7장 멀티미디어 기술과 활용 7.1 멀티미디어의 개념과 환경 7.2 멀티미디어의 활용 분야 7.3 멀티미디어 데이터의 처리

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1 7장 멀티미디어 기술과 활용 7.1 멀티미디어의 개념과 환경 7.2 멀티미디어의 활용 분야 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
7.4 멀티미디어 기술의 발전 동향

2 7.1 멀티미디어의 개념과 환경 멀티미디어의 개념 멀티미디어 시스템의 구성

3 멀티미디어의 개념 멀티미디어(Multimedia)란 ? 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
매체: 인간 상호간에 정보, 지식, 감정, 의사 등을 전달하는 수단 ‘다수(Multiple)’와 ‘매체(Media)’의 합성어로, 텍스트, 이미지, 그래픽, 사운드, 애니메이션, 비디오를 포함

4 멀티미디어의 정의와 특성 7.1 멀티미디어의 개념과 환경 첫째, 멀티미디어는 상호대화 형태
첫째, 멀티미디어는 상호대화 형태 둘째, 멀티미디어 데이터는 디지털 형태로 생성, 저장, 처리 및 표현 셋째, 멀티미디어는 당연히 다수의 미디어 정보를 동시에 포함 마지막으로, 멀티미디어 정보는 컴퓨터를 이용하여 획득, 저장, 처리 및 표현 - 정보의 디지털화: 가공, 편집이 용이하고 정보의 검색도 효율적 멀티미디어의 구성요소

5 멀티미디어의 정보전달 효과 멀티미디어 정보의 효과와 장점 ? 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
감각적으로나 미학적인 더 큰 만족감 신경생리학자 폴 매클린(Paul Maclean) - 1970년대 뇌의 3층 모델 ==> 심층뇌, 중간층뇌, 표층뇌 보고 듣고 실습하는 것(상호작용형 멀티미디어)의 80%를 기억 ==> 상호작용성 멀티미디어의 효과 매클린의 뇌의 3층 모델과 멀티미디어의 효과

6 멀티미디어 기술의 활용 멀티미디어 활용 예 (1) 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
웹 문서는 이미지, 그래픽, 애니메이션 등을 포함 MP3 플레이어를 통해 원하는 MP3 음악이나 비디오 iPhone은 전화 기능 외에 사진, 멀티미디어 메시지 등을 전송 iPhone의 다양한 멀티미디어 기능

7 멀티미디어 기술의 활용 멀티미디어 활용 예 (2) 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
Apple의 iLife는 iPhoto, iMovie, iDVD, GarageBand 등의 기능을 지원 Google Maps & YouTube, Google Street Apple의 iLife와 iPhoto

8 멀티미디어의 발전 배경 7.1 멀티미디어의 개념과 환경 컴퓨터 성능의 향상은 멀티미디어가 가능하게 된 가장 중요한 원동력
==> Moore's Law 멀티미디어 정보를 저장할 수 있는 매체의 발전 CD와 DVD 저장매체, 최근에는 Blu-ray Disc 플래시 메모리의 용량도 해마다 두 배씩 증가 멀티미디어 정보의 압축/복원 기술의 발전 ==> 네트워크를 통해 멀티미디어 정보의 빠른 전송 멀티미디어 데이터의 표준화 인터넷은 멀티미디어 정보를 공유하기 위한 수단으로 가장 적절한 환경을 제공

9 멀티미디어 시스템 7.1 멀티미디어의 개념과 환경 멀티미디어 플랫폼(Multimedia Platform)
- 콘텐츠를 제작하고 재생하는 하드웨어 및 소프트웨어 환경 멀티미디어 시스템의 계층구조

10 멀티미디어 시스템 멀티미디어 하드웨어 환경 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
멀티미디어 데이터의 입력과 출력을 담당하는 입출력장치 사운드, 그래픽, 비디오 등의 미디어 정보를 처리하는 미디어 처리장치 멀티미디어 정보를 저장하기 위한 저장장치 멀티미디어 하드웨어의 구성

