Table Of ContentResumos de Sistemas Multimédia
1.(a) Diga o que entende por aplicações multimédia e apresente uma vantagem e um inconveniente de
uma aplicação local quando comparada com uma aplicação em rede.
1.(b) Diga o que entende por um sistema multimédia e refira quais as duas tecnologias que criaram as
condições para o sucesso destes sistemas.
1.(c) Apresente 2 razões para o sucesso das aplicações multimédia e caracterize uma aplicação
hipermédia.
1.(d) Diga o que caracteriza uma aplicação multimédia e apresente dois tipos de empresas que têm a
ganhar com a popularidade destas aplicações.
1.(e) Diga o que caracteriza uma aplicação multimédia e uma aplicação hipermédia e dê 2 exemplos de
aplicações de cada um dos tipos.
1.(f) Diga o que caracteriza uma aplicação multimédia em rede e qual a diferença entre uma aplicação
multimédia e uma aplicação hipermédia.
1.(g) Diga o que caracteriza uma aplicação multimédia em rede e quais os componentes de um PC
multimédia.
1.(h) Diga o que caracteriza uma aplicação multimédia local e quais as ferramentas de que necessita
para desenvolver uma aplicação desse tipo.
O que é a Multimédia
É o campo que se ocupa com a integração controlada por computador de texto,
gráficos, imagens (estáticas e em movimento), animação, sons e quaisquer outros
meios em que todo o tipo de informação possa ser representada, armazenada,
transmitida e processada digitalmente.
As 4 características dos Sistemas Multimédia
1. Os Sistemas Multimédia tem de ser controlados por computador (o que implica à
partida a existência de pelo menos um computador).
2. São integrados (significa que utilizam o menor número de dispositivos diferentes
possível - um exemplo é usar apenas um ecrã para apresentar todo o tipo de
informação visual).
3. A informação que eles manuseiam tem de ser representada digitalmente.
4. A interface com o usuário deve permitir interactividade (o que significa que o
utilizador possui uma certa forma de controlo sobre o que se está a passar, ao
contrário do que acontece quando se vê um filme no cinema).
Multimédia local e em rede
Multimédia local. Refere-se a aplicações que não fazem uso de recursos extra além
daqueles já presentes no sistema local para fornecer os serviços multimédia. Assim, o
sistema local fornece todo o poder de processamento necessário. Está completamente
equipado, como apropriado, com todos os dispositivos analógicos necessários como
microfones ou uma máquina fotográfica. Alguns exemplos de campos de aplicação
ajudarão a clarificar a ideia:
a) Individual computer-based training (CBT) (treino profissional). Técnicos e
engenheiros aprendem operações de manutenção ou procedimentos operacionais
através de documentação multimédia e de computadores pessoais isolados, em que o
documento está gravado localmente, como por exemplo num CD-ROM ou video-disk.
b) Individual computer-based education (CBE). Estudantes seguem cursos ou
praticam usando aplicações multimédia em computadores pessoais isolados.
c) Multimedia authoring. Autores podem desenvolver documentos multimédia
comerciais, ou apenas algumas apresentações multimédia para uso privado.
Exemplos de aplicações locais: jogos, filmes, catálogos/publicidade/manuais,
enciclopédias/EAC (Ensino Assistido por Computador – equivalente a CBT, em
inglês).
Multimédia em rede. Existem duas razões principais que podem justificar o uso de
multimédia em rede. A primeira é que certas aplicações são para correr genuinamente
em rede, já que o seu objectivo é mesmo permitir que pessoas comuniquem à
distância, como acontece como a teleconferência.
Segundo, por razões práticas e/ou económicas, pode ser mais vantajoso centralizar o
armazenamento massivo de informação em servidores. O posterior acesso remoto a
esses servidores será então feito através de redes.
Exemplos de aplicações em rede: Video Conferência, TV Interactiva, VoD (Video on
Demand), CSCW (Computer Support Cooperative Work).
O que é uma Aplicação Multimédia
Uma aplicação multimédia é o uso específico, por um utilizador ou grupo de
utilizadores, de um dado sistema multimédia que oferece uma função particular ou
conjunto de funções.
