Zuzana Kaiserová. Web, multimédia a streaming

Transkript

1 Zuzana Kaiserová Web, multimédia a streaming

2 Jihoeská univerzita Pedagogická fakulta Katedra informatiky Web, multimédia a streaming diplomová práce Zuzana Kaiserová eské Budjovice 2002

3 Anotace Cílem této práce je piblížit tenái multimediální stránky a popis multimediálních formát. V první kapitole seznamuji tenáe s historií multimediálních stránek, s vývojem Internetu a vším, co k nmu patí. Následující kapitola pedstavuje ti nejpoužívanjší grafické formáty. Tetí kapitola se zabývá nejpoužívanjšími hudebními formáty na Internetu. tvrtá kapitola je zamena na video. V poslední kapitole se zamuji na streaming, webcasting. Dozvíte se, co tyto pojmy znamenají a jak si doma nco podobného udlat. U každé kapitoly jsou uvedeny klady a zápory daných multimedií, pro porovnání s ostatními. Ke každému formátu jsem uvedla alespo jeden program pro práci s ním.

4 Podkování Tímto dkuji PaedDr. Petru Pexovi za poskytnutí užitených rad, informací souvisejících s tématem a objektivních posteh bhem tvorby této diplomové práce.

5 Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracovala samostatn, pouze s použitím literatury a zdroj uvedených v ásti Použitá literatura....

6 Obsah Pedmluva Multimedia na Internetu Historie a vývoj HTML Obraz Kompresní algoritmy obrázk GIF Paleta barev Komprimace Prhlednost Prokládání Klady a zápory formátu GIF: PNG Barvy Komprimace Prhlednost Prokládání Klady a zápory formátu PNG: JPEG Charakteristika Rozostení hran Kompletní barvy Progresivní JPEG Klady a zápory formátu JPEG: Zvuk Vlastnosti zvuku Zvuková syntéza Pevod signál na bity: vzorkování Syntéza FM Tabulky vlnového prbhu Digitalizace zvuku WAV Krátký popis Parametry pro web Klady a zápory formátu Wav Programové vybavení...28 GoldWave MP Krátký popis Popis formátu MP Parametry pro web Výroba soubor MP Klady a zápory formátu MP Programové vybavení...32 Winamp...32 Windows Media Player...32

7 AudioGrabber v MIDI Krátký popis Historie formátu MIDI Popis formátu MIDI Parametry pro web Výroba soubor MIDI Klady a zápory formátu MIDI Programové vybavení...35 Cakewalk Express...35 Sonar...36 Cubase VST Video Pamová náronost Kompresní algoritmy a kodeky Komprese off-line QuickTime Formát souboru Platforma pro média Sada aplikací QuickTime...41 QuickTime Player...41 QuickTime Pro Vstupní formáty pro QuickTime Výstupní formáty Video kodeky MPEG Krátký popis Popis formátu MPEG MPEG video - kompresní techniky Parametry pro web Klady a zápory formátu MPEG-1: Programové vybavení...45 Panasonic MPEG1 Encoder MPEG Krátký popis Popis formátu MPEG Programové vybavení...46 Adobe Premiere Cinemacraft Encoder 2.56 SP...47 CinemaPlayer DVR Plus MPEG Krátký popis Popis formátu MPEG Parametry pro web Klady a zápory formátu MPEG Programové vybavení:...49 VirtualDub Ligos LXS-MPEG...49

8 4.5 Technologie AntiFreeze DivX Historie Popis formátu DivX Programové vybavení:...51 Nandub...51 FlaskMPEG Streaming & Webcasting Streaming Komprese Streaming technologie Technologie budoucnosti QuickTime Streaming Server Technologie SHOUTcast Poslech Vysílání Bh serveru Podporované platformy "SHOUTcast" plug-in pro Winamp Co je SHOUTcast server? RealSystem RealProducer RealServer RealPlayer RealAudio RealVideo RealText RealPix SureStream Webcasting Vysílání vs. pehrávání na žádost (on-demand) Legální aspekty vysílání Metastream 3 (streamované 3D modely) Domácí Streaming...64 Závr...65 Použitá literatura...66 Knihy a asopisy...66 Internetové zdroje...66

