多媒體技術(shù)第1章

1、多媒體技術(shù)基礎(chǔ)(jch)雷治軍信息技術(shù)學(xué)院(xuyun)手 機_mail:44659903共五十三頁多媒體技術(shù)(數(shù)字(shz)媒體技術(shù))理論與實驗： 共72課時，其中實驗36課時補充：多媒體技術(shù)發(fā)展前沿知識介紹 多媒體技術(shù)是計算機軟件水平考試（多媒體應(yīng)用設(shè)計師）的一門課程，也是應(yīng)用性比較強的一門課程，如多媒體數(shù)據(jù)壓縮(sh j y su)、流媒體、非線性編輯、圖形圖像處理、動畫制作等技術(shù)受到廣泛應(yīng)用。學(xué)習(xí)中要重視基本概念掌握，同時強調(diào)動手能力訓(xùn)練。共五十三頁參考書目智西湖多媒體技術(shù)基礎(chǔ),清華大學(xué)出版社, 2011鐘玉琢多媒體計算機技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用,高教出版社, 2009

2、黃榮懷多媒體技術(shù)基礎(chǔ),高等教育出版社, 2008吳家安數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)及應(yīng)用,科學(xué)出版社, 2009張際平多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)應(yīng)用,上海教育出版社, 2007王蔚多媒體應(yīng)用技術(shù),電子工業(yè)出版社, 2009趙子江多媒體技術(shù)基礎(chǔ),機械工業(yè)出版社, 2009譚浩強多媒體技術(shù)與應(yīng)用實例教程,清華大學(xué)出版社, 2008鄂大偉多媒體技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用,高等教育出版社,2004沈洪多媒體技術(shù)與應(yīng)用案例(n l)匯編,清華大學(xué)出版社, 2009共五十三頁教學(xué)內(nèi)容1.多媒體技術(shù)概述2.多媒體計算機系統(tǒng)3.數(shù)字聲音處理(chl)4.數(shù)字圖像處理5.視頻信息處理6.數(shù)據(jù)壓縮與編碼7.Photoshop8.Premiere

3、9.Flash10.Authorwere11. 新媒體技術(shù)(jsh)介紹共五十三頁考核(koh)方式平時成績 30%考勤、作業(yè)、課堂提問、實驗(shyn)、實驗(shyn)報告期末課程設(shè)計（大作業(yè)）分兩種類型，二者選一。數(shù)據(jù)壓縮算法實現(xiàn)用視頻編輯或Flash動畫設(shè)計或Authorwere多媒體制作。期末考試70%共五十三頁第1章 多媒體技術(shù)概述(i sh)共五十三頁1.1多媒體的基本概念1.1.1媒體媒體（Media），指承載信息的載體?？陀^世界包含著許多信息，它們都借助于媒體來表示、存儲和傳輸，比如，人們稱報紙、廣播和電視為大眾傳播媒體。在計算機技術(shù)領(lǐng)域中，媒體有兩層含義(hny)，一是指承

4、載信息的實際載體，如磁盤、光盤、半導(dǎo)體存儲器、磁帶等等；二是指承載信息的邏輯載體，如數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等等。多媒體技術(shù)中的媒體是指后者。共五十三頁1.1多媒體的基本概念對媒體的表述(bio sh)如下圖所示。 對媒體的表述(bio sh) 共五十三頁1.1多媒體的基本概念1.1.2 媒體的分類 按照國際電信聯(lián)盟ITU ( International Telecommunications Union ) 下屬的國際電話(dinhu)電報咨詢委員會CCITT (Consultative Committee on International Telephone and Telegraph

