Multimedia: Eine Einführung

Stefan Gössner

Was ist Multimedia?

• vielverwendeter Begriff
• hat was mit Computern zu tun ?
• Multi + Media ?

Was ist ein Medium?

• Mittel zur Verbreitung und Darstellung von Informationen.
• Wir unterscheiden …
  • Präsentationsmedium
  • Speichermedium
  • Übertragungsmedium

Was ist Multimedia?

Multimedia ist ein multisensorisches Erlebnis mit der emotionellen Wirkung von Ton, Bild und Video, das in einer interaktiven Rechnerumgebung stattfindet.
(Fetterman und Gupta 1993)

Multimedia?

• Text
• Grafik
• Audio
• Video
• Animation
• Interaktion

… irgendwie gemischt.

Anwendungen

Unterhaltung

bildet den weitaus größten Marktanteil von Multimedia-Applikationen … insbesondere in Form von elektronischen Spielen.

das Web

Mischung von Text, Bild, Ton, Video, Animation, …

Kommunikation

Bildtelefonie, …

Ausbildung

Multiple sensorische Eindrücke verbessern die Persistenz des Wissens ?

Multimedia Datenformate

• Datei-, Container- oder Streaming-Format
• Enthält Metadaten
  (z. B. Bildauflösung, Synchronisationsdaten, Farbtiefe, Kodierung …)
• Nutzdaten sind kodiert oder entsprechen einem CODEC

Multimedia Datenformate (2)

• nicht zeitbasierte (diskrete) Formate
  Fotos, Grafik, Text
• zeitbasierte (kontinuierliche) Formate (Streaming)
  Audio, Video
• einfache Datenformate
  Text, Rasterformate, Vektorgrafiken
• kombinierte Datenformate (Metafiles)
  Video, SMIL

Grafikformate

• Rastergrafik
  • TIFF
  • GIF
  • PNG
  • JPEG
  • BMP
• Vektorgrafik
  • SVG
  • SWF
  • EPS
  • DXF

Rastergrafik

Rastergrafikformate

Aufbau einer Rastergrafikdatei

Aufbau einer Rastergrafikdatei (2)

• Dateiidentifikation
  • GIF
  • JPG
  • PNG
• Dateiversion
  • GIF87a
  • GIF89a
• Anzahl der ..
  • Zeilen pro Bild
  • Pixel pro Zeile
  • Bit pro Pixel
  • Farbebenen
• Datenteil

Vectorgrafik

Farbmodelle

• wahrnehmungsorientierte Farbmodelle
  • HLS (Hue/Lightness/Saturation = Farbton/Helligkeit/Sättigung)
  • HSV (Hue/Saturation/Value)
• physikalische Farbmodelle
  • RGB (Red/Green/Blue) Bildschirmtechnik
  • CMY (Cyan/Magenta/Yellow) Druckertechnik
  • YIQ (Luminance/Chrominance) Fernsehtechnik

Wie viel Speicher braucht mein Bild?

Speicher [Byte] = Breite [Pixel] x Höhe [Pixel] x Farbtiefe [Bit] / 8

• Farbtiefe
  • 1 Bit = 2 Farben (schwarz/weiss)
  • 4 Bit = 16 Farben (alte Grafikkarten)
  • 8 Bit = 256 Farben (Standard VGA, WWW-Grafiken)
  • 24 Bit = 16 Mio Farben (TrueColor)

Farbtiefe

Audioformate

• Abtastrate
  8 kHz, 11.025 kHz, 16 kHz, 22.05 kHz, 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 96 kHz
• Quantisierung
  8 Bit, 16 Bit, 24 Bit
• Kompression (Codec)
  aLaw, µLaw, ADPCM, GSM, MPEG, MLP, …
• Anzahl der Audio-Kanäle
  mono, stereo, mehrkanal

Audioformate (2)

• AIFF (Audio Interchange File Format)
  Entwicklung ursprünglich von Apple Computer (unkomprimiert)
• WAVE (Wave File Format)
  Konkurrenzprodukt Microsoft zu AIFF (unkomprimiert)
• MP3 (MPEG1 Audio Layer III)
  Verbreitetes komprimierendes Format im Internet (Fraunhofer Institut IIS)
• OGG Vorbis
  neueres Open Source Format (komprimiert)

Animation

Animationsprinzipien

• konventionelle Animation (Walt Disney)
  • Keyframes, Inbetweens
• Computer Animation
  • KeyFrames mit automatisch erstellten Inbetweens
  • Prozedurale Animation / Bewegung als Funktion (z.B. Uhr)
  • Physikalische Animation
  • Bewegungsaufnahme über Sensoren (Motion Capture)

Keyframes / Inbetweens

• Ermittlung der Zwischenstellungen per Rechner
  • Lineare Interpolation
  • Polynominterpolation
  • Splineinterpolation (kubische, Bezier, NURBS)
• Interpolation von Raumpositionen, Winkeln, etc.

Physikalische Animation

• Vektoren und Eulerwinkel
• Quaternionen
• kinematische Ketten (offene, geschlossene)
• Kinematik
  • Vorwärtskinematik
  • inverse -, Rückwärtskinematik
• Dynamik
  • Newton/Euler
  • Lagrange