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多媒體科技應用 Multimedia Technology Applications 授課老師: 羅崇銘 時間: Thursday 7, 8

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Page 1: 2015/02, iThome

多媒體科技應用Multimedia Technology Applications

授課老師: 羅崇銘

時間: Thursday 7, 8

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TechNews: 圖靈是電腦早期發明人、二戰英雄。相隔 60 年,電影《模仿遊戲》重啟這段黑歷史

二戰時,英國一群數學家每天用18個小時,要找出 159 京兆個組合的唯一解答,破解德國納粹的加密裝置「恩尼格瑪」。圖靈大膽提出質問:「人,創造機器來打敗人,那如果只有機器能打敗機器呢?」

?

2015/3/10 2

他以「圖靈機」收集情資,促成了二戰勝利,卻被英國政府掩蓋了50年。圖靈是同性戀,被英國政府以猥褻罪判處化學閹割,定罪後兩年,他在家中自殺身亡,床頭擱著一顆沒吃完、沾有氰化物溶液的蘋果。傳言賈伯斯創辦蘋果,商標是向圖靈致敬。

真的嗎?賈伯斯生前接受 BBC 訪問,曾談及此事,「這其實不是真的,但,上帝啊,我們希望它是真的。」

2009 年,英國首相布朗,因當年以同性戀相關罪名起訴圖靈,導致他自殺,正式公開致歉;但圖靈的罪,直至 2013 年,才由女王伊莉莎白二世赦免。

好友克里斯多夫深烙在圖靈一生的一句話:「被世人遺棄的人,才能成就讓人想像不到的大事。」

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?

2015/3/10 3

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2015/3/10 4

文書處理

資料交換

數位資料

數位編碼

字型

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80%的知識傳遞來自閱讀

微軟(Microsoft) Office Windows, Mac, iOS, Android Outlook, Word, Excel, PowerPoint, Access可外掛模組

Apache Open Office

蘋果(Apple) iWork Pages, Numbers, Keynote

雲端Office雲端空間,行動存取, 跨平台裝置, 分享共用 Google文件/試算表/簡報,免費 Microsoft Office365免費編輯 iWork for iCloud免費編輯更大空間及企業用則需月租費亞馬遜(Amazon) - WorkMail, WorkDocs

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-

對知識的傳遞來說跨平台的特性非常重要

奧多比(Adobe) Acrobat資料完整性(跨平台、字體、軟體、版本)

加入註釋、審閱檔案、加密、數位簽章

傳遞(Communication)

電子化文件可經由網路傳送並改善資訊搜尋效率

可攜性(Portability)和正確性(Correctness)

可跨軟硬體平台並正確地顯示文件內容

安全與限制(Security, Restriction)

具型式上的法定契約效力

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-

電腦是0與1的世界(二進位)

現實: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

電腦: 0,1,10(表示現實的2)

現實(類比,連續性)電腦(數位,間隔性)將電子開關(Off/On)的訊號轉成(0/1)

如何表示值?各種數位資料以一連串二進位(0/1)數值表示最小單位為一個位元(Bit) 0 或 1兩個位元就可表示00、01、10、11,四個值(22)一個位元組(Byte)有8個位元

可表示28=256個值 0 ~ 255,並非1 ~ 256

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如何表示文字?編碼(數值字母)

字母+數字+標點符號 < 256個,便可以用1 byte來對應

H 01001000, O 01101111

ASCII(美國標準資訊交換碼)使用1 byte

Big-5(大五碼)以兩個字元組成中文字

使用2 byte,一萬多個中文字

亦可表示英文字母與數字全形:ABC012

原本的ASCII半形: ABC012

選對的編碼便可解決網頁亂碼

Unicode使用2 byte同時顯示各國語言

216=65536

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BBS的ASCII圖

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-

字型作業系統內建基本中英文字型,包含完整字的集合

字體為不同風格的圖形

Ex: 新細明體, Times New Roman

可安裝各種字體但不具可攜性

字的圖案表示點陣字(Bitmap Font)

固定的黑點大小表示

放大時產生鋸齒

描邊字(Outline Font)

放大時自動以數學計算新黑點座標

海報輸出時用PowerPoint和CorelDraw製作就有差別

一張A0=2張A1=4張A2=8張A3=16張A4

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Windows 10果然免費升級,Win7或8.1舊版通通有,近10億用戶受惠(2015/01 , iThome)

