INF 1040 Digital representasjon 2006 Utkast til - Obligatorisk oppgave nr 3

Transkript

1 INF 1040 Digital representasjon 2006 Utkast til - Obligatorisk oppgave nr 3 Utlevering: fredag 3. november 2006, kl. 12:00 Innlevering: fredag 17. november 2006, kl. 23:59:59 Formaliteter Besvarelsen skal være et tekst-dokument med eventuelle nødvendige figurer. Besvarelsen skal konverteres til en pdf-fil. Besvarelsen sendes til gruppelærer som et vedlegg til en e-post innen fristen. E-posten skal ha emne INF1040 Oblig3. For å lage en pdf-fil kan du først lage en postscript-fil med kommandoen print (men send output til en fil istedenfor til en printer), og så kjøre programmet distill med postscriptfilen som input. Her er et eksempel: print o <outfile.ps> <infile.txt> distill <outfile.ps> (genererer outfil.pdf) Besvarelsen kan utarbeides i smågrupper på opptil 2 studenter. Studenter i samme smågruppe kan levere identisk besvarelse, men samarbeidet må fremgå av navnene på forsiden av besvarelsen. På denne siden skal følgende formulering settes inn: Jeg/vi har lest og forstått reglene som er gitt i dokumentet Krav til innleverte oppgaver ved Institutt for informatikk på Du kan finne mye relevant bakgrunnsstoff på nettet. Du kan også bruke materiale fra lysarkene brukt på forelesningene og fra læreboka. Husk å sette inn referanser der hvor du siterer eller bygger på stoff publisert på nettet eller i trykt materiale. Gode og nøyaktige referanser teller positivt i vurderingen. På den annen side er bruk av andres materiale uten å angi kilden i beste fall uhederlig og i verste fall straffbart, og kan i forbindelse med innleveringer som teller i karakteren betraktes som fusk. En studentgruppe behøver ikke å sende mer enn én besvarelse, i så fall brukes det brukernavnet som kommer først i alfabetisk rekkefølge. Hvis studentgruppens medlemmer tilhører to ulike øvingsgrupper, skal besvarelsen sendes til den gruppelæreren som er ansvarlig for den studenten hvis brukernavn kommer først i alfabetisk rekkefølge, mens den andre studenten sender en melding per e-post til sin gruppelærer om at besvarelsen er levert og med angivelse av brukernavnet på den første studenten. Spør gruppelæreren om hjelp hvis du har problemer!

2 Innledning Multimediapresentasjon for amatørmurere Vi skal gjennomføre en del resonnementer omkring det å lage multimediapresentasjoner som illustrerer for amatørmurere hvordan ulike former for mursteinsforband skal utføres. Begrepet mursteinsforband kan beskrives som en måte å bygge opp en mursteinsvegg på slik at det oppstår et bestemt mønster, gjerne med en forskyvning fra lag til lag ( skift ). For hver type forband er det dermed regler for hvordan steinene skal legges slik at det oppstår ulike mønstre. For en oversikt over ulike typer mursteinsforband og terminologien brukt i den forbindelse, se To-skifts munkeforband Sålen ligger klar Koppen er lagt. Nå kommer en løper Etter to løpere kommer en kopp For en illustrasjon av hvordan ulike typer forband sammen med valg av steinfarge kan gi ulike effekter, se demonstrasjonsweben på En slik multimediapresentasjon skal vise hvordan muren bygges opp ved at murstein i riktig dimensjon kommer inn fra øverste venstre hjørne og legges på riktig plass. Løpere er 20 cm lange, kopper 10 cm, og alle steiner er 10 cm høye. For enkelhets skyld regner vi ikke med plass for fugene. Det skal være mulig å velge mellom 15 forskjellige farger på hver enkelt stein. På passelige steder i multimediapresentasjonen skal det legges inn instruktive undertekster. Du kan se et eksempel på hvordan en slik presentasjon kan se ut på 06/muranimasjon.pps. Presentasjonen kan vises med Powerpoint under Windows (med lyd) eller med OpenOffice under Linux (uten lyd) (bruk kommandoen ooffice muranimasjon.pps & etter at du har hentet filen ned på eget område). Presentasjonen finnes som enkeltbilder på 06/muranimasjon.pdf. Figuren til venstre skisserer tre utvalgte bilder med undertekster. NB! Du skal IKKE lage en animasjon, bare finne ut hvor stor plass en slik animasjon med lyd ville ta, og besvare noen spørsmål omkring avbildning av en slik mur.

