Multimedia-Datenformate

Übersicht Vektorformate
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Vektorformate
!
Vektorformate können aus
Vektordaten und Text bestehen
Sammlung geometrischer Figuren
Repräsentation durch
mathematische Formeln als
interpretierbare Textdatei
Ohne Verzerrungen stufenlos
skalierbar (auflösungsunabhängig)
kleinere Dateien als
Rasterbildformate
DXF, IGES, HPGL, EPSF, SVG
Bildformate • Vektorformate
DXF (Drawing Exchange Format)
Folie 71
IGES (Initial Graphics Exchange Standard)
!
AutoCAD Export-Format (Autodesk)
2D und 3D Varianten
Block Definitionen, Layer, Linientypen, Text
Stile, Dimensions-Stile, Koordinatensysteme,
usw.
! ASCII-Textdatei
! Einbettung von Pixelgrafiken möglich
!
!
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Bildformate • Vektorformate
!
!
!
!
Folie 72
Protokollspezifikation zur Übermittlung und Darstellung von
Grafikdaten über Telefon und Computernetzwerke
Austausch von Geometrie-, Struktur- und Meta-Informationen
Darstellung von 3D-Drahtmodellen
ANSI-Standard, Eigentum vom National Institute of Standards and
Technology (NIST)
In CAD-Pakete wie AutoCAD integriert
Bildformate • Vektorformate
Folie 73
HPGL (Hewlett Packard Graphics Language)
EPSF (Encapsulated PostScript File)
Plotter-Ausgabe-Format und Maschinensteuerung (CNC)
! Repräsentation von grafischen Objekten wie Texte,
Polygone, Rechtecke, Kreise
! Seitenbeschreibungssprache
! ASCII-Textdatei
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!
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!
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Bildformate • Vektorformate
Ausgabeformat für Text- und Grafikdateien
Geräteunabhängige Ausgabe
Grafik-Operatoren
PostScript ist eine Programmiersprache
Erlaubt die Verwendung von Variablen,
Prozeduren, Funktionen und Kontrollstrukturen
Einbettung von komprimierten Binärdateien
möglich
Rastergrafiken, Zeichensätze, Farbprofile,
druckerspezifische Steuerdateien
Standardisierung umfasst PostScript Level 1 bis 3
Zukünftige Verschmelzung mit dem Adobe PDFFormat
Folie 74
EPSF
Bildformate • Vektorformate
Folie 75
SVG
Beschreibung
zweidimensionaler
Vektorgrafiken in XML-Syntax
! W3C Standard
!
– v1.0 seit 2001
– v1.1 seit 2003
Von vielen Web-Browsern und
Anwendungen unterstützt
! GZIP Kompression
! Mobile Variante SVG Tiny
!
Bildformate • Vektorformate
Folie 76
<?xml version="1.0"en>
<svg version="1.0" xml>
<defs>
<linearGradient x1="99.7"
</defs>
<use xlink:href="#box_gr
<use xlink:href="#circle
<use xlink:href="#circle
<line x1="100" y1="300"
<!--add more content-->
<circle cx1="90" r="4"
</svg>
Bildformate • Vektorformate
Folie 77
Zusammenfassung Bildformate
SVG
!
Umfangreiche Funktionen
– Grafische Primitiven:
Pfad, Kreis, Ellipse, Rechteck, Linie, Polyline, Polygon, Text,
– Einbettung von Rastergrafiken
– Grafische Effekte/Filter
– Animationen und Scripting ( Javascript/ECMAScript)
Foto-/Rasterformate
– TIFF, GIF, PNG, JPEG/JFIF/EXIF, ...
<path id="Pfad" d="M50,100 C50,50 125,50 125,100 S200,150 200,100"
fill="orange" stroke="black"
stroke-width="3px" stroke-linecap="round" />
<circle cx="-10" cy="-2.5" r="5" fill="yellow" stroke="white">
<animateMotion id="kreis_ani" dur="5s" repeatCount="indefinite"
begin="play.click" end="stop.click" rotate="auto">
<mpath xlink:href="#Pfad" />
</animateMotion>
</circle>
Bildformate • Vektorformate
Grafik-/Vektorformate
– DXF, HPGL, EPSF, SVG, ...
