10. Cấu trúc của luận án
2.1.3.Cơ sở dữ liệu của WebAtlas
2.1.3.1. Dữ liệu không gian
Đó là hệ thống các bản đồ hoặc các ảnh hàng không, ảnh vệ tinh (trên đó có lưu trữ rất nhiều các đối tượng cần quản lý) được sắp xếp theo chủ đề rõ ràng. Các bản đồ này có thể chồng xếp lên nhau theo một hệ thống tọa độ và độ cao thống nhất để tạo thành một hệ thống thông tin trong một không gian hoàn chỉnh về bề mặt địa lý của khu vực.
Dữ liệu không gian được chia làm 2 loại cấu trúc: + Cấu trúc raster:
Có thể hiểu đơn giản là một “ảnh” chứa các thông tin về một chuyên đề. Mô phỏng bề mặt trái đất và các đối tượng trên đó bằng một lưới gồm các hàng và cột. Những phần tử nhỏ này gọi là những pixel. Giá trị của pixel là thuộc tính của đối tượng. Kích thước pixel càng nhỏ thì đối tượng càng được mô tả chính xác. Một mặt phẳng chứa đầy các pixel tạo thành raster. Cấu trúc này thường được áp dụng để mô tả các đối tượng, hiện tượng phân bố liên tục trong không gian, dùng để lưu giữ thông tin dạng ảnh (ảnh mặt đất, hàng không, vũ trụ...). Một số dạng mô hình biểu diễn bề mặt như DEM, DTM trong CSDL cũng thuộc dạng raster.
+ Cấu trúc vector:
Cấu trúc vector mô tả vị trí và phạm vi của các đối tượng không gian bằng tọa độ cùng các kết hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ giữa chúng. Về mặt hình học, các đối tượng được phân biệt thành 3 dạng: đối tượng dạng điểm (point), đối tượng dạng đường (line) và đối tượng dạng vùng (region hay polygon). Điểm được xác định bằng một cặp tọa độ (x,y). Đường là một chuỗi các cặp tọa độ (x,y) liên tục. Vùng là khoảng không gian được giới hạn bởi một tập hợp các cặp tọa độ (x,y) trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau. Với đối tượng vùng, cấu trúc vector phản ánh đường bao.
Cấu trúc vector có ưu điểm là vị trí của các đối tượng được định vị chính xác (nhất là các đối tượng điểm, đường và đường bao). Cấu trúc này giúp cho người sử dụng dễ dàng biên tập Atlas, chỉnh sửa, in ấn.
50
2.1.3.2. Dữ liệu thuộc tính
Dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) là những diễn tả đặc tính, đặc điểm, số lượng, chất lượng và các hiện tượng xảy ra của một đối tượng địa lý xác định. Các dữ liệu phi không gian còn gọi là dữ liệu thuộc tính, chúng liên quan đến vị trí địa lý hoặc các đối tượng không gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thống Thông tin địa lý thông qua một cơ chế thống nhất. Thông thường hệ thống thông tin địa lý có 4 loại dữ liệu thuộc tính:
- Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích.
- Dữ liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định.
- Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị,…liên quan đến các đối tượng địa lý.
- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng). Để mô tả một cách đầy đủ các đối tượng địa lý, trong bản đồ số chỉ dùng thêm các loại đối tượng khác: điểm điều khiển, toạ độ giới hạn và các thông tin mang tính chất mô tả.
2.1.3.3. Dữ liệu đa phương tiện
Đa phương tiện - Multimedia hiểu đơn giản là công nghệ truyền thông đa phương tiện. Có nghĩa là, trong cùng một thời điểm con người có thể thu nhận được nhiều thông tin qua các kênh khác nhau chẳng hạn như vừa nghe được âm thanh, vừa nhìn thấy được hình ảnh,…thông qua các phương tiện này giúp con người như tái hiện lại một phần “không gian” thực đã xảy ra [30].