3 Oppgave 1: Videoopptak av muringen. Anta at det skal brukes et litt hypotetisk digitalt RGB mobilkamera for å lage en liten film som skal vise de som skal lage animasjonen hvordan legging av noen skift murstein i et to-skifts munkeforband foregår. Kameraet har et synsfelt på 32*24 grader (horisontalt vertikalt), og det er detektorer i fokalplanet. a) Anta at vi plasserer kameraet i en slik avstand fra muren at en kopp sees under en vinkel på 1/3 grad. Det brukes en linse med fokallengde f = 4 mm, og bølgelengden for lyset er nanometer. Vi vil tyne kameraet helt til Rayleigh-kriteriet for oppløsning, slik at vi så vidt kan se de minste steinene. Til hvilken diameter D kan vi da blende ned linsen? b) Anta at vi oversampler bildet i fokalplanet med en faktor 5 i forhold til den korteste perioden som kan finnes horisontalt eller vertikalt i strukturen i bildet. Vi ser her bort fra fugene mellom steinene, og antar at to nabosteiner ikke har lik farge. I hvilken avstand A (angitt i meter) fra murveggen kan vi da plassere kameralinsen? (Hint: tangens til en vinkel er brukt i lærebokens avsnitt , og er beskrevet i Appendiks A.7.) c) Hva oppnår vi med å bruke pikselstørrelser som svarer til 5 ganger oversampling istedenfor for eksempel 2 ganger oversampling? d) Hvor mange KiB vil vi få per bilde fra et 24 biters RGB kamera med det angitte antall piksler, uten noen form for kompresjon av bildet? e) Hvor stor prosentvis feil gjør vi hvis vi nå antar at den oppgitte bildestørrelsen er angitt med 10 3 som enhet, og ikke 2 10? f) Vi vil overføre og lagre disse bildene ved å transformere dem fra RGB til fargerommet IHS, og lagre kromatisitets-komponentene med halv geometrisk oppløsning ved at man tar gjennomsnittet av to og to pikselverdier i horisontal og vertikal retning (tilsvarende 4:2:0 subsampling som du finner i figuren nederst til høyre på side 246 i læreboken). i. Forklar hvordan dette vil påvirke lagringsbehovet for hver av IHS-komponentene i forhold til RGB-komponentene i det originale bildet. ii. Angi hvor mye lagringsbehovet blir redusert i forhold til det originale RGBbildet. g) Hvor mange kb blir et bilde, med den reduserte geometriske oppløsning for H og S, hvis vi bruker 6 biter for I, 7 biter for H og 5 biter for S?

4 h) Murveggen vår kan inneholde 15 forskjellige farger på mursteinene, og en gråfarge på mørtelen. Det er ikke nok forskjellige farger totalt til å rettferdiggjøre at vi skal bruke 24 biter per piksel. i. Forklar hvordan du kan bruke fargetabeller for IHS (uten redusert oppløsning i H og S) til å redusere lagringsbehovet for hvert bilde. ii. Hvor stor er reduksjonen i forhold til det du fant i spørsmål d), hvis du ser bort fra den plassen fargetabellen tar? Oppgave 2: En digital multimediapresentasjon for amatørmurere. Vi skal nå vurdere plassbehovet for en multimediapresentasjon basert på en vektorrepresentasjon. Vi vil understreke at du IKKE skal lage selve multimediapresentasjonen. Du skal bare beskrive den, og beregne hvor stor plass den tar under visse forutsetninger. Vi skal gå ut fra at bilder, lyd og undertekster er lagret på en fil der det ikke er brukt komprimeringsteknikker av den typen som er behandlet i kapittel 18 i læreboka. Integrert i filen ligger lagret tidspunktene (sett i forhold til oppstarten av fremvisningen) for når bilder og tekster skal vises fram. Videre forutsetter vi at det finnes et program som kan lese filen og spille av multimediapresentasjonen på et egnet medium som for eksempel PC, PDA eller mobiltelefon. I tillegg kan du gjøre egne forutsetninger om hva programmet er i stand til å gjøre. Ingen av presentasjonsmediene har bedre oppløsning enn piksler. a) Foreslå en vektorrepresentasjon av en enkelt murstein plassert på et gitt sted på skjermen med en gitt vinkel i forhold til x-aksen, og regn ut plassbehovet for denne representasjonen. b) Foreslå en representasjon av bevegelsen av en murstein fra et sted til et annet på skjermen, og regn ut plassbehovet for denne representasjonen. Du kan forutsette at fremvisningsprogrammet kan bevege og dreie steinen ut fra utelukkende opplysninger om start- og sluttposisjon. c) Foreslå en vektorrepresentasjon for bildet av en ferdig murvegg med 100 stein, og regn ut plassbehovet for denne representasjonen.. d) Undertekstene skal være lagret på XML-format. Det skal være muligheter for å velge mellom fem ulike språk. Vi regner med at 10 % av tegnene ligger utenfor ASCIIsettet. Foreslå en representasjon og regn ut plassbehovet for denne representasjonen ut fra et estimat over hvor mange og hvor lange undertekster det er bruk for.

5 e) Anta at en animasjon skal vare 10 minutter, og at vi skal ha lyd gjennom hele animasjonen. I begynnelsen og slutten av lydsporet er det litt musikk, ellers inneholder det bare talte kommentarer. i. Estimer det totale plassbehovet for en lydrepresentasjon med stereo CD-kvalitet. ii. Anta at vi vil spare litt plass ved å bruke en state-of-the art kompresjon av lyden. Dessuten mener vi det greier seg med mono-lyd. Vi velger derfor mono MP3 med 64 kbit/s. Estimer det reduserte plassbehovet for denne lydrepresentasjonen. Hvilken kompresjonsfaktor oppnår vi? f) Estimer det totale plassbehovet for hele animasjonen. Husk å gjøre klart rede for antagelser og forutsetninger som du bygger på. Selvsagt finnes det ikke noe fasitsvar på det totale plassbehovet det avhenger av de antagelsene du gjør og de løsningene du velger. Størrelsen på tallene du kommer fram til vil derfor ikke bety noe for vurderingen, det er hvordan du er kommet fram til dem som teller. Lykke til! GS og FA