for Added Luxury” (”Plata pentru lux adaugat”), cu referire la NTSC. Acest standard rezolva problema variatiei culorilor prin inversarea lor tot la a doua linie a fazei undei purtatoare de culoare.

3. SECAM (SEquential Couleur Avec Memoire) Introdus ın Franta din motive politice (protejarea propriei industrii TV) si adoptat de asemenea si ın tarile est-europene tot din motive politice (ıncurajarea incompatibilitatii cu transmisiile TV vestice). I se mai spune ”System Essentially Contrary to American Method” (”Sistem esential contrar metodei americane”). Difera fata de sistemul PAL prin frecventele de transmisie si prin unele elemente de codare a semnalului compozit. Vizionarea semnalului SECAM cu un receptor de tip PAL va reproduce imaginile corecte, dar monocrom. 4. EDTV (Enhanced DEnition TeleVision) Deriva din sistemele conventionale, modificate pentru a oferi rezolutie orizontala si/sau verticala mai buna la receptie. In Statele Unite, un astfel de sistem TV ımbunatatit este IDTV (Improved-Definition TeleVision televiziune cu definitie ımbunatatita). Sistemul nu este ceva nou, ci ıncearca sa ımbunatateasca imaginea NTSC prin utilizarea memoriei digitale pentru dublarea numarului liniilor de scan, de la 525 la 1050. Imaginile sunt doar cu foarte putin mai detaliate decat cele originale NTSC, deoarece semnalul nu contine nici un fel de informatie aditionala. Standardul similar lui IDTV, dar pentru Europa, este D2-MAC (Duobinary Multiplexed Analogue Components). Aceasta solutie a fost introdusa ın Germania, ca standard TV succesor lui PAL. D2-MAC utilizeaza un mecanism de multiplexare ın timp pentru transmisia componentelor video. Sunetul si ceva informatie suplimentara sunt codificate ımpreuna ın format duobinar (D2) pe 105 biti. 5. HDTV (High-DEnition TV - Televiziunea de nalta denitie) Este considerată adevarată noua generatie de televiziune. Standardul este definit ın principiu referitor la imaginea ce o ofera telespectatorului. Legat de rezolutie,

imaginile HDTV au de doua ori mai multi pixeli pe orizontala si pe verticala decat la sistemele conventionale. Cresterea definitiei pe verticala se obtine prin implicarea a mai mult de 1000 de linii de scan. Cresterea detaliului de luminanta din imagini se realizeaza prin marirea cu aproximativ de cinci ori mai mult a latimii de banda de transmisie utilizate ın sistemele clasice. Raportul de aspect (aspect ratio) este dat de raportul dintre dimensiunea orizontala a imaginii si respectiv cea verticala. La sistemele HDTV raportul de aspect are valoarea de 16=9 = 1:777, ın timp ce la sistemele clasice acesta este 4=3 = 1:333. Deoarece abilitatea ochiului uman de a distinge detalii este limitata, imaginile HDTV, mult mai detaliate decat cele clasice, vor trebui vizionate de la o distanta mai mica. 3.3.3 Formate uzuale de siere video La fel ca ın cazul imaginilor statice, si ın cazul tehnologiei video exista o varietate destul de mare de formate video digitale, majoritatea fiind concepute de companii comerciale. Din cauza ca fisierele care contin video sunt foarte mari, toate tipurile de formate includ o forma de compresie a datelor, iar formate ca AVI (Audio Video Interleaved), formatul Microsoft pentru video sub Windows, sau QuickTime, formatul video pentru Apple, utilizeaza mai multe tipuri diferite de compresie. Standardul ISO (International Standards Organization) pentru compresia video se numeste MPEG (Moving Pictures Experts Group) si prevede existenta a trei tipuri de cadre: I (Intra), P (Prezise) si B (Bidirectionale). Formatul MJPEG (Moving JPEG) specifica faptul ca video-clipul este stocat ın fisier cadru cu cadru, fiecare cadru fiind comprimat cu metoda JPEG. Formatul DVI este un standard bazat pe chipset-ul Intel i750 si a fost utilizat de un numar de placi de captura video, cum ar fi de exemplu Action Media. In prezent este considerat depasit.

Un alt standard specificat de ISO pentru compresii video este H.261, conceput a fi utilizat ın aplicatii de videoconferinta, unde cadrele video de obicei constau ın imagini cu bustul participantilor la conferinta. Informatia de la un cadru la altul nu se schimba prea mult astfel ca predictia unuia din cele anterioare lui poate conduce la rate de compresie ridicate. 3.3.4 Pasi urmatori n multimedia Toate sistemele multimedia cunoscute ın prezent iau ın considerare doar partial aspectele legate de procesarea critica ın raport cu timpul a datelor audio si video. S-au implementat doar componentele critice strict necesare procesarii corecte din cadrul aplicatiilor multimedia particulare. De exemplu, se presupune de fiecare data ca ıntreruperile cu prioritate mare nu vor cauza probleme ın timpul procesarii continue a datelor. Cu toate acestea, ın situatiile critice (care nu sunt rare - de exemplu situatiile ın care sistemul este ıncarcat la limita capacitatii sale), pot aparea ıntarzieri sesizabile ın fluxul de procesare a datelor multimedia. Scopul prioritar ın dezvoltarea urmatoare a sistemelor multimedia este de a integra toate componentele hardware si software ın cadrul procesarii ın timp real. Dezvoltarea suportului hardware Ultimele cercetari ın dezvoltarea de hardware specializat cuprind idei ca: performanta sistemelor de calcul (evaluata pe de o parte prin ”putere” de procesare, usurinta ın utilizare, fiabilitate, iar pe de alta parte prin pret sistem, dimensiuni fizice cat mai reduse, complexitate); mobilitate; conectivitate. Se urmareste de asemenea ca pe viitor sistemele multimedia sa poata fi utilizate ca puncte de lucru (statii) mobile. Acest lucru impune dezvoltarea de hardware ın urmatoarele patru directii: (i) dispozitivele de afisare

Punctul de interes pentru afisarea ın sistemele multimedia si cu realitate virtuala ıl reprezinta asa numita ”casca video” (HMD - Head Mounted Display), care este un dispozitiv de afisare de forma unei casti care se fixeaza pe capul utilizatorului ın asa fel ıncat ın dreptul ochilor sa ajunga un mini-ecran cu cristale lichide, care sa cuprinda total sau aproape total campul vizual. Pe langa functia de baza, afisarea dinamica de imagini, casca video sesizeaza cu ajutorul unor senzori de pozitie diferitele miscari ale capului utilizatorului si comunica aceste informatii sistemului gazda. In acest fel, de exemplu, se poate roti imaginea afisata ın conformitate cu miscarile capului, rezultand senzatia de realitate vizuala. (ii) procesoarele Odata cu dezvoltarea teoretica si practica tot mai accelerata a domeniului multimedia, apar noi familii de procesoare specializate. Facilitatile MMX (MultiMedia Extension) adaugate de Intel procesoarelor reprezinta o dovada a importantei acordate acestui subiect de catre marii producatori. Viitoarele procesoare multimedia vor trebui sa poata prelucra ın timp real fluxuri complexe de date audio si video. (iii) retelele de comunicatii Aplicatiile multimedia sunt prin excelenta cele mai mari consumatoare de latime de banda ın comunicatiile de date. Inca se mai cauta solutii tehnice pentru rezolvarea transferului eficient de date ıntre sistemele multimedia. Arhitectura ATM (Asynchronous Transfer Mode) promite un salt de performanta semnificativ, dar sunt ınca scumpe. (iv) senzorii Senzorii sunt dispozitive care transforma o anumita marime fizica din realitatea ınconjuratoare ın semnale digitale corespunzatoare. Exemple de astfel de senzori sunt: mouse-ul (ınregistreaza translatia plana, atat ca sens al deplasarii, cat si ca viteza), manusa digitala (codifica miscarea complexa a mainii si a fiecarui deget ın parte), microfonul (converteste semnalele sonore), senzorii optici (preiau si cuantifica informatia luminoasa din mediul ınconjurator).