微軟今天(臺北時間1/22)發表了新一代Windows 10,任何使用Windows 7、Windows 8.1或Windows Phone 8.1版的舊用戶都可以免費升級到Windows 10。在Windows 10推出第一年可以免費升級一次。

IDC在2014年初估計全球PC類裝置約有15億臺,Windows 7市占達56.26%,而Windows 8.1則有9.49%,兩者合計65.75%,若以15億臺估算,約有9億8千多萬臺使用Windows 7和8.1的舊版電腦,這些電腦都可以免費升級到Windows 10。

Windows 10將是一個通吃大小螢幕裝置,跨手機、筆電、XBOX、穿戴式裝置的作業系統,為了提高市占率,微軟也祭

出免費升級策略,就像蘋果去年十月推出OS X Yosemite版本時也採免費升級。

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蘋果取得3D手勢控制介面專利(2015/01, iThome)

這項專利是蘋果在2011年12月申請,並於周二(1/13)通過。專利名為「3D使用者介面連線控制」,感測器能偵測一定視野內的手部位置,並發出3D座標訊號由電腦上的3D UI接收,藉此

將手勢轉換成電腦指令。

使用者可以透過「焦點姿勢」(focus gesture)來下達指令,例如抬手可將關閉狀態中的3D UI開啟,或以揮手、推手等手勢啟動感測器的追蹤辨識和UI。而電腦軟體也可以提供一些視覺回饋,以訓練使用者做出正確的手勢。

這套系統主要是由UI軟體及PrimeSense動作感測器組合而成。蘋果於2013年收購遊戲機上的體感控制元件供應商PrimeSense,其Capri感測器可整合手機、電視、平板和PC使用。因此媒體推測,蘋果可能將它運用在Macbook或Apple TV之中。

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像素

解析度

出版

圖形

資料量

資料單位

壓縮/格式

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像素/畫素(Pixel)點

利用”螢幕”(顯示裝置)觀察”圖”(訊號)

螢幕上的點就是構成”數位影像”的最小單位

LCD螢幕或電視使用真實1:1的點

發光晶粒

亮點/壞點(以軟體跑不同顯示顏色做檢查)

陰極射線管(CRT)螢幕或電視使用光柵

模擬出不同大小的點

類比/數位訊號類比/數位顯示裝置

Ex: 第四台/DVD CRT/LCD

格式轉換需機上盒

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-

解析度(Resolution) 電腦螢幕、電視

Ex: 800 x 600, 1024 x 768 (4:3), 1366 x 768 (16:9) 16:9 是高畫質電視的國際標準

眼睛往上下看的視角是60,750 ,往水平為950

不同比例轉換 留黑、延展、中央不變

HD (High Definition/高清) 1920 x 1080 點數越多 =細節越多、越清晰 與亮度、彩度無關

4K(水平方向像素數) 3840 x 2160, 4096 x 2160 通常電視尺寸也越大,50吋

8K 7680 x 4320, 總像素為HD的16倍

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-

PPI & DPI Pixels Per Inch/Dot Per Inch

300 ppi每英吋有300個像素

越高代表可顯示的細節越多

每一像素可有深淺變化 /有或無

連續色調/半色調

螢幕/噴墨、雷射印表機

光/墨水、碳粉

300 ppi/1200 dpi(需要高密度以模擬深淺變化)

噴墨印表機、掃描器等半色調出版品皆需1200 dpi以達到相片品質

2015/3/10 15原圖 多點 少點

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-

圖的呈現如同文字分兩類

點陣圖(Bitmap)

真實呈現原樣

縮放後會失真

用於表示圖片

Photoshop

向量圖(Vector)

依圖形複雜度決定檔案大小

縮放後重算圖形

用於大型出版

Illustrator

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-

資料壓縮(Data Compression) 沖洗相片-4 x 6吋, 300 ppi為例

1200 x 1800-216萬畫素

以300萬畫素算,不壓縮約9MB

手機800萬畫素-24MB

最新單眼相機Canon 5Ds, 5千萬畫素-150MB

8GB隨身碟只能存54張

Bit(b)、byte(B)、KB、MB、GB、TB

1 byte = 8 bits

1 KB = 1024 bytes

1 MB = 1024 KB

1 GB = 1024 MB

1 TB = 1024 GB

1024 = 210

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頻寬表示法

速率-每秒能夠傳輸的資料量以位元(Bit=b)表示

bps (Bits Per Second)

