第1章多媒体技术概论1

1第一章多媒体技术概论1.1多媒体技术的发展1.2多媒体的基本概念1.3多媒体系统的组成1.4多媒体技术的研究内容1.5多媒体技术的应用领域21.1多媒体技术的发展Apple公司推出的Macintosh机Commodore公司研制的多媒体计算机系统AmigaSony推出的交互式紧凑光盘系统CD-IRCA公司推出的交互式数字视频系统DVI多媒体个人计算机标准MPC的出现多媒体操作系统的推出31984年，美国Apple公司推出了代表多媒体技术的Macintosh机，首先引入了位图的概念对图形进行处理；1987年引入了HyperCard(超级卡)，HyperCard是以卡片为节点的超级文本系统，每一卡片不仅描述字符，还包括了图形、图像与声音，使它成为当时唯一可与IBMPC分庭抗礼的势力。Apple公司推出的Macintosh机1采用HyperCard的Apple计算机4多媒体计算机系统Amiga1985，美国Commodore公司研制了世界上最早的多媒体计算机系统Amiga，采用用于图形、音频和视频处理的三个专用芯片，同时还提供了一个具有菜单、多窗口、图标等功能的多任务Amiga操作系统。基于Motorola68000处理器的Amiga系统25交互式紧凑光盘系统CD-I1986年4月，Philips/Sony联合推出了交互式紧凑光盘系统CD-I(CompactDiscInteractive)，同时还公布了CD-ROM的文件格式。该系统把各种多媒体信息以数字化的形式存放在为650M的CD-ROM上，用户可通过读取光盘中的内容来播放。36交互式数字视频系统DVI1987年，美国RCA(美国无线电公司)公司推出了交互式数字视频系统DVI(DigitalVideoInteractive)。它以计算机技术为基础，用光盘来存储和检索图文声像和其他数据。RCA后来把DVI技术卖给了通用电气公司(IBM)，后者又把这一技术卖给了Intel公司。471989年3月，由Intel公司和IBM公司联合将DVI技术发展成新一代多媒体开发平台ActionMedia750，该平台的硬件系统以IBMPC/AT，386，486或兼容机为平台，在其内置了Intel专用芯片构成的DVI接口板，包括DVI视频板、DVI音频板以及DVI多功能板，同时配置CD-ROM驱动器，带放大器的音响等，组成DVI用户系统，软件是基于DOS的音频视频支持系统(AVSS)。到1991年，又推出了改进的ActionMedia750Ⅱ，软件采用基于Windows的音频视频内核(AVK)，大大提高了扩展性、移植性和处理能力。8多媒体个人计算机标准MPC的出现多媒体技术是一项综合性技术，其产品的实用化涉及了多个行业的技术协作，应用目标既涉及研究人员也面向消费者。因此，在多媒体技术发展之初，很多产业部门都比较重视多媒体的标准化问题。1990年，由Microsoft、Philips等14家厂商组成的多媒体计算机市场协会应运而生，并建立了多媒体个人计算机标准MPC1.0，1993年和1995发布了MPC2.0和MPC3.0，具体标准见表1-1。59要求MPC1标准MPC2标准MPC3标准CPU386SX/16MHz或更高486SX/25MHz或更高Pentium/75MHz或更高RAM2M或更多4MB-8MB或更多8MB-12M或更多硬盘30MB160MB540MBCDROM150KB/s300KB/s600KB/s声卡8位声卡16位声卡16位以上，支持MIDI显卡640×480,16色640×480,64k色600×800,16M色MPEG-1没有要求没有要求具有MPEG-1播放；可进行直接帧存取，16位/像素，352×240分辨率，30帧/秒(或25帧/秒)播放视频，视音频同步，不丢帧。操作系统Windows3.XWindows3.XWindows3.X/9510从应用的角度出发，标准化的目的是为了给用户一个统一的接口，例如用户界面、数据格式、网络接口等。针对不同的应用目的，多媒体的标准可分为两大类：一类是以计算机为中心，强调多媒体信息的存储和回放，以ISO为代表；一类是以通信为基础，强调多媒体信息在通信网上的传输，以ITU的说明为主。ISO:InternationalOrganizationforStandardization国际标准化组织ITU:InternationalTelecommunicationUnion国际电信联盟11数字图像压缩标准⑴静止图像压缩标准JPEG：ISO/IEC10918JPEG2000：ISO/IEC15444-1⑵运动图像压缩标准MPEG-1：视频存储和回放，VCDMPEG-2：数字电视，HDTV，DVDMPEG-4：基于媒体对象的存取MPEG-7：多媒体内容描述标准MPEG-21:多媒体框架标准(3)视听通信编码解码标准H.26x12多媒体操作系统的推出1992年，Microsoft公司推出了真正的多媒体操作系统Windows3.1，后来出现了更高的Windows操作系统版本，具有的多媒体功能也越来越强大，多媒体个人计算机成为PC机的主流，标志着PC机已经进入了多媒体时代。613当前发展:现阶段是多媒体技术快速发展的一个时期，其技术和研究成为世界性的热点，迅速向纵深推进。多媒体技术国际会议，主要涉及多媒体技术的以下热点课题：视频信号压缩编码与解码；超媒体与文件系统；通信协议与通信系统；多媒体创作工具；多媒体同步机制等。