Mobilitatea Crearea si dezvoltarea tot mai rapida a societatii de consum multimedia implica proliferarea ”mediilor de procesare omniprezente” (ubiquitous computing environments). Notiunea de ”procesare omniprezenta” a fost introdusa de Mark Weiser pentru a descrie un viitor ın care vom fi ınconjurati ın viata cotidiana de o multitudine de calculatoare, atat de numeroase si totusi atat de insesizabile, ıncat abia le vom remarca prezenta. Toate aceste calculatoare vor fi interconectate ıntr-o retea de comunicatii fara fir de foarte mare viteza. Pentru a putea fi construit un astfel de mediu, vor trebui integrate ımpreuna procesarea mobila si multimedia. Interactivitatea Natura interactiva prin excelenta a sistemelor multimedia (mai ales a sistemelor de medii virtuale, VE Virtual Environment) necesita timpi de raspuns extrem de mici si rate de afisare a cadrelor video extrem de mari. De exemplu, pentru a nu degrada iluzia de prezenta si continuitate, ratele de afisare a cadrelor vor trebui sa depaseasca 10 cadre/secunda si timpii de raspuns ai sistemului vor trebui sa fie sub 0.1 secunde. O sursa majora de ıntarzieri este accesul la datele multimedia, cum ar fi ın cazul aplicatiilor care utilizeaza servere video unde ıntarzierile de raspuns ale sistemului sunt generate de operatiile de cautare pe discurilebiblioteca a videoclipului dorit si de capacitatea limitata a mediului de transport a datelor spre procesul client.

Capitolul 4 Suporturi de stocare a datelor multimedia Probabil putini utilizatori se gandesc la imensul volum de simboluri de ”0” si ”1” care circula prin sistem atunci cand este afisata o prezentare multimedia. Plecand de la banalul text si pana la clipurile video sau filme, datele de tip multimedia sunt categoria cea mai pretentioasa din perspectiva raportului volum de stocare / eficienta de accesare. Printre cele mai vechi solutii la problema stocarii datelor ın sistemele de calcul se afla benzile magnetice (magnetic tapes). Realizate sub forma de role cu banda magnetica, casete magnetice sau casete-streamer, acestea prezinta avantajul capacitatii relativ mari de stocare a datelor comparativ cu dimensiunile fizice reduse. Dezavantajul major ıl reprezinta modul de accesare a datelor, care este strict de tip secvential, liniar de-a lungul benzii magnetice. Acest lucru este un impediment cu atat mai mare cu cat datele stocate sunt utilizate ın sisteme multimedia unde este necesara accesarea rapida si ın mod aleator a informatiei. Un alt mare dezavantaj ıl reprezinta sensibilitatea la interferente accidentale cu campuri magnetice externe care pot duce la deteriorari irecuperabile a informatiilor de pe portiuni ıntregi de banda. De asemenea, timpul si utilizarile repetate (fie pentru citire, fie pentru scriere) sunt inamici implacabili ai ınregistrarilor magnetice. Discurile magnetice dure (magnetic hard disks) au fost concepute astfel ıncat sa rezolve problema accesarii aleatoare si rapide a informatiei memorate. Realizate ın diverse tehnologii, cu capuri fixe (baterii de discuri, drums) sau cu capuri mobile (de tip Winchester), sunt compuse din mai multe discuri fizice fixate pe un acelasi ax si care sunt baleiate de o coloana verticala de capuri de scrierecitire. In momentul de fata reprezinta solutia cea mai

comuna si mai avantajoas a pentru capacitati mari de stocare, de tip citire/scriere. Dezavantajul alterarii informatiei stocate odata cu trecerea timpului, dupa un numar dat de citiri/scrieri, sau la interferente magnetice externe ramane valabil si aici. Un alt dezavantaj ıl constituie slaba portabilitate a unitatilor de discuri dure, datorate caracteristicilor lor fizice (dimensiuni, greutate) incomode. Avand capacitatea de stocare echivalenta cu a 600 de dischete magnetice flexibile (floppy disks), fiind cu ceva mai mare si mai grea ca o discheta, oferind o durata de viata datelor memorate teoretic nelimitata, discul compact (CD - Compact Disc) reprezinta ultima solutie tehnologica oferita de lumea electronicii digitale ın domeniul stocarii de date. Pentru a le diferentia de discurile magnetice, literatura de specialitate le noteaza denumirea cu ”c” ın loc de ”k”: Compact Disc - Magnetic Disk. Printre avantajele CD-urilor se pot enumera:
capacitate mare de memorare (uzual peste 500 MBytes);
posibilitatea de acces aleator a datelor ınscrise pe disc;
nu sunt afectate ın nici un fel de numarul de citiri repetate;
nu se depreciaza cu trecerea timpului - avand o durata de viata teoretic nelimitata;
nu sunt afectate de incidenta campurilor magnetice sau a razelor X (ca de exemplu a scanner-elor din aeroporturi);
dimensiuni fizice mici (un diametru de 12 cm), greutate mica, comoditate deosebita de manipulare;
pret mic datorat unui proces de productie de serie asemanator stantarii discurilor de ”pickup”;
posibilitatea scrierilor repetate. Ca dezavantaj al acestora am putea mentiona viteza relativ mica de accesare a datelor ınscrise pe CD-uri.

4.1 Familia discurilor compacte (CD) 4.1.1 Scurt istoric. Evolutie Descrierea ın detaliu a utilizarii unui disc optic, sub forma video-discului (VLP – Video Long Play), exista din anul 1973. Acest tip de video-disc nu a avut un succes comercial prea mare, desi mai exista pe piata o serie de discuri optice inscriptibile o singura data (Write-Only Video Discs), de diferite dimensiuni si formate. Aceste ıncercari de ınceput erau bazate pe tehnici analogice cu specificatii de ınalta calitate video si preturi moderate. Zece ani mai tarziu, spre sfarsitul anului 1982, companiile Sony si Philips au introdus compact discul digital audio (CD-DA - Compact Disc - Digital Audio), stabilindu-i specificatiile tehnice si tehnologia de fabricatieın asa-numita ”carte rosie” (Red Book). Aceste discuri permit stocarea digitala a informatiei audio-stereo la un ınalt nivel de calitate. Numai ın primii cinci ani de la lansare, s-au vandut aproximativ 30 de milioane de unitati de inscriptionare CD-DA si peste 450 de milioane de discuri CD-DA. Anuntarea extinderii tehnologiei compact discurilor pentru stocarea datelor digitale a fost facuta ın 1983 tot de catre companiile Sony si Philips, iar ın noiembrie 1985 a avut loc prima lansare pe piata a compact discurilor de tip ROM, CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory). Specificatiile acestora fac obiectul ”cartii galbene” (Yellow Book), fiind ımpartite ın specificatii fizice (standardul ECMA - 119) si specificatii logice (standardul ISO-9660). Pana ın prezent au aparut o multime de alte standarde si tehnologii de compact discuri: CD-I (Compact Disc - Interactive) anuntat ın 1986 din nou de catre firmele Sony si Philips si specificat ın cadrul ”Cartii verzi” (Green Book); DVI (Digital Video Interactive) prezentat public ın 1987;

CD-ROM/XA (Compact Disc - Read Only Memory / Extended Arhitecture) anuntat ın 1998; CD-WO (Compact Disc - Write Once); CD-MO (Compact Disc - Magneto Optical) ın 1990. In septembrie 1995, un consortiu format din 10 companii de frunte din domeniile tehnicii digitale si productiei de film (Sony, Philips, Hitachi, JVC, Matsushita, Mitsubushi, Pioneer, Thomson, Toshiba si Time Warner) a anuntat aparitia tehnologiei DVD (Digital Video Disc sau Digital Versatile Disc), permitand astfel stocarea unor filme ıntregi ın format digital de ınalta fidelitate pe suport de tip disc compact. 4.1.2 Standarde uzuale de compact discuri Specificatiile diferitelor standarde de discuri alcatuiesc asa-numitele ”carti colorate”:

compact

"Cartea rosie" (Red Book) sau CD-DA (Compact Disc - Digital Audio). Contine specificatiile stocarii sunetului stereo de înaltă calitate ın format digital pe compact discuri. A fost creat de catre Sony ımpreuna cu Philips ın 1982 si sta la baza altor multe standarde CD. Un disc CD-DA poate contine pana la 74 de minute de sunet stereo utilizand metoda de compresie PCM (Pulse Coded Modulation) pentru a comprima doua canale stereo ıntr-un spatiu de peste 600 MBytes. "Cartea galbena" (Yellow Book) sau CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory). Dezvolta ”Cartea rosie” ın vederea stocarii pe CD a informatiei digitale de orice tip, nu numai sunet. In acelasi timp ımbunatateste corectia erorilor (o necesitate ın cazul informatiei numerice vehiculate de calculatoare) si viteza de accesare aleatoare a datelor de pe disc. Este de tip