作業系統表示法

Byte = 8 bits

ADSL號稱1M bps = 1024 Kbps = 128 KB/s

硬碟容量表示法

廠商標示以1000計算而非1024

一般表示法是1000,例如金錢數額

M: million, 百萬

硬碟格式化時會發現小許多

-

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傳輸速率 說明

bps 每秒傳送位元數

Kbps 每秒傳送仟位元數

Mbps 每秒傳送百萬位元數

Gbps 每秒傳送十億位元數

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如何壓縮?

利用重複性做編碼

AAAAABBBBCCCDDE (15個字)

A5B4C3D2E1 (10個字)

壓縮率: 5/15=33.3%

利用相近差值做編碼

220 219 220 150 150 150 149

220 -1 +1 -70 0 0 -1

減少數值資料

非破壞性壓縮

可依公式回推原始資料

破壞性壓縮

已失真

只有近似原始資料

-

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影像儲存格式副檔名(預設為隱藏)

代表相對應的應用程式

也以不同圖案的icon表示

當double click開啟檔案時,作業系統會找出以該附檔名註冊的應用程式來解釋文件,並顯示編輯介面

-

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圖檔格式 說明

.bmp Windows制定,非壓縮,小圖示

.jpg/jpeg 普遍,破壞性壓縮,壓縮比高

.gif 色彩少,網頁用,支援動畫

.tif 跨平台,非破壞性壓縮,大

.psd Photoshop,包括圖層、色版

.dcm 醫學影像格式,掃描參數

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Makeup Genius 虛擬化妝台,試妝一指搞定!(2015/02, FIND)

巴黎萊雅結合科技公司Image Metrics推出號稱世界第一款虛擬化妝台app。讓使用者隨心所欲點選近300款彩妝商品,可馬上透過手機這面「互動鏡子」進行妝容試用。也提供上傳功能,在社群與朋友分享彩妝成果。

實體專櫃在公開場所進行彩妝多半使人感到不自在,消費者在商品前,不知道使用彩妝後的效果,會產生不知道是否購買的困擾。透過Makeup Genius app3D電影動畫技術,使用者只要拍下臉部照片,便可

瀏覽自己在使用各種彩妝品後的成果。

1.下載Makeup Genius至個人行動裝置。

2.拍下清晰臉部照片。

3.點選欲購買或感興趣的商品, Makeup Genius將自動幫你上妝。

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德國研究人員成功從相片複製指紋(2014/1 2, iThome)

歐洲駭客年會 Chaos Communication Congress (31C3) 上,德國研究

人員示範以一般影像辨識軟體,即可從公眾人物的相片中複製取得指紋。

過去想複製某人指紋,必須要取得他所觸摸過的平滑物體,像玻璃表面等。然而Jan Krissler示範利用德國國防部長von der Leyen十月一場公開活動拍攝手部近照,配合其他照片建構完整影

像,再以VeriFinger影像辨識軟體,即可複製出其指紋。可用於欺騙Apple Touch ID等生物辨識驗證技術,並指出未來政治人物可能都得戴手套出席公眾場合。

不過需要相機拍攝到清楚的指紋畫面,還得要取得本人的手機或指紋辨識裝置,沒有任何安全技術是無懈可擊,基本上它還是比單純密碼要安全,只是未來安全驗證設計上應該設定多層防禦。

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高通新3D指紋技術超強,利用超音波全螢幕都能辨識,手指髒了也不怕(2015/03, iThome)

