Формат QuickTime и его возможности
 (но только для яблочников!)

Но лучшие компьютерные специалисты того времени уже мечтали о технике с совсем иными возможностями и искали подходы к ним. Еще в 1967 году Джеф Раскин, легендарная фигура Силиконовой Долины, писал в своей диссертации: "- Компьютеры должны работать исключительно в графическом режиме, мы должны полностью исключить знакогенераторы и прорисовывать символы графически, разными шрифтами. Изображение на экране должно в точности соответствовать напечатанному, а пользовательский интерфейс более важен, чем эффективность алгоритмов и компактность программ".

Если учесть, что представляли собой тогда компьютеры и что они могли показать на своих дисплеях, рассуждения Раскина выглядели большей фантастикой, чем казались для своего времени романы Уэллса. Не говоря уже о том, что у высказанной Раскиным точки зрения на будущее компьютеров было немало влиятельных противников. Сейчас их аргументация против графического интерфейса выглядит смехотворной и за ней проглядывает стремление сохранить в технологии работы с компьютерами сложность и непонятность для рядовых пользователей, а за собой статус "посвященных" жрецов. К счастью, развитие компьютерной техники пошло "по Раскину".

Премьера компьютера с графическим интерфейсом состоялась в январе 1984 года. Это был Macintosh фирмы Apple Computer, выпускавшей до этого первые в мире персональные компьютеры - Apple и Apple II. Это были хорошие и очень популярные системы, но в них использовался знаковый интерфейс. Macintosh же впервые использовал интерфейс графический. Вместо букв на черном экране пользователь увидел картинки ("иконки"), изображающие реальные предметы листы бумаги, на которых можно печатать: папки; мусорную корзину; выдвигающиеся, наподобие ящиков письменного стола, строчки меню; символизирующий человеческую руку курсор, передвигаемый с помощью впервые появившейся и поразившей всех "мыши".

С тех пор термин графический интерфейс пользователя (GUI) прочно занял свое место в лексиконе компьютерной индустрии, а использующие графику компьютеры сделали возможным массовое их распространение, свидетелями которого являемся все мы. Спустя несколько лет появились цветные графические мониторы (EGA, VGA, SVGA) и изображение стало еще более реалистичным. Вслед за Macintosh появились и другие, основанные на графическом интерфейсе, операционные системы. Они позаимствовали основные принципы работы с графическими элементами интерфейса у Macintosh, что послужило даже основой для скандалов и судебных разбирательств. Однако для массового пользователя важно то, что практически все современные операционные системы используют графический интерфейс и непрерывно его совершенствуют.

Между прочим, автором названия компьютера Macintosh явился упомянутый ранее Джеф Раскин. Необычное, неправильное с точки зрения норм английской орфографии написание слова Macintosh связано с тем, что уже существовала фирма-производитель элитной аудиотехники McIntosh, а известные плащи-дождевики назывались Mackintosh.

К хорошему, однако, привыкаешь быстро и со временем пользователей перестало удовлетворять наличие одной лишь графики. Правда, уже самый первый Macintosh (модель 128) имел 8-разрядный звуковой вход/выход, ставший стереофоническим у последующих моделей, а еще позже и 16-разрядным. Но компьютеры других платформ продолжали оставаться "немыми". Для того, чтобы они зазвучали, необходимо было установить приобретаемую отдельно специальную плату ввода/вывода звука. Таких компьютеров поначалу было немного, но постепенно требования пользователей заставили производителей компьютеров наладить как массовый выпуск звуковых плат, так и компьютеров с предустановленными звуковыми возможностями. Наконец, в 1989 году компания Apple Computer, ставшая признанным лидером компьютерных новшеств, приступила к разработке технологии, позволяющей просматривать на экране компьютера движущееся изображение, названное "цифровым видео", вместе, естественно, со звуковым сопровождением. Эта технология, выпущенная в свет в 1991 году под названием QuickTime, и стала фундаментом явления, получившего широчайшее распространение под названием "мультимедиа".

Вопросы терминологии в компьютерной сфере самые сложные в современной технике. С сожалением приходится констатировать, что русский язык все более ощутимо отстает в рождении адекватных терминов, что приводит к употреблению англоязычных транслитераций (т.н. "калька"), либо к необходимости длинных разъяснений, когда одно английское слово растолковывается по-русски целым предложением. Для практиков-инженеров это, конечно же, неприемлемо, и в ходу у них не украшающий речь "птичий язык". Сфера аудиотехники не исключение и в одном из номеров нашего журнала мы намерены рассмотреть проблему профессиональной терминологии более подробно. Пока же попробуем объяснить, что же означает "медиа" в контексте нашей темы.

Слово "мультимедиа" употребляется сейчас чрезвычайно часто и не всегда правильно, и чаще всего без понимания его происхождения. Между тем, даже в англоязычной литературе, этот термин считается неудачным определением (ill-defined). Что уж говорить о нашей разговорной практике...

"Мультимедиа" - понятие чисто компьютерное, ведущее свое происхождение из истории развития информатики. Когда на экране компьютера можно было увидеть только буквы и цифры, такая информация относилась к семиотическому (знаковому) типу и была обращена лишь к одному способу восприятия информации - вербальному. Это была, так сказать, "мономедиа". Появление возможностей записи и воспроизведения звука было обращено уже к совсем другим органам чувств и расширяло количество способов передачи информации посредством компьютера. Появление графического изображения, картинок, апеллировало к образному восприятию, а возможность воспроизведения движущегося изображения подключало к восприятию информации уже почти все органы чувств. Исключение пока составляют, разве что, восприятие запахов и воздействие на вестибулярный аппарат, но в шлемах виртуальной реальности предпринимаются попытки задействовать и эти чувства (или, наукообразно выражаясь, "каналы передачи информации").