Embora a definição possa parecer um pouco abstracta, vamos clarificar com um
exemplo. Uma workstation equipada com dispositivos audio e video pode oferecer,
como função, comunicação audio-visual em tempo real. Este sistema quando usado
num escritório poderá suportar videofonia individual, ou quando instalado numa sala
de reuniões poderá suportar a distribuição em tempo real de palestras. Videofonia e
distribuição ao vivo de palestras são exemplos de aplicações multimédia.
Uma das partes constituintes das aplicações multimédia são os programas de
aplicação (software que deverá ser instalado para suportar a aplicação multimédia em
questão).
O campo de aplicação é a área, tipo de actividade ou mesmo segmento da indústria no
qual uma dada aplicação multimédia é usada. Como exemplo, o “shared whiteboard”
é uma aplicação multimédia que pode ser utilizada no campo do design mecânico
colaborativo, e uma aplicação de imagem partilhada pode ser utilizada no campo dos
diagnósticos médicos.
O que é uma Aplicação Hipermédia
Hipermédia (hipertexto + multimédia) é um conceito para a apresentação, acesso,
estruturação e armazenamento de documentação multimédia. É uma aplicação do
conceito de hipertexto aos documentos multimédia.
Hipertexto é texto com links. Os documentos hipertexto não são estritamente
sequenciais. Podem conter links, i.e., referências para outras partes do mesmo
documento ou outros documentos. Os links são são ponteiros entre documentos que
contêm toda a informação necessária para aceder aos documento target.
Um documento hipermédia é composto por partes interligadas que podem ser
qualquer combinação de texto, gráficos, imagens, som e imagens em movimento. Um
documento hipermédia tem também de descrever as relações de timing entre as várias
partes.
Os documentos não são necessariamente armazenados no sistema local. Quando um
link é activado, o documento pode vir de outro sistema exterior que pode estar em
qualquer lugar do mundo.
A maior parte dos títulos multimédia interactivos que são distribuídos em CD-ROM
ou CD-I usam técnicas hipermédia para criar uma estrutura interna lógica com
flexibilidade suficiente para fornecer boa interactividade. Grande parte dos
documentos multimédia disponíveis em servidores e acessíveis por rede, utilizam
estruturas hipermédia.
Tipos de indústria que têm a ganhar com a popularidade das aplicações
multimédia
Empresas de :
a) Ferramentas
b) Jogos
c) Operadoras
d) TV/Video
e) Publicidade/Marketing
f) Ensino (Ex: produtores de enciclopédias)
NOTAS:
2.(a) Refira as 2 operações que são necessárias para converter um sinal digital num sinal analógico,
quais os erros que podem ser introduzidos e quais os cuidados a ter para minimizar esses erros.
2.(b) Refira 2 vantagens e 2 desvantagens que um sinal digital apresente relativamente a um sinal
analógico em termos de transmissão e processamento
2.(c) Refira 2 vantagens e 2 inconvenientes da utilização de informação digital nas aplicações
multimédia.
2.(d) Numa aplicação multimédia a informação pode ser contínua ou discreta, sintetizada ou capturada.
Diga em que diferem estes vários tipos e dê um exemplo de cada um.
2.(e) Diga o que entende por informação analógica e por informação digital e refira as operações
necessárias, e os cuidados a ter, para fazer as passagens da forma analógica para a forma digital e outra
vez para a forma analógica.
2.(f) Diga o que entende por informação analógica, digital, capturada e sintetizada. Apresente 1
exemplo de cada.
2.(g) Diga qual a diferença entre imagens vectoriais e imagens bitmap. Refira quais os cuidados a ter
quando passa de uma imagem analógica para uma imagem digital.
