y das Web als Hypermedia-System y "Hyper" kommt durch die Verlinkung y "Media" durch Multimediafähigkeiten

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1 9HUEUHLWHWH,QKDOWVW\SHQ (ULN:LOGH 7,.² (7+= ULFK 6RPPHUVHPHVWHU hehuvlfkw y das Web als Hypermedia-System y "Hyper" kommt durch die Verlinkung y "Media" durch Multimediafähigkeiten y Identifikation von Medientypen y Bilder als häufigste Medientypen y die gängigen Standards für Rasterbilder y Scalable Vector Graphics (SVG) y Audio/Video-Präsentationen y SMIL als Präsentationssteuerungssprache y VRML (a.k.a. Web3D) y Zusammenfassung 2 1

2 0XOWLPHGLD$VSHNWGHV::: y ein Grossteil aller Inhalte ist HTML y Verweis auf externe Ressourcen aus HTML y Bilder mit dem <IMG> Element y Applets mit dem <APPLET> Element y allgemeine Objekte mit dem <OBJECT> Element y Verweis auf externe Ressourcen durch Links y y dynamische Bestimmung des Inhaltstyps y Anforderung der URL beim Server (HTTP GET) y Interpretation des Content-Type Header-Feldes y entsprechende Darstellung beim Client 3 0,0(7\SHV y Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) y ursprünglich standardisiert für Electronic Mail y Strukturierung und Typisierung von Mails y definiert Header und Medientypen y MIME-Types definieren einen Inhaltstypen y media type definiert das Medium y subtype definiert die verwendete Codierung y text/ascii, text/html, image/gif, image/jpeg y Zuweisung von Inhaltstypen zu Programmen y werden von Browser oder Mail-Programm verwendet y z.b.: "image/* wird von Photoshop verarbeitet" 4 2

3 1HXH,QKDOWVW\SHQ Server HTTP Content-Type: Client Mapping: File Extension o Media Type Handler Dateisystem Datenbank 5 %LOGHUDOVKlXILJVWHU0HGLHQW\S y Illustrationen sind ein altbekanntes Mittel y Bilder als häufigstes Vorkommen von Multimedia y verschiedene Codierungen für Raster Images y Verbreitung abhängig von der Unterstützung y unterschiedliche Charakteristiken der Codierungen y Graphiken werden durch SVG unterstützt y Darstellung durch graphische Elemente y unabhängig von der Auflösung der Darstellung y bessere Manipulierbarkeit von Graphiken 6 3

4 )DUEWLHIH y Farbe muss digitalisiert dargestellt werden y wichtig bei Bildcodierung und Wiedergabegerät y viele verschiedene Farbmodelle y RGB als einfache Repräsentation auf Computern y CMYK als Darstellung aus dem Druckgewerbe y Genauigkeit der Farbdarstellung y Quantisierung der einzelnen Komponenten (z.b. RGB) y üblich sind 8 bit (256 Werte) pro Komponete y Reduktion über Farbtabellen y 8 bit oder 16 bit pro Pixel als Zeiger auf Tabelle y Tabelle enthält Farben in voller Auflösung y spart Speicherplatz, reduziert Anzahl der Farben 7 6FKULWWH]XU%LOGSUlVHQWDWLRQ y Original (Dia, Photographie, Szene) y Vorlage meist analog y kontinuierliche räumliche Auflösung y kontinuierliche Farbauflösung y Repräsentation (gewählte Codierung) y Digitalisierung erfordert Quantisierung y Quantisierung der räumlichen Auflösung y Quantisierung der Farbauflösung y Präsentation (Darstellung auf einem Gerät) y Qualität der Präsentation ist stark geräteabhängig y u.u. weiterer Qualitätsverlust bei der Präsentation 8 4

5 9HUDUEHLWXQJYRQ%LOGHUQ y Original y Auflösung ist analog y Farbtiefe ist analog y Repräsentation y Quantisierung y Verlust von Details y Farbverluste y Präsentation y Einschränkung des Gerätes y z.b. nur Graustufen 9 9HUEUHLWHWH%LOGIRUPDWH y Graphic Interchange Format (GIF) y Verwendung für Graphiken (wenige Farben) y grösste Einschränkung sind maximal 256 Farben y Möglichkeit für Animationen y Joint Photographic Experts Group (JPEG) y optimiert für Photographien y keine verlustfreie Codierung möglich y wesentlich komplexerer Algorithmus als GIF y Portable Network Graphics (PNG) y patentfreier Ersatz von GIF y kann alles, was GIF kann, und eine Menge mehr 10 5