https://www.youtube.com/watch?v=FtKKZyYbZtw

高通(Qualcomm)在今年世界通訊大會上發布Snapdragon Sense ID 3D

指紋技術,能運用超音波科技進行3D指紋辨識。Sense ID 3D

的超音波傳感器掃描機制,就算手指上有異物也不會影響識別效果,例如手汗、乳液等。

超音波指紋技術利用高頻聲波來偵測皮膚亮度、指紋突起高低、汗腺位置等指紋的立體特徵來判斷用戶指紋。

甚至聲波可以穿越實體障礙物,像是能夠穿透玻璃、鋁、不鏽鋼或是塑膠等,因此,智慧型手機外殼即使使用了這些材質,

依舊能進行掃描。也就是說螢幕上任一位置都可以具備辨識能力。

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音波

數位化

壓縮

語音辨識

網路電話

環繞音效

播放軟體與格式

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音訊就是聲音需要介質傳送聲波(固體>液體>氣體)音色

聲音的獨特性(波形) 各種樂器的波形不同

音調 聲音的高低(頻率) 女聲通常比男聲高

音量 聲音的強弱(振幅) 分貝(dB),多10分貝=強度多10倍

音速 每小時1236公里

噪音 沒有規律的波形

超音波、聲納利用波的反射探索

-

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自然的聲波是類比訊號連續的、漸進式的曲線

變化很多,難以有精確、固定的描述

無法作為溝通標準

簡化為數值才能被電腦處理

量化分析

取樣(Sampling)間隔一段距離取一個樣本

量化(Quantization)將取得樣本分成數值表示大小

-

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壓縮去除人耳(20Hz~20KHz)無法辨識的部分

保留容易被注意到的部分

非破壞壓縮、破壞性壓縮

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音訊檔格式 說明

.wav Windows制定,非壓縮,麥克風錄製

取樣頻率高(44.1KHz)、量化層次多(10

位元=1024),就更接近原音

.wma 破壞性壓縮,1:18,檔案小

.cda CD audio,CD上的音軌格式

.mp3 MPEG內的壓縮格式,破壞性壓縮,1:10

.ra, .ram, .rpm RealPlayer格式、高壓縮、網路串流

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MIDI 電子樂器與電腦的數位化溝通標準依MIDI 規格製作的合成樂器稱為MIDI 樂器創作出來的樂曲稱為MIDI 音樂不是直接儲存聲波,資料比wav檔小很多,而是儲存音譜

聲音單調,常用在古早的遊戲音效

語音辨識語音資料庫比對 Windows語音辨識與輸入Word

語音助理再整合人工智慧與搜尋 Google Now Apple Siri MS Cortana

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網路電話(VoIP)將類比的聲音訊號轉成數位語音訊號

PC-to-PC、PC-to-Phone、Phone-to-Phone

市內電話轉接至網路電話(遠端)

需耳機與麥克風

Skype App易於手機使用

音質清晰比Line來得好

免費通話、傳訊、視訊

打室內或行動電話需購買點數

2013, 國際通話2140億分鐘

Apple FaceTime

視訊通話

iOS 7後提供純語音

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杜比數位音效(Dobly Digital) AC-3環繞音效,數位音效壓縮技術 5.1聲道、48KHz、16位元

前左右、後左右、中央人聲、重低音 後方定位加強可增為6.1、7.1 利用牆壁反射形成環場

DTS (Digital Theater Systems)杜比競爭對手、更細緻清晰(資料量大)、5.1聲道成本較高、較少數影音光碟支援

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iTunes (Apple)多媒體影音撥放軟體

CD轉mp3

-

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燒錄音樂檔一般的CD光碟: 650/700MB

Audio(音樂) CD,檔案會轉成.cda(音軌格式)

20首歌

Data(資料) CD, 檔案不變

100首歌

但播放器需能讀取資料格式

Ex: 支援mp3播放

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新聞記者要失業了嗎?AI機器軟體一季能寫3千則新聞(2015/02, iThome)

在2014年夏天時,美聯社和美國科技公司Automated Insights合作,使用AI人工智慧Wordsmith平臺來自動撰寫季度財報新聞,現在美聯社每季都會有約3千則的新聞產出,使用自動化科技發布新聞與傳統發布新聞的數量相比相差10倍之多。

舉例來說,在蘋果(Apple)公布破記錄的季度財報的數分鐘後,美聯社緊接著發布了相關新聞報導,但是這則新聞卻沒有看見撰稿人的署名,這是因為美聯社採用了熟知美聯社發行的AP新聞寫作形式指南(Associated Press Style Guide)的自動化系統,來自動撰寫和發表新聞報導。

Automated Insights的Wordsmith平臺是利用人工智慧(Artificial Intelligence)來分析大量原始資料,並且利用自然語言來創造出與人類作家相似的語氣、個性且具變化性的內容。Wordsmith平臺可以動態鎖定資料中的模式與趨勢,來生產符合不同風格的個人化內容。

Page 34: 2015/02, iThome

Bond 手寫機器人,完美模仿真人筆跡(2015/02,TechNews)

電腦鍵盤已經代替了筆,能夠快速打出一長串文字,大多數人不會再選擇去「握筆寫字」,甚至有人都要漸漸忘記文字是怎麼寫的了。不過「手寫文字」的傳統樂趣仍是新技術替代不了的,近日問世的 Bond 手寫機器人,相信會贏得熱愛手寫人士的青睞。

首先使用者需要提供自己的手寫範例,Bond 軟體便能夠自動分析用戶的手寫特點,例如說字母樣式、字間距、傾斜度等。

接下來如果要寄給朋友一張手寫賀卡,只需要用鍵盤輸入文本內容和收信人的姓名和地址,Bond 便能夠輸出「使用者筆跡」的手寫內容。相信你的朋友一定會非常感動!Bond 還提供許多

可挑選的字體、墨水和鋼筆類型,可以充分發揮文字的魅力。Bond甚至能模仿別人的筆跡,目前 beta 版本的 Bond 手寫機器人售價為 199 美元,每張信紙售價 2.99 美元。

Page 35: 2015/02, iThome

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電視

數位化

壓縮/標準

串流

檔案格式

編解碼器

亂碼

Page 36: 2015/02, iThome

視訊連續的影像與聲音視覺暫留帶來的栩栩如生感每秒影格數: Frame Per Second (FPS)人眼辨識率=30 FPS電影(每秒24張=24 FPS)電視(每秒30張=30 FPS)

電視播放傳輸系統播放速度、掃描線數(交錯式)、更新頻率 NTSC (美、日、韓、台)/PAL (歐、中)

30/25 FPS、每個畫面525/625條水平掃描線、頻率為60/50Hz

2009年美國電視全面數位化,改用ATSC (Advanced) 2012年台灣規定需有機上盒轉換訊號

-

2015/3/10 36

Page 37: 2015/02, iThome

資料型態類比視訊

類比電視訊號、錄影帶、V8、Hi8攝影機

膠捲

數位視訊

數位電視訊號、VCD、DVD、藍光、DV攝影機

光碟、記憶卡、硬碟

影像擷取卡(即時視訊錄製,Ex: 錄電視節目)

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Page 38: 2015/02, iThome

視訊壓縮確保品質的情況下減少資料

屈就於現實

儲存媒介(CD、DVD、硬碟)

網路速度(ADSL、3G 、4G)

相鄰影格有極高相關性

紀錄變化大的關鍵影格

前後影格比較

原始資料計算

畫面解析度: 640 x 480 pixels、全彩(3 bytes)

60分鐘、NTSC (30 FPS)

640 x 480 x 3 x 60 x 30 x 60(秒)=92.7 GB

一片VCD=650 MB >> 92.7 x 2(小時) GB

需壓縮292倍

-

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Page 39: 2015/02, iThome

MPEG(視訊壓縮標準) MPEG-1

壓縮至1/100

畫質相當於VHS錄影帶

VCD

第三級音頻壓縮為mp3

MPEG-2

DVD

MPEG-4

畫質接近MPEG-2時,大小少1.4倍

2小時MPEG-4電影可放至650MB的VCD

MPEG-7

非壓縮標準

影音資料描述

檢索視訊內容

-

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Page 40: 2015/02, iThome

視訊串流(Streaming) 不用完整下載,可即時播放將影音檔分成小封包 1.檔案小 2.資料分段 3.緩衝區(buffer)-播放更順暢品質依網路速度作調整

隨選視訊(Video On Demand)數位電視(手機)結合網路功能以網路傳送指令選擇視訊內容以串流媒體即時播放,包括暫停、快轉、慢速播放

Ex:中華電信MOD, KTV

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2015/3/10 40

Page 41: 2015/02, iThome

TiVo硬碟式數位錄影機

即時錄影、預約錄影

內建電視節目表,選定[節目名稱]後設定全影集錄影或單次錄影

現場節目也可暫停、倒轉或重播

美國艾美獎-互動電視設計傑出成就獎

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Page 42: 2015/02, iThome

Slingbox隨時隨地收看家裡電視

電視、電腦、手機

1.電視的類比/數位訊號(例如:MOD,機上盒)

