DE GROTE MULTI-MEDIA ENCYCLOPEDIE deel 14 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 4.5 Het CD-ROM produktieproces """""""""""""""""""""""""""""""""" De verschillende fasen in het proces: Het maken van de applicatie en/of het verzamelen van de informatie: Wanneer informatie wordt gedistribueerd door middel van CD-ROM kan dit gewoon worden verzameld op een grote harde schijf waarna deze op CD-ROM gezet kan worden. Wordt er een database op CD-ROM gezet, dan zal deze eventueel moeten worden aangepast aan /gebouwd voor gebruik voor CD-ROM toepassingen. Zo zal de applicatie bijvoorbeeld geen tijdelijke bestanden mogen gebruiken omdat de CD-ROM Read-only is. Men moet rekening houden met de langere zoektijden. Afhankelijk van de applicatie zal de toepassing moeten worden gesimuleerd, getest en eventueel worden geoptimaliseerd: In het algemeen kan gezegd worden dat afhankelijk van de hoeveelheid gegevens die een zoekactie oplevert er rekening gehouden zal moeten worden met de zoektijd van de CD-ROM. Worden er veel gegevens opgevraagd bij een zoek actie, dan is de snelheid van zoeken niet zo belangrijk als bij een zeer gerichte zoekactie, naar bijvoorbeeld een tekststring.Voor database toepassingen e.d. zal veelal gesimuleerd moeten worden, zodat kan worden nagegaan of de zoektijden acceptabel zijn. Bij simulatie wordt de uiteindelijke CD-ROM gesimuleerd, waardoor een goed beeld kan worden verkregen van het uiteindelijke resultaat. Om dit te realiseren gebruikt men een zogenaamde CD-simulator. Simulatie is dus noodzakelijk omdat een CD-ROM eenmalig te beschrijven is. - De gegevens kunnen bijvoorbeeld op een harddisk naar een producent gebracht worden: De informatie kan in diverse vormen worden aangeleverd, zowel op harde schijf als op floppy disks. - De produktie: Voorafgaand aan de werkelijke produktie van de CD-ROMs, wordt de informatie gepre-mastered. Dit houdt in dat aan de data een error correction code wordt toegevoegd en dat de informatie nogmaals wordt getest. Bij de produktie van een CD, plaat of beeldplaat is premasteren het zodanig structureren van de gegevens, dat ze op de master (moederplaat) gezet kunnen worden. Hieronder vallen dus ook het toevoegen van foutcorrecties- en plaatsinformatie op digitale opnamen en limiting van video signalen. 4.6 Compressie van staande en bewegende beelden """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" Compressietechnieken zijn zowel voor de opslag als voor de verwerkings snelheid belangrijk. Tegenwoordig kost een foto-realistische afbeelding in de computer ongeveer 10 Mb. Digitale video wordt per frame (beeld) opgeslagen. Elk frame wordt weggeschreven als een afzonderlijk plaatje. Bewegende video zou moeten worden afgespeeld met een minimum snelheid van 25 beelden per seconde. Een plaatje van goede kwaliteit bestaat uit 576 x 768 pixels. (Van de 625 lijnen van een videosignaal bevatten er maar 575 beeldinformatie). Per pixel is er een geheugenruimte van 24 bits vereist. Dit komt dus neer op ongeveer 10 Mb per frame, dit maal 25 vraagt een afspeelsnelheid van 250 Mb per seconde. Er is dus sprake van een enorme data stroom. Daarom zijn er diverse compressie technieken ontwikkeld om toch bewegende digitale video op de computer te kunnen vertonen. Dit verklaart waarom 'computerkunstenaars' die met digitale stilstaande beelden werken, snelle en krachtige beeldverwerkings tools nodig hebben om de grote bestanden te manipuleren. Een eerste vereiste voor het verlagen van de kosten van het manipuleren van still- en motion videobeelden was de verbetering van de opslagtechnieken om de omvang van de gegevensbestanden te verminderen. 