第1章 多媒体技术概论2

1、11.2.3 多媒体计算机 多媒体计算机(MPC Multimedia Personal Computer )一般是指能够综合处理图文声像等多种媒体的计算机。 23MPC的主要特征具有激光驱动器CD-ROMCD-ROM是多媒体技术的基础，它是最经济、最实用的数据载体1输入手段丰富除常用的键盘和鼠标外，还有扫描输入、手写输入和文字识别输入等2输出种类多、质量高以音频、投影、视频以及帧频等多种形式输出多媒体信息3显示质量高高性能显示卡和优质显示器为图像、视频等的处理提供不失真的参照基准4具有丰富的软件资源设备驱动程序，操作系统，对象制作软件，平台软件，工具软件，应用软件54 从MPC标准来看，多媒

2、体计算机应具有以下特征：光盘驱动器；高质量的音频卡，播放高效的声音；高质量的显示卡,进行图文并茂的显示；多媒体系统软件和应用软件MPCMPCPCPCCD-ROMCD-ROMSOUND BOARDSOUND BOARD 显示卡多媒体操作系统显示卡多媒体操作系统51.3 多媒体系统的组成1.3.1 多媒体系统的层次结构1.3.2 多媒体系统的基本组成61.3.1 多媒体系统的层次结构 多媒体计算机系统的层次如下：多媒体应用软件多媒体开发工具多媒体操作系统多媒体驱动程序多媒体硬件系统7多媒体驱动程序直接用来控制和管理多媒体硬件。它完成设备的初始化、各种设备操作以及设备的关闭等。驱动程序一般常驻内存，

3、每个多媒体硬件都需要一个相应的驱动程序。多媒体驱动程序8多媒体操作系统简言之就是具有多媒体功能的操作系统。多媒体操作系统必须具备对多媒体数据和多媒体设备的管理和控制功能，具有综合使用各种媒体的能力，能灵活地调度多种媒体数据并能进行相应的传输和处理，且使各种媒体硬件和谐地工作。多媒体操作系统 多媒体操作系统根据用途的不同，分两类：专用多媒体操作系统通用多媒体操作系统9多媒体操作系统大致可分为两类： 一类是为特定的交互式多媒体系统使用的多媒为特定的交互式多媒体系统使用的多媒体操作系统体操作系统。如Commodore公司为其推出的多媒体计算机Amiga系统开发的多媒体操作系统Amiga DOS，Ph

4、ilips和SONY 公司为他们联合推出的CD-I 系统设计的多媒体操作系统CD-RTOS(Real Time Operation System)等。 另一类是通用的多媒体操作系统通用的多媒体操作系统。随着多媒体技术的发展，通用操作系统逐步增加了管理多媒体设备和数据的内容，为多媒体技术提供支持，成为多媒体操作系统。目前流行的Windows 9x、Windows NT、Windows XP主要适用于多媒体个人计算机；Macintosh是广泛用于苹果机的多媒体操作系统。10在多媒体操作系统的支持下，利用图形和图像编辑软件、视频处理软件、音频处理软件等来编辑与制作多媒体节目素材，并在多媒体著作工具软

5、件中集成。多媒体开发工具11直接面向用户，是为满足用户的各种需求服务的。应用系统要求有较强的多媒体交互功能，良好的人机界面。多媒体应用软件121.3.2 多媒体系统的基本组成多媒体系统由多媒体计算机硬件和多媒体计算机软件两部分组成的。多媒体计算机系统硬件系统软件系统13多媒体硬件系统是由计算机主机以及可以接收和播放多媒体信息的各种多媒体设备组成的，如图：多媒体硬件系统的组成主机显示器视频卡声卡CD-ROM摄像机影碟机录像机麦克风扬声器收录机MIDI合成器141.计算机 MPC、工作站2.多媒体板卡 显示卡、音频卡、视频卡多媒体硬件系统 医疗工作站的一体化双屏显示器医疗工作站的一体化双屏显示器

6、15显卡：又称显示适配器，是主机和显示器之间的接口，用于将主机中的数字信号转化成图像信号在显示器上显示出来。16声卡：用来录制、编辑和回放数字音频文件，控制各声源的音量并加以混合，在记录和回放数字音频文件时进行压缩和解压缩，采用语音合成技术让计算机具有基本的语音识别功能等。17视频采集卡：从动态视频中捕获图像并存储。在捕捉视频信息的同时获得伴音，使音频部分和视频部分在数字化时同步保存、同步播放。183.多媒体外部设备193.多媒体外部设备CD-ROM系统：包括CD-ROM驱动器和盘片两部分，用于读取或存储大容量的多媒体信息20台式扫描仪平板式扫描仪底片扫描仪 (透射式)手持扫描仪滚筒扫描仪扫描

