Strumenti per la multimedialità

Sebastian Sylwanseba@dsi.unimi.it

ScusateRaffreddore e febbre hanno

notevolmente influito sulla preparazione di queste slide...

L’argomento è interessante, sono sempre a disposizione per approfondimenti.

Nuovi strumentiDVD/Satellite/MPEG-2Set Top Box

MPEG-4 MHEG-5 Open TV

MPEG-7/21...per il consumatore !

DVD

Che cosa è il DVDDigital Video Disc/Digital Versatile Disc Media ad alta capacità Incentrato sul Video, può contenere anche dati Interattivo Veloce Definito da uno standard (industriale !) Dedicato al mercato consumer electronics

(rimpiazza il VHS)

TargetSi propone di soddisfare diversi mercati con

un unico formato digitale: Home entertainment Informatica Comunicazione istituzionale Teledidatticaeventualmente rimpiazzando CD Audio,

videocassette, laserdisc, CD-ROM, e cartucce dei videogames

Ragioni del successo

Il DVD è supportato dalle maggiori case di consumer electronics, computer hardware, dalla gran parte delle case di produzione di Film a Hollywood e dai produttori di CD musicaliBasso costo di produzione, distribuzione, immagazzinamentoUniversalità e non-deperibilità

SvantaggiNon (ancora) registrabile Alcune incompatibilità dovute alla genericità della specificheRegional lockout – copy protection

Alta capacitàCapacità dei dischi

Maggior densità dei dati

La spirale è più stretta e i ”pits” sono più piccoli

Dual layer Dual Sided

Nome Tipo Capacità ore di video

DVD-5 12 cm. SS/ SL 4,38 (4,7G) 2+

DVD-9 12 cm. SS/ DL 7,95 (8,5G) ~4

DVD-10 12 cm. DS/ SL 8,75 (9,4G) ~4,5

DVD-14 12 cm. DS/ ML12,33 (13,24G) ~6,5

DVD-18 12 cm. DS/ DL 15,90 (17G) 8+

DVD-1 8 cm. SS/ SL 1,36 (1,4G) ~1/ 2

DVD-2 8 cm. SS/ DL 2,48 (2,7G) ~1,3

DVD-3 8 cm. DS/ SL 2,72 (2,9G) ~1,4

DVD-4 8 cm. DS/ DL 4,95 (5,3G) ~2,5

Maggiore Densità

Dual Layer-Dual sidedOgni lato può avere

2 layer semitrasparenti.

Il laser può focalizzare su entrambi automaticamente

Per leggere l’altro lato bisogna girare il disco

DVD-Video vs. DVD-ROM

E’ importante capire la differenza tra DVD-Video e DVD-ROM.

DVD-Video (spesso chiamato semplicemente DVD) contiene filmati Video e viene letto in un lettore collegato al televisore.

DVD-ROM contiene dati e viene letto da un drive DVD-ROM collegato ad un PC.

Esistono anche le versioni registrabili (DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW)

La differenza è simile a quella tra i CD audio e i CD-ROM. Il numero di drive DVD-ROM è molto maggiore di quello dei

lettori DVD-Video. I lettori DVD-ROM possono leggere i DVD-Video (se il PC non è abbastanza potente con una scheda di decompressione MPEG)

Formati dei DVD-ROM

DVD-R Registrabile un’unica volta, compatibile coi lettori

consumerDVD-RW

Registrabile e cancellabile più volte, compatibile coi lettori consumer

DVD-RAM Cartucce, non compatibile con tutti i lettori

DVD+RW Compatibile solo con i lettori più nuovi

DVD-RGli unici formati registrabili completamente compatibili con i lettori Home video sono il DVD-R e il DVD-RW

Vantaggi rispetto ai media video tradizionaliE’ il primo media per la distribuzione del video

specificamente pensato per il video digitaleOltre 2 ore di video digitale (oltre 8 ore su un DVD dual-

side/dual-layer). Supporto per widescreen (aspect ratio 4:3 e 16:9). 8 tracce di audio digitale (Multilingua, colonne sonore, etc.)

ognuna con fino a 8 canaliFino a 32 tracce di sottotitoliFino a 9 camera angles (diversi punti di vista possono

essere selezionati durante la visione). “compatibilità” NTSC-PAL

Possibilità di avere diverse versioni dei filmati, playlist (Director’s cut, per bambini, etc)

Menu e possibilità di interattività (per giochi, quiz, etc.). Rewind e fast forward “istantanei”, possibilità di saltare a:

titolo, capitolo, traccia e timecodeResistente ai campi magnetici, al calore, non si deteriora

con l’usoEconomico (0.80 US$ contro i 2,5 US$ di una cassetta VHS)Compatto (facile da maneggiare, immagazzinare e

spedire). Supporto per funzioni avanzate

Vantaggi rispetto ai media video tradizionali

Scelta della lingua (selezione automatica di sottotitoli, scene video, audio e menu).