1.1.2多媒体技术的发展方向141946年，世界上第一台电脑问世1975年，世界上第一台个人电脑问世1835年，莫尔斯发明有线通信机1876年，贝尔发明电话电脑通信传播1900年，发明收音机1925年，发明电视机音响1877年，爱迪生发明留声机1982年发明激光唱片CD影像1826年，世界上最早的照片出现1893年，爱迪生发明无声电影1928年，电影实用化1951年，提出Video的构想1975年，家用录像机开发成功1455年，葛登堡发明活页印刷技术1562年，世界上最早的报纸发行1594年，世界上最早的杂志发行印刷☆个人电脑通讯☆可视电话☆数字电视☆数字音响☆视频点播（VOD）☆电子出版物进入多媒体时代各类媒体的发展与整合15一、从大的角度来说：三电合一和三网合一三电合一：是指将电信、电脑、电器通过多媒体数字化技术，相互渗透融合。三网合一：是指因特网、通信网、电视网合为一体，形成综合数字业务网，优点是带宽资源利用率高、网络管理费用低廉以及使用便捷。二、具体来讲，未来发展方向集中在以下六点：未来的发展方向16高分辨率化，提高显示质量；高速度化，缩短处理时间；简单化，便于操作；高维化，三维、四维或更高维；智能化，提高信息识别的能力；标准化，便于信息交互和资源共享。多媒体技术总的发展趋势是具有更好更自然的交互性，更大范围的信息存取服务，为未来的人类生活创造出一个在功能、空间、时间及人与人交互方面更完美的崭新世界。171.2多媒体的基本概念1.2.1媒体与多媒体1.2.2多媒体技术1.2.3多媒体计算机181.2.1媒体与多媒体媒体的含义媒体的分类多媒体的定义19媒体（medium）媒体是信息表示、信息传递和信息存储的载体20媒体的含义媒体(Media)又称媒介或媒质。计算机领域中媒体有两种含义①信息的表示载体文本、音频、图形、图像、动画、视频②存储信息的实体纸张、磁盘、光盘、半导体存储器21文字多媒体多媒体多媒体●各类文字和符号信息的表示载体22文字图形矢量图形对象●通过计算而描述的矢量图形23文字图形图像位图图像对象●用像素点描述的自然影像24文字图形图像动画多画面帧动画单画面矢量动画FRAME01FRAME02FRAME03FRAME04FRAME05FRAME06FRAME07动画对象●单画面矢量动画、多画面帧动画25文字图形图像动画音频●midi音频●wav音频●mp3压缩音频音频对象●音频数字信号、压缩音频信号26文字图形图像动画音频视频音频+视频AudioVedioInformation视频对象●END视频数字信号AVI、压缩视频信号MPG27存储信息的实体磁介质8”软盘360KB5.25”软盘360KB720KB1.2MB3.5”软盘720KB1.44MB2.88MB8mm磁带1.2GB1Byte=8bit1KB=1024Byte1MB=1024KB1GB=1024MB1英文字符=1Byte1汉字=2Byte存储容量的单位●教材435千字=870000Byte=850KB(理论值)28光盘介质与半导体介质5”光盘650MB/730MBCD-ROMCD-R/CD-RW3”光盘200MBCD-ROMCD-R230MB/640MB3”光盘M.O.OnlyDisk8MB~1.2GBSmartMedia8MB~128MB名片光盘50MBCD-RNAME:ZhaozijiangXENONPRO50MB●29按国际电信联盟电信标准局ITU-T的定义，媒体可分为以下五种类型：媒体的分类感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体30感觉媒体：能直接作用于人的感官，使人产生感觉的媒体。如视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等。31表示媒体：为了加工、处理感觉媒体而人为研究出来的媒体，指信息的表示和表现形式。如文本、语音、图形、图像、视频等。32显示媒体：用来输入和输出信息的物理设备。输入显示媒体：键盘、鼠标、话筒等。输出显示媒体：显示器、打印机、音箱等。33存储媒体：用于存放数字化形式的表示媒体的载体。如硬盘、磁盘、光盘、胶卷等。34传输媒体：用于传输表示媒体的物理传输介质，如电话线、双绞线、光纤等。351.2.2多媒体的定义“多媒体”一词译自英文“Multimedia”即“Multiple”和”Media”的合成，核心词是媒体，是融合两种或两种以上表示媒体的人机交互式信息交流和传播媒体，一般理解为多种媒体信息的综合。多媒体的实质是将自然形式存在的各种媒体数字化，然后利用计算机对这些数字信息进行加工或处理，以一种友好的方式提供给用户使用。36什么是多媒体？文本、声音、图形、图像和动画这些都是载递信息的媒体，它们的两个或多于两个的组合称为多媒体。37多媒体处理过程：各种媒体→数字化→存储到计算机中→处理→再现给用户人类视觉：80%听觉：10%触觉、嗅觉、味觉：10%→虚拟现实→多媒体38多媒体元素是指多媒体应用系统中可以呈现给用户的媒体组成。主要包括文本、音频、图像、动画和视频等1.2.3多媒体元素综合处理图、文、声、像39定义：多媒体技术是以数字技术为基础，把通信技术（电话、传真）视听技术（电台、电视）和计算机技术融于一体，能够对文字、图形、图像、声音、视频等多种媒体信息进行存储、传送和处理的综合性高新技术。1.2.4多媒体技术计算机技术多媒体技术视听技术通信技术综合处理图、文、声、像40多媒体技术的特征多样性：综合处理多种媒体信息，将计算机处理的信息空间扩展并放大。集成性：多媒体技术不仅集成了多种媒体，而且集成了计算机、通信、电视和其他音像处理等多种技术。交互性：能为用户提供有效的控制和使用信息的手段，它增加用户对信息的注意和理解，延长信息的保留时间。实时性：是指多媒体系统与时间的密切相关性，反映了应用对多媒体系统的要求，如视频会议系统、实况信息的传输等。41什么是多媒体系统？多媒体系统是指利用计算机技术和数字通讯网技术来处理和控制多媒体信息的系统，如一个电视节目、一部动画片、CAI课件或者视频/音频演示系统，都可以称之为多媒体系统。