11 멀티미디어 시스템 멀티미디어 소프트웨어 환경 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
운영체제: 멀티태스킹(Multitasking) 기능을 지원 미디어 편집 소프트웨어: 미디어를 디지털 데이터로 변환 후, 수정, 편집하는 소프트웨어 도구 - 예) Photoshop, Painter, Illustrator와 CorelDraw, WaveEdit와 Encore, Cakewalk, Flash와 Director, Premiere 등 콘텐츠 저작도구(Contents Authoring Tool): 다양한 미디어 편집 소프트웨어를 이용하여 생성, 편집된 미디어 정보들을 통합하여 멀티미디어 콘텐츠로 제작 - 예) 웹 페이지를 만드는 저작도구: Dreamweaver, 나모 웹에디터 등 멀티미디어 소프트웨어의 계층

12 멀티미디어 표준 IT 및 정보통신 분야의 표준화 작업은 국제표준화 기구 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
다양한 형식의 멀티미디어 데이터를 플랫폼(Platform)에 독립적으로 만들어 이를 공유하고 호환성을 유지 국제기구에서 표준화 작업을 진행 국제표준안을 따르는 기술과 연계된 지적소유권은 산업경쟁력과도 직결 IT 및 정보통신 분야의 표준화 작업은 국제표준화 기구 ISO(International Standard Organization), IEC, ITU-T 등 지역 및 학회별 표준화 기구: ANSI(미국), IEEE(미국), KS(한국), JIS(일본), BSI(영국) 기업중심의 컨소시엄: IMA(Interactive Multimedia Association), W3C(WWW: World Wide Web Consortium) 등

13 멀티미디어 표준 멀티미디어 데이터를 압축하고 저장하기 위한 국제표준의 예 7.1 멀티미디어의 개념과 환경
이미지나 그래픽 영역의 표준으로 BMP, GIF, JPEG 등 사운드 표준으로 WAV, MP3, AAC 등 동영상 표준으로 MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7 등 웹 환경의 문서형식으로 HTML, XHTML, XML 등 웹 환경의 가상현실 표준으로 VRML(또는 X3D) 등 JPEG 표준으로 압축한 이미지의 예

14 7.2 멀티미디어의 활용 분야 인터넷 환경에서 멀티미디어의 활용 모바일 멀티미디어 가상현실과 사이버스페이스

15 인터넷 환경에서 멀티미디어의 활용 7.2 멀티미디어의 활용 분야
1990년 대 중반까지 CD-ROM에 멀티미디어 콘텐츠를 담아 배포 오늘날 인터넷은 멀티미디어 콘텐츠의 활용을 위해 가장 적합한 환경 웹 환경에서는 Internet Explorer나 Firefox와 같은 웹브라우저(Web Browser)를 이용하여 멀티미디어 정보를 편리하게 검색 멀티미디어 플러그인(Multimedia Plug-in) 예) 2차원 애니메이션을 위한 Shockwave Flash, 실시간 비디오를 위한 RealPlayer, QuickTime Player, Gom Player, 가상현실을 지원하기 위한 VRML 플레이어 등 멀티미디어 플러그인과 웹 환경

16 인터넷 환경에서 멀티미디어의 활용 멀티미디어를 이용하는 대표적인 인터넷 활용 분야 7.2 멀티미디어의 활용 분야
인터넷 신문이나 인터넷 잡지 인터넷 쇼핑몰은 이미지 위주의 상품 정보를 제공공, 일부 쇼핑몰은 3차원 그래픽이나 가상현실 기술을 이용 e-러닝 분야도 비디오, 오디오, 이미지 등의 멀티미디어 정보를 지원 인터넷 폰, 인터넷 채팅, 미니홈피에서도 멀티미디어 기술을 활발히 이용 인터넷 게임, 음악 사이트, VOD 서비스와 같은 엔터테인먼트 분야

