CHƯƠNG 1 DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN VÀ THÁCH THỨC ĐỐI VỚI GIÁO DỤC 1. Dữ liệu đa phương tiện Đa phương tiện là media và nội dung mà sử dụng kết hợp những dạng nội dung khác nhau. Thuật ngữ này được sử dụng tương phản với media mà nó chỉ sử dụng dạng truyền thống là in ấn hoặc văn bản viết tay. Multimedia bao gồm tổ hợp văn bản, audio, hình ảnh, hoạt hình, video, và những nội dung mang tính tương tác.
Văn bản Bao gồm đầy đủ chữ, số và các ký tự được sắp xếp theo trật tự nhằm thể hiện những ý nghĩa khác nhau. Văn bản có thể có cấu trúc hoặc không có cấu trúc. Trong máy tính, văn bản được mã hóa bằng các bộ mã khác nhau như bộ mã chuẩn ASCII, UNICODE,… 1. Đồ họa Đồ họa là thể hiện nhìn thấy trên bề mặt, như trên tường, giấy in, màn hình… Các thí dụ về đồ họa là: ảnh chụp, bức vẽ, đường nét, đồ thị, sơ đồ, trang in, con số, kí hiệu, thiết kế hình học, bản đồ, bức vẽ kĩ thuật, minh họa… Đồ họa kết hợp với văn bản, minh họa, màu sắc.
Việc thiết kế đồ họa gồm việc lựa chọn cân nhắc, sáng tạo, sắp đặt trang in trên trang tin, sách, trang quảng cáo… Hình 1. Tranh vẽ để lại dấu ấn trên bề mặt nhờ công cụ hay dùng công cụ di chuyển trên bề mặt. Công cụ thông thường là bút chì, bút màu, than chì… Các kĩ thuật chính là đường, hình vẽ, đường bóng. Người ta phân biệt bức vẽ với tranh vẽ ở chỗ tranh vẽ sử dụng màu lỏng với công cụ là chổi vẽ.
Trang in được tạo nên bằng rập bản khắc, bản sắp chữ… trên giấy. Con người in khắc gỗ đầu tiên tại Trung Hoa, năm 105 trước Công nguyên. Đường nét là thuật ngữ dùng cho hình ảnh chỉ gồm các đường thẳng, đường cong, mà không có hình bóng, màu sắc, để thể hiện đối tượng 2 hay 3 chiều. Minh họa là thể hiện qua bức vẽ, tranh vẽ, ảnh chụp… để rõ đối tượng.
Mục đích của minh họa là làm sáng tỏ, trang trí cho câu chuyện, bài thơ hay đoạn văn, cột báo. Người ta dùng minh họa để hiển thị khuôn mặt, con số, từng bước của thao tác kĩ thuật, liên kết các ý tưởng sáng tạo, gây cười,… Hình 1. Đồ thị là biểu đồ dạng đồ họa thể hiện bảng, cột số. Biểu đồ được dùng để hiểu rõ hơn dữ liệu về định lượng, hay mối quan hệ giữa các dữ liệu.
Sơ đồ là dạng thể hiện đơn giản, theo cấu trúc đối với khái niệm, ý tưởng, kiến thiết, mối quan hệ, dữ liệu thống kê,… • Kí hiệu. Theo nghĩa cơ bản, kí hiệu là thể hiện thông dụng đối với khái niệm hay số lượng, tức ý tưởng, đối tượng, chất lượng,… Về bản chất, các khái niệm xuất phát từ kí hiệu. Bản đồ là miêu tả đơn giản không gian, cho phép tìm kiếm theo quan hệ không gian giữa các đối tượng. Thông thường bản đồ được thể hiện theo hình 2 chiều cho không gian 3 chiều.
Khác nhau giữa ảnh chụp với các dạng đồ họa khác ở chỗ người chụp ảnh ghi lại thời điểm của hiện thực. Người ta có thể chọn trường nhìn, góc chụp, kĩ thuật ống kính,… như khía cạnh sáng tạo. • Bức vẽ kĩ thuật. Bức vẽ kĩ thuật là bức vẽ đáp ứng nhu cầu kĩ thuật, về bản chất là kĩ thuật, tuân theo qui định chuẩn kĩ thuật.
