Программирование мультимедиа-систем

8.1 Программное обеспечение будущих поколений для поддержки мультимедиа

8.1.1 Специализированные проекты для работы с мультимедиа

Ежемесячно возникают новые проекты применения мультимедиа в самых различных областях жизни, часто они ориентированы на широкий круг пользователей и реализованы с поддержкой сети InterNet.

В конце 90-х г.г. разработан InterNet-протокол WAP (Wireless Application Protocol) передачи информации из InterNet на мобильный аппарат (в конце 1999 г. Microsoft Corp. выпустила поддерживающий WAP броузер MobileExplorer). Некоторые InterNet-компании заявили о поддержке этого (несовместимого с традиционным) стандарта (например, сайт wap.infoart.ru фирмы InfoartStars, `увидеть' который в начале внедрения технологии можно было лишь с помощью специализированного сотового телефона. Проблему несовместимости решила компании Motorola (создавшая первый основанный на Java телефон, обеспечивающей полноценный доступ к стандартным HTML-сайтам в InterNet) и другие. Почтовые услуги для владельцев телефонов с протоколом WAP предоставляет также сервер www.iname.ru и др.

В начале 21 века встраивание WEB-камер в сотовый телефон стало обычным, в связи с расширением пропускной способности линии можно ожидать возможность работы с видео. Таким образом, и ресурсы InterNet и возможность свободного обмена фото- видеоинформацией, становятся доступными пользователям в любой точке планеты.

К особо интересным разработкам можно отнести, например, моделирование эволюционного процесса TechnoSphere (www.technosphere.org.uk), предполагающий проектирование пользователем фантастических существ и отслеживание в дальнейшем их эволюции в сообществе подобных, сконструированных другими пользователями (включая контакты, размножение, наследственность, борьбу за существование). С другими виртуальными мирами в InterNet можно ознакомиться по адресам www.cybertown.com, www.worlds.net, www.vr.org.au.

Другим примером является VR-моделирование реального мира c целью как упрощения выполнения рутинных операций в реальном мире (часто на расстоянии), так и обеспечение новых возможностей человека.

Например, упомянутая фирма Immersion Corp. ставит целью достижение технологии, при которой хирург или врач манипулирует не инструментами и пациентом, а работает с виртуальной моделью человека, используя для этого устройства с обратной связью; манипулируя объектами в виртуальном мире, врач тем не менее чувствует человека и его ткани. При этом всю `грязную' работу делает робот, управляемый компьютером посредством устройства с обратной связью, которым, в свою очередь, управляет врач. Для медицины подобные устройства должны обеспечивать как можно более точные и реалистичные ощущения.

Подобные технологии имеют перспективное будущее. Например, проведение хирургических операций - xирург `погружается' в VR, в которой он видит пациента в объеме и насквозь посредством изображения, получаемого с помощью сканеров (лазерные сканеры, ядерные томографы) и преобразованного в виртуальную модель с необходимой точностью. Хирург сможет увеличить изображение любой части тела и работать, не боясь случайного дрожания руки со скальпелем, при использовании микророботов возможно провести операцию прямо внутри человека (например, внутри сердца).

Для достижения подобных близких к фантастике в настоящее время возможностей придется количественно и качественно развивать возможности виртуальной реальности. Количественные улучшения будут сводиться к увеличению графического разрешения, повышению качества звука и эргономичности конструкции.

Из качественных можно прогнозировать отказ от внешней аппаратуры (минидисплеев, шлемов, наушников и т.д.) с переходом на принципиально другой уровень формирования ощущений. Микролазер, посылающий импульсы определенной частоты прямо на нерв, сможет заменить ощущения внешнего мира искусственно сформированными.

Второе важное направление - интеграция и возможность сосуществования нескольких VR-аналогов физических лиц в одном виртуальном мире при обеспечении всего присущего человеку спектра ощущений. Это открывает широчайшие возможности для `виртуального общения', решения сложных научно-технических задач, развлечений. Уже сейчас на базе сети InterNet идет работа над несколькими такими проектами.

Не стоит забывать, что мнимая (виртуальная) реальность может стать наркотиком XXI века, который поработит людей быстрее, чем все доныне известные - ведь мир, представленный VR, обычно намного привлекательнее того, что в действительности окружает человека.

8.1.2 Операционные системы, ориентированные на поддержку мультимедиа

Мультимедиа является относительно новой отраслью компьютерных технологий, большинство создававшихся в конце 70-х - начале 80-х г.г. операционных систем не было рассчитано на специфические требования, свойственные мультимедиа-технологиям. Традиционные ОС оптимизировались в направлении повышения гибкости управления ресурсами (в том числе обеспечения мультизадачного и/или многопользовательского режимов), разработчики их архитектуры не могли представить в то время, с какими объемами мультимедиа-информации придется работать начиная с конца ХХ века.

В основу нового поколения специализированных ОС легла концепция MediaOS - совокупность требований к операционной системе, предназначенной для работы с большими объемами цифровых данных. Описывающий концепцию MediaOS официальный документ можно найти на сайте www.be.com/products/beos/mediaos.html.