17 모바일 멀티미디어 7.2 멀티미디어의 활용 분야 최근 우리사회는 이동성(Mobility)이 중요하게 인식되는 사회
- 예) 스마트폰, iPad 등 모바일 멀티미디어: 휴대성기기를 이용하여 이동 중 실시간으로 디지털 데이터(음성, 멀티미디어 데이터, GPS 데이터 등)의 상호교환 모바일 환경은 인터넷 환경에 비해 제한된 모바일기기 화면의 크기 및 해상도, 스피커 성능의 제한성, 제한된 전원장치, 무선환경에서 데이터 전송에러 등의 문제점 최근 HSDPA, WiBro 등 무선인터넷 환경의 데이터 전송 대역폭이 크게 증가, 모바일 기기의 제한성도 많이 개선

18 모바일 멀티미디어 모바일 환경에서 멀티미디어의 활용 분야
7.2 멀티미디어의 활용 분야 모바일 멀티미디어 모바일 환경에서 멀티미디어의 활용 분야 - 21세기는 ‘모바일 혁명’을 통해 바야흐로 다양한 모바일 멀티미디어의 활용 모바일 커머스(m-Commerce), 모바일 광고, 웹 정보검색 등의 모바일 정보서비스 벨소리/컬러링, 캐릭터 다운로드, 카메라 응용 서비스, 오디오/비디오 서비스, 모바일 TV 등의 엔터테인먼트 분야와 모바일 게임 분야 MMS 서비스, 모바일 화상전화 등의 모바일 커뮤니케이션 휴대폰을 이용한 위치기반서비스(LBS: Location Based Service), 텔레매틱스 응용 등

19 가상현실과 사이버스페이스 사이버스페이스(Cyberspace, 가상공간)
7.2 멀티미디어의 활용 분야 가상현실과 사이버스페이스 사이버스페이스(Cyberspace, 가상공간) 네트워크를 매개로 컴퓨터와 같은 커뮤니케이션 수단을 기반으로 정보와 지식, 나아가 감각까지 공유할 수 있는 가상공간 즉, 물리적인 제약을 초월하여 컴퓨터를 매개로 하여 대화할 수 있는 가상공간으로 현실세계와는 또 다른 체험의 장소 현실적으로 사이버스페이스는 인터넷 환경에서 생성되며 가상현실(VR: Virtual Reality) 기술을 이용하여 구축 예) 3차원 가상현실을 이용한 Linden Lab의 Second Life 인터넷 환경에서 3차원 사이버스페이스를 만들어 자신의 분신인 아바타(Avatar) 또는 캐릭터(‘주민’ 이라 불림)를 통해 ‘제2의 인생’ 이용자는 현실세계에서 어렵거나 불가능한 작업/일들을 사이버스페이스를 통해 수행

20 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 이미지와 그래픽 기술 사운드 처리 기술 애니메이션 기술 동영상의 개념과 압축 표준

21 이미지와 그래픽 기술 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 사진이나 그래픽과 같은 시각적 정보가 기억효과를 증가시킴
이미지와 그래픽은 멀티미디어 디자인에서 매우 효과적 비교적 용이하게 제작 가능 이미지와 그래픽의 차이점: 이미지 ==> 실세계, 그래픽 ==> 인공적으로 제작 이미지와 그래픽의 합성

22 이미지의 구성요소 픽셀 픽셀(Pixel: Picture Element) 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
이미지와 그래픽(래스터 그래픽)을 구성하는 가장 작은 요소 각 픽셀은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 값을 적절히 배합 해상도(Resolution): 이미지(그래픽)을 구성하는 픽셀 수를 의미 이미지와 그래픽의 구성요소 픽셀

23 래스터 그래픽과 벡터 그래픽 1) 래스터 그래픽 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
래스터 그래픽은 그림을 픽셀 단위로 저장하는 방식 화면을 확대할 때 화질의 저하 ==> 확대하면 계단현상 래스터 그래픽은 칠하기 도구(Painting Tool)에 의해 픽셀들의 형태로 생성 예) 칠하기(Painting) 기능을 제공하는 Painter