5、)的定義，將媒體分為以下5類：共五十三頁1.1多媒體的基本概念1. 感覺媒體 感覺媒體指能作用于人的感覺器官，使人能產(chǎn)生視覺、聽覺、觸覺和味覺(wiju)等感覺的媒體，如自然界的各種聲音、文本、圖形、圖像、溫度、味道等。共五十三頁1.1多媒體的基本概念感覺(gnju)媒體及分類可表述如圖所示： 感覺(gnju)媒體及分類共五十三頁1.1多媒體的基本概念2. 表示媒體（Representation Media） 表示媒體指為了能更有效地對感覺媒體進行處理和傳輸(chun sh)而人為研究構(gòu)造出來的一種媒體，如ASCII碼（American Standard Code for Informatio

6、n Interchange）、語言編碼、圖像編碼和視頻編碼等等。共五十三頁1.1多媒體的基本概念3. 顯示媒體（Presentation Media） 顯示媒體指感覺媒體和用于通信的電信號之間轉(zhuǎn)換的媒體。顯示媒體又分輸入顯示媒體和輸出顯示媒體。常見的輸入顯示媒體有：鍵盤(jinpn)、鼠標(biāo)、手寫板、麥克、掃描儀等等。常見的輸出顯示媒體有：顯示器、打印機、揚聲器等等。共五十三頁1.1多媒體的基本概念4. 存儲媒體（Storage Media） 存儲媒體指用于存放(cnfng)數(shù)字化后的表示媒體的物理設(shè)備，如磁盤、光盤、優(yōu)盤等。5. 傳輸媒體（Transmission Media） 傳輸媒體指將媒

7、體從一處傳至另一處的物理介質(zhì)，如雙絞線、同軸電纜、光纖、紅外線等。共五十三頁1.1多媒體的基本概念 上述媒體之間的關(guān)系構(gòu)成(guchng)一個媒體處理系統(tǒng)。如圖所示：媒體之間的關(guān)系構(gòu)成的媒體處理(chl)系統(tǒng) 共五十三頁1.1多媒體的基本概念1.1.3 多媒體 “多媒體”譯自英文的“Multimedia”，該詞前身為“Multiple Media”，到了20世紀80年代，這兩個詞寫成復(fù)合形式“Multi-media”，后習(xí)慣寫成“Multimedia”。通常所說的多媒體指各種感覺媒體的組合，指多種信息媒體的表現(xiàn)(bioxin)和傳播形式。人們在日常生活中以感覺器官來感受、理解外界信息，以聲、文

8、、圖、體態(tài)等方式進行信息傳遞。實際上，人就是一個多媒體信息處理系統(tǒng)。共五十三頁1.1多媒體的基本概念 1.1.3 多媒體 計算機的功能越來越強，我們(w men)把能處理多媒體信息的計算機稱為多媒體計算機MPC(Multimedia Personal Computer)。共五十三頁1.2 多媒體中的媒體元素(yun s) 媒體元素（Media Element）主要包括文本、圖形、音頻、視頻和動畫等。各種媒體信息(xnx)通常按規(guī)定格式存儲在數(shù)據(jù)文件中，對多媒體信息(xnx)的處理實際上是對各種媒體元素的處理。在多媒體應(yīng)用中，最終展示給用戶的內(nèi)容是由各種媒體元素所組成的集合體。 共五十三頁1.2

9、 多媒體中的媒體元素(yun s)1. 文本 文本（Text）是各種文字和符號的集合。比如，一個計算機語言的源程序文件(wnjin)構(gòu)成文本，一篇文章輸入計算機后以文件(wnjin)方式保存后也構(gòu)成一個文本。文本是最常用的一種符號媒體形式，也是人機交互的一種主要形式。 共五十三頁1.2 多媒體中的媒體元素(yun s)2. 圖形與圖像 圖形(Graphics)是指由點、線、面等元素構(gòu)成的圖案(t n)。計算機可以對其進行平移、對稱、縮放、旋轉(zhuǎn)、填充、透視、投影等操作。 圖像(Image)是由數(shù)字化方法記錄下來的自然景物。一幅圖像由許多像素組成，借助于計算機的外部輔助設(shè)備(如掃描儀、數(shù)碼相機、視

