08 L elaborazione multimediale. Dott.ssa Ramona Congiu

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1 08 L elaborazione multimediale Dott.ssa Ramona Congiu 1

2 I multimedia I multimedia vengono impiegati nei giochi, nelle presentazioni aziendali, nei programmi educativi e di addestramento professionale, nelle simulazioni e in tanti altri campi. Inizialmente i multimedia erano impiegati quasi esclusivamente nella creazione di giochi. 2

3 I multimedia Oggi i multimedia sono utilizzati in molti campi perché può rendere più divertenti le esperienze educative. I bambini, giocando con i programmi multimediali imparano a leggere e a risolvere problemi matematici molto più facilmente, considerando l apprendimento come un gioco. Questo ha svelato le incredibili potenzialità dei multimedia, il cui uso, oggi, non è più limitato ai videogiochi ma si è allargato a molte altre attività. 3

4 I multimedia nell addestramento all uso del software Poiché i programmi tendono a diventare sempre più complessi, i produttori di software hanno cominciato a inserire nelle loro applicazioni delle presentazioni multimediali per illustrare all utente le nuove funzioni e il loro impiego. In ambito aziendale questa forma di assistenza riduce notevolmente il carico di lavoro del personale di supporto tecnico, spesso oberato da richieste di aiuto. In questo modo per il singolo utente diventa più facile apprendere l uso di un nuovo programma. 4

5 I multimedia nel campo dell istruzione e della formazione I multimedia vengono ampiamente utilizzati in ambito scolastico e aziendale per scopi educativi o come supporto ai corsi di formazione. I programmi multimediali, infatti, consentono di adattare un percorso di studio alle esigenze di ogni singolo studente attraverso presentazioni interattive che combinano suoni, filmati e animazioni in modo accattivante e al contempo funzionale. 5

6 I multimedia nel web Inizialmente i documenti presenti nel Web erano costituiti soltanto da testo. L introduzione della grafica aprì il campo a nuove possibilità: fotografie e disegni potevano essere usati per illustrare e spiegare le caratteristiche di prodotti e accessori. La multimedialità fu introdotta grazie a strumenti quali Java, Shockwave e Flash che integrano nelle pagine Web suoni, immagini e animazioni consentendo all utente di interagire con il loro contenuto. 6

7 I multimedia in ufficio Utilizzando tecnologie come OLE o ActiveX di Microsoft è possibile inserire suoni e filmati anche in documenti realizzati con un elaboratore testi o un foglio elettronico. L applicazioni Windows Media Player controlla i dispositivi hardware multimediali e consente all utente di avviare e interrompere filmati, animazioni e suoni integrati in un documento. Questo lettore multimediale può essere inserito anche in un documento appartenente a un altra applicazione. 7

8 Le basi di dati multimediali Recentemente sono state sviluppate delle speciali basi di dati dette server universali, in grado di archiviare nei propri campi grafica, testi, suoni e video. Per creare una presentazione multimediale o un sito Web aziendale si può attingere a questi potenti database, che rappresentano i nuovi archivi delle organizzazioni. 8

9 Gli strumenti multimediali 9

10 Le immagini Le immagini che si vedono nei programmi multimediali e in molti documenti stampati sono state create e manipolate per mezzo del computer in un formato digitale. Possiamo distinguere due tipi principali di grafica computerizzata: La grafica bitmap La grafica vettoriale 10

11 Le immagini bitmap Un immagine bitmap è costituita da ua matrice di pixel di vari colori. Le dimensioni dell immagine sono determinate dalla quantità di pixel che la compongono. Un immagine 640x480 contiene 640 pixel in orizzontale e 480 in verticale. Nell immagine vista alla sua grandezza naturale i pixel appaiono fusi in toni continui. Se si ingrandisce l immagine si possono distinguere i pixel che la compongono. 11

12 Le immagini bitmap Tutte le fotografie e le immagini sono a mappa di bit e quelle che non lo sono possono comunque essere salvate o esportate in un formato bitmap. Un immagine prima di esserne stampata viene convertita in formato bitmap. Per comporre o modificare un immagine in questo formato si può usare il semplice programma paint. 12

