Digitale Medien - WiSe 2007/2008

Es wird ein Überblick über die Möglichkeiten gegeben, Webseiten interaktiv abhängig von benutzereingaben und anderen externen Faktoren zu gestalten. Die Sprache JavaScript wird eingeführt und verschiedene Beispiele zur HTML-Integration werden besprochen. Als Zugriffsmöglichkeit auf Benutzereingaben werden HTML-Forms und das Document Object Model eingeführt. Abschließend wird eine knappe einführende Diskussion von serverseitigen Lösungen für dynamische Web-Seiten gegeben, mit kurzen Beispielen in der Sprache PHP.

Es wird eine Einführung in die Grundkonzepte der Extensible Markup Language XML gegeben. Ausgehend von der Grundidee und dem hisotrischen Hintergrund werden die syntaktischen regeln von XML und von DTDs besprochen und die Begriffe der Wohlgeformtheit und Gültigkeit eingeführt. Als konkrete praxisrelevante Beispiele werden spezielle XML-Formate aus dem Bereich der digitalen Medien eingeführt, nämlich SMIL als mit Multimedia-Playern abspielbares Format für Multimedia-Dokumente und RSS als technologische Basis für News-Feeds im Web und für Podcasts.

Es werden Grundprinzipien der 2-dimensionalen Vektorgrafik diskutiert und das Dateiformat SVG im Detail vorgestellt. Zur Abrundung wird kurz auf 3-dimensionale Vektorgrafik am Beipsiel von VRML eingegangen.

Es werden grundlegende Verfahren zur Kompression von Bewegtbildern besprochen, insbesondere die Techniken der Differenzkodierung und Bewegungskompensation. Die Videocodierung nach MPEG-1 und MPEG-2 wird im Detail behandelt; zu anderen Videoformaten wird ein Überblick gegeben.

Es werden weiterführende Themen zur verlustbehafteten Bildkompression besprochen, insbesondere progressive JPEG-Codierung und Wavelet-Kompression (mit JPEG2000 als voraussichtlichem Nachfolger von JPEG). Ergänzend werden Spezialtechniken der verlustfreien Kompression diskutiert, insbesondere die Basistechniken von JPEG-LS: Prädiktion, Adaptive Prädiktionskorrektur über Kontextinformation, Golomb-Rice-Entropiecodierung. Abschließend wird als Überleitung zum nächsten Thema Motion JPEG kurz angesprochen.

Das Grundprinzip der Bildkompression nach JPEG wird erläutert, unter Betonung der verlustbehafteten Kompression im baseline process.

Es werden die wichtigsten Grundbegriffe für Rasterbilder eingeführt und einige gängige Dateiformate im Detail erläutert. Insbesondere wird ausführlich auf das GIF-Format und alle seine Anwendungsmöglichkeiten eingegangen. Technische Anmerkung: Der Ton ist teilweise lückenhaft.

Es werden die physikalischen und physiologischen Grundprinzipien für Licht, Farbe und Sehwahrnehmung erläutert. Die wichtigsten Farbmodelle werden eingeführt, einschließlich des CIE-Farbraums, der additiven und subtraktiven Farbmischung.

Es werden weitere Formate für Audio-Mediendateien vorgestellt. Anschließend werden Prinzipien der elektronischen Klnagerzeugung sowie elektronishcer Musik erläutert und demonstriert. Der MIDI-Standard wurd ausführlich diskutiert, die Anbindung externer Geräte und von Softwareinstrumenten sowie die Funktion von Sequencern wird praktisch demonstriert. Die Aufnahme enthält auch die Audio-Vorführungen; leider ist das aufgenommene Signal leicht übersteuert.

Es werden die Grundprinzipien verlustbehafteter Audiokompression erläutert, insbesondere die Funktionsweise der Codierung nach dem MP3- und verwandten Standards. Aufgrund eines weiteren technischen Problems sind keine Folien eingebunden, und es liegen an vielen Stellen kleinere Tonstörungen vor.

