Τεχνολογίες και Εφαρμογές Πολυμέσων Δρ Σ. Βοσινάκης Τμήμα Μηχανικών Σχεδίασης Προϊόντων και Συστημάτων Πανεπιστήμιο Αιγαίου

Πολυμέσα Multimedia = multum + medium Χρήση πολλαπλών μέσων αναπαράστασης και μετάδοσης περιεχομένου Κείμενο, ήχος, εικόνα, βίντεο Διαδραστικότητα

Συστήματα Πολυμέσων Έλεγχος από υπολογιστή Ενσωματωμένο σύστημα δημιουργία, παρουσίαση, χειρισμός, αποθήκευση, επικοινωνία Πληροφορίες που κωδικοποιούνται τουλάχιστον σε ένα διακριτό μέσο (χρονικά ανεξάρτητο) και ένα συνεχές (χρονικά εξαρτημένο)

Συστήματα Πολυμέσων Τα μέσα διακρίνονται ως προς την προέλευσή τους σε Πραγματικού κόσμου Συνθετικά και ως προς τη χρονική ανεξαρτησία σε Διακριτά Συνεχή Τα συστήματα πολυμέσων διακρίνονται σε: Αυτόνομα: χρησιμοποιούν τον υπολογιστή στον οποίο τρέχουν Δικτυακά: επικοινωνία μέσω δικτύου με άλλους υπολογιστές

Χώροι εφαρμογής Εκπαίδευση – κατάρτιση Αγορά – διαφήμιση Παρουσιάσεις Ψυχαγωγία Ηλεκτρονικά παιχνίδια Περίπτερα παροχής πληροφοριών Τηλεδιασκέψεις Διαδίκτυο …

Τεχνολογίες Πολυμέσων Ψηφιοποίηση Μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό Συμπίεση Μείωση όγκου δεδομένων Αποθήκευση και Ανάκτηση Μέσα αποθήκευσης, βάσεις δεδομένων Μετάδοση Μεταφορά μέσω δικτύου

Ψηφιοποίηση Αναπαράσταση ενός αναλογικού σήματος σε ένα διακριτό σύνολο «δειγμάτων», δειγματοληψία Π.χ. ψηφιακή φωτογραφία, ψηφιακός ήχος, ψηφιακό βίντεο Ρυθμός δειγματοληψίας Κβαντισμός

Συμπίεση Στόχος: περιορισμός μεγέθους που καταλαμβάνει ένα ποσό πληροφορίας Οι διαδικασίες συμπίεσης / αποσυμπίεσης έχουν υπολογιστικό κόστος Διάκριση σε αλγορίθμους: Συμπίεσης με απώλειες Συμπίεσης χωρίς απώλειες

Δικτυακά Πολυμέσα Διασύνδεση υπολογιστών Πολυμέσα στον Παγκόσμιο Ιστό μοντέλο πελάτη – εξυπηρετητή, ομότιμα δίκτυα Πολυμέσα στον Παγκόσμιο Ιστό Ενσωμάτωση πολυμεσικών δεδομένων σε ιστοσελίδες Παραδείγματα: Μετάδοση ήχου / βίντεο στον Παγκόσμιο Ιστό Διαδικτυακό ραδιόφωνο Τηλεδιασκέψεις, σύγχρονη τηλεκπαίδευση Διαδραστικές πολυμεσικές εφαρμογές

Δικτυακά Πολυμέσα Τυπικές εφαρμογές διαδικτύου Πολυμεσικές εφαρμογές Απόλυτη αξιοπιστία στη μεταφορά Όχι αυστηρά καθορισμένη ταχύτητα Πολυμεσικές εφαρμογές Μετάδοση βίντεο, ήχου Όχι απαραίτητη η απόλυτη αξιοπιστία Η ταχύτητα είναι κρίσιμος παράγοντας Χρήση ειδικών πρωτοκόλλων

Χαρακτηριστικά δεδομένων πολυμέσων στο διαδίκτυο Μεγάλος όγκος Ανάγκη υψηλού ρυθμού μεταφοράς Χαμηλή καθυστέρηση – συγχρονισμός Διαδραστικότητα