9 Pedmluva PEDMLUVA Cílem této diplomové práce je piblížit tenái, co to vlastn multimedia jsou a jak je v pípad Internetu využít. V praktické ásti naleznete použití nejrozšíenjších technologií pro prezentaci obrazu, zvuku a videa. Podle této práce si budete moci vybrat pesn ten formát pro uložení zvuku, videa nebo obrázku, který Vám bude vyhovovat. Pro lepší orientaci jsem tuto práci rozdlila do tyástí obraz, zvuk, video a streaming. Vkaždéásti najdete podrobný popis nkolika formát pro daný typ multimediálních dat. Na konci každé ásti je popsán software, který mžete pro práci a prohlížení (pehrávání, poslech) použít. Pokud Vás nezajímají technické detaily, peskote popis formátu a seznamte se pouze s jeho pednostmi a nedostatky (uvedeny na konci bloku informací o daném formátu). V úvodní kapitole pibližuji tenái, jak Internet pracuje s multimediálními prostedkyatakénco málo o jeho historii. Druhá kapitola obsahuje podrobnosti o tech nejznámjších formátech pro uložení grafické informace. Každý z nich má své specifické vlastnosti a je vhodný pro jiný druh grafiky. V této sekci se napíklad dozvíte, jaký formát použít, pokud chcete mít perfektní perokresbu nebo pokud chcete na Webu prezentovat obrázek krajinky. Také si zde petete co je to ztrátová a bezztrátová komprese. Následující kapitola obsahuje popis nejpoužívanjších formát pro práci se zvukem. Dozvíte se, jaké pehrávae na jaký formát použít, a který formát je vhodný použít na pozadí webových stránek. Tato kapitola také obsahuje informace o vytvá- ení tolik populárních empétrojek (formát MPEG1-Layer3 neboli MP3). tvrtá ást této diplomové práce pojednává o kodecích a formátech videa. Zde si petete, jak a pro se video komprimuje a jaké kodeky se k tomu používají. A nejen to, ve strunosti je zde popsána kompresní technologie DivX, MPEG-4 a také další. 9

10 Pedmluva Celá pátá kapitola pojednává o nejvtším vynálezu od dob rádia, o fenoménu dnešního Internetu, o streamingu. Tento pojem zde podrobn popisuji a uvádím základní používané technologie a formáty. V této kapitole se taky dozvíte, co se skrývá za stále používanjším pojmem webcasting, a jaké problémy, nejen technického rázu, jsou s ním spojeny. Se zvyšující se dostupností streamingových, a tudíž i webcastingových, technologií se totiž stále více do popedí dostává také právní stránka vci. Ke konci této kapitoly zjistíte, jak si mžete takové malé streamovací studio udlat doma sami (máte-li ovšem dva poítae propojené sítí). 10

11 1. Multimedia na Internetu 1. MULTIMEDIA NA INTERNETU Multimedia na Internetu jsou vtšinou svázána s HTML. Hypertext Markup Language (HTML) je tedy taková brána do svta multimédií. Pístup k mnoha z nich vám umožní sám internetovský prohlíže. Ne vždy tomu bylo tak, jelikož Internet ve svých poátcích stží poskytoval písteší jednomu druhu obrázk. 1.1 Historie a vývoj HTML První definici jazyka HTML vytvoil v roce 1991 Tim Berners-Lee jako souást projektu WWW, který ml umožnitvdcm zabývajícím se fyzikou vysokých energií, komunikovat a sdílet výsledky výzkum s jinými vdci po celém svt. Celýprojekt vznikal v CERNu (Centre Européenne de Rechere Nucléaere Evropské centrum jaderného výzkumu), který leží na švýcarsko-francouzských hranicích nedaleko Ženevy. Tato verze HTML je známá pod oznaením HTML 0.9. Umožovala text rozlenit do nkolika logických úrovní, použít nkolik druh zvýraznní textu azaadit do textu odkazy a obrázky. Berners-Lee pi návrhu HTML nepedpokládal, že by autoi WWW stránek museli tento jazyk znát. První verze WWW softwaru byla napsána pro operaní systém NextStep a obsahovala jak prohlíže, tak i integrovaný editor WWW stránek. Když však Marc Anderssen se svými kolegy z NCSA (National Center from Supercomputing Applications) psal známý prohlíže Mosaic, považoval za píliš obtížné implementovat do programu rovnou i editor HTML. Díky tomuto rozhodnutí a faktu, že ne každý provozuje na svém poítai NextStep, je dnes nutné, aby autoi profesionálních stránek znali HTML. Požadavky uživatel na WWW vzrstaly, a tak producenti rzných prohlíže obohacovali HTML o nkteré nové prvky. Aby byla zachována kompatibilita mezi jednotlivými modifikacemi HTML, vytvoil Berners-Lee pod hlavikou IETF (Inter- 11

