Multimedia:
Se refiere a la combinación de sonido, video, imágenes, gráficos, animaciones digitales. Ejemplos : Enciclopedias, Juegos, Programas Educativos o de entrenamiento, Presentaciones.
A efectos de considerar los requerimientos existe el standard MPC ( Multimedia Personal Computer ) que establece los mismos.
Standard MPC ( o MPC1 ), MPC2 y MPC 3 :
En 1990, el Consejo de Marketing Multimedia establece el standard MPC, y se trata de los requisitos para que un equipo pueda correr multimedia. Por obsoleto el primer standard, surgen MPC Nivel 2 y en 1995, el Nivel 3. Por el grado de avance, éste ya se encuentra desactualizado.
Componentes de Multimedia ( Kit de Multimedia ) y requerimientos actuales :
Kit Multimedia : Requerimientos actuales :
1 ) Placa de Sonido ( para Digitalizar ). Memoria RAM : 64 MB o más
2 ) Parlantes. Microprocesador : Pentium con MMX y 166 MHz
3 ) CD-ROM o DVD-ROM Monitor de alta definición ( VGA o Super VGA )
Tarjeta de Video acelerada PCI o AGP
Disco Rígido de 10 GB en adelante.
1 ) Placa de Sonido :
Los juegos demandaron algo más que el speaker propio de la computadora, surgiendo así la necesidad de instalar una placa de sonido, resultando igualmente diferentes los requerimientos de un usuario de multimedia que los de un músico.
Reloj o Frecuencia de Muestreo :
La frecuencia de Muestreo ( Sampling ) especifica la cantidad de veces que se toman muestras en 1 segundo, para no perder calidad e información en los procesos de conversión de la señal sonora. Se debe utilizar una frecuencia de muestreo que sea el Doble del valor de la frecuencia sonora más alta que se va a convertir.
La mayor frecuencia que puede percibir el oido humano es de 20 KHz, mientras que los CDs de Audio reproducen hasta 22,05 KHz ( máxima calidad de sonido ), por lo que si se desea reproducir y grabar sonidos con la misma calidad de un reproductor de CDs, se necesita una Placa de Sonido con una Frecuencia de Muestreo de 44,1 KHz ( 22,05 x 2 ) utilizando un Convertidor de 16 Bits.
El sonido proveniente de un equipo de audio ( CD, Cassette, Microfono o Radio ) es Analógico, compuesto de ondas sinusoidales de distintas amplitudes y frecuencias, por lo que la placa deberá tener un ADC ( Analogic to Digital Converter ), y a efectos de reproducir los sonidos provenientes de la computadora un DAC ( Digital to Analogic Converter ).
Estos convertidores pueden ser de 8 bits o de 16 bits. Si se tiene una placa de sonido con sampling de 8 bits se podrán representar 256 niveles de amplitud de onda, en cambio, con 16 bits se podrán representar 65.536 niveles de amplitud. Una tarjeta con convertidor de 8 bits alcanza para grabar y reproducir voz pero será deficiente para música. La desventaja de los 16 bits es la ocupación en el disco. Cada pieza ocupará mucho más espacio que si hubiera sido grabada en 8 bits. Comparación de las señales Analógicas y Digitales :
Diagrama esquemático de la digitalización del Sonido que realiza una Placa de Sonido :
Sintetizador y soporte MIDI ( Musical Instruments Digital Interface ) :
La digitalización del sonido no es la única función de la placa de sonido, también puede reproducir sonidos electrónicamente a travéz de un Sintetizador que está en la tarjeta y es compatible con los archivos MIDI. Los archivos MIDI contienen instrucciones, que indicarán al sintetizador, la nota, su duración, el instrumento musical y otros parámetros. Estas las recibe el sintetizador y genera el sonido correspondiente. Así el tamaño del archivo es menor que aquel que contenga la pieza completa digitalizada grabada. Un teclado MIDI se puede conectar al puerto del joystick.
Número de Voces o Canales :
Indica la cantidad de sonidos que la tarjeta es capaz de generar y controlar en forma independiente. Como cada canal tiene información de un instrumento, es posible eliminar instrumentos y agregar otros. Las placas de sonido poseen como mínimo 11 voces sintetizadas, y las diseñadas especialmente para música poseen las 32 voces.
Métodos para Sintetizar o reproducir Sonido :
Los métodos para reproducir los diferentes sonidos de los instrumentos ( con diferencias de calidad ) son :
A ) Síntesis por FM
B ) Síntesis por Wavetable (Tabla de Ondas)
A ) Síntesis por FM ( Frecuency Modulation ):
Simula los sonidos emitidos por los diferentes instrumentos. Cada instrumento genera más de una onda sinusoidal de diferente frecuencia y amplitud para cada nota. Este método utiliza de dos a cuatro ondas básicas almacenadas en tablas para aproximarse al sonido real del instrumento, por ello no logra los matices del sonido real, pero resulta la opción más económica. Ej.: Sound Blaster 16 Stereo, de Creative Labs, con sampling de 16 bits a 44,1 KHz.