”exclusiv-citire”, procedura de ınscriere a datelor fiind asemanatoare producerii ın serie a discurilor de ”pick-up”. "Cartea verde" (Green Book) sau CD-I (Compact Disc - Interactive). Este un derivat al ”Cartii galbene” conceput pentru a permite mixarea de imagini, sunet si film pe aceeasi pista de pe disc. Standardul CD-I presupune existenta unui sistem compus dintr-un interpretor CD-I autonom (standalone CD-I player) conectat la un aparat TV. Citirea datelor de pe discurile CD-I se face de catre un sistem de operare special denumit OS/9. Necesitatea acestor sisteme hard si soft specializate pentru interpretarea discurilor CD-I are ca rezultat o piata limitata si un numar relativ redus de producatori ın domeniu. CD-ROM/XA (Compact Disc - Read Only Memory / Extended Arhitec-ture). Standard propus de catre firmele Philips, Sony si Microsoftın 1988 ca o extensie la ”Cartea galbena” prin adaugarea unor idei interesante preluate de la CD-I (”Cartea verde”), ın special combinarea pe o aceeasi pista a sunetului si imaginilor. Este nevoie de hardware specializat pentru a decodifica si separa canalele cu continut diferit de pe pista, rezultand impresia de medii multiple interpretate simultan si sincron. Utilizand tehnici de compresie mai eficiente decat cele specificate de ”Cartea Rosie”, CDROM/XA permite stocarea a de 4 pana la 8 ori mai mult sunet fata de CD-DA. "Cartea portocalie" partea I (Orange Book part I) sau CD-MO (Compact Disc - MAgneto-Optical). Specifica o capacitate de memorare mare si posibilitatea de scrieri repetate pe disc. Metoda magneto-optica se bazeaza pe termopolarizarea magnetica a materialului care compune discul. Pentru a ınscrie datele dorite pe un anumit segment (bloc)

al discului, acesta se ıncalzeste la o temperatura de peste 150 grade Celsius. Simultan, un camp magnetic de intensitate de 10 ori mai mare decat cea terestra orienteaza corespunzator datelor care vin ınscrise dipolii din cadrul sectorului respectiv. Astfel, ”adanciturile” (pits) din suprafata discului corespund intensitatii scazute a campului magnetic, pe cand ”ridicaturile” (lands) corespund intensitatii ridicate. Citirea se face prin baleierea cu o raza laser a suprafetei discului si interpretarea modului de polarizare a luminii reflectate ınapoi. "Cartea portocalie" partea II (Orange Book part II) sau CD-WO sau CD-R sau WORM (Compact Disc Write Once, Compact Disc - Recordable, Write Once Read Many). Inscrierea acestui tip de discuri se poate realiza o singura data prin supra-ıncalzirea la o temperatura de peste 250 grade Celsius a unui strat special din componenta discului, modificandu-i proprietatile de reflexie a luminii. Proprietatea cea mai remarcabila a CDWO este ca pot fi citite de catre orice player CD. "Cartea portocalie" partea III (Orange Book part III) sau CD-RW (Com-pact Disc - Re-Writable). Aceste discuri nu pot si interpretate de cititoarele CD-ROM si CD-DA. Prezentand o diferenta de reflectivitate scazuta, citirea discurilor CD-RW necesita existenta circuitelor de control automat al amplitudinii (AGC Automatic Gain Control). "Cartea alba" (White Book) sau VCD (Video Compact Disc). Contine sunet si imagini (film) codificate cu algoritmi de tip MPEG-1. Iesirea dispozitivelor de citire VCD este de

tip TV: PAL la o rezolutie de 352 x 288 sau NTSC la o rezolutie de 352 x 240.

4.1.3 Structura functionare

generica

CD.

Principiul

de

In principiu, compact discurile utilizeaza variatia intensitatii luminii de laser reflectate, ca sursa de informatii. Pe disc exista o pista cu date, sub forma de spirala, care pleaca dinspre centrul discului spre extremitate. Aceasta este parcursa de catre capul de citire, cu viteza constanta, dinspre centru spre margine, ın timp ce discul este rotit cu o viteza unghiulara care creste pe masura ce procesul de citire ınainteaza. Aceasta metoda de parcurgere (citire) a discurilor se mai numeste citire cu viteza liniara constanta (CLV - Constant Linear Velocity). Citirea de face cu o raza laser cu lungimea de unda de aproximativ 780nm (infrarosu), care poate fi focalizata la aproximativ 1 micrometru. Raza este incidenta pe pista cu datele ınregistrate pe disc sub forma de ”adancituri” (pits) si ”suprafete” (lands) dispuse ıntr-un strat special al discului, denumit substrat. Spre deosebire de discurile magnetice conventionale, ın cazul discurilor optice (CD) toata informatia de pe disc se gaseste pe o singura pista, putand fi astfel citita cu usurinta la o rata a datelor constanta. Acest lucru prezinta avantaje ın special ın cazul datelor de tip audio si video, care sunt fluxuri continue de date. Datorita modului de citire optica a datelor, capul de citire este pozitionat la o distanta de aproximativ 1 mm de suprafata discului, ceea ce elimina uzarea ın timp a capului de citire si a suprafetei discului din cauza frecarii, cum se ıntampla la discurile magnetice.

4.1.4 Intretinerea CD-urilor Pe langa parametrii ca viteza, capacitatea si timpii de acces, utilizarea practica a unui CD ridica si ıntrebari legate de durata de viata a discului, precum si prelungirea acesteia cat mai mult. In primul rand, durata de viata a unui CD depinde de modul de manufacturare a acestuia: de exemplu, daca marginile laterale ale discului nu sunt lipite bine una de alta, cu timpul va patrunde oxigen la stratul metalic de reflexie, reducand la doar cativa ani utilizarea acelui disc. Daca discul este fabricat corect, el va putea fi utilizat pe durate mai lungi de o viata de om. Manevrarea compact discurilor va trebui facuta astfel ıncat sa se evite atingerea suprafetei inferioare: se vor utiliza marginile exterioara si interioara ale acestuia pentru apucare. Curatarea discurilor se va face cu o carpa curata si moale, executand miscari radiale - dinspre centru spre extremitatea discului, si nu circulare cum se procedeaza ın cazul discurilor de pick-up. Cele mai problematice zgarieturi sunt cele de tip circular, care pot afecta un mare numar de elemente de relief (”adancituri” si ”suprafete”) consecutive de pe pista. Eticheta discului nu se curata. Pentru depozitare sau transport se vor utiliza carcase special construite pentru compact discuri. Se va reduce la minim contactul cu discul. Conditiile de mediu impuse de utilizarea compact discurilor sunt cele normale pentru om: evitarea temperaturilor extreme, a umiditatii excesive si evitarea expunerii la radiatii ultraviolete intense.

4.2 CD-ROM Discurile CD-ROM au fost concepute ca mediu de stocare de tip ”exclusiv citire” pentru date numerice si semnal audio fara compresie. Astfel, pistele de pe CD-ROM se ımpart exclusive ın piste audio (corespunzand compact discurilor audio, CD-DA) si piste de date. Un CD-ROM poate contine ambele tipuri de piste, de obicei pistele de date fiind localizate la ınceputul discului, fiind urmate ın continuare de pistele audio. Un astfel de disc se numeste ”disc de tip mixt” (Mixed Mode Disc). 4.2.1 Organizarea logica a datelor pe CD-ROM Pentru rezolvarea si finalizarea problemei organizarii informatiei pe discurile CD-ROM (ın special a datelor numerice), un grup de reprezentanti din industria discurilor optice s-au ıntalnitın DelWebb’s High Sierra Hotel & Casino din Nevada si au realizat un proiectpropunere numit “High Sierra Proposal” (”Propunerea High Sierra”) care a devenit mai apoi fundamental standardului ISO 9660, care specifica cu exactitate formatul datelor memorate pe CD-ROM. Acest standard defineste o structura de fisiere de tip arborescent, similar sistemului de fisiere ıntalnit ın MSDOS. Denumirile fisierelor sunt limitate la opt caractere (se exclud caracterele speciale de tipul ’-’, ’+’, ’ ’ etc), un punct de separare si o extensie formata din trei caractere. Structura de fisiere de pe discul CD-ROM este gestionata de un ”arbore de cataloage (directoare)” si, aditional, de un ”cuprins” - o tabela cu caile tuturor fisierelor de pe disc, memorate ın forma comprimata. Tabela-cuprins se va ıncarca ın memoria calculatorului gazda la fiecare initializare a discului. Aceasta metoda statica de gestionare a informatiei este eficienta deoarece datele de pe CD-ROM nu se mai pot modifica (mediu exclusiv pentru citire).

4.2.2 Citirea discurilor CD-ROM Citirea si interpretarea informatiei de pe CD-ROM este realizata de dispozitive speciale, numite ”unitati CD” (CD Drive). Acestea contin circuitele necesare rotirii discurilor la viteza corespunzatoare, baleierea pistei cu ajutorul razei laser focalizate etc. Rata de transfer a datelor ıntre unitatile CD si calculatorul gazda depinde de diferitele variante constructive, fiind ınsa multipla de o valoare standard si anume 150 KBytes/sec. De obicei pe carcasa unitatilor CD se gaseste o inscriptie care indica tocmai rata de transfer, ca de exemplu: 1 ! 150KB=s; 2 ! 300KB=s; 4 ! 600KB=s etc: Comparativ, un disc magnetic dur (harddisk) prezinta o rata de transfer ın jurul valorii de 3-4 MB/s. 4.2.3 Limitele tehnologiei CD-ROM Discurile CD prezinta capacitati mari de stocare si rate constante de transfer a datelor. Timpii de acces aleator a datelor de pe CD, de aproximativ o secunda, pot fi tolerati pentru interpretarea de sunet, fiind mai mici decat timpii corespondenti ai benzilor magnetice audio analogice, casetelor audio si ai benzilor magnetice audio digitale (DAT - Digital Audio Tape). Cand se pune ınsa problema accesarii datelor numerice, discurile CD-ROM se afla ın dezavantaj fata de discurile magnetice (unde accesele aleatoare la datele stocate au loc ın mai putin de 10 ms). La timpii de acces slabi ai CD-ROM contribuie urmatorii factori:
timpul de sincronizare - apare datorita necesitatii de a ajusta ceasul intern al unitatii CD pentru a fi ın faza cu semnalul citit de pe disc;
din cauza principiului de citire cu viteza liniara constanta a compact discurilor, citirea datelor

aflate langa centru necesita cca. 200 rotatii/sec, pe cand citirea datelor aflate spre extremitate necesita aproximativ 530 rotatii/sec;
timpul de cautare - desemneaza timpul necesar capului de citire sa se pozitioneze deasupra datelor dorite. Are valori de sub o secunda. 4.3 Discul video digital - DVD (Digital Video Disc, Digi-tal Versatile Disc) 4.3.1 Cum a aparut DVD? Odata cu progresele tehnologice ınregistrate ın producerea de compact discuri si de unitati CD, companiile de frunte ın domeniu au ınceput sa-si puna problema fabricarii generatiei urmatoare de discuri optice. Ca tel s-a propus cresterea drastica a capacitatii de stocare si a vitezei de accesare a datelor memorate, oferindu-se astfel posibilitatea rularii unui film ıntreg, memorat sub forma de video digital de ınalta calitate pe o singura fata de disc. In luna septembrie a anului 1995, un consortiu format din 10 companii de frunte din domeniile tehnicii digitale si productiei de film (Sony, Philips, Hitachi, JVC, Matsushita, Mitsubishi, Pioneer, Thomson, Toshiba si Time Warner) a ınceput lucrul la un standard unificat pentru noul format de disc optic si anume DVD (Digital Video Disc). Acest format se bucura de un puternic suport ın randul tuturor producatorilor majori de electronica din lume, cat si de cel al marilor case de filme. 4.3.2 Ce este DVD? DVD (Digital Video Disc sau Digital Versatile Disc) este ın esenta un compact disc de capacitate si viteza mai mari, care poate stoca atat informatie video si audio, cat si date numerice. DVD urmareste saınglobeze informatia utilizataın informatica, economie, educatie si jocuri ıntr-un format digital unic, ınlocuind efectiv CD-DA, CD-ROM, benzile video magnetice (video tape), laser-discurile si probabil chiar cartelele pentru jocurile video.

Exista doua tipuri de discuri DVD: DVD-Video (sau, simplu, DVD) si DVD-ROM. DVDVideo contine date video (filme, programe video etc) si este citit ıntr-o unitate DVD (DVD Player) conectata la un TV. DVD-ROM contine date numerice si este interpretat de o unitate DVD-ROM (DVDROM Drive) conectata la un calculator. Diferenta dintre DVD-Video si DVD-ROM este oarecum similara cu diferenta dintre CD audio si CD-ROM. 4.3.3 Caracteristicile tehnologiei DVD Caracteristicile DVD (DVD-Video):
peste 2 ore de video digital de ınalta calitate (peste 8 ore de video ın cazul discului bi-fata, cu straturi duble);
suport pentru filme panoramice pe unitati TV standard si panoramice (ratele de aspect 4:3 si 16:9);
pana la 8 piste audio digitale (pentru mai multe limbi), fiecare cu pana la 8 canale;
pana la 9 unghiuri ale camerei de filmat (pot fi selectate diferite unghiuri de vedere ın timpul reprezentarii programelor video);
meniuri si facilitati simple de interactivitate (pentru jocuri, programe interactive etc.)
text de identificare poliglot pentru titluri, generice, subtitrari etc.
fiabilitate mare (este practic neinfluentat de numarul de citiri repetate, fiind vulnerabil doar la defectiuni de ordin fizic);
nu este afectat de interferente cu campuri magnetice sau radiatii X; rezista la caldura;
dimensiuni compacte (este usor de manipulat, de depozitat, multiplicarea discului este ieftina, unitatile DVD (DVD Player) pot fi portabile).
Discurile video digitale functioneaza dupa aceleasi principii ca si compact discurile: o raza laser focalizata baleiaza suprafata discului ın care exista ”adancituri” si ”suprafete” dispuse pe piste spirale. Raza reflectata ınapoi este












modulata cu informatia stocata ın acea zona si interpretat a de capul de citire al unitatii DVD. Caracteristicile unitatilor DVD (DVD Players): posibilitatea de alegere a limbii ın care va fi prezentat textul; efecte speciale la redarea video: ınghetarea imaginii, redarea cadrelor pas-cu-pas, redarea video cu viteza mica sau cu viteza mare etc; blocare de tip supervizor (pentru controlul vizionarii de discuri cu continut ”suspect”); programabilitate (redarea unor secvente selectate, ıntr-o anumita secventa); redare de video ın mod aleator sau repetitiv; compatibilitate cu standardele CD-DA si CDROM; iesire audio de tip digital (cod PCM - Pulse Coded Modulation - si Dolby Digital); iesire video compozita NTSC sau PAL.

4.3.4 Dezavantajele tehnologiei DVD Prezentam, în continuare, cateva dezavantaje ale DVD-urilor si unitatilor DVD: contin elemente de protectie si blocare regionala (introduse de companiile producatoare de film pentru a controla distribuirea de film ın diferitele tari ale lumii prin prevenirea citirii acestora de pe unitatile DVD cumparate ıntr-o alta tara); utilizeaza compresie digitala (datele audio sau video comprimate slab prezinta la citire o calitate slaba); nu suporta ın ıntregime standardul TV de ınalta definitie HDTV (High Definition TV); unele unitati DVD nu pot citi si interpreta discuri de tip CD-WO (CD-R); unele unitati DVD nu pot reprezenta video ın sens invers, la viteza normala.

Capitolul 5 Sisteme multimedia distribuite 5.1 Arhitecturi distribuite

ale

sistemelor

multimedia

Cele mai folosite arhitecturi pentru sistemele multimedia distribuite sunt: arhitectura client-server, arhitectura peer-to-peer si, mai recent, arhitectura bazata pe standardul MPEG. 5.1.1 Sistemul client-server Multe sisteme multimedia distribuite se bazeaza pe arhitectura client-server. In acest caz, aplicatiile client solicita, de la server, datele multimedia, date care sunt apoi prelucrate local. Dezavantajul acestei arhitecturi este minimizarea gradului de procesare paralela care apare datorita naturii sincrone a functiei de cerere. Mai mult, sistemele client-server autentice nu pot fi scalate cu usurinta ın vederea acceptarii unui numar mare de clienti simultani, ın vederea utilizarii de terminale eterogene si ın functie de volumul datelor solicitat la un anumit moment. In cazul utilizarii de terminale eterogene (de exemplu PC, PDA si telefoane mobile), datorita caracteristicilor hardware ale acestora, trebuie folosite standarde diferite de codificare a secventelor multimedia, MPEG-4 Simple, Core si respectiv MPEG-4 Complex, precum si solutii de conectare cu diferite largimi de banda. In acest context sistemul multimedia client-server nu poate accepta terminale eterogene deoarece serverul foloseste o singura solutie de codare MPEG-4 a datelor multimedia, cea standard, astfel ca dispozitivele care nu accepta aceasta varianta (PDA si telefoane mobile), nu vor putea receptiona fluxul media. O arhitectura client-server scalabila ar trebui sa stocheze continutul multimedia codificat ın formate diferite, pentru ca acesta sa poata fi consumat de terminale eterogene. In plus, pentru livrarea datelor

multimedia, serverul ar trebui sa ofere informatii pentru realizarea adaptarii dinamice a distributiei. 5.1.2 Sisteme peer-to-peer Pentru a creste flexibilitatea sistemelor multimedia, acestea au evoluat de la sisteme client-server la sisteme P2P (peer-to-peer). Arhitectura unui sistem P2P este prezentata ın figura urmatoare:

