多媒体技术与应用

多媒体技术与应用第一章Chap1多媒体技术概述1.1多媒体技术的基本概念何谓多媒体呢？“多媒体”一词译自英文“Multimedia”，即“Multiple”和”Media”的合成，其核心词是媒体。媒体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。（信息的存储介质）媒介：传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。（信息的表现方式）1、多媒体的定义“多媒体”是指融合两种或两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体，这些信息媒体包括：文字、声音、图形、图象、动画、视频等。2、媒体的类型根据国际电信联盟电信标准局ITU-T（原CCITT）的定义，“媒体”可分为五类：感觉媒体：能直接作用于人们的感觉器官，从而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。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，键盘鼠标器、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。3、超媒体的概念超文本——是以文字的形式表示信息，建立的链接关系主要是文句之间的链接关系。传统文本是以线性方式组织的，而超文本是以非线性组织的。超媒体——除了使用文本外，还使用图形、图像、声音、动画、或影视片断等多媒体来表示信息，这些媒体之间也是用超级链接组织的。4、多媒体的特性多样性：指信息媒体的多样性。交互性：用户与计算机的多种信息媒体交互操作。集成性：5、多媒体中的媒体元素及特征文本（1）非格式化文本文件（TXT）——只有文本信息，没有任何格式信息（2）格式化文本文件(DOC)——带有各种文本排版格式信息的文件图形图形元素：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。图形文件：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。矢量图看到绘图过程管理每一小块图像构造图库、加快画的生成不适用于复杂图图像图像：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。像素矩阵（点位图）：静止图像是一个矩阵，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点的颜色、亮度等信息。图像文件：在计算机中的存储格式有多种，如BMP、GIF、JPG等，一般数据量都较大。点位图音频音频，泛指声音，包括波形声音、语音和乐音。多种数字音频的存储格式：WAV：通过对模拟波形声音进行采样、量化而得2.5MB/15sMIDI：记录的是一系列指令，而不是波形数据334B/15sMP3…：不同的音频压缩规范产生不同的音频文件250KB/15s音频压缩是以较大的压缩率达到近乎逼真的音质动画动画：——是活动的画面，实质是一幅幅静态图像的连续播放。根据动画的实现方式分类：帧动画：通过一帧一帧显示位图序列来实现运动的效果造型动画：分别设计构成物体的每个动元特征，然后用这些动元构成完整的帧画面视频视频是由一幅幅单独的画面序列（帧）组成，这些画面以一定的速率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、RM、MPG、MOV等视频就是利用人眼视觉暂留原理，通过播放一系列的图片，使人眼产生运动的感觉。1.2多媒体系统构成1、多媒体计算机系统的分层结构2、多媒体软件结构驱动程序；多媒体操作系统;数据处理软件和工具；如:视频/音频的采集、编辑创作软件和工具；如:Authorware应用软件。终端用户应用程序和多媒体节目3、多媒体硬件系统的组成多媒体硬件系统是由计算机传统硬件设备光盘存储器(CD-ROM)、音频输入/输出和处理设备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而成，其基本框图如下图所示。4、多媒体个人计算机多媒体个人计算机(MultimediaPersonalComputer，简称MPC)，是指具有多媒体功能的个人计算机。它是在PC基础上增加一些硬件板卡及相应软件，使其具有综合处理文字、声音、图像视频等多种媒体信息的功能。(1)MPC基本硬件构成MPC主要特征可以用一个简单的公式表示：多媒体PC机=PC机+CD-ROM驱动器+声卡+视频卡(2)MPC技术标准5、多媒体相关技术数据压缩与编码技术多媒体专用芯片技术多媒体数据存储技术媒体输入与输出技术多媒体系统软件技术超文本和Web技术多媒体通信技术虚拟现实技术标准项目MPC标准1MPC标准2MPC标准3CPU8028680486Pentium/95RAM2MB2MB2MB磁介质3.5英寸，1.44MB软驱3.5英寸，1.44MB软驱3.5英寸，1.44MB软驱存储30MB硬盘160MB硬盘540MB硬盘CD-ROM驱动器数据传输率不小于150kb/s，具有CD声音传输能力数据传输率不小于300kb/s，平均查询时间为400ms数据传输率不小于300kb/s，声卡8bit立体声16bit立体声16bit立体声，波表合成声卡图形显示卡640*480，16色或320*200，256色640*480，65536色MPEG硬件或软件解压回放输入设备101键盘、两键鼠标101键盘、两键鼠标101键盘、两键鼠标I/O端口串口、并口、MIDI口、游戏杆端口串口、并口、MIDI口、游戏杆端口串口、并口、MIDI口、游戏杆端口操作系统Windows3.0或Windows3.1，或MS-DOSWindows3.0或Windows3.1，或MS-DOSWindows3.0或Windows3.1，95或MS-DOS6、多媒体操作系统是多媒体软件的核心，负责：多任务的调度；保证音频、视频同步控制；提供多媒体信息的各种基本操作和管理；具有对设备的相对独立性与可扩展性。Windows、OS/2和Macintosh都提供了对多媒体的支持。7、多媒体素材采集与制作技术素材的采集与制作主要包括采集并编辑多种媒体数据。如:声音信号的录制编辑和播放；图像扫描及预处理；全动态视频采集及编辑；动画生成编辑；音/视频信号的混合和同步等。8、多媒体创作工具多媒体创作软件，又称多媒体创作工具，是多媒体专业人员在多媒体操作系统之上开发的，供特定应用领域的专业人员组织编排多媒体数据，并把它们连接成完整的多媒体应用系统的工具。如：会声会影、Adobepremiere9、多媒体数据库技术多媒体信息是结构型的，致使传统的关系数据库已不适用于多媒体的信息管理，需要从下面四个方面研究数据库：（1).多媒体数据模型（2).媒体数据压缩和解压缩的模式（3).多媒体数据管理及存取方法（4).用户界面10、虚拟现实技术虚拟现实的定义可归纳为：利用计算机技术生成的一个逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉等的感觉世界，用户可以用人的自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互考察。三个特征：沉浸、交互、构想1.3多媒体技术应用与发展就目前而言，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。1、在教育与培训方面的应用多媒体技术在教育方面的作用：使教材多样化；使教育的表现形式多样化；可以进行交互式远程教学。CAI(ComputerAssistedInstruction)计算机辅助教学软件，即课件。2、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）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（ComputerSupportedCooperativeWork）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。3、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、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。4、多媒体技术发展5、多媒体技术的兴起6、多媒体技术的发展方向目前，多媒体主要从以下几个方向发展：（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。（5）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。