10、頻采集卡等)可將圖像畫面輸入計算機形成圖像文件。圖像在計算機中以位圖(Bitmap)形式存在。圖像通常分黑白圖像、灰度圖像和彩色圖像 。共五十三頁1.2 多媒體中的媒體元素(yun s)3. 音頻 音頻（Audio）是指大約在20Hz20kHz頻率范圍內(nèi)連續(xù)變化的波形，如圖所示。聲卡的出現(xiàn)(chxin)使得計算機具有了處理音頻的能力，借助于聲卡，可把現(xiàn)實生活中的各種聲音數(shù)字化后輸入到計算機中。 音頻頻率范圍示意圖 共五十三頁1.2 多媒體中的媒體元素(yun s)4. 視頻 視頻（Video）是內(nèi)容隨時間變化的一組動態(tài)圖像。人們從電視機中看到的視頻節(jié)目實際是一幅幅離散的圖像快速的播放（PAL制

11、式每秒25幀、NTSC制式每秒30幀），由于人眼視覺暫留的原因，給人形成了連續(xù)的感覺；人們從計算機上看到的視頻節(jié)目是一幅幅離散的圖像快速的播放也給人留下連續(xù)的感覺，所以視頻又叫做運動(yndng)圖像或活動圖像。 共五十三頁1.2 多媒體中的媒體元素(yun s)5. 動畫 動畫（Animation）也是內(nèi)容隨時間變化的一組動態(tài)(dngti)圖像。與視頻不同的是，動畫中的畫面是由人工或計算機生成的畫面，而視頻中的畫面通常來自于自然景觀，F(xiàn)lash是常用的動畫制作軟件。 共五十三頁24/491.3 多媒體數(shù)據(jù)(shj)的特點 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型主要是文本和數(shù)值型數(shù)據(jù)，這些(zhxi)數(shù)據(jù)類型簡單規(guī)范

12、，便于保存和處理。比如，一個西文字符在存儲時占用一個字節(jié)存儲空間，一個中文字符在存儲時占用兩個字節(jié)存儲空間；C語言中的一個單精度類型數(shù)據(jù)存儲時占用四個字節(jié)存儲空間等等。共五十三頁25/491.3 多媒體數(shù)據(jù)(shj)的特點 在多媒體數(shù)據(jù)處理中，除了文本與數(shù)值型數(shù)據(jù)外，還有圖形、圖像、音頻、視頻等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，不像文本和數(shù)值型數(shù)據(jù)那樣簡單規(guī)范，多媒體數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出如下(rxi)特征：共五十三頁1.3 多媒體數(shù)據(jù)(shj)的特點1. 數(shù)據(jù)量大 數(shù)字化的圖像、音頻、視頻數(shù)據(jù)量特別大，需要占用大量的存儲空間。2. 類型不規(guī)范 多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大小不定，并且(bngqi)難以預(yù)先估計。共五十三頁

13、1.3 多媒體數(shù)據(jù)(shj)的特點3. 輸入輸出復(fù)雜 多媒體數(shù)據(jù)的輸入輸出需要相應(yīng)的設(shè)備支持。4. 有時間上的順序性和數(shù)據(jù)流的連續(xù)性要求 多媒體數(shù)據(jù)通常是包含時間成份的數(shù)據(jù)信息。比如視頻、音頻(ynpn)和動畫，必須按時間先后順序連續(xù)不斷地進行記錄和播放，如果在時間上應(yīng)該靠前的數(shù)據(jù)在稍后時刻出現(xiàn)，即使內(nèi)容正確也毫無意義。共五十三頁1.4 多媒體的特性(txng)1. 多樣性 媒體信息的多樣性包括輸入和輸出(shch)的多樣性，對多種媒體信息進行組合、加工、制作，豐富信息表現(xiàn)力，增強信息表現(xiàn)效果。共五十三頁1.4 多媒體的特性(txng)2. 集成性 集成(j chn)性表現(xiàn)在多媒體信息的集成(

