Движущиеся изображения (видеосигналы)

      Web-камеры предназначены для общения в Интернете. Эти камеры не содержат средств хранения видеоинформации, а просто транслируют закодированный видеосигнал в компьютер, где он или отображается на экране, или сохраняется на диске. Соединяются такие камеры с компьютером при помощи интерфейса USB. Возможности Web-камер ограничены, и качество получаемого изображения невысокое.

      С помощью таких камер и соответствующего программного обеспечения можно  общаться с другими людьми в Интернете, устраивая видеоконференции. В этом случае все участники видят друг друга в реальном времени. Используя  микрофон, колонки и звуковую карту, собеседники могут также слышать  друг друга.

      Наибольшего качества можно добиться при использовании  цифровых видеокамер. Эти видеокамеры  записывают изображение в цифровой форме. Внешне они почти не отличаются от аналоговых видеокамер. Однако по принципу действия эти устройства отличаются принципиально.

      В качестве носителя информации в этих устройствах выступает специальная  кассета с магнитной лентой, набор  микросхем памяти, жесткий диск, записываемый компакт-диск или записываемый DVD-диск. То, что информация хранится в цифровом виде, позволяет легко переносить эту информацию в компьютер. Существует несколько форматов хранения цифровой видеоинформации: Digital-8, Mini-DV, MPEG-4.

      Выпускаются различные варианты цифровых видеокамер от самых простых до профессиональных. В большинстве камер одной  серии возможности хранения видео  одинаковы, а камеры различаются  наличием дополнительных возможностей. Это может быть размер жидкокристаллического  экрана для просмотра снятого  материала или наличие карты  памяти для хранения цифровых фотографий. Некоторые цифровые видеокамеры  можно использовать и как цифровые фотоаппараты.

      Большинство цифровых камер подключаются к компьютеру с помощью интерфейса IEEE-1394, также называемый FireWire. Вариантом этого интерфейса является I-Link, разработанный фирмой Sony. Данный интерфейс отсутствует в большинстве современных компьютеров, поэтому чтобы подключить цифровую видеокамеру к компьютеру потребуется дополнительная плата, реализующая этот интерфейс.

      Подключив цифровую камеру с помощью такой  платы, можно много раз переписывать видео с камеры в компьютер  и обратно без потери качества, а также управлять видеокамерой с компьютера.

      При работе как с цифровой камерой, так  и с аналоговыми видеосигналами, следует использовать комбинированные  устройства видеозахвата. Такие устройства содержат в своем составе интерфейс  FireWire IEEE-1394, а также микросхему оцифровки аналогового видеосигнала в цифровой формат DV. На диск информация в любом случае записывается в формате DV. Устройства могут выпускаться как в виде платы, вставляемой в компьютер, так и в виде внешнего устройства, подключаемого к компьютеру по интерфейсу IEEE-1394.

     Телевизионные (TV) устройства ввода - цифровые и аналоговые, различаются способами записи и воспроизведения. Подключаются к ЭВМ через дигитайзер, TV-тюнер (например, AVER Media TV Studio, MediaForte TV Vision). Использование таких устройств требует высокой производительности ЭВМ. При недостаточной производительности изображение движется неравномерно, скачками. Чтобы снизить требования к производительности, изображение уменьшают в размерах (вплоть до 1/8 экрана), сокращают количество цветов в изображении, снижают разрешающую способность. Такие видеоизображения часто используются в баннерах Интернет.

     Цифровые  фотоаппараты имеют возможность  снимать видеоизображения. Такие  видеосигналы передаются в ПК аналогично с видеокамерой. Постоянный обмен информацией, короткое время производства, экономия финансов, польза дня окружающей среды — вот только несколько причин, которые в объясняют гигантский рост интереса к цифровым фотоаппаратам и выбора их для съемок. 
 
 

      ПРОГРАММЫ ДЛЯ РАБОТЫ С ВИДЕОИНФОРМАЦИЕЙ 

      Естественно, для редактирования на компьютере видео  потребуется специальное программное  обеспечение. Для простейшей работы можно использовать встроенную в  Windows XP программу Windows Movie Maker. Для более сложного видеомонтажа можно воспользоваться программой Ulead Media Studio Pro.

      Видеомонтаж подразумевает получение видеоизображения с одного или нескольких источников, выполнение над видео различных  действий и сохранение полученного  в результате монтажа видео. Известны два вида монтажа – монтаж сборкой  и монтаж вставкой. Монтаж сборкой  используется для создания отредактированного видео путем перезаписи из нескольких других записей или источников видеосигнала. Новая сцена добавляется к  концу предыдущей. Монтаж вставкой используется для замены одной сцены  на другую.

      Различают также линейный и нелинейный видеомонтаж. Особенность линейного видеомонтажа состоит в том, что все операции происходят в реальном времени. Чтобы  добиться высокой скорости работы, эффекты и операции осуществляют с помощью специальной аппаратуры. В этом случае роль компьютера сводится к координации работы устройств  линейного монтажа и автоматизации  рутинной ручной работы.