Таким образом, воспроизведение компьютером разного типа информации, обращенной к разным органам чувств и способам восприятия, и называется "мультимедиа", в противоположность старому знаковому (буквенно-цифровому) "мономедийному" интерфейсу. При этом никому не приходит в голову применить термин "мультимедиа" к кино или телевидению, также воздействующим и на визуальный и на слуховой каналы восприятия.

Появление технологии QuickTime произвело огромное впечатление на широкую публику. Компьютер стал похож на телевизор и привлекательность его для массового пользователя возросла необычайно. Но, помимо использования QuickTime при воспроизведении конечного продукта (прежде всего, разнообразных мультимедийных CD-ROM'ов), большое распространение технология QuickTime приобрела как основа для производства цифрового видео, звука, анимации, графики и пр. Всего того, что по-английски называется коротко - media content. Последнее время часто употребляется и еще один термин digital art. Обозначает это вовсе не "цифровое искусство", как полагают некоторые, - нельзя же переводить так буквально. Правильно будет перевести это как "художественное творчество с использованием цифровых технологий". Длинно, но зато точно.

В настоящей статье используются термины "медиа-файлы", "медиа-формат" и т.п. В русскоязычной литературе пока не определен даже принцип написания сложных словосочетаний, основой которых является слово"медиа" - в два ли слова писать, в одно ли, или через дефис? Наиболее предпочтительным, на наш взгляд, выглядит третий вариант. Для того, чтобы труднопереводимое "медиа" было понято всеми одинаково, уточним его смысл и использование.

Буквальный перевод - "среда" - здесь не подходит, по-русски говорят "среда обитания", "окружающая среда", но не говорят "слуховая среда" или "визуальная среда". Поэтому для перевода термина "медиа" подойдет другое толкование: "информация, воспринимаемая зрением (слухом и т.д.)," а также "информация, предназначенная для восприятия зрением (слухом...)". "Медиа", применительно к компьютерной технологии - это основная информация для пользователя, в отличие от информации служебной, предназначенной не для восприятия человеком, а для обеспечения работы системы.

Таким образом, "медиа-файл" это файл, содержащий разного типа аудио- и видеоинформацию. Последняя включает статичные изображения (still images), кино/видео (movie), анимацию и т.д. "Медиа-трек" (или дорожка) - часть мультимедиа-файла, содержащая один тип медиа-информации, т.е. только звук, только MIDI, только кино и т.д. Кстати, термин "кино", что по-латыни означает "движение", точнее отражает данный тип медиа, чем "видео", по компьютерной традиции обозначающий вывод изображения на экран монитора вообще, в отличие от бытового употребления слова "видео", ассоциирующегося с VHS и т.п.

Теперь уже совершенно ясно, что слова "медиа" и особенно "мультимедиа" окончательно укоренились в русском языке, постепенно переходя из профессиональной сферы применения в бытовую, нравится это кому-то или нет.

Но вернемся к QuickTime. Эта технология позволила интегрировать все возможные типы медиа-информации, ну разве что кроме адресованных органам обоняния, осязания и вестибулярному аппарату.

Как известно, каждый из этих типов медиа представлен десятками файловых форматов. Причина этого явления, безусловно осложняющего жизнь производителей (да и потребителей) программных и потребительских продуктов, в том, что при появлении самой технологии мультимедиа каждый производитель шел своим путем. Поэтому существуют несколько разных компьютерных платформ, принципов, стандартов и форматов записи звука и видео для разных сфер применения.

К примеру, одних только форматов цифрового звука насчитывается около трех десятков. Та же ситуация с видео, и даже с MIDI, где, несмотря на наличие стандартного формата MIDI (SMF), каждая секвенсорная программа имеет свой несовместимый с другими программами формат (с абсолютно идентичным MIDI-содержанием). А уж число графических форматов и вовсе близко к сотне...

В ситуации этого "вавилонского столпотворения" QuickTime является универсальным переводчиком практически с любого "языка" на любой, позволяя воспроизвести множество звуковых, видео, анимационных, текстовых, графических, MIDI и др. данных, не приобретая отдельных прикладных программ. Не будучи уверенным в том, какая программа откроет тот или иной файл, пользователь может попробовать открыть его с помощью QuickTime и почти никогда не ошибется.

С помощью практически бесплатной программы QuickTime Movie Player Pro (подробно рассматриваемой ниже) можно произвести достаточно сложный и точный монтаж видео и звука, не прибегая к помощи дорогих профессиональных программ типа "Adobe Premiere".

Уже одни эти возможности делают QuickTime уникальным и совершенно необходимым инструментом в самых разных областях, не только в мультимедиа, а детальное знакомство с ним - непременной обязанностью профессионалов.

Последняя версия QuickTime, мультимедийной подсистемы фирмы Apple - QuickTime 3.0 - "понимает" десятки форматов файлов. QuickTime включает в себя более 175 программных компонентов, в том числе широкий набор инструментов для воспроизведения музыки и звука. На сегодняшний день существует около 11 000 названий мультимедиа-изданий, использующих эту технологию, среди них популярная энциклопедия Encarta и множество популярных игр.

Предустанавливаемая на новые компьютеры фирмы Apple, QuickTime 3.0 также бесплатно "скачивается" в компьютерной сети Интернет по адресу www.apple.com/quicktime. Размер самораспаковывающегося архива около 7 МБ.