Năm 1950, người ta bắt đầu dùng máy tính để tạo nên hình vẽ, tạo nên hình ảnh theo đồ họa máy tính. Có hai dạng đồ họa máy tính là đồ họa điểm ảnh và đồ họa vecto. Từ 1990, đồ họa máy tính 3 chiều trở nên thông dụng trong trò chơi, đa phương tiện. Các trang tin sử dụng dạng file GIF để thể hiện các đồ họa nhỏ, như dòng tiêu đề, quảng cáo, phím chọn… Đồ họa trang tin có phần mềm trợ giúp như Adobe Photoshop, Corel Paint Shop Pro, MS Paint.
Hình ảnh Hình ảnh là các ảnh dạng thô (ảnh bitmap) hoặc ảnh vector được mã hóa sử dụng các dạng thức chuẩn như là JPEG hoặc MPEG. Ảnh bitmap (hay còn gọi là ảnh raster) sử dụng lưới các điểm ảnh (pixel) để hiển thị ảnh. Ảnh được tạo ra bởi các thiết bị như máy ảnh kĩ thuật số, máy quét hay các chương trình chỉnh sửa ảnh kỹ thuật số. Ảnh bitmap thường bị thay đổi chất lượng ảnh khi kích thước của ảnh thay đổi.
Ảnh vector sử dụng các yếu tố toán học như điểm, đường thẳng, đa giác, hình dạng. Do yếu tố toán học vector là xác định nên việc thay đổi kích thước ảnh chỉ là 6 thay đổi địa điểm toán học của hình ảnh đó. Do vậy chất lượng của hình ảnh không bị ảnh hưởng khi thay đổi kích thước ảnh. Các hình động : hình động là thể hiện nhanh chuỗi hình ảnh 2D, 3D hay vị trí mô hình tạo nên ảo ảnh về chuyển động.
Âm thanh Do lan truyền vật chất ở dạng sóng đến tai người ở tần số từ 20Hz đến 20KHz. Sự kết hợp của các biên độ tạo nên sự du dương, mềm mại, trầm bổng cho âm thanh. Loa âm thanh. Âm thanh bên ngoài môi trường được thu bằng các thiết bị thu âm ở dạng tín hiệu liên tục, sau đó được số hóa và đưa vào lưu trữ trong máy tính dưới dạng tín hiệu số rời rạc.
Nén âm thanh sử dụng chuẩn nén PCM (pulse coded modulation) hoặc MPEG (Moving Picture Experts Group) dùng mặt nạ nén. Video Do các video camera tạo ra. Là công nghệ ghi, xử lý các ảnh tĩnh và tái tạo các ảnh tĩnh tạo nên chuyển động. Mỗi đoạn video bao gồm nhiều khung hình, số khung hình xuất hiện trong một giây thể hiện tốc độ xác định.
Ví dụ với phim tốc độ thường là 24 hình trên giây; hoạt hình có thể là 12 hình trên giây;… Hình 1. 7 Nén video sử dụng các chuẩn nén MPEG, cần thực hiện đồng bộ việc nén ảnh và nén âm thanh. Chuẩn MPEG1, MPEG2 được dùng cho CDRom và Tivi số. Từ năm 1991 xuất hiện chuẩn nén MPEG4 cung cấp công nghệ lõi chuẩn hóa để lưu trữ hiệu quả, truyền và xử lý dữ liệu đa phương tiện, giúp cải thiện đáng kể khả năng nén ảnh và video.
Chuẩn này thực hiện nén ảnh theo các khối macroblock 16x16 điểm ảnh thay vì các khối 8x8 điểm ảnh như trước đây. Điều này giúp tăng cường đáng kể khả năng nén không gian đối với các hình ảnh có chứa nhiều khoảng lớn các điểm ảnh giống nhau. Ngoài ra chuẩn MPEG7 có giao diện mô tả nội dung đa phương tiện. Đặc điểm của dữ liệu đa phương tiện Đa phương tiện có thể được phân chia thành các loại tuyến tính và phi tuyến tính.
