Detail aktivitas

Animasi komputer berada di antara dunia gambar diam dan dunia gambar video real-time. Semua rangkaian animasi yang terlihat dalam program pendidikan, perenderan gerak CAD, dan permainan komputer adalah rangkaian animasi animasi komputer (dan dalam banyak kasus, dihasilkan komputer).

Animasi kartun tradisional tidak lebih dari serangkaian karya seni, masing-masing berisi sedikit variasi posisi dari subjek animasi. Ketika sejumlah besar sel-sel ini ditampilkan secara berurutan dan dengan kecepatan yang cepat, angka-angka animasi muncul di mata manusia untuk bergerak.

Urutan animasi komputer bekerja dengan cara yang persis sama, yaitu serangkaian gambar subjek dibuat; setiap gambar berisi perspektif yang sedikit berbeda pada subjek animasi. Saat gambar ini ditampilkan (diputar ulang) dalam urutan yang tepat dan pada kecepatan yang tepat (kecepatan bingkai), subjek tampak bergerak.

Animasi komputer sebenarnya adalah kombinasi dari gambar diam dan gambar bergerak. Setiap frame, atau cel, dari sebuah animasi adalah gambar diam yang memerlukan kompresi dan penyimpanan. File animasi, bagaimanapun, harus menyimpan data untuk ratusan atau ribuan frame animasi, dan juga harus memberikan informasi yang diperlukan untuk memutar frame menggunakan mode tampilan dan kecepatan frame yang sesuai.

Format file animasi hanya mampu menyimpan gambar diam dan bukan informasi video sebenarnya. Namun, sebagian besar format media mungkin berisi informasi animasi, karena animasi sebenarnya adalah jenis data yang jauh lebih mudah disimpan daripada video.

Skema kompresi gambar yang digunakan dalam file animasi juga biasanya jauh lebih sederhana daripada kebanyakan yang digunakan dalam kompresi video. Sebagian besar file animasi menggunakan skema kompresi delta, yang merupakan bentuk pengodean run-length yang hanya menyimpan dan memampatkan informasi yang berbeda antara dua gambar (daripada mengompresi setiap bingkai gambar sepenuhnya). RLE relatif mudah untuk didekompresi dengan cepat.

Menyimpan animasi menggunakan format multimedia juga memiliki keuntungan menambahkan suara pada animasi (apa itu kartun tanpa suara?). Sebagian besar format animasi tidak dapat menyimpan suara secara langsung dalam filenya dan harus bergantung pada penyimpanan suara pada file disk terpisah yang dibaca oleh aplikasi yang memutar animasi.

Animasi tidak hanya untuk menghibur anak-anak dan orang dewasa. Urutan animasi digunakan oleh programmer CAD untuk memutar objek 3D sehingga dapat dilihat dari perspektif yang berbeda; data matematis yang dikumpulkan oleh pesawat terbang atau satelit dapat ditampilkan dalam urutan animasi penerbangan demi penerbangan. Efek khusus film sangat diuntungkan dari animasi komputer.

video digital

Satu langkah di luar animasi adalah video streaming. Perekam televisi dan video Anda jauh lebih kompleks daripada proyektor film rumahan 8mm dan dinding dapur Anda. Ada banyak sinyal kompleks dan standar rumit yang terlibat dalam transmisi tayangan ulang tengah malam ini melalui gelombang udara dan kabel. Hanya dalam beberapa tahun terakhir komputer pribadi dapat bekerja dengan data video sama sekali.

Data video biasanya muncul sebagai sinyal analog kontinu. Agar komputer dapat memproses data video ini, kita harus mengubah sinyal analog menjadi format digital non-kontinyu. Dalam format digital, data video dapat disimpan sebagai rangkaian bit di hard drive atau di memori komputer.

Proses mengubah sinyal video menjadi bitstream digital disebut konversi analog-ke-digital (konversi A/D), atau digitalisasi. Konversi A/D terjadi dalam dua tahap:

·         Sampling menangkap data dari aliran video.

·         Kuantifikasi mengubah setiap sampel yang diambil menjadi format digital.