7、、打印两用机扫描仪：是一种静态图像输入设备，利用光电转换原理，把黑白或彩色的原稿信息数字化后输入到计算机中，还可以用于文字识别、图像识别等新的领域。21触摸屏：是一种定位设备，当用户触摸安装在显示器前面的触摸屏时，接触位置的信息以坐标形式被触摸屏控制器检测到，并通过接口送到CPU，从而确定用户输入的信息。触摸屏触摸屏22 触摸屏 输入设备，坐标定位装置触摸屏 触摸屏组成显示器触摸检测装置触摸屏控制卡驱动程序 作 用 将坐标信息送入计算机 触摸检测装置 特点：高透明度，可触摸 作用：获得触摸坐标信息 触摸屏控制卡 作用：分析触摸坐标信息 坐标信息数字化 传送至主机电缆 驱动程序 作用：提供数据分

8、析方法 规范信号传送格式 控制硬件动作23中档数码照相机高级数码照相机影楼专用数码照相机 数字成像设备数码照相机：使用电荷耦合器件作为成像部件，它把进入镜头的光影信号转换为电信号，再经模/数转换器处理成数字信息，存储在相机内的存储卡中。24 数码照相机的镜头影像数字信号工作原理译码器 存储介质 数据接口 软盘 微型硬盘 压缩闪存卡 (存储卡) CD-RW激光盘 译码器 作用 将电信号转换成数字信息 CCD (Charged Coupled Device) (光电偶合器件) 基本光敏单元 像素 作用 将可见光转换成电信号25技术指标 LCD显示屏 (彩色/单色/像素数量)数字信号译码器 存储介质

9、 数据接口 像素数量 (200万 1200万) 光敏元件排列方式直排列 交错排列 CF卡 (Compact Flash) 内置ATA/IDE控制 最大容量1GB SM卡 (Smart Media) 最大容量128MB MS卡 (Memory Stick) SONY专用、高速 最大容量1GB XD卡 (XD-Picture) 最大容量8GB 数据接口 USB / Video 输出接口 IEEE 1394 高速接口 光学镜头与快门26数码摄像机：是一种记录声音和活动图像的数码视频设备，所记录的数字图像可以直接输入计算机进行编辑处理。数字摄像头：多用于在网络视频电话或视频电子邮件中实时捕捉影像信息，

10、在网络视频应用方面发挥数码相机和摄像机的双重作用。数码摄像机数码摄像机摄像头摄像头27显示器是一种计算机输出显示设备，它由显示器件(如CRT、LCD)、扫描电路、视放电路和接口转换电路组成，为了能清晰地显示出字符、汉字、图形，其分辨率和视放带宽比电视机要高出许多。音箱(扬声器）是一个能将模拟脉冲信号转换为机械性的振动，并通过空气的振动再形成人耳可以听到的声音的输出设备。显示器显示器音箱音箱音箱音箱28 各种类型的打印机各种类型的打印机喷墨打印机喷墨打印机喷墨打印、扫描两用机喷墨打印、扫描两用机彩色激光打印机彩色激光打印机喷墨打印机喷墨打印机( (喷绘喷绘) )喷墨打印机喷墨打印机照片打印机照片

11、打印机29打印机重要参数打印机重要参数 打印分辨率：打印分辨率： 720 2880dpi720 2880dpi 打印速度：打印速度：ppm (ppm (页页/ /分钟分钟) ) 打印介质：普通纸、专用纸、照片纸、胶片、转印纸等打印介质：普通纸、专用纸、照片纸、胶片、转印纸等 耗材成本：墨盒、颜料等耗材成本：墨盒、颜料等 法律问题法律问题 喷墨打印原理喷墨打印原理墨盒墨盒微压电片微压电片喷嘴喷嘴纸张纸张6 6基色打印头基色打印头打印数据打印数据4848喷嘴喷嘴 4848喷嘴喷嘴 4848喷嘴喷嘴 (48 (48喷嘴喷嘴6=2886=288喷喷嘴嘴) )30CRT CRT 阴极射线管投影机阴极射线