12 1. Multimedia na Internetu net Engineering Task Force) návrh standardu HTML 2.0, který zahrnoval všechny, v té dob bžn užívané, prvky HTML. Verze HTML 2.0 má dv úrovn. První z nich (Level 1) pouze málo rozšiuje pedchozí verzi HTML. Level 2 navíc definuje práci sformulái. Další rozšíení jazyka, známá jako HTML+, zahrnují zejména rozšíení HTML ovytváení tabulek a matematických vzorc. Rovnž se zde objevují prvky, které umožují preciznji kontrolovat výsledný vzhled textu lepší obtékání obrázk textem a styly dokument. Dabe Raggett, z laboratoí Hawlett Packard, HTML formalizoval a vytvoil jeho deklaraci DTD (Document Type Declaration) v jazyce SGML na jae roku 1995 tak vznikl návrh standardu HTML 3.0. Nkteré prvky HTML 3.0, jako nap. tabulky, podporovaly novjší verze prohlíže Mosaic a Netscape. Kompletní podporu pro všechny rysy HTML 3.0 nabízel pouze experimentální prohlíže Arena, který byl navíc k dispozici pouze pro operaní systémy z rodiny UNIX. Na poátku roku 1996 již bylo jasné, že HTML 3.0 bylo tak mohutným skokem vped, že se nenašel nikdo, kdo by dokázal implementovat prohlíže s jeho podporou. Vývoj standard Webu v té dob již koordinovalo konsorcium W3C, jehož leny jsou mimo jiné pední softwarové firmy. lenové W3C se tedy shodli na vlastnostech, o které rozšíí HTML2.0,avytvoili tak HTML 3.2. HTML 3.2 však zdaleka neobsahuje vše z HTML 3.0. Z verze 3.0 zstaly v podstat jen okleštné tabulky. Ostatní nové prvky HTML 3.2 jsou jen jakousi smskou, kterou v té dob podporovaly nejnovjší prohlížee. Opakoval se tedy v podstat stejný postup jako pi vzniku verze 2.0 jazyk se sjednotil na prniku možností tch nejrozšíenjších prohlíže. Krom tabulek pibyly ve verzi 3.2 zejména možnosti lepší kontroly formátování, vetn mnohem volnjšího výbru použitých druh písma logický ústupek požadavkm na graficky perfektn vypadající stránky. Další podstatné rozšíení se týkalo podpory Java applet. Tato verze HTML nese kódové jméno Wilbur a od ledna 1997 je doporuením konsorcia W3C znamená to, že by ji mli všichni používat, aby byla na Webu zajištna kompatibilita. 12

13 1. Multimedia na Internetu Na jae 1997 zveejnilo W3C další plány na rozšíení HTML pod názvem Cougar. Cougar v sob zahrnuje HTML 3.2 spolen sbžn používanými konstrukcemi jako jsou rámy, skripty a obecné vkládání objekt. Další novinkou byla podpora vícejazyných dokument. V ervenci 1997 uveejnilo konsorcium W3C návrh HTML 4.0, který vznikl úpravami Cougaru a vytvoením dokumentu popisující návrh standardu. Mnohé dnešní prohlížee nabízínkteré vlastnosti nad rámec standardu HTML. Jejich používání je však dvousené na jednu stranu nejsou nijak standardizovány a tudíž jim nkteré prohlížee nemusí rozumt. 13

