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2장 기반 기술들
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2.1 디지털 표현
2.2 하드웨어와 소프트웨어 요구사항
2.3 네트워크
2.4 표준
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비트와 바이트
장치들은 단지 두 가지 상태 중 한 상태가 됨.
0 또는 1, yes 또는 no, on 또는 off, …
비트: 두 개의 값 중 한 값을 갖는 데이터의 단위
바이트: 정렬된 시퀀스를 갖는 8비트
워드: 바이트들의 시퀀스, 보통은 4바이트(32 비트)
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비트의 해석
베이스가 2인 숫자(2진수)
문자 – 문자 집합내의 어떤 문자를 연관된 비트 패턴
(숫자)으로 표시한 것.
01100001 = 97 (십진수)
01100001 = a (ASCII 문자)
이미지의 한 점에 대한 밝기, 사운드 파형의 순간적인
크기, 등등…
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주소(Address)
메모리 내의 모든 바이트는 각 바이트가 위치한 순서
(메모리의 주소)에 의해 식별됨.
주소를 이용하여,바이트들을 결합한 것이 데이터 구
조( data structure)임.
즉, 이미지의 밝기 값을 저장한 후, 데이터의 시작 주소를
이용하여 이미지를 액세스 할 수 있음.
일련의 이미지를 저장한 비디오 시퀀스에서, 각 프레임의
주소에 더해서 이전 또는 이후의 프레임을 찾을 수 있음.
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명령어(Instructions)
프로세서가 메모리에 저장된 값에 대해 어떤 동작을
수행하도록 하는 비트 패턴.
하드웨어는 그런 동작을 얻을 수 있도록 만든 것.
일련의 명령어가 메모리에 저장된 것이 프로그램
(Programs)이며 순서대로 실행됨.
컴퓨터는 프로그램이 저장되어 있는 기계(stored
program machine)임.
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그러므로, 컴퓨터는 실행하는 프로그램에 따라, 수많은 다
른 작업을 할 수 있음.
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디지털화(Digitization)
신호형태를 아날로그에서 디지털 형태로 변환하는 것.
아날로그 신호는 연속적으로 변화하지만, 디지털 신호는
이산적인 값들을 가짐.
2단계 처리(Two-stage process)
샘플링(Sampling) – 이산적인 간격으로 값을 측정하는 것.
양자화(Quantization) – 측정된 값을 고정된 양자화 레벨
(quantization levels) 집합 중의 한 개로 표현하는 것.
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샘플링과 양자화
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디지털 신호(Digital Signal)
단지 어떤 범위 내의 정해진 신호 값만 유효함.
상대적으로 잡음에 의한 왜곡이 적음.
복사 또는 네트워크를 통한 전송 시에도 품질저하가 없음.
어떤 정보는 손실될 수도 있음.
과소샘플링(Undersampling)
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‘너무 멀리 떨어져’ 샘플링 함으로써, 원래의 신호를 정확
히 재생할 수 없는 경우.
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주파수 영역
모든 주기적인 파형은 서로 다른 주파수 성분들로 분
해될 수 있음.
각 주파수 성분들은 순수한 sine wave 들임.
이들의 주파수와 진폭을 합친 것이 주파수 영역에서
의 파형임.
푸리에 변환(Fourier Transform)을 이용하여 주파수 영역의
표현을 계산함.
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더 높은 주파수 성분들은 급격한 변이를 가짐.
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샘플링 이론
어떤 신호의 가장 큰 주파수 성분이 fh일 경우, 그 신호
를 > 2fh 의 주파수로 샘플링하면 원 신호로 재생할 수
있음.
나이퀴스트 율(Nyquist rate)
과소샘플링은 앨리어싱(aliasing)을 야기함.
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사운드의 왜곡, 이미지의 울퉁불퉁함 또는 Moiré 패턴, 움
직임의 순간 멈춤, … 등이 생김.
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양자화 레벨의 불충분
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샘플링 된 값을 표현할 때, 적은 수의 비트를 할
당하면 사용 가능한 양자화 레벨이 줄어듦.
두 레벨의 사이에 해당하는 값은 구별할 수 없
음.
이미지: 띠의 형태와 포스트 현상이 나타남.
사운드: 거친 쉬쉬하는 소리 생김, 조용한 소리
의 전달에 문제.(quantization noise)
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하드웨어 요구 사항들
소비(Consumption)
소비자들이 전형적으로 사용하고 있는 시스템의 성능상
의 한계를 고려해야 함.
모바일 장비들은 더 많은 제약을 가짐.
제작(Production)
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프로세서의 성능, 메모리, 2차 저장장치(특히, 비디오의 경
우)에 더 많은 관심.
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주변장치들(Peripherals)
대용량의 디스크들은 고속의 버스를 통해 연결.
