멀티미디어의정의 멀티미디어 멀티미디어정의 음향 (Audio), 정지영상, 동영상및문서를포함하는다중전달매체를의미 멀티미디어의특징 대화형이다, 마우스를이용하여소리의크기, 영상의크기혹은문서의글자크기를조절 멀티미디어를개인이직접제작가능 5
멀티미디어의발전 멀티미디어의발전 황의법칙 반도체집적도는 1 년에 2 배씩증가 이를주도하는것은개인컴퓨터가아니라모바일기기나디지털가전등비개인컴퓨터분야가됨 2008 년에삼성이 128 기가비트짜리 NAND 플래시메모리를발표하지못하였고이법칙이깨짐 멀티미디어제품 반도체집적도의향상으로삼성전자의 128GByte 용량의 NAND flash memory iriver 사에서출시한초소형멀티미디어기기인 P8 6
멀티미디어의발전 멀티미디어소프트웨어 반도체집적도증가로발전한기기의소프트웨어로 3 차원제작및렌더링이쉬워짐 3 차원제작및렌더링소프트웨어로는 Maya, 3DsMax 소프트웨어가사용됨 일반대중이쉽게동영상을제작하는 UCC(User Created Contents) 가등장 UCC 제작용소프트웨어에는 Adobe 에서제작한프리미어 PRO CS6 라는프로그램이있음 7
텍스트 텍스트 컴퓨터와통신기기에사용할표준문자부호화로 ASCII 코드 (American Standard Code for Information Interchange: 미국정보교환표준부호 ) 가있음 ASCII 코드로는제한된문자만을표현할수밖에없기때문에유니코드를이용하여전세계의가능한한모든문표현할수있음 8
사운드 사운드 사운드를나타내는형식에는 WAV(Wave Form) 와 AV(Unix Audio) 파일, MIDI(Musical Instrument Digital Interface) 파일등이존재하며 8bits, 16bits, 24bits 와 32bits 로데이터를만듬 WAV 파일은소리를파형으로저장한다. 음악가헨델의할렐루야합창곡을그림 10.7 에그신호의주파수와함께나타냄 9
이미지및애니메이션 이미지 JPEG 파일은압축파일이면서영상의질을보존하는영상파일로서영상의질을제어하는변수를갖고있음 이미지파일양식 애니메이션 TIF(Tag Image File) PNG(Portable Network Graphics) JPEG(Joint Photographic Experts Group) GIF(Graphic Interchange Format) 여러장의그림을연속촬영, 조작하여움직이도록보이게만든영화의일종임 10 10
TV 방송및비디오파일형식 비디오 (TV 방송 ) NTSC(National Television System Committee) 일초당프레임수가 NTSC 인경우 29.97 프레임 PAL(Phase Alternation Line system) 일초당프레임수가 PAL 인경우 25 프레임 비디오파일형식 AVI(Audio Video Interleaved) 압축하지않은상태이며마이크로소프트사에서개발한형식 MPEG(Moving Picture Experts Group) 동영상압축을위한표준형식이며동영상및음성압축기술과저작권보호나편집등에관련된다양한가이드라인을포함하고있음 WMV(Windows Media Video) Windows Media 비디오코덱 (codec) 을사용하여압축하는형식이며윈도우미디어로재생 MKV(MatrosKa multimedia container for Video) 비디오및오디오데이터를담는컨테이너이므로마트로스카인형에비유한것이고 AVI 등기존파일과달리화질저하없이다양한영상과음성, 자막파일을한데묶을수있는파일형식 11 11