13 Le immagini bitmap Questo tipo di immagine è molto utilizzato ma presenta alcuni problemi: Le immagini bitmap vanno stampate o visualizzate nelle loro dimensioni determinate dal loro numero di pixel, perché se vengono ingrandite perdono di qualità. A causa del numero di pixel e dei colori che contengono occupano molto spazio. Per evitare questo problema sono stari sviluppati dei formati grafici come GIF e JPEG che memorizzano le immagini in formato compresso. 13

14 I formati di file bitmap BMP: formato standard non compresso per sistemi Microsoft File con estensione.bmp. PCX: utilizzato con programmi di tipo paint e editoria elettronica. File con estensione.pcx GIF (Graphic Interchange Format): molto diffuso nel web perché essendo compresso consente di trasferire i file molto più velocemente di altri formati. Permette la trasparenza. File con estensione.gif JPEG (Joint Picture Experts Group): in questo formato vengono compresse le immagini con dimensioni ancora più ridotte delle gif. File con estensione.jpeg o.jpg TIFF (Tagged Image File Format): qualità alta, le dimensioni dei file sono molto grandi. File con estensione.tif PNG (Portable Network Graphic): simile al GIF ma supporta più colori. Permette la trasparenza. File con estensione.png 14

15 La grafica vettoriale La grafica vettoriale disegna le immagini mediante un insieme di oggetti grafici, come linee e rettangoli, ellissi, archi e curve, chiamati generalmente primitive. Questi elementi vengono memorizzati come coordinate numeriche e formule matematiche, specificando la loro forma e posizione nell immagine. I programmi di tipo draw, a grafica vettoriale, sono molto usati per realizzare progetti professionali e nel campo della multimedialità per la realizzazione di animazioni tridimensionali. 15

16 La grafica vettoriale Questo tipo di programmi presenta una serie di vantaggi rispetto a programmi di tipo paint: Un controllo più accurato di linee e colori. Possibilità di mettere di traverso o far ruotare gli oggetti per vederli da diverse prospettive. Possibilità di ingrandire o ridurre le dimensioni dell oggetto a seconda delle esigenze dettate dallo spazio disponibile. Possibilità di modificare facilmente le combinazioni e le sfumature di colore. Possibilità di inserire testo attorno agli oggetti. 16

17 La grafica vettoriale I programmi di grafica vettoriale permettono di vedere un immagine in due modalità differenti: La visualizzazione wire-frame La visualizzazione shared. Nel primo caso si vedono solo le linee di costruzione dell immagine che così può essere manipolata velocemente. Per vedere come sarà l oggetto finale, invece, si possono aggiungere al modello wire-frame le superfici utilizzando colori e ombreggiature. 17

18 La grafica vettoriale 18

19 I programmi di grafica tridimensionale La grafica vettoriale può essere bidimensionale o tridimensionale. I programmi di grafica tridimensionale sono un estensione dei programmi di tipo draw Per creare modelli tridimensionali utilizzano un processo, detto modellazione, basato sulla visualizzazione wire-frame. Nell immagine tridimensionale ogni forma è costituita da una struttura di poligoni. Per dare alla struttura un aspetto solido si ricorre all ombreggiatura, che può consistere nell aggiunta di un solo colore piatto uniforme o in una tecnica più sofisticata come quella che permette di ottenere l effetto di ombre e luci. 19

20 I programmi di grafica tridimensionale 20

21 L animazione In un cartone animato l effetto di azione è movimento è dato dalla proiezione di una serie di immagini fisse, dette celle, a una velocità di almeno 30 al secondo. Anche le immagini create al computer funzionano allo stesso modo e le immagini sono dette fotogrammi. I fotogrammi sono per lo più ottenuti automaticamente dal computer attraverso l inbetweening, per cui viene data al computer solo la posizione iniziale e finale dell oggetto. È il computer stesso che calcola le posizioni intermedie. 21

22 L ombreggiatura Una volta creata la struttura wire-frame di un oggetto di grafica vettoriale a due o tre dimensioni, è necessario aggiungere una superficie che dia all immagine corpo e solidità. Questa operazione viene effettuata da dei programmi, chiamati ombreggiatori, che possono dare colore o anche simulare dei materiali. Con un processo detto texture-mapping è possibile applicare un immagine bitmap a una superficie per renderla più realistica. 22

23 L ombreggiatura Il ray-tracing è una tecnica che permette di disporre di una o più sorgenti luminose che illuminino l oggetto assegnando una posizione all occhio dell osservatore. Un apposito programma analizza i raggi di luce emessi dalla sorgente luminosa e calcola la luminosità e la capacità di riflessione dell oggetto nei vari punti. La radiosity è invece un altra tecnica in cui la luminosità che viene riflessa da ogni oggetto della scena viene calcolata valutando le sorgenti di luce e le riflessioni della luce che provengono da tutte le altre superfici presenti nell ambiente. 23

24 L anti-aliasing La rappresentazione di immagini come mappa di pixel ha l effetto indesiderato di conferire ai contorni dell immagine digitale un aspetto frastagliato, che aumenta se si applicano ingrandimenti rotazioni. Per ovviare a questo problema si ricorre alla tecnica dell anti-aliasing (anti frastagliamento) che addolcisce i contorni frastagliati di un immagine. Questo effetto si ottiene inserendo tra due pixel di colori diversi un pixel di colore o tono di grigio intermedio. Lo scopo di questo processo è rendere meno netto il contrasto tra chiaro e scuro e tra colore e colore quando si visualizza l immagine intera. 24

25 Il morphing La tecnica di morphing consiste nel fondere due immagini per crearne una terza. Ad esempio partendo dalle fotografie di una ragazza e di una donna anziana si può creare l immagine di una persona con le caratteristiche di entrambe. Se questo processo viene effettuato attraverso una serie di passaggi, animando la sequenza si può vedere la ragazza che invecchia a poco a poco. Per rendere questo effetto più realistico alcuni tratti, come ad esempio gli occhi, vengono sovrapposti e fissati nella prima e nell ultima immagine. In questo modo si mettono in risalto i cambiamenti delle altre parti del volto rispetto ai punti fissi. (es. 25

26 I dati audio digitali I suoni classici sono in formato analogico ma come gli altri dati possono facilmente digitalizzati e memorizzati su disco. Le onde analogiche sono campionate in punti posti tutti alla medesima distanza (con la tecnica di campionamento). I suoni in corrispondenza di questi punti vengono misurati e archiviati come valori digitali (numeri) detti dati audio. Quando questi dati vengono riascoltati la scheda audio e i diffusori del computer utilizzano i valori digitali precedentemente memorizzati per ricostruire le onde analogiche originali. 26

27 I dati audio digitali Esistono diversi programmi per registrare, ascoltare e modificare i suoni digitalizzati. Alcuni permettono di regolare il suono di ogni singolo strumento con un mixer grazie al quale si può ottenere il tono o effetto desiderato. È possibile creare sequenze sonore tagliando e incollando i suoni proprio come si fa con le parole in un programma di videoscrittura. Un semplice programma per la registrazione audio è il Sound Recorder di Windows formito col sistema operativo. 27

28 I dati audio digitali Il formato più comune per i file sonori di Windows è WAVE, che hanno come estensione.wav e occupano molto spazio. Per ovviare ai problemi di spazio dei file audio sono stati sviluppato numerosi formati che applicano avanzate tecniche di compressione. Il più diffuso è il formato MP3 che riesce a comprimere la dimensione di un file sonoro anche dieci volte. Questo lo ha reso il formato standard per la diffusione di musica attraverso Internet. 28

29 I dispositivi MIDI La musica generata col computer non consiste solo nella riproduzione di dati audio precedentemente memorizzati. Con un sintonizzatore è possibile anche comporre brani musicali. Questo strumento elettronico è dotato di una tastiera incorporata ed è in grado di riprodurre i suoni di un intera orchestra o di creare effetti. Parte della musica moderna nasce dalla collaborazione di veri musicisti e tecnici del suono che creano gli effetti sonori con il sintonizzatore. 29