В пакет входят: последняя версия системного расширения QuickTime 3.0 (или 3.0.2), расширения QuickTime Musical Instruments, QuickTime MPEG, QuickTime VR, QuickTime Power Plug, пульт (контрольная панель) QuickTime Settings, прикладные программы Movie Player и Picture Viewer, а также подключаемый модуль QuickTime Plug-in для броузеров Интернет.

Вместе с операционной системой MacOS 8.5 поставляется полнофункциональная версия QuickTime 3.0 QuickTime Pro (она позволяет редактировать, а не только проигрывать файлы). Для остальных она стоит $30. Заплатив, пользователь получает ключ-пароль и вводит его, вызвав контрольную панель QuickTime Settings (для этого надо выбрать Registration из выпадающего меню и нажать кнопку Enter Registration). После этого пользователь получает доступ ко всем функциям программ Movie Player и Picture Viewer, и никаких дополнительных инсталляций не требуется.

Архитектура системы позволяет разработчикам программного обеспечения расширять QuickTime, чтобы он поддерживал любой другой возможный формат. Это означает, что поддержка новых форматов файлов может быть добавлена при необходимости, и что все существующие прикладные программы, "понимающие" QuickTime, будут работать и с этим новым форматом. Такая расширяемость дает возможность легко адаптироваться к быстро меняющимся тенденциям в мире компьютерных технологий.

Система QuickTime состоит из трех частей:

• формат файлов QuickTime Movie file
• QuickTime Media Abstraction Layer
• QuickTime media services

Первая часть и фундамент всей системы - формат файлов QuickTime. Он позволяет хранить всю возможную информацию не только различного типа медиа-дорожек, но и информацию о медиа-композиции (наборе медиа-дорожек разного типа) в целом. Это могут быть описания пространственного расположения источников звука на каждой дорожке (панорама), акустические характеристики помещения (искусственная реверберация и т. д.).

Media Abstraction Layer - это уровень, определяющий пути взаимодействия между программным инструментарием и встроенным в QuickTime богатым набором функций медиа-поддержки (обеспечения совместимости форматов файлов). Этот уровень также определяет, как аппаратная часть компьютера (hardware) может ускорять работу какой-то отдельной части системы QuickTime, если она является узким местом для конкретной маломощной модели компьютера и т. п.

Третий "камень" в прочнейшей конструкции QuickTime - библиотека встроенных медиа-функций QuickTime (built-in QuickTime media services), обеспечивающая удобный программный интерфейс, позволяющий производителям программного и аппаратного обеспечения относительно легко и быстро создавать высококачественные коммерческие продукты.

Ниже более подробно рассматривается каждая из этих частей QuickTime. Большее внимание в соответствии со спецификой журнала уделяется аудио и MIDI функциям QuickTime.

Файлы QuickTime Movie

QuickTime имеет свой формат файлов, называемый QuickTime Movie. Этот формат может содержать практически любые медиа-данные - видео- и аудиодорожки, последовательности MIDI-сообщений (стандартные MIDI-файлы SMF), текст для титров (в том числе караоке), графику и анимацию. QuickTime не требует сохранять файлы только в своем формате. Формат файлов QuickTime является переносимым, открытым и расширяемым, он имеет хорошую поддержку также и на платформе Windows посредством программного обеспечения, "понимающего" QuickTime и поставляемого фирмами Apple, Microsoft, Macromedia, Adobe и многими другими.

QuickTime, кроме всего прочего, позволяет открывать множество файлов других форматов. Так как файлы медиа-данных часто имеют очень большой размер, нерационально конвертировать их в другой формат - это потребовало бы дополнительного расхода времени и дискового пространства. Поскольку QuickTime способен работать напрямую с большинством медиа-форматов, нет необходимости тратить время и дисковое пространство для конвертирования данных в формат QuickTime Movie.

Media Abstraction Layer
Уровень (слой) Media Abstraction Layer - это развитая компонентная программная архитектура, позволяющая производителям программного и аппаратного обеспечения получать доступ ко всем функциям и возможностям QuickTime, а также определяющая способы, как ускорить работу и расширить возможности QuickTime, если это понадобится производителям.

Media Abstraction Layer специфицирует набор сервисов, покрывающий практически все множество задач для создания, редактирования и воспроизведения цифровых медиа-файлов. К ним относятся: синхронизация; компрессия и декомпрессия; преобразование форматов; аудио- и видеоэффекты; захват медиа-данных; импорт и экспорт медиа-файлов; стандартные элементы интерфейса и еще многое другое.

Поддерживаемые типы media
QuickTime 3.0 имеет встроенную поддержку десяти типов медиа:

• видео;
• аудио;
• текст;
• тайм-код;
• MIDI;
• sprites (объекты 2-мерной анимации);
• tween (объекты 3-мерной анимации);
• MPEG;
• VR (виртуальная реальность);
• 3D (трехмерная графика).

Для каждого из типов медиа QuickTime предоставляет специфические для этого типа богатые возможности обработки (services). QuickTime поддерживает типы медиа-данных, применяющихся во всех современных цифровых медиа-изданиях: магнитная лента, CD-ROM, Интернет.

QuickTime Movie Player
С форматом QuickTime работают десятки программ звукового монтажа и обработки, видеомонтажа, мультимедийного авторинга, MIDI-секвенсоры и т.д. Но помимо этого большие возможности предоставляет и сама программа QuickTime Movie Player. При наличии зарегистрированной версии QuickTime 3 Pro программа Movie Player позволяет, открыв файл в одном из множества поддерживаемых форматов, очень подробно исследовать этот файл с помощью команды GetInfo из меню Movie. Остановимся здесь только на информации о звуковых и музыкальных дорожках, если таковые имеются в открытом файле.