12、管投影机LCD LCD 液晶投影机液晶投影机DLP DLP 数字光处理投影机数字光处理投影机LCOS LCOS 硅液晶投影机硅液晶投影机投影仪是一种用于计算机信息的大屏幕显示设备。31多媒体软件 1多媒体系统软件 多媒体驱动程序、多媒体操作系统 2多媒体支持软件(开发工具) 多媒体素材制作工具软件,包括多媒体素材制作工具、多媒体著作工具和多媒体编程语言。 3.多媒体应用软件：又称多媒体应用系统或多媒体产品，是直接面向用户的，例如，教学软件、培训软件、电子图书等32 文字特效制作软件：MS Word(艺术字) Ulead COOL 3D 音频处理软件： Adobe Audition Twelve

13、 Tone Cakewalk 图形与图像处理软件： Corel CorelDRAW Adobe Photoshop Ulead PhotoImpact Adobe Illustrator多媒体素材制作工具33 动画制作软件：Adobe Flash CS5 Discreet 3ds max Alias/Wavefront Maya 视频编辑软件： Adobe Premiere Ulead MediaStudio多媒体素材制作工具34多媒体著作工具软件多媒体著作工具软件 Microsoft PowerPointMicrosoft PowerPoint Microsoft FrontPage Mic

14、rosoft FrontPage Macromedia Authorware Macromedia Authorware Macromedia Director Macromedia Director多媒体编程语言多媒体编程语言 VBVB、VC+VC+、DelphiDelphi35 3637 (1) (1) 未经著作权人同意，擅自发表未经著作权人同意，擅自发表 (2) (2) 将他人作品当作自己作品发表将他人作品当作自己作品发表 (3) (3) 把与他人合作作品当作自己作品发表把与他人合作作品当作自己作品发表 (4) (4) 未经著作权人同意，修改、翻译、注解、未经著作权人同意，修改、翻译、注

15、解、 复制、发行、展示复制品等复制、发行、展示复制品等侵权行为侵权行为38（1 1）拍照、扫描、处理）拍照、扫描、处理（2 2）形成文件）形成文件（1 1）动画造型设计）动画造型设计（2 2）绘制动画）绘制动画（3 3）生成动画文件）生成动画文件（1 1）制定文件标准）制定文件标准（2 2）撰写解说词）撰写解说词（3 3）设计界面风格）设计界面风格（4 4）确定功能种类）确定功能种类创创 意意制作图片制作图片制作动画制作动画制作声音制作声音编制程序编制程序制作制作CDCD（1 1）录制加工声音素材）录制加工声音素材（2 2）生成声音文件）生成声音文件（1 1）统一文件格式）统一文件格式（2 2

16、）编制程序）编制程序（1 1）规划存放方式）规划存放方式（2 2）编制安装程序）编制安装程序说明书、包装说明书、包装创创 意意制作图片制作图片制作动画制作动画制作声音制作声音编制程序编制程序制作制作CDCD说明书、包装说明书、包装多媒体产品的制作过程多媒体产品的制作过程光盘光盘说明书说明书产品包装产品包装MultimediaMultimedia391.4 多媒体技术的研究内容 多媒体数据压缩/解压缩技术 数字化多媒体信息存储技术3 多媒体数据库技术4 超文本与超媒体技术5多媒体通信与分布处理6 虚拟现实技术7 智能多媒体技术401 多媒体数据压缩/解压缩技术 图像、动画、视频和音频等数字化后数

17、据量是非常大的，例如： 一幅中等分辨率(640*480像素)的真彩色(24位/像素)图像900KB。JPEG压缩比25:1 以每秒25帧的速度播放约占22MB/s，即使是 存储容量为650MB的 CD-ROM也只能播放 30秒左右。 MPEG压缩比200:1412 数字化多媒体信息存储技术数字化的多媒体信息经过压缩后仍有大量的数据，比如动态视频图像，若采用现有的算法压缩后，存储一小时的影视节目大约需要几百兆的空间，因此存储技术也是多媒体技术发展和应用的关键技术之一。 从目前的技术来看，在大容量、高速度、低价格的存储器发明之前，只读光盘是比较理想的多媒体存储介质。42 数字化的多媒体对存储技术提

18、出了两方面的要求：一是大容量的存储技术，二是具有足够的数据传送带宽和对多媒体实时处理功能的支持。因此必须探索开发新的存储器。目前有以下几类新的存储技术：蓝光盘：数据存储量约为27GB全息光盘技术：储存容量高达1TB(1000GB)超级光盘技术：采用更多的进制来表示信息荧光多层存储技术：存储容量可达140GB433 多媒体数据库技术广泛的需求广泛的需求：数字音频库 AOD用（Audio on Demand）数字视频库 VOD用（Video on Demand）公共资源库：艺术藏品、百科全书、数字地图、旅游资料、数字图书馆教学资源库：素材、课件、题库处理非规则数据的途径: a 在现有商用数据库管理