Es werden grundlegende Informationen zu Schall und Ton gegeben, sowohl auf physikalischer als auch auf physiologischer Ebene. Pegelangaben mittels Dezibel und Phon werden eingeführt. In einer Einführung in die Psychoakustik werden Hörschwellen und erste Begriffe zur Maskierung eingeführt. Technische Anmerkung: Aufgrund eines Bedienungsfehlers bei der Aufnahme wurden die ersten 7 Minuten leider mit extrem leisem Ton aufgezeichnet.

In Vorbereitung der folgenden Kapitel zu Einzelmedien werden Grundbegriffe der Signalverarbeitung eingeführt. Kernthema ist die Zusammensetzung von Signalverfläufen aus harmonischen Sinusschwingungen, also Fourieranalyse und Frequenzraum. Die Behnadlung dieses Stoffs erfolgt wenig mathematisch, mit vielen Anwendungsbeispielen und interaktiven Demonstrationen zur Veranschalulichung der Zusammenhänge. Die Demonstrationen sind (als exerne Applets) im WWW verfügbar; der Podcast enthält nur wenige Screenshots zu den durchgeführten Vorführungen.

Es werden Methoden beschrieben, Mediendateien (Bilder und Ton) in HTML-Seiten einzubinden. Dies ist ein Nachtrag zur Vorlesung vom 9.11.

Es werden fortgeschrittenere HTML-Konzepte behandelt, insbesondere Tabellen und Frames. Cascading Style Sheets (CSS) werde eingeführt und einige einfache Beispiele im Zusammenspiel mit HTML diskutiert. Hinweis: Durch ein technisches Problem ist leider der Ton in den letzten ca. 15 Minuten schlecht bzw. fehlt ganz.

Hypertext als typisches computergestütztes Textmedium wird mit einer Demonstration und einem historischen Überrblick eingeführt. Anschließend werden Grundlagen zum WWW (z.B. Basisideen von HTTP) und die Grundkonzepte von HTML (4.01) besprochen.

Zur Abrundung der letzten Vorlesung werden technische Fragen der Darstellung von Glyphen auf Rechnersystemen besprochen, insbesondere Vektorschriftformate (PostScript und TrueType fonts). Anschließend wird das Thema der Gestaltung ganzer Seiten von der Wahrnehmungspsychologie her angegangen, beginnend mit einer Einführung in Gestaltpsychologie. Anschließend werden Grundregeln des Layouts behandelt (Satzspiegel, Modul- und Rastersysteme).

Nach einem kurzen historischen Abriss zum Medium Schrift aus historischer Sicht werden die physiologischen Grundlagen des Lesens erläutert und die Grundbegriffe der Typografie eingeführt. Es folgen technische Details zur digitalen Repräsentation von Schriftzeichen (Zeichensätze) mit Erläuterungen zu gängigen Zeichencodes wie ASCII und Unicode.

Zu Beginn wird die Diskussion des LZW-Verfahrens fortgesetzt und abgerundet. Anschließend wird die Digitalisierung analoger Signale besprochen und das Abtasttheorem nach Nyquist informell eingeführt. Es wird erläutert, weshalb man digitale Signale oft als qualitativ überlegen zu analogen Signalen empfindet.

Es werden weitere Kompressionsverfahren beschrieben. Als Alternative zum Huffman-Algorithmus wird die Arithmetische Codierung im Detail diskutiert, anschließend werden die Grundidee der Lauflängencodierung dargestellt sowie ein erster Überblick über das Kompressionsverfahren nach Lempel/Ziv/Welch (LZW) gegeben. Die Diskussion von LZW wird im Teil 3 nochmals aufgegriffen werden.

Es wird eine Einführung in die Informationstheorie als Basis von Kompressionsverfahren für Medientechniken gegeben. Das Kompressionsverfahren nach Huffman wird im Detail beschrieben.