Тип дорожки выбирается из верхнего левого меню. Затем из верхнего правого меню выбирается интересующий тип информации. Чтобы получить общую информацию о многодорожечном файле, можно воспользоваться также командой Movie в левом выпадающем меню. Тогда с помощью правого меню можно получить следующую информацию:

- General - Track Count: общее количество дорожек; Data Size: суммарный размер всех дорожек в файле; Data Rate: количество информации в секунду, при которой будет нормально проигрываться этот файл.

- Time - Current time: информация о том, в каком месте стоит сейчас движок (указатель места, с которого воспроизводится файл при нажатии "кнопки" Play);

- Duration: продолжительность времени воспроизведения файла целиком;
Selection Start: место, с которого будет воспроизводиться файл при наличии выбранной зоны;
Selection Duration - длительность выбранного фрагмента.

- Duration - длительность выбранной зоны; часы/минуты/секунды/тридцатые доли секунды.

- Size - Normal: нормальный размер видео вывода в пикселах ("none" для файлов без видео дорожек); Current: текущий размер окна вывода.

Информация о какой-то конкретной звуковой дорожке выбирается из левого выпадающего меню. Тогда в правом меню можно выбрать команду Format. Для звуковых дорожек в этом меню выдается четыре типа информации:

Sample Rate, Channels, Sample Size, Compression.

Для музыкальных дорожек (Music Track) выдается также информация об инструментах General MIDI, использующихся в этом MIDI-файле. Можно менять инструменты двойным щелчком на название инструмента. При этом открывается диалоговое окно с несколькими меню, где выбирается нужный инструмент.

Вне дорожек, но внутри файла, можно просмотреть и записать информацию об авторе, исполнителе, авторских правах, дате создания и т.п. Эта информация доступна через панель Annotations.

QuickTime Movie Player позволяет производить довольно тонкий и точный монтаж с помощью клавиатурного выделения фрагмента, его удаления и вставки фрагмента любого типа медиа. К видеодорожке можно добавить любое количество звуковых дорожек разных форматов, а также с помощью меню "Enable tracks" включать или выключать их воспроизведение. К видеодорожке можно также добавить титры, в качестве которых используется текстовый файл (txt), причем прозрачность титров на фоне видео, различные визуальные эффекты и другие параметры выставляются в соответствующих диалоговых окнах. Временную позицию титров, например, слова песен в "караоке", можно изменять, экстрактировав текстовую дорожку в отдельный текстовый файл вместе с тайм-кодом, также записанным в виде обычного текста, и просто заменив цифры в тексте на нужные. Точность тайм-кода обеспечивается до тысячной доли секунды, что избыточно для видео, но очень хорошо для звука.

QuickTime и MIDI
В настоящее время большинство прикладных музыкальных, интерактивных игровых и т.п. программ работают с MIDI. Поэтому, в целях совместимости, QuickTime полностью поддерживает стандарт MIDI. QuickTime включает в себя MIDI как подмножество своих функций, обеспечивая поддержку MIDI-формата внутри своей интерактивной музыкальной архитектуры. В терминологии разработчиков QuickTime MIDI-информация именуется "музыкой", а music track - это фактически секвенсор.

QuickTime Music Architecture (QTMA) состоит из четырех главных компонентов:

• синтезатор (Music Synthesizer Architecture),
• библиотека (Instrument Library Component),
• Note Sequencer,
• MIDI Importer/Exporter.

Поскольку функции QTMA реализованы на уровне операционной системы, MIDI-файлы будут одинаково воспроизводиться на всех компьютерных платформах (MacOS 8, Windows 95/98 и т.д.), если на них установлено программное обеспечение QuickTime для данной платформы.

В синтезаторе используется библиотека QuickTime Musical Instruments (QTMI). Описания звуков, т.н. "волновые таблицы" (wavetables) для QTMI, лицензированы у фирмы Roland и идентичны тем, которые имеются у популярных звуковых модулей Sound Canvas той же фирмы Roland. Имеются: набор из 128 инструментов стандарта General MIDI, семь наборов ударных инструментов General MIDI и более 100 дополнительных звуков "Роландовского" формата GS расширения стандарта General MIDI.

Для музыкантов, которые делают музыку, например, для Windows-игр, этот новый технологический стандарт можно смело назвать прорывом. До сих пор сочинители прикладной музыки, не имея возможности опираться в работе на одну стандартную звуковую карту, вынуждены были иногда создавать несколько версий MIDI-файлов в формате General MIDI с отличием только в значениях Velocity для соответствия требованиям различных синтезаторов, встроенных в звуковые карты и внешние звуковые модули. Используя QTMI, музыканты могут быть уверены, что все системы пользователей будут работать идентично независимо от конфигурации.

QTMA поддерживает также волновые таблицы в стерео и параметры звукового синтеза. QuickTime может с помощью QTMA просчитывать и воспроизводить дорожку MIDI как цифровой аудиофайл, подставляя звуки Sound Canvas вместо нотных фраз MIDI. При сохранении файла можно выбрать опцию сохранения MIDI-файла как звукового файла AIFF. Для этого преобразования можно задать параметры разрядности и частоты дискретизации, зависящие от параметров звуковой платы компьютера. На настоящий момент это, чаще всего, 16 бит/48 кГц. При этом "в тени" остается зависимость параметров звука также от параметров волновой таблицы звуковых семплов Sound Canvas, совпадающих с параметрами 16-разрядных звуковых плат. Но все более широкое распространение плат с повышенной разрядностью (18-24 бита) требует от производителей звуковых модулей и семплеров повышения разрядности и в оцифровке звуков для музыкальных инструментов.

