Человеческому глазу свойственно удерживать на несколько миллисекунд попав­шее на сетчатку изображение, перед тем как оно окончательно растворится. Если последовательность из пятидесяти и более изображений попадает на сетчатку за одну секунду, то глаз не замечает, что он разглядывает отдельные изображения. Все системы телевизионных и обычных киносъемок используют в производстве фильмов именно этот принцип.

Для понимания сути видеосистем проще всего начать с простого старомодного черно-белого телевидения. Чтобы представить находящееся перед ней двумерное изображение в виде одномерного электрического сигнала, являющегося функцией времени, камера очень быстро сканирует электронным лучом строку изображе­ния и медленно опускает луч вниз, записывая интенсивность света по мере про­хождения луча. В конце сканирования так называемого кадра луч возвращается в исходную точку. Эта интенсивность как функция времени передается по каналу, и приемные устройства повторяют процесс сканирования для реконструкции изо­бражения. (Между прочим, камеры на ПЗС-матрице сводят воедино, а не сканируют изображение, но некоторые камеры и электронно-лучевые мониторы осуществляют сканирование.)

Цифровое кино, видеоклипы и музыка становятся все более обычным способом предоставления информации и развлечений с использованием компьютера. Аудио-и видеофайлы могут храниться на диске и проигрываться по первому требованию. Но их характеристики сильно отличаются от традиционных текстовых файлов, для работы с которыми разрабатывались распространенные файловые системы. Поэто­му для работы с ними понадобились новые виды файловых систем. Более того, сохранение и воспроизведение аудио и видео выдвигает также новые требования к планировщику и другим частям операционной системы. В этой главе будут рас­смотрены многие аспекты этой проблемы и их влияние на операционные системы, разработанные для работы с мультимедийной информацией.

В большинстве систем обычные текстовые файлы состоят из линейной последова­тельности байтов и не имеют какой-либо структуры, известной или представляющей интерес для операционной системы. С мультимедийными файлами ситуация намного сложнее. Начнем с того, что видео и аудио полностью отличаются друг от друга. Они формируются разными устройствами (ПЗС-микросхемой — видео и микрофоном — аудио), имеют разную внутреннюю структуру (у видео 25-30 ка­дров в секунду, а у аудио — 44 100 сэмплов в секунду) и проигрываются разными устройствами (видео — на дисплее, а аудио — через громкоговорители).

Кроме того, большинство голливудских фильмов сегодня предназначено для всемирной аудитории, большая часть которой не говорит по-английски. Проблема решается двояко.

Как мы уже видели, для передачи аудиоинформации, сравнимой по качеству с му­зыкальным компакт-диском, необходима пропускная способность 1,411 Мбит/с. Вполне очевидно, что для удобства ее передачи через Интернет необходимо приме­нить эффективное сжатие. Для этой цели были разработаны различные алгоритмы сжатия аудиоинформации. Наверное, одним из наиболее популярных является

алгоритм MPEG-аудио, у которого есть три уровня (или варианта), из которых наиболее мощным и широко известным считается МРЗ (MPEG-аудио уровень 3). В Интернете имеется огромное количество музыки в формате МРЗ, но не вся музыка имеет легальное происхождение, что стало причиной многих судебных исков со стороны исполнителей и правообладателей. Формат МРЗ принадлежит к аудиосоставляющей стандарта сжатия видеоинформации MPEG.