14、j chn)和處理這些媒體的設(shè)備的集成(j chn)兩個方面，如圖所示。多媒體的集成性共五十三頁1.4 多媒體的特性(txng)3. 交互性 交互性指相互的交流。比如，傳統(tǒng)的電視機不具有交互性，人們只能(zh nn)被動地接收聲、文、圖信息。交互性是多媒體計算機的主要特性，交互性向人們提供了有效控制和使用信息的手段，使人們使用信息的方式由被動變主動。 共五十三頁1.4 多媒體的特性(txng)4. 實時性 多媒體信息中，最重要的是與時間有關(guān)的媒體信息。由于(yuy)多媒體技術(shù)是多種媒體集成的技術(shù)，其中聲音和視頻圖像與時間密切相關(guān)，這就決定了多媒體技術(shù)必須支持實時處理。共五十三頁1.5 超文本、

15、超媒體和流媒體 1. 超文本 超文本（Hyper Text）采用一種非線性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來組織信息，將文本中的一些相關(guān)內(nèi)容通過(tnggu)鏈接的方式組織在一起，在閱讀時可以從當(dāng)前位置直接轉(zhuǎn)到其鏈接所指向的另一個位置，如圖所示 。 超文本結(jié)構(gòu)(jigu) 共五十三頁1.5 超文本、超媒體和流媒體 2. 超媒體 超媒體（Hyper Media）由超文本發(fā)展而來，超文本主要是以文字形式表示信息，建立起來的網(wǎng)狀鏈接關(guān)系是文本之間的鏈接關(guān)系，超媒體除了超文本外還使用圖形、圖像、視頻(shpn)、音頻等多種媒體來表示信息，建立的鏈接關(guān)系是文本、圖形、圖像、視頻(shpn)、音頻等多種媒體之間的網(wǎng)狀鏈接關(guān)系。

16、共五十三頁1.5 超文本、超媒體和流媒體 3. 流媒體 流媒體（Streaming Media）是在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中采用流技術(shù)的多媒體文件(wnjin)。所謂流技術(shù)，就是把完整的音頻、視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮處理后保存在視頻服務(wù)器上，用戶不需將整個壓縮文件(wnjin)下載之后再收聽和觀看，而是邊下載邊觀看的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。 共五十三頁1.6 多媒體技術(shù) 1.6.1 多媒體技術(shù)的定義及多媒體信息處理過程 多媒體技術(shù)是以計算機為中心，集聲、文、圖等多種媒體信息為一體，建立邏輯連接，使其成為一個有機(yuj)的系統(tǒng)，并且具有交互性的一項技術(shù)。因此，多媒體技術(shù)是一種基于計算機科學(xué)的綜合技術(shù)。共五十三頁1.6多媒體

17、技術(shù) 1.6.2 多媒體關(guān)鍵技術(shù) 多媒體信息的處理為人們帶來了極大的方便，但多媒體信息處理也給多媒體系統(tǒng)提出了更高的技術(shù)要求，需要一系列相關(guān)技術(shù)的支持，以下幾個(j )方面的技術(shù)成為多媒體領(lǐng)域研究的熱點。共五十三頁1.6多媒體技術(shù) 1. 數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 數(shù)字化后的多媒體信息數(shù)據(jù)量相當(dāng)龐大，必須要解決多媒體數(shù)據(jù)的存儲(cn ch)問題。共五十三頁1.6多媒體技術(shù) 2. 多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù) 多媒體信息的龐大數(shù)據(jù)量對計算機的存儲容量、處理速度及網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬提出了很高的要求(yoqi)。如何滿足這些要求(yoqi)，成為多媒體系統(tǒng)必須要解決的瓶頸問題之一。 共五十三頁1.6多媒體技術(shù)3. 多媒體數(shù)據(jù)