6 &RGLHUXQJYRQ%LOGGDWHQ y Bilder haben spezielle Eigenschaften y grosse Datenmengen y spezielle Gliederung (Folge von Punkten) y normalerweise grosses Mass an Korrelationen y Grösse von Bildern macht Kompression nötig y durchschnittliche Auflösung und Farbtiefe y 1024 x 768 Pixel = Pixel y Pixel x 24 bit/pixel = 18 Mbit = 2.25 Mbyte y gute Kompression heute weniger als 1 bit/pixel y Kompressionsalgorithmen y verlustbehaftet oder verlustfrei y symmetrisch oder asymmetrisch im Aufwand y Annahmen bezüglich des Bildinhaltes 11 5XQ/HQJWK(QFRGLQJ y einfache Codierungsart (Fax Codierung) y einfache Codierung (Zählen von Pixeln) y einfache Decodierung (inkrementelle Darstellung) y Anwendung ein- oder zweidimensional y besonders effektiv bei Bildern mit y wenigen Farben (z.b. nur schwarz/weiss) y grossen Flächen (z.b. leeres Papier) y allgemein betrachtet zu wenig effektiv y stark von der Vorlage abhängig y keine überragenden Kompressionswerte 12 6

7 /HPSHO=LY:HOFK&RGLHUXQJ y Unterteilung eines Bitstromes in Wörter y Codierung der Wörter mit einem Wörterbuch y kürzere Codes für häufige Wörter y Nachteil: keine Codierung im Stream-mode y Decodierung kann im Stream-mode erfolgen y LZ-Codierung arbeitet auf Bit-Strings y LZW-Codierung arbeitet auf Byte-Folgen y Bild als Abfolge von Bytes y patentiert durch die Firma Unisys 13 (LJHQVFKDIWHQYRQ*,) y schon GIF87a ermöglicht mehrere Bilder y GIF89a fügt Timing und Transparenz hinzu y Timing in 0.01s zwischen der Darstellung y Transparenz ermöglicht beliebige Bildformen y Interlacing ermöglicht inkrementellen Bildaufbau: y Group 1 : Jede 8. Reihe, Start mit Reihe 0 y Group 2 : Jede 8. Reihe, Start mit Reihe 4 y Group 3 : Jede 4. Reihe, Start mit Reihe 2 y Group 4 : Jede 2. Reihe, Start mit Reihe 1 y einfache Methode um aufzufallen 14 7

8 (LJHQVFKDIWHQYRQ-3(* y Joint Photographic Experts Group der ISO y Methode für die Komprimierung von Photos y JPEG ist immer verlustbehaftet y Steuerung über einen Codierungsparameter y Qualität und Kompression hängen direkt zusammen y Discrete Cosine Transformation (DCT) y Kompression auf Blöcken von 8x8 Pixel y zwei verschiedene JPEG Fileformate y JPEG File Interchange Format (JFIF) y Still Picture Image Interchange Format (SPIFF) y SPIFF ist zwar der Standard, aber nicht üblich 15-3(*.RPSULPLHUXQJVUDWHQ 36:1 92:1 Original-Bild 80:1 16 8

9 3RUWDEOH1HWZRUN*UDSKLFV31* y patentfreier Ersatz für das GIF-Format y GIF-ähnliche Eigenschaften von PNG sind y indizierte Farbdarstellung mit bis zu 256 Farben y Transparenz (spezielle transparente "Farbe") y progressiver Bildaufbau (interlaced Darstellung) y verlustfreie Kompression y neue Eigenschaften von PNG sind y mehr Farben (bis 48 bit Farbe und 16 bit Graustufen) y Alpha-Kanal (8 bit Maske für die Transparenz) y Gamma für geräteabhängige Farbdarstellung y Möglichkeit der Fehlererkennung in PNG-Files 17.RPSUHVVLRQLQ31* y verwendet Deflate Algorithmus y Variation des LZ77-Algorithmus' y nicht patentiert (im Gegensatz zu GIF's LZW) y verwendet in WinZip und PkZip Programmen y zusätzlicher Filter vor der Kompression y ermöglicht Kompression von vertikalen Strukturen y je nach Bildinhalt wie GIF oder wesentlich besser y fünf im Standard definierte Filterarten y jede Zeile kann separat gefiltert werden y die Filterwahl ist mehr Kunst als Wissenschaft y Standard definiert einen einfachen Algorithmus 18 9