Folie 78
Bildformate
Folie 79
Multimedia-Datenformate
Multimedia-Datenformate
!
Babylonisches Formatgewirr...
HTML, Java, Flash, SVG, MPEG,
WMF, QuickTime, Real, PDF
Multimediaformate
Folie 81
AGENDA
Begriffe
! Übersicht/Klassifikation
! Integrierende Formate/Allgemeines
! Standards:
!
–
–
–
–
–
–
–
–
–
!
Begriffsdefinition (1)
!
HTML,
Java,
Flash,
SVG,
MPEG,
WMF
QuickTime
Real
PDF
CODEC
–
–
–
–
Abkürzung für COder/DECoder
Komprimierungs-Algorithmus
Verfahren für Kodierung von Audio-/Video-Daten
Beispiele
!
!
!
!
MPEG
JPEG
H.261
MLP
Weiterführendes
– Links
– Literatur
Multimediaformate • AGENDA
Folie 82
Folie 83
Begriffsdefinition (3)
Begriffsdefinition (2)
!
Multimediaformate • Begriffe
Dateiformat/Datenformat
!
– Datei-, Container- oder Streaming-Format
Vermischung beider Begrifflichkeiten
– z. B. JPEG
– Enthält Metadaten
! CODEC
! (z. B. Bildauflösung,
Synchronisationsdaten,
Farbtiefe, Kodierung ...)
! Dateiformat
– Nutzdaten sind kodiert oder
entsprechen einem CODEC
! (z. B. RLE, Sorenson, MPEG)
Multimediaformate • Begriffe
Folie 84
Multimediaformate • Begriffe
Folie 85
ÜBERSICHT I
!
ÜBERSICHT II
Wie lassen sich Datenformate
klassifizieren??
!
Was gibt es für gängige Formate?
!
Wie sind diese
Formate aufgebaut?
!
Für welchen Zweck eignen
sich die Formate?
Multimediaformate • Übersicht/Klassifikation
!
atomare/zusammengesetzte Datentypen/Formate
– kontinuierliche Medien, z. B. Video, Audio
– diskrete Medien, z. B. Fotos, Grafik, Text
– einfache Datentypen, z. B. Text, Bitmaps
– kombinierte Datentypen (Metafiles) , z. B. Video (Bewegtbilder, Ton)
Multimediaformate • Übersicht/Klassifikation
Folie 87
Integrierende Formate • Allgemeines (1)
atomare Datentypen/Formate
– diskret (nicht zeitbasiert)
!
! Grafikformate
– kontinuierlich (zeitbasiert)
Format-Vielfalt
– HTML, DHTML
! Audioformate
!
zeitbasierte/nicht zeitbasierte Datentypen/Formate
Folie 86
ÜBERSICHT III
!
!
– Java, Javascript
zusammengesetzte Datentypen/Formate
– Flash/Shockwave, SVG
– diskret (nicht zeitbasiert)
! PDF
– MPEG, SMIL, Real System
! QuickTime
– QuickTime,
Windows Media Technologies ( WMF)
– kontinuierlich (zeitbasiert)
– PDF
Multimediaformate • Übersicht/Klassifikation
Folie 88
Multimediaformate • Integrierende Formate
Folie 89
Integrierende Formate • Allgemeines (2)
!
Integrierende Formate • Allgemeines (3)
Ausgabeformat von Autoren-Systemen
– Integration von
!
!
!
!
!
!
!
Video
Audio
Text
Animation
...
– Datenformate
– Codecs
Erwartung an Medienformat
–
–
–
–
–
Klassifizierung
– Medienarchitektur
Integration verschiedener Formate
Interaktionsfähigkeit
Scriptfähigkeit
Laufzeitumgebung (Player)
Autorenwerkzeuge
!
Verwendungsaspekte
– online Produktion
– offline Produktion
Multimediaformate • Integrierende Formate
Folie 90
Integrierende Formate • Allgemeines (4)
!
– progressive streaming
HTML (1)
!
– realtime streaming
! HTML 1 nur Text (1992)
Kommerzielle/Rechtliche Aspekte
–
–
–
–
Hypertext Markup Language (HTML)
– Versionen
! Serverbasiertes Streaming, z. B. per rtp, rtsp
!
Folie 91
Streaming Technologien
! z. B. download per http
!
