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Strumenti per la multimedialità. Sebastian Sylwan seba@dsi.unimi.it. Scusate. Raffreddore e febbre hanno notevolmente influito sulla preparazione di queste slide... L’argomento è interessante, sono sempre a disposizione per approfondimenti. Nuovi strumenti. DVD/Satellite/MPEG-2 Set Top Box
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Strumenti per la multimedialità • Sebastian Sylwan • seba@dsi.unimi.it
Scusate • Raffreddore e febbre hanno notevolmente influito sulla preparazione di queste slide... • L’argomento è interessante, sono sempre a disposizione per approfondimenti.
Nuovi strumenti • DVD/Satellite/MPEG-2 • Set Top Box • MPEG-4 • MHEG-5 • Open TV • MPEG-7/21 • ...per il consumatore !
Che cosa è il DVD • Digital 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)
Target • Si propone di soddisfare diversi mercati con un unico formato digitale: • Home entertainment • Informatica • Comunicazione istituzionale • Teledidattica eventualmente 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 musicali • Basso costo di produzione, distribuzione, immagazzinamento • Universalità e non-deperibilità
Svantaggi • Non (ancora) registrabile • Alcune incompatibilità dovute alla genericità della specifiche • Regional lockout – copy protection
Alta capacità • Capacità dei dischi • Maggior densità dei dati • La spirale è più stretta e i ”pits” sono più piccoli • Dual layer • Dual Sided
Dual Layer-Dual sided • Ogni 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 consumer • DVD-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-R • Gli unici formati registrabili completamente compatibili con i lettori Home video sono il DVD-R e il DVD-RW
Vantaggi rispetto ai media video tradizionali • E’ il primo media per la distribuzione del video specificamente pensato per il video digitale • Oltre 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 canali • Fino a 32 tracce di sottotitoli • Fino a 9 camera angles (diversi punti di vista possono essere selezionati durante la visione). • “compatibilità” NTSC-PAL
Vantaggi rispetto ai media video tradizionali • 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 timecode • Resistente ai campi magnetici, al calore, non si deteriora con l’uso • Economico (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). • Compatibilitàcon i CD audio. • Uscite componenti (YUV o RGB). • Uscite audio analogiche a 5+1 canali.
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 prefiltering • MP@ML (SP@ML) • VBR vs CBR • 625/50 525/29,97 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 – 720x576 • 4:2:0 - I,P frames – 720x576
VBR vs CBR • CBR: 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 formats • Quasi 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
Audio • Linear PCM • AC3 • Dolby Digital • MPEG Audio • DTS • SDDS • THX
MPEG-4 • Very Low Bitrate Audio Visual Coding • Terzo standard di MPEG • Sempre maggiori investimenti da parte dell’industria • Compatibile con standard “industriali” affermati (H263, VRML)
Caratteristiche • Video non rettangolare • Modelli 3D (faccia con 68 punti) • 5 kbit/s ->50 Mbit/s • Texture Coding • Audio coding 2->64 kbit/s • Sinthetic Audio (TextToSpeech) • Structured Audio (metodi di sintesi, stesso audio su tutti i decoder)
Caratteristiche • BIFS (Binary Format for scene description) • VRML con aggiunte: • URL • Oggetti naturali • Compresso • Stream Audio-Video • Organizzazione 2D • Aggiornamento della composizione • Push & pull delivery • OCI (Object Content Identification)
Altre Caratteristiche • Aural environment spatialization • Intellectual Property Management and ProtectionMPEG-4 file format • MPEG-J (Java on MPEG-4) • Stereoscopic views • Body animation • Coding of 3D meshes • Audio error resilience
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’applicazione • Client-server, broadcast, locale, sono tutte viste attraverso la stessa interfaccia • Astrazione dai meccanismi di segnalazione • Develop once, play everywhere from anywhere
Profili Systems • Simple • applications equivalent to traditional broadcast TV • Audio • composition of audio-only objects • 2D • low complexity graphics that only include 2D transformations and alpha blending • VRML • all and only the MPEG-4 nodes common to VRML • Complete • all MPEG-4 Systems tools.
Visual Profiles • Natural • Visual (Simple, Simple Scaleable, Core, Main and 12 bit) • Synthetic (2D Texture, Scaleable Texture and Simple Face Animation) • Synthetic/Natural Hybrid.
Graphics Profiles • 2D • 3D
Audio Profiles • Low Rate Synthesis • Speech • Main • Scaleable
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 TV • Implementato da DVB • Standard 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