      При использовании нелинейного видеомонтажа все фрагменты исходного видео  должны быть введены в компьютер, а затем с помощью специальной  программы над этим фрагментом выполняются  различные операции. При этом в  зависимости от используемой программы  можно выполнить практически  любые преобразования над исходными  фрагментами видео. В результате полученное видео можно сохранить  на диске компьютера, записать на видеомагнитофон  или цифровую камеру.

      В настоящее время наиболее распространен  нелинейный видеомонтаж. Для нелинейного  видеомонтажа используются специальные  программы, среди которых упомянутая выше программа Ulead Media Studio Pro, а также программа Adobe Premiere. Эти программы являются универсальными и позволяют оцифровывать видеосигнал, производить его обработку, а также кодировать полученное изображение в различные форматы.

      Кроме универсальных программ существует большое количество специализированных, которые решают отдельные задачи.

      Любой созданный фильм можно просмотреть  не только на экране компьютерного  монитора. При наличии платы оцифровки  видео, имеющей видеовыход, или видеоадаптера  с видеовыходом, можно подключить телевизор и просматривать на нем изображения. Также можно  подключить обычный видеомагнитофон, и записать фильм на кассету.

      При работе с цифровой видеокамерой можно  не только получить с нее отснятый материал, но и записать отредактированный  фильм обратно. В дальнейшем имеется  возможность просматривать фильм  на обычном телевизоре, подключив  к нему цифровую видеокамеру. Достоинством данного способа работы является отсутствие дополнительных искажений, вносимых при преобразовании видеоматериала из цифровой формы в аналоговую. Видеофильм будет храниться в  цифровом формате.

      Существует  ряд программ, позволяющих записать видеоинформацию на заготовку CD или DVD. Одной из таких программ является программа Ulead DVD Workshop. Лучше всего записывать видеоинформацию на DVD-диск. Однако можно использовать и устройство CD-RW для записи видео на компакт-диск. Хотя на таком диске поместится не слишком длинный фильм, себестоимость хранения видео будет чрезвычайно низкой, а качество записи достаточно высоким. При этом современные проигрыватели DVD могут воспроизводить как записываемые диски CD-R, так и перезаписываемые диски CD-RW.

     ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ 

     АНАЛИЗ  ЗАДАНИЯ 

Задание к курсовой работе:  

     Найти максимальное значение стороны малого основания правильной усеченной пирамиды а₁ (а₁ изменяется от 1 до n с шагом m) и соответствующие значения f₁ и f₂ (f₁- площадь верхнего, f₂ – площадь нижнего основания правильной усеченной пирамиды), для которых объем правильной усеченной пирамиды не превышает объем куба со стороной b; а₂ – сторона нижнего основания и h – высота правильной усеченной пирамиды остаются неизменными. Вычисления выполнить по таблице:

     Проанализировав задание курсовой работы, я пришла к выводу, что в данной курсовой работе необходимо реализовать ввод значений пределов изменения  основания правильной усеченной пирамиды, шаг изменения основания, стороны куба, значение стороны нижнего основания и высоту правильной усеченной пирамиды. Расчеты необходимо выполнить по приведенной в задании к курсовой работе таблице.

     Было  принято решение реализовывать  выполнение данной работы на языке  программирования Pascal в среде Turbo Pascal 7.0. 

     МАТЕМАТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ 

     Рассматриваемые в задаче геометрические фигуры изображены на рисунке 1.

     Рис.1. Правильная усеченная пирамида 

     Правильная  усеченная пирамида — это многогранник, у которого одна грань — основание  пирамиды — правильный многоугольник, а остальные — боковые грани  — равные треугольники с общей  вершиной. Высота опускается в центр  основания из вершины. Сечение параллельное основанию пирамиды делит пирамиду на две части. Часть пирамиды между  ее основанием и этим сечением —  это усеченная пирамида.

     Объем усеченной пирамиды равен одной  трети произведения высоты h (OS) на сумму  площадей верхнего основания S1 (abcde), нижнего  основания усеченной пирамиды S2 (ABCDE) и средней пропорциональной между ними:

     Объем куба равен           . 
 

      ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ 

     Данная  программа предназначена для  нахождения максимального значения стороны малого основания правильной усеченной пирамиды (а₁ изменяется от 1 до n с шагом m) и соответствующие значения f₁ и f₂ (f₁- площадь верхнего, f₂ – площадь нижнего основания правильной усеченной пирамиды), для которых объем правильной усеченной пирамиды не превышает объем куба со стороной b. При этом меньшая а₂ – сторона нижнего основания и h – высота правильной усеченной пирамиды остаются неизменными.

     После того как запустили программу, на экране монитора появляется запрос на ввод исходных значений – значений пределов изменения радиуса основания усеченного круглого цилиндра, шага изменения радиуса, стороны куба, меньшей и большей высоты усеченного круглого цилиндра. Ввод данных осуществляется с клавиатуры, при помощи процедуры ввода значений Read. В качестве подсказки выдается сообщение о том, какие именно данные необходимо вводить. Выполнить это удалось с помощью процедуры вывода сообщений Write / Writeln. В случае выполнении всех значений происходит расчет объема куба, который понадобиться для проверки главного условия - объем усеченного круглого цилиндра не превышает объема куба. Расчет производится в функции подсчета объема: