多媒體技術(shù)概論

多媒體技術(shù)概論第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五第一章多媒體技術(shù)概論學習目標·掌握多媒體技術(shù)的相關(guān)概念和關(guān)鍵特性·了解多媒體技術(shù)的發(fā)展歷程·了解多媒體技術(shù)的研究內(nèi)容·了解多媒體技術(shù)的應用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．1多媒體技術(shù)的基本概念1．1．1媒體(Medium)

媒體在計算機領(lǐng)域中有兩種含義：用以存儲信息的實體，如磁帶、磁盤、光盤和半導體存儲器；信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等。在多媒體技術(shù)中的媒體指的是后者。第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．媒體的類型國際電信聯(lián)盟電信標準局ITu—T(原CCF[1T)給媒體作了如下的分類和定義：

(1)感覺媒體(PerceptionMedium)。感覺媒體是指直接作用于人的感官，使人直接產(chǎn)生感覺的一類媒體。如人類使用的各種語言、音樂，自然界的各種聲音、圖形圖像，使人的觸覺、嗅覺和味覺產(chǎn)生反應的力、溫度、滋味、氣味等。

(2)表示媒體(RepresentationMedium)。表示媒體是為了加工、處理和傳輸感覺媒體而人為構(gòu)造出來的一種媒體，如文字、音頻、圖像和視頻等的數(shù)字化編碼表示。

(3)顯示媒體(PresentationMedium)。顯示媒體是指感覺媒體與用于通信傳輸?shù)碾娦盘栔g轉(zhuǎn)換的一類媒體，又可分為兩種：輸入顯示媒體和輸出顯示媒體，如鍵盤、攝像機和話筒屬于輸入顯示媒體，顯示器、投影儀和音箱屬于輸出顯示媒體。

(4)存儲媒體(StorageMedium)。存儲媒體又稱存儲介質(zhì)，用來存放表示媒體，以方便計算機處理和調(diào)用信息編碼，如磁盤、光盤和內(nèi)存等。

(5)傳輸媒體(TransmissionMedium)。傳輸媒體又稱傳輸介質(zhì)，它是用來將媒體從一處傳送到另一處的物理載體，如雙絞線、同軸電纜、光纖和無線傳輸介質(zhì)等。第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五

2．常見的表示媒體元素多媒體技術(shù)中可顯示給用戶使用的媒體是表示媒體，其元素目前主要包含以下幾類：

(1)文本(Text)。文本是指各種文字的集合，是計算機文字處理的基礎(chǔ)，在目前也是多媒體應用程序的基礎(chǔ)。

1)非格式化文本。類似于.TxT格式的文本，字符大小是固定的，僅能按一種形式和類型使用，不具備排版功能。

2)格式化文本。在文本上附加了一定的格式可對文本進行各種格式編排，包括各種字體、尺寸、格式及色彩等。第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五(2)音頻(Audio)。音頻有時也泛稱聲音，除語音、音樂外還包括各種音響效果。影響聲音質(zhì)量主要的因素有采樣頻率、采樣精度及聲音通道數(shù)。數(shù)字化后計算機中保存的聲音文件有多種存儲格式，常用的有波形音頻文件(WAV)和數(shù)字音頻文件(MIDI)兩種。波形音頻文件是真實聲音數(shù)字化后的數(shù)據(jù)文件：數(shù)字音頻文件又稱樂器數(shù)字接口，是以一系列指令來表示聲音的，可以看成是聲音的符號表示。第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五(3)圖形(Graphic)和靜態(tài)圖像(Image)。靜態(tài)圖像(簡稱圖像)是多媒體應用中最活躍的媒體元素。有的資料將圖像定義為：“凡是能為人類視覺系統(tǒng)所感知的信息形式或人們心目中的有形想象”。在媒體展現(xiàn)時，無論是傳統(tǒng)的文字，還是圖形、視頻，最終都是以圖像的形式出現(xiàn)，更確切地講是以“像素點”(Pixel)的形式展現(xiàn)的。與像素點對應的圖像稱為位圖圖像(簡稱位圖，Bitmap)，這是圖像最基本的一種格式。位圖中的像素點是基本數(shù)據(jù)單位(可用一定位數(shù)的二進制表示，二進制位數(shù)也稱為圖像深度)，用來定義像素點的顏色和亮度。一幅圖像的像素點越多或表示每個像素點的位數(shù)越多，則圖像質(zhì)量越好，越接近自然狀況，但需存儲的數(shù)據(jù)量越大。第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五