Multimediaformate • Integrierende Formate
! HTML 2 mit Knöpfen, Menüs und Eingabefeldern
Spezifikation verfügbar
Player-Sourcecode verfügbar
Eigentumsrechte/Lizenzen
Patentschutz
! HTML 3, HTML+ nicht standardisiert
! HTML 4 mit CSS (Formatvorlagen), ladbaren Schriften (1997)
! aktuell HTML 4.03
! XHTML 1.01 (2001)
Krisen der Formate...
Multimediaformate • Integrierende Formate
Folie 92
Multimediaformate • HTML
Folie 93
HTML (2)
!
HTML (3)
Geschichte
Douglas
Engelbart
– 1963 Douglas Engelbart (NLS)
! Hypertext-System (Baumstruktur, Links)
– 1967 Ted Nelson (Xanadu)
!
Kompatibilität
!
Copyright
! HTML-ähnliche Sprache
– 1989/90 Tim Berners-Lee (CERN)
! Entwicklung des WWW (HTML)
– 1991 Steve Jobs (NeXT)
! erster Webbrowser
– diverse Varianten der Darstellung/
Interpretation von HTML
– inkompatible Erweiterungen
– W3C Organisation (nichtkommerziell)
– 1993 Mosaic & Netscape
! kommerzielle Entwicklung
plattformübergreifender
Browsertechnologie
Tim Berners-Lee
Steve Jobs
Multimediaformate • HTML
Folie 94
HTML (4)
!
!
Multimediaformate • HTML
Folie 95
HTML (5)
Javascript
!
– interaktive Formulare
– Generierung von HTML-Code
– Schaltflächen, Rollovers, usw.
XHTML
– Verschmelzung von XML, HTML, CSS
– Unterstützung von diversen Browserplattformen
(Mobiltelefone, Fernseher, Autos, Wireless PDAs, Kiosk-Systeme,
usw...)
DHTML
– wie Javascript
– dynamische Änderung von Inhalten (Animationen, ...)
– Probleme bei der korrekten Interpretation von DHTML-Inhalten
Multimediaformate • HTML
– XHTML 1.1 reguläre Version der W3C
– Aktuell wird XHTML 2.0 spezifiziert
Folie 96
Multimediaformate • HTML
Folie 97
Java
!
Flash/Shockwave
Plattformunabhängige
Programmierumgebung
!
Shockwave File Format (SWF)
!
Authoring/Player
– objektorientierte Programmierung
– Diverse Funktionsbibliotheken
(2D, 3D, Media Framework, ...)
– Laufzeitumgebung ( VMs) vergleichweise langsam
!
Java (6.0)
– Multimediabibliotheken
– Swing-Klassen (Interface Biblotheken)
– Viele Betriebssysteme unterstützt
(Solaris, Linux, Windows, MacOS X, SymbianOS, ...)
– Copyright bei Sun Microsystems
Multimediaformate • Java
Kantengeglättete Vektorgrafik (mit Transparenz)
Animation für alle Objekte
Audio (MP3), Video (QuickTime)
Interaktionsmöglichkeiten
Skriptfähig (Action Script)
– Flash Player, Real Player, QuickTime Player
– Flash MX (Macromedia), LiveMotion (Adobe), ...
– Format ist Eigentum vom Macromedia
Folie 98
SVG
!
–
–
–
–
–
Multimediaformate • Flash
Folie 99
MPEG • Übersicht
Scalable Vector Graphics (SVG)
– Sprache zur Beschreibung 2-dimensionaler
Objekte in XML (textbasiert)
!
! Vektorgrafik, Text, Bilder
– Features
!
!
!
!
!
!
verschachtelte Transformationen
Schnitt-Pfade
Alpha Masks
Filter Effekte
Farbverläufe
Template Objekte und erweiterbar
Moving Pictures Experts Group
– Arbeitsgruppe der ISO zur Standardisierung von Audio- und VideoKodierungen
– gegründet 1988
– zusammengesetzt aus
! 350 Experten
! aus 200 Firmen und Organisationen
! aus 20 Ländern
–
–
–
–
– scriptable ( JavaScript)
! Filter, Farbverläufe. usw.