Uscite componenti Progressive-scan (YUV or RGB).Freeze, step, slow, fast, e scan (non si può fare reverse play o

reverse step).Blocco di scene “vietate.”Programmabilità (play di alcune scene in sequenza).Random play and repeat play.Digital audio output (PCM stereo and Dolby Digital).Compatibilità con i CD audio.Uscite componenti (YUV o RGB).Uscite audio analogiche a 5+1 canali.

Vantaggi rispetto ai media video tradizionali

Qualità del video in un DVD

La qualità dipende moltissimo dall’intelligenza posta nella compressione...

...e da un buon encoder. Comunque superiore a qualsiasi VHS. Quasi-broadcast VariableBitRate permette qualità migliore della

trasmissione satellitare Non sempre un maggiore bitrate implica una

maggiore qualità

La compressione MPEG

Importanza del prefilteringMP@ML (SP@ML)

VBR vs CBR625/50 525/29,97 24fps progressive

Importanza del prefiltering

Il prefiltering elimina la maggior parte del rumore in alta frequenza che porterebbe ad un innalzamento del bitrate senza migliorare la qualità.

Specifico per MPEG eseguire anche pre-processing Recursive Semi-transversal Median Spatial Linear Scratch Enhancer

MP@ML (SP@ML)

4:2:0 - I,P,B frames – 720x5764:2:0 - I,P frames – 720x576

VBR vs CBRCBR: Bitrate dettato dai constraints di canale, non

dalla complessità d’immagine.VBR: Il bitrate varia a seconda della complessità

delle immagini che sto comprimendo.

Scan formatsQuasi tutti i lettori “PAL” leggono dischi

registrati: 625/50 525/29,97 (Il televisore deve supportare il

refresh a 60Hz) 24fps progressive

I lettori “NTSC” non leggono 625/50

AudioLinear PCMAC3Dolby DigitalMPEG AudioDTSSDDSTHX

Dolby Digital

Dolby Digital 1.0 1 MonoDolby Digital 2.0 2 Stereo

Dolby Digital 2.1(Dolby 3 Stereo) 2 + Subw Stereo con Subwoofer

Dolby Digital 4.0 4 surround a 4 altop.(2 front, 2 rear)

Dolby Digital 5.0 5surround a 5 altop.(2 front, 2 rear, 1

center)Dolby Digital 5.1 5 + Subw surround a 5 altop.

+ Subw

MPEG-4Very Low Bitrate Audio Visual Coding Terzo standard di MPEGSempre maggiori investimenti da parte dell’industriaCompatibile con standard “industriali” affermati (H263, VRML)

CaratteristicheVideo non rettangolareModelli 3D (faccia con 68 punti)5 kbit/s ->50 Mbit/sTexture CodingAudio coding 2->64 kbit/sSinthetic Audio (TextToSpeech)Structured Audio (metodi di sintesi, stesso audio su tutti i decoder)

CaratteristicheBIFS (Binary Format for scene description)

VRML con aggiunte:URLOggetti naturaliCompressoStream Audio-VideoOrganizzazione 2DAggiornamento della composizionePush & pull deliveryOCI (Object Content Identification)

Altre Caratteristiche

Aural environment spatializationIntellectual Property Management and Protection MPEG-4 file formatMPEG-J (Java on MPEG-4)Stereoscopic viewsBody animationCoding of 3D meshesAudio error resilience

DMIF: Delivery Multimedia Integration

Framework

Delivery Multimedia Integration Framework

Tre tipi di astrazione: Astrazione dal trasporto

RTP/UDP/IP, AAL5/ATM, MPEG-2 TS. etc...Fatturazione del QoS

Astrazione dell’applicazioneClient-server, broadcast, locale, sono tutte viste

attraverso la stessa interfaccia Astrazione dai meccanismi di segnalazione Develop once, play everywhere from

anywhere

Profili

Profili SystemsSimple

applications equivalent to traditional broadcast TVAudio

composition of audio-only objects2D

low complexity graphics that only include 2D transformations and alpha blending

VRMLall and only the MPEG-4 nodes common to VRML

Completeall MPEG-4 Systems tools.

Visual ProfilesNaturalVisual (Simple, Simple Scaleable, Core, Main and 12 bit)Synthetic (2D Texture, Scaleable Texture and Simple Face Animation)Synthetic/Natural Hybrid.

Graphics Profiles2D3D

Audio ProfilesLow Rate SynthesisSpeechMainScaleable

Set Top Box

MHEG-5/6 Applicazioni multimediali client/server per client a memoria

limitata. Rappresentazione codificata per lo scambiodi applicazioni tra

piattaforme di diverse marche. Client runtime engine piccolo e facile da implementare. Non limitato dall’architettura dei client. Ampia gamma di applicazioni (accesso a librerie esterne) Sicurezza (non danneggia altro codice sul client e non mette

il client in condizioni “strane”) API ad alto livello. ISO/IEC 13522-5 Novembre ’94 DAVIC (Digital Audio Visual Council)

Open TVImplementato da DVBStandard industriale

Il futuro ?Se potessi sapere qualcosa in

anticipo, sceglierei il prossimo tema d’esame di Analisi II

Verosimilmente vedremo MPEG 21 Framework per tutta la multimedialità Merging di diverse tecnologie