4.7 Opslagtechnieken JPEG en MPEG """"""""""""""""""""""""""""""""" De eerste verbeterde opslagtechniek is JPEG (Joint Photographic Expert Group). JPEG staat voor compressie en decompressie. Met JPEG kunnen beelden in een verhouding van 25:1 gecomprimeerd worden, waarbij de opslageisen en de toegangstijd van de schijf overeenkomstig wordt gereduceerd. Chips fabrikanten ontwikkelden snel JPEG compatibele algoritmen en codeerden deze in chips, die ontworpen waren om snelle beeldopslag te optimaliseren. De volgende stap was het comprimeren van motion-video. Men ging op zoek naar een efficiënte manier om bewegende beelden te comprimeren en te decomprimeren. Het resultaat was MPEG (Moving Pictures Experts Group). 4.8 JPEG contra MPEG """""""""""""""""""""""" Het doel van JPEG alsmede MPEG is zoveel mogelijk videogegevens in een zo klein mogelijke ruimte te plaatsen. Omdat ze verschillende soorten beelden behandelen, bereiken ze hun doel via een andere weg. Er zijn drie verschillen tussen MPEG en JPEG: - snelheid; - JPEG is symmetrisch, MPEG is asymmetrisch; - de manier van comprimeren. Het eerste verschil is de snelheid. JPEG heeft meestal drie tot tien seconden nodig om een gecomprimeerd beeldbestand vanaf de diskette te laden. Voor still video is dit acceptabel, maar niet voor motion video. Vloeiende motion-video vereist een weergavesnelheid van 25 frames per seconde; elk beeld moet dus in 1/25 seconde vanaf de schijf geladen worden. Het tweede verschil tussen de twee technieken is het feit dat JPEG symmetrisch is. Symmetrisch betekent dat het comprimeren en decomprimeren even lang duurt en dat ze dezelfde technieken en apparatuur gebruiken. MPEG is asymmetrisch: het decomprimeren van MPEG-afbeeldingen gaat snel, maar het comprimeren van afbeeldingen naar de MPEG standaard is relatief ingewikkeld en duur. Het comprimeren kan gebeuren met op software gebaseerde compressie- systemen, die goedkoop maar ook langzaam zijn of met hardware gebaseerde compressie-systemen, die veel sneller maar ook veel duurder zijn. Het derde verschil is wat ze comprimeren. JPEG comprimeert alle gegevens van elk afzonderlijk frame (één compleet beeld). MPEG comprimeert beelden door de inhoud van elk frame te vergelijken en eerst alle overbodige gegevens te elimineren, waarna dezelfde gegevens in opeenvolgende frames gecomprimeerd worden. 4.9 Distributie medium """""""""""""""""""""" MPEG haalt een compressieverhouding van 50:1, een beslissende grens omdat hierdoor de distributie van full motion video op CD-ROM mogelijk wordt. CD-ROM is ideaal voor full motion video/MPEG omdat de CD-ROM een hoge gegevens dichtheid heeft. Zoals eerder vermeld is de overdrachtsnelheid van CD-ROM slechts 0,15 Mb per seconde, terwijl voor full motion video een overdrachtsnelheid van 28 Mb per seconde nodig is (=200 maal sneller). MPEG en decimatie zorgen ervoor dat een overdrachtsnelheid van 0,15 Mb per seconde voldoende is. Door de zogenaamde decimatie en compressie kan de beeldkwaliteit verminderen. De mate van kwaliteitsverlies is afhankelijk van de compressieverhouding, de frame-inhoud en van de compressiesoftware. De compressie verhouding (50:1) is dus van invloed op het verlies van beeldkwaliteit. De compressieverhouding is bij JPEG kleiner dan bij MPEG, maar de beeldbewerking is bij JPEG gemakkelijker. Met JPEG wordt elk frame onafhankelijk gecomprimeerd en alle informatie die nodig is om het frame volledig te herstellen, blijft volledig intact. Het frame hoeft alleen gedecomprimeerd te worden om het te kunnen bewerken. Het bewerken van MPEG beelden is veel complexer. Opmerking """"""""" De eenvoudige opslag en de bewerking van stilstaande en bewegende beelden in een hoge resolutie zal de produktie van high performance still video camera's bevorderen. CD-ROMs zullen de videoband eerst aanvullen en daarna vervangen.