Setiap sampel yang diambil dari aliran video biasanya disimpan sebagai bilangan bulat 16-bit. Tingkat di mana sampel dikumpulkan disebut frekuensi sampling. Tingkat pengambilan sampel diukur dalam jumlah sampel yang diambil per detik (sampel/detik). Untuk video digital, perlu menangkap jutaan sampel per detik.

Kuantisasi mengubah tingkat sampel sinyal video menjadi nilai biner diskrit. Nilai ini mendekati tingkat sampel sinyal video asli. Nilai dipilih dengan membandingkan sampel video dengan serangkaian nilai ambang yang telah ditentukan sebelumnya. Nilai ambang yang paling dekat dengan amplitudo sinyal sampel digunakan sebagai nilai digital.

Sinyal video berisi beberapa komponen berbeda yang dicampur menjadi sinyal yang sama. Jenis sinyal ini disebut sinyal video komposit, dan tidak terlalu berguna dalam video komputer berkualitas tinggi. Oleh karena itu, sinyal video komposit standar biasanya dipisahkan menjadi komponen dasarnya sebelum didigitalkan.

Format sinyal video komposit yang ditentukan oleh sistem televisi berwarna NTSC (National Television Standards Committee) digunakan di Amerika Serikat. Sistem warna televisi PAL (Phase Alternation Line) dan SECAM (Sequential Coleur Avec Memoire) digunakan di Eropa dan tidak kompatibel dengan NTSC. Sebagian besar peralatan video komputer mendukung satu atau lebih dari standar sistem ini.

Komponen sinyal video komposit biasanya diterjemahkan menjadi tiga sinyal terpisah yang mewakili tiga saluran model ruang warna, seperti RGB, YUV, atau YIQ. Meskipun model RGB cukup sering digunakan pada gambar diam, model YUV, YIQ, atau YCbCr lebih sering digunakan pada gambar video bergerak. Praktik televisi menggunakan YUV atau model warna serupa karena saluran U dan V dapat diturunkan skalanya untuk mengurangi volume data tanpa menurunkan kualitas gambar secara material.

Setelah sinyal video diubah menjadi format digital, nilai yang dihasilkan dapat direpresentasikan pada perangkat layar sebagai piksel. Setiap piksel adalah gumpalan warna pada layar video, dan piksel disusun dalam baris dan kolom seperti bitmap. Tidak seperti bitmap statis, piksel dalam gambar video terus diperbarui untuk mendeteksi perubahan intensitas dan warna. Pembaruan ini disebut pemindaian, dan terjadi 60 kali per detik pada sinyal video NTSC (50 kali per detik untuk PAL dan SECAM).

Urutan video ditampilkan sebagai rangkaian bingkai. Setiap bingkai adalah jepretan sesaat dalam data video bergerak, dan sangat mirip dengan gambar diam. Saat bingkai diputar ulang secara berurutan pada perangkat tampilan, representasi dari data video asli dibuat. Dalam video waktu nyata, kecepatan pemutaran adalah 30 frame per detik. Ini adalah kecepatan minimum yang diperlukan mata manusia agar berhasil menggabungkan setiap bingkai video menjadi gambar yang bergerak mulus dan berkesinambungan.

Satu bingkai data video bisa berukuran sangat besar. Bingkai video dengan resolusi 512 x 482 akan berisi 246.784 piksel. Jika setiap piksel berisi 24 bit informasi warna, bingkai akan membutuhkan 740.352 byte memori atau ruang disk untuk disimpan. Dengan asumsi ada 30 frame per detik untuk video real-time, urutan video 10 detik akan berukuran lebih dari 222 megabyte! Jelas bahwa tidak akan ada video komputer tanpa setidaknya satu metode kompresi data video yang efisien.

Ada banyak metode penyandian yang tersedia yang akan memampatkan data video. Sebagian besar metode ini melibatkan penggunaan skema pengkodean transformasi, umumnya menggunakan Fourier atau Discrete Cosine Transform (DCT). Transformasi ini secara fisik mengurangi ukuran data video dengan secara selektif membuang bagian informasi digital yang tidak perlu.

Skema kompresi transformasi biasanya membuang 10 persen hingga 25 persen atau lebih dari data video asli, sebagian besar bergantung pada konten data video dan kualitas gambar apa yang dianggap dapat diterima.

Biasanya, transformasi dilakukan pada bingkai video individual. Transformasi itu sendiri tidak menghasilkan data terkompresi. Buang hanya data yang tidak digunakan oleh mata manusia. Data yang diubah, yang disebut koefisien, harus memiliki kompresi yang diterapkan untuk mengurangi ukuran data lebih lanjut. Setiap frame data dapat dikompresi menggunakan Huffman atau algoritma pengkodean aritmatika, atau bahkan skema kompresi yang lebih kompleks seperti JPEG. Jenis pengkodean intraframe ini umumnya menghasilkan rasio kompresi antara 20:1 dan 40:1 bergantung pada data dalam bingkai. Namun, rasio kompresi yang lebih tinggi dapat dihasilkan jika, alih-alih melihat bingkai individual sebagai gambar diam, kami melihat banyak bingkai sebagai gambar sementara.

Dalam urutan video biasa, sangat sedikit perubahan data dari bingkai ke bingkai. Jika kami hanya menyandikan piksel yang berubah di antara bingkai, jumlah data yang diperlukan untuk menyimpan satu bingkai video berkurang secara signifikan. Jenis kompresi ini dikenal sebagai kompresi delta interframe, atau dalam kasus video, kompensasi gerak. Skema kompensasi gerak tipikal yang hanya mengkodekan delta bingkai (data yang telah berubah di antara bingkai), tergantung pada datanya, dapat mencapai rasio kompresi lebih besar dari 200:1. Ini hanyalah salah satu kemungkinan jenis metode kompresi video. Ada banyak jenis skema kompresi video lainnya, beberapa di antaranya serupa dan beberapa di antaranya berbeda.

Suara digital

Semua format file multimedia, menurut definisi, mampu menyimpan informasi suara. Data suara, seperti grafik dan data video, memiliki persyaratan tersendiri saat dibaca, ditulis, ditafsirkan, dan dikompresi. Sebelum melihat bagaimana suara disimpan dalam format multimedia, kita harus melihat bagaimana suara itu sendiri disimpan sebagai data digital. Semua suara yang kita dengar terjadi dalam bentuk sinyal analog. Sistem perekaman audio analog, seperti tape recorder konvensional, menangkap seluruh bentuk gelombang suara dan menyimpannya dalam format analog pada media seperti pita magnetik.

Karena komputer sekarang adalah perangkat digital, informasi suara perlu disimpan dalam format digital yang dapat digunakan dengan mudah oleh komputer. Sistem perekaman audio digital tidak merekam seluruh bentuk gelombang seperti yang dilakukan sistem analog (kecuali sistem Digital Audio Tape [DAT]). Sebaliknya, perekam digital menangkap bentuk gelombang pada interval tertentu, yang disebut sample rate. Setiap snapshot bentuk gelombang yang ditangkap diubah menjadi nilai bilangan bulat biner dan kemudian disimpan pada pita magnetik atau disk.

Menyimpan audio sebagai sampel digital dikenal sebagai Pulse Code Modulation (PCM). PCM adalah algoritma kuantisasi atau digitalisasi (konversi audio-ke-digital) sederhana, yang secara linear mengubah semua sinyal analog menjadi sampel digital. Proses ini umumnya digunakan pada semua CD-ROM audio.

Modulasi Kode Pulsa Diferensial (DPCM) adalah skema pengkodean audio yang mengkuantisasi perbedaan antara sampel daripada sampel itu sendiri. Karena perbedaan mudah diwakili oleh nilai yang lebih kecil dari sampel itu sendiri, lebih sedikit bit yang dapat digunakan untuk menyandikan suara yang sama (misalnya, perbedaan antara dua sampel 16-bit hanya dapat berukuran empat bit). . Untuk alasan ini, DPCM juga dianggap sebagai skema kompresi audio.

Skema kompresi audio lainnya, yang menggunakan kuantisasi perbedaan, adalah Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM). DPCM adalah algoritma non-adaptif. Artinya, itu tidak mengubah cara Anda menyandikan data berdasarkan konten data. DPCM menggunakan jumlah bit sampel untuk mewakili setiap level sinyal. ADPCM, bagaimanapun, adalah algoritma adaptif dan mengubah skema pengkodeannya berdasarkan data yang dikodekan. ADPCM secara khusus dirancang dengan menggunakan lebih sedikit bit untuk mewakili sinyal tingkat yang lebih rendah daripada untuk mewakili sinyal tingkat yang lebih tinggi. Banyak skema kompresi audio yang paling banyak digunakan didasarkan pada ADPCM.

Data audio digital hanyalah representasi biner dari suara. Data ini dapat ditulis ke file biner menggunakan format file audio untuk penyimpanan permanen dengan cara yang sama seperti data bitmap disimpan dalam format file gambar. Data dapat dibaca oleh aplikasi perangkat lunak, dapat dikirim sebagai data ke perangkat keras, dan bahkan dapat disimpan sebagai CD-ROM.

Kualitas sampel audio ditentukan dengan membandingkannya dengan suara asli dari sampel tersebut. Semakin identik sampel dengan suara aslinya, semakin tinggi kualitas sampel tersebut. Ini mirip dengan membandingkan gambar dengan dokumen atau foto asli yang dipindai.

Kualitas data audio ditentukan oleh tiga parameter:

·         resolusi sampel

·         tingkat sampel

·         Jumlah sampel saluran audio

Resolusi sampel ditentukan oleh jumlah bit per sampel. Semakin besar ukuran sampel, semakin tinggi kualitas sampel. Sama seperti kualitas nyata (resolusi) gambar berkurang dengan menyimpan lebih sedikit bit data per piksel, kualitas rekaman audio digital juga berkurang dengan menyimpan lebih sedikit bit per sampel. Ukuran sampel tipikal adalah delapan bit dan 16 bit.

Laju sampel adalah berapa kali per detik bentuk gelombang analog dibaca untuk mengumpulkan data. Semakin tinggi sample rate, semakin tinggi kualitas audio. Laju sampel yang tinggi mengumpulkan lebih banyak data per detik daripada laju sampel yang lebih rendah, sehingga membutuhkan lebih banyak memori dan ruang disk untuk menyimpannya. Laju sampel umum adalah 44,100 kHz (kualitas lebih tinggi), 22,254 kHz (kualitas sedang), dan 11,025 kHz (kualitas lebih rendah). Laju sampel umumnya diukur dalam istilah pemrosesan sinyal hertz (Hz) atau kilohertz (kHz), tetapi istilah sampel per detik (sampel/detik) lebih sesuai untuk jenis pengukuran ini.

Sumber suara dapat diambil sampelnya menggunakan satu saluran (pengambilan sampel monaural) atau dua saluran (pengambilan sampel stereo). Pengambilan sampel dua saluran memberikan kualitas yang lebih tinggi daripada pengambilan sampel mono dan, seperti yang sudah Anda duga, menghasilkan data dua kali lipat dengan menggandakan jumlah sampel yang diambil. Sampling saluran selama satu detik pada 11 ribu sampel/detik menghasilkan 11 ribu sampel. Pengambilan sampel dua saluran pada kecepatan yang sama, bagaimanapun, menghasilkan 22.000 sampel/detik.

Jumlah data biner yang dihasilkan oleh pengambilan sampel audio beberapa detik pun cukup besar. Sampel data sepuluh detik dengan kualitas rendah (satu saluran, resolusi sampel 8-bit, laju sampel 11.025 sampel/detik) menghasilkan sekitar 108K data (88,2 Kbits/detik).

Menambahkan saluran kedua menggandakan jumlah data untuk menghasilkan file hampir 215K (176 Kbits/detik). Jika kita meningkatkan resolusi sampel menjadi 16 bit, ukuran data menjadi dua kali lipat lagi menjadi 430K (352 Kbits/detik). Jika sekarang kita menaikkan sample rate menjadi 22.05 KSamples/detik, jumlah data yang dihasilkan menjadi dua kali lipat lagi menjadi 860K (705.6 Kbits/detik). Pada kualitas tertinggi yang umumnya digunakan (dua saluran, resolusi sampling 16-bit, laju sampel 44,1 Ksamples/detik), audio 10 detik kami sekarang memerlukan ruang disk 1,72 megabyte (1411,2 Kbits/detik) untuk disimpan. .

Pertimbangkan betapa sedikitnya informasi yang sebenarnya dapat disimpan dalam 10 detik suara. Lagu musik yang khas setidaknya berdurasi tiga menit. Video musik berdurasi lima hingga 15 menit. Program televisi khas berlangsung dari 30 hingga 60 menit. Video film bisa berdurasi tiga jam atau lebih. Kami membicarakan banyak ruang disk di sini.

Salah satu solusi untuk persyaratan penyimpanan massal untuk data audio berkualitas tinggi adalah kompresi data. Misalnya, standar CD-DA (Compact Disc-Digital Audio) melakukan pengambilan sampel mono atau stereo menggunakan resolusi pengambilan sampel 16-bit dan laju pengambilan sampel 44,1 sampel/detik, menjadikannya format berkualitas sangat tinggi. aplikasi bahasa. Menyimpan lima menit data CD-DA membutuhkan sekitar 25 megabyte ruang disk, hanya setengah dari jumlah ruang yang diperlukan jika data audio tidak dikompresi.

Data audio, seperti kebanyakan data biner, berisi cukup banyak redundansi yang dapat dihilangkan dengan kompresi data. Metode kompresi konvensional yang digunakan di banyak program pengarsipan (zoo dan pkzip, misalnya) dan format file gambar tidak melakukan pekerjaan yang baik untuk mengompresi data audio (biasanya 10 persen hingga 20 persen). Ini karena data audio diatur sangat berbeda dari ASCII atau data biner yang biasanya ditangani oleh jenis algoritme ini.

Algoritme kompresi audio, seperti algoritme kompresi gambar, dapat diklasifikasikan sebagai lossy dan lossless. Metode kompresi lossless tidak membuang data apa pun. Langkah dekompresi menghasilkan data yang persis sama dengan yang dibaca oleh langkah kompresi. Bentuk sederhana dari kompresi audio lossless adalah Huffman menyandikan perbedaan antara setiap sampel 8-bit yang berurutan. Pengkodean Huffman adalah algoritma kompresi lossless dan oleh karena itu data audio dipertahankan secara keseluruhan.

Skema kompresi lossy membuang data berdasarkan persepsi sistem psikoakustik otak manusia. Bagian dari suara yang tidak dapat didengar oleh telinga, atau tidak dipedulikan oleh otak, dapat dibuang sebagai data yang tidak berguna.

Algoritme harus berhati-hati saat membuang data audio. Telinga sangat peka terhadap perubahan suara. Mata sangat memaafkan tentang menjatuhkan bingkai video di sini atau mengurangi jumlah warna di sana. Telinga, bagaimanapun, memperhatikan perubahan kecil pada suara, terutama ketika dilatih secara khusus untuk mengenali ketidaksetaraan dan ketidaksesuaian audio. Namun, semakin tinggi kualitas sampel audio, semakin banyak data yang diperlukan untuk menyimpannya. Seperti skema kompresi gambar lossy, terkadang Anda perlu membuat keputusan subjektif antara kualitas dan ukuran data.

Audio

Saat ini belum ada "format pertukaran file audio" yang banyak digunakan dalam industri audio komputer. Format seperti itu akan memungkinkan berbagai macam data audio dengan mudah ditulis, dibaca, dan dipindahkan antara platform perangkat keras dan sistem operasi yang berbeda.

Namun, sebagian besar format file audio yang ada sangat khusus untuk mesin dan tidak dapat dipertukarkan dengan baik. Berbagai format multimedia mampu mengenkapsulasi berbagai macam format audio, tetapi tidak mendeskripsikan format data audio baru itu sendiri.

Banyak format file audio memiliki header seperti halnya file gambar. Informasi tajuknya mencakup parameter data audio tertentu, termasuk kecepatan sampel, jumlah saluran, resolusi sampel, jenis kompresi, dll. Bidang identifikasi (nomor "ajaib") juga disertakan dalam berbagai header format file audio.

Beberapa format hanya berisi data audio mentah dan tanpa header file. Parameter apa pun yang digunakan format ini bernilai tetap dan oleh karena itu akan berlebihan untuk disimpan dalam header file. Format berorientasi aliran berisi paket (potongan) informasi yang disematkan pada titik-titik strategis dalam data audio mentah itu sendiri. Format seperti itu sangat bergantung pada platform dan akan membutuhkan pembaca atau konverter format file audio untuk memiliki pengetahuan sebelumnya tentang nilai parameter ini.

