《多媒体技术概述》ppt课件1高中信息技术.ppt

多媒体技术及应用 第一章 多媒体技术概述 1.1 多媒体的基本概念 1.1.1 媒体及其分类 媒体的概念 媒体（medium）：媒体是信息表示和传输 的载体。 在计算机领域有两种含义： 一是存储信息的实体：如磁盘、光盘、磁带等 二是传递信息的载体：如数字、文字、声音、图形 等 1.1.1 媒体及其分类 CCITT(目前已被ITU取代)对媒体分类： 感觉媒体 表示媒体 表现媒体 存储媒体 传输媒体 1.1.1 媒体及其分类 对媒体的分类： 感觉媒体：指能直接作用于人的感觉器官，使 人直接产生直接感觉(视、听、嗅、味、触 觉)的 媒体。如人类的语言、音乐、声音、图形、图 像、计算机中的文件、数据等。 表示媒体：为加工、处理和传输感觉媒体而人 为研究、构造出来的一种媒体。其目的是更有 效地加工、处理和传送感觉媒体。包括各种编 码方式，如语言编码、文本编码、图像编码等 。 金手指考试网 / 2016年金手指驾驶员考试科目一 科目四 元贝驾考网 科目一科目四仿真考试题C1 Grammar 表示媒体就是信息的表示方法。信息本身是无 形的，如果要使信息能被人理解和接受，必须 将信息通过一定的方法表示出来。例如语言文 字就是一种表示媒体。注意，在没有经过表现 媒体的“表现”之前，表示媒体并不能让你获得任 何信息。比如我将我的思想组织成一段话（表 示媒体），但在我没有说出来之前（表现媒体 ），你仍然无法知道我到底在想什么。 1.1.1 媒体及其分类 媒体的分类 表现媒体：又称为显示媒体，指感觉媒体和用 于通信的电信号之间转换用的一类媒体。包括 两种：输入表现媒体有键盘、摄像机、光笔、 话筒等；输出表现媒体有显示器、音箱、打印 机等。 存储媒体：表存储介质，如计算机的硬盘、软 盘、磁带及光盘等。 传输媒体：用来将媒体从一处传送到另一处的 用物理载体，是通信中的信息载体，如双绞线 、同轴电缆、光纤等。 在多媒体系统中，汉字编码属于 A.表示媒体 B.表现媒体 C.传输媒体 D.存储媒体 感觉媒体及其分类 多媒体技术中多指感觉媒体，常见的有： 视觉类 视 觉 （静止） 图像 图形 文字 符号 语言文字 （动态） 图像 图形 动态影像视频 真实感三维动画 二维动画 三维动画 1.1.1 媒体及其分类 听觉类 触觉 其他感觉 抽象化 听觉声音 声响（自然界） 语音（人类语言） 音乐 其它（嗅觉、味觉等） 触觉 振动 运动 传感/发生器 1.1.2 多媒体与多媒体技术 多媒体(multimedia)的概念 定义： Multimedia is simply multiple forms of media integrated together. Media can be text, graphics, audio, animation, video, data, etc. 以数字化为基础，能够对多种媒体信息（包括 文字、声音、图形、图像、动画与视频等）进 行采集、编码、存储、传输、处理和表现，综 合处理多种媒体信息并使之建立起有机的逻辑 联系，集成为一个系统并能具有良好交互性的 技术。 由此，多媒体不仅指多媒体本身，而且包括处 理和应用它的一整套技术。所以说“多媒体”与“ 多媒体技术”是同义词。 1.1.2 多媒体与多媒体技术 信息载体的多样性 信息载体的多样性是多媒体的主要特性之一，也是多 媒体研究需要解决的关键问题。信息载体的多样化，是 相对计算机而言的。在多媒体技术中，计算机所处理的 信息空间范围拓展了，不再局限于数值、文本、图形和 特殊对待的图像，并且强调计算机与声音、活动图象（ 或称为影像）相结合，以满足人类感官空间对多媒体信 息的需求。这在计算机辅助教育，以及产品广告、动画 片制作等方面有很大的发展前途。 1.1.3 多媒体技术的特点 1.1.3 多媒体技术的特点 实时性适应了信息载体的多样性 实时性指的是多媒体系统中声音及活动的视 频图像是强实时（hard realtime）的，多媒 体系统需提供对这些与时间密切相关的媒体 实时处理能力。 1.1.3 多媒体技术的特点 交互性易于人和计算机的交互 交互性指人可以对信息进行加工处理并控制 信息的输入、输出及播放。交互可以增加对 信息的注意力和理解力，延长信息保留的时 间。 当我们完全地进入到一个与信息环境一体化 的虚拟信息空间自由遨游时，这才是交互式 应用的高级阶段，这就是虚拟现实（Virtual Reality）。 集成性： 多媒体技术不仅要对多种形式的信息进行各种 处理，而且要将它们有机地结合起来，突出的例 子是动画制作，要将计算机产生的图形或动画与 摄像机摄得的图叠加在一起，在播放时再和文字 、声音混合，这样，就需要对多种信息的综合和 集成处理。多媒体的集成性主要体现在两个方面 ： 1.1.3 多媒体技术的特点 1.1.3 多媒体技术的特点 1.多媒体信息的集成，是指各种媒体信息 应能按照一定的数据模型和组织结构集成 为一个有机的整体，以便媒体的充分共享 和操作便用； 2.操作这些媒体信息的工具和设备集成， 是指与多媒体相关的各种硬件设备的集成 和软件的集成，为多媒体系统的开发和实 现建立一个联想的集成环境，以提高多媒 体软件的生产力。 总之，多媒体最显著的特点是具有媒体的多 样性、实时性、集成性和交互性。从这个角度就可 判断什么是多媒体。如电视等不具备交互性，所以 不是多媒体。 多媒体技术是综合的高新技术，它是多个 相关学科综合发展的产物。 微电子技术； 计算机技术； 通信技术； 其他技术。 从应用角度来看，人们对多媒体系统的认识一 是来自电视，一是来自计算机。 使电视用户有一定的控制权限和使计算机画面 更加赏心悦目成了我们改进的目标，这正是电 视和计算机结合原因所在。 将计算机软硬件技术、数字化声像技术和高速 通信网技术集成为一个整体，把多种媒体信息 的获取、加工、处理、传输、存储、表现于一 体。 1.1.4 多媒体技术的研究意义 多媒体技术不仅是时代的产物，也是人类历史发展的必 然。 从人类历史的发展来看， 人与人之间的交流手段是推动 社会发展的一个重要因素 从计算机发展的角度来看，用户和计算机的交互技术一 直是推动计算机技术发展的重要动因。 多媒体技术将文字、声音、图形、图像集成为一体，获 取、存储、加工、处理、传输一体化， 使人机交互达 到了最佳的效果 多媒体技术的引入提高了工作效率 1.2 多媒体技术的发展历程 启蒙发展阶段 标准化阶段 普及应用 1.2.1 启蒙发展阶段 多媒体计算机技术最早起源于20世纪80年代中期。 1984年，Apple公司在研制Macintosh计算机时，为 了改善人机交互界面， 创造性地使用了位映射 (bitmap)、窗口(window)、图符(icon)等技术， 所带 来的图形用户界面(GUI)， 同时鼠标作为交互设备 配合GUI使用， 大大方便了用户的操作。 1985年，Microsoft公司推出了Windows，它是一个 多任务的图形操作环境。 Amiga（非正式译名为阿米加）是Amiga 公司开发的个人电脑产品系列。在1982年 ，主要的硬件设计师杰迈纳开始了Amiga 的开发工作。Commodore International收 购了Amiga公司后，在1985年将Amiga引 入到市场里。“Amiga”这个名词在西班牙 语里意为女性朋友。 1.2.1 启蒙发展阶段 Amiga使用了支持多媒体图形和音频的多处理器 技术，所以它具有很好的视频和音频质量。也使 得它超越了同时期的其它电脑,它通常被使用在电 影制作视频和音频的后期处理上。Amiga 500 使 用了主频为7.14MHz的Motorola 68000 CPU，搭 配512K内存。大部分软件都在3.5“软盘上运行， 当然也可以使用硬盘。Amiga 使用的OS是第一 个支持多任务的桌面操作系统，这一点连Apple 、Microsoft和IBM也自叹不如 。 Amiga成为了高分辨率，快速用户响应接口，以 及适合游戏的计算机的同义词。 1.2.1 启蒙发展阶段 Commodore公司在1987年出产的Amiga 500是当时最受欢迎的Amiga电脑型号 1986年，荷兰Philips公司和日本Sony公司联合 出CD-I，同时公布了该系统所采用的CD-ROM 光盘的数据格式，这项技术对大容量存储设备 光盘发展起着巨大的影响，并经ISO认可成为国 际标准。 1.2.1 启蒙发展阶段 该系统把高质量的声音、文字、计算机程序、图 形、动画以及静止图象等都以数字的形式存放在 容量为650MB的5英寸只读光盘上。用户可通过 与该系统相连的家用电视机、计算机显示器和 CD-I系统进行通信、使用鼠标器、操纵杆和遥控 器等定位装置选择人们感兴趣的视听材料进行播 放，可完成培训或教育任务 大容量光盘出现为存储表示声音、文字、图形、 视频等高质量的数字化媒体提供了有效的手段。 1.2.1 启蒙发展阶段 关于交互式视频技术的研究 1983年开始，美国无线电公司RCA研究中心就着手研制 交互式数字视频系统，后来RCA把推出的交互式数字视 频系统DVI卖给了GE公司。 1987年，Intel公司又从GE买到这项技术，于1989年初把 DVI技术开发成为一种可普及商品。随后又和IBM公司 合作，在Comdex/Fall89展示会上推出Action Media 750 多媒体开发平台。 1991年，Intel和IBM合作又推出了改进型的Action Media， Action Media在扩展性，可移植性，视频处 理能力等方面均大大改善。 1.2.1 启蒙发展阶段 1.2.2 标准化阶段 1990年10月， 在微软公司召开多媒体开发工 作者会议上提出MPC1.0标准。 1993年由IBM， Intel等数十家软硬件公司组 成的多媒体个人计算机市场协会(MPMC)发布 了多媒体个人机的性能标准MPC2.0。 1995年6月， MPMC又宣布了新的多媒体个人 机技术规范MPC3.0。 1996年以后， 新的个人机均支持基本多媒体 功能。 数字化图像压缩国际标准 JPEG标准 MPEG标准 ITU H.26X标准 JPEG标准 它是ITU和ISO两家联合成立专家 JPEG(Joint Photographic Experts Group)建立 的适用彩色和单色、多灰度连续色调、静 态图像压缩国际标准。该标准在1991年通 过为ISO/IEC 10918标准，全称为“多灰度静 态图像的数字压缩编码”标准。 MPEG标准 为了制定有关运动图像压缩标准， ISO建立一 个专家组MPEG(Moving Picture Experts Group)， 它从1990年开始工作。 MPEG提交的MPEG-1标准用于1.5Mbps速率运 动图像，作为ISO/IEC 11172号标准，于1992年 通过。平均压缩比为50:1。 MPEG-2(大于1.5Mbps)。 MPEG-4(甚低速率)。 MPEG-7(多媒体检索)。 MPEG-21(多媒体应用框架)。 ITU H.26X标准 H.261方案标题是“64kbps视声服务用视象编码 方式” (P64kbps)。该方案确定于1988年，是 一面向可视电话和电视会议的视频压缩算法 的国际标准，其中P是可变参数。 P=1或2时，只支持QCIF分辨率(176144)格式 每秒帧数较低的可视电话； 当P6时，则支持CIF分辨率(352288)格式每 秒帧数较高的活动图像的电视会议。 H.262/263标准。 数字化音频压缩标准 MPEG-1,2,4音频标准 16kbps ITU 标准化方案G.728 准备用在64kbps的ISDN线路的可视电话， 带宽分 配为语音16kbps， 图像48kbps。 32kbps ITU标准化方案G.721标准。 目的是最终取代现有PCM电路传送方式， 最初是 面向卫星通信，长距离通信以及信道价格很高线 路的语音传输。目前应用领域还包括电视会议的 语音编码，为提高线路利用率的多媒体多路复用 装置， 数字录音电话及高质量语音合成器等。 64kbps ITU标准化方案G.722 该标准是面向7kHz带宽以语音和音乐为对 象的标准化音响编码方案，应用领域是面 向高质量语音通信会议的。它具有3种工作 模式即64kbps， 56kbps和48kbps。 CD-DA CD-ROM CD-I VCD DVD 光盘标准 1979年，Philips和Sony公司结盟联合开发CD-DA (Compact Disc-Digital Audio,精密光盘数字音频 ）标准。Philips已经是开发了商业的激光唱盘播 放器，Sony旗下则有十几年的数字记录技术研究 经验。当它们就规范单一的音频技术进行协定时 ，这两个公司陷入了争吵这就引入了潜在的 不兼容的音频激光盘格式。 Philips公司主要进行物理设计，它设计的CD类似 于先前生产的激光唱盘，盘上的凹陷(pit)和平地 (land)可以通过激光读取；Sony则主要进行数模 电路的设计，特别是数字编码和纠错码设计。 CD-DA 1980年，这两个公司发布了CD-DA标准，就是今天所说 的红皮书标准（因发布文档的封面为红色而得名）。红皮 书包括记录、采集以及今天仍然使用的120mm(4.72英寸 ）直径物理格式等规范。据说确定这个光盘尺寸是因为它 可以容纳在没有中断情况下大约70分钟的贝多芬第九交 响曲的全部内容。 