EDUTECH Especialização em Informática na Educação

1. EDUTECHEspecialização em Informática na Educação Recursos Tecnológicos II Prof. Anselmo C. de Paiva Depto de Informática - UFMA 3 – Tecnologia Multimídia

2. Mídia temporal x atemporal • Sistemas multimídia: • Geração, manipulação, armazenamento, apresentação e comunicação de informação no formato digital. • Os dados estão em vários formatos: texto, graficos, imagens, audio e vídeo. • Dados são grandes e as diferentes mídias precisam ser sincronizadas • Algumas mídias são independentes de tempo (atemporais) : texto, imagens estáticas, graficos. • Vídeo, animação e audio são exemplos de mídias que variam no tempo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

3. Sinais Analógicos e digitais • O mundo com que interagimos é cheio de sinais analógicos • Alguns conversores como sensores elétricos e microfones, covertem o meio que percebem em sinais elétricos ( contínuos) • Computadores trabalham com sinais discretos • Conversão é feita por conversores análógico-digital ou digital- analógico • Texto, Gráfico e algumas imagens são geradas no computador e não precisam de conversão Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

4. Captura e Armazenamento de dados • Precisamos então considerar cada mídia e verificar como ela pode ser capturada para ser usada em sistema multimídia • Também verificaremos os requisitos básicos de armazenamento Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

5. Texto e Dados estáticos • Fontes: teclado, disquetes, discos e fitas • Arquivos de texto são armazenados caracter a caracter • Podem conter texto cru ou formatado: e.g HTML, Rich Text Format (RTF) ou ema linguagem de programação (C, Pascal, etc..) • Não há restrições temporais mas pode haver sequência lógica: sequência do formato ou da linguagem • Unidade básica de armazenamento 1 byte por caracter Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

6. Gráficos • Construídos através da composição de objetos primitivos tais como linhas, polígonos, círculos curvas e arcos. • Gerados por editor gráfico (e.g. Freehand) ou automaticamente por um programa (e.g. Postscript usually generated this way). • Podem ser editados ou revisados (imagens não podem) • Fontes: teclado, mouse, trackbal ou tablets • Arquivos gráficos armazenam as primitvas para construí-lo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

7. Imagens • Figuras estáticas representadas por um mapa de bits. • Podem ser geradas por programas ou scaneadas (conversão analógico-digital) • Podem ser armazenadas com um bit por pixel (preto-branco), 8 bits, ou 24 bits ( true color) • Uma imagem com 512x512 pixels ¼ ocupa ¼ Mb, e com 24 bits ocupa ¾ Mb • Compressão é necessária para diminuir o espaço de armazenamento necessário Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

8. Áudio • Sinais contínuos • Capturados por microfones e digitalizados para armazenamento no computador • Em geral armazenados com qualidade de Cdque requer 16-bit por amostra a 44.1 KHz • 1 Minde áudio Mono com qualidade de CD requer 60*44100*2 Bytesque dá aproximadamente 5 Mb. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

9. Vídeo • Video analógico é capturado por câmera e digitalizado • Existem vários formatos para vídeo • Vídeo pode ser compreendido como uma série de imagens , tipicamente 25, 30 ou 50 imagens por segundo • Assim um minuto de vídeo com imagens de 512x512 monocromáticas ocupam 25*0.25 = 6.25Mb • Vídeo digital necessitam de compressão Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

10. Dispositivos • Monitor de alta resolução • Caixas de som com qualidade de CD • Impressora colorida • Dispositivo para armazenar vídeos (CD ou DVD) • Gravador de audio (DAT, DVD, CD-ROM, (Analog) Cassette) • Meios de armazenamento Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

11. Meios de Armazenamento • Problemas: • Grande volume de dados • Acesso aod dados em tempo real • Formato dos dados • Meio de armazenamento • Mecanismos de recuperação Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

12. Armazenamento básico • Discos rígidos • Drives SCSI/IDE • Discos Removíveis • Jaz/Zip Drives, CD-ROM, DVD. Bons para backup mas com problemas de performance para o acesso Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

13. Armazenamento em CD • Formatos • Red Book (1982) descreve CD & CD-DA • Yellow Book (1985) descreve CD-ROM • Extendido para descrever CD-ROM/XA • Green Book (1988) descreve CD-I • Orange Book (1991) descreve CD-R • part II descreve Photo-CD • White Book (1993) descreve Video CD • HDCD em desenvolvimento Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