B ) Síntesis por WAVETABLE ( Tabla de Ondas ) :
Estas tarjetas incluyen memoria ROM en la que se encuentra una tabla con muestras ( de 16 bits y 44,1 KHz ) de sonido digitalizado de instrumentos reales. Las muestras fueron tomadas de grabaciones de los sonidos emitidos por los instrumentos reales. Así ofrece un sonido realista para cada instrumento integrante de la pieza. También hay placas con memoria RAM, que carga los sonidos del disco rígido en la medida que los necesite según el contenido de la obra. Hay placas de sonido, originalmente con síntesis por FM, que permiten conectarles otra placa, para con ésta poder acceder a Síntesis por Wavetable. Resulta el método más caro pero con gran calidad de sonido. Ej.: Ultrasound, de Advanced Gravis o Multisound de Turtle Beach.
Nota: Algunas placas poseen el chip DSP ( Digital Signal Processor ), o el espacio para la inserción del mismo. Se trata de un procesador que puede ser programado por software para cumplir tareas específicas y aliviarle el trabajo al procesador principal. Consiste por ejemplo en agregarle efectos de sonido, compresión de sonido en tiempo real, etc.
La adquisición :
A efectos de aplicaciones multimedia, bastará con una tarjeta de sonido con capacidad de sampling de 16 bits y 44,1 KHz, complatibilidad con MIDI, y con síntesis por FM con 11 voces. En cambio, para el músico, se requerirá además del sampling de 16 bits y 44,1 KHz, y la compatibilidad con MIDI, síntesis por wavetable con 20 voces como mínimo y chip DSP, la relación señal - ruido mayor de 70 dB y la distorsión armónica y por intermodulación menor al 0,15%.
2 ) Parlantes : se conectan a la salida de la placa de sonido. Pueden tener un amplificador incorporado con una potencia de 5 o 10 Watts.
3 ) CD-ROM ( Compact Disk – Read Only Memory ) :
Compuesto por un disco de policarbonato, con un molde aplicado, en el cual se generan pocitos de diferente longitud, a lo largo de la única Pista en Espiral que posee. Esta recubierto por un material reflectante ( ejemplo : alumino ) y una laca protectora. La grabación está determinada por los pozos y las zonas planas que representan a los Bits.
Su densidad de datos es de 16.000 TPI ( tracks per inch ) con capacidades de 650 MB. ( 74 minutos ) y 700 MB ( 80 minutos ) en CD´s de 4,7” ( 12 cm. ) y 365 MB ( 36 minutos ) en CD’s de 3”. El CD gira a una velocidad lineal constante ( CLV = Constant Lineal Velocity ), es decir, reduce su velocidad de rotación, al acceder al centro del CD y aumenta su velocidad al leer la pista hacia la periferia. La velocidad de los reproductores de CD es de 200 RPM ( hacia el centro ) y de 530 RPM ( en la periferia ). El laser es dirigido al CD ( mientras gira ), el material reflectante devolverá el rayo láser de diferentes maneras ( dependiendo si encontró una Zona Plana o un Pozo ). El rayo láser es llevado a unos fotodiodos que transforman la luz recibida en los bits correspondientes. Si era un Pozo, será un 0 ( cero ) y si era una Zona Plana, será un 1 ( uno ). Estos bits ingresan al circuito de comprobación y corrección de errores ( siendo esta, la mayor diferencia entre un reproductor de CD de Audio convencional y un reproductor de CD-ROM ). En un CD de audio 1 bit erroneo no es significativo, pero en un CD-ROM, un bit perdido puede hacer que un programa no pueda ser leido y ejecutado. Estructura interna de una Unidad de CD-ROM :
Unidades Internas, Externas y el Interfaz :
Las unidades de CD-ROM internas pueden conectarse a 3 tipos de Interfaces :
¨ IDE : a partir de la norma estandar ATAPI o IDE-ATAPI ( año 1994 ). La interfaz IDE es la opción más común dado que se logran buenas velocidades y prácticamente todos los equipos tienen un interfaz o controlador de disco IDE montado en él.
¨ SCSI : si se tiene un disco SCSI instalado en el sistema será conveniente un CD-ROM SCSI, ya que no estará limitando al equipo para futuras expansiones.
¨ Interfaz propietaria : esta opción resulta la menos recomendable dado que pueden surgir incompatibilidades de los drivers con nuevas y diferentes versiones de Sistemas Operativos.