(4)動畫(Animation)與視頻(’Video)。動態(tài)圖像是由多幅連續(xù)的、順序的圖像序列構(gòu)成，序列中的每幅圖像稱為一“幀”。如果每一幀圖像是由人工或計算機生成的圖形時，該動態(tài)圖像就稱為動畫；若每幀圖像為計算機產(chǎn)生的具有真實感的圖像，則稱為三維真實感動畫，二者統(tǒng)稱動畫；若每幀圖像為實時獲取的自然景物圖像時，就稱為動態(tài)影像視頻，簡稱動態(tài)視頻或視頻(Video)?，F(xiàn)在，包括模式識別在內(nèi)的先進技術(shù)允許把捕捉的視頻和動畫結(jié)合在一起，形成混合運動圖像。第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五為保證獲得較好的運動感覺，視頻的幀速應該大約是15幀/秒或者16幀/秒。幀速在10～16幀/秒時，會感到畫面在抖動。相對應，電影采用的幀速是24幀/秒，NTSC制式電視的幀速是30幀/秒，PAL制式的幀速是25幀/秒。運動圖像每秒鐘的數(shù)據(jù)量是幀速乘以單幀數(shù)據(jù)量。第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．1．2多媒體及特性

1．多媒體多媒體的“多”是其多種媒體表現(xiàn)，多種感官作用，多種設(shè)備，多學科交匯，多領(lǐng)域應用：“媒”是指人與客觀世界之中介；“體”是指其綜合、集成一體化。多媒體技術(shù)就是利用計算機技術(shù)綜合處理多種媒體信息(文本、圖形、圖像、音頻和視頻)，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)并具有交互性。簡單地說多媒體技術(shù)就是計算機綜合處理聲、文、圖信息的技術(shù)，具有集成性和交互性。第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五2．多媒體的特性多媒體的主要特性包括以下三點：

(1)多維化。多維化是指計算機處理媒體信息的多樣化，它使人與計算機之間的交互不再局限于順序的、單調(diào)的、狹小的范圍，而有充分自由的余地。(2)集成性。集成性包括兩方面：一方面是指多媒體技術(shù)能將各種不同的媒體信息有機地進行同步組合，形成一個完整的多媒體信息：另一方面是指把不同的媒體設(shè)備集成在一起，形成多媒體系統(tǒng)。(3)交互性。第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．1．3多媒體信息系統(tǒng)多媒體信息系統(tǒng)是指利用計算機技術(shù)和數(shù)字通信網(wǎng)技術(shù)來處理和控制多媒體信息的系統(tǒng)。簡單地說，一個電視節(jié)目、一部動畫片、CAI課件或者視頻音頻演示系統(tǒng)，都可以稱為多媒體信息系統(tǒng)。按照功能可以把多媒體信息系統(tǒng)分為以下幾類：

(1)開發(fā)系統(tǒng)。(2)演示系統(tǒng)。

(3)培訓系統(tǒng)。(4)家庭系統(tǒng)。第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．2多媒體技術(shù)的發(fā)展1.2.1多媒體技術(shù)的發(fā)展

1984年，美國Apple公司在Macintosh上為了改善人機之間的界面，首先大膽地引入位映射(Bitmap)的概念對圖進行描述，并使用了窗口和圖符作為用戶接口。

1985年，美國Commodore個人計算機公司率先推出了世界上第一臺多媒體計算機Amiga，后來不斷完善，形成一個完整的多媒體計算機系列。

1986年3月，荷蘭Philips公司和日本Sony公司聯(lián)合研制并推出了交互式緊湊光盤系統(tǒng).1987年3月，美國RCA公司推出交互式數(shù)字視頻系統(tǒng).1993年5月，MPC市場協(xié)會又制定了第2代多媒體個人計算機標準MPC2，提高了基本部件的性能指標。