14. Compact Disc - História • Compact Discs iniciou com CD-DA • Compact Disc - Digital Audio • CDs de música padrão • Se tornou CD-ROM • 650 MB de armazenamento em um disco ótico de 12 cm • CD-I (Compact Disc Interactive) • Entretenimento doméstico : sistema com processador embutido, pode tocar cds de audio Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

15. Compact Disc - História (cont.) • CD-ROM/XA (eXtended Architecture) • extende CD-ROM com algumas capacidades de coompressão de audio do CD-I (ADPCM) • Permite intercalar audio e video. • São masterizados e assim centenas de cópias podem ser prensadas , baixo custo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

16. Estrutura do CD-ROM • Baseados na estrutura do Cd de audio • São 10 a 20 vezes mais lentos que discos rígidos • Padrão define a mesma densidade , assim mais dados nas trilhas externas que nas internas • Velocidade angular do disco decresce quando a cabeca de leitura se move do centro para a borda • Acesso randomico em um CDROM precisa de acelerações e desacelerações bruscas: impede o crescimento da velocidade de acesso • Discos rígidos usam velocidade constante e densidade de gravacaodiminui do centro para a borda. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

17. Estrutura do CD-ROM (cont.) • CD-ROM Padrão • Diâmetro de 120 mm, com espessura de 1.2mm thick, furo de 15mm • Dados são representados por uma espiral de pontos cobertos por um material reflexível recoberto por uma camada protetora. • Pontos (pits) são de 0-12m de profundidade e 0.6 m de largura, trilhas são separada de 1.6 m • Densidade de 16000 tpi Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

18. Estrutura do CD-ROM (cont.) • A transição de um pit para um land e de um land para um pit codifica um número 1 • O é codificado como a falta da transição Land Pit 10000100010000100001000100001000010000 Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

19. CD Gravável • CD-R, CD-WO • Baseado em WORM(Write Once Read Many) • Disco ótico que pode ser escrito uma vez. • single ou multisessão • Segue padrão CD-ROM/XA • CD- RW • Discos regraváveis usando tecnologia de filmes óticos • HDCD • High density CD ( em desenvolvimento) Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

20. DVD Tecnologias • DVD-ROM • DVD-RAM • DVD-R • DVD+RW • DVD-Audio http://www.dvddemystified.com/dvdfaq.html Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

21. DVD - História • Originalmente dois desenvolvimentos competindo • MMCD desenvolvido pela Sony & Philips • SD desenvolvido pela Toshiba, Matsushita & Time Warner • 1995 – empresas de computadores lideradas pela IBM insistiram em um padrão • 1997 – Criado o forum DVD • Padrão internacional foi desenvolvido Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

22. Tecnologia DVD • Usa trilha de pits para representar informação binária que é lida por um cabecote ótico • Mesmas dimensões de um CD, mas maior capacidade e maior taxas de transferência • Differenças entre DVD and CD • Track pitch: DVD = 0.74m CD = 1.6m • Minimum Pit Length: DVD= 0.4m CD = 0.84m Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

23. Tecnologia DVD(cont.) • Densidade do é 4.5 vezes a do CD • Capacidade um DVD de uma lado e uma camada é 4.7GB • Maiores capacidades podem ser obtidas usando ambos os lados e até duas camadas por lado: • Single-sided, single-layer = 4.7GB • Single-sided, double-layer = 8.5GB • Double-sided, single-layer = 9.4GB • Double-sided, double-layer = 17.0GB • 1 hour of MPEG-2 video = 2.2 GB Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

24. Comparação CD x DVD Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

25. Tecnologia DVD(cont.) • A técnica para usar duas camadas é importante: • Camada externa é semi transparente [18-30% reflexividade] • Camada interna é mais reflexiva [50-80%] • Cabeçote tem foco ajustado para ler cada uma das camadas Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

26. DVD • DVD-R • Compatível com DVD-ROM • Pode trocar com todos os outros formatos • Drives são caros • DVD+RW • Não é padrão oficial • Técnica similar ao DVD RAM 3GB por lado • Suportado pela HP [drive], Philips & Sony Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

27. DVD • DVD-Audio • Padrão aprovado em 1999 • DVD-Video players fornecem qualidade melhor que a de CD Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

28. Monitores • Tecnologias • CRT • LCD • Matriz ativa • Matriz passiva • Display de plasma Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

