Trong vòng vài năm trở lại đây chúng ta nghe nói rất nhiều đến từ multimedia. Vậy, một cách chính xác, multimedia là gì?

        Từ lâu thuật ngữ media dùng để chỉ các thực thể như là chiếc máy truyền thanh, máy truyền hình, nghĩa là không phải nói đến một vật mang thông tin đơn thuần, mà là một hệ thống tương đối phức tạp, có cơ cấu, có đối tượng nhắm tới. Loại truyền thống trực tiếp, từ miệng người này đến tai người kia, không sử dụng thành phần (media) trung gian. Không khí truyền các chấn động âm thanh không phải là một media, mà chỉ là một vật mang vật lý làm công việc tải thông tin.

        Nếu dùng một máy cassette audio để ghi lời của người nói, nội dung trong cassette không thể đến người nghe bằng cách truy xuất trực tiếp, phải nhờ đến một hệ thống vật lý khác: máy đọc cassette. Nếu để rời, cassette này chỉ được xem là một vật mang. Nếu gộp cùng máy đọc cassette, thì đấy là một hệ thống truyền thông, một media.

        Media có mục đích là phát, truyền thông tin, không đòi hỏi chỉ bằng cách nghe và nhìn. Một tờ giấy in chữ nổi cho người mù, đòi hỏi sự sờ mó. Một tấm carte postale có nhạc và mùi hương, đòi hỏi cùng lúc sự nhìn, nghe và ngửi. Bằng chừng ấy, chúng ta có thể nói đến một sự truyền thông đa phương tiện.

        Và như vậy, từ multimedia xuất hiện kèm với nhiều danh từ chung khác: centre de ressource multimedia (trung tâm tài nguyên đa phương tiện), post de formation multimedia (trạm đào tạo đa phương tiện), multimedia training (huấn luyện bằng đa phương tiện), multimedia personal computer MDC (máy tính cá nhân với đa phương tiện), digital multimedia system (hệ thống đa phương tiện dạng số...).

        Trong nội dung chủ đề bài viết này chúng ta sẽ quan tâm đến khái niệm digital multimedia system (người Pháp gọi là Systeme multimedia numérique). Nguyên nhân sự bùng nổ các hệ thống multimdeia dạng số. Thông tin multimdeia Thông tin được truyền đạt bằng các hệ thống truyền đa phương tiện, gọi tắt là thông tin multimedia có thể thể hiện ở những dạng sau đây:

Text (văn bản)
Graphics (hình họa)
Animation (hoạt ảnh)
Image (ảnh chụp)
Video
Audio

    Lưu trữ các thông tin multimedia

        Với qui ước mã hóa dựa trên hệ nhị phân, người ta có thể tìm thấy một phương cách biểu diễn loại thông tin trên như sau:

        Một chữ cái được biểu diễn bằng một tổ hợp số 0,1 (bit). Phổ biến hiện nay là qui ước mã hóa ASCII 8 bit cho bộ chữ cái.

        Một graphics hay một image được biểu diễn bằng một ma trận điểm (raster/bitmap), hoặc một mảng 2 chiều ghi các tọa độ các phần tử trên graphics, hay image.

        Video, thực chất là một chuổi các image có biểu diễn theo trên.

        Audio được lấy mẫu theo một chu kỳ chọn và độ sóng âm cũng được biểu diễn bằng một tổ hợp bit.