Возможное количество одновременно звучащих нот ограничивается только мощностью процессора. На современных компьютерах их количество может достигать нескольких десятков. Что касается качества, то оно, при наличии 16-разрядной звуковой платы, не уступает звучанию синтезаторов средней категории. Профессиональная звуковая плата дает соответственно еще более высокое качество.

Контрольная панель (Пульт) QuickTime Settings позволяет направить MIDI-данные на внешний синтезатор вместо программного синтезатора QuickTime.

Ценное качество библиотеки QTMI в том, что она позволяет редактировать свои внутренние структуры данных с помощью программы-редактора. Для этого нужно в меню Get Info вызвать Music Track, а в нем меню Instruments. Выделив нужный инструмент, нужно, удерживая нажатой клавишу Option, дважды щелкнуть по названию инструмента. В открывшемся диалоговом окне появится еще одна клавиша Edit.

После ее нажатия открывается окно с параметрами регулирования фильтров, огибающих и прочих компонентов синтеза. Кроме функции редактирования семплов, встроенной в QuickTime Movie Player, есть и аналогичная программа, позволяющая как бы получать новые инструменты. Это QTMA Atomic Editor 0.971. QTMA Atomic Editor 0.971 не является продуктом Apple и не входит в пакет QuickTime, но бесплатно "скачивается" из Интернета (www.quicktimefaq.org/software).

Чтобы, например, отредактировать QTMI-инструмент, уже имеющийся в библиотеке инструментов, нужно просто, запустив программу Atomic Editor, выбрать команду Pick Instrument из меню Instrument. Программа позволяет внести изменения во множество параметров, например, назначить для каждого инструмента свое значение таких величин как amp, filter, LFO, envelope generator. Ограничения на возможности здесь определяются только относительно малой производительностью современных настольных компьютеров. Создав новый инструмент, нужно задать команду Save из меню File, и программа создает системное расширение, содержащее ваши новые инструменты. Существует возможность включать это расширение в файл QuickTime movie, что позволяет избежать процедуры перезагрузки компьютера. В этом случае QuickTime загружает это расширение автоматически при открытии файла QuickTime. В настоящее время, к сожалению, хорошей утилиты для проведения подобной операции нет. Однако, чтобы не перезагружать систему, на Интернет-сайте QuickTime можно взять утилиту загрузки расширений Reinstaller. Cистемные расширения под MacOS не работают под Windows, но аналогичный файл для этой системы создается аналогичной программой.

QuickTime 3 позволяет менять параметры инструментов и, не прибегая к помощи программ-редакторов, можно вставлять команды параметрического контроля, такие как изменения в огибающей (envelope) или LFO параметров инструмента, прямо в нотные последовательности (sequence).

QuickTime и Roland GS
Банки инструментов GS включают всю схему инструментов General MIDI, а также добавочные звуки и стандартизированные значения контроллеров для управления экспрессией.

Сообщения MIDI Bank Select используются наряду с сообщениями "Смена Инструмента" (Patch Change) при выборе звуков в добавочных банках. Новые GS-звуки никак не пересекаются со стандартными.

Спецификация GS поддерживает управление экспрессией (expressive control) способом, невозможным не на GS-совместимых инструментах. Дополнительное управление в реальном времени осуществляется посредством непрерывных управляющих сообщений. Однако для указания параметров синтеза, применяемых только в формате GS, спецификация GS предусматривает использование незарегистрированных параметрических номеров (Non-Registered Parameter Numbers (NRPN)) 98 и 99. После выбора нужного параметра тот может модулироваться в реальном времени потоком непрерывных управляющих сообщений Data Entry.

Например, огибающая высоты тона (pitch envelope) GS-инструмента может модулироваться в реальном времени. Увеличив немного pitch envelope, можно заставить инструмент играть отдельную ноту немного ниже и постепенно поднимать высоту тона во время атаки.

Загружаемые звуки (DLS)
Спецификация загружаемых звуков Downloadable Sounds (DLS) была создана в 1996 году Ассоциацией MIDI-производителей (Manufacturers Association MMA). Она позволяет производителям компьютерных игр и музыкантам добавлять свои собственные инструменты в звуковые карты PC на основе Wavetables и звуковых эффектов, не ограничиваясь стандартным набором GM-инструментов. Предыдущие попытки установить стандарт табличного волнового синтеза (wavetables) для настольных компьютеров потерпели неудачу из-за отсутствия единой структуры в конструкции звуковых карт различных производителей.

DLS-синтезаторы могут воспроизводить обычные инструменты, используя стандартную архитектуру multisampled wavetable. Как и QuickTime-синтезатор, DLS-совместимый синтезатор имеет стандартные параметры синтеза и может модулироваться стандартным набором LFO, генераторов огибающей или внешних контроллеров.

Полная спецификация и программа-редактор для Windows доступны на WEB-узле MMA: www.midi.org. Ожидается, что вскоре появятся и другие программы для создания DLS-инструментов.

Своей мощностью и гибкостью QTMA обязана компонентной архитектуре QuickTime. Компоненты - это программные инструментальные модули, выполняющие частную, локальную задачу, такую как компрессия звукового файла или перенаправление потока MIDI данных на какой-то конкретный синтезатор. Эта архитектура позволяет фирмам-разработчикам, будь то сама Apple или какая-либо другая фирма, легко добавлять новые функции, разрабатывая такие компоненты.

Для выполнения сложной задачи компоненты могут взаимодействовать друг с другом, если один компонент не может выполнить ее. Так, при воспроизведении MIDI-музыки, компоненты QTMA в совокупности выполняют целый набор задач. Основную роль среди компонентов QTMA играют секвенсор (sequence player), распределитель нот (single note allocator) и драйверы синтезаторов.