30 I dispositivi MIDI Per standardizzare le comunicazioni tra gli elaboratori e gli strumenti musicali elettronici, vengono utilizzati i dispositivi MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Se si connettono due tastiere MIDI con un cavo, le note suonate su una tastiera (master) vengono riprodotte dalle altre (slave). Quando gli strumenti MIDI vengono collegati a un elaboratore dotato del software adeguato, è possibile memorizzare, comporre, arrangiare, registrare, modificare, ascoltare la propria musica. 30

31 I dispositivi MIDI 31

32 I dispositivi MIDI A differenza dei file WAVE, i file MIDI non memorizzano suoni, bensì comandi (come le note musicali di un determinato strumento) che vengono inviati ai dispositivi MIDI per riprodurre i suoni desiderati. Di conseguenza, i file MIDI che hanno come estensione.mid occupano molto meno spazio rispetto ai file WAVE. 32

33 Il suono multimediale Le schede audio più recenti sono il grado di simulare l acustica di un teatro utilizzando due soli diffusori. Per ottenere questo tipo di suono detto suono tridimensionale, i diffusori devono però supportare la tecnologia SRS (Sound Retrieval System) che registra e riproduce i suoni creando effetti acustici simili a quelli di una sala concerti. 33

34 I video L uso dei video nei multimedia è sempre più diffuso nonostante le immagini visualizzare dal computer tendano, in alcuni casi, ad apparire piccole, confuse e discontinue a causa delle enormi dimensioni dei file e del tempo necessario per il loro trasferimento. I progressi in questo campo sono comunque stati notevoli, e in alcuni casi (come ad esempio la memorizzazione di film su dischi ottici DVD) le immagini trasmesse, gestite e memorizzate dai computer hanno raggiunto e addirittura superato la qualità delle immagini televisive. 34

35 Le dimensioni dei file Per visualizzare un filmato al computer è prima necessario digitalizzarlo, e questo comporta la creazione di file di dimensioni enormi. Un lungometraggio digitalizzato può occupare anche 100 gb di spazio sul disco. 35

36 La compressione Per memorizzare i filmati e visualizzarli a una velocità accettabile si utilizza un compressore-decompressore video (codec) che riduce notevolmente le dimensioni dei file. Durante il processo di compressione o dati duplicati o superflui vengono eliminati o salvati in una forma più ridotta, consentendo così un notevole ridimensionamento dei file. Possiamo distinguere due tipi fondamentali di compressione: Lossmess Lossy 36

37 La compressione La compressione lossness (senza perdita) decomprime il video al momento della visualizzazione per cui la qualità del video rispecchia quella originale. Questa tecnica potrebbe sembrare buona ma in realtà comprime poco. Per questo motivo la compressione lossness viene usata soprattutto nei casi in cui i dettagli sono di fondamentale importanza. La compressione lossy (con perdita) offre una qualità dell immagine inferiore a quella del filmato originale perché alcuni dati vanno persi. Consente comunque una maggiore compressione ed è largamente utilizzata. Se eseguita correttamente la compressione dei file non pregiudica la qualità apparente dell immagine che appare normale anche se alcuni dati sono stati perduti. 37

38 Come funziona la compressione La compressione consiste nel rimuovere dalle immagini di un filmato i dati che non sono visibili all occhio umano allo scopo di ridurre la grandezza del file. I programmi di compressione utilizzano due tecniche: Interframe Intraframe 38

39 Come funziona la compressione La compressione intraframe elimina i dati duplicati all interno di un singolo fotogramma. La compressione interframe elimina i dati che si ripetono in fotogrammi successivi Il formato MPEG (Moving Picture Expert Group) lascia non compresso un fotogramma ogni mezzo secondo (fotogrammi chiave) e comprime quelli intermedi. Se si guarda un video compresso fotogramma per fotogramma si vede che tutti i fotogrammi intermedi contengono solo le parti dell immagine diverse rispetto al fotogramma precedente. 39