Hình 2-5. Các thành phần đa phương tiện [55]
Multimedia Text (chữ viết) Yếu tố mô phỏng Ảnh Hình ảnh động Âm thanh
51
A. Các thành phần đa phương tiện * Text (chữ viết)
Là hệ thống các kí tự được lưu giữ trong máy tính dưới dạng tệp tin mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Khi được yêu cầu các kí tự này được điều khiển và hiện lên màn hình hoặc in ra máy in. Text là hình thức trao đổi thông tin giữa máy tính và con người được sử dụng nhiều nhất và cũng là phương pháp mã hoá thông tin ở mức logic trao đổi thông tin trong hệ thống máy tính. Vì vậy trong bất cứ hệ thống máy tính nào thì các hàm xử lý text rất phong phú. Để hiển thị, trình bày text ra màn hình hoặc in ra cần điều khiển được các thuộc tính cơ bản sau: Hiển thị đoạn text trên màn hình; Kiểu font (font style); Cỡ chữ (font size); Màu sắc; Căn lề (alignment); Khoảng cách dòng (line spacing); Thanh cuộn (scrollbar).
Thông thường thành phần này thường được trình bày theo trang hoặc theo từng dòng, ký tự đơn lẻ và cũng có thể kết hợp với các thành phần khác của hệ thống Multimedia.
Text trong bản đồ được dùng trong ghi chú đối tượng hoặc kí hiệu. Nhưng trong phần này text được trình bày dưới dạng bài viết thuyết minh về đối tượng trên bản đồ mà bản thân kí hiệu bản đồ không thể hiện được. Chẳng hạn khi ta nhấn chuột vào kí hiệu Lăng Bác trong bản đồ du lịch Hà Nội [30] thì những thông tin về Lăng Bác sẽ được hiển thị.
* Hình ảnh động (video)
Video thường được tạo lập từ thiết bị chuyên dụng thu lại cảnh quay từ không gian thực. Thông thường các tín hiệu này là dạng tương tự (analog) lưu giữ trong thiết bị nhớ. Video mà máy tính xử lý được là dạng số (digital video) được lưu giữ dạng file nào đó (ví dụ: *.flv). Thành phần video được thể hiện ra màn hình là các hình ảnh động, phần còn lại là các âm thanh được đưa ra loa. Tín hiệu âm thanh được xử lý đồng bộ với các hình ảnh và thuyết minh. Các hình ảnh của digital video được chia ra nhiều ảnh tĩnh trong một thời gian đủ nhỏ nào đó thì mắt người chỉ nhìn thấy một hình. Hình ảnh động là chuỗi hình ảnh tĩnh khác nhau xuất hiện
52
liên tiếp. Khoảng thời gian tồn tại một hình tĩnh đó được gọi là frame. Số frame trên một giây càng nhiều thì hình ảnh càng gần với thực tế. Số lượng frame tối thiểu của digital video là 12 frame/giây, bình thường là 24-28 frame/giây, các video quảng cáo thì lớn hơn rất nhiều. Để quản lý được các đoạn video này thì cần truy cập thiết lập các thuộc tính cơ bản sau: Điều khiển và đồng bộ âm thanh; Kiểm tra độ dài thời gian toàn bộ video (giây hoặc tick = 1/60 giây); Kiểm tra số frame trên giây; Xác định thời gian của một điểm nào đó của đầu đọc trên video; bật, tắt, kiểm soát các rãnh (track) video; điều khiển đầu đọc video,...
Video là hình thức truyền tải thông tin đạt hiệu quả cao kết hợp cả mắt nhìn và tai nghe, phù hợp với mọi đối tượng, mọi trình độ. Trong bản đồ video minh họa các thông tin mà các ký hiệu bản đồ đã biểu thị.
* Yếu tố động mô phỏng
Các yếu tố động do mô phỏng về hình thức gần giống như video nhưng các yếu tố này do vẽ mô phỏng mà có chứ không phải quay trực tiếp từ không gian thực. Chẳng hạn như phim hoạt hình người ta mô phỏng giống như phim quay thực tế nhưng các nhân vật và cảnh quay là do con người tự vẽ và thiết kế. Với hình thức này có khả năng truyền tải thông tin theo ý muốn chủ quan hoặc nhấn mạnh các khía cạnh nào đó. Các kĩ xảo trong điện ảnh thường sử dụng phương pháp này. Bản chất của phương pháp này là tạo các hình ảnh động từ các ảnh vẽ rời ghép lại sau đó đồng bộ với âm thanh. Ví dụ, khi ta kích chuột vào ký hiệu Văn Miếu trong bản đồ Du Lịch Hà Nội [30] thì sẽ hiện ra một đoạn video giới thiệu về khu di tích Văn Miếu – Quốc Tử Giám kèm lời bình chắc chắn sẽ thu hút và hiệu quả hơn nhiều.