Так, QuickTime-секвенсор выдает список MIDI-событий на дешифратор нот, который, в свою очередь, посылает каждую ноту на один из четырех компонентов, управляющих различными методами синтеза звука. Те, в свою очередь, посылают MIDI-события либо на программный синтезатор QuickTime, либо на внешний GM-синтезатор, либо на синтезатор на плате.

Нотный распределитель (note allocator) отслеживает, сколько голосов используется в данный момент синтезатором и управляет общим размещением голосов. Так, если синтезатор на плате назначен приоритетным синтезатором, дополнительные ноты могут быть посланы на реализованный программно QuickTime-синтезатор, если полифонические возможности аппаратного синтезатора исчерпаны.

Внушительно выглядит поддержка внешних синтезаторов. С помощью контрольной панели QuickTime Settings и меню Instruments в окне Get Info можно направлять MIDI-информацию на любую из существующих систем интеграции и управления синтезаторами: Open Music System (OMS) фирмы Opcode, MIDI Manager от Apple, Free MIDI от Mark of the Unicorn. Возможна настройка каждого из этих компонентов с помощью панели управления QuickTime Settings.

QuickTime и Audio
При работе со звуком QuickTime способен на гораздо большее, чем просто синхронизацию воспроизведения аудио и видео дорожек. Файл в формате QuickTime Movie может содержать неограниченное количество параллельных звуковых дорожек, каждая из которых может иметь разную разрядность, частоту дискретизации и аудиоформат. Например, одна дорожка может быть взята с Audio CD и будет иметь частоту дискретизации 44,1 кГц, другая с кассеты DAT - 48 кГц, третья с DVCAM - 32 кГц. Очевидно, что это очень удобно: способность хранить в одном файле произвольную комбинацию аудиоформатов и частот дискретизации позволяет значительно снизить производственные затраты.

Большие возможности, заложенные в формате файла QuickTime, предъявляют высокие требования к программной архитектуре QuickTime, которая должна быть способна воспроизвести те сложные композиции, которые стало возможным хранить в файле QuickTime movie. Эта часть архитектуры QuickTime называется Sound Manager.

QuickTime 3 включает в себя также системное программное обеспечение Sound Manager 3.3, которое выполняет функции воспроизведения цифрового аудио. Sound Manager на Macintosh - это, как обычно, отдельный файл системного расширения в Системной папке и он автоматически обновляется при инсталляции.

QuickTime for Windows также включает в себя Sound Manager, но здесь он не является отдельным файлом. В системе Windows за последний этап вывода звука на акустическую систему отвечает либо WaveOut, либо DirectSound. Однако, вся остальная обработка звуковых данных (на обеих платформах), включая декомпрессию, компрессию, преобразование частоты дискретизации (rate), микширование - производится Sound Manager'ом.

Sound Manager способен в реальном времени микшировать и синхронизировать любое количество аудиоканалов. Предел на количество этих каналов накладывается производительностью самого компьютера. Sound Manager также содержит программную возможность для микширования в реальном времени любого количества звуковых дорожек в стереозвук. Более того, Sound Manager имеет поддержку аппаратных ускорителей, позволяющих повысить производительность.

Хотя главное для Sound Manager'а - это задачи реального времени, при недостаточной мощности компьютера возможно выполнение этих задач в режиме off-line. Другими словами, если программа не может справиться с микшированием 32 аудиоканалов QuickTime в реальном времени, "на лету", она вполне сможет просто просчитать (render) результат этого микширования и сохранить результат как файл.

Разработчик предоставил пользователю возможность экстрактировать из мультимедиа-файла содержимое дорожек различного типа (видео, звук и т.д.) для отдельной обработки, а затем вставить его обратно, либо заменить на другое, либо добавить к существующим дорожкам новые. Можно, например, импортировать дорожки звукового компакт-диска в формат QuickTime, соответствующий параметрам формата CD (16 бит /44,1кГц) и обработать их в программах обработки звука, понимающих QuickTime (а его понимают практически все профессиональные программы). При необходимости звуковой файл можно сохранить не только в разных форматах, но и выбрать самые разные параметры преобразования.

Существенным моментом в QuickTime является наличие кодеков. Важная задача мультимедийных технологий выдавать требуемые аудиоданные как можно меньшим цифровым потоком в единицу времени и при этом так, чтобы они занимали как можно меньше дискового пространства. Подпрограмма, выполняющая такую задачу, называется кодек, так как фактически она специальным образом сжимает (кодирует) и разжимает (декодирует) оцифрованный звук. До сих пор основным кодеком музыки в QuickTime служил кодек IMA-ADPCM. Он превосходно звучит и уменьшает размер 16-битных аудиофайлов на 75 процентов.

Этот и более старые кодеки QuickTime, такие как Alaw, µLaw и MACE являются кодеками огибающей (waveform). Они хорошо подходят для записи звука на CD-ROM.

Хотя ALaw 2:1 служил стандартом сжатого Интернет-аудио для Европы, на сегодня качество и степень сжатия этого алгоритма считаются невысокими и не рекомендуются к применению.

µLaw служил стандартом Интернет-аудио в США и Японии. Качество и степень сжатия этого алгоритма также неудовлетворительны на сегодня и уже не рекомендуются к дальнейшему применению.

MACE 3:1 и MACE 6:1 являются алгоритмами, в свое время разработанными Apple. Они уже устарели и также не рекомендуются для дальнейшего применения, так как не обеспечивают необходимые качество и степень сжатия.

Для Интернета требуется еще более уменьшить показатель скорости передачи информации. Кодеки перцептивного типа, такие как Dolby Labs AC-3 и MPEG, используют психоакустическую модель слухового восприятия для определения того, какие части сигнала маскировать, то есть делать неслышимыми. Такие части аудиосигнала удаляются, чтобы уменьшить размер файла. По этой причине перцептивные кодеки также называют кодеками "с потерями".

