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农业信息技术第三章多媒体技术王玉洁第一节多媒体技术概述•一、多媒体的概念•1、多媒体•“多媒体”一词译自英文“Multimedia”，其中multi表示“多”，media表示“媒体”，其核心词是媒体。•对媒体一词并不陌生，也有译为媒介或媒质的。过去一般称报纸、出版物、电视及电影等为大众媒体。事实上根据媒体一词的精确定义，媒体的含义包括表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体及感觉媒体等。我们将传播信息、表示信息和存储信息的载体称作媒体。媒体（medium）在计算机领域有两种含义：即媒质和媒介。•媒质：存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等。•媒介：传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。•多媒体：文本、声音、图形、图像和动画等信息的载体，其中两个或者多于两个的组合构成了多媒体。通常概念的“媒体”，可分为以下五种类型：感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体2、多媒体•多媒体技术：就是指运用计算机综合处理多媒体信息（文本、声音、图形、图像等）的技术，包括将多种信息建立逻辑连接，进而集成一个具有交互性的系统等等。•多媒体系统：利用计算机技术和数字通信网技术来处理和控制多媒体信息的系统3、多媒体技术的特性集成性实时性交互性高质量多媒体技术的分类基于功能的分类：开发系统演示系统培训系统家庭系统多媒体信息咨询系统多媒体管理系统多媒体辅助教育系统多媒体通信系统基于应用的分类：•从以上多媒体技术的定义中可以看到，集成性、交互性和实时性为多媒体技术的精髓。•集成性是指将不同的媒体信息有机地组合成为一个完整的多媒体信息；•交互性是指人们可主动地对媒体信息进行冻结、缩放、变换等操作并产生一种全新信息的交流方式；•实时性则是指要支持对媒体信息的实时处理而不能产生停顿。实时性的主要表现形式为音频和视频信息，在多媒体信息中特别要强调音频和视频的存在。感觉媒体：能直接作用于人们的感觉器官，能使人产生直接感觉的媒体。如语音、音乐、各种图像、动画、文本等。表示媒体：为了传送感觉媒体而人为研究出来的媒体。借助于此种媒体，便能更有效的存储或传送感觉媒体。如语言编码、电报码等。如：汉字输入码xuexiao二进制编码10110101显示媒体：用于通信中使电信号和感觉媒体之间产生转换用的媒体。如输入、输出设施，键盘、鼠标、显示器、打印机等。存储媒体：用于存放某种媒体的媒体如纸张、磁带、磁盘、光盘等。传输媒体：用于传输某些媒体的媒体，如电话线、电缆光纤等。视频音频动画文本图形图像二、多媒体（Multimedia）在上述的媒体分类中，表示媒体是信息的主要表现形式，它通常包含以下几种媒体元素：文本文本分为非格式化文本文件和格式化文本文件。非格式化文本文件：只有文本信息没有其他任何有关格式信息的文件，又称为纯文本文件。如“.TXT”文件。格式化文本文件：带有各种文本排版信息等格式信息的文本文件。如“.DOC”文件。图形图形（Graphic）一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。图形的格式是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及其位置、维数的指令集合。在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点，因此也称矢量图。由于图形只保存算法和特征点，因此占用的存储空间很小。但显示时需经过重新计算，因而显示速度相对慢些。图像图像（Image）是指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画面。静止的图像是一个矩阵，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点（称为像素点pixel）的强度与颜色等信息。这种图像也称为位图（bit-mappedpicture）。视频视频是由一幅幅单独的画面序列（帧frame）组成，这些画面以一定的速率（fps）连续地投射在屏幕上，使观察者具有图像连续运动的感觉。视频文件的存储格式有AVI、MPGMOV等。多媒体计算机技术的定义：计算机综合处理多种媒体信息，将计算机数字处理技术、视听技术和现代通信技术融为一体的新技术。是研究计算机综合处理文本、图形、图像、音频和视频影像等多种信息及其存储与传输的技术。三、多媒体计算机技术多媒体计算机技术通过计算机对各种媒体信息进行数字化采集、编码、存储、加工、传输，将它们有机地集成组合，并建立起相互的逻辑关联，使之成为具有交互功能的集成系统。多媒体技术是计算机综合处理多种媒体的技术1．多媒体系统多媒体系统一般指具有多媒体处理功能的计算机系统。多媒体系统能够灵活、协调地组织和调用多种媒体信息，它是由多种硬件和软件组合而成的复杂系统。2、多媒体系统的分类（1）按功能分类开发系统和播放系统（2）按应用范围分类信息管理咨询系统、教育培训系统、家庭多媒体系统和通讯系统等等。四.多媒体技术的发展1985年，美国Commodore公司率先推出了世界上第一台多媒体计算机系统Amiga。1986年，世界上两家著名的大电器公司荷兰的Philips和日本的Sony公司联合推出了交互式紧凑光盘系统CD-I（CompactDiskInteractive）1987年，美国无线电公司（RCA）研究中心推出了交互式数字视频系统（DVI）1992年，Microsoft公司推出的视窗操作系统Windows3.1。表1多媒体个人计算机的三级技术标准（最低标准）项目MPC-1MPC-2MPC-3处理CPU80386SX/16MHz80486SX/25MHzPentium/75MHz存储RAM2MB4MB8MB磁盘30MB硬盘、1.44MB软盘160MB硬盘、1.44MB软盘540MB硬盘、1.44MB软盘CD-ROM单速(数据传输率150KB/s)符合CD-DA规范2倍速(数据传输率300KB/s)符合CD-XA规范4倍速（数据传输率600KB/s）符合CD-X规范声卡8位声卡、8音符合成器采样率为11.02KHz、22.05KHzMIDI16位声卡、16音符合成器采样率为11.025KHz、22.05KHz、44.1KHzMIDI16位以上声卡波表合成技术采样率为11.025KHz、22.05KHz、44.1KHzMIDI显卡640×480/16位色640×480/216色640×480/216色视放I/O端口MIDI端口游戏控制杆端口、串并接口MIDI端口游戏控制杆端口、串并行口MIDI端口游戏控制杆端口、串并行接口视频352×240,30f/s(NTSC)352×288,30f/s(PAL)系统软件Windows3.0扩展Windows3.1DOS6.0、Windows3.11多媒体技术以后的发展方向目前，多媒体主要从以下几个方向发展：多媒体通信网络环境的研究和建立将使多媒体从单机单点向分布、协同多媒体环境发展，在世界范围内建立一个可全球自由交互的通信网。对该网络及其设备的研究和网上分布应用与信息服务研究将是热点。1利用图像理解、语音识别、全文检索等技术，研究多媒体基于内容的处理、开发能进行基于内容的处理系统是多媒体信息管理的重要方向。2多媒体标准仍是研究的重点：各类标准的研究将有利于产品规范化，应用更方便。它是实现多媒体信息交换和大规模产业化的关键所在。3多媒体技术与相邻技术相结合，提供了完善的人机交互环境。多媒体仿真智能多媒体等新技术层出不穷，扩大了原有技术领域的内涵，并创造新的概念。4多媒体技术与外围技术构造的虚拟现实研究仍在继续进展。多媒体虚拟现实与可视化技术需要相互补充，并与语音、图像识别、智能接口等技术相结合，建立高层次虚拟现实系统。5将来多媒体技术将向着以下六个方向发展；1).高分辨化，提高显示质量；2).高速度化，缩短处理时间；3).简单化，便于操作；4).高维化，三维、四维或更高维；5).智能化，提高信息识别能力；6).标准化，便于信息交换和资源共享。五.