14 2. Obraz 2. OBRAZ Pi uložení grafické informace do souboru je poteba držet se uritých pevn daných pravidel, aby pozdji bylo možné ji opt naíst. Zmínná sada pravidel se nazývá grafický formát. Grafických formát existuje velmi mnoho. Dvod je nasnad. Na trhu je množství program sloužících ke zpracování grafické informace, nkteré komerní, jiné voln šiitelné. Mezi ty nejznámjší patí napíklad Adobe Photoshop, Corel Draw, Paint Shop Pro nebo Gimp. Jist by se našlo mnoho dalších. Nkteré z nich jsou ureny primárn pro zpracování rastrové grafiky (Adobe Photoshop) a nkterésezamují více na grafiku vektorovou (Corel Draw). Rastrová grafika pracuje s rastrem maticí barevných bod, kdežto vektorová uchovává matematicky popsané geometrické obrazce složené z ar, kivek a ploch. Každý program obvykle pedstavuje unikátní pracovní prostedí a tudíž vyžaduje i unikátní formát pro uložení rozpracovaného projektu. Grafické formáty, popisující uložení rozpracovaného souboru, musí respektovat pracovní prostedí konkrétního programu. Z toho dvodu obvykle obsahují takové vymoženosti jako vrstvy, použité grafické filtry, skupiny objekt a jejich vlastnosti. Grafická informace, uložená v takových pracovních souborech, si musí pln uchovávat veškeré své vlastnosti práv proto, aby s ní bylo možno nadále pracovat. Naopak u grafických soubor, které jsou ureny k njakému specifickému úelu, nap. k tisku, prezentaci na WWW a jiných, jsou požadovány jiné vlastnosti souboru nesoucí grafickou informaci. V takových pípadech nás zajímá pouze výsledná podoba grafické informace, která má podobu rastru. Pro takovou grafickou informaci existuje mnoho formát. Jsou jich urit alespo dv desítky (staí se podívat na možnosti formátu exportu u výše zmiovaných editor). Nkteré notn zastaralé, jiné moderní, ale vtšina z nich vznikla spolu s njakým operaním systémem nebo programem a pitom poskytují tém totožné možnosti uložení grafické informace. 14

15 2. Obraz Za nejrozšíenjší mžeme považovat GIF, JPEG, TIFF a PNG. Každý z nich má specifické vlastnosti, které do znané míry urují vhodnost jeho použití Kompresní algoritmy obrázk Kompresní metody jsou ztrátové a bezztrátové. Techniky bezztrátové komprese vám umožují zkomprimovat data a následn je dekomprimovat beze ztráty informací. Napíklad, vyjádit cenu tyicet devt korun devadesát devt halé jako 49,99 korun zabere mén místa, pesto však pi pevodu z jednoho formátu do druhého nedojte ke ztrát informací. Techniky ztrátové komprese po dekompresi nedávají zcela pesn pvodní data. Uložit tyicet devt korun devadesát devt halé jako 50 korun je už poádná komprese a dost možná pi ad použití bude vyhovovat, ale po dekompresi vyjde padesát korun a tudíž to nebude zcela pesné. Použijme pro ukázku komprese obrázek lesa, který je uložen ve formátu BMP a jeho velikost je 740 KB. Formát BMP ukládá data rastru bez komprese. Nejjednodušší druh komprese je úseková komprese, pi které se v obrázku hledají opakujicí se bajty, a zjištná opakující se skupina bajt se zapíše pouze jednou. Máte li napíklad vodorovnou linku z 500 obrazových bod, algoritmus je nebude ukládat jako modrá, modrá, modrá...; místo toho se pi použití úsekové komprese zapíše informace opakuj, 'obrazový bod modrá' 500krát. Pi uložení ve formátu s úsekovou kompresí se zmenší velikost souboru na pouhých 249 KB. Formát s úsekovou kompresí je bezztrátový. Nejbžneji používaná ztrátová technika komprese se nazývá JPEG. Po uložení jako soubor JPEG se velikost souboru zmní ze 740 KB na 95 KB (ten samý obrázek z formátu BMP do formátu JPEG). Porovnáte-li vzájemn oba obrazy, není vidt žádný rozdíl. Krom úsekového kódování a JPEG existuje ješt ada dalších technik. Jednou z nich je Variable Content Encoding (VCE) (kódování s promnným obsahem), pi kterém kodek v obraze vyhledává opakující se skupiny bajt. Kdyby se napíklad v obraze nkolikrát opakovala skupina r,r,b,b,r,r,b,b,r,g,g,g,g,r, kodek by sestavil slovník této a dalších opakujících se skupin. Každé skupin by piadil krátký 15