Tipos de informação numa aplicação multimédia (ver fig. 1.1 do livro, p. 8)
a) Informação Capturada versus Sintetizada
Capturada – informação capturada do mundo real (imagens, imagens em
movimento e som)
Sintetizada – informação sintetizada por computador (texto, gráficos e animação
por computador)
b) Informação Discreta versus Contínua
Discreta – informação baseada no espaço, i.e., informação relacionada apenas
com a dimensão temporal (texto, imagens, gráficos)
Contínua – informação baseada no tempo, i.e., envolvendo a dimensão temporal
(som, imagens em movimento e animações por computador)
Digitalização
É o processo involvido em transformar um sinal analógico num sinal digital.
Definição de sinais analógicos e sinais digitais
Um sinal analógico constitui um valor físico que varia continuamente no tempo e/ou
no espaço e é definido para qualquer instante ou para qualquer posição espacial. Um
sinal analógico pode sempre tomar qualquer valor entre um mínimo e um máximo.
Um sinal digital é uma sequência de valores codificados em formato binário (e
dependentes do tempo ou espaço) que resultam do processo de transformação de um
sinal analógico (digitalização). Um sinal digital é então representado sob a forma
numérica.
Conversão de um sinal analógico em sinal digital (digitalização) (ver fig. 2.2
livro, p 20)
Esta transformação requere dois passos sucessivos:
1. Amostragem: consiste em reter apenas um conjunto discreto de valores de todos os
valores contidos num sinal analógico. O período de amostragem é em geral constante.
Portanto, as amostras são recolhidas em intervalos de tempo ou espaço fixos.
2. Quantização e Codificação. A quantização consiste em converter um sinal
amostrado num sinal que apenas pode tomar um conjunto limitado de valores. É uma
espécie de discretização de amplitude.
A codificação consiste em associar um grupo de dígitos binários (um código) a cada
valor quantizado.
Todo este processo de amostragem, quantificação e codificação é denominado de
digitalização.
Vantagens da representação da informação na forma digital
A vantagem geral reside na universalidade da representação. Uma vez que qualquer
tipo de informação, seja texto, imagem, som, etc, é codificado numa forma única que
resulta numa sequência de bits, todos os tipos de informação podem ser manueados de
forma idêntica, e usando o mesmo tipo de equipamento. Além disso as operações nos
sinais digitais são “error-free”! enquanto que as operações nos sinais analógicos
introduzem ruído e distorções.
Armazenamento: O mesmo dispositivo de armazenamento de dados pode ser
utilizado para todos os tipos de media.
Transmissão:
a) Qualquer sistema de comunicação de dados capaz de enviar bits tem o potencial de
transmitir qualquer tipo de informação digital multimédia;
b) Os sinais digitais são menos sensíveis aos ruídos de transmissão que os sinais
analógicos;
c) A regeneração do sinal – processo de reforço de um sinal atenuado – é mais
simples;
d) A detecção e correcção de erros pode ser implementada;
e) A encriptação da informação é mais simples.
Processamento:
a) Como a informação está armazenada em computadores, pode ser processada,
analizada, modificada, alterada e complementada por programas de computador como
qualquer outro tipo de dados. Este é talvez o maior potencial.
b) É possível implementar programas de reconhecimento de voz e texto, p.ex.
c) É possível criar estruturas de dados, usando ponteiros.
d) Utilizar funções de cut, copy e paste.
e) A qualidade da informação pode ser melhorada suprimindo o ruído ou erros, como
é o caso da digitalização dos velhos discos de vinil.
f) Informação de tipo similar mas criada através de processos diferentes – como
imagem em movimento criada por computador e capturado por camâra de filmar –
pode ser misturada.
Desvantagens da representação da informação na forma digital
a) A maior desvantagem da representação digital reside na distorção introduzida no
processo de amostragem, quantização e codificação.
b) Aumentando a taxa de amostragem e aumentando o número de bits usados para
codificar as amostras, reduz-se a distorção, aumentando no entanto o débito binário
necessário para representar a informação. E existem limites tecnológicos para este
débito binário, pois a capacidade de armazenamento não é infinita e os sistemas de
transmissão possuem também largura de banda limitada.
c) Necessidade para grandes capacidades de armazenamento digitais para armazenar
video, imagens estáticas e até mesmo som.
NOTAS:
3.(a) Diga qual a diferença entre aplicações multimédia síncronas e aplicações multimédia assíncronas
e dê exemplos de duas de cada tipo que possam ser usadas para suportar ensino à distância.