多媒体技术的应用就目前而言，多媒体技术已在商业教育培训、电视会议、声像演示等方面得到了充分应用。在教育与培训方面的应用在通信方面的应用在其他方面的应用在教育与培训方面的应用多媒体技术使教材不仅有文字、静态图像,还具有动态图像和语音等。使教育的表现形式多样化，可以进行交互式远程教学。利用多媒体计算机的文本、图形、视频、音频和其交互式的特点,可以编制出计算机辅助教学CAI(ComputerAssistedInstruction)软件，即课件。在通信方面的应用多媒体技术在通信方面的应用主要有：可视电话视频会议信息点播（InformationDemand）计算机协同工作CSCW（ComputerSupportedCooperativeWork）信息点播有桌上多媒体通信系统和交互电视ITV。计算机协同工作CSCW是指在计算机支持的环境中，一个群体协同工作以完成一项共同的任务。计算机的交互性，通信的分布性和多媒体的现实性相结合，将构成继电报电话、传真之后的第四代通信手段。在其他方面的应用多媒体技术给出版业带来了巨大的影响，其中近年来出现的电子图书和电子报刊就是应用多媒体技术的产物。利用多媒体技术可为各类咨询提供服务，如旅游、邮电、交通、商业、金融、宾馆等。多媒体技术还将改变未来的家庭生活，多媒体技术在家庭中的应用将使人们在家中上班成为现实。多媒体系统多媒体硬件多媒体软件高配置PC机、工作站等多媒体板卡（显卡、声卡、视频卡、压缩卡）多媒体外设（扫描仪、数码像机、音响、绘图仪等）各种硬件驱动程序多媒体操作系统多媒体支持软件多媒体应用软件多媒体系统的基本组成六．多媒体计算机系统的组成1.多媒体硬件系统计算机视频卡录像机摄像机影碟机电视卡电视机声卡录音设备音响设备MIDI设备光盘驱动器其他设备扫描仪打印机。。。多媒体计算机多媒体个人计算机显卡外观扩展设备（1）视频卡：会声会影视频卡平面扫描仪数码像机（2）扫描仪（3）数码照相机（4）数码摄像机（DV）数码摄像机（5）摄像头摄像头2．多媒体软件多媒体系统的软件主要包括各种驱动程序、多媒体操作系统、多媒体信息采集处理软件、多媒体创作工具和多媒体应用软件。（1）各种驱动程序直接管理和控制多媒体硬件（2）多媒体操作系统管理和控制着计算机系统的所有软硬件资源（3）多媒体素材采集处理软件进行各种媒体素材的采集、设计、制作、加工、处理，完成素材的准备。（4）多媒体创作集成工具是多媒体应用软件的开发工具（5）多媒体应用软件是提供给用户直接使用的多媒体作品软件，七.多媒体的关键技术1.多媒体压缩/解压缩技术2.多媒体大容量信息存储技术3.多媒体数据库技术4.多媒体网络通信技术5.多媒体同步技术6.虚拟现实技术1.多媒体数据压缩/解压缩技术数据压缩是指按照一定的算法，将冗余的数据转换成一种相对节省空间的数据表达格式，便于信息的保存和传输，压缩后的信息必须通过解压缩才能恢复。选用合适的数据压缩技术，有可能将字符数据量压缩到原来的1/2左右，语音数据量压缩到原来的1/2-1/10，图像数据量压缩到原来的1/2-1/60。如今已有压缩编码/解压缩编码的国际标准JPEG和MPEG。2.多媒体大容量信息存储技术由于多媒体信息容量较大，因此光存储技术及新的存储标准是人们关注和研究的热点。1、存储技术概述2、光盘存储格式标准3、常用光存储器分类4、DVD简介3.多媒体数据库技术用于管理多媒体信息的数据库称为多媒体数据库，它是多媒体技术与数据库相结合的产物。多媒体数据库能够处理各种形式复杂、类型不同的多种媒体数据，能够快速完成多媒体信息的检索、替换、增删、存储和传输，与传统数据库有较大差别。多媒体网络通信技术是多媒体技术、网络技术和现代通信技术的有机结合，使计算机交互性、网络的分布性和多媒体信息的综合性融为一体。为我们提供了全新的信息服务方式。4.多媒体网络通信技术多媒体通信技术包含语音压缩、图像压缩及多媒体的混合传输技术。宽带综合业务数字网（B-ISDN）是解决多媒体数据的传输问题的一个比较完整的方法，其中ATM（异步传送模式）是近年来在研究和开发上的一个重要成果。其数据传输速率可达2.4Gbps5.多媒体同步技术同步是指在多媒体终端上显现的视频画面、声音和文字均以同步方式工作。当几种媒体被集成后，它们构成了一个整