24 래스터 그래픽과 벡터 그래픽 2) 벡터 그래픽 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
벡터 그래픽은 그림을 기하적 객체들을 나타내는 그래픽 함수로 표현 일반적으로 파일의 크기가 래스터 그래픽 방식에 비해 작다 화면 확대 시 화질의 저하가 발생하지 않는다 페인팅한 그림보다는 일러스트레이션(Illustration)에 적합한 방식 예) Illustrator, Corel Draw 등

25 이미지와 그래픽의 파일 형식 이미지와 래스터 그래픽
7.3 멀티미디어 데이터의 처리 이미지와 그래픽의 파일 형식 이미지와 래스터 그래픽 - 이미지는 디지털카메라, 스캐너 등을 이용하여 생성, 그래픽은 그래픽스 소프트웨어를 이용하여 생성 BMP, TIFF, JPEG, GIF, PNG 파일 형식 JPEG은 흑백 및 컬러사진 압축을 위한 파일 형식으로, 1992년 ISO 국제표준 GIF 압축은 이미지 보다는 그래픽의 경우 더 높은 압축률

26 사운드 처리 기술 사운드는 귀로 들을 수 있는 모든 청각정보 사운드는 크게 음악, 음성, 음향 효과의 세 분야
7.3 멀티미디어 데이터의 처리 사운드 처리 기술 사운드는 귀로 들을 수 있는 모든 청각정보 사운드는 크게 음악, 음성, 음향 효과의 세 분야 정보전달 시 미디어의 상승효과와 동기유발

27 디지털 사운드로의 변환 디지털 사운드 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 컴퓨터에서 처리하기 위해서 디지털 형태로 변환
아날로그 파형 ==> 디지털 데이터 ==> 아날로그 파형 ADC(Analog-to-Digital Converter): 표본화(Sampling) 및 양자화(Quantizing) 단계 DAC(Digital-to-Analog Converter): 아날로그 형태의 소리로 재생 아날로그 신호와 디지털 신호 간의 변환 과정

28 디지털 사운드로의 변환 사운드의 표본화(Sampling) 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
아날로그 파형을 디지털 형태로 변환하기 위하여 표본(Sample)을 취하는 것을 의미 사운드의 표본화율(Sampling Rate) 표본화율이 낮으면 소리를 저장하기 위한 메모리 용량이 작아지는 반면 원음을 잘 반영하지 못하는 문제점 아날로그 사운드의 표본화

29 디지털 사운드로의 변환 디지털 사운드의 파일 형식 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 WAV, MP3, AAC, WMA 등
WAV 형식은 Microsoft사와 IBM사가 PC 환경에서 사용 MP3는 인터넷상에서 음악을 압축할 때 이용하는 파일 형식, 10:1~12:1 정도의 압축률

30 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 MIDI 음악 MIDI(Musical Instrument Digital Interface): 1983년 세계 악기 제조업체들이 전자 악기와 컴퓨터 간의 상호 정보교환을 위해 만든 규약 MIDI는 음을 어떻게 연주할 것인지에 관한 정보, 즉 음의 높이 및 음표의 길이, 음의 강약 등에 대한 정보를 표현 파일의 크기가 매우 작고, 음질은 전적으로 신디사이저의 성능에 따라 좌우 예) CD 음악수준의 3분 길이의 음악 ==> 약 30 MB가 필요(압축하지 않을 경우) MIDI 음악 ==> 약 8KB가 필요

31 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 애니메이션 기술 일련의 정지화상(Still Image)이나 그래픽을 연속적으로 보여주어, 잔상효과(Persistence of Vision)를 이용 일반적으로 초당 15장 이상의 그림을 보여주면 자연스러운 움직임 애니메이션은 어떤 현상이나 움직임을 강조하거나 현실 세계에서 쉽게 만들 수 없는 현상을 보이기 위해서 매우 효과적 애니메이션의 프레임들

32 애니메이션 기술 플립북 애니메이션 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
1908년 프랑스 에밀 콜(Emil Cohl)의 ‘판타즈마고리(Fantasmagorie)’로 부터 시작 플립북 애니메이션(Flip-book Animation): 가장 단순한 형태의 애니메이션으로 구성요소인 프레임을 일일이 그림, 프레임기반(Frame-based) 애니메이션 컴퓨터로 표현할 경우 애니메이션 파일의 크기가 방대해지는 단점 플립북 애니메이션 기법을 이용한 캐릭터의 ‘걷기’ 사이클

