Некоторые проблемы при доставке запахов пользователю

Отметим, что одним из основных отличий обонятельных данных от других медиа потоков считается, что последние могут быть сохранены в памяти. Однако современные методы генерации также позволяют хранить информацию, необходимую для создания желаемого запаха.

У запаха, кроме того, есть тенденция задерживаться, и его выброс обычно происходит в медленном темпе, так как он полагается на естественный или, в основном искусственный, ток воздуха, чтобы донести запах пользователю. Запах таким образом отличается от мультимедийных приложений, таких, как аудио, текст, изображения и анимации, которые при распространении не испытывают эту естественную задержку. Кроме того, можно ожидать возникновение потери обонятельных данных, поскольку чувствительность к присутствию запаха имеет тенденцию уменьшаться с длительной экспозицией, т.е. проявляется обонятельная адаптация или привыкание [72].

Проблемы обонятельных данных усугубляет тот факт, что восприятие аромата очень субъективно, имеет особенность к изменению, зависит от возраста, пола, социальных и культурных факторов, а также от эмоций, памяти, опыта и других факторов. Таким образом, тот же самый аромат может быть воспринят по-разному отдельными группами людей, может быть приятным некоторым людям, неприятным другим и безразличным третьим.

2.5.1 Синхронизация запахов с другими мультимедийными приложениями

Мультимедийная синхронизация касается определения и поддерживания временных отношений между двумя или больше коррелированными медиа объектами, которые комбинируются, обрабатываются и представляются вместе, чтобы создать мультимедийную систему или приложение. Жизненно важно для успеха этих систем достичь желаемой синхронизации между медиа объектами [73].

Синхронизация традиционно связана с параметрами качества обслуживания (QoS), такими как задержка, джиттер и сдвиг между медиа приложениями, чтобы выделить ресурсы и гарантировать, что требуемое мультимедийное качество синхронизации будет обеспечено пользователю. Однако одни только технические параметры недостаточны, чтобы произвести высококачественное восприятие пользователем мультимедиа. Такие алгоритмы должны также включить критерии воспринимаемого пользователем качества опыта.

С точки зрения качества восприятия требования к синхронизации различных медиа объектов могут быть совершенно разными. Запах имеет собственные особенности, которые являются определяющим для синхронизации медиа объектов.

Кроме того, несмотря на отличительную уникальность, связанную с запахом, который позволяет обнаружить его присутствие в воздухе, исследования показали, люди достаточно легко обнаруживают запах, но сложно его идентифицируют, связывая его со знакомым ароматом. По этим причинам, а также из-за отсутствия стандартных схем классификации запахов, знакомые запахи необходимо использовать для экспериментов, связанных с использованием обонятельных данных. В результате рассмотрим, как некоторые из характеристик обонятельных данных могут повлиять на синхронизацию обонятельных данных.

Хотя генерация запахов дает возможность явно определять время и продолжительность его выброса, характерная природа запаха означает, что его восприятие может быть несинхронно с другими процессами. Кроме того, в результате трудностей, связанных с восприятием аромата, управление параметрическими величинами, используемыми для измерения синхронизации обонятельных данных, будет довольно трудным, поскольку большинство этих величин больше зависит от внешних факторов, чем они от мультимедийных приложений или вычислительной среде для обонятельных данных. Например, управление задержкой обонятельных данных более зависит от внешних факторов, таких как время необходимое выходному устройству, чтобы испустить заданный аромат или добиться природного эффекта.

Сами обонятельные данные не могут быть переданы через распределенные системы и поэтому никакой задержки в распределительных сетях не происходит. Задержка возникает только по отношению к командам, используемым, чтобы вызвать их выполнение. Битовые ошибки и потеря пакетов, как и задержка для обонятельных данных также более зависят от внешних факторов, природы и ощущения запаха пользователями. Однако временным сдвигом для средств сообщения необходимо управлять для любого медиа объекта, который должен быть синхронизирован, поскольку достижение требуемых временных соотношений между медиа объектами является основной целью синхронизации. Временной сдвиг является единственным критерием реального значения, который может использоваться и оптимизировать синхронизацию обонятельных данных.

В работе [73],были проведены исследования с целью определить требования к допустимым сдвигам между медиа приложениями, запахом и соответствующим аудиовизуальным контентом.