하드웨어 하드웨어 멀티미디어시스템 멀티미디어 PC(MPC: Multimedia PC) 그래픽워크스테이션 (Graphic Workstation) 하드웨어구성은입력장치, 그래픽카드, 저장장치및장치드라이버와출력장치로이루어짐 사운드카드는 CDROM 드라이브를오디오 CD 플레이어처럼사용하는데필요하고, 사운드의입출력을지원함 그래픽카드는비디오데이터를고속으로압축 / 복원하여모니터상에재생함 13
그래픽카드 하드웨어 그래픽카드 프레임그래버보드 (Frame Grabber Board) : 카메라로촬영한실세계의아날로그영상을디지털영상으로변환하여저장 비디오오버레이보드 (Video Overlay Board) : 컴퓨터내에서생성된영상정보를 TV 와같은외부영상정보와중첩하여표현 그래픽가속보드 3 차원그래픽과같은고품질의해상도를얻거나렌더링속도를향상시키는데사용 PC 에서 3D 그래픽을구현하는데사용 14
멀티미디어재생 멀티미디어재생 Window media player Microsoft 윈도우에서제공 다양한형식의동영상파일과오디오등을재생 인터넷방송에도많이이용 곰플레이어.wma,.avi 등의파일을재생 인터넷영상을재생하는데이용 15
멀티미디어제작 멀티미디어제작 Nero Burning Rom 시리즈 Nero 사에서제공 비디오, 오디오및백업등의작업 3D Max 3D 그래픽제작 16
텍스트및사운드 텍스트 포토샵 (Photoshop) 사운드 Rasterize 라는명령어를사용하여 SPLAT 에점이있는텍스트변환 MP3 오디오플레이어 오디오 CD 와거의같은음질가짐 크기는 0.1 배로높은압축률 음악파일을 MP3 로부호화하기위해 dbpoweramp:mp3(lame) 를사용 오그보비스 (Ogg Vorbis) MP3 부호화의유료화에반대 음악을부호화 (encoding) 와복호화 (decoding) 하는것은무료 파일로부호화하면용량이 MP3 파일용량보다작아지며음질은 MP3 보다더우수 18
사운드이미지및애니메이션 마스터제목스타일편집 마스터제목스타일편집 사운드 Apple itunes 이미지 MP3 로부호화되어있는파일을재생시킬수있는플레이어 C 언어, Java 혹은 Matlab 등이용 애니메이션 이미지를처리하여이미지의모서리부분만을보이게할수있음 원래이미지, 에지이미지, 저주파통과이미지및양각화이미지를나타냄 2D Tools 툰즈 (Toonz)( 제작사 :Digital Video S.p.a. Motion( 제작사 : Apple Inc.), Adobe After Effects( 제작사 : Adobe Systems) Adobe Flash Professional( 제작사 : Adobe Systems) 19
애니메이션및비디오 마스터제목스타일편집 마스터제목스타일편집 애니메이션 3D Tools MAYA 비디오 MAYA( 제작사 : autodesk) Softimage LightWave 3D 마야 (MAYA) 알리아스 (AliasWavefront) 에서개발된 3D 그래픽소프트웨어패키지 스타워즈에피소드 I, 매트릭스, 스튜어트리틀, 할로우맨, 퍼펙트스톰 등많은대작영화에사용 프리미어프로 (Premier Pro) 비디오제작도구 Softimage LightWave 3D 곰플레이어 (Gom player) 비디오재생기 20