29. CRT Monocromático • Muito parecido com uma TV. • NTSC National Television System Cometee e PAL-MPhase Alternating Lines. (525 linhas (483 visveis) e 644 pixels) • Filamento emite eletrons acelerados por um canhão (15-20KV), com o foco em um ponto na tela. • Feixe de eletrons é inclinado horizontal e verticalmente por campos magnéticos, e excita o fósforo na tela que emite luz. • A tela inteira (e.g. 1000 linhas) é refrescada várias vezes por segundo (pelo menos 60) para dar ilusão de iluminação contínua. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

30. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

31. I I 100% Excitação Simples Excitação Repetida t 0 100 400 t 200 300 0 (mseg) Processo de Emissão da Luz • O feixe de elétrons excita o fósforo. • Emite luz instantaneamente. • Resposta luminosa do fósforo decai com o tempo. • Redesenho fornece ilusão de imagem estática • Taxas de redesenho abaixo de 60Hz, ocasionam flicker (imagem piscando) Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

32. Varredura • aleatória: feixe se desloca numa trajetória que segue o desenho das curvas da imagem • regular: feixe se movimenta de acordo com um padrão fixo que percorre toda a tela • e.g. esquerda para a direita e de cima para baixo. Varredura regular Varredura aleatória Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

33. Varredura Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

34. CRT Colorido • Usa três canhões modulados de maneira independente. • O fósforo na tela está em uma tríade de diferentes cores, (triangular ou linear). • Pitch é a distância entre tríades. Varia de .60 mm TV doméstica a .20 mm monitores de alta resolução. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

35. CRT (Cathode Ray Tube) [cont.] • Vantagens • robusto, tecnologia bem conhecida • Resolução e controle da imagem de alta qualidade • Desvantagens • Tamanho dos monitores Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

36. Monitor de Cristal Líquido (LCD) • Usa moléculas de cristal líquido organizadas em espiral que torcem a polarização da luz. • A aplicação de um campo elétrico destrói este efeito. • Sem campo elétrico aplicado, LC torce a luz e ela passa pelos dois polarizadores. Com campo, a luz não é torcida então aparece um ponto preto. • Endereçamento em matriz é usado para ajustar os pontos On/Off Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

37. LCD (Liquid Crystal Display) • Trabalha através da polarização da luz • Cristal líquido não emite luz própria, depende de uma luz sendo emitida e passando pela célula de LCD • As moléculas de crsital líquido precisam estar alinhadas para permitir a passagem da luz. • Quando é aplicada corrent elétrica à célula as moléculas perdem o alinhamento e a luz é bloqueada • Cor é produzida de maneira similar ao CRTcom células individuais para vermelho, azul e verde Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

38. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

39. LCD (Liquid Crystal Display) [cont.] • Tipos • Matriz ativa e passiva • Dual Scan (passive matrix) • A matriz se refere a camada de condutores usados para ativar as células de cristal. • Na matriz passiva é construida uma grade de linhas condutoras de um lado ao outro do monitor • Condutores são longos, lento para ativar células longes • Velocidade de atualização lenta, impossibilita monitores grandes Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

40. LCD (Liquid Crystal Display) [cont.] • Tipos de LCD [cont.] • Matriz ativa- TFT (Thin Film Transistor) • Usa uma grade de condutores mais complexa • Controle sobre a ativação de uma célula de cristal líquido é melhor e mais rápido. • Angulo de Visualização é maior • Mais caro e com maior consumo de energia Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

41. LCD (Liquid Crystal Display) [cont.] • Vantagens • Monitor menor e com menor consumo de energia • Apropriado para máquinas portáteis • Desvantagens • Mais caros que CRT • Resolução pior Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

42. Display de Plasma • Princípio:certos gases emitem luz quando submetidos a corrente elétrica • Incialmente telas monocromáticas, de baixa resolução e grande consumo de energia • Funcionam aprisionando o neon entre duas placas que são ligadas com linhas condutivas de eletricidade • Quando a linha de uma determinada célula é eletrizada o gás emite luz formando a imagem • Displays modernos contém um coquetel de gases que emitem luz ultravioleta que é usada para excitar uma camada de fósforo Gerando maior precisão na geração da imagem e mantendo o brilho e velocidade de atualização Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

43. Display de Plasma • Tecnologia atual não é viável para monitores de laptops ou desktops • Adequados para monitores de grande tamanho Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação