Мультимедиа в образовании . Контекст информатизации

Будем рассматривать самый общий случай создания полноценного мультимедиапродукта. В первом представлении структура разработки имеет три уровня: замысел – создание цифровых объектов – сборка продукта.

Продолжение. Начало в «ИКТ в образовании», №№ 6-16

Структура разработки и команда специалистов

Замысел определяет прежде всего содержательную линию продукта, т.е. предмет изучения, границы, формы. Вторая составляющая замысла – педагогическая канва, в рамках которой выстраивается методика представления содержания предметной области.

Замысел намечает компоненты учебного процесса, поддерживаемые продуктом, состав мультимедиаконтента, включенные новые педагогические инструменты, уровень интерактивности, пользовательский интерфейс.

Следующий уровень – создание цифровых объектов. Объекты подразделяются на содержательные мультимедиакомпоненты и программные модели. Понятно, что последние требуются в случае, когда замысел включает изучение процессов и явлений, а также реакции представляемых объектов реального мира.

Наиболее обширное множество объектов составляют мультимедиакомпоненты контента, структуризация которых дана в разделе 1.4. Используемые в продукте символьные и реалистические аудиовизуальные объекты черпают из источников. К ним относятся архивы, библиотеки, издательства, музеи, натурные съемки и звукозаписи.

Источники дают исходные материалы: текст в авторском формате, аналоговые фотографии, слайды, негативы, звуко- и видеозаписи. Современные исходные материалы, особенно созданные в процессе разработки, могут быть и в цифровом формате: цифровые магнитофоны, фотоаппараты и видеокамеры, студии цифровой звукозаписи сегодня не являются экзотикой. Как правило, профессиональные мультимедиаиздательства располагают такой аппаратурой.

Преобразование исходных материалов в цифровую форму дает первичные цифровые материалы. Сканирование фотоизображений и текстов с бумажных носителей, оцифровка видеопоследовательностей и звуков (музыка, речь) приводит аналоговые материалы к одному из цифровых компьютерных форматов. Если исходные материалы изначально были получены в цифровом виде, преобразование заключается в необходимом переформатировании: форматы представления данных в компьютере и, например, в цифровой видеокамере могут различаться. Кроме того, исходные видеофрагменты требуют предварительного монтажа в связный сюжет. Первичные материалы, как правило, архивируются с возможностью последующего использования в других продуктах.

Третья ступень обработки дает окончательную форму реалистического аудиовизуального ряда и символьной информации. В этих форматах, называемых мультимедиакомпонентами, они входят в продукт. Чтобы пояснить разницу между первичными цифровыми материалами и мультимедиакомпонентами, приведем несколько примеров.

Цифровое фото со слайда получают по возможности с максимальным разрешением. Огромное количество отдельных точек (пикселей), из которых состоит изображение, и обязательное компьютерное ретуширование обеспечивают высокое качество первичного цифрового материала. Однако такой материал требует очень много места для хранения в памяти компьютера или на компакт-диске. Обычно размер фотографии уменьшают до нужного в данном продукте соответствующим снижением разрешения. Ухудшение качества изображения при снижении количества образующих его точек нивелируют коррекцией (цвета, яркости, контрастности и др.). Затем цифровое изображение подвергают сжатию (компрессии информационного объема математическими методами), и уже в этом формате объект является компонентом мультимедиасреды данного продукта.

Другой пример – из области звука. Если исходным носителем служит цифровой компакт-диск, замечательный стереозвук придется тоже несколько ухудшить – по тем же соображениям снижения информационного объема. Следом, как правило, идет обязательная компрессия. Итоговый формат представляет мультимедиакомпонент.

И, наконец, самый простой пример. Текст, как мультимедиа, компонент, определяется типом шрифта, версткой и форматом файла хранения.

Синтезированные аудиовизуальные объекты создаются в процессе разработки. Во-первых, они используются как основная «ткань» продукта, в которую при сборке «вплетаются» реалистические компоненты. Основные способы создания статического синтезированного визуального ряда – двухмерная (2 Dimensions) и трехмерная (3D) компьютерная графика.

Во-вторых, моделинг чаще всего применим именно к синтезированным объектам. Моделирующая программа определяет поведение представляемых объектов и процессов, их реакции на воздействия пользователя в интерактивном режиме работы. Но при этом необходимо предусмотреть различные визуальные трансформации, что реально только при синтезе в процессе разработки.

Динамическое «оживление» объектов на экране монитора называется анимацией. При этом нужно различать интерактивный анимированный объект, реагирующий посредством программной модели на действия конечного пользователя продукта, и интерактив, обеспечиваемый инструментальным программным средством для разработки анимации. В последнем случае созданная анимация для конечного пользователя не интерактивна, как и традиционный мультфильм.

Примерно в таком же плане различаются 2D- и 3D-анимации. Не затрагивая здесь существенно различные технологии разработки, отметим, что трехмерная анимация в процессе создания поддерживается той или иной специализированной моделью. Это дает возможность разработчику управлять создаваемым объектом. Однако в готовом продукте пользователю чаще всего передается избранный разработчиком вариант представления объекта в квазитрехмерном пространстве, который без использования модели поведения функционально (и по файловому формату) неотличим от обычного видео.

Синтезированный (MIDI) звукоряд используется преимущественно как фоновый. Достоинства MIDI-музыки – малый информационный объем/поток, программная управляемость – особенно ценны для низкопоточных сетевых ресурсов. Существенным преимуществом является также технологическая доступность MIDI, позволяющая создавать авторскую музыку хорошего качества без привлечения музыкальных коллективов или лицензирования записей музыкальных издательств.

Здесь будет уместным подчеркнуть, что получение исходных материалов для реалистического аудиовизуального ряда возможно только путем приобретения соответствующих лицензий у источников (см. рис. 3.1). То же относится и к текстам, копирующим книжные.

Символьная информация, созданная в процессе разработки, оплачивается в обычном порядке вознаграждения за выполнение служебного задания, равно как и синтезированные аудиовизуальные компоненты контента или реалистические материалы натурной съемки и звукозаписи.

Третий структурный уровень разработки – сборка (монтаж, агрегация) мультимедиапродукта – представляет собой самостоятельную, достаточно сложную задачу. Мультимедиасреда характеризуется высокой степенью связности объектов, которые нужно не просто разместить на экране, как, скажем, при верстке книги. В мультимедиапродукте кроме видимой плоскости экрана имеется по меньшей мере еще два слоя: моделинг и программа-реализатор.

Моделинг обеспечивает не только отклик данного объекта на действие пользователя, но и возможные реакции совокупности представленных объектов при изменении параметров рассматриваемого. Например, активизацию других объектов, изменение их вида или местоположения, появление нового объекта и т.д. Кроме того, могут моделироваться процессы, требующие использования сложных математических моделей, которые захватывают значительные ресурсы компьютера.

Программа-реализатор обеспечивает функционирование продукта в целом. От нее в значительной степени зависит уровень интерактивности, определяющий самое ценное для учащегося качество электронного образовательного продукта – активно-деятельностную форму обучения. Именно в силу интерактивности программный базис мультимедиапродукта не стоит называть «проигрывателем» (player) или искать другой синоним из области устройств воспроизведения линейных последовательностей.

При сборке объединяются все три «слоя» мультимедийной интерактивной среды: цифровые объекты, моделирующие программы и программа-реализатор. Сам процесс сборки может быть в той или иной степени автоматизирован. Чаще всего программные инструменты поддержки сборки мультимедиапродукта включаются в состав оболочек, которые мы рассмотрим чуть позже. Сейчас сосредоточимся на программе-реализаторе, управляющей мультимедиасредой в интерактивном взаимодействии с пользователем. Понятно, что выбор реализатора зависит от сложности замысла, глубины приложения новых педагогических инструментов, спектра функциональных возможностей продукта.

Наибольшие возможности для воплощения практически любого замысла дают реализаторы, написанные на языках высокого уровня (ЯВУ): С++, Visual C++, Visual Basic, Pascal и др. По существу, в этом случае программа-реализатор строится под конкретный продукт, поэтому нет ограничений для полета фантазии, воплощается любая методическая идея, оригинальный способ представления предметной области. Кроме того, продукты, построенные на программируемом реализаторе, значительно менее требовательны к ресурсам пользовательского компьютера. На практике это означает, что они устойчиво работают на маломощных компьютерах, а на достаточно мощных ПК отличаются высокими эргономическими показателями (время отклика на запрос, качество аудиовизуальных компонентов и т.д.). Понятно, что за широкие возможности приходится расплачиваться временем разработки и высокой квалификацией программистов.

Итак, достоинствами программы-реализатора, подготовленной на языке высокого уровня, является отсутствие ограничений в замысле продукта и экономия ресурсов воспроизводящего компьютера, недостатками – высокая стоимость и длительность программирования.

Другую группу реализаторов составляют так называемые оболочки. Если сравнить две программы, разработанные на ЯВУ для двух совершенно разных продуктов, можно обнаружить много одинаковых по функциям блоков, зачастую реализуемых совершенно одинаковыми программными модулями. Простым примером могут служить элементы навигации, стандартные сервисы, используемые во всех продуктах, и т.д. Более глубокий анализ приведет к некоторой обобщенной матрице функций, выполняемых в различных мультимедиапродуктах. Если один раз написать все программные модули, реализующие эти функции, то очередной новый продукт не потребует программирования эксклюзивного реализатора.

Понятно, что теоретически универсальная матрица программных модулей может быть необозримо большой, но тогда теряется ее смысл. Поэтому на практике каждое мультимедиаиздательство ограничивает матрицу по своему усмотрению, определяя некоторую линию продуктов единого стиля, который впоследствии именуется «фирменным», а избранная матрица – «программной платформой».

Однако разрозненные программные модули для очередного продукта нужно скомпоновать, объединив связями. На этом этапе опять требуется использование языков высокого уровня. Естественно, снова возникает идея проанализировать действия программиста, найти общие элементы и формализовать их описание некоторым метаязыком. Метаязык характеризуется тем, что одно его «слово» объединяет в заданной последовательности несколько инструкций ЯВУ. Обычно метаязык использует простые для понимания конструкции традиционного языка общения между людьми. Тогда, в отличие от традиционного программирования, при взаимодействии с компьютером отпадает необходимость углубленного изучения «логики машины». Ясно, что этот язык будет много проще языка инструкций, скажем, С++, и воспользоваться им смогут значительно менее подготовленные люди.

Как следствие, становится реальным создание инструментального средства компоновки мультимедиапродуктов, которое в профессиональном коллективе значительно повышает производительность труда программиста, точнее – компоновщика. Кроме того, открываются возможности использования подобного инструмента вне профессиональной среды. Director, Authorware Professional, Multimedia Toolbook, Hyper Card и другие оболочки достаточно успешно используются и крупными издательствами, и небольшими любительскими коллективами.