16 2. Obraz identifikátor, který by v ukládaném souboru dále používal. Píbuzná je i další bezztrátová metoda, která se nazývá Huffmanovo kódování. To je použito v kompresních programech, jako jsou nap. PKZIP nebo LHARC. Na následujících stranách bych chtla pedstavit ti nejbžnji používané grafické formáty pro WWW. 2.1 GIF Staeek formát a zárove problémové dít. Zkratka GIF znamená "Graphics Interchange Format", esky formát pro výmnu grafických informací. Jeho první specifikaci publikovala v roce 1987 firma CompuServe. GIF je tudíž nejstarším zformát, se kterými se na Webu setkáte. S dvouletým odstupem byla jeho difinice rozšíena o nkteré další prvky. Proto se vyskytují dv varianty formátu: GIF 87a a GIF 89a. Pokud vás z jakéhokoli dvodu zajímá, ve které variant je uložen práv váš obrázek, staí jej otevít bžným textovým editorem. Hodnoty poáteních bajt v souboru tvoí etzec GIF87a nebo GIF89a. Novjší verze GIFu je shora kompatibilní se svou pedchdkyní. Nepoužíváte-li nkterou z moderních vymožeností, jako je prhlednost nebo animace, dávejte pednost staršímu formátu Paleta barev Charakteristickou vlastností GIFu je, že neukládá pímo barvy jednotlivých bod obrázku. Místo toho používá jejich nepímé vyjádení pomocí barevné palety. Paleta je seznam všech barev, které mohou být v obrázku použity. Ve formátu GIF jsou každé barv v palet vnovány ti bajty, které obvyklým zpsobem uchovávají intenzitu modré, ervené a zelené složky barvy. Jednotlivé body rastru pak nejsou popsány pomocí jejich skutené barvy, ale pouze indexem (indexuje se od 0) dané barvy v palet. Výsledný soubor pak samozejm musí obsahovat jak paletu, tak i samotný rastr. 16

17 2. Obraz Použití barevné palety s sebou pináší jednu výhodu. Podle potu barev v obrázku lze regulovat, kolik bit bude poteba na reprezentaci jednoho obrazovkového bodu. Máte-li napíklad šestnáctibarevný obrázek, bude paleta obsahovat pouhých šestnáct barev s ísly 0 až 15. ísla z tohoto rozsahu lze uložit do ty bit (2 4 = 16), takže jeden bajt souboru pojme informace o barv dvou bod obrázku. Pro uložení kompletní barevné informace bez palety by byly poteba ti bajty (24 bit) na jeden obrazovkový bod, tedy šestinásobek. Pi ukládání obrázku do formátu GIF je teba specifikovat, kolik barev se má používat. Na tom závisí velikost palety i poet bit, použitých pro uložení barev jednotlivých bod. Typické hodnoty shrnuje následující tabulka. Poet barev Poet bit Použití pro 16 4 perové kresby, nápisy 32 nebo 64 5 nebo 6 fotografie Komprimace Aby vc nebyla tak jednoduchá, jsou data rastru komprimována. GIF používá velmi efektivní algoritmus LZW. Základem jeho innosti je, že nahrazuje asto se opakující sekvence bit kratšími kódy (ím astjší výskyt, tím kratší kód se snaží zvolit). Výsledek se svou velikostí píliš neliší od výsledk souasných komprimaních program, jako jsou PKZIP, ARJ a podobn. Z toho dvodu nepinese komprese soubor GIF pomocí tchto program žádný efekt. Vzhledem k tomu, že komprimace vychází z uložení obrázku po ádcích, chová se asymetricky. Otoíte-li obrázek o 90 o a uložíte, bude velikost souboru jiná. Komprimace je efektivnjší, pokud se barva pixel ve vodorovném smru mní co nejmén. Algoritmus LZW má ješt jednu velkou výhodu. Tou je mimoádn vysoká komprese pro obrázky, které obsahují velké plochy vyplnné stejnou barvou. To si ostatn mžete vyzkoušet sami. Vytvote dva obrázky. Jeden o velikosti 10x10 bod, který bude celý vyplnn pouze bílou barvou a druhý taktéž bílý o velikosti 100x100. Uložíte-li oba ve formátu GIF89a s barevnou paletou 256 barev, ml by ten první mít 17