3.(b) Diga qual a diferença entre um serviço de video-a-pedido e um de quase-video-a-pedido e refira,
para ambos os serviços, se tem interesse a rede suportar multicast.
3.(c) Compare a utilização de uma rede ATM com a de uma rede Ethernet para suportar um serviço de
video-conferência.
3.(d) Diga o que entende por aplicações multimédia em rede e refira as alternativas que teria à sua
disposição em termos de programação ao nível das comunicações se quisesse desenvolver uma
aplicação distribuída ciente/servidor.
3.(e) Para desenvolver aplicações em rede pode utilizar sockets, RPCs ou plataformas tipo CORBA.
Refira, explicando minimamente, uma vantagem e um inconveniente quando compara sockets com
RPCs e RPCs com CORBA.
3.(f) As aplicações multimédia podem ser entre utilizadores ou entre utilizadores e máquinas.
Apresente 2 exemplos de cada tipo e diga, justificando, se são síncronas ou assíncronas.
3.(g) Uma aplicação multimédia cliente/servidor pode ser desenvolvida utilizando sockets, RPCs ou
CORBA. Diga o que caracterza estas 3 alternativas e qual delas torna mais fácil a localização do
servidor. Justifique.
Aplicações interpessoais e aplicações sistema-pessoa (subdivisão das aplicações
multimédia)
1. Aplicações interpessoais: o objectivo é melhorar a comunicação directa entre
humanos. Envolve pelo menos duas pessoas.
2. Aplicações sistema-pessoa: onde indivíduos ou grupos de pessoas comunicam
com um servidor, sendo o objectivo melhorar esta comunicação entre humanos e a
informação multimédia disponível nos servidores.
As aplicações interpessoais dividem-se em três simples grupos:
a) Aplicações privadas versus aplicações profissionais
b) Aplicações entre duas pessoas versus aplicações em grupo
c) Aplicações em tempo real versus aplicações assíncronas.
CSCW: Computer-Supported Cooperative Work
Definição: É o campo que se debruça com o desenvolvimento de sistemas baseados
em computadores para facilitar e melhorar o trabalho de grupos de utilizadores que
partilham tarefas e objectivos comuns, e perceber os efeitos do uso desse tipo de
sistemas.
Aplicações multimédia na matriz espaço/tempo dos CSCW (caderno+livro p 113)
Pessoas estão
no mesmo local local remoto
Comunicação • salas de • telefonia assistida por computador
Síncrona reunião • telefonia de pacote
• videofonia
• videoconferência
• divulgação de áudio/vídeo profissional
• espaços compartilhados
• aplicações compartilhadas
Comunicação • ferramentas • e-mail multimídia
Assíncrona de • troca de documentos multimídia
argumentação
• conferência assíncrona assistida por computador
• co-autoria
Taxonomia das aplicações multimédia (caderno+livro p 117)
Aplicações Síncronas: dividem-se em aplicações interpessoais, distribuição em grupo
e teleconferência em grupo. Interpessoais são entre dois indivíduos (aplicação de um-
para-um; um exemplo é a videofonia). A distribuição em grupo refere-se à
transmissão de uma fonte para múltiplos receptores (um-para-muitos).
Teleconferência em grupo cobre qualquer conferência à distância entre grupos de
pessoas (muitos-para-muitos); ex: audio, video e espaços virtuais de trabalho
partilhados.