Χαρακτηριστικά ποιότητας μετάδοσης Ρυθμός μεταφοράς Ποσότητα πληροφορίας που μεταφέρεται στη μονάδα του χρόνου Καθυστέρηση μεταφοράς (latency) Χρόνος μεταξύ της μετάδοσης και της λήψης της πληροφορίας Μεταβλητότητα καθυστέρησης (jitter) Όρια διακύμανσης της καθυστέρησης Συγχρονισμός Μέτρο συγχρονισμού των πληροφοριών Ρυθμός σφαλμάτων Ποσοστό λανθασμένων πακέτων στη μετάδοση

Ενδεικτικοί ρυθμοί μετάδοσης Τηλέφωνο 16 kbps Τηλεδιάσκεψη (ήχος) 32 kbps Ήχος ποιότητας CD 128 – 192 kbps Τηλεδιάσκεψη (εικόνα) 128 kbps – 2 Mbps Βίντεο 64 kbps – 2 Mbps HDTV > 20 Mbps

Αντιληπτή ποιότητα μετάδοσης Καθορίζει το βαθμό ικανοποίησης του χρήστη από την υπηρεσία Στην πράξη: Η σταθερότητα είναι πιο σημαντική από την καθυστέρηση μετάδοσης Η χρονική ακρίβεια είναι πιο σημαντική από την ποιότητα του ήχου και της εικόνας Ο ήχος συχνά είναι πιο σημαντικός από την εικόνα Ο εγκέφαλος τείνει να συγκεντρώνεται σε ένα σημείο τη φορά, συνήθως στο κέντρο της σκηνής, και αργεί λίγο να συγκεντρωθεί μετά από απότομες αλλαγές στη σκηνή

Τεχνολογίες ροής Μεταφορά των δεδομένων με συνεχή τρόπο Προσεγγίσεις Αναπαραγωγή μόλις φτάσουν τα πρώτα τμήματα Προσεγγίσεις Ροή κατ' απαίτηση Ζωντανή ροή

Διαδικασία μετάδοσης ροής Η πληροφορία κωδικοποιείται σε κατάλληλη μορφή Όταν ζητηθεί, η πληροφορία αρχίζει να μεταδίδεται συνεχώς προς τον χρήστη Στον υπολογιστή του χρήστη δημιουργείται προσωρινός χώρος αποθήκευσης (buffer) που γεμίζει πριν αρχίσει η αναπαραγωγή Το μέγεθος του buffer υπολογίζεται δυναμικά, ανάλογα με την ρυθμό μετάδοσης Η αναπαραγωγή γίνεται από την πληροφορία που υπάρχει στον buffer

Υλοποίηση μετάδοσης ροής Μέσω ειδικών πρωτοκόλλων – UDP Το UDP δεν διαθέτει μηχανισμούς ελέγχου της αξιοπιστίας, επανεκπομπής, … Όλα αυτά ανατίθενται στην εφαρμογή Αναμετάδοση χαμένων πακέτων μόνο αν «προλαβαίνουν» να αναπαραχθούν Δυνατότητα απώλειας (λίγων) πακέτων αν δεν επηρεαστεί πολύ η αναμετάδοση Πρωτόκολλα: RTP, RTCP

Multicasting Αποσκοπεί στη μείωση της επιβάρυνσης του διαδικτύου κατά τη μετάδοση της ίδιας πληροφορίας σε πολλαπλούς παραλήπτες Η πληροφορία δεν στέλνεται από την αρχική πηγή σε όλους τους παραλήπτες χωριστά Αντιγράφεται μόνο σε ενδιάμεσους κόμβους, από τους οποίους διαμοιράζεται στους παραλήπτες

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Τηλεφωνία μέσω Υπολογιστή

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Διαμοίραση βίντεο / εικόνας / ήχου

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Ηλεκτρονικές κοινότητες Σελίδες καλλιτεχνών

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Παιχνίδια πολλών χρηστών

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Εικονικά Περιβάλλοντα

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Τρισδιάστατοι χάρτες

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Τηλεδιάσκεψη, συνεργασία

Εφαρμογές Πολυμέσων σε Ευρυζωνικά Δίκτυα Διαδικτυακό Ραδιόφωνο Αναπαραγωγή μουσικής βάσει προτιμήσεων