18、庫技術(shù) 和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比，多媒體數(shù)據(jù)庫除了要處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如數(shù)值數(shù)據(jù)與字符數(shù)據(jù)）外，還要能處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如圖形、圖像、音頻、視頻）。對此，多媒體數(shù)據(jù)庫需要解決模式匹配、數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮、數(shù)據(jù)瀏覽(li ln)、統(tǒng)計、檢索、對象的表現(xiàn)等問題。共五十三頁1.6多媒體技術(shù)4. 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）是利用多媒體技術(shù)生成一個逼真的視覺(shju)、聽覺、觸覺、嗅覺的感覺空間。下圖為虛擬現(xiàn)實中的實驗者。 虛擬現(xiàn)實(x n xin sh)中的實驗者 共五十三頁1.6多媒體技術(shù) 虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)需要(xyo)一些特殊的輸入輸出設(shè)備，如頭戴式顯示器（Head Moun

19、t Display），又稱為數(shù)據(jù)頭盔（如左圖）、手套式輸入設(shè)備，又稱為數(shù)據(jù)手套（Data Glove）(如右圖) 兩種款式(kunsh)的頭戴顯示器 數(shù)據(jù)手套 共五十三頁1.6多媒體技術(shù)5. 多媒體網(wǎng)絡(luò)(wnglu)與通信 多媒體網(wǎng)絡(luò)與通信是一項綜合性技術(shù)，涉及多媒體、計算機和通信等領(lǐng)域，是多媒體和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要方面。 多媒體通信可分為對稱全雙工的多媒體通信和非對稱全雙工的多媒體通信。 共五十三頁1.6多媒體技術(shù)6. 多媒體信息檢索 多媒體信息檢索，是根據(jù)實際需要對圖形、圖像、文本、音頻、視頻等多媒體信息進行檢索。 目前(mqin)多媒體信息檢索采用的主要方法有基于文本的多媒體檢索和基于內(nèi)容的

20、多媒體檢索等方式。 共五十三頁1.6多媒體技術(shù)7. 智能多媒體技術(shù) (1) 文字的識別(shbi)和輸入 (2) 語言的識別和輸入 (3) 自然語言的理解和翻譯 (4) 圖形的識別和理解 (5) 計算機視覺 (6) 知識工程及人工智能 共五十三頁1.7多媒體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 1. 教育與培訓(xùn)2. 醫(yī)療診斷3. 自動化控制(kngzh)和科學(xué)計算可視化 4. 電子出版物5. 商業(yè)應(yīng)用6. 家庭應(yīng)用共五十三頁1.8 多媒體技術(shù)的發(fā)展(fzhn)1.8.1 人類關(guān)于信息的記載與傳播的三大發(fā)明 1. 文字(wnz)的出現(xiàn) 2. 印刷術(shù)的發(fā)明 3. 電子技術(shù)的發(fā)展和信息的數(shù)字化共五十三頁1.8 多媒體技術(shù)

21、的發(fā)展(fzhn)1.8.2 各類媒體處理技術(shù)的發(fā)展 信息的表示和傳輸需要相應(yīng)的技術(shù)，人們從早期的印刷術(shù)的出現(xiàn)，近代的電話、電報、電視的發(fā)明，到現(xiàn)代電子計算機的問世，各種技術(shù)的出現(xiàn)為信息的表示和傳播(chunb)提供了強有力的支撐。共五十三頁1.8 多媒體技術(shù)的發(fā)展(fzhn)下圖所示是人類歷史上各類媒體技術(shù)(jsh)發(fā)展軌跡。人類歷史上各類媒體處理技術(shù)的發(fā)展 共五十三頁1.8 多媒體技術(shù)的發(fā)展(fzhn)1.8.3 現(xiàn)代多媒體技術(shù)發(fā)展趨勢 目前，DVD技術(shù)、大容量硬盤和數(shù)據(jù)壓縮(sh j y su)技術(shù)的發(fā)展，逐步地解決了聲音、圖像和視頻信息的存儲問題，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為信息共享和遠程傳輸提供了平臺。具有多媒