40 La dimensione e la qualità dell immagine In molti programmi multimediali la finestra del video è di dimensioni ridotte perché in genere la velocità di trasmissione dei dati nei sistemi desktop non è sufficiente per consentire la visualizzazione sullo schermo di un immagine di grandi dimensioni. Soltanto gli elaboratori più potenti permettono di visualizzare video a pieno schermo ad alta risoluzione. 40

41 Gli strumenti per creare e visualizzare presentazioni multimediali 41

42 Le presentazioni multimediali Una volta selezionati il testo, la grafica, i suoni, le animazioni e i filmati da inserire in una presentazione multimediale, questi elementi vengono fusi assieme con un programma che consente di importare formati di diverse applicazioni e di controllare dispositivi esterni. Il mercato offre un ampia gamma di applicazioni in questo campo, che vanno dai semplici programmi per realizzare diapositive a complessi pacchetti professionali per creare effetti speciali. 42

43 I tipi di presentazioni Due tipi di presentazioni multimediali: Interattive Non interattive Le presentazioni non interattive (o lineari) restano sempre uguali. Nella modalità automatica la durata della presentazione è decisa dall autore e non è previsto alcun input da parte dell utente se non l attivazione dei pulsanti Avanti e Chiudi. Le presentazioni interattive richiedono che l utente per proseguire attivi pulsanti e icone che corrispondono a link ipertestuali. Molte di queste presentazioni consentono all utente di selezionare gli argomenti di particolare interesse e di seguire una molteplicità di percorsi diversi nell esplorazione dei materiali che le compongono. 43

44 I programmi di grafica per le presentazioni I programmi di grafica per le presentazioni consentono all utente medio di creare presentazioni multimediali senza difficoltà. Nati con lo scopo di preparare i lucidi per le lavagne luminose, inizialmente questi programmi permettevano solo di aggiungere testo, schemi, elenchi puntati, grafici e tabelle. Oggi è possibile integrare immagini, animazioni, suoni e filmati. Se si ha una presentazione su schermo possono essere scelti i tempi di scorrimento, quando far partire filmati, suoni e utilizzare speciali effetti grafici. 44

45 Un lavoro di gruppo La produzione di progetti editoriali e presentazioni multimediali può avere costi molto elevati. In genere la loro preparazione è frutto di un accurato lavoro di gruppo al quale ogni collaboratore contribuisce con le sue specifiche competenze. 45

46 Un lavoro di gruppo Le figure che partecipano possono essere: Esperti di didattica: consigli su processi di apprendimento e organizzazione espositiva dei materiali. Produttori: coordinano il processo di sviluppo. Esperti di materie: conoscenze specifiche. Progettisti d interfacce: creano il sistema di navigazione del programma. Scrittori: si occupano della parte testuale e della documentazione. Designer: curano l aspetto grafico Artisti: creano gli effetti grafici Programmatori: integrano nella presentazione i vari elementi. 46

47 Gli strumenti per visualizzare le presentazioni Una volta creata la presentazione questa può essere presentata al pubblico. Se è stata concepita per un solo spettatore avrà come teatro lo schermo del computer. Se si intende presentare il lavoro a più persone si può collegare l elaboratore a un comune schermo televisivo o a un proiettore. Altri sistemi alternativi potrebbero essere i pannelli a cristalli liquidi o i sistemi touch screen. 47

48 I multimedia in rete 48

49 I multimedia in rete Con il miglioramento dei browser e del linguaggio HTML i multimedia hanno cominciato a diffondersi anche in rete con filmati, suoni, animazioni e interattività. Esiste ancora il problema della banda che non sempre permette di gestire contenuti così pesanti. 49

50 Audio e video I file audio e video tendono ad avere dimensioni molto grandi e hanno il vincolo per cui la loro riproduzione deve essere continua e senza interruzioni. La larghezza di banda può però essere un ostacolo, pregiudicando la qualità del suono e delle immagini. Per ovviare a questo problema sarebbe necessario attendere che l intero file sia stato scaricato sul proprio disco fisso prima di passare alla visualizzazione, questo processo però comporta tempi di attesa piuttosto lunghi per cui sempre più spesso si ricorre a tecniche alternative come la compressione e lo streaming. 50