– W3C-Empfehlung
! Viewer (Plug-in) und Authoring (Illustrator & GoLive) von Adobe
! Eigentum und copyright des W3C
Multimediaformate • SVG
Folie 100
MPEG-1 Audio und Video ( Juli 1989)
MPEG-2 Audio und Video ( Juli 1991)
MPEG-4 Audio und Video ( Juli 1995)
Synthetic/Natural Hybrid Coding (März 1996)
Multimediaformate • MPEG • Übersicht
Folie 101
MPEG-1
!
MPEG-2
MPEG-1
!
– Kodierung von Bewegtbildern und dazugehörigem Audio
für digitale Speichersysteme bis zu 1,5 Mbit/s
– allgemeine Kodierung für Bewegtbilder und dazugehörigem Audio
– verbesserte Video-Auflösungen gegenüber MPEG1
– Auflösungen
! Einteilung in Profile (Low-, Main-, High-Profiles)
! räumliche Skalierbarkeit (Datenstrom mit verschiedenen Auflösungen)
! zeitliche Skalierbarkeit (Datenstrom reagiert adaptiv auf
Übertragungsbandbreite)
! 360 x 288 Pixel, 25 fps (PAL)
! 352 x 240 Pixel, 30 fps, (NTSC)
– 2 Audiokanäle
– VHS-Qualität
– variable Bitraten
– MP3 ist Ableger des MPEG-1 Audiostandards
(MPEG-1, Audio Layer 3)
– mehrkanaliges Audio
Multimediaformate • MPEG-1
Folie 102
Multimediaformate • MPEG-2
Folie 103
MPEG-4 (1)
MPEG-3
!
!
MPEG-2
Framework
– Integration von Medienobjekten(AVO)
! Audio-Visuelle-Objekte mit zeitlicher
räumlicher Beziehung zueinander
MPEG-3
– Interaktionsmöglichkeiten
– nicht standardisiert
– ursprüngliches Ziel: HDTV-Video-Auflösungen
– jedoch: Skalierbarkeit von MPEG-2 ausreichend
! Mensch, AV-Daten
– Flexible Verwendung von Datentypen
! Mono-, Stereo, Mehrkanal-Audio
! 2D-, 3D, Mono- oder Stereo-Video
– Erweiterbarkeit
! MSDL (MPEG-4 Syntactic Description Language)
– scriptfähig ( JavaScript)
– Player MPEG-J ( Java-Schnittstelle)
– MPEG Kompression für niedrige Bitraten
Multimediaformate • MPEG-3
Folie 104
Multimediaformate • MPEG-4
Folie 105
MPEG-4 (3)
MPEG-4 (2)
!
DivX
!
3ivx
Zielplattformen
–
–
–
–
!
!
Digitales Fernsehen
Mobile Endgeräte
Interaktive graphische Anwendungen
Interaktives Multimedia ( World Wide Web)
Verfügbarkeit
– ISO-Standard seit 1999
Multimediaformate • MPEG-4
– bekannt als MPEG-4 Standard
– »gehackter« Video-Codec von Microsoft
– basiert auf der (damals noch nicht verabschiedeten) MPEG-4
Kompression
– kommerzielle Realisierung des auf dem standardisierten MPEG-4
Kompressionsverfahren (2001) basierender Video-Codec
– Open DivX und 3ivx
sind freie Entwicklungen,
die auf dem MPEG-4 Standard basieren
Folie 106
MPEG-7
Multimediaformate • MPEG-4
MPEG-21(1)
!
!
Folie 107
MPEG-7
– MPEG-5 und MPEG-6 nicht in der Standardisierungsreihenfolge
MPEG-1 (+1) – MPEG-2 (+2) – MPEG-4 (+3) – MPEG-7 (+4) – ....
MPEG-21
– Definition eines »Multimedia-Frameworks«
– Digital Item Declaration
! a uniform and flexible abstraction and interoperable schema for declaring
Digital Items
– Metadaten-Standard
(Multimedia Content Description Interface)
– Digital Item Identification and Description
– Unterstützung von Suchverfahren
– Content Handling and Usage
! a framework for identification and description of any entity regardless of its
nature, type or granularity
! provide interfaces and protocols that enable creation, manipulation,
search, access, storage, delivery, and (re)use of content across the content
distribution and consumption value chain
– Unterstützung von Anzeigestrategien
– Integration diverser Medieninhaltsformate
(z. B. MPEG-4)
Multimediaformate • MPEG-7
Folie 108
Integrierende Formate: Standards: MPEG
Folie 109
MPEG-21(2)
WMF
!