무손실압축 마스터제목스타일편집 마스터제목스타일편집 무손실압축 압축한후다시원래데이터로복원이가능한방법 런 - 길이코딩 (Run-Length Coding) 반복해서나타나는데이터를반복횟수와반복되는데이터로기록 paaaabbbbcddddd 라면 p!4a!4bc!5d 으로기록함! 기호는반복하는문자의반복횟수 가나온다는표시 허프만코딩 (Huffman Coding) 발생빈도가높은문자를작은비트로표시하는방식 데이터 addddddddddbddcc 라고가정 a 가 1 번, b 가 1 번, c 가 2 번및 d 가 12 번발생 그림 10.26 과같이데이터는 a 는 000 으로, b 는 001 으로, c 는 01 로, d 는 1 로각각부호화 22
손실압축 손실압축 원래데이터에서적합한부분과부적합한부분을나누어부적합한부분을제거한후압축하는방법 오디오에서 MP3 파일 인간의청각특성을이용하여감지하지못하는영역의데이터를제거하여압축하는방법 이산코사인변환 8 8 데이터에이산코사인변환을취하면거의모든값들이작은값을가지게됨 위쪽그리고왼쪽의 7 7 블럭만그값을취하고다른값들은 0 을취하며이를다시역이산변환하여손실압축한그림을보면원래그림과거의같음 23
손실및혼합압축 손실압축 웨이브릿 (wavelet) 코딩방법 혼합압축 전체영상을우선 4 개로나누어변환하고오른쪽위쪽화면을다시 4 개로나누어전송하는방식 사람이물체를바라볼때처음에는전체적인모습을보고이후에자세히본다는점을이용함 손실압축과무손실압축을이용함 JPEG 압축 영상을색요소로 3 개의영상으로나눈후다시각각의영상을 8 8 블록으로분할하여이산코사인변환 (DCT: Discrete cosine transformation) 한후그데이터를양자 화하여허프만코딩을이용함 양자화란모든값을저장하는것이아니고대표적인값으로변환하여저장하는방법 이경우변환코딩은손실압축이고허프만코딩은무손실압축임 24
JPEG 압축 JPEG 압축 JPEG 는표준영상압축방식이며 Joint Photographic Experts Group 의약어임 영상의색깔을 RGB 에서 YCbCr 로바꾼다. Y 는색의밝기를의미하며휘도라하고 Cb 와 Cr 은각각파랑색과빨간색의색차 (chroma) 라고함 그림 10.28 은레나영상및레나영상을 YCbCr 로변환한후의 Y 영상, Cb 영상및 Cr 영상을나타냄 3 개의성분영상을각각 838 로나누어블록을만든다. 각블록에대하여이산코사인변환을취하면그값들이양자화된다. 마지막으로허프만코딩을이용하여압축 25
MPEG 압축 MPEG 압축 동영상과오디오의표준코딩을위한국제적인단체인 MPEG(Moving Picture Experts Group) 에서정한표준 GOP(Group of Pictures) 시간적압축을위한영상들의집합전체동영상은시퀀스 (sequence) 라하며 GOP 의집합으로구성되어있음 I- 프레임 (Intra-Frame) 복호화 ( 재생 ) 시다른프레임의영향을받지않음 P- 프레임 (Predictive-Frame) 은 GOP 내에있는과거의프레임정보에서재생 B- 프레임 (Bidirectional-Frame) 은과거의프레임과미래의프레임정보로부터재생 각프레임의 16316 픽셀 (pixel: Picture cell) 블록을매크로블록 (MB: Macro Block) 이라하고, 매크로블록은 838 픽셀단위로나뉘어이산코사인변환과양자화과정을거침 26
JPEG 2000 JPEG2000 JPEG2000 방식은웨이브릿 (wavelet) 변환의정지영상압축방식 우선컬러영상을 YCbCr 로변환한후각영상을웨이브릿변환을한후 8 개의비트평면을부호화하는과정을거침 27