Velocidad :
La velocidad de transferencia de datos de un CD ( CD-ROM o CD de Audio ) es de 150 KBps ( 1X o simple velocidad ). Otras velocidades :
2X Doble Velocidad 300 KBps ( 150 KBps x 2 )
4X Cúadruple Velocidad 600 KBps ( 150 KBps x 4 )
6X Séxtuple Velocidad 900 KBps ( 150 KBps x 6 )
..... .............................................
44X 6.600 KBps – 6.6 MBps ( 150 KBps x 44 )
Para mejorar la capacidad de transferencia se aumentó la velocidad de rotación y se mejoró el sistema de lectura óptica. A partir de 8X se puede reproducir video sin saltos entre cuadros. Hoy en día una lectora de CD de 32X tendrá una tasa de transferencia de 4,8 MBps, lo que dista bastante de la tasa en discos rígidos con Ultra DMA de 33 MBps.
Tiempo de Acceso :
El tiempo de acceso va de 150 ms a 400 ms ( promedio 250 ms ). Existen productos que mejoran el tiempo de acceso generando cachés ( reservando memoria ) como son el Norton Speedcache+ 4.0 y el Lighting CD. Windows 95/98 / NT y OS/2 poseen administradores propios.
Normas para distintos Formatos de CDs :
Definen la capacidad de una unidad de CD-ROM para trabajar con diferentes formatos de CDs ( sonido digital, sonido de audio convencional, imágenes, video ).
Las normas ISO 9660 del 28/5/1986 ( actualización del formato High Sierra Group de 1985 ) definió la estructura lógica de un CD para almacenar archivos y organizarlo en Directorios. Esta norma permite reproducir CDs convencionales de Audio y a su vez leer la información de un CD-ROM. La unidad CD-ROM debe ser compatible con el libro rojo, libro amarillo, CD multisesión y Kodak Photo CD, el libro verde ( CD-I - CD-Interactive ) todavía no resulta imprescindible debido a las escasas aplicaciones que se adhieren a dicho standard. Las unidades que pueden grabar datos en CD se deben ajustar a la especificación del libro naranja ( CD-R ). Las grabadoras que permiten regrabar en un CD-RW se deben ajustar al standard CD-Multisesión, creándose en estos casos una nueva tabla de contenidos por cada regrabación. La lectora, para poder acceder a los datos grabados en multisesión, deberá también ajustarse a este standard. Las mejores grabadoras permiten los tres métodos de grabación: monosesión, multisesión y multisesión incremental. Se fabrican grabadoras de distintas velocidades, siendo las más comunes las de 8x4x ( 8x de lectura y 4x de grabación ) y re-grabadoras de 6x 4x 24x ( 6x de grabación, 4x de re-grabación y 24x de lectura ). Cabe aclarar que el CD a grabar deberá soportar la velocidad de grabación, si no la grabadora deberá reducir su velocidad.
| Standards de CD´s |
|
| Standard |
Tipo de CD |
| Libro Rojo |
CD de audio |
| Libro Amarillo |
CD-ROM |
| Libro Amarillo (Modo 1) |
Utiliza un sistema de detección y corrección de errores adicional. |
| Libro Amarillo (Modo 2) |
No aplica el sistema de detección y corrección de errores en imágenes, audio y video, aprocechando los bits liberados. |
| Libro Amarillo CD-ROM XA |
( Extended Architecture ) para poder leer formato CD-I y Photo CD de Kodak |
| Libro Verde CD-I ( Interactive ) |
Desarrollado por Philips para reproducir software multimedia interactivo en computadora y televisión. |
| CD Multisesión y Kodak Photo CD ( CD-RW ) |
Forma de grabar datos en varias sesiones, agregando tabla de contenidos. |
| Libro Naranja CD-R (Recordable) |
CD con capa reflectiva de oro en lugar de aluminio y policarbonato con pista grabada pero sin pocitos que permite la grabación de datos. |
DVD ( Digital Video Disk o Digital Versatile Disk ) :
El CD de audio ya tiene más de 14 años, resultó ser un standard en audio y computación, pero no en video. A fines de 1995, diez compañías, entre ellas Sony y Philips, crearon un nuevo standard para CD, al que llamaron DVD ( Digital Video Disk ), con características físicas idénticas al CD, pero con mayor capacidad y calidad, incluyendo la posibilidad de almacenar una película completa.
Capacidades de los DVD :
El DVD se puede presentar en las siguientes capacidades :
| Capacidad (GB) |
Características de Lados y Capas : |
| 4,7 |
Lado único y única capa de datos. |
| 8,5 |
Lado único y doble capa de datos ( agrega una 2da. capa de 3,8 GB) |
| 9,4 |
Lado doble y capa única de datos. ( 4,7 x 2 ) ( Z ) |
| 17,0 |
Lado doble y capa doble de datos. ( 8,5 x 2 ) ( Z ) |
Las lectoras de CD usan un rayo laser, imperceptible al ojo humano, con una longitud de onda de 780 nm (nanómetros = 10-9 metros), mientras que las de DVD usan un laser con luz roja visible de 635 a 650 nm, con un sistema de detección y corrección de errores más refinado. No obstante las diferencias, las lectoras de DVD permiten leer CD´s. Los temas de CD, correspondientes a Unidades Internas, Externas, Interfaz, Velocidad, etc se aplican también a los DVD.