10 3URJUHVVLYHU%LOGDXIEDX y ermöglicht das Darstellen einer "Skizze" y Darstellung in grobem Detaillierungsgrad y Hinzufügen von Details y Endergebnis identisch zu normaler Codierung y Interlacing bei GIF und PNG y Umordnung der Pixel y Extrapolation bei der Darstellung y Progressive JPEG y Umordnung der Koeffizienten y Effekt sehr ähnlich dem Interlacing bei GIF/PNG y meist sind spezielle Tools notwendig 19 31*,QWHUODFLQJ 20 10

11 6FDODEOH9HFWRU*UDSKLFV69* y Rasterbilder sind grob quantisiert y Auflösung in Pixel y Qualität abhängig vom Ausgabegerät y Liniengraphiken sind oft besser geeignet y kompaktere Darstellung y variable Darstellung (Drehung, Zoomen,...) y Weiterverarbeitbarkeit y SVG als W3C Standard für Graphiken y basiert auf XML (DTD und Semantik) y kann mit XML Tools generiert und manipuliert werden y Unterstützung durch die grossen Firmen 21 69*DOV;0/$QZHQGXQJ y SVG Graphiken sind XML Dokumente y sie können einfach mit XSLT erzeugt werden y sie können einfach mit XSLT verarbeitet werden y SVG unterstützt Styling mit CSS y Wiederverwendung von bestehendem Know-How y CSS Style Sheet für HTML und eingebettetes SVG y SVG beherrscht einfache Animationen y Ändern von Attributen y Bewegen entlang eines Pfades y unterstützt ein Event-Modell für Interaktivität 22 11

12 5HDO0HGLD$UFKLWHFXUH50$ y RealAudio und RealVideo y weitere Typen: RealText und RealPix y Streaming Media über das Internet y keinen direkten Bezug zum World Wide Web y ein Datentyp mit externem Viewer (RealPlayer) 1. Browser lädt die Präsentationsbeschreibung y Synchronized Multimedia Integration Language 2. RealPlayer interpretiert SMIL Präsentation y synchronisierte Darstellung verschiedener Medien 3. Präsentation durch den RealPlayer y Steuerung über Real Time Session Protocol (RTSP) y Daten über Real Time Protocol (RTP) 23 5HDO0HGLD3UlVHQWDWLRQ HTTP Server HTTP Content-Type: Client SMIL Beschreibung Start RealPlayer Dateisystem Real Server RTP 24 12

13 60,/ y Synchronized Multimedia Integration Language y vereinheitlichte Präsentationssteuerung y basierend auf HyTime (ISO 10744) Ideen y SMIL ist eine XML Application y SMIL referenziert die eigentlichen Inhalte y unterstützt von mehreren Playerm y RealPlayer (seite heute in Version 8) y Apple s QuickTime 4.1 y Microsoft bewegt sich auch in Richtung SMIL y einfache Sprache für komplexe Effekte 25 *U VVHQDQSDVVXQJHQ <smil><head><layout> <root-layout width="147" height="116" background-color="yellow" /> <region id="region_1" left="8" top="10" width="116" height="81" background-color="white" fit="fill" /> </layout></head> <body> <!-- image smaller than its region --> <img src="css.gif" region="region_1" /> </body></smil> 26 13

14 $UWGHU*U VVHQDQSDVVXQJ fill slice meet 27 9LUWXDO5HDOLW\0RGHOLQJ/DQJXDJH y Virtual Reality Modeling Language (VRML) y Dokumentation durch y Beschreibungssprache für 3D-Räume y Beschreibung von Raum (3D) und Zeit y Objekte und deren Aussehen y aus einfachen Objekten zusammengesetzt y Texturen, die auf Objekte gelegt werden y deren Position im Raum y damit verbundenen Links y nur auf schnellen Rechnern mit akzeptabler Performance 28 14

15 +DXSWNRPSRQHQWHQYRQ950/ y Scene graph y hierarchische Beschreibung einer Szene y Events y Ereignisse können weiterverteilt werden y Sensors y Knoten im Graphen, die Events erzeugen y Scripts y Filtern von Events, in Java oder JavaScript y Prototyping y ermöglichen die Wiederverwendung von Graphen y Scene distribution y verteilte Szenen, Import und externe Prototypen 29 (LQIDFKHV950/%HLVSLHO 30 15

16 .RPSOH[HUHV950/%HLVSLHO 31 =XVDPPHQIDVVXQJ y das Web ist ein Hypermedia-System y Integration beliebiger Medientypen y MIME als Identifikationsmechanismus y was sind offene Fragen und Ziele? y Existenz offener Standards y Akzeptanz von Standards y Überprüfung der Einhaltung von Standards y das Web als offenes Hypermedia-System 32 16

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