MPEG-2, 7 및 21 MPEG-2 멀티미디어스트리밍에중요한부분을차지함. 오디오와비디오의계층화, 부호화및복호화지연, 저장및전송시의잡음에의한에러대책 MPEG-1 및 H.261 표준과의순방향호환성 (Forward Compatibility) 랜덤액세스및채널변경 (Channel Hopping) 가변데이터율처리등을지원하기때문에복잡한구조이지만스트리밍에있어중요한부분을차지하고있는압축기술 MPEG-7 압축에관한표준이아니라멀티미디어의내용기술을다룸 MPEG-21 멀티미디어콘텐츠에관한지적재산권문제를취급한다. 멀티미디어의사용을위한기본적인체계의표준을정하는것임 28
MPEG-4 MPEG-4 휴대폰및 PDA 와같은낮은전송률환경 (4Mbps(Mbits/sec) 이하 ) 에관한동영상표준 한프레임에나타나는영상을시간에따라변화하는것과배경정보로나눌수있음 시간에따라변화하는것은비디오객체라표현하고, 배경정보는정지텍스트객체라함 부호화방법을이용하여전송하면정보를수신하는쪽에서객체들을복호화하고결합시켜화면을완성 29
FLAC FLAC FLAC 알고리즘으로압축된디지털오디오는원래메모리크기의 50~60% 까지줄일수있고, 원래오디오데이터로복원이가능함 FLAC(Free Lossless Audio Codec) 는 2000 년에조시코알슨 (Josh Coalson) 에의해개발 씨프돗 org(xiph.org) 기관과 FLAC 프로그램을공동으로개발 FLAC 는저작권사용료 (royalty) 없이도자유롭게사용가능한프리소프트웨어 FLA 파일에서주파수가높은데이터를삭제한것이 MP3 파일임 30
4K UHD 4K UHD 4K 해상도 (4K Ultra High Definition; 4K Ultra HD; 4K UHD) 는풀 HD(1,920 1,080) 의약 4 배화소수 ( 가로 : 4000 전후, 세로 : 2000 전후 ) 를가짐 2012 년 1 월기준으로아직표준이확립되지않아 4,096 2,160 이나 3,840 2,160 의두가지제품이출시 디지털시네마의표준규격인 Digital Cinema Initiatives(DCI) 에서규정된 4K 는 4,096 2,160 로정하고있음 대한민국에서는 2015 년 12 월부터 UHD 지상파방송을시작할예정임 31
3D 및 4D 3 차원디스플레이 (3D display) 스테레오스코피 (stereoscopy) 는안경을이용한 3 차원디스플레이 오토스테레오스코피 (Autostereoscopy) 는안경을이용하지않는 3 차원디스플레이 시차장벽을이용한디스플레이 시차장벽을이용한무안경식 3 차원디스플레이는안경식 3 차원디스플레이와마찬가지로인간이입체감을느끼는요소인양안시차를이용함 영상물앞에특수한슬릿을설치함으로써왼쪽눈과오른쪽눈이볼수있는픽셀을다르게하여, 관찰자가받아들이는영상을다르게함 원통형렌즈를나열하여빛을굴절시키는방법으로왼쪽눈과오른쪽눈이서로다른픽셀을보게하는렌타큘라렌즈를이용해도같은효과를얻음 32
4 차원디스플레이 4 차원디스플레이 (4D display) 시각효과외에추가적인효과를주는것으로주로영화에이용 4 차원영화 (4D 영화, 4-D 영화 ) 는영화를볼때영상에서효과가발생했을경우, 기계장비등을통해그물리적인효과를주는영화 테마파크와같은곳에서수분길이의짧은영상물과함께간단한의자움직임과물분사등의형태 CJ CGV 의 4DX 와롯데시네마등대형멀티플렉스영화관에서 4D 상영관을개관하여운영 멀티플렉스의 4D 상영관에서상영되는 4D 영화는 4D 영화개발팀에서일반영화에 4D 효과를추가한것으로, 기존테마파크의의자움직임과물분사뿐만아니라바람, 안개, 비눗방울, 레이저, 조명, 향기등과같은특수효과가동반됨 33