1995年，隨著Windows95的問世，使多媒體計算機的用戶界面更易操作、功能更全。第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1.2.2多媒體技術(shù)促進了通信和娛樂與計算機的融合計算機中的信息最初只能用二進制的0、1來表示.第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．3多媒體技術(shù)的研究內(nèi)容1．3．1數(shù)據(jù)壓縮與編碼技術(shù)數(shù)據(jù)能夠進行壓縮是基于兩個原因：一是數(shù)據(jù)中存在大量的冗余(相關(guān)性)，主要是空間冗余、時間冗余、結(jié)構(gòu)冗余、知識冗余及紋理的統(tǒng)計冗余。基于該原理的壓縮稱為無損失壓縮。二是對于圖像、音頻和視頻，人的感官可容忍某些細節(jié)(質(zhì)量)的丟失。在研究和選用編碼時，主要有兩個問題：一是該編碼方法能用計算機軟件或集成電路芯片快速實現(xiàn)。二是一定要符合壓縮編碼／解壓縮編碼的國際標準。此外，還應考慮媒體的種類、應用的對象、應用要求和采用的設(shè)備特性等因素。第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．3．2多媒體專用芯片技術(shù)多媒體專用芯片依賴于大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)，它是多媒體硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。因為，要實現(xiàn)音頻、視頻信號的快速壓縮、解壓縮和播放處理，需要大量的快速計算。而實現(xiàn)圖像許多特殊效果、圖像生成、繪制等處理以及音頻信號的處理等，也需要較快的運算處理速度，因此，只有采用專用芯片，才能取得滿意的效果。多媒體計算機的專用芯片可分為兩類：一類是固定功能的芯片，另一類是可編程數(shù)字信號處理器DSP芯片。除專用處理器芯片外，多媒體系統(tǒng)還需要其他集成電路芯片支持，如數(shù)/模(D/A)和模傲(A/D)轉(zhuǎn)換器，音頻、視頻芯片，彩色空間變換器及時鐘信號產(chǎn)生器，等等。第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．3．3多媒體數(shù)據(jù)存儲技術(shù)服務(wù)器的存儲技術(shù)己分化為兩大類：直接連接存儲技術(shù)和儲存網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．3．4．媒體輸X／輸出技術(shù)媒體輸入/輸出技術(shù)包括媒體變換技術(shù)、媒體識別技術(shù)、媒體理解技術(shù)和媒體綜合技術(shù)。

·媒體變換技術(shù)：是指改變媒體的表現(xiàn)形式，如當前廣泛使用的視頻卡、音頻卡(聲卡)都屬于媒體變換技術(shù)。

·媒體識別技術(shù)：是對信息進行一對一的映像過程。例如，語音識別是將語音映像為一串字、詞或句子；觸摸屏是根據(jù)觸摸屏上的位置識別其操作。

·媒體理解技術(shù)：是對信息進行更進一步的分析處理和理解信息內(nèi)容。如，自然語言理解、圖像理解、模式識別這類技術(shù)。

·媒體綜合技術(shù)：是把低維信息表示映像成高維的模式空間的過程。如，語音合成器就可以把語音的內(nèi)部表示綜合為聲音輸入。第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五輸入／輸出技術(shù)進一步發(fā)展的趨勢是：

(1)人工智能輸入／輸出技術(shù)。

(2)外圍設(shè)備控制技術(shù)。

(3)多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．3．5多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)主要包括多媒體操作系統(tǒng)、多媒體編輯系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、多媒體信息的混合與重疊技術(shù)等。

1．多媒體操作系統(tǒng)

2．多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)由于多媒體信息的構(gòu)成特點，多媒體數(shù)據(jù)庫具有下列區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的特點：

(1)占用存貯空間大，數(shù)據(jù)源廣泛。

(2)大量的非格式化數(shù)據(jù)信息，即多媒體信息，種類多，結(jié)構(gòu)復雜。

(3)由于大多數(shù)多媒體應用都主要基于通信技術(shù)，因此數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須是完全分布式的。第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五數(shù)據(jù)庫存儲方法可供選擇：

(1)擴展現(xiàn)存的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)來支持類似于二進制對象的各種多媒體對象。

(2)將RDBMS從基本的二進制對象擴展到繼承和類這一概念，支持這些特性的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供對象編程前端擴展或C++支持。

(3)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展成熟的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫，以支持SQL語言。

(4)將數(shù)據(jù)庫和應用軟件轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)ο蟮臄?shù)據(jù)并使用面向?qū)ο蟮恼Z言，如C++，或使用面向?qū)ο蟮腟QL來開發(fā)。第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．3．6超文本和Web技術(shù)

超文本是一種有效的多媒體信息管理技術(shù)