Aplicações Assíncronas: incluem o Multimedia Electronic Mail (troca de
documentos multimédia) e as “multimedia asynchronous computer conferencing”
(modernos grupos de discussão – fóruns)
Video-a-pedido vs Quase-video-a-pedido
Video-a-pedido é um nome genérico para aplicações onde utilizadores individuais
podem requisitar o acesso a servidores de video com imagens estáticas e em
movimento. Os sistemas de video-a-pedido são extremamente exigentes em termos de
potencialidade para aceder e ler os dispositivos de armazenamento de dados, em
processamento e em consumo de largura de banda na rede. Imagine-se que numa hora
de pico, centenas de utilizadores pedem o mesmo filme popular, intervalados de
segundos uns dos outros... O sistema Quase-video-a-pedido agrupa este pedidos
temporalmente próximos mas de diferentes utilizadores (para o mesmo filme ou
imagem) e serve-os simultaneamente em intervalos de tempo constantes. Assim
consegue-se libertar muito mais o servidor, exigindo também menos recursos em
termos de largura de banda. Este sistema utiliza a tecnologia multicast, i.e., o servidor
envia apenas uma trama do vídeo de cada vez (ao contrário do vídeo-a-pedido em que
o servidor tem de enviar multiplas tramas, uma para cada utilizador). Ao requerer o
serviço quase-vídeo-a-pedido, os routers registam os seus endereços e encarregam-se
da ditribuição.
Broadcasting vs Multicasting
Broadcasting corresponde à propagação da informação de uma fonte para todos os
potenciais receptores (um-para-todos), como na emissão da TV. Multicasting
corresponde à propagação de uma fonte para um subconjunto de potenciais destinos
(um-para-muitos). No entanto, o Multicasting pode ser implementado em duas
formas: multicast para grupos fechados – onde a lista de receptores é predefinida e
sob controlo de uma autoridade central, que pode ser a fonte – e multicast para grupos
abertos, em que qualquer potencial receptor se pode subscrever espontaneamente ao
grupo.
Video-conferência vs Videofonia (ver fig.10.1 p179)
Video-conferência é uma aplicação síncrona orientada ao grupo desenvolvida para
ambientes profissionais, contribuindo assim para o CSCW, podendo operar nos
modos room-to-room, room-to-desktop e desktop-to-desktop. É distinta da
Videofonia, pois envolve grupos de pessoas, e não apenas indivíduos isolados.
Redes para suportar Video-conferência
As LANs convencionais, como a Ethernet, o Token Ring e a FDDI, usam o princípio
de partilhar um meio através de várias estações. O método da Ethernet para aceder ao
meio é baseado em “contenções” e comporta-se de uma forma probabílistica. Este
tipo de redes probabilísticas não são muito adequadas para suportar a transmissão de
multimédia em tempo-real. Soluções temporárias podem ser conseguidas reduzindo
drasticamente o número de estações por segmento, ou até dedicando certos segmentos
a servidores e conectando todos os segmentos a switches (Ethernet switches). No
entanto, 10 ou 16 Mbps, mesmo dedicados a um servidor, podem ser insuficientes
para certas aplicações multimédia.
O passo seguinte será utilizar uma Ethernet de 100 Mbps, da qual existem dois
modos. O modo 100 Base-T fast Ethernet, que utiliza a mesma tecnologia anterior,
mas operando a 100 Mbps. E o modo 100 VG-AnyLAN, onde todos os segmentos são
conectados a apenas um switch. Este tipo de tecnologia tem grande potencial para
suportar aplicações multimédia baseadas em servidores.
A tecnologia ATM, que se baseia n o envio de pequenas células de comprimento fixo,
é também vista como uma solução possível para redes locais. Conceptualmente, a
abordagem não difere muito da 100 Mbps fast Ethernet, conseguindo no entanto uma
velocidade de acesso máxima de 622 Mbps, o que pode ser útil para certos servidores
multimédia.
(cid:198) Cuidado, que aqui só se descrevem redes locais (LANs). Para video-conferência
em WANs a história pode ser outra.
Programação ao nível das comunicações para desenvolver uma aplicação
distribuída ciente/servidor (em rede)
Pode-se utilizar:
1. Sockets
2. RPCs
3. CORBA / DCOM / RMI
Sockets
Constitui uma biblioteca de funções de input/output para a rede.
(cid:198) Socket (domínio, tipo, protocolo)
(cid:198) Associa-se o socket a um endereço (Internet: IP+Porto; Unix)
(cid:198) Conecta-se cliente com servidor.