18 2. Obraz velikost 821 a ten druhý 964 bajt. Jevidt, že akoli se poet bod obrázku zvtšil stonásobn, velikost souboru vzrostla asi o 20%. Tento efektivní a lákavými vlastnostmi oplývající algoritmus pro kompresi dat má však nemalou pihu krásy. Je totiž patentovaný. Dost dlouho se zdálo, že tato vlastnost nebude nijak na pekážku. V roce 1994 však ohlásila firma Unisys, která je vlastníkem patentu, že hodlá za jeho použití vybírat licenní poplatky. Na Internetu se rozpoutala hotová boue, potože se chvíli zdálo, že platit bude muset každý, kdo používá GIFy na svých stránkách (což je snad každý). Nakonec vše vykrystalizovalo tak, že licenní poplatky jsou vyžadovány pouze od autor komerních program, které pracují s formátem GIF. Pesto však byl tento grafický formát znan diskreditován a zaal se hledat vhodný nástupce. Tyto snahy vyústily ve vytvoení formátu PNG, o kterém se zmíním zanedlouho. Arzenál lákadel GIFu jem však dosud nevyerpala. Jedná se o vlastnosti, které se na Webu mimoádn osvdily. Jsou to: animace, prhlednost a prokládání. Všechny jsou v GIFu realizovány velmi primitivn, nicmén jsou k dispozici a na základ zkušeností s nimi se ovilo, že dotyné vlastnosti jsou pro Web velmi lákavé Prhlednost Díky prhlednosti lze ukládat obrázky, které nemají obdélníkový tvar. Pesnji eeno: uložená data sice jsou obdélníková, ale nkteré body obrázku lze oznait za prhledné a tím je vlastn z obrázku vypustit. Ve výsledku pak obrázek mže mít nepravidelné obrysy a dokonce uvnit díry. Prhlednost byla zavedena až v novjší variant GIF89a. Realizuje se velmi prost jednu z barev v palet mžeme oznait za prhlednou. Klient pak body, které nesou tuto barvu, nebude zobrazovat a nechá v nich "prosvítat" barvu podkladu Prokládání Prokládání umožuje udlat si hrubou pedstavu o tom, co je na obrázku ješt mnohem díve, než dorazí a než se zobrazí všechna jeho data. Funguje to tak, že se ádky obrazových bod neuloží v poadí shora dol. Místo toho se nejprve uloží 18

19 2. Obraz každý osmý ádek z celého obrázku, po nich pak každý tvrtý, každý druhý a nakonec chybjící ádky. Naítá-li prohlíže obrázek, uložený standardním zpsobem, zobrazuje postupn jeho ádky shora dol. Uživatel tedy vidí jen takovou ást, která dosud dorazila. Naproti tomu pi prokládaném GIFu klient po píchodu malé ásti dat získá rámcový pehled o celém obrázku. Dorazí-li osmina souboru, zná již každý osmý ádek obrázku. Na základ této znalosti odhadne obsah chybjících ádk a svou pedstavu zpesuje a zárove zjemuje kresbu. Uživatel si podstatn díve vytvoí pedstavu o obsahu obrázku a mže napíklad zastavit naítání obsahu stránky. Velikost souboru sice prokládáním mírn vzroste, ale u vtších obrázk se však rozhodn vyplatí Klady a zápory formátu GIF: Pro A Proti Dobe zvládá obrázky s ostrými pechody barev (nápisy, loga, perokresby). Efektivní komprese výše zmínných obrázk (pedevším monotónních ploch). Velmi dobrý pro malé obrázky. Umožuje animaci, prokládání aprhlednost. Vhodný pro použití na Web. Nanejvýš 256 barev. Kompresní algoritmus patentován. Nevhodný pro fotorealistické obrázky (256 barev prost nestaí). Tabulka 1: Klady a zápory formátu GIF 2.2 PNG Formát PNG vznikal pod kídly W3C a ml odstranit základní nevýhody GIFu patentovaný algoritmus a omezený poet barev Barvy Je všeobjímající. Umožuje ukládat obrázky s indexovanými barvami a barevnou paletou, monochromatické (jednobarevné) i obrázky s plnou barevnou informací. 19

20 2. Obraz V posledním pípad nabízí bu jeden nebo dva bajty na vyjádení intenzity každé barevné složky. PNG (Portable Network Graphics) je formát bezztrátový obrázek je uložen pesn ve své pvodní podob. Navícknmu lze pipojit celou adu doplujících informací. Slouží k tomu, aby jej bylo možné reprodukovat co nejvrnji. Patí mezi n pomr stran obrazovkového bodu, gama korekce a další informace sledující co nejvrnjší zachování barev. Krom nich lze, stejn jako v ostatních formátech, pipojit komentái dobu vzniku Komprimace Použitý komprimaní algoritmus se nazývá deflate. Jeho základní princip se do jisté míry podobá algoritmu GIFu. Ve vtšin pípad bývá deflate ješt úspšnjší než LZW. Úspšnost komprimace mžete ješt zvýšit použitím tzv. filtr. Díky nim nemusíte kódovat celá data obrázku, ale napíklad jen rozdíly aktuálního ádku proti pedchozímu. Jist není teba zdrazovat, že vhodn zvolený filtr mže významn zmnšit objem dat Prhlednost PNG je jednoznan nejlepší z univerzálních formát v oboru prhlednosti. Každému bodu obrázku mže být pidlen jeden nebo dva bajty, udávající míru jeho prhlednosti. Vržený stín mžete díky nmu realizovat tak, že vytvoíte silnou ernou áru, jejíž phlednost se bude postupn zvtšovat. Informace o míe prhlednosti jednotlivých bod obrázku bývá nazývána alfa kanál. Ukládáte-li PNG s barevnou paletou, mžete alespo ke každé barv palety pipojit informaci o stupni její prhlednosti Prokládání PNG má také velmi rafinovaný algoritmus prokládání, který se nazývá Adam7. Tentokrát se nemní poadí obrazových ádk, ale dokonce jednotlivých bod. Nejprve se po obrázku rozhodí velmi ídká sí bod, které pokryjí jeho plochu se 20