Trong các bản đồ Multimedia thành phần này cũng rất hay sử dụng chẳng hạn như một con tàu di chuyển đến các địa điểm tham quan theo tuyến trong bản đồ Du lịch Hạ Long [55], ... Phương pháp này cũng là một trong cách minh hoạ ưu việt của bản đồ Multimedia. Để làm được các yếu tố mô phỏng thường có các phần mềm chuyên dụng. Thuộc tính điều khiển các yếu tố này gồm các lệnh điều khiển của âm thanh, hình ảnh và cả video. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
53
Ảnh chụp bằng các thiết bị chuyên dụng có thể dạng giấy hoặc số. Khi đưa vào máy tính thì đều dạng số. Bản chất các ảnh này là các ma trận pixel (điểm ảnh). Khuôn dạng ảnh lưu trữ các ảnh này khá phong phú và cũng liên quan trực tiếp tới chất lượng ảnh. Tuy nhiên không phải tăng chất lượng ảnh lên theo ý muốn được mà chúng bị giới hạn bởi dung lượng, độ phân giải của màn hình, và tốc độ xử lý của máy tính. Các thuộc tính của ảnh cần tác động điều khiển là: Kích thước của ảnh; số bit dùng biểu thị màu (8 bit, 16 bit, 24 bit, 32 bit,…); độ phân giải ảnh; các hiệu ứng: sáng tối, tương phản, trong suốt, blen,…
Ảnh minh họa cho các đối tượng trên bản đồ được dùng khá phổ biến. Trên các bản đồ giấy có thể minh họa ngay tại chỗ trống của bản đồ hoặc ở các trang sau. Hạn chế của bản đồ giấy đối với thành phần này là giới hạn kích thước giấy, vì vậy không thể hiện được nhiều. Các bản đồ Multimedia rất dễ khắc phục nhược điểm này bằng cách liên kết trực tiếp với các kí hiệu bản đồ và chỉ hiển thị ra màn hình khi người dùng yêu cầu thông qua các lệnh hoặc sự kiện nhấn chuột hoặc bàn phím.
* Âm thanh.
Để truyền tải được âm thanh phần cứng của máy tính phải có card âm thanh (một thiết bị phần cứng trong máy tính) và loa. Card âm thanh có nhiệm vụ biến đổi các tín hiệu số thành các tín hiệu tương tự sau đó phát ra một cổng nối với loa bên ngoài. Bộ phận loa có nhiệm vụ nhận tín hiệu và khuếch đại thành các âm thanh và phát ra ngoài. Âm thanh trước đó được thu và lưu giữ trong tập tin (file) theo khuôn dạng nào đó. Khi được yêu cầu, bộ xử lý sẽ đọc file và chuyển dữ liệu cho card âm thanh. Đối với hệ điều hành Windows hệ thống hỗ trợ phần điều khiển thông qua tập tin MCI.VBX (~\windows\system\mci.vbx). Để điều khiển và đồng bộ được âm thanh cần chủ động kiểm soát các thuộc tính sau: Bật, tắt một file âm thanh; đo được thời gian thể hiện âm thanh; điều khiển cường độ âm thanh; đồng bộ âm thanh với hình ảnh động, movie…
Các sản phẩm có âm thanh có ưu thế hơn trong cảm thụ thông tin, phù hợp với nhiều người sử dụng và mọi trình độ. Âm thanh làm phong phú thêm thông tin của đối tượng và đánh thức cảm xúc theo ý muốn cần nhấn mạnh và truyền tải. Đối với bản đồ multimedia ngoài việc thể hiện các đối tượng thông qua kí hiệu bản đồ còn có một hình
54
thức phản ánh nữa là âm thanh. Ví dụ trong một số Atlas điện tử khi con trỏ chỉ vào một quốc gia nào đó trên thế giới, ngay lập tức sẽ nghe được quốc ca của quốc gia đó. Nhờ đó mà thêm thông tin nhận thức đối tượng.