Arhitectura unui sistem multimedia peer-to-peer. Dispozitivele multimedia portabile cu facilitati multimedia permit transferul continutului multimedia de la un dispozitiv la altul. Toate tipurile de terminale: PDA, calculatoarea personale si telefoanele mobile folosesc acelasi continut multimedia, stocat pe server si pot comunica ıntre ele, chiar ın conditiile ın care caracteristicile dispozitivelor sunt diferite. A fost definit un set de protocoale deschise care permit oricarui dispozitiv conectat la retea sa comunice cu celelalte ıntr-o maniera peer-to-peer, ca de exemplu protocolul CC-PP bazat pe HTTP Extension Framework de la W3C si protocolul JXTA v1.0 de la Sun. Aplicatiile care folosesc sistemele de gestiune a bazelor de date multimedia distribuite sunt aplicatiile multiutilizator, ca de exemplu conferinte video si aplicatii care folosesc cautare distribuita. 5.1.3 Arhitectura bazata pe MPEG-21 Un sistem multimedia distribuit care are la baza protocolul MPEG-21 are urmatoarele componente:

Baza de date multimedia contine o colectie de elemente digitale MPEG-21: { declararea elementului digital (DID) identifica elementul digital si este folosita pentru descrierea continutului; { adaptarea elementului digital (DIA) folosita pentru adaptarea continutului multimedia la caracteristicile serviciilor disponibile; { descriptori pentru descrierea drepturilor de utilizare a continutului (REL). Resursele multimedia descrise pot fi incluse ın descrierea elementului digital sau descrierile elementelor digitale contin referinte la resursele multimedia. Serverul Web este folosit pentru interfata cu utilizatorii. Serverul Web are urmatoarele functii: { realizeaza upload-ul si download-ul datelor multimedia; { ofera interfata pentru comercializarea licentelor pentru continut; { controlul executiei streaming-ului media. Terminalele MPEG-21 sunt dispozitivele folosite de utilizatorii finali care creeaza continut multimedia si/sau folosesc continutul multimedia. Terminalul MPEG-21 permite utilizatorului sa foloseasca continutul livrat sub forma unui element digital. Acesta poate fi o aplicatie Web, un player media sau un recorder media. Terminalul contine componente software pentru ıncarcarea sau descarcarea continutului, cumpararea sau vanzarea licentelor, activarea fluxului media la cerere sau ajustarea transmisiei, ıntr-o sesiune de difuzare. O arhitectura a unui sistem multimedia distribuit care are la baza protocolul MPEG-21 este prezentata ın figura urmatoare:

Figura Sistem multimedia peer-to-peer bazat pe MPEG-21 Un streamer media este un dispozitiv care transmite continutul unui utilizator, pentru utilizare imediata. Streaming-ul datelor se poate realiza printr-o conexiune unu-la-unu, asa cum se ıntampla ın cazul aplicatiilor lacerere sau se pot difuza date, acestea fiind receptionate de utilizatorii interesati. In ambele cazuri, resursele vor putea fi protejate sau licentiate pentru a putea fi folosite ulterior doar de utilizatorii autorizati. In modelul peer-to-peer, terminalul poate la randul sau sa creeze elemente digitale. Intrun exemplu de scenariu peer-to-peer, utilizatorii achizitioneaza resursele media folosind echipamentele hardware si componentele software disponibile si genereaza descriptorii pentru resursele multimedia achizitionate. Acesti descriptori ai elementului digital pot contine informatii pentru adaptarea elementului digital si drepturile asociate resursei. Resursa media si descriptorii sunt grupate sub forma descriptorului elementului digital care este stocat ın baza de date sau livrat direct altui utilizator. 5.2 Sisteme de gestiune a bazelor de date multimedia distribuite Un sistem de gestiune a bazelor de date multimedia (SGBDMM) trebuie sa ofere un mediu adecvat pentru utilizarea si gestiunea datelor multimedia. In completarea

functiilor traditionale ale sistemelor de gestiune a bazelor de date, un sistem de gestiune a bazelor de date multimedia trebuie sa includa functii specifice precum:
gestiunea unor volume mari de date multimedia;
stocarea eficienta si gestiunea livrarii datelor multimedia;
solutii eficiente pentru indexarea si regasirea datelor, folosind date multimedia drept criteriu de cautare;
sa suporte diferite formate pentru datele multimedia;
sa optimizeze realizarea interogarilor si prelucrarilor. Spre deosebire de SGBD-urile traditionale, ın SGBDMM replicarea datelor nu este ıncurajata din cauza volumului mare de date vehiculat. Pentru aplicatiile multimedia simple, utilizarea modelului client-server pentru accesarea bazei de date multimedia este considerata adecvata. Aplicatiile multimedia complexe pot impune existenta unui server video si utilizarea unui SGBDMM cu o arhitectura dinamica. 5.2.1 Caracteristici ale bazelor de date distribuite Un sistem de gestiune a bazelor de date distribuit gestioneaza unitar o baza de date stocat a pe mai multe calculatoare. Calculatoarele dintr-un sistem distribuit pot avea dimensiuni si functionalitati diferite si folosesc pentru a comunica ıntre ele, diferite medii de comunicatie de la retele de ınalta viteza pana la linii telefonice. Ele nu partajeaza componentele hardware. Calculatoarele dintr-un sistem distribuit sunt referite ca site-uri sau noduri, ın functie de contextul ın care sunt folosite. Structura generala unui sistem distribuit este prezentata ın figura urmatoare:

Figura Structura generala a unui sistem distribuit. Elementele caracteristice ale unei baze de date distribuite sunt:
site-urile apartin unor persoane sau organizatii diferite;
site-urile folosesc o schema globala de organizare, desi unele relatii pot fi pastrate numai pe o parte din site-uri;
fiecare site ofera un mediu pentru rularea atat a tranzactiilor locale cat si a celor globale;
fiecare site ruleaza acelasi software pentru gestiunea bazei de date distribuite. In situatia ın care diferite site-uri ruleaza diferite produse software pentru gestiunea bazei de date este dificil de gestionat tranzactiile globale. Aceste sisteme se numesc sisteme de baze de date multiple sau sisteme distribuite de baze de date eterogene. Principalele motive care justifica folosirea sistemelor distribuite de baze de date sunt urmatoarele: Partajarea datelor: sistemele distribuite de baze de date ofera un mediu ın care utilizatorii unui site pot accesa datele existente pe alt site. Autonomie: principalul avantaj al partitionarii datelor prin intermediul distribuirii datelor este acela ca

fiecare site este capabil sa controleze ıntr-o anumita masura, datele stocate local. Intr-un sistem centralizat, administratorul bazei de date este cel care controleaza baza de date. Intr-un sistem distribuit, exista un administrator global al bazei de date care gestioneaza intrarile ın sistem. O parte din aceste responsabilitati sunt delegate administratorilor locali ai bazelor de date. In functie de modul de proiectare al bazei de date distribuite, fiecare administrator poate avea un anumit nivel de autonomie locala. Disponibilitate: daca unul din site-urile sistemului distribuit esueaza, site-urile ramase pot continua sa functioneze. In particular, daca un set de date este replicat ın cateva site-uri, o tranzactie care foloseste setul de date ıl poate gasi, ıntr-unul din site-urile sistemului distribuit ın care exista copii ale setului de date. Prin urmare, esecul unui site nu duce la nefunctionarea ıntregului sistem. Stocarea datelor in baze de date distribuite Stocarea unei relatii ıntr-o baza de date distribuita se poate face ıntr-unul din urmatoarele moduri: Replicarea: sistemul pastreaza cateva copii ale relatiei. Replicarea datelor presupune stocarea fiecarei copii pe cate un site. Principalele avantaje ale replicarii datelor sunt: { Disponibilitatea: daca unul din sistemele pe care exista o copie a unei relatii cade, relatia poate fi gasita pe un altul, astfel ca sistemul poate continua sa prelucreze cererile care folosesc relatia respectiva. { Paralelism crescut: ın cazul ın care o relatie este accesata, ın principal, ın vederea citirii datelor, site-urile pot prelucra ın paralel interogarile care folosesc relatia respectiva. Cu cat numarul de copii ale unei relatii este mai mare, cu atat este mai mare sansa ca datele dorite sa fie gasite ın site-ul ın care este executata tranzactia, astfel ca replicarea datelor minimizeaza timpul necesar executiei tranzactiilor.

