1. Общая часть

   1. Обоснование актуальности разработки мультимедийного электронного учебного пособия по программному пакету 3Ds Max

В образовании мультимедиа используется для создания компьютерных учебных курсов (популярное название CBTS) и справочников, таких как энциклопедии и сборники. CBT позволяет пользователю пройти через серию презентаций, тематического текста и связанных с ним иллюстраций в различных форматах представления информации. Edutainment – неофициальный термин, используемый, чтобы объединить образование и развлечение, особенно мультимедийные развлечения. Теория обучения за последнее десятилетие была значительно развита в связи с появлением мультимедиа. Выделилось несколько направлений исследований, такие как теория когнитивной нагрузки, мультимедийное обучение и другие. Возможности для обучения и воспитания почти бесконечны. Идея медиа-конвергенции также становится одним из важнейших факторов в сфере образования, особенно в сфере высшего образования. Определяемая как отдельные технологии, такие как голосовые (и функции телефонии), базы данных (и производные приложения), видео-технологии, которые сейчас совместно используют ресурсы и взаимодействуют друг с другом, синергетически создавая новые оперативности, медиа-конвергенция – это стремительно меняющийся учебный курс дисциплин, преподаваемых в университетах по всему миру. Кроме того, она меняет наличие, или отсутствие таковой, работы, требующей этих “подкованных” технологических навыков.

Используя мультимедийные технологии можно добиться на много большего качества восприятия информации, чем, если бы было использовано текстовое представление информации. Графическое изображение процесса работы позволяет наглядно показать действия и их следствие. Особенно это актуально для изучения программ с большим спектром настроек и не интуитивной навигацией, коим и является программный пакет 3Ds Max.

Прокомментированные изображения меню и настроек программы, сделанные в процессе параллельного с пользователем выполнения задания, позволяет достичь максимального понимания промежуточных целей, а так же действует как мотивация ввиду достижимости цели.

2. Типы данных мультимедиа и их использование

Для представления информации в мультимедиа наиболее популярны три типа данных. Это изображения, видео и аудио. Для всех этих типов мультимедиа сложились определенные стандарты, обусловленные программными и аппаратными аспектами.

Изображения делятся на анимированные и статические. Статические изображения выполняются векторной и растровой графикой.

Растровая графика создается путем оцифровки с помощью различных плат захвата, фотоаппаратов, сканеров, а так же созданные на компьютере в специализированных программных пакетах или же скриншоты экрана. Оцифрованные изображения могут быть произвольного разрешения, от 32х32 пикселей до десятков мегапикселей. Растровое изображение представляет собой сетку пикселей, в каждом из которых хранится информация о трех цветах (RGB) смешение которых дает полную палитру цветов. Ввиду этого, размер файлов, при большом разрешении (десятки мегапикселей), становится неприемлемым для передачи через каналы связи. В связи с этим используется сжатие изображений. Наиболее популярный формат сжатия для растровой графики - формат jpg. При сжатии изображение преобразуется из цветового пространства RGB в YCbCr (YUV).

Следует отметить, что стандарт JPEG (ISO/IEC 10918-1) никак не регламентирует выбор именно YCbCr, допуская и другие виды преобразования (например, с числом компонентов, отличным от трёх), и сжатие без преобразования (непосредственно в RGB), однако спецификация JFIF (JPEG FileInter change Format, предложенная в 1991 году специалистами компании C- Cube Micro systems, и ставшая в настоящее время стандартом де-факто) предполагает использование преобразования RGB->YCbCr. Такой формат сжатия обеспечивает малый размер файлов при достаточно высоком качестве изображения и применим для передачи по тонким каналам связи.

Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами. Ввиду этого размер файлов очень мал. Но у векторной графики есть существенный минус, это недостижимость фотореалистичности. Наиболее популярным языком для представления растровой графики является SVG. Это язык разметки масштабируемой векторной графики, созданный Консорциумом Всемирной паутины (W3C) и входящий в подмножество расширяемого языка разметки XML, предназначен для описания двумерной векторной и смешанной векторно/растровой графики в формате XML. Поддерживает как неподвижную, так анимированную и интерактивную графику — или, в иных терминах, декларативную и скриптовую. Не поддерживает описание трёхмерных объектов (не путать с имитацией трёхмерности путём светотени). Это открытый стандарт, является рекомендацией консорциума W3C, — организации, разработавшей такие стандарты, как HTML и XHTML. Разрабатывается с 1999 года, в 2001 году вышла 1.1 версия, которая остается актуальной до сегодняшнего дня, в активной разработке версия 1.2. В основу SVG легли языки разметки VML и PGML.

Анимированные изображения так же бывают векторные и растровые. В анимированных изображениях, помимо информации о цвете, содержится информация о положении объектов во времени.

Для представления растровой анимированной графики используется формат GIF. Это популярный формат графических изображений. Он способен хранить сжатые данные без потери качества в формате не более 256 цветов. Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году (GIF87a) фирмой Compu Serve для передачи растровых изображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован (GIF89a), были добавлены поддержка прозрачности и анимации. GIF использует LZW-компрессию, что позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы).

Для представления видео невозможно использовать те же принципы что и для изображений, нельзя просто поставить друг за другом 25 изображений и пусть друг за другом. Одна минута цифрового видеосигнала в разрешении 288х358 и цветопередачей true color (24 бита) займёт (288 x 358) пикселов x 24 бита x 25 кадров/с x 60 c = 442 Мб, что само собой неприемлемо. Для сжатия видео-потока используются видеокодеки. Видеокодек — программа/алгоритм сжатия (то есть уменьшения размера) видеоданных (видеофайла, видеопотока) и восстановления сжатых данных. Кодек — файл-формула, которая определяет, каким образом можно «упаковать» видео контент и, соответственно, проиграть видео. Сжатие было бы невозможно, если бы каждый кадр был уникален и расположение пикселов было полностью случайным, но это не так. Поэтому можно сжимать, во-первых, саму картинку — например, фотография голубого неба без солнца фактически сводится к описанию граничных точек и градиента заливки. Во-вторых, можно сжимать похожие соседние кадры. В конечном счёте, алгоритмы сжатия картинок и видео схожи, если рассматривать видео как трёхмерное изображение со временем как третьей координатой. Сейчас наиболее популярен алгоритм H.264.

H.264, MPEG-4 Part 10 или AVC (Advanced Video Coding) — лицензируемый стандарт сжатия видео, предназначенный для достижения высокой степени сжатия видеопотока при сохранении высокого качества. Он был создан ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) совместно с ISO / IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) в рамках совместной программы Joint VideoTeam (JVT).Стандарты ITU-T H.264 и ISO/IEC MPEG-4 Part 10 (формальное название — ISO/IEC 14496-10) технически полностью идентичны. Финальный черновой вариант первой версии стандарта был закончен в мае 2003 года. Используется в цифровом телевидении высокого разрешения (HDTV) и во многих других областях цифрового видео.