51 Audio e video La compressione facilita il trasferimento di file concentrando in uno stesso numero di byte una maggiore quantità di dati. Lo streaming permette all elaboratore di ricevere e memorizzare una parte dei dati avviandone la riproduzione mentre la parte rimanente viene ricevuta in background. In questo nodo non si deve attendere la ricezione dell intero file per fruirne il contenuto audio/video. 51

52 Audio e video 52

53 Il linguaggio VRML Le pagine a due dimensioni non sono sufficienti quando si vuole esplorare un modello architettonico tridimensionale, visitare un centro commerciale virtuale o provare un simulatore di voli. Per creare questi ambienti tridimensionali si usa il linguaggio VRML (Virtual Reality Modeling Language) che descrive le caratteristiche delle superfici, la posizione e l intensità delle luci, le prospettive di visualizzazione etc. I modelli tridimensionali vengono trasferiti su Internet alla stessa velocità di un testo ordinario e sino ricostruiti sull elaboratore di destinazione. Una volta ricreato il modello è possibile esplorarlo, utilizzando i pulsanti del visualizzatore stesso. 53

54 Il linguaggio HTML dinamico Il linguaggio HTML dinamico è un estensione dell HTML concepita per realizzare pagine Web multimediali. Una pagina creata con questo linguaggio risponde in modo immediato alle azioni dell utente senza che sia necessario caricare una nuova pagina dal server. Fino a poco tempo fa esisteva solo lo standard HTML che permette agli utenti di visualizzare pagine Internet indipendentemente dal browser utilizzato, ma non prevedono l inserimento di multimedia. 54

55 Il linguaggio HTML dinamico Per ovviare a questa limitazione sono state inventate diverse tecnologie (Java, Shockwave) che però possono presentare diversi problemi: Gli utenti non possiedono per forza i plug-in. Il trasferimento dei file multimediali è lento. Con l HTML dinamico gli effetti multimediali interattivi vengono costruiti direttamente nella pagina, in modo che non sia necessario richiamarla ogni volta dal server. 55

56 I video Il video è una delle applicazioni di Internet in maggiore crescita, anche se presenta dei problemi di entità non trascurabile. Per inviare video attraverso le linee telefoniche a bassa banda il file viene compresso, le sue dimensioni sono ridotte e il numero di fotogrammi scende. Il risultato possono essere immagini piccole, confuse e saltellanti. Tuttavia questo può essere considerato un problema temporaneo, con le connessioni a banda larga, infatti, questo problema è sempre minore. 56

57 I tipi di trasmissione Le trasmissioni video (e audio) vengono effettuate secondo due modalità: In diretta On demand (su richiesta) La trasmissione in diretta consiste in un flusso continuo di immagini in tempo reale. Quando si guarda o si ascolta una trasmissione in diretta su Internet si ricevono i segnali in contemporanea a tutti gli utenti. La trasmissione on demand consiste nella riproduzione di una sessione registrata in un momento precedente. Questo tipo di trasmissione permette allo spettatore di mandare il programma avanti o indietro o di interrompere. 57

58 La TV sul Web Su Internet, a differenza di ciò che accade con la TV, chiunque può aprire uno studio televisivo e trasmettere in rete i video memorizzati su un disco fisso o dei programmi dal vivo e per guardare una trasmissione basta andare sul sito Internet dell emittente. La TV via Web non richiede licenze e può essere visibile in tutto il mondo. 58

59 Il Web sulla TV Esistono degli strumenti che permettono di accedere ad Internet tramite la televisione. Questi strumenti, detti set top box, possono essere collegati ad Internet tramite le linee telefoniche analogiche o a banda larga, e inviano le immagini allo schermo della TV. Per navigare l utente può usare delle tastiere senza fili o dei telecomandi speciali. In alcuni casi l utente può anche leggere e inviare delle . 59

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