Dezavantajul principal al replicarii datelor este consumul mare de resurse la actualizare: sistemul trebuie sa ofere garantia ca toate dublurile unei relatii sunt consistente, ın caz contrar se pot obtine rezultate eronate. Astfel ca ori de cate ori o relatie este actualizata, efectul actualizarii trebuie propagat ın toate site-urile care contin copii ale relatiei respective. Fragmentarea: relatia este partitionata ın cateva fragmente iar fiecare fragment este pastrat pe un site diferit. Exista doua scheme diferite pentru fragmentarea unei relatii si anume fragmentarea orizontala si fragmentarea verticala. Replicarea si fragmentarea: relatia este sparta ın cateva fragmente. Sistemul pastreaza cateva copii ale fiecarui fragment. 5.2.2 Modelarea datelor multimedia in baze de date multimedia Modelele datelor multimedia folosite de bazele de date utilizeaza elemente ce tin de reprezentarea continutului obiectelor multimedia ıntr-o baza de date, pentru a facilita realizarea diferitelor operatii specifice: selectarea obiectelor media, inserarea, editarea, indexarea, navigarea, selectia si regasirea acestora. Modelul datelor se bazeaza pe extragerea si reprezentarea caracteristicilor datelor obtinute ın timpul procesului de indexare. Datele multimedia de tip continuu, precum video si audio, implica folosirea conceptelor specifice precum fluxul datelor, compozitie temporala, esalonare ın timp si sincronizare. Aceste concepte sunt diferite de cele utilizate ın cazul modelelor conventionale de date si ın consecinta modelele de date conventionale nu sunt compatibile cu sistemele de baze de date multimedia. O problema cheie cu care se confrunta un SGBDMM este descrierea structurii mediilor dependente de timp ıntr-

o forma adecvata interogarii, actualizarii, regasirii si prezentarii datelor. In acest sens primele realizari a fost modelul VideoSTAR care reprezinta un standard pentru baze de date video si este proiectat ca suport pentru aplicatii video care partajeaza si reutilizeaz a date video si metadate. Metadatele sunt implementate ca o baza de date complexa. Sistemul contine un model principal de indexare valabil pentru multe tipuri de aplicatii cu cateva entitati predefinite precum: persoane, evenimente etc. Fiecare aplicatie poate ımbunatati puterea descriptiva a modelului de baza cu tipuri specifice de indecsi, idee folosita ın multe alte modele. Un alt model de date prezinta o schema generala pentru modelarea obiectelor video, care ıncorporeaza caracteristici vizuale de nivel scazut si grupari ierarhice. Modelul ofera o structura generala pentru extragerea obiectelor video, pentru indexare, ımpartirea pe categorii si prezentarea noilor segmente video si algoritmi de urmarire a obiectelor pe baza culorii relevante si caracteristicilor traiectoriei. Prin obiecte video, autorii se refera la obiectele de interes, incluzand cele mai importante regiuni ale imaginilor de nivel scazut, obiectele ın miscare si grupe de obiecte care satisfac constrangeri spatio-temporale. Aceste obiecte video pot fi extrase automat prin segmentarea obiectelor si utilizarea unor mecanisme de urmarire a obiectelor. Dupa aceea obiectele sunt stocare ıntr-o biblioteca digitala. Obiectele pot fi grupate si fiecarui grup ıi pot fi asociate adnotari semantice de nivel ridicat. Se propune un model ierarhic de reprezentare a obiectelor ın care obiecte din niveluri diferite pot fi indexate, cautate si grupate ın concepte de nivel ridicat. Interogarile bazate pe continut pot doar regasi segmente video si pot seta punctele de intrare ın video ın functie de caracteristicile spatio-temporale ale obiectelor video interogate si nu se refera la regasirea unitatilor video dedicate din ıntregul flux video.

Cercetarile mai recente se concentreaza pe sisteme informationale multimedia, ın care SGBDMM manipuleaza datele multimedia ıntr-o maniera structurata si care folosesc sisteme de recunoastere a datelor multimedia. Multe din modelele conceptuale ale datelor multimedia sunt implementate ca scheme de baze de date sau ca sisteme obiectuale sau relationale si folosesc serviciile standard ale SGBDurilor precum independenta datelor (abstractizarea datelor), neutralitatea aplicatiei (deschisa), controlarea accesului multiutilizator (control concurent), toleranta la erori (tranzactii, recuperare)si controlul accesului. Aplicatiile multimedia sunt, ın general, distribuite folosind mai multe servere pentru a satisface cerintele de stocare si prelucrare. Pentru gestiunea distributiei eficiente a fluxului datelor acestea pot fi gestionate de SGBD-uri sub forma BLOB-urilor (Binary Large Object) si pentru gestiunea accesului la distanta, folosind diferite protocoale de comunicare, diverse tehnologii de acces la date:
ODBC (Open Database Connectivity),
ADO (ActiveX Data Object),
OLEDB (Object Linking and Embedding DataBase), JDBC (Java DataBase Connectivity). Proiectarea de modele pentru schimbul de date, adica descrierea datelor ımpreuna cu descrierea fluxului datelor sau ca un flux de sine statator este un punct important ıntr-un sistem multimedia distribuit. Datele multimedia descriptive pot oferi, de exemplu, componente de retea active cu date utile ın administrarea si ımbunatatirea politicilor de scalare a mediilor si ın construirea de buffer-e cu continut. Datele descriptive pot asista clientul ın selectarea modului de livrare a datelor multimedia, de exemplu vizualizare imediata sau nu a datelor. Standardul MPEG-7 contine o modalitate de descriere a continutului diferitelor date multimedia. Elementele MPEG-7 sunt codificate ca documente XML pe baza regulilor limbajului pentru descrierea definitiilor datelor (DDL). DDL ofera mijloacele pentru

definirea structurii, continutului si semanticii documentelor XML. Pe de alta parte, organizatia internationala International Organization for Standardization and International Electrotechnical Commission (ISO-IEC), grupul de lucru SQL, a dezvoltat o extensie a limbajului SQL, numita SQL/MM (Multimedia). Atat MPEG-7 cat si SQL/MM introduc cate un model conceptual pentru datele multimedia, ın vederea utilizarii ın sistemele de baze de date multimedia. 5.2.3 Platforme si tehnologii pentru prelucrarea cererilor multimedia SGBD-urile relationale si cele obiectuale sunt, ın acest moment, cele mai promitatoare platforme tehnice pentru implementarea unui model de date multimedia, pentru prelucrarea si optimizarea interogarilor, deoarece ofera urmatoarele facilitati:
permit definirea de noi tipuri de date plecand de la cele existente si definirea de functii si metode de acces la datele asociate;
ofera solutii extensibile de indexare, prelucrare si optimizare;
gestioneaza datele multimedia extern si intern. Gestiunea externa a datelor multimedia presupune stocarea acestora ca fisiere de sine statatoare, iar ın baza de date sunt pastrate doar numele acestor fisiere. Gestiunea interna presupune stocarea datelor ın baza de date sub forma obiectelor distincte. SGBDMM se bazeaza, ın principal, pe serviciile sistemului de operare pentru stocarea si regasirea fisierelor. Primul val al SGBDMM a fost, la mijlocul anilor 90, reprezentat de MediaDB (numit acum MediaWay), JASMINE si ITASCA. Aceste sisteme puteau manipula diverse tipuri de date si ofereau mecanisme pentru inserarea, interogarea,

regasirea si actualizarea datelor. Majoritatea sistemelor au disparut de pe piata dupa cativa ani. Al doilea val de SGBDMM comerciale manipuleaza continutul multimedia prin intermediul tipurilor de obiecte complexe definite pentru diferite tipuri de medii. Cele mai avansate solutii sunt oferite de Oracle 10g, IBM DB2 si IBM Informix. InterMedia este o componenta care extinde functionalitatile sistemului de gestiune a bazelor de date Oracle permitand stocarea, gestiunea si regasirea datelor multimedia: a imaginilor, a secventelor video, a datelor audio si a altor tipuri media eterogene, ıntr-o maniera integrata cu tipuri de date traditionale. Oracle interMedia nu controleaza dispozitivele de captura multimedia si nu are functii pentru redarea datelor multimedia ci faciliteaza gestiunea datele multimedia stocate ın baza de date. InterMedia permite stocarea, gestiunea si regasirea datelor multimedia provenind din diferite surse de date. Astfel, interMedia gestioneaza datele multimedia stocate ın baza de date sub forma BLOB-urilor (binary large objects), a fisierelor multimedia gestionate direct de sistemul de operare, formatul utilizat ın acest caz fiind BFILE (filebased large objects) si a datelor multimedia stocate pe un server web. IBM DB2 Universal Database Extenders extinde gestiunea datelor, incluzand suport pentru gestiunea imaginilor, a secventelor video, audio si obiectelor spatiale. Toate aceste tipuri de date sunt modelate, accesate si manipulate prin intermediul unui suport comun. Extensiile multimedia permit importul si exportul obiectelor multimedia si a atributelor acestora ın interiorul si ın afara bazei de date, controland accesul la tipurile de date neconventionale, cu acelasi nivel de protectie ca ın cazul datelor traditionale si navigand prin sau extragand obiectele gasite din baza de date.