33 애니메이션 기술 셀 애니메이션 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
셀 애니메이션(Cel Animation)은 1913년 존 랜돌프(John Randolph)에 의해 개발 Disney사를 비롯한 많은 제작사들이 아직까지도 2차원 애니메이션을 제작할 때 셀 애니메이션 기법을 사용 셀 애니메이션의 ‘셀(Cel)’은 투명한 종이를 뜻하는 ‘Celuloid’를 의미 1990년 이후에는 컴퓨터를 사용하여 작업하는 형태로 발전 셀 애니메이션은 기본적으로 하나의 배경 셀과 여러 장의 전경 셀이 필요 셀 애니메이션 기법을 이용한 Disney 애니메이션 영화

34 애니메이션 기술 컴퓨터 애니메이션 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
단순히 기존 애니메이션의 수작업을 컴퓨터로 대신하는 것에서 시작 3차원 애니메이션과 특수효과 등 컴퓨터를 통해서만 제작할 수 있는 새로운 애니메이션을 가능

35 애니메이션 기술 컴퓨터 애니메이션 컴퓨터 애니메이션의 유형 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
벡터 애니메이션: 독립적으로 움직이는 개체를 선, 곡선과 같은 수학적 함수로 표현 키프레임 애니메이션: 가장 중요한 장면을 의미하는 키 프레임(Key Frame)만을 컴퓨터로 제작하고, 키 프레임사이에 존재하는 중간 프레임들은 컴퓨터에 의해 자동으로 생성 ==> 키프레임 트위닝(Key Frame and Tweening) 기법 - 예) Macromedia사의 Flash 키프레임과 트위닝 기법의 적용 예

36 애니메이션 기술 컴퓨터 애니메이션 3차원 컴퓨터 애니메이션 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
영화, 광고, 게임, 사이버 캐릭터의 제작 등 많은 분야에서 널리 사용 각 장면이나 사물들을 3차원 그래픽으로 만들거나 장면에 나오는 사람이나 동물들의 움직임도 3차원으로 표현 소프트웨어로는 SoftImage XSI, MAYA, 3D Studio MAX 등 예) 영화 ‘반지의 제왕(the Lord of the Rings)’ 3차원 컴퓨터 애니메이션의 예

37 동영상의 개념과 압축 표준 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
영상이라고도 부르는데, 정지 이미지(Still Image)들의 연속적인 집합체를 의미 영상처리 기술은 이미지처리에서 이용되는 기술에 기반하여 발전 역사적으로는 TV기술에 기반한 아날로그 영상 분야와 디지털 영상처리 기술 분야로 병행하여 발전 프레임(Frame): 비디오를 구성하고 있는 화면 컴퓨터의 비디오나 TV는 초당 30프레임, 영화의 경우는 초당 24프레임

38 디지털 비디오의 압축 비디오 파일은 그 크기가 매우 방대해서 비디오 데이터는 필수적으로 압축
7.3 멀티미디어 데이터의 처리 디지털 비디오의 압축 비디오 파일은 그 크기가 매우 방대해서 비디오 데이터는 필수적으로 압축 - 예) 초당 30 프레임의 디지털 TV 화면 ==> 약 20MB (640 픽셀 x 480 픽셀 x 3 Byte/픽셀 x 30 프레임) 가장 보편적으로 사용되고 있는 형식은 AVI, MOV, MPEG, 실시간으로 비디오를 지원하는 비디오 스트리밍 방식