Web系統(tǒng)是運行在Internet上的超文本系統(tǒng)第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1.3.7多媒體應用開發(fā)和編著工具1.3.8多媒體通信技術(shù)多媒體通信是多媒體技術(shù)和通信技術(shù)的完美結(jié)合，它使計算機的交互性、通信網(wǎng)絡(luò)的分布性和廣播電視的真實性融為一體，出現(xiàn)了許多令人向往的應用領(lǐng)域，如可視電話、視頻會議、視頻點播以及以分布式多媒體系統(tǒng)為基礎(chǔ)的計算機支持協(xié)同工作系統(tǒng)等。多媒體通信可分為以下兩大類：

(1)對稱的全雙工的多媒體通信

(2)非對稱全雙工的多媒體通信系統(tǒng)第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五多媒體通信的關(guān)鍵技術(shù)有：多媒體數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮；音頻、視頻、動畫等的傳輸技術(shù)：多媒體實時同步技術(shù)；協(xié)議和標準化。第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．3．9虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實主要有以下三方面的含義：

(1)虛擬現(xiàn)實是利用計算機技術(shù)而生成的逼真的實體，人對該實體具有真實的三維視覺、立體聽覺、質(zhì)感的觸覺和嗅覺。

(2)人可通過自然技能與虛擬現(xiàn)實進行對話，即人的頭、眼、四肢等的各種動作在虛擬現(xiàn)實中的反應具有真實感。

(3)虛擬現(xiàn)實技術(shù)往往要借助于一些三維傳感設(shè)備來完成交互動作第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五虛擬現(xiàn)實具有以下三個基本特征：沉浸(Immersion)、交互(Interaction)和構(gòu)想(Imagination)，即通常所說的3I。

·沉浸：是指用戶借助各類先進的傳感器進入虛擬環(huán)境之后，由于他所看到的、聽到的、感受到的一切內(nèi)容非常逼真。因此，他相信這一切都是“真實”存在的，而且相信自己正處于所感受到的環(huán)境中。

·交互：是指用戶進入虛擬環(huán)境后，可以用自然的方式對虛擬環(huán)境中的物體進行操作。如搬動虛擬環(huán)境中的一個虛擬盒子，甚至還可以同時感受到盒子的重量。

·構(gòu)想：是由虛擬環(huán)境的逼真性與實時交互性而使用戶產(chǎn)生更豐富的聯(lián)想，它是獲取沉浸感的一個必要條件。第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．4多媒體技術(shù)的應用領(lǐng)域1．4．1在教育領(lǐng)域的應用

1．多媒體課件輔助教學

2．計算機輔助訓練

3．計算機輔助教學管理1．4．2商務(wù)廣告1．4．3影視娛樂1．4．4電子出版第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五1．5多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢

(1)多媒體通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的研究和建立，將使多媒體從單機單點向分布、協(xié)同多媒體環(huán)境發(fā)展

(2)利用比較成熟的圖像理解、語音識別，全文檢索等技術(shù)研究多媒體基于內(nèi)容的處理。

(3)多媒體標準仍是研究的重點。

(4)多媒體技術(shù)將與相鄰技術(shù)結(jié)合以提供完善的人一機交互環(huán)境。

(5)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究將繼續(xù)取得進展，虛擬現(xiàn)實與可視化技術(shù)相互補充第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五習題一

一、選擇題

1．媒體中的——是為了加工、處理和傳輸感覺媒體而人為構(gòu)造出來的一種媒體，如文字、音頻、圖像和視頻等的數(shù)字化編碼表示等。

A．感覺媒體B．表示媒體c．顯示媒體D．存儲媒體

2．多媒體技術(shù)的主要特性有。

(1)多樣性(2)集成性(3)交互性(4)實時性

A．僅(1)B．(1)+(2)C．(1)+(2)+(3)D．全部

3．請根據(jù)多媒體的特性判斷以下哪些屬于計算機多媒體的范疇?(1)交互式視頻游戲(2)有聲圖書(3)彩色畫報(4)彩色電視

A．僅(1)B．(1)+(2)C．(1)+(2)+(3)D．全部

4．一般認為，多媒體技術(shù)研究的興起，從開始。

A．1972年，Philips展示播放電視節(jié)目的激光視盤

B．1984年，美國Apple公司推出Macintosh系列機

C．1986年，Philips和Sony公司宣布發(fā)明了交互式光盤系統(tǒng)CD-ID．1987年，美國RCA公司展示了交互式數(shù)字影像系統(tǒng)DVI第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五5．多媒