Sistemul de regasire a datelor vizuale al Oracle: Oracle InterMedia Functionalitatea cheie ıntr-o baza de date multimedia este modalitatea de regasire eficienta a datelor multimedia continue si non-continue. O metoda general folosita pentru regasirea bazata pe continut a obiectelor multimedia se bazeaza pe simpla extractie a proprietatilor obiectelor multimedia. In recunoasterea bazata pe continut, se adauga interpretarea semantica a obiectelor. Interpretarea semantica poate fi adaugata la indexare sau poate fi obtinuta printr-un proces de indexare semiautomatic. Recunoasterea imaginilor bazata pe continut este o problema importanta asociata sistemelor de gestiune a bazelor de date. Odata cu cresterea volumului colectiilor imaginilor digitale care pot fi eventual stocate ın baza de date, creste si dificultatea regasirii imaginilor relevante. Pentru rezolvarea acestei probleme exista doua metode si ambele utilizeaza metadata pentru regasirea imaginilor:  folosind informatii introduse manual ın tabele, ca de exemplu: titluri, cuvinte-cheie descriptive preluate dintr-un vocabular limitat si scheme de clasificare predefinite,  folosind caracteristicile imaginilor, caracteristici extrase automat si recunoasterea obiectelor pentru clasificarea continutul imaginii. InterMedia permite combinarea celor doua alternative prin proiectarea unei tabele ce contine imagini. Pentru aceasta se folosesc date de tip text pentru descrierea semnificatiei semantice a imaginii si tipul de data ORDImage Signature pentru interogari bazate pe continut ce folosesc atributele esentiale ale imaginii. InterMedia este o extensie a SGBD Oracle introdusa ıncepand cu versiunea 9i si ofera facilitati pentru stocarea imaginilor, functionalitati de recunoastere a imaginilor si facilitati de conversie a formatului, prin introducerea unui nou tip de obiect ORD Image si a metodelor si functiilor

asociate. Recunoasterea formelor este realizata prin posibilitatea de extragere a unui vector de caracteristici ale imaginii din diferite atribute vizuale. Un sistem de recunoastere bazat pe continut prelucreaza datele din imagine si creeaza o abstractizare a continutului pentru atributele vizuale. Interogarile lucreaza cu abstractizarea imaginii si nu cu imaginea propriu-zisa. Criteriile de cautare folosite de InterMedia sunt culoarea, textura, conturul si pozitia. Pozitiile acestor atribute vizuale ın cadrul imaginii sunt reprezentate prin coordonate. Aceste coordonate nu sunt folosite ın mod independent pentru recunoasterea formelor ci doar ımpreuna cu unul din cele trei atribute vizuale. Imaginea odata inserata ın baza de date este analizata si este stocata cate o reprezentare compacta a continutului sub forma unui vector de caracteristici numit semnatura imaginii. Semnatura imaginii este extrasa prin segmentarea acesteia ın regiuni, pe baza petelor de culoare care compun imaginea. Fiecare regiune are asociate informatii despre culoare, textura si contur. Semnatura contine aceste informatii pentru fiecare regiune care formeaza imaginea si informatii despre culoare, textura si contur pentru reprezentarea acestor atribute ın ıntreaga imagine. Atributul culoare memoreaza informatii despre distributia culorilor ın ıntreaga imagine. Aceasta distributie contine date despre intensitatea fiecarei culori. Atributul textura reprezinta sabloanele din cadrul imaginii, precum granularitatea si netezimea. Spre deosebire de atributul contur, textura este foarte sensibila la caracteristicile care apar cu mare frecventa ın imagine. Conturul este determinat de tehnicile bazate pe segmentare. Conturul este caracteristica unei regiuni de culoare uniforma. Locatia reprezinta pozitia componentelor culoare, textura si contur.

Recunoasterea imaginilor stocate ıntr-o baza de date se face prin compararea lor cu o imagine model care poate fi o imagine stocata ın baza de date, din afara bazei de date sau o imagine vectoriala. In procesul de cautare, se atribuie o pondere fiecarui atribut vizualın functie de importanta lui. Valoarea fiecarei ponderi reflecta cat de sensibil trebuie sa fie procesul de cautare fata de un anumit atribut. Valorile ponderilor trebuie sa fie ıntre 0 (atribut nesemnificativ) si 1 (atribut extrem de important ın procesul de cautare). Asemanarea dintre doua imagini pentru fiecare atribut vizual este calculata ca scorul sau distanta dintre imagini, respectand atributul. Scorul ia valori ın intervalul 0 (nu exista diferenta) si 100 (diferenta maxim posibila). Scorul ıntregii imagini se calculeaza ca suma a scorurilor atributelor ponderata cu importanta fiecarui atribut. In procesul de cautare se foloseste o valoare prag de semnificatie. Daca suma ponderata este mai mica sau egala cu valoarea pragului atunci imaginile se potrivesc, altfel nu. Pentru cresterea vitezei de cautare ın bazele de date de mari dimensiuni care contin date multimedia este utila crearea si utilizarea unui index folosit pentru cautarea printre semnaturile imaginilor. Pentru aceasta se foloseste un index de domeniu sau index extensibil deoarece acesta suporta obiecte complexe. Baza de date Oracle si interMedia coopereaza pentru definirea, construirea si ıntretinerea unui index pentru datele de tip imagine, index de tip ORDImageIndex. Odata creat, indexul este automat actualizat ori de cate ori imaginile sunt inserate, modificate sau sterse din baza de date. Datele indexului sunt stocate ın doua tablespace-uri care trebuie create ın prealabil: unul care contine datele indexului curent si celalalt este un index intern creat pe aceste date. Recunoasterea formelor este o procedura complexa. Algoritmul de recunoastere a formelor implementat ın Oracle poate fi folosit numai ın anumite conditii, si anume: daca obiectul sau obiectele cautat(e) ocupa o parte

semnificativa a imaginii, daca nu exista elemente irelevante suprapuse peste o parte a obiectului cautat, daca obiectul cautat se afla ın aceeasi parte a imaginii, daca dimensiunile relative ale obiectului ın cele doua imagini, imaginea de referinta si cea ın care se face cautarea sunt apropiate, daca obiectul cautat este fotografiat din acelasi unghi ın ambele imagini, daca obiectele adiacente din imagine au culori distincte, daca imaginea este formata doar din cateva forme simple. Pentru a ındeplini aceste conditii, se pot decupa succesiv zone din imagine, zone ın care se realizeaza cautarea si se pot utiliza diferite combinatii de ponderi ale atributelor folosite ın procesul de cautare. Un punct important, dar dificil de realizat, este formularea si prelucrarea interogarilor complexe. Niciunul din sistemele mentionate nu suporta cautari complexe, ca de exemplu imaginile care contin persoane stand ın fata unui autoturism de o anumita culoare. In acest caz, forma si culoarea autoturismului nu mai pot fi folosite pentru stabilirea asemanarilor dintre imagini deoarece ın acest caz, o parte a autoturismului nu este vizibila. 5.3 Adaptarea continutului multimedia Dezvoltarile tehnologiilor retelei ımpreuna cu noile protocoale de comunicatiesi cresterile semnificative ale largimilor de banda ale retelei, au dus la aparitia unui numar tot mai mare de consumatori de date multimedia. In ciuda progreselor tehnologice, nu se poate garanta asigurarea calitatii serviciilor utilizatorilor finali atunci cand se folosesc retelesi dispositive eterogene. O solutie promitatoare este alternativa oferita de principiul de adaptare dinamica a continutuluisi a calitatii datelor multimedia la nivelul admis de retea. De exemplu, un utilizator solicita o secventa video de calitate superioara, dar constrangerile de acces ale terminalului forteaza utilizatorul sa vizualizeze secventa la o rezolutie scazuta.

In consecinta, sistemul trebuie sa contina si date legate de profilul utilizatorilor, pentru a se putea realiza adaptarea continutului. Adaptarea continutului multimedia a devenit subiect de cercetare relativ recent. Tehnicile anterioare folosite pentru livrarea continutului sunt download-ul fisierelor si ulterior redarea secventelor multimedia si streaming-ul. Prima varianta presupune stocarea locala a ıntregului fisier ınaintea redarii sale, iar cea de a doua permite redarea datelor pe masura ce sunt disponibile la receptor suficiente resurse. Ambele solutii au dezavantaje importante. Download-ul resurselor ınaintea afisarii lor este consumatoare de timp si necesita spatiu de stocare suficient la receptorul final. Streaming-ul reduce timpul necesar pentru download si minimizeaza spatiul de stocare necesar, dar depinde de conditiile din retea la redare. Ca urmare, este aproape imposibil sa se garanteze calitatea serviciilor pe durata livrarii din cauza naturii eterogene a Internetului. 5.3.1 Mijloace de adaptare a continutului Adaptarea realizeaza manipularea resurselor multimedia, cu respectarea parametrilor de calitate specifici, ın functie de limitarile datorate eterogenitatii terminalelor si retelelor folosite. Adaptarea se poate realiza prin urmatoarele mijloace:  scalare,  transcoding,  transmoding. Scalarea presupune utilizarea de mecanisme pentru eliminarea sau modificarea unor parti ale resurselor astfel ıncat sa reduca calitatea lor, cu scopul de satisfacere a capacitatilor si a nevoilor receptorului. Optiunile de scalare existente depind de formatul folosit pentru codificarea datelor. Scalarea are ca efect obtinerea datelor ıntr-un format identic cu cel folosit de datele sursa.