Кроме MPEG, QuickTime 3 имеет еще два перцептивных кодека, которые Apple лицензировала у разработчиков с утвердившейся репутацией. Это QDesign Music Codec и Qualcomm PureVoice.

Qdesign Music Codec (QDMC) - это самый лучший на сегодня алгоритм сжатия оцифрованной музыки, обеспечивающий максимально высокое качество звука при минимально низкой скорости передачи данных. С помощью него возможна передача 16-бит/44,1 кГц стереозвука через модемное подключение 28,8 кбит/с. Movie Player QuickTime 3 может проигрывать файлы, сжатые QDMC, однако, чтобы кодировать их, нужна версия Movie Player QuickTime 3 Pro. Фирма Qdesign также имеет профессиональную версию кодека QDesign.

Qdesign-кодер QuickTime 3 Pro может сжимать звук с одним из девяти возможных значений скорости передачи (от 8 до 48 кбит/с) и восьми значений частоты дискретизации (от 8 до 48 кГц). Согласно информации от Qdesign, программа Studio Vision Pro версии 4.1 фирмы Opcode написана с учетом всех свойств экспорта звука в QuickTime 3, так что эта программа может служить отличным инструментом по изготовлению аудиоматериала для Интернета: одна минута звука CD-качества (16 бит/ 44,1кГц) может быть сжата с 11 MБ до 150 KБ. Такой файл можно в реальном времени нормально услышать при подключении через стандартный (на сегодня) модем, имеющий скорость 28.8 кбит/с.

Qualcomm PureVoice оптимизирован для работы с оцифрованным голосом. Дает очень высокую степень сжатия и превосходное качество звучания человеческого голоса.

Также QuickTime 3 может преобразовывать показатель точности отсчетов дискретизации (sample size) до 24 или 32-разрядного целого числа (в двоичной системе), а также до 32- или 64-разрядного числа с плавающей запятой. Это позволяет более точно рассчитывать результаты преобразований и конвертаций. Возможность такой интеграции предоставляется в опциях меню QuickTime.

QuickTime совместим со множеством файловых форматов аудиоданных, применяемых в компьютерах разных платформ. Один из наиболее распространенных форматов звуковых файлов это разработанный Apple формат AIFF (Audio Interchange File Format). Этот формат обеспечивает запись цифрового звука практически в любом стандарте, включая многоканальный звук и звук с высокой точностью дискретизации. Благодаря этому формат приобрел популярность в профессиональной среде музыкантов, также как на потребительском рынке и в Интернете. QuickTime предоставляет прямой доступ к файлам в этом формате.

Аналогично обстоит дело и со следующими форматами: Microsoft Wave, Sound Designer II, Sun AU audio, MPEG layer 1, 2 audio.

Так как файлы медиа-данных часто имеют очень большой размер, нерационально конвертировать их в другой формат - это потребовало бы дополнительного расхода времени и дискового пространства. Поскольку QuickTime способен работать напрямую с большинством форматов медиа-файлов, нет необходимости тратить время и дисковое пространство для конвертирования данных в формат QuickTime Movie.

QuickTime и Video
Уже несколько лет фирма Microsoft продвигает свой мультимедийный формат файлов. В результате этого в настоящее время у пользователей Windows накопилось значительное количество данных в этом формате AVI. QuickTime 3.0 может напрямую работать с файлами AVI. То есть пользователи Windows могут, не отказываясь от имеющихся наработок, сразу получить доступ к мощности и гибкости QuickTime.

Так как AVI-формат не имел многих свойств, необходимых для профессиональной работы, был создан формат OpenDML, расширяющий формат AVI, чтобы он стал более пригоден в профессиональной среде. QuickTime 3.0 может работать с файлами OpenDML.

Для сектора сложных профессиональных систем, особенно тех, которые используют высокоскоростные сети, фирмой Avid был разработан формат OMF (OMFI Open Media Framework Interchange). Это относительно сложный формат и поэтому не часто поддерживается в программах для настольных компьютеров. Apple разработала программное расширение для QuickTime, предоставляющее прямой доступ к файлам OMF из прикладных программ, поддерживающих QuickTime.

Видеостандарт MPEG, напротив, был разработан для потребительского рынка. Ему удалось утвердиться на этом рынке благодаря относительно высокому качеству картинки при сравнительно невысоких требованиях к аппаратуре. QuickTime обеспечивает прямой доступ к файлам MPEG-1 за счет специального системного расширения. Оно, правда, устанавливается только на компьютеры с процессором PowerPC.

Появившееся недавно первое поколение цифровых камер также имеет свой формат файлов - DV. Благодаря высокому качеству и простоте использования этот формат все шире используется на профессиональном видеорынке, началось также его широкое распространение и на потребительском рынке. QuickTime 3.0 может напрямую работать с цифровыми видеопотоками данных с таких камер.

Для сжатия цифровых видеоданных существует несколько алгоритмов. Существуют как аппаратно, так и программно реализованные механизмы воспроизведения сжатого видео. Кроме того, на рынке существуют также несколько стандартов формата файлов DV, разработанные разными конкурирующими производителями mini-DV и DVCAM Sony, DVCPRO Panasonic и др. Они несовместимы или частично совместимы между собой. Некоторые из этих стандартов не поддерживают возможность аппаратного ускорения. К счастью, QuickTime решает все эти проблемы. К тому же разработанный Apple цифровой интерфейс FireWire (IEEE 1394) позволяет напрямую подключать цифровую видеокамеру DV на вход компьютера и передавать видео, аудио и пр. данные в компьютер в цифровом виде.

