1.2. Описание сцены

Для описания сцены и ее динамического изменения в МРЕG-4 используется специально разработанный двоичный язык BIFS (Вinаrу Format for Sсеnеs — двоичный формат описания сцен). Описание сцены указывает декодеру, где и когда воспроизводить объекты, входящие в сцену, и как реагировать на воздействие пользователя. Чтобы увязать ES с медиа-объектами в сцене, используются дескрипторы объекта. Они переносят информацию о числе и свойствах ES, связанных с конкретными медиа-объектами. Сами дескрипторы также переносятся в одном или нескольких ES, поэтому нетрудно добавить или удалить объект во время сеанса. Потоки дескрипторов могут рассматриваться как описания потоковых ресурсов для представления, а описание сцены служит для изменения пространственно-временного размещения объектов в сцене. МРЕG-4 определил специальный язык синтаксических описаний для точного описания синтаксиса потоков, переносящих информацию о медиа-объектах и описания сцен. Он представляет собой расширение языка С++ и позволяет дать точное описание синтаксиса и в то же время упростить проверку на соответствие.

BIFS оперирует двумя протоколами модификации сцены во времени — командным (BIFS-Command) и анимационным (BIFS-Anim). Командные потоки BIFS позволяют загружать новую сцену, изменять свойства объектов, вводить и уничтожать объекты. Потоки BIFS-Anim управляют процессами анимации сцены, например, изменением точки взгляда, перемещением, трансформацией размера, плавным изменением цвета, освещенности и т.д. Синхронизация потоков осуществляется путем временной привязки. Как и в предыдущих стандартах МРЕG, один вид временной метки обеспечивает синхронизацию тактовых частот кодера и декодера, метки другого вида, привязанные к функциональным единицам аудиовизуальных данных, содержат желаемое время декодирования (для единиц доступа) или время завершения компоновки (для компоновочных единиц).

Основные принципы BIFS заимствованы из языка VRML (Virtual Reality Modelling Language — язык моделирования виртуальной реальности), разработанного для создания 3D графики. Это широко распространенный и в значительной степени бесплатный язык программирования, точнее, эффективный 3D формат обмена, как бы объемный аналог НТМL. Некоторые виды информации лучше воспринимаются в объемном виде — игры, результаты научных исследований, архитектурные решения. VRML обеспечивает интеграцию трехмерных, двумерных, текстовых и мультимедийных объектов в связную модель. Он оперирует объектами, каждый из которых имеет различные атрибуты. Объект называется узлом, а атрибуты — полями. Число полей зависит от типа узла. Полный перечень узлов и полей известен как граф (разветвленная древообразная структура). VRML включает большинство используемых в 3D приложениях средств: иерархические трансформации, источники света, выбор точки взгляда, анимацию, свойства материала, отображение текстуры и т.д.

Язык BIFS позаимствовал у VRML структуру описания сцены в виде графа, модели поведения, графические примитивы для построения 3D-изображений: конусы, сферы, сетки, текстовые примитивы, текстурирование и подсветку (всего их 36). В то же время BIFS имеет существенные отличия от VRML, в него внесены новые решения:

1) VRML — язык высокого уровня, BIFS — двоичный, благодаря этому объем сообщений в нем в 10…15 раз меньше, чем в VRML; хотя объем описаний сцены обычно меньше, чем аудиовизуальной информации, эти описания передаются непрерывно и могут в результате составить заметную часть передаваемых данных, поэтому сжатие потоков BIFS достаточно актуально;

2) VRML работает с файлами, предварительно загружаемыми в процессор, а BIFS предназначен в первую очередь для потоковой передачи в реальном времени;

3) BIFS позволяет работать как с 2D, так и с 3D объектами, осуществлять масштабирование, перемещение, вращение, более того, впервые решена задача представления в одной сцене и 2D, и 3D объектов.