Transcoding presupune transformarea resursei dintr-un format de codificare ın altul, adica decodarea resursei si codarea ın alt format. Se considera transcoding decodarea partiala si codificarea folosind parametri diferiti, dar ın acelasi format de codificare. Transmoding se refera la prelucrarile care convertesc o resursa dintr-un format multimedia ın altul, de exemplu din video ın imagini sau din imagine ın text. Adaptarea continutului se realizeaza prin modificarea calitatii obiectului media astfelıncat el poate fi livrat ın retea tinand cont de largimea de banda disponibila si poate apoi fi prezentat pe terminal prin satisfacerea constrangerilor utilizatorului si a posibilitatilor de acces ale terminalului. Caracteristicile resurselor multimedia, care sunt de obicei considerate adaptabile, sunt rezolutiasi rata de redare. 5.3. ADAPTAREA CONTINUTULUI MULTIMEDIA 5.3.2 Optiuni pentru adaptarea continutului In functie de locul unde se realizeaza adaptarea, exista mai multe solutii de adaptare, si anume:  adaptare la emitator,  adaptare la receptor,  adaptare ın retea. Adaptarea la emitator presupune realizarea adaptarii resursei la server sau la nodul emitator si se realizeaza ın functie de caracteristicile terminalului si/sau ale retelei, caracteristici detectate ıntr-o tranzactie anterioara. Dupa realizarea cu succes a adaptarii, emitatorul transmite receptorului versiunea adaptata a resursei. Aceasta actiune necesita utilizarea puterii de calcul a server-ului si duce la aparitia unui decalaj ıntre cererea clientului si livrarea resursei de catre server. In plus, utilizarea scenariilor multicast (livrarea aceleeasi informatii unor dispozitive cu diferite capacitati), nu este permisa ın acest caz deoarece server-ul ar trebui sa creeze versiuni diferite ale unei resurse, pentru fiecare clasa de dispozitive,

ducand la cresterea necesitatilor de stocare la nivelul server-ului. Adaptarea la receptor presupune ca decizia a ce si cum sa fie adaptat sa se ia la nivelul terminalului, cu toate ca adaptarea poate avea loc ıntr-un alt loc, de exemplu ıntr-un nod proxy. Nu este recomandabila realizarea adaptarii la nodul final, la utilizatorul final, pentru ca aceasta ar putea esua din cauza resurselor insuficiente ale clientului si a largimii de banda suplimentare necesara. Ambele metode pot fi privite ca tehnici de adaptare netransparente deoarece ın timpul procesului de adaptare sunt implicate nodurile finale si protocoalele de comunicatie. Adaptarea la nivelul retelei este o metoda transparenta de adaptare ın care doar reteaua, adica sistemul de transport este reponsabil de adaptare. 5.3.3 Tehnici de adaptare a continutului Metodele de adaptare de nivel scazut care pot fi folosite pentru realizarea de adaptari calitative sunt dependente de formatul de codificare al datelor. Principalele tehnici de adaptare a continutului multimedia sunt: Adaptabilitatea temporala ofera mecanisme de adaptare prin modificarea resursei ın timp. Acest lucru se va realiza prin utilizarea unui subset al resursei originale. Adaptabilitatea spatiala se refera la adaptari privind rezolutia spatiala a resursei. Adaptabilitatea spatiala duce la cresterea rezolutiei fata de nivelurile anterioare sau fata de nivelul de baza. Cuanticarea modifica parametrii de cuantificare ai resursei prin scaderea rezolutiei, de exemplu, ın vederea reducerii volumului datelor. Adaptabilitatea frecventei modifica numarul coeficientilor DCT ın vederea modificarii calitatii perceptibile a resursei. Adaptabilitatea culorii se refera la un anumit tip de adaptabilitate a frecventei sau a cuantificarii. De exemplu,

ın cazul unei imagini, se pastreaza luminanta si se modifica crominanta. 5.3.4 Accesul universal la datele multimedia Conceptul de acces universal la resursele multimedia (Universal Multimedia Access UMA) propune utilizarea de diferite forme de prezentare a acelorasi date / continut, de o complexitate diferita, adecvate pentru a fi folosite ın diferitele medii ın care va fi utilizat continutul multimedia. Termenul universal se refera aici la locatia, timpul si la continutul care va fi accesat, chiar daca aceasta necesita realizarea unor adaptari. Adaptarea continutului este o solutie care leaga continutul dezvoltatorilor de continutul consumatorilor ın contextul unor canale multimedia diverse. Cercetari legate de UMA au fost realizate ın cadrul unor proiecte de cercetare desfasurate la EPFL Lausanne, la NTNU Trondheim, la Columbia University, New York, la Siemens Munich (Multimedia Message Box) si ın proiectul ADMITS (Adaptation in Distributed Multimedia IT Systems) al Institutului de tehnologia Informatiei al Universitatii Klagenfurt Austria. Aceste proiecte au adus rezultate importante ın ceea ce priveste adaptarea mediilor si descrierea facilitatilor terminanului sursa si retelei precum si descrierile preferintei utilizatorului pentru ghidarea procesului de adaptare. Au fost dezvoltate cateva tehnologii care permit construirea unui sistem UMA, dar acest domeniu este la ınceput. Printre cele mai relevante sunt instrumentele de adaptare care prelucreaza continutul ın vederea identificarii caracteristicilor mediilor de consum specifice. Aceste instrumente de adaptare trebuie sa tina cont de tipurile de date si de modul de structurare a continutului, astfel ca adaptarea se extinde de la obiectele multimedia individuale la continut multimedia structurat. Pentru realizarea adaptarii interoperabile, trebuie standardizate unele instrumente, ca de exemplu descrierea

utilizarii mediului si a continutului, protocoalele de distribuire si mecanismele de exprimare a drepturilor de utilizare a continutului. In acest context, grupul de standardizare MPEG joaca un rol central datorita tehnologiilor specifice abordate ın proiectele MPEG, dar ın special datorita standardizarilor MPEG-4, MPEG7 si MPEG-21. Ideea distribuirii ın masa a continutului multimedia, ın mod identic este pe cale a fi ınlocuita de ideea adaptarii continutului ın functie de preferintele si experienta fiecarui utilizator ınteleasa ıntr-o maniera extensibila. Un alt element important ın adaptarea continutului este suportul pentru baze de date. Din punctul de vedere al SGBDMM, modelele datelor multimedia existente nu sunt capabile sa satisfaca cerintele adaptarii continutului. Modelele de date implementate contin, la acest moment, numai informatii rudimentare despre livrarea datelor, ca de exemplu rata cadrelor, iar informatii utile ın adaptarea calitatii fluxurilor nu sunt luate ın considerare. De exemplu, un client mobil poate fi interesat numai de secventele video care pot fi adaptabile cerintelor

5.3. ADAPTAREA CONTINUTULUI MULTIMEDIA speciale ale terminalului mobil. In consecinta, este necesara modelarea, regasirea si redarea datelor multimedia care sa realizeze adaptarea calitatii datelor audio-video.

BIBLIOGRAFE Hjelsvold, Rune si Midtstraum, Roger, Modelling and Querying Video Data, 1994 Kosch, M. J. si altii, Novel articial optical annular structures in the high latitude ionosphere over EISCAT, 2004 Mannino, V. Michael, Database Design, Application Development and Administration, 2004 Max Mhlhuser, Jan Gecsei, Services, Frameworks, and Paradigms for Distributed Multimedia Applications, IEEE MultiMedia 3(3), 48-61, 1996 Micea, Mihai V., Telecomunicatii digitale moderne: Suport de curs, Editia a III-a, Tipografia “Politehnica”, Universitatea “Politehnica” din Timisoara, Romania, 2008 Ozsu, M. Tamer si Valduriez, Patrick, Distributed Database Management Systems, 2001 Reveiu, Adriana si altii, Platforme colaborative pentru dezvoltarea mediilor de instru- ire asistata n domeniul economic. Sistem de instruire on-line in informatica economica, Editura ASE, Bucureti, 2005, pag.18-41, ISBN 973-594-777-3; 978-973-594-777-4 Silberschatz, Galvin, Operating System Concepts, ch.20 Multimedia Systems, 2005 Zhong-qin, Yang si Zhi-zhong, Xu, Electronic and optical properties of strained wurtzite GaN, 1997