    Vấn đề lưu trữ

        Chúng ta sẽ xem một vài ví dụ để dễ hình dung được khối lượng bit hay bộ nhớ đòi hỏi của từng loại thông tin. Hệ thống đo lường thông tin được qui ước như sau: Byte = 8 bit Kbyte = 1024 byte Mbyte = 1024 kbyte Gbyte = 1024 Mbyte Với các bộ chữ cái la tinh, mỗi ký tự cần 1 byte để biểu diễn. Mỗi phần tử trong ma trận điểm biểu diễn graphics hay image (gọi là pixel) cần 6 bit để diễn tả màu hoặc sắc độ nếu như tập màu hoặc sắc độ này có 64 giá trị phân biệt. Và như vậy với 1 byte (8 bit) có thể biểu diễn được một khả năng trong 4 palete 64 màu, 2 byte (16 bit) cho 256 màu, 2,5 byte (24 bit) cho gần 16 triệu màu. 16 bit có thể biểu diễn được âm thanh stereo ở tần số 44,1KHz. Do đó chúng ta có thể được thuyết phục rằng sự ra đời và gắn bó của các hệ multimdeia số hóa với các hệ thống máy tính là tất yếu. Các thành tựu Ðể có những lý lẽ dẫn chứng sự bùng nổ trong tương lai của các hệ multimedia số, chúng ta sẽ xác định những chỉ tiêu kỹ thuật mà các hệ thống này đòi hỏi, sau đó lượt qua những thành tựu đã đạt được về mặt phần cứng, giải thuật và định chuẩn. Text, graphics, image, video, và audio sau khi được số hóa sẽ cần được lưu trữ và xử lý. Vấn đề đầu tiên là chổ lưu trữ, sau đó là thời gian cần thiết để đưa dữ liệu từ các đơn vị nhập đến đơn vị xử lý và đơn vị xuất. Về việc xử lý, đối với loại thông tin graphics, có những phép mô hình, tiến hành, tạo hình (rendering), tạo hoạt ảnh; đối với image và audio, có những phép làm nét (enhance),... Tuy đây là những phép toán phức tạp nhưng đã được giải quyết khá hoàn chỉnh về mặt giải thuật và lập trình. Vấn đề hiệu năng chủ yếu quay về hai điểm trên.

        Giải quyết bài toán về lưu trữ là giải quyết vấn đề nén (compression) và giải nén dữ liệu (decompression). Việc lưu chuyển dữ liệu từ một đơn vị ký tin (đĩa từ, băng từ, đĩa quay...) phụ thuộc và tốc độ định vị, tốc độ truy cập và lượng chuyển tải.

        Chất lượng ảnh hiển thị trên màn hình phụ thuộc vào khả năng biểu diễn màu, bộ nhớ RAM dành cho màn hình, khoảng cách giữa các pixel (dot pitch), tốc độ quét và số dòng quét trong quá trình tạo lưu ảnh.

        Về phần cứng, lấy IBM làm chuẩn, đến nay đã có những hệ thống với bộ xử lý hoạt động ở tốc độ 25-33MHz (rất phổ biến) và lên đến 50-60MHz; bộ nhớ RAM từ 1Mb đến 1Gb; tốc độ chuyển tải trên tuyến dữ liệu từ 10-80Mb/s; đĩa trong dung lượng từ 80Mb (phổ biến) đến 2,4Gb, tốc độ định vị 20-9,8ms, tốc độ truy xuất 9-5,6ms, tốc độ truyền dữ liệu 1,5-10Mb/s.

        Màn hình máy tính với số pixel có thể đến 1280 x 1024 với khả năng thể hiện 256 màu trong 16,7 triệu màu có thể.

        Hai thiết bị khác được chuẩn bị cho multimedia, nghĩa là đưa khả năng video và audio vào các hệ thống máy tính là videodisc và CD-ROM cũng có những thành quả đáng kể.

        Hiện nay mỗi mặt đĩa video có thể chứa khoảng 30 phút hiển thị ảnh với tốc độ 30 ảnh (frame/s) đồng thời với 30 phút âm thanh stereo; thời gian định vị, truy xuất cũng chấp nhận được cho các hệ thống áp dụng kiểu tương tác. Kỹ nghệ videodisc phát triển song song với một kỹ thuật gọi là DVI (Digital Video Interactive) nhằm thực hiện compression/decompresion theo thời gian thực đối với các ảnh video. Một thuật giải mang tên RTV (Real Time Video) đã đạt được mức nén tỉ lệ 160:1 - một ảnh 720Kb được nén còn 5Kb. Một card DVI của Intel mang tên ACTION Media 11, điều khiển bởi phần mềm AVSS.2.2 trong môi trường DOS và AVK trong môi trường Windows đã được bán cùng với hàng loạt công cụ phần mềm triển khai áp dụng khác.

        CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) phát triển từ CD-DA (Compact Disk Digital Audio) có dung lượng khoảng 650Mb, với một nguyên tắc tổ chức dữ liệu như đĩa và có khả năng mang các thông tin text, âm thanh, tiếng nói, ảnh tĩnh và ảnh động. Tốc độ truyền tải dữ liệu của CD-ROM hiện nay vào khoảng 150Kb/s.

        Về các phương pháp nén dữ liệu, có hai hướng chính được phát triển, hướng bảo toàn dữ liệu (Lossless, tiếng Pháp gọi là Compactage), và hướng chấp nhận một sự mất mát thông tin có mức độ (Lossy, tiếng Pháp gọi là compression).

        Ðối với bài toán lưu trữ thông tin loại image, video, audio, hướng tiếp cận thứ hai được tập trung đeo đuổi hơn. Nhiều thuật toán đã được đề nghị và có những thuật toán đã đạt được một kết quả không ngờ, như thuật toán có áp dụng cho các ảnh loại fractal (ảnh có thể được mô tả, bằng một tập hợp những qui luật) có tỉ lệ nén đến 1000:1. Tuy nhiên hiệu năng của thuật toán ngược, decompression, vẫn phải được xem xét song song. Mã hóa JPEG của Joint Photographise Experts Group áp dụng cho loại ảnh tĩnh, và MPEG của moving Picture Experts Group áp dụng cho ảnh động và âm thanh đi kèm được xem là chuẩn.

    Mạng và Mạng Viễn thông

        Trong lĩnh vực viễn thông và mạng, có hai tiến bộ liên quan trực tiếp đến sự phát triển của các hệ multimedia số. Ðó là khả năng truyền dữ liệu của cáp quang 100Bmps với giá thành hạ hơn nhiều lần vào những năm trước đây. Ðiều này sẽ tiến đến nhiều mạng cục bộ (LAN) và mạng tầm rộng (WAN) sẽ sử dụng cáp quang; và sự mở rộng các đường truyền dữ liệu dạng số trên mạng viễn thông. Một ví dụ điển hình, FRANCE Télécom đã mở những dịch vụ RNIS (Réseau Numerique à Integration de Services) như TRANSDYN - cho phép các xí nghiệp có thể trao đổi trực tiếp khi cần, các thông tin dưới dạng dữ liệu, graphics, ảnh số hóa, text, hoặc tiếng nói; TRANSFIX cho thuê dài hạn các đường truyền dữ liệu dạng số nối hai điểm, theo hai chiều với tốc độ truyền trên đường dây từ 2400 bit/s đến 48Kbit/s...

    Thị trường

        Người ta đã ước lượng rằng từ 1994 đến 2000, số bán các chất bán dẫn dùng cho việc sản xuất các thiết bị multimedia sẽ tăng 42%. Và Intel đã tiên đoán về chiếc "micro 2000" như sau: Với 100 triệu transistor trên một diện tích 6,45 cm2 có khả năng thực hiện 2 tỉ chỉ thị trong mỗi giây bởi một bộ vi xử lý tần số 250 MHz và đảm bảo tương thích với CD4386 đang được dùng nhiều hôm nay. Các hệ máy Next, Rise 6000 hiện nay đã đạt được những tiêu chuẩn làm các server multimedia. Giá thành phần cứng ngày càng hạ, kỹ thuật ngày càng cao, cùng với những cải tiến đáng kể trong các vấn đề về nén truyền dữ liệu, đã thúc đẩy sự phát triển các phần mềm và các áp dụng multimedia ngày càng nhiều và càng nhanh. Nói rằng sẽ có sự bùng nổ của các hệ thống multimedia số thực là không quá đáng.