Windows Media Files ( WMF)
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
– Intellectual Property Management and Protection
! the means to enable content to be persistently and reliably managed and
protected across a wide range of networks and devices
– Terminals and Networks
! the ability to provide interoperable and transparent access to content
across networks and terminals
– Content Representation
! how the media resources are represented
– Event Reporting
! the metrics and interfaces that enable Users to understand precisely the
performance of all
reportable events within the framework
Integrierende Formate: Standards: MPEG
Folie 110
QuickTime
!
Integrierende Formate: Standards: WMF
Folie 111
Real System
!
QuickTime
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
(Streaming) Media Architektur von Microsoft
Advanced Streaming Architecture (ASF)
Window Media Audio ( WMA)
Windows Media Video ( WMV )
Metafiles ( WAX, WVX, ASF) für Streaming
ASX Dateien steuern Media Player
reines Video-Format (kein Text, Grafik, ...
Microsoft-eigener Player ( Windows Media Player)
Microsoft-eigene Codecs und Authoring-Tools ( Windows Media Tools)
nur bedingt plattformübergreifend ( Windows/Mac)
Multimedia-Architektur & Dateiformat von Apple
Unterstützt Streaming Media
Unzählige Audio- und Videoformate und Codecs
Unterstützung mehrerer Spuren (Audio, Video, Text, Sprite)
Echtzeiteffekte
Scripting
VR-Integration (Panorama, Kubus, interaktive Navigation, ...)
Interpretation von SMIL-Dateien
Apple-eigener Player (QuickTime Player)
Diverse Apple-eigene Codecs (z. B. Cinepak, Apple Video, ...)
Authoring über diverse Fremdprodukte (LiveStage, Electrifier Pro, ...)
nur bedingt plattformübergreifend ( Windows/Mac)
Integrierende Formate: Standards: QuickTime
Folie 112
Real System
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Realtime Streaming Architektur
RealVideo (.rm)
RealAudio (.ra)
Streaming Meta Files (.ram)
Verwendung des RTSP-Protokolls
Interaktion/Synchronisation durch SMIL
Player und Codecs Eigentum von Real
Player & Plug-ins für Unix, MacOS, Windows
Real Server von Real Systems
Authoring mit Real Systems Producer
Integrierende Formate: Standards: Real System
Folie 113
SMIL
!
PDF
Syncronized Media Integration Language (SMIL)
!
– Sprache zur Steuerung (Synchronisation) von
(lokalen und gestreamten) Multimedia-Daten
– Integration von
!
!
!
!
–
–
–
–
–
–
–
integrierendes Format
ermöglicht plattformunabhängige Distribution von Dokumenten
integriert Text, Grafik, Ton, QuickTime
Möglichkeit von Interaktionen
scriptable ( JavaScript)
Reader & Plug-ins für Unix, MacOS, Windows, PDAs
Export-Format diverser Publishing-Programme
(Photoshop, Illustrator, InDesign)
– Authoring mit Tools von Adobe und anderen
RealSystem (.ra, .rv, .rt, .r3t, .rp)
QuickTime
Flash (SWF)
SVG
– W3C-Standard
– Nichtkommerzieller Standard
– Wiedergabe z.B. über RealPlayer oder QuickTime Player
Integrierende Formate: Standards: SMIL
Folie 114
Folie 115
!
The Graphics File Format Page
!
Graphics Formats Explained
http://www.dcs.ed.ac.uk/home/mxr/gfx/
Internet-Standards
– http://www.w3c.org
!
Integrierende Formate: Standards: PDF
Links, Literatur
Links
!
Portable Document Format (PDF)
http://www.dansdata.com/graphics.htm
MPEG
– http://www.mpeg.org
!
JAVA
– http://www.java.com
!
!
Flash/Shockwave
Taschenbuch Multimedia
HENNING, PETER A.,
Fachbuchverlag Leipzig
– http://www.flash.com
– http://www.shockwave.com
Weiterführendes
Folie 116
Links und Literatur
Folie 117
Weiterführende Literatur
Links und Literatur
Folie 118