2.轉成數位訊號放到網路上

3.利用可上網裝置執行播放程式

4.Finder ID & 密碼(使用者自行設立)

5.密碼核對正確後,傳送相對應的電視訊號

串流時差只有6~12秒, 幾乎同步收看

全世界各地上網就可收看電視

http://www.slingmedia.com.tw/index.html

影片介紹

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Page 43: 2015/02, iThome

檔案格式視

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2015/3/10 43

視訊檔格式 說明

.avi Windows制定,非壓縮,檔案大

.mpg, .mpeg MPEG-1影片格式

.vob DVD影片格式, MPEG-2

以下為MPEG-4格式

.mp4

.mkv HD影片,可包含字幕,較不普遍

.flv Flash Video, 網路視訊用,Youtube過去使用

.divx 一度流行的MPEG-4格式,內建解碼放影機

.rm, .rmvb RealPlayer格式、高壓縮、網路串流「VB」指的是可變動的位元率

(Variable Bitrate)

Page 44: 2015/02, iThome

播放器與編解碼編碼(Encoding)對應解碼(Decoding)

Codec = Encoding + Decoding

不同副檔名代表不同檔案格式及壓縮編碼方式

安裝解碼器才能解讀播放

Windows Media Player

Windows內建,支援卻非常有限

K-Lite Codec Pack

支援90%影片格式

VLC Media Player

Open source

跨平台: Windows、Mac OS

支援VCD, DVD, 音訊視訊解碼

串流影音, 連續檔案播放

設定.srt外掛字幕字型、位置、顏色

-

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Page 45: 2015/02, iThome

字幕亂碼 1.原檔名

The.Amazing.Spider-Man.2.1080p.H264.AC3.srt

2.更改副檔名為.txt

The.Amazing.Spider-Man.2.1080p.H264.AC3.txt

3.可用記事本開看到字幕1

00:00:04,459 --> 00:00:46,165

2

00:01:04,459 --> 00:01:06,165

*奧斯員工證 理查德.帕克*

4.另存成Unicode編碼

5.改回副檔名為.srt

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2015/3/10 45

Page 46: 2015/02, iThome

YouTube測試新功能:影片可切換不同觀賞角度(2015/02, iThome)

Google旗下YouTube近日正在測試一項全新的服務,允許使用者可切換影片的各種觀賞角度。率先上線的是以翻唱歌曲而在YouTube走紅的Madilyn Bailey頻道。

連至Madilyn Bailey頻道時可在影片右上方看到一個「選擇視野」(Choose Your View)的選項,點選後就能進入擁有不同視野的影片。目前的影片是Bailey參加YouTube Music Night的節目錄影,按下播放鍵之後影片右方即會出現4種不同拍攝角度的觀賞選擇,並可隨時切換。

除了此一示範影片之外,YouTube也邀請其他創作者參與此一實驗,

創作者必須自不同角度拍攝同一場表演,並將其上傳至YouTube,以讓使用者選擇所要觀賞的角度。雖然全球的使用者都能看到此一實驗內容,但目前僅限美國的創作者上傳多視野影片。

Page 47: 2015/02, iThome

智慧臂環Myo從肌肉辨識手勢,新人機介面把滑鼠晾在一旁(2015/02, iThome)

https://www.youtube.com/watch?v=oWu9TFJjHaM

加拿大穿戴裝置公司Thalmic Labs,在Solidworks World 2015大會,展

示獨特的智慧臂環Myo,這個具有動作偵測功能的智慧型臂環內建3種感測器,包括3軸陀螺儀、3軸動作感應器及3軸磁力儀,靠著分析手臂肌肉的變化,可以分辨多種手勢,例如緊握拳頭、手掌攤平、手腕揮動等等。

用手勢就能操作軟體而不需要滑鼠。可運用在簡報、互動遊戲、車輛操控、音樂演出等應用,甚至,外科醫生在手術中直接以手勢操作醫療影像的放大檢視,而不需中止手術過程。

另一個有趣應用是藉由偵測DJ在表演時的手勢變化,讓表演現場的燈

光依照DJ的演出自動調整效果,例如DJ雙手指向觀眾時,聚光燈會自動追隨DJ所指的位置,創造出表演者與觀眾之間更好的互動體驗。