Fundamentos de Sistemas Multimedia

Transcripción

1 Fundamentos de Sistemas Multimedia TEMA 2 Equipamiento multimedia. Componentes de un computador MM M. Agustí, V. Atienza, J.V. Benlloch Contenidos sujetos a una Licencia Creative Commons 2.5: Reconocimiento No comercial Sin Obra Derivada

2 Objetivos Al finalizar esta unidad, el alumno será capaz de: Identificar los principales elementos de un computador multimedia y sus prestaciones. Explicar la necesidad de llevar a cabo una conversión analógico a digital de la información y determinar los parámetros involucrados en el proceso Diferenciar los distintos sistemas de almacenamiento digital. Seleccionar un soporte óptico y formato óptimos para una determinada aplicación multimedia.

3 Índice 1. Introducción. El Universo Multimedia. 2. Componentes de un Computador Multimedia. 2.1 Audio. 2.2 Gráficos. 3. Fundamentos de conversión de datos. 4. Sistemas de almacenamiento: CD-ROM y DVD.

4 1. El Universo Multimedia

5 2. Componentes de un CMM: audio La tarjeta de sonido (compatible Sound Blaster) Dispositivos de entrada: micrófonos, reproductor de audio Dispositivos de salida: altavoces, auriculares Equipos MIDI: sintetizadores, órganos, mesas de mezclas...

6 2. Componentes CMM: vídeo La tarjeta gráfica: permite representar en pantalla textos, gráficos, imágenes y animaciones. La tarjeta de captura de vídeo (frame-grabbers) : se emplean para digitalizar las señales de vídeo analógico. Dispositivos de entrada analógicos: cámara de vídeo, TV, VCR... Dispositivos de entrada digitales: cámara fotográfica, cámara de vídeo digital... Dispositivos de salida: monitores, proyectores MM Tarjetas especializadas en la adquisición, compresión y tratamiento de secuencias de vídeo en tiempo real (motion video board ó full-motion video board)

7 2. Componentes CMM: puertos digitales Ranuras para tarjetas de memoria Audio/vídeo/fotografías IEEE 1394 /ilink Cámara de vídeo USB Cámara fotográfica S/PDIF in Reproductor de audio

8 Estándar MPC (MM Personal Computer) Sumario de las especificaciones MPC Level 1 (1991) Level 2 (1993) Level 3 (1995) CPU: 16 Mhz Mhz Mhz Pentium Memory 2 MB 4MB 8 MB Hard disk: 30 MB 160 MB 540 MB CD-ROM single speed double speed quad speed Sound: 8-bit D/A, A/D 11/22 khz sampling 6 voice FM synthesizer MIDI playback 16-bit D/A, A/D 44 khz sampling 8 voice FM synthesizer MIDI playback 16-bit D/A, A/D 44 khz sampling wavetable synthesizer MIDI playback Video: 640x colours 640x480 64K colours MPEG playback at 352x fps 15-bit color Other: 101 key keyboard 2-button mouse MIDI interface joystick Desde 1995 está en vigor el MPC de Nivel key keyboard 2-button mouse MIDI interface Joystick 101 key keyboard 2-button mouse MIDI interface Joystick

9 CPM: configuración actualizada ( ) Placa base AGP/PCI, 5 ó 6 slots PCI, 1 slot AGP (ATX y fuente de 300W+) CPU: Intel Pentium 4/Celeron, AMD Athlon/Duron Memoria RAM: 256 (512) MB Disco duro: 40GB+ Regrabadora CD-RW 8X+ (DVD-RW 2X+) Lector DVD 10X+ Monitor 17 (o 19 ): 1024x768 Tarjeta gráfica AGP (con aceleradora), 32MB (64MB) Tarjeta de sonido 16 bits (+ altavoces, micro) 4 puertos USB 2.0 (1+ puerto IEEE 1394) Módem 56Kbps/ ADSL /Cable modem

10 3. Fdtos. conversión de datos Concepto de muestreo (discretización temporal) frecuencia de muestreo

11 3. Fdtos. conversión datos Concepto de cuantización (discretización valor señal) nº de bits

12 3. Concepto de muestreo

13 3. Concepto de muestreo

14 3. Teorema del muestreo Para representar señales analógicas con precisión, la frecuencia mínima de muestreo debe ser igual o superior a dos veces la mayor componente de frecuencia de la señal original. Esta frecuencia mínima de muestreo se conoce como la frecuencia de Nyquist o el límite Nyquist.

15 3. Concepto de muestreo Señal senoidal original muestreada a fs >> 2fa

16 3. Concepto de muestreo Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo en relación a la frecuencia de la señal original, más precisa es la representación de nuestra señal muestreada Muestrear a una frecuencia alta también supone unas desventajas: mayor demanda en la memoria de almacenamiento mayor tiempo de cómputo en el procesamiento digital de la información.