Для эксперимента авторы использовали генератор запахов, управляемый компьютером и снабженный вентилятором для направления запаха в нужном направлении. Вентилятор подсоединен к USB порту, что позволяет через этот порт синхронизировать обонятельные данные с проигрываемым видео.

В исследовании были выбраны шесть запахов в соответствии с системой классификации Хеннинга, предполагая, что достаточно легко можно обнаружить один из запахов в каждой из этих категорий.

Стояла задача определить ароматизированную аудиовизуальную синхронизацию, как временную зависимость между компьютерно-генерируемым потоком запаха и аудиовизуальными потоками. Совершенная синхронизация между обонятельными и аудиовизуальными потоками означает, что достигнута требуемая временная зависимость. Другими словам, обонятельные и аудиовизуальные медиа потоки имеют нулевую погрешность между ними, они находятся в синхронизации. Исследование выполнялось, вводя искусственно создаваемые сдвиги с интервалом в 10 с в пределах от – 30 с до +30 с между обонятельными побудителями и аудиовизуальным мультимедийным контентом.

Результаты показали, что имеются существенные отличия в восприятии участниками экспериментов эффекта синхронизации аудиовизуального эффекта с запахом. Приемлемыми временными границами для сочетания видео и запахов заключены в пределах от – 30 с (запах опережает видео) до +20 с (запах отстает от видео).

Кроме того, что даже, если участники эксперимента ощущали несинхронность мультимедийных потоков, они ощущали позитивные отношения относительно мультимедийной передачи с запахом.

2.5.2 Передача информации о запахах по каналам связи

В отличие от передачи видео, где может быть использовано сжатие с потерями, основанное на свойствах зрения, передача запахов может быть осуществлена только, используя сжатие без потерь. В противном случае при ошибках передачи видео может быть не просто искажено, а сопровождаться совсем не соответствующим запахом, например, в пустыне почувствуем запах зелени, а вместо запаха цветов, почувствуем запах гниения.

Авторами разработаны методы сжатия без потерь, которые могут быть использованы в данном случае [74].

Концепция создания высокопроизводительных систем аппаратного сжатия при передаче бинарных данных без потерь с применением форматов различных архивирующих алгоритмов в последние десятилетия приобрела огромную значимость. Работы по созданию и исследованию современных программ архивирования без потерь ведутся практически во всех странах, имеющих передовые информационные и технические технологии [75].

По оценкам различных источников наиболее популярными являются следующие алгоритмы:

1 Лемпела-Зива (с фиксированным или динамическим окном);

2 Барроуза-Винера;

3 Префиксное кодирование;

4 Префиксно-суффиксное кодирование;

5 Кодирование по методу Рябко;

6 Кодирование «Стопка книг»;

7 Кодирование методом Хаффмана;

8 Модифицированный алгоритм Хаффмана;

9 Модифицированный алгоритм «Стопка книг»;

10 Методы на основе факториальных функций;

11 Методы на основе парциальных длин;

12 Методы на основе смешанные структур;

13 Методы дискретно-степенными функциями (DSF).

Замечание. Как показывает практика сокращенная аббревиатура названия программного обеспечения, осуществляющая архивирование исходных данных, далеко не всегда указывает на применение смешанных структур функционирования. В связи с этим, необходимо производить тестирование программного продукта по разным верификационным тестам, при этом, основные тесты должны относиться к ближним областям Марковских и Бернуллиевских последовательностей. При исследовании архивирующего программного обеспечения было выявлено, что далеко не все архиваторы обеспечивают заявленные функции в рамках физико-математических концепций.

Авторы считают, что основными показателями программ архивации являются следующие факторы:

1 Коэффициент сжатия исходного сообщения без потерь (K_arc);

2 Время сжатия (t_arc) (для сравнения алгоритмов между собой должно быть произведено нормирование временной функции);

3 Скорость сжатия (ʊ_arc);

4 Конфигурация минимально необходимого вычислительного комплекса - V_cnf (также нормированных).

Основные соотношения, описывающие алгоритмы архивирования исходных данных и показывающих качество программно-аппаратного продукта приведены ниже.

(2.1)

где: N - общее количество элементов в сообщении;

L_c - длина исходного сообщения;

_AX - средняя длина кода элементов - A₁ ÷ A_k.

(2.2)

где: - нормированный вектор временной компоненты n – го

архиватора ;

- минимальное время сжатия сравниваемых архиваторов;

- время сжатия n – го архиватора