( Z ) En una unidad de DVD Simple, los DVD deben darse vuelta.
Versiones de DVD-ROM y DVD-RAM :
| Versión : |
Caracteristicas : |
|
| DVD-Video |
Solo lectura |
1996. Almacena Video, Sonido e información de Sub-titulados. Se reproduce en TV o en PC. Aproximadamente 2 horas 15 minutos de Video. |
| DVD-Audio |
Solo lectura |
Mayor capacidad de sonido que en un CD convencional. |
| DVD-ROM |
Solo lectura |
Como el CD-ROM, pero con mayor capacidad ( 25 veces más de capacidad que un CD-ROM ). |
| DVD-R |
Grabación |
Como el CD-R, con mayor capacidad. Grabables por única vez. |
| DVD-RAM |
Lectura y múltiples grabaciones |
Como un CD-RW con mayor capacidad. Re-grabable hasta 1.000 veces. |
Diferencias entre CD-ROM y DVD :
Comparación entre CD y DVD |
||
| Característica |
CD |
DVD |
| Diámetro del disco |
120 mm ( 12 cm ) |
120 mm ( 12 cm ) |
| Espesor del disco |
1,2 mm |
1,2 mm ( 2 x 0,6 mm ) |
| Longitud de onda del láser |
780 nm ( infrarojo ) |
635..650 nm ( rojo ) |
| Apertura numérica del láser |
0,45 |
0,60 |
| Distancia entre pistas ( Track Pitch ) |
1,6 µm |
0,74 µm |
| Longitud del pozo más corto |
0,83 µm |
0,4 µm |
| Capas de datos |
1 |
1..2 |
| Capacidades |
650 y 780 MB |
4,7 ; 8,5 ; 9,4 y 17 GB |
| Velocidad de transferencia de datos mínima |
153,6 KBps |
1.108 KBps ( más de 1 MBps ) |
| Video CD |
DVD Video |
|
| Velocidad de transferencia de datos |
1,44 MBps para video y audio |
1..10 MBps para video, audio y subtitulados |
| Algoritmo de compresión |
MPEG |
MPEG 2 |
| Sonido |
MPEG de 2 canales |
PCM lineal de 2 canales Dolby Digital AC-3 de 2 ó 5 canales |
| Soporte para subtitulados |
Ninguno |
Hasta en 32 idiomas |
Una lectora de DVD de 6X de velocidad, equivale a una lectora de CD de 24X ( 6 x 4 ).
En cuanto a los kits multimedia, brindan solución para obtener capacidades básicas de multimedia y resultan recomendables desde el punto de vista que todos sus componentes son compatibles entre sí, mientras que la desventaja surgiría si poseen una interfaz propietaria. Seguramente en los próximos kits multimedia se reemplazará el lector de CD´s por el de DVD´s.
Partes de una Unidad de CD-ROM :
Unidad de CD-ROM vista de frente :
1 ) Conector para Auriculares ( HeadPhone ).
2 ) Control de Volumen de Auriculares.
3 ) LED
4 ) Bandeja ( Tray ).
5 ) Orificio auxiliar ( se utiliza en caso que no habra la bandeja ).
6 ) Botón Open / Close / Stop.
Unidad de CD-ROM vista de atrás :
1) Línea Audio Digital ( 2 pines ) : conector para placa de salida digital. Formato de audio digital para salida de audio de bajo ruido.
2) Línea Audio Analógico ( 4 pines ) : conexión a placa de Sonido. Conector de salida analógica. Dos canales de salida, izquierdo y derecho.
3) Interfase de Conexión ( cable plano 40 pines ) : para conectar la tarjeta anfitriona con cable de datos.
4) Conector de alimentación DC de entrada : para conectar el suministro de energía.
Instalación de un CD :
Una vez conectada fisicamente la Unidad de CD ( cable plano, almimentación, línea de audio a la placa de Sonido ), se procederá a Instalar los Drivers o controladores para su reconocimiento por el Sistema Operativo y posteriormente los Drivers de la Placa de Sonido. Esta última tarea se realiza desde Windows, mediante el Menú Configuración, opción Panel de Control, Icono Agregar Nuevo Hardware.
Mantenimiento de una Unidad de CD-ROM :
Una vez desarmada la unidad, se procederá a la limpieza del ojo lector láser con Alcohol Isopropilico y algún elemento que no deje pelusa ( ejemplo un Isopo )