39 디지털 비디오의 압축 비디오 압축 기법 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 시간적으로 공간적으로 변화가 적은 성질
==> 데이터의 중복성(Data Redundancy) 이 중복성을 가급적 제거함으로써 전체 비디오 파일의 크기를 상당히 줄일 수 있다 중복을 제거하는 일을 비디오압축(Video Compression) 또는 부호화(Encoding) 인터넷과 같은 네트워크를 통해 데이터를 전송할 때도 시간이 단축 무손실압축(Lossless Compression) 기법과 손실압축(Lossy Compression) 기법 예) 무손실압축 ==> X-레이, 단층촬영(CT) 등 의료용 영상과 같은 응용 분야, 압축률은 비교적 낮은 2:1~3:1 정도 손실압축 ==> 비교적 우수한 영상을 유지하면서 10:1~40:1의 높은 압축률

40 디지털 비디오의 압축 비디오 압축 표준 7.3 멀티미디어 데이터의 처리
MPEG 계열의 표준: ISO와 IEC에 의해 제정, 1988년부터 표준작업이 시작 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21 등 MPEG-2: 디지털 TV방송과 DVD 수준의 동영상을 목적으로 1995년 국제표준 MPEG-4: 인터넷 유선망뿐만 아니라 이동통신 등 무선망에서 화상회의, 비디오 전화, DMB 방송 등을 위해서 1998년 제정 H.xxx 계열의 표준: ITU-T가 주도 MPEG 표준의 종류

41 비디오 스트리밍 7.3 멀티미디어 데이터의 처리 데이터를 인터넷을 통해 받는 즉시 비디오 데이터를 재생
다운로드 방식과 다른 점은 다운로드 작업과 재생 작업이 동시에 진행, 다운로드 방식 ==> 너무 많은 지연시간(Delay Time)이 발생 스트리밍 소프트웨어는 RealNetworks, PacketVideo, Microsoft사 등 비디오 스트리밍은 화상전화, 도로여건 정보의 전송, 실시간 중계방송 등의 분야에서 필수적

42 7.4 멀티미디어 기술의 발전 동향 멀티미디어 기술의 발전 동향

43 멀티미디어 기술의 발전 동향 멀티미디어 하드웨어의 발전 7.4 멀티미디어 기술의 발전 동향
GPU(Graphics Processor Unit)의 속도는 18개월마다 5배 또는 8개월마다 2배씩 증가 - 예) Nvidia, ATI Technologies 등 대용량 멀티미디어 데이터의 저장: 플래시 메모리가 하드디스크를 대체할 것으로 기대, 차세대 DVD: 블루레이(Blue Ray) 표준 Nvidia 그래픽 프로세서와 그 활용

44 멀티미디어 기술의 발전 동향 인터넷 환경의 빠른 변화 7.4 멀티미디어 기술의 발전 동향
인터넷 환경의 발전이 멀티미디어 활용의 확산에 매우 지대한 영향 초고속 인터넷의 가파른 확산과 광케이블을 이용한 인터넷 전송속도의 빠른 증가 인터넷 환경이 변하면서 DVD가 완전히 사라질 것인가? - 예) 월마트와 BitTorrent사는 이미 비디오 온라인 다운로드 사업, 최근에 Apple사는 iTunes를 기반으로 한 ‘iTunes Movie Rentals’

45 멀티미디어 기술의 발전 동향 모바일 시대의 도래 7.4 멀티미디어 기술의 발전 동향
Microsoft사의 빌 게이츠(Bill Gates)회장은 ‘모바일 혁명’이 앞으로 제2의 IT붐, 모바일 컴퓨팅이 향후 10년 안에 몰고 올 것으로 예견 모바일 환경의 한계가 점진적으로 극복 미래에는 더욱 강력한 멀티미디어 기능을 제공하는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC, PMP, 네비게이션 장치 등의 모바일기기

46 멀티미디어 기술의 발전 동향 실세계와 가상세계의 융합 7.4 멀티미디어 기술의 발전 동향
멀티미디어의 활용은 실세계와 가상세계의 융합하는 방향으로 발전 - 예) Apple사는 MP3 플레이어인 iPod(실세계)와 iTunes(인터넷상의 가상세계)를 결합 증강현실(AR: Augmented Reality) 기술 - 사용자가 보는 현실세계에 컴퓨터가 만든 가상세계 정보를 합성하여 보여줌