B. Xử lý dữ liệu đa phương tiện * Hình ảnh.
Các file này thường lưu dưới khuôn dạng của raster (*.bmp, *.jpg, *.gif,…). Trong việc xử lý điều khiển các đối tượng này ngoài việc thiết lập các thuộc tính đơn như kích thước, màu sắc, độ tương phản, sáng tối,… Ta còn phải xử lý thu nhỏ, phóng to hoặc cho chuyển động. Có rất nhiều các hiệu ứng nghệ thuật khác được xử lý trong các chương trình xử lý ảnh chuyên nghiệp với các chương trình như ProGold Show ta sẽ tạo ra được những clip ảnh đẹp và ấn tượng.
* Bài viết
Các bài viết thường được lưu trữ dưới dạng text (*.txt) và thể hiện theo từng trang. Ngoài việc can thiệp và thiết lập các thuộc tính như font, size, color, … Bài viết có thể thay đổi phạm vi đọc bằng cách thay đổi giá trị scrollbar. Thay đổi trang theo thời gian thực (chẳng hạn 60giây/ trang). Trong một số trường hợp bài viết kết hợp với âm thanh thì cần có sự đồng bộ giữa âm thanh và bài viết.
* Âm thanh.
Các file này thường lưu theo khuôn dạng *.wav, *.mp3, … Ngoài việc thiết lập và kiểm soát các thuộc tính như volume (âm lượng), và thời gian thể hiện âm thanh, đồng bộ âm thanh với các thành phần khác, người ta còn phải điều khiển được các kênh âm thanh cùng một lúc. Đôi khi ta phải cắt một phần âm thanh hoặc thêm âm thanh vào, sửa chữa phần sai sót để cho hiệu ứng âm thanh thêm sinh động. Có khá nhiều các chương trình loại này như Cool Edit Pro 2.0, Gold Wave,…
* Video và các dạng movie.
Việc biên tập các file dạng video khá phức tạp thông thường có các chương trình chuyên nghiệp trợ giúp. Trong hệ thống hiển thị Multimedia cần kiểm soát và điều khiển các thuộc tính đã nói phần trước đặc biệt là các đầu đọc video theo thời gian thực và đồng bộ chúng với âm thanh, bài viết và hình ảnh trong hệ thống.
55
* Kiểm soát thời gian thực.
Các thành phần của Multimedia luôn gắn với thời gian thực. Người ta chia trên trục thời gian thành khoảng thời gian nhỏ nhất mà các hình ảnh của các thành phần Multimedia không thay đổi gọi là frame. Thông thường thời gian thực của mỗi frame tính khoảng 24 -36 frame/giây. Tuy nhiên, khi chia các frame càng dầy thì dung lượng nhớ càng lớn. Về nguyên tắc có thể xây dựng bất kỳ hành vi nào cho mỗi thành phần của Multimedia và có thể điều khiển đầu đọc tới bất cứ vị trí nào trên trục thời gian.
* Một số hiệu ứng cơ bản trong việc hiển thị các thành phần Multimedia.
- Biến đổi màu sắc: thường dùng cho các dạng ảnh hoặc vector bằng cách thay đổi ngẫu nhiên màu sắc trong một bảng màu định nghĩa theo các frame.
- Biến đổi kích thước: hiệu ứng này thường dùng cho việc bắt đầu hay kết thúc của sprite nào đó, hiệu ứng này cho phép lúc bắt đầu xuất hiện hình ảnh nhỏ và mờ sau đó to và rõ dần giống như hình từ xa lại, zoom out thì ngược lại.
- Chuyển động ngẫu nhiên: hiệu ứng này cho phép các hình ảnh chuyển động ngẫu nhiên tạo nên hình ảnh sinh động.
- Chuyển động từ trái, phải, trên, dưới vào trung tâm Stage: hiệu ứng này rất hay sử dụng trong khi bắt đầu hay kết thúc vòng đời sprite tạo cho người xem cảm giác hình ảnh đi từ các hướng như bên trên rơi xuống hay bay đi khi kết thúc,…
- Ngoài ra còn rất nhiều các hiệu ứng được dùng trong việc thể hiện các thành phần Multimedia, đặc biệt là kĩ xảo làm cho quá trình thể hiện phong phú hơn, nhấn mạnh được các cảm xúc làm cho hiệu quả truyền đạt thông tin tăng lên rất nhiều.