该规范发布以后，这两家公司竞相推出第一款商用CD音 频驱动器。由于Sony在数字电路方面有丰富的经验，在 与Phlipis竞争了一个月以后最终取胜，并于1982年10月1 日推出了CDP-101播放器和世界上第一个CD唱片 Billy Joe的52nd Street专辑。该播放器首先在日本上市， 然后是欧洲，直到1983年初才打入美国市场。1984年， Sony又推出了第一个可移动便携式CD播放器。 CD-DA CD-ROM规格的黄皮书由Philips、Sony和微软 于1983年推出，经历了多次修正，黄皮书采用了 CD-DA（红皮书）的物理格式，并添加了一层错 误检测和纠正的标准，以保证数据存储的可靠性 。另外还增加了同步和标示信息以便更加准确地 定位。黄皮书规定了两种模式，分别提供了不同 的检错和纠错机制，这是因为存储数据文档（计 算机文件）不允许有任何错误，而视频影像和声 音等数据则可以允许少许错误。1989年，黄皮书 被ISO接受为120mm只读光盘（CD-ROM）数据 交换的国际标准ISO/IEC 10149。 CD-ROM 电子出版物的一种。中文习称交互式光盘。它的 功能与CD-ROM类似 ，但除了以影像 、声音 、 图形和计算机数据形式存在的多种媒体的信息融 合一体，传达给使用者外，使用者还能够以交互 方式索取到有意义的信息。CD-I在数据库 、游戏 、百科全书、教育和许多商业领域广泛应用。 CD-I 技术由 荷兰的飞 利浦公司和日 本的索尼公 司合作开发。两家公司的主要目标是研制一项世 界标准，以使CD-I光盘能在世界各地的CD-I播放 机上运行。为此，他们公布了CD-I完整功能性规 范，通常称为绿皮书。 CD-I VCD VCD，影音光碟（Video Compact Disc ；VCD），是一种在光碟（Compact Disk）上存储视频信息的标准。VCD可以 在个人电脑或VCD播放器以及大部分DVD 播放器中播放。VCD标准由索尼、飞利浦 、JVC、松下等电器生产厂商联合于1993 年制定，属于数字光盘的白皮书标准。 DVD 数字多功能光盘（英文：Digital Versatile Disc），简称DVD，是一种光 盘存储器，通常用来播放标准电视机清晰 度的电影，高质量的音乐与作大容量存储 数据用途。DVD与CD的外观极为相似， 它们的直径都是120毫米左右。 1.3 多媒体技术的应用与发展 1.3.1 多媒体技术的应用 基本应用方式包括： 多媒体演示系统：如计算机辅助教学（CAI）、光盘制 作、公司和地区的多媒体演示、导游及介绍系统等。技术已 成熟，主要在实现技术和创意两个方面。 多媒体网络：通过网络实现多媒体信息的实时传输是多媒 体时代用户的极大需求，如视频会议、远程教学、远程医疗 、视频点播等。 数字电视应用：数字电视将与计算机和信息网络相结合 ，实现多媒体信息的双向传输，人们不仅可以看电视，还可 以选择节目内容，实现信息检索。 1.3.2 多媒体技术的发展 多媒体技术的发展可以概括为两个方面： 一是智能化：未来的计算机能够识别多媒体信息、理 解多媒体信息。它能够知道语言的含义，能够认识图 象的含义。人们与计算机的交互可以通过语言、行为 等人与人交往的自然方式进行。 二是立体化：多媒体的应用不限于在计算计上处理和 表现，许多家电设备、工业控制系统、现场监视系统 等将构成一个立体的网络系统。 1.3.3 多媒体是技术与应用发展的必然 多媒体技术的产生 计算机计算机大众传播大众传播通 信 文字文字 网 络 客 户 客 户 客 户 服 务 器 通 信计算机大众传播通 信 多 媒 体 信 息 系 统 1.3.4 多媒体改善了人类信息的交流 人的思维模式： 形象、联想、多样、模糊、并行 计算机的工作方式： 精确、清楚、串行、 人机交互形式 人人（通过计算机）；人计算机；计算 机人；计算机计算机 多媒体技术的发展将对人类社会产生深远 影响。 1.4 多媒体技术研究的主要内容 1.4.1 什么是多媒体技术 三大信息技术的联合： 计算机、通信、TV 综合各个方面： 通信、广播、印刷、出版、计算、 多媒体技术 以网络为支持，为人类生活提供各种服务创 造一种新型的人与人交往的新环境。 1.4.2 多媒体技术研究的主要内容 多媒体技术的基础 多媒体软硬件平台技术 多媒体操作系统技术 多媒体信息管理技术 多媒体通信与分布应用技术 1.5 多媒体系统的分类及组成 1.5.1