21 2. Obraz znanými mezerami. Ta je postupn zahušována. Dostaví se podobný zaostující efekt, jako v pípad JPEG. Pi prokládaném uložení se celý obrázek prochází sedmkrát (na rozdíl od ty prchod GIFu) Klady a zápory formátu PNG: Pro A Proti Bez ztráty grafické informace. Plná barevná informace (24 i 48 bit) Velmi univerzální. 256 nebo dokonce úrovní prhlednosti Neumí animaci. Píliš velké sobory pro pln barevné fotografické obrázky. Nelze používat paletu s 32 nebo 64 barvami. Tabulka 2: Klady a zápory formátu PNG 2.3 JPEG Tato zkratka vznikla z názvu Joint Photographic Experts Group. JPEG je pedevším uren pro ukládání fotografií nebo obecnji eeno, pro ukládání obrázk reálného svta Charakteristika Jeho specialitou je, že je ztrátový. To znamená, že uložíte-li obrázek ve formátu JPEG, mže být více nebo mén pozmnn. Tyto zmny jsou provádny tak, aby umožnily co nejvtší komprimaci obrazových dat, ale zárove aby byly co nejmén viditelné. Využívá se pi nich specifických vlastností lidského oka, které je obecn citlivjší na zmny jasu, než na zmny barvy. Proto si JPEG dovoluje obas njaký ten bodík lehce pebarvit, aby co nejvíce ušetil. Díky tomuto mechanismu, kombinovanému s komprimaním algoritmem, dokáže velmi výrazn zmenšit objem dat nutných k reprezentaci fotorealistického obrázku. Ve srovnání s pvodní velikostí obrazových dat se mluví o kompresním pomru 1:10 až 1:20. 21

22 2. Obraz Skutenost, že JPEG nezachovává pesn pvodní obrázek, je ve svt grafických formát zcela unikátní. Piznejme si však, že nkteré z formát jsou skryt ztrátové. Napíklad GIF podporuje nanejvýš 256 barev. Chcete-li v nm uložit barevnjší data, musíte nejprve zmenšit poet jejich barev. Tím také dochází ke zmn, pestože se tento zjednodušený obrázek pak ukládá zcela pesn. Vtšina program, umožující ukládání ve formátu JPEG, nabízí nastavení kvality obrázku. Nejastji se zadává v podob potu procent. ím více, tím je uložený obrázek kvalitnjší, ale zárove ivtší. Je teba vždy mírn experimentovat, protože poet procent nepedstavuje v této souvislosti žádný pesný údaj Rozostení hran Nepíjemnou vlastností JPEG je, že rozostuje hrany. Obsahuje-li obrázek ostrý pechod dvou barev, dojde k jejich uritému promíchání a linie pechodu barev se rozmaže. To výrazn zhoršuje použitelnost JPEG pro obrázky typu perokresby i nápisu, kde se to ostrými hranami jen hemží. Navíc v takových obrázcích bývají velké monotónní plochy, pi jejichž ukládání není JPEG zdaleka tak efektivní jako GIF. Je vidt, že formát JPEG byl navržen pro fotografie. Mjte na pamti, že ke snížení kvality dochází pi každém uložení do formátu JPEG. Pokud je obrázek již uložen v tomto formátu, pak provedení jakýchkoli úprav a opakované uložení ve formátu JPEG, degraduje kvalitu grafické informace ztrátovou kompresí. Výsledný obrázek vypadá ješt mnohem hže než obrázek pvodní. JPEG je proto zcela nevhodný jako pracovní formát. Mli byste se snažit ukládat obrázek vždy jen jednou. A to v samém závru jeho zpracování Kompletní barvy Ve srovnání s GIFem je jasnou pedností JPEGu jeho schopnost ukládat kompletní barevnou informaci (24 bit). Postrádá však adu vylepšení, která se ve svt WWW ukázala být jako velmi prospšná. JPEG neumožuje prhledné ásti obrázku, animaci a ve své pvodní podob ani nic podobného prokládání. 22