QuickTime предоставляет возможность работать с практически любым типом видеокомпрессии посредством Image Compression Manager.

MPEG
Формат MPEG-1 занял важное место на рынке цифрового медиа благодаря относительно хорошему качеству картинки при относительно низких требованиях к скорости потока данных. Поддержка формата MPEG-1 была встроена в QuickTime в 1994 году. Воспроизведение фильмов MPEG-1 традиционно требовало специально разработанного аппаратного обеспечения (MPEG-плат), так как только оно могло обеспечить необходимую производительность при декодировании сжатых данных. Сейчас, благодаря более высокопроизводительным процессорам, стало возможным реализовывать процесс декодирования без помощи дополнительных плат. QuickTime, как уже указывалось, включает в себя системное расширение MPEG, которое реализует декодирование программно.

Благодаря компонентной архитектуре поддержка MPEG в QuickTime расширяется. В дальнейшем в систему будет встроена поддержка новых MPEG-алгоритмов: MPEG-2 Layer III audio, MPEG-2 и вариант MPEG для DVD-Video.

Файлы QuickTime Movie могут синхронизироваться по встроенным часам QuickTime, по часам других прикладных программ и даже по коду SMPTE аналоговой видеоленты. QuickTime 3 файлы могут иметь несколько time-code дорожек. Эти дорожки могут содержать информацию об источнике отсчетов синхронизации, формате и нумерацию отдельных кадров.

Данные хранятся на этих дорожках во внутреннем формате time-code QuickTime, который является совместимым со всеми текущими стандартами, включая тайм-коды SMPTE, PAL, SECAM, NTSC. Один movie-файл может содержать одновременно дорожки в любом из этих форматов. QuickTime, чтобы синхронизировать воспроизведение, сам решит, какие кадры при этом должны "выпасть" (в случае использования тайм-кода "с выпадениями").

QuickTime и Windows
Как технология воспроизведения медиа-файлов QuickTime существует на платформе Windows уже пять лет. Начиная с третьей версии, весь QuickTime для MacOS перенесен на Windows-платформу. Впервые стало возможным создавать QuickTime-файлы в системе Windows. С помощью Windows-версии Movie Player'а вы можете добавлять звуковые, текстовые и MIDI-дорожки к существующему AVI-файлу и проигрывать его.

Особенностью файлов QuickTime, создаваемых на платформе Macintosh, является то, что они включают в себя два раздела: данные - |data fork и ресурсы - resource fork. Чтобы файлы, созданные на платформе MacOS, открывались на платформе Windows, приходится сохранять файл, предварительно выбрав опцию "Make movie self-contained" (тогда раздел resource fork не содержит никакой информации, но размер файла заметно увеличивается).

Бывает также, что файлы QuickTime Movies распространяются в виде двух файлов, одного с расширением .MOV (стандартный файл movie), и другого - с расширением .QTR, в котором и хранится resource fork. QuickTime Movie Player for Windows понимает файлы с таким расширением.

QuickTime и будущее
Несмотря на успех QuickTime, Apple не почивает на лаврах, а продолжает развивать свою систему. В настоящее время QuickTime еще не поддерживает полностью потоковую (streaming) технологию, позволяющую производить прямую трансляцию видео и аудио по сетям типа Интернет. Сейчас QuickTime имеет только возможность воспроизведения "на лету", так называемый "Быстрый старт" (Fast start), т.е., файл еще не скопирован до конца на жесткий диск из глобальной сети, но уже начинает открываться и воспроизводиться в окне. Apple заканчивает разработку настоящей потоковой технологии для QuickTime. Тогда QuickTime сможет использоваться как надежный инструмент для радиовещания в Интернет и проведения сетевых видеоконференций.

QuickTime в настоящее время поддерживает 133 стандартных видеоэффекта, определенных организацией The Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE). Несколько месяцев назад Apple начала рассматривать возможность поддержки аналогичной библиотеки real-time звуковых эффектов в версии 3. Видимо, скоро надо ждать новостей на этот счет.

Архитектура системы позволяет разработчикам программного обеспечения расширять QuickTime, чтобы он поддерживал любой другой возможный формат. Это означает, что при необходимости может быть добавлена поддержка новых форматов файлов, и что все существующие прикладные программы, "понимающие" QuickTime, будут работать с этим новым форматом. Такая расширяемость дает возможность легко адаптироваться к быстро меняющимся тенденциям в мире компьютерных технологий.

В принципе QuickTime готов работать с форматами класса Hi End, например 24 бита/96 кГц, определенным в качестве формата для DVD-audio. QuickTime может быть использован и для производства многоканального звука в системе Surround Sound. Препятствием здесь служит только то, что большинство современных персональных компьютеров пока аппаратно не поддерживают многоканальный формат, хотя получающие все большее распространение приводы DVD-ROM для компьютеров имеют цифровой выход в формате AC-3 (Dolby Digital) и могут подключаться к комплексу домашнего театра.

Несомненно, однако, что уже сейчас QuickTime Movie Player является превосходным дополнением к уже имеющимся инструментам производства мультимедиа-материала, а система QuickTime, фактически, мировым стандартом для хранения, передачи и воспроизведения мультимедиа. Конкурентов по функциональным возможностям для него практически нет.

Авторы выражают благодарность за помощь в подготовке материала сотрудникам компании DPI - московского представительства Apple Computer software-директору Олегу Свиргстину и hardware-директору Петру Захарову.

Анатолий Вейценфельд, Юрий Шитов

    по материалам журнала "Звукорежиссер" N1-1999 г.