Nội dung hoạt động tuyến tính tiến triển thường xuyên mà không cần bất kỳ điều khiển điều hướng cho người xem như một bài thuyết trình điện ảnh. Phi tuyến tính sử dụng tương tác để kiểm soát tiến độ với một trò chơi video hoặc máy tính đào tạo dựa trên nhịp độ tự. Hypermedia là một ví dụ về nội dung phi tuyến tính. Bài thuyết trình đa phương tiện có thể được trực tiếp hoặc ghi.
Một bài thuyết trình ghi lại có thể cho phép tương tác thông qua một hệ thống dẫn đường. Một bài thuyết trình đa phương tiện trực tiếp có thể cho phép tương tác thông qua sự tương tác với người dẫn chương trình hay biểu diễn. Bài thuyết trình đa phương tiện có thể được xem bởi người trên sân khấu, dự kiến, truyền đi, hoặc đóng tại địa phương với một máy nghe nhạc phương tiện truyền thông. Chương trình phát sóng có thể là một bài trình bày đa phương tiện trực tiếp hoặc ghi.
Chương trình phát sóng và các bản ghi âm có thể là tương tự hoặc kỹ thuật số phương tiện truyền thông công nghệ điện tử. Đa phương tiện trực tuyến kỹ thuật số có thể được tải về hoặc xem trực tiếp. Dòng đa phương tiện có thể trực tiếp hoặc theo yêu cầu. Trò chơi đa phương tiện và mô phỏng có thể được sử dụng trong một môi trường vật lý với các hiệu ứng đặc biệt, với nhiều người dùng trong một mạng lưới trực tuyến, hoặc tại địa phương với một máy tính ẩn, hệ thống trò chơi, hoặc mô phỏng.
Các định dạng đa phương tiện khác nhau của công nghệ hoặc kỹ thuật số có thể được dùng để nâng cao kinh nghiệm của người sử dụng, ví dụ để làm cho nó dễ dàng hơn và nhanh hơn để truyền đạt thông tin. Hoặc trong làng giải trí, nghệ thuật, để vượt qua kinh nghiệm hàng ngày. Mức độ nâng cao của các tương tác có thể được thực hiện bằng cách kết hợp nhiều hình thức nội dung phương tiện truyền thông. Đa phương tiện trực tuyến đang ngày càng trở thành đối tượng theo định hướng và điều khiển dữ liệu, cho phép các ứng dụng với hợp tác đổi mới của người dùng cuối và cá nhân trên nhiều hình thức nội dung theo thời gian.
Ví dụ về các phạm vi từ nhiều hình thức nội dung trên các trang web như phòng trưng bày ảnh với cả hai hình ảnh (hình ảnh) và tiêu đề (văn bản) với người sử dụng cập nhật, để mô phỏng mà đồng Hệ số, sự kiện, hình ảnh minh họa, hình ảnh động hoặc video được sửa đổi được, cho phép đa phương tiện "kinh nghiệm" để được thay đổi mà không cần lập trình lại. Ngoài nhìn thấy và nghe, công nghệ Haptic cho phép các đối tượng ảo để được cảm nhận. Công nghệ đang nổi lên liên quan đến ảo tưởng về hương vị và mùi cũng có thể nâng cao kinh nghiệm đa phương tiện. Cơ sở dữ liệu đa phương tiện Một cơ sở dữ liệu đa phương tiện là tập hợp của các loại dữ liệu đa phương tiện như văn bản, hình ảnh, âm thanh, video,.
Nó có thể là một bộ sưu tập, một kho dữ liệu, hay gồm nhiều mục truyền thông. 9 Khi thiết kế một hệ thống CSDL đa phương tiện mô tả các loại dữ liệu đa phương tiện khác nhau, chúng ta bắt buộc phải đối diện với một số câu hỏi quan trọng được đặt ra về cách thức tổ chức hệ thống như: • Việc tổ chức về mặt nội dung đối với dữ liệu của các loại dữ liệu đa phương tiện. • Việc lưu trữ vật lý của các dữ liệu này trên các thiết bị lưu trữ như thế nào. Để trả lời cho các câu hỏi này, trước hết chúng ta sẽ xem xét tới khía cạnh tổ chức nội dung trong một CSDL đa phương tiện thông qua một số nguyên lí tổ chức như sau: 1.