23 2. Obraz Progresivní JPEG Poslední z citovaných nedostatk nahradila až novjší varianta progresivní JPEG. V tomto formátu je v jednom souboru obrázek uložen nkolikrát za sebou, vždy s rostoucí kvalitou. Na zaátku je tedy uložen velmi nekvalitn, ale v malém potu bajt. Jakmile jej klient ze sít obdrží, je schopen zobrazit pibližnou polobu. Postupn mu ze sít picházejí další data a on je schopen zobrazovat lepší a pesnjší verze. Výsledkem je, že se obrázek na stránce zaostuje. Data z každé verze se používají i ve verzích následujících, které obsahují pouze rozšíení. Díky tomu se celková velikost souboru, ve srovnání s obyeným JPEG, nijak výrazn nezvtší. Nejlepší možnosti pro vytvoení JPEG obrázku nabízí Adobe Photoshop verze 4. Kvalitu si mžete nastavit v deseti stupních pomocí posuvníku nebo využít zjednodušenou tystupovou nabídku. Ve spodní ásti okna mžete zvolit uložení ve form progresivního JPEG a zvolit poet prchod, bhem nichž bude docházet k"zaostování" obrazu. K dispozici máte ti ažpt prchod Klady a zápory formátu JPEG: Pro A Proti Výborný pro fotografie a obrázky podobného charekteru (plynulé pechody barev) i k použití na Web. Plná barevná informace (24 bit). Nastavitelná kvalita a s ní spojená velikost. Ztráta (zkreslení) ásti grafické informace. Nevhodný pro kresby a nápisy Neefektivní pro souvislé jednobarevné plochy a obrázky malých rozmr. Neumí prhlednost a animaci. Tabulka 3: Klady a zápory formátu JPEG 23

24 3. Zvuk 3. ZVUK Vlastnosti zvuku Zvuk se skládá z vln (kmit) o nestejném tlaku. Tlak vytváejí ve vzduchu naše hlasivky, hudební nástroje nebo pírodní síly. Chcete-li porozumt zvukm, musíte se nauitinco málo o signálech. Rozmry tohoto signálu jsou amplituda a frekvence. Amplituda by ml býtdvrn známý pojem, jelikož o amplitud mluvíme skoro poád nazýváme ji ovšem hlasitost nebo síla zvuku. Pi komunikaci lidským hlasem je síla zvuku nositelem významu, mže napíklad signalizovat naléhavost. Použijeme ji také, potebujeme-li, aby se zvuk daleko rozléhal. U grafického znázornní sinusové vlny znamená amplituda výšku. U signál amplituda odpovídá také výkonu použitému pro penos. Pi penášení dat se musí telekomunikaní technici vyrovnat se skuteností, že pi penosu dat na uritou vzdálenost se snižuje amplituda signálu a dochází k jeho zeslabení neboli útlumu. Signál se dá ásten obnovit zesílením; celá práce zesilovaespoívávezvtšování amplitudy signálu. U komunikaních systém udává výkon neboli amplituda dv následující vci: Penosový výkon komunikaního média. A co je možná dležitjší, istotu komunikaního média pomr výkonu šumu k výkonu signálu nazývaný jako odstup signálu od šumu. Další charakteristikou sinusové vlny je frekvence ili kmitoet. Frekvence udává, kolikrát kmitne vlna nahoru a dol bhem daného asového intervalu. Frekvenci míme v cyklech za sekundu, astji se však používá jednotka hertz. Tato jednotka znaí opt poet cykl za sekundu. Jméno dostala po Gustavu Hertzovi, nmeckém fyzikovi, který za práci zabývající se vlastnostmi elektron získal Nobelovu cenu. Hertz se obvykle zkracuje na Hz. Mluvíme-li o zvuku, mluvíme o frekvencích; eknete-li o nkom, že má vysoký hlas, naznaujete tím, že jeho hlas vytváí frekvence, jejichž rozsah je v prmruonco vyšší, než je u lidských hlas zvykem. 24