CD-ROM 타이틀 CD-ROM 타이틀 텍스트, 이미지, 영상, 음향, 영화, 애니메이션등의효과적인전달체제를구축함과동시에방대한양의정보를수록 우수한디자인과독창적인구성으로이미지, 문자, 동영상, 사운드등모든요소들을통합응용한기술 다양한애니메이션기법과사운드편집등을통해재미와흥미를끌어홍보효과를극대화시킴 누구나손쉽게사용할수있도록철저한사용자중심으로구성 통신환경이설정되어있는경우인터넷과바로접속이가능하고, 홈페이지로자동접속되도록하여 2 차홍보를기대할수있음 35
디지털영상물및뮤직비디오방송 디지털영상물 유튜브 (youtube) 를이용하여동영상을제작하여올리기 (upload) 와내려받기 (download) 가능 뮤직비디오방송 MTV 네트워크코리아는 2001 년한국에서설립되어음악, 패션, 뷰티, 디자인및영화등을방송하는서비스사업을시작했음 36
웹페이지및전자상거래 웹페이지 대부분의홈페이지는멀티미디어를포함하고있고즉오디오를청취할수있고동영상을볼수있으며마우스를이용하여각멀티미디어를제어할수있고자신의의견을올릴수있도록되어있음 전자상거래 전자상거래홈페이지에서는각종상품을광고하는동영상을볼수있음 또한거래시에결제할수있는보안프로토콜이포함되어있음 37
VOD 및 VoIP VOD VoIP Video On Demand 의머리글자를딴것으로주문형비디오 일방적으로송출되는프로그램만을보는것이아니라원하는때에원하는프로그램을선택할수있다는점 FDDI, ATM, DQDB, 고속 LAN 등을사용하여구성하고대용량데이터를전송함 접속망은전화선을이용한 ADSL(Asymmetric Digital Subscribe Line), 케이블 TV 망 VoIP(Voice over Internet Protocol) 는인터넷전화 인터넷전송기본단위인패킷에음성정보를삽입하여보내는기술 38
핑거프린팅및워터마킹 핑거프린팅 음악 CD 의불법복제를방지하기위해생산자가소비자에게판매할때각 CD 에수요자고유의코드를삽입하는방법을핑거프린팅기술 방송에서음악을청취할경우음악에대한정보도얻고음악을내려받기 (download) 하고싶다면핑거프린팅 (fingerprinting) 기술을사용 핑거프린팅기술을이용하여각음악마다고유의정보를음악파형안에삽입하되음악의성능은그대로유지할수있음 워터마킹 멀티미디어콘텐츠 (contents) 에고유한정보를삽입하여불법복제될경우고유정보를추출하여불법복제자를찾아내는기술 극장에서소형캠코더 (camcorder) 를이용하여불법적으로영화를찍어서배포하면, 소형캠코더에찍힌영상의프레임에는극장코드가찍혀있어불법이발생한장소를알려줌 비디오워터마킹기술의응용분야로서비디오의성능을유지한채고유한정보를삽입하는방법 40
디지털저작권관리 디지털저작권관리 디지털미디어에관한권리에대한저작권에관한내용을디지털저작권관리 (digital rights management) DRM 기술은복사또는접근의제한등으로불법적인디지털콘텐츠의사용을제한하고있음 표준 DRM 구조및구입프로세스는그림 10.40 에서보여주고있음 (1) 콘텐츠공급자는콘텐츠제작자로부터콘텐츠를획득한다. (2) 사용자는콘텐츠공급자의콘텐츠목록에서원하는콘텐츠를찾아사용자단말에다운로드한다. (3) 사용자는콘텐츠를사용하기위해콘텐츠복호화를할수있는사용권한을권한발행자로부터구입한다. (4) 권한발행자와콘텐츠제작자사이에콘텐츠비용정산이이루어진다. 41
모바일 DRM 모바일 DRM 국제무선인터넷표준기구중에하나인 OMA(Open Mobile Alliance) 에서 2006 년 OMA DRM V. 2.0 을정식으로발표 OMA DRM 에서는무선모바일환경에서사용되는콘텐츠의안전한유통과콘텐츠사용에대한상호운용성을부여할수있는 DRM 시스템에대한규격을정의 HTML5 에관한디지털저작권관리내용을표준화하여도입하는문제에대한반론도제기되고있음 42