Sebagian besar format file audio dapat diidentifikasi berdasarkan jenis atau ekstensi file. Beberapa format file suara yang umum adalah:

·         .AU Sun Microsystems

·         .SND SELANJUTNYA

·         HCOM Apple Macintosh

·         .VOC SoundBlaster

·         .WAV Bentuk Gelombang Microsoft

·         AIFF Apple/SGI

·         8SVX Apple/SGI

Format multimedia dapat memilih untuk menentukan format data audio internalnya sendiri atau hanya merangkum format file audio yang ada. File Microsoft Waveform adalah file RIFF dengan satu komponen file audio Waveform, sedangkan file Apple QuickTime berisi struktur data audionya sendiri yang unik untuk

MIDI standar

Musical Instrument Digital Interface (MIDI) adalah standar industri untuk merepresentasikan suara dalam format biner. MIDI bukanlah format audio. Itu tidak menyimpan suara sampel digital yang sebenarnya. Sebaliknya, MIDI menyimpan deskripsi suara, dengan cara yang sama seperti format gambar vektor menyimpan deskripsi gambar, dan bukan data gambar itu sendiri.

Suara dalam data MIDI disimpan sebagai serangkaian pesan kontrol. Setiap pesan menjelaskan peristiwa suara menggunakan istilah seperti nada, durasi, dan volume. Saat pesan kontrol ini dikirim ke perangkat yang kompatibel dengan MIDI (standar MIDI juga menentukan perangkat keras penghubung yang digunakan oleh perangkat MIDI dan protokol komunikasi yang digunakan untuk bertukar informasi kontrol) informasi dalam pesan tersebut ditafsirkan dan diputar ulang oleh perangkat.

Data MIDI dapat dikompresi, sama seperti data biner lainnya, dan tidak memerlukan algoritme kompresi khusus seperti halnya data audio.

Kesimpulan

Kegiatan tersebut memperkenalkan berbagai format data yang dimungkinkan dalam suatu multimedia, juga menjelaskan kemungkinan konversi, misalnya sampling, kuantisasi dan animasi.

Penilaian

1. Apa itu konversi digital? adalah fitur yang sangat berguna yang mengubah tegangan analog pada pin menjadi angka digital. Dengan mengubah dari dunia analog ke dunia digital, kita dapat mulai menggunakan elektronik untuk berinteraksi dengan dunia analog di sekitar kita.

Misalnya, konversi analog-ke-digital adalah proses elektronik di mana sinyal variabel (analog) yang kontinyu diubah, tanpa mengubah konten esensialnya, menjadi sinyal multilevel (digital).

Input ke konverter analog-ke-digital (ADC) terdiri dari tegangan yang bervariasi antara jumlah nilai yang secara teoritis tak terbatas. Contohnya adalah gelombang sinus, bentuk gelombang yang mewakili ucapan manusia, dan sinyal dari kamera televisi konvensional. Output ADC, sebaliknya, memiliki level atau status tertentu. Jumlah negara bagian hampir selalu pangkat dua—yaitu, 2, 4, 8, 16, dst. Sinyal digital paling sederhana hanya memiliki dua status, dan disebut biner. Semua bilangan bulat dapat direpresentasikan dalam bentuk biner sebagai string satu dan nol.

2.Jelaskan MIDI

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) adalah protokol yang dirancang untuk merekam dan memutar musik pada penyintesis digital yang kompatibel dengan banyak merek kartu suara komputer pribadi. Awalnya dimaksudkan untuk mengontrol satu keyboard dari yang lain, dengan cepat diadopsi untuk komputer pribadi. Alih-alih mewakili suara musik secara langsung, itu menyampaikan informasi tentang bagaimana musik diproduksi. Kumpulan perintah mencakup not-on, not-off, kecepatan kunci, tekukan nada, dan metode lain untuk mengontrol penyintesis. Gelombang suara yang dihasilkan adalah yang sudah tersimpan di papan gelombang di instrumen penerima atau kartu suara.