17 3. Concepto de muestreo Señal original previa al proceso de muestreo

18 3. Concepto de muestreo Curva resultante tras el proceso de muestreo y retención

19 3. Concepto de cuantización Flujo digital de 1 s y 0 s (cuantización con un bit)

20 3. Concepto de cuantización Cuantización con dos bits

21 3. Concepto de cuantización Resultado de la cuantificación con dos bits

22 3. Concepto de cuantización Comparación de los niveles cuantificados con los originales

23 Sistemas de almacenamiento Grandes cantidades de información vs velocidad de acceso Capacidad en MB HD DVD CD Magnéticos Magneto-Ópticos Ópticos LaserDisc, CD-ROM, DVD Libro Teletexto Acceso en Segundos

24 Sistemas de almacenamiento Disco óptico (CD, DVD ) Los datos se disponen en una sola pista en forma de espiral. Los sectores tienen la misma longitud física. Para que la transferencia de información se realice a una tasa fija, cuanto más interior es el sector, el giro ha de ser más rápido. La necesidad de variar la velocidad de giro hace que el tiempo de acceso sea más elevado. Disco magnético Los datos se disponen en múltiples pistas concéntricas. La velocidad de giro se mantiene constante, por ello los sectores interiores tienen menor longitud. El aprovechamiento de la capacidad de almacenamiento del soporte no es óptimo, pero el tiempo de acceso es muy pequeño.

25 CD Estructura y funcionamiento de un CD Como el haz no está enfocado en la superficie externa del disco, su tamaño aquí es relativamente grande, con lo que se consigue tolerancia a pequeñas motas de polvo y ralladuras

26 CD CD-Audio (1980: Philips & Sony): Compact Disc Digital Audio Almacenamiento digital. Lectura óptica. Corrección de errores. Audio de calidad: frec. muestreo: 44100Hz 16bits Estéreo (2 canales) 74 minutos de audio. Larga vida media de los discos No existe contacto físico No influyen los campos magnéticos

27 CD Estándares de Compact Disc: CD-Audio (CD-A): Red Book CD Read-Only Memory (CD-ROM): Yellow Book Extiende el formato al almacenamiento de datos en general. CD Interactive (CD-I): Green Book Extensión multimedia del CD-ROM que puede funcionar de forma interactiva. Photo-CD: Orange Book Tecnología digital para almacenar, manipular y visualizar fotografías. Video-CD: White Book Usa el estándar de codificación MPEG-1 para audio y vídeo.

28 CD CD-ROM 650MB de datos (equivalente a unos 450 disquetes de 1.44MB) Ideal para almacenar cualquier tipo de información que no requiera actualizaciones frecuentes (medio de publicación). Entre las unidades de CD-ROM podemos distinguir entre lectores, grabadores (CD-R) y regrabadores (CD-RW). Características unidades velocidad de lectura (grabación, regrabación) 1X = 150KBps tipo de interfaz (SCSI, EIDE, SATA) tipo de formatos que soporta

29 Digital Video Disc o Digital Versatile Disc DVD

30 DVD DVD-ROM frente a CD-ROM Etiqueta o capa de protección adicional Barniz Substrato de policarbonato Adhesivo Capa de datos, metálica reflexiva Substrato de policarbonato Superficie de lectura

31 Tipos de DVD DVD

32 Tipos de DVD DVD Tipo Diámetro Caras Capas Capacidad Horas de vídeo DVD -5 12cm Gb. más de 2:00 DVD-9 12cm Gb. sobre las 4:00 DVD-10 12cm Gb. sobre las 4:30 DVD-18 12cm Gb. más de 8:00 DVD-1 8cm Gb. sobre las 0:30 DVD-2 8cm Gb. sobre las 1:15 DVD-3 8cm Gb. sobre las 1:30 DVD-4 8cm Gb. sobre las 2:30 DVD-R 12cm Gb. DVD-RAM 12cm Gb.

33 DVD: soportes (II) DVD Audio Sonido de muy alta calidad Puede utilizar 96 KHz (192KHz) y 24 bits: ancho de banda de 44 KHz, doble que el CD (o cuatro veces) DVD-ROM Llamado a ocupar el lugar del CD-ROM ( 27 CD-ROM s)

34 Soportes para alta defin. (I) DVD Blu-ray Long. onda láser 650nm (rojo) 405nm (azul) Tamaño pitch 0.74μm 0.32μm Capacidad Duración vídeo 4.7 GB (1 capa) 8.5 GB (2 capas) 2h (1 capa) 4h (2 capas) 25 GB (1 capa) 50 GB (2 capas) 6h (1 capa) 12 (2 capas) Calidad de vídeo 720x576 (PAL) 1920x1080 (HD) Diámetro/grosor 12 cm/ 1.2 mm 12 cm/ 1.2 mm

35 Soportes para alta defin. (II) Blu-Ray Lente más próxima a la superficie Sustrato de protección más fino (0.1 mm) y resistente a rayaduras ( durabis )

36 Bibliografía C. Marven & G. Ewers. A simple approach to Digital Signal Processing. Wiley, 1996 K.C. Pohlmann. Principles of Digital Audio. McGraw-Hill, O. Peña. Multimedia. Edición Anaya Multimedia, J. Tranter. Linux Multimedia Guide. Ed. O'Reilly & Associates, The PC Technology Guide. CD-ROM. [en línea] < [Cons: ] How DVDs and DVD Players Work [en línea] < [Cons: ]