P12: Multimedijalni sadržaji, sredstva i sistemi

1. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.1. Звук
Звук омогућава претварање визуелне презентације у активност која
укључује чула слуха и вида и ангажује цело људско биће.
Рачунар може звучне (аудио) сигнале да дигитализује, дигитално сними
или синтетизује. Сваки аналогни звук из окружења се може снимити,
дигитализовати и ускладиштити на хард диску рачунара. Њиме се може
манипулисати као сваком другом датотеком. Програми за уређивање звука
могу мењати волумен и висину тона, додавати звучне ефекте, као што је
ехо, уклонити спољне звукове и аранжирати музичку секвенцу.
Дигитализовани звук настаје узорковањем звука. Сваког n-тог делића
секунде узорак звука се узима и снима као дигитална информација у
битовима и бајтовима. Квалитет овог дигиталног записа зависи од тога
колико често се узимају узорци (брзина узорковања или фреквенција,
мерена у килохерцима – kHz) и са колико се бројева презентује вредност
сваког узорка (величина узорка, bitdepth, резолуција или динамички опсег).
Што се чешће узима узорак и што се више података запамти о узорку, биће
финија резолуција и већи квалитет ухваћеног звука приликом репродукције

2. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.1. Звук
Три фреквенције узорковања се најчешће користе у мултимедији и то су
следеће фреквенције CD квалитета – 44,1 kHz, 22,05 kHz и 11,025 kHz.
Величине узорака су 8 или 16 битова. Треба напоменути да што је већа
величина узорка, прикупљени подаци ће боље да опишу снимљени звук.
Осмобитни узорак даје 256 једнаких јединица за опис динамичког распона
(амплитуде), ниво звука у том тренутку, од дела "ухваћеног" звука. Са
друге стране, шеснаестобитна величина узорка даје 65 536 једнаких
јединица за опис динамичког распона.
Делови аналогног таласног облика се узоркују у различитим
фреквенцијама, а сваки дискретни узорак је онда запамћен као 8 или као
16 битова података. Вредност сваког узорка се заокружује на најближи цео
број (квантизација), а ако је амплитуда већа од расположивих интервала,
наступа одсецање на врху и дну таласа. Квантизација може да направи
нежељену позадинску буку, а одсецање може оштро да изобличи звук.

3. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.1. Звук
Рачунарске звучне картице прихватају аналогни звук, дигитализују га и
меморишу као бинарне податке, а рачунар их обрађује и преноси као
датотеке бинарних података. За репродукцију дигиталних аудио
сигнала рачунар мора да учита податке у меморију, конвертује их у
аналогне аудио сигнале и репродукује преко звучника или слушалица.
Мултимедијални рачунар може да контролише и разне електронске
музичке инструменте и изворе звука користећи стандардни MIDI
(Musical Instrument Digital Interface) интерфејс, који се истовремено
користи као стандардни интерфејс за комуникацију рачунара и
електронских музичких инструмената, стандардни формат за
репрезентовање музичких информација у дигиталном запису и
стандардизован софтвер за компоновање и уређивање електронске
музике.

4. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.1. Звук
Као што је то случај са многобројним графичким форматима који
дефинишу на који начин се записују и чувају слике, формати аудио
датотека користе разне начине за складиштење података. Најчешће могу
да се сретну три врсте аудио датотека: WAV, MP3 и WMA.
Разлог за релативно велик број различитих формата за запис звука лежи у
чињеници да је звук меморијски врло захтеван. Складиштење
информација о неком звуку захтева велике количине података. Неки
формати датотека, попут .WAV не користе никакво компримовање, те су
датотеке велике и непримењивеза употребу на Интернету или за слање
електронском поштом.
Неки формати датотека користе компримовање које може бити изведено
на начин да нема губитка информација (lossless). Формати датотека који
нуде овакве алгоритме сабијања увек имају мању успешност, па су
датотеке веће. Предност таквих датотека је тај да је звук увек могуће
реконструисати у оригиналном облику. Данас су најпопуларнији формати
који користе технику сабијања звука са губитком неких информација.
Величина таквих датотека много је мања у односу на некомпримоване
датотеке, понекад и до 20 пута. Пример таквог записа је MP3.

5. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.1. Звук
Различити типови рачунарских платформи и оперативних система користе
своје формате аудио записа за репродукцију и снимање.
Аудио формати који се најчешће срећу су:
• .MID – MIDI формат који је независан од платформе;
• .WAV – Wave формат за дигитални аудио унутар оперативног система
Windows. Све Windows апликације које имају икакве везе са звуком
раде са WAV датотекама. Некомпримоване WAV датотеке могу да буду
врло велике. За један минут музике у WAV формату, смештене у CD
квалитету, биће више од 10Mb података на диску.
• .AIF - Audio Interchange File, формат за дигитални аудио унутар
оперативног система Macintosh;
• .AU - Sun Audio, формат за дигитални аудио фирме Sun Microsystems;

6. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.1. Звук
• .CDA - Audio CD, формат звука на звучном компакт диску
• .WMA - Windows Media Audio codec, компримован формат за
дигитални аудио унутар оперативног система Windows. Тај формат
примарно је намењен за употребу на програму Windows Media
Player.
• .MP3 - MPEG Audio Layer 3, компримован формат за дигитални
аудио који је највише у употреби. Једна од највећих предности
формата MP3 над осталим форматима јесте у томе што корисници
могу сами да одаберу степен компримовања. Већи степен
компресије даје мању MP3 датотеку, али и лошији квалитет звука.
Мерило квалитета MP3 записа је битрејт, дакле количина битова
којом је представљена једна секунда звучног записа. Већи битрејт
значи да се користи мањи степен компресије и обрнуто.

7. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Најједноставније речено, рачунарска анимација је рачунарска графика која се
мења у времену. Рачунарска анимација је настала спајањем рачунарске
графике и техника класичне анимације.
Да би се створила илузија глатких покрета, неопходно је преварити очни апарат
који заједно са мозгом прима визуелни надражај. Због спорости обраде таквог
надражаја, која се још зове и перзистенција ока, понављање одређеног броја
слика са малом променом унутар кадра довешће до стварања утиска кретања.
Перзистенција или тромост људског ока онемогућује праћење низа статичних
слика истог призора снимљених на филмској траци као засебне целине, а које
због брзе измене током пројекције изгледају као једна иста слика призора те се
тако ствара илузија покретних слика.
Принцип филма и анимације заснива се на особини мрежњаче људског ока, која
задржава светлосне утиске (слику) дуже него што је трајало њихово дејство. Ова
особина зове се перзистенција мрежњаче (ретинална перзистенција). Утисак у
човековом оку траје још око 1/20 део секунде након што је из видног поља
нестала слика. Уколико у том времену брзо заменимо слику испред ока другом
сликом, око неће приметити тренутак замене слика.

8. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Зато гледалац не види појединачне слике, већ има утисак непрекидног кретања.
За приказивање класичног филма портребне су минимално 24 сличице
(фрејмови, оквири) у секунди (fps) које стварају илузију глатког покрета.
Захваљујући тромости ока можемо да гледамо филмове, телевизију, анимације и
видео игре.
За стварање илузије је неопходно приказивати слике на екрану у кратким
временским интервалима и то тако да се претходна слика замењује новом, мало
другачијом. Да би се створио утисак глатких покрета, потребно је да се промени
24 до 30 слика у секунди. Принцип је идентичан ономе како се ствара илузија
покрета код филмске или телевизијске слике. Сваку слику у анимацији називамо
фрејмом. Ради се о мирној слици коју рачунар приказује у брзом следу.
Историјски посматрано, постоје три основна начина продукције анимираних
мултимедијалних садржаја:
• Традиционална анимација
• Дводимензионална (2Д) анимација
• Тродимензионална (3Д) анимација

9. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Традиционална анимација је подразумевала ручно нацртане слике на папиру и
целулоиду. У раним данима анимације, сваки цртеж је морао бити био завршен на
папиру. Употреба провидног комада целулоида, познатог и као цел,
трансформисала је процес традиционалне анимације омогућавајући дуже и
сложеније продукције. Коришћење целулоидних фолија значило је да се
непокретни делови ликова не морају поново цртати сваки пут када је фрејм
промењен. Сваки кадар који је требао бити снимљен тада се састојао од више
слојева цел фолија: доњи слој је била обојена папирна позадина, а преко ње је
ишло до седам цел фолија кориштених изнад позадине.
Један од првих начина на који су рачунари помогли да се убрза процес
традиционалне анимације била је употреба, у почетку од стране већих студија за
анимацију, скенера за преношење очишћених тест слика и њихова
дигитализација. Смањена је потреба за ручним цртањем, а када су рачунари
постали моћнији са повећаном меморијом, дигитализовани цртежи су могли да се
репродукују у реалном времену како би се тестирала акција. Следећи корак било
је дигитално бојење дигитализованих линијских цртежа. Технике дигиталног
компоновања слојева омгућиле су да велики број аниматора може да ради на
различитим деловима сцене у исто време. Када су завршени, сви слојеви су
дигитално сложени преко позадине.

10. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Компликовани покрети камере, као што су комбиновани зумови са померањем у
оквиру сцене, нису представљали проблеме виртуелној камери рачунара.
Данас постоји велики број 2Д програма који убрзавају све аспекте 2Д анимације.
Цртежи се могу креирати ручно или директно у рачунару помоћу програма за
анимацију или другог програма за креирање слика (Adobe Photoshop или
Illustrator, нпр.). Два водећа програма за 2Д анимацију која се користе у Британији
и САД су Animo и Toonz. Други, популарни у разним деловима света, укључују
Retas!Pro и MediaPegs. Toonboom је програм за 2Д анимацију који је векторски
заснован систем независан од резолуције. То значи да када се постојеће
дигиталне слике увећају, оне задржавају своје оригиналне чисте линије за
разлику од растерских слика које, када се увећају, постају пикселизоване. Постоје
и програми који су специјализовани за одређене врсте 2Д анимације, као што је
cutout анимација (CelAction, CreaToon).

11. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Софтвер за 3Д компјутерску анимацију је додао потпуно нову димензију
креативних могућности аниматорима и филмским ствараоцима, посебно у
стварању да немогуће ствари изгледају реално.
За разлику од 2Д анимације, након што је лик моделиран у 3Д, може се
посматрати реално из било ког угла као и стварном животу (види слику испод).
Вештачког стварања објеката који одговарају изгледу оних у стварном животу
познато је као фотореализам и то је првобитно био главни циљ већине 3Д
програма. Континуирано се улажу велики напори да се побољша способност
програма да симулира стварност кроз оно што може да понуди аниматору у
областима својих могућности моделирања, осветљења, употребе текстура и
површинских материјала и рендеровања коначних слика.

12. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Технике моделовања се користе за изградњу тродимензионалног актера (или
дводимензионалног у посебним случајевима коришћења компјутерске анимације
за симулацију дводимензионалности цртаног филма) или објекта или делова
сцене.
Након што се изабере алат (програм) помоћу којег ће се цели процес анимирања
реализовати, потребно је створити 3Д облике које би анимирали. Моделирања
један од првих и најважнијих корака у 3Д анимацији. Моделирање је техника у
рачунарској графици која служи за израду дигиталног приказа било којег
тродимензионалног објекта или површи. Постоје разне технике за креирање 3Д
модела, и њих можемо да поделимо на:
• бокс моделовање (box modeling),
• полигонално моделовање,
• НУРБС (енгл. NURBS, non-uniform rational basis spline) и
• дигитално обликовање (дигитално вајање).

13. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Бокс моделовање је техника у 3Д
моделовању где се примитивни облик (као
што је кутија-квадар, цилиндар, сфера, итд.)
користи за израду основног облика коначног
модела. Овај основни облик се затим
користи као градивни елемент за
обликовање коначног модела. Процес
користи низ корака који се понављају да би
се постигао финални производ, што може
довести до ефикаснијег и контролисанијег
процеса моделовања.
Код оваквог моделовања се
тродимензионални објекти стварају
мануално или аутоматски, а затим се
манипулише изгледом тог објекта од
његовог почетног стања (нпр. сфера, коцка,
ваљак) помоћу разних манипулатора док се
не постигне жељени изглед 3Д модела.

14. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Полигонално моделовање је приступ моделовању 3Д објеката који за
репрезентацију површина модела користи апроксомације помоћу мреже
полигоналних (многоугаоних) облика. Полигонално моделовање користи више
полигона који сваки уз своје ивице има више врхова (чворова) те се помицањем и
спајањем тих врхова ствара модел. Што је већи број полигона, то се постиже већи
ниво детаља у моделу. На основу тога се модели деле на високе (енгл. high poly)
и ниске (енгл. low-poly) поли моделе. Иако већи број полигона утиче на детаље и
квалитет модела, исто утиче и на тежину процеса рендеровања у програму или
видео играма. Због тог разлога се овај начин моделовања најчешће користи у
моделовају објеката попут кућа, возила, намештаја и сличних објеката који
захтевају геометријску прецизност.

15. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
НУРБС (Non-Uniform Rational B-Splines) су математичке
репрезентације 3Д геометрије које могу прецизно описати било
који облик од једноставне 2Д линије, круга, лука или криве до
најсложеније 3Д слободних форми које се појављују код органских
површина. Због своје флексибилности и тачности, НУРБС модели
се могу користити у било ком процесу, од илустрације и анимације
до производње. НУРБС геометрија има више важних квалитета
који је чине идеалним избором за
рачунарски потпомогнуто моделовање.

16. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Дигитално вајање, такође познато као
моделовање скулптура или 3Д вајање, је
употреба софтвера који нуди алате за
гурање, повлачење, глачање, хватање,
штипање или на други начин манипулисање
дигиталним објектом на исти начин као да је
направљен од супстанце из стварног живота
као што је нпр. глина.
Дигитално вајарство је новији начин
моделовања који користи велики број
полигона за стварање површине која се
може растегнути и вући попут глине. Уз тај
начин моделовања се могу постићи детаљи
на моделу који изгледају реалније него код
осталих техника моделовања. Управо због
тога се дигитално вајање најчешће користи
код органских модела који захтевају пуно
више кривих и детаља.

17. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Други корак у продукцији 3Д анимација су израде текстура објеката. Све
површине имају природну текстуру у стварном свету. У свету рачунарске
графике модели најчешће долазе у задатом сивом облику. Због тога
увођење текстура има значајну улогу у добијању визуелних детаља који
су кључни за реалистично приказивање. Пример визуалних детаља су
додавање боје и површинских својстава. Површински детаљи су
превише комплексни да би се могли добити непосредним површинским
моделовањем и то су најчешћже детаљи попут храпавости, огреботина,
избочина итд, као и својства површине попут одсјаја, транспарентности,
сенки исл. Главни задатак код текстурисања модела је да се направи да
површина модела изгледа као у концептуалној уметности или да
одговара са највећом могућом сличношћу стварном објекту. Како би се
ти резултати постигли, постоје разни програми и технике помоћу којих се
раде текстуре. Најпознатија техника за додавање текстура је
пресликавање 2Д слика на површину модела.

18. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Када су у питању основне анимационе технике, углавном се користе:
• Техника кључних фрејмова (Keyframe)
• Технике снимања („хватања“) покрета (Motion Caption) и
• Процедуралне технике
Још из времена класичне анимације на фолијама, главни аниматор је одређивао
кључне кадрове, позе и сцене анимације. Након његове поставке карактера,
помоћни аниматори су попуњавали својим цртежима прелазне фрејмове од
једног до другог кључног фрејма које је одредио главни аниматор.
Данас аниматори више не морају да цртају 2Д анимације, али се исти принцип
анимирања изводи и на рачунару. Уместо цртања сваке сличице за сваку
анимацију, наводе се специфични кључни кадрови (енгл. кеyфраме) за 2Д или 3Д
ликове. Овај начин анимације још увек се највише користи за анимацију особина.
Сам процес је пребачен на рачунар али је основни приступ исти. Техника у
основи је интерполација – рачунар попуњава фрејмове између кључних
фрејмова и ови нови фрејмови се зову in-between (или ‘tween ) фрејмови и они се
интерполирају из кључних фрејмова.

19. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Техника снимања („хватања“) покрета (енг. Motion Caption) је аутоматизовани
систем рачунарске анимације хуманоидних модела. Основу система чине разне
врсте електронских, магнетних, оптичких и механичких сензора распоредјених
обично на зглобовима живог актера и повезаних са рачунаром. По активирању
система сензори региструју промену сопствене позиције у јединици времена.
Први дигитални облик мотион цаптуре технологије се појавио крајем 1970-тих и
почетком 80-тих година. Користио се у сврху истраживања од стране војне и
здравствене индустрије, а средином 80-тих техника снимања покрета се почела
користити и у индустрији забаве.
Motion capture техника анимирања је техника којом се снима покрет праве особе
како би се тај покрет могао пренети на 3Д дигитални лик. Снимање покрета се
може поделити по различитим деловима тела: покрет тела, снимање лица и
покрети прстију. Разлог тих подела је што су покрети прстију и покрети израза
лица врло комплексни и захтевају посебне системе снимања покрета како би се
ухватили и снимили суптилни покрети.
Постоји више доступних технологија помоћу којих се обавља ова техника
анимирања: магнетски системи, механички системи и оптички системи.

20. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.2. Рачунарска анимација
Процедурална анимација је врста рачунарске анимације која се
користи за аутоматско генерисање анимације у реалном времену како би
се омогућио разноврснији низ радњи него што би иначе било могуће
креирати коришћењем унапред дефинисаних анимација.
Заснива се на скупу једначина или правила (алгоритама) који се
израчунавају (извршавају) да би се одредило како се анимација понаша.
Аниматор пише процедуре (програме) и анимација се генерише помоћу
програма који израчунава позицију на сцени у времену. Предности
оваквог анаимирања су што кад имате програм, можете да генеришете
много разноврсног кретања, а недостатак је што је анимација тешка за
контролу.
Процедурална анимација се користи за симулацију система честица
(дим, ватра, вода), тканине и одеће, динамике чврстог тела и динамике
косе и крзна, као и анимације ликова. У видео играма, често се користи
за једноставне или сложене радње као што је окретање главе лика кад
год играч погледа около.

21. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.3. Производња дигиталних видео садржаја
Аналогни и дигитални видео су доступни мултимедијски садржаји за
савремене кориснике персоналних рачунара.
Рачунар може да се користи за уређивање (едитинг) видео снимака,
дељење и премештање сцена, креирање наслова и за друге задатке.
Једини захтев је да је видео сигнал дигиталан и да га рачунар третира
као бинарне податке.
Дигитална видео камера снима физичке сцене у дигиталном облику, којег
рачунар директно прима као сваки бинарни податак.
Дигитални видео се може копирати, едитовати, меморисати и емитовати
без икаквог губитка квалитета. Дигитални видео је заменио аналогни
видео у већини примена, укључујући и класичне филмске камере.
Данас се већина видео едитовања (монтаже) обавља нелинеарним
техникама едитовања, које користе рачунар и софтвер за едитовање.
Линеарне технике едитовања, које су се користиле раније, док су видео
траке биле доминантан медијум за чување видео садржаја, све су ређе.

22. 12.4. Динамички мултимедијални садржаји
12.4.3. Производња дигиталних видео садржаја
Да би могли да се нелинеарно едитују, видео и аудио материјали се
складиште у дигиталној форми на хард диску рачунара. Они могу да се
организују , преуређују, побољшавају и комбинују коришћењем разних
софтверских алата. Најпознатији програми за видео едитовање су Adobe
Premiere, Avid Media Composer, Sony Vegas, Xpress Pro, Apple Final Cut
Pro и многи други. Ови програми могу да једноставно елиминишу
непотребне сцене, комбинују видео клипове из више извора и спајају
сцене без прелаза, уклањају вишак секвенци, уређују визуелне прелазе,
исписују текст, синхронизују тонске трагове, продукују специфичне видео
ефекте и припреме видео материјал за дистрибуцију различитим
средствима (ДВД, веб стриминг, итд).