Одним из основных свойств мультимедиа-ОС (ММОС) является встроенная поддержка симметричной многопроцессорной обработки - ОС изначально рассчитана на работу с несколькими процессорами одновременно - в отличие от большинства других операционных систем, в которых поддержка нескольких процессоров является лишь дополнительной функцией. При этом разработчикам приложений нет необходимости заботиться о распределении нагрузки между процессорами - это выполняет за них сама система. Помимо этого MMOС обязана обладать и другими качествами, свойственными современным ОС: вытесняющая многозадачность (позволяющая эффективно работать с несколькими приложениями одновременно), многопотоковость (возможность выполнения множества независимых процессов внутри одного приложения), 64-разрядная файловая система (обеспечивающая улучшенные средства доступа к дискам большого объема), внутренняя архитектура `клиент-сервер' и др. технологии, позволяющие увеличить производительность и эффективность работы ЭВМ (заметим, что большинство из указанных требований реализовано в современных неспециализированных ОС - например, в основанных на ядре NT версиях MS Windows).

К основанным на вышеприведенных концепциях ОС традиционно относится BeOS, подобным же образом рекламировалась NeхtStep; к МMОС (с некоторым сомнением) можно отнести предельно упрощенные ОС т.н. мультимедиа-компьютеров (простейших ПЭВМ, ориентированных исключительно на работу в сети InterNet).

BeOS (компания BeInc., www.beincorporated.com) позиционируется как `операционная система для мультимедиа и InterNet'; первоначально разрабатывалась для компьютера BeBox (разработка аппаратной части не завершена), в 1996г. к BeOS проявила интерес AppleComputer, в настоящее время доступна бесплатная версия этой ОС (на сайте free.be.com). Система весьма проста в установке и настройке, штатно обеспечивает все сетевые возможности (E-Mail, WEB, RealAudio, RealVideo), обладает оптимизированной параллельной архитектурой, поддерживающей работу с цифровым звуком, графикой и видео. Для BeOS разработан браузер NetPositive, ОС поддерживает одновременное использование нескольких рабочих областей - виртуальных экранов, каждый из которых может иметь свои собственные настройки (такие как разрешение, что позволяет избежать загромождения экрана окнами и в некоторых случаях существенно облегчает работу пользователя). BeOS изначально рассчитана на работу в режиме `двойной загрузки' на одной машине с Windows или MacOS и поддерживает стандарт POSIX (поэтому написанные в соответствии с этим стандартом Unix-программы могут компилироваться под BeOS без или с незначительными изменениями).

Вместе с тем список поддерживаемых внешних устройств для BeOS невелик. Несколько поставщиков компьютеров (в том числе AST Computers, www.ast.com и IDot.Computers, www.idot.com) начали устанавливать BeOS на новые ЭВМ, компания Microworkz.com (www.microworkz.com) использует специализированную версию BeOS в своих недорогих устройствах IToaster - машинах с ограниченным набором функций, предназначенных для новичков в WEB. Компания BeInc. пытается привлечь достоинствами своей ОС производителей других недорогих устройств (уровня телевизионных InterNet-приставок).

Одновременно компания BeInc. рассчитывает на то, что распространение более быстрых InterNet-соединений подстегнет к принятию BeOS творческими личностями, создающие видео-, аудио- и анимационный контекст для WEB. Некоторые известные фирмы уже сейчас ориентируются на BeOS - известны вариант броузеров Opera (фирма OperaSoftware, www.opera.com) и NetscapeCommunicator (home.netscape.com), игры QuakeArena (фирма IDSoftware, www.idsoftware.com), видеодрайверов nVIDIA (NVIDIA, www.nvidia.com) и др. для BeOS.

История развития BeOS может повторить не слишком удачный проект OC NeXTStep для компьютера NeXT (тем более, что начинали разрабатывать и BeOS и NeXTStep выходцы из AppleComputer); фактически мультимедийный компьютер NeXT выпускался с 1989г. по 1993г., но вследствие несовместимости с иными моделями и дороговизны выпуск был прекращен, а фирма перепрофилирована в разработчика системного ПО.

Можно также говорить о применении мультимедиа в оформлении пользовательского интерфейса операционных систем и приемах его использования. Например, известный стандарт GUI (Graphic User Interface) является стандартом многопользовательского графического интерфейса Windows и многих других ОС (хотя и берет начало от разработки фирмы Xerox конца 70-х/начала 80-х г.г.). Устройство управления типа `мышь' (разработка середины 60-х г.г. Стемфордского исследовательского института - SRI) является важнейшим элементом подобного пользовательского интерфейса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мультимедиа является бурно развивающейся областью деятельности, фактически приближающей компьютерные технологии к человеку. Несмотря на большое количество известных технологий работы со звуком, изображениями и видео ежемесячно разрабатываются новые, при этом существующие методы излишне техницированы (что как раз и говорит о `юности' этой области).

Даже в обозримом будущем развитие мультимедиа-технологий предлагает близкие к фантастическим перспективы увеличение технологической мощности человечества. Однако приближающееся неизбежное вмешательство мультимедиа непосредственно в психофизическую сферу человека обоснованно представляется опасным и непредсказуемым по последствиям для человеческого сообщества.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Порев В.Н. Компьютерная графика. - С.Птб.: BHV, 2002. -432 c.

2. Загуменнов А.П. Компьютерная обработка звука. - M.: ДМК, 2000. - 384 c.

3. РудометовтE., Рудометов В. Аппаратные средства и мультимедиа (справочник). -С.Птб.: Питер, 2000. - 416 c.

4. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. -С.Птб.: Питер, 2002. -528 c.

5. Свиридов Ю., Тюкаче Н. Delphi 5 - создание мультимедийных приложений. -С.Птб.: BHV, 2001. -400 c.

6. Фролов А.В., Фролов Г.В. Мультимедиа для Windows (руководство для программиста, том 15). - М.: Диалог-МИФИ, 1995. - 284 c.

7. Авраамова О.Д. Язык VRML (практическое руководство). -M.: Диалог-МИФИ, 2000. - 288 c.