Desvantagens dos sockets:
a) Necessidade de conhecer o endereço (IP+Porto)
b) Necessidade de conhecer a representação dos dados
Vantagens dos sockets:
a) Eficiência
b) Controlo
RPC (Remote Procedure Call)
RPC só precisa do IP porque possui o Port Mapper que indica qual o porto.
Vantagens dos RPCs:
a) Localização
b) IP
c) Dados
d) Empacotamento
Desvantagens dos RPCs:
a) Eficiência
b) Ligação ao “C”
c) Ligação ao “S.O.”
CORBA (Common Object Request Broker Architecture) (ver caderno – copiar
figura)
Vantagens do CORBA:
a) Serviços (nomeadamente o de localização)
b) Lógica de objectos
c) Independente da linguagem de programação
Desvantagens do CORBA:
a) Maior overhead (broker)
b) ORB em ambos os lados
4.(a) Discuta a utilização da Internet e da RDIS de banda estreita para um serviço de videoconferência.
4.(b) Compare a utilização de uma rede de comutação de pacotes com a de uma rede de comutação de
circuitos para suportar um serviço de video-telefone.
4.(c) Compare a utilização das redes de comutação de pacotes e das redes de comutação de circuitos
para suportar aplicações multimédia.
4.(d) Compare a utilização das redes de comutação de pacotes e das redes de comutação de circuitos
para suportar uma videoconferência envolvendo vários intervenientes.
4.(e) Compare a utilização da Internet e da RDIS para suportar aplicações do tipo distribuição (uma
conferência por exemplo).
4.(f) Compare a utilização de redes Ethernet e ATM para suportar aplicações do tipo distribuição (uma
conferência por exemplo).
4.(g) Compare a utilização da RDIS e da Internet para suportar aplicações que utilizem streaming de
vídeo.
Classificação das Redes (WAN/MAN/LAN)
As redes de computadores podem ser divididas em redes WAN (Wide Area
Networks), quando se refere a redes de dimensão continental ou planetária. Dado que
as distâncias podem ser consideráveis, os atrasos de propagação nestas redes poderão
ser não negligenciávies. As redes WAN são publicas, como a Internet ou X.25 (linha
telefónica); outros exemplos serão a RDIS, GSM, GPRS, UMTS ou ADSL.
As redes MAN (Metropolitan Area Networks) fazem a interligação entre redes e
equipamentos numa área metropolitana. As MANs são normalmente utilizadas para
interligar redes locais situadas em diversos pontos de uma cidade, podendo ser tanto
redes publicas como privadas (ex.: FDDI, FQDB, CaTV).
As redes locais (Local Area Networks, LAN) são um dos tipos de redes de
computadores mais utilizados. Através delas é possível interligar postos de trabalho,
servidores e dispositivos de interligação de redes numa área geográfica pequena,
sendo estas redes privadas. Normalmente a tecnologia usada nas LANs é a Ethernet.
RDIS vs Internet para suportar um serviço de video-telefone (videofonia)
O tipo de videofonia aqui considerado é baseado em comutação de circuitos.
Basicamente existem dois tipos de serviços em comutação de circuitos: o telefone
analógico e os serviços digitais. Para comunicações de longa distância e
internacionais, apenas se aconselha o uso dos serviços digitais, pois o video
comprimido com alguma qualidade requer algo de 64 a 384 Kbps, o que se pode obter
agregando 6 canais B RDIS (cada um possui 64Kbps). Uma vez que um acesso básico
RDIS possui 2 canais B, a videofonia faz-se em geral a 128 Kbps, o que corresponde
a agrupar os dois canais.
RDIS vs Internet para suportar um serviço de video-conferência
Para videoconferência, as redes públicas de comutação de circuitos, principalmente
a RDIS, é a escolha mais comum, e os sistemas de video-conferência de circuitos
foram desenvolvidos para operar de 56 a 384 Kbps. A rede pública de comutação de
circuitos é mais adequada para video-conferência em room-mode. Para desktop-mode,
aplicam-se os mesmos comentários tecidos anteriormente para videofonia. A
Description:(g) Diga o que caracteriza uma aplicação multimédia em rede e quais os . (f) Diga o que entende por informação analógica, digital, capturada e