Firewire 400, Firewire 800, USB 2.0, SCSI II
RAID
그래픽 태블릿
고해상도 모니터
디지털 카메라, 스캐너, DV 카메라,…
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소프트웨어 요구 사항들
각각의 미디어 유형에 대한 응용 프로그램들
이미지: 이미지 편집, 페인팅 및 드로잉 (Photoshop,
Illustrator)
텍스트: 에디터, 레이아웃 프로그램들
비디오: 편집 및 후속처리(Premiere, After Effects, Final Cut
Pro)
애니메이션: 드로잉, 보간(Flash)
사운드: 편집 및 효과(Audition, Bias Peak)
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소프트웨어 요구 사항들
서로 다른 미디어들을 통합하기 위한 응용 프로그램
저작도구(Authoring systems)
시간선 기반( Director)
www을 위한 마크업 기반(Dreamweaver)
상호작용을 제공하기 위해서는, 스크립트 언어로 프
로그램을 작성해야 할 수도 있음.
행위(Behaviours)는 사전에 미리 만들어진 정해진 동작을
수행
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네트워크(Networks)
Local area network (LAN)은 한 사이트에 소규모의 컴
퓨터들을 연결(Ethernet)
LAN들을 라우터(router), 브리지(bridge) 및 스위치
(switch)로 서로 연결한 것이 internet을 구성.
Internet 은 네트워크들의 네트워크이며, TCP/IP 프로토
콜 사용
대부분 상업적인 Internet Service Provider (ISP)들에 의해
운용됨.
사용자들은 전화회선, 케이블 또는 위성을 이용하여 접속.
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인터넷 접속
Dial-up 접속은 modem 과 아날로그 전화선을 이용
V90 modem, 최대 56kbps
Broadband는 항상 디지털 연결상태 유지.(512kbps 이하
일 수도 있음.)
ADSL
Cable
Satellite
전용선(Dedicated line) (T1, T3)
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다운로드 소요시간
kbps
(max)
100kB
image
100kB
image
4MB movie
slow modem
28.8
1.5s
28s
19mins
fast modem
56
1s
14s
9mins
T1 line
1544
<1s
1s
21s
Typical
broadband
6000
<1s
<1s
5s
44736
<1s
<1s
1s
T3 line
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클라이언트와 서버
서버(Server)는 클라이언트의 요구에 대해 통신 채널로
응답을 보내줌.
보통, 서버(서버의 프로그램들)는 전용 기계에서만 실행됨.
클라이언트(Client)는 분산되어 있는, 각각의 컴퓨터(즉,
desktop computer)에서 실행됨.
상호작용(Interaction)은 프로토콜(protocol)에 의해 수
행됨.
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World Wide Web
HTTP – Hypertext Transfer Protocol
클라이언트(Web 브라우저)가 어떤 Web 페이지를 요
구하면, 서버가 그 페이지를 보내줌.(HTML 문서)
서버와 페이지의 위치는 URL에 의해 식별됨.
http://domain name/path
즉, http://www.digitalmultimedia.org/DMM/index.html
서버는 동적으로 페이지를 만들 수도 있음.
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CGI 등을 이용하여 다른 프로그램과 통신
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MIME 타입
데이터 스트림 내에서 미디어의 유형을, 플랫폼-독립
적인 방법으로 식별할 수 있는 방법이 필요함.
MIME (Multipurpose Internet Mail Extension)
원래는 email 속에 텍스트가 아닌, 다른 유형의 데이터를
포함하기 위해 고안. HTTP에서 채택.
Content-type: type/subtype
Type은 text, image, audio, video, application을 지정하며,
subtype은 특정한 포맷을 지정함.
즉, text/html, image/gif
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표준(Standard)
"표준은 기술 사양이 포함된 문서로 된 합의서로…지
속적으로 사용되며…물질,제품,처리과정 및 서비스가
그 목적에 적합하다는 것을 보증하기 위한 것이다”
(ISO)
표준에 부합되는 것들끼리는 상호 교환이 가능함을
보장함.
멀티미디어 표준은 파일 포맷, 마크업 언어, … 특히,
네트워크 프로토콜과 관련이 있음.
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표준 기구들
ISO (International Organization for Standards)
전기 및 전자공학 분야를 제외한 모든 기술 분야
IEC (International Electrotechnical Commission)
ITU (International Telecommunications Union)
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IT 분야는 ISO/IEC 공동의 기술 위원회에서 다룸.
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Internet 표준 단체들
Internet Architecture Board (IAB)
Internet Engineering Task Force (IETF)는 기술 개발에 관련한 것을 다룸.
Internet Assigned Numbers Authority (IANA)는 MIME type, 언어 코드, .. 등의
등록을 담당.
World Wide Web Consortium (W3C)
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공식적인 지위는 없음.
그러나, 권고안 (Recommendation)은 WWW에 대한 표준으로 간주됨.
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