19、系统的基础上增加接口，以满足多媒体应用的需要；b 建立基于一种或几种应用的专用多媒体信息管理系统；c 从数据模型入手，研究全新的通用多媒体数据库管理系统。44研究开发多媒体数据库要解决的关键技术问题研究开发多媒体数据库要解决的关键技术问题： a 多媒体数据模型主要采用关系数据模型的扩充和采用面向对象的设计方法。由于用传统的关系模型难以描述多媒体信息和定义对多媒体数据对象的操作，目前在关系模型扩充方面除了引入抽象数据类型外，较多的采用语义模型的方法。关系模型主要描述数据的结构，而语义模型则主要表达数据的语义，语义模型的层次高于关系模型，后者可以作为前者的基础。目前的研究表明，采用面向对象的方法来

20、描述和建立多媒体数据模型是较好的方法，面向对象的主要概念包括对象、类、方法、消息、封装和继承 等 ， 可 以 方 便 地 描 述 复 杂 的 多 媒 体 信 息 。 45 b 数据的压缩和解压缩由于多媒体数据，如声音、图像及视频等数据量大，存贮和传输需要很大的空间和时间，因此必须考虑对数据进行压缩编码，压缩方法要考虑到复杂性，实现速度及压缩质量等问题。c 多媒体数据的存贮管理和存取方法目前常用的有分页管理、B+树 和Hash方法等。在多媒体数据库中还要引入基于内容的检索方法、矢量空间模型信息索引检索技术、超位检索技术及智能索引技术等。 46 d 多媒体信息的再现及良好的用户界面在多媒体数据库中

21、应提供多媒体宿主语言调用，还应提供对声音、图像、图形和动态视频的各种编辑和变换功能。e 分布式技术多媒体数据通信对网络带宽有较高的要求，需要相应的高速网络，此外还要解决数据集成、异构多媒体数据语言查询、调度和共享等问题。47 超文本这个词在英语词典上并不存在，是美国人泰得纳尔逊于1965年杜撰的。后来，超文本一词得到世界的公认，成了非线性信息管理技术的专用词汇。 超文本是一种文本信息管理技术，它提供的方法是建立各种文本信息之间的网状链接结构，这种结构由节点组成。对超文本进行管理使用的系统称为超文本系统，也称为浏览器或导航图。WWW是近几年来最有影响的超文本系统。4 超文本与超媒体技术48超文本

22、的三要素超文本的三要素 结点：表达信息的一个单位。结点：表达信息的一个单位。 链：结点之间的连接。链：结点之间的连接。 网络：网络： 由结点和链构成的一个有向图。由结点和链构成的一个有向图。结点结点链链网络网络49 超媒体是超文本技术与管理和协调多媒体信息技术的结合，它是一组与时间、形式和媒体有关的动作定义。它与超文本的最大区别是表达性和交互性，即表达更准确，信息更丰富，交互更友好自然。简单地说：超媒体 = 超文本 多媒体 超媒体虽然是超文本加多媒体，但绝对不是简单的叠加，它既要处理超文本和多媒体设计问题，又要解决二者结合带来的新问题。 505多媒体通信与分布处理多媒体通信与分布处理多媒体通信

23、技术包含语音压缩、图像压缩及多媒体的混合传输技术，将电话、电视和计算机三者融为一体，集电话的双向沟通能力、有线电视的高载荷影像传输能力和电子计算机强大的信息处理功能于一体，并通过信息压缩编码技术，确保了多媒体信息在高速信息公路上的双向或多向传输。516虚拟现实技术 虚拟现实(灵境技术)是多媒体技术发展的更高境界，具有逼真的三维虚拟世界。 定义： 利用计算机生成的一种模拟环境(如飞机驾驶、分子结构世界等)，通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。 用途： 模拟训练、科学可视化、娱乐 意义： JFoley：“虚拟现实是人机接口中最后一个堡垒，也是最有意义的

24、领域”。52虚拟现实技术主要是依靠一些特殊的输入输出设备来实现的。两种款式的头戴式显示器虚拟现实环境中的实验者数据手套的每一个指头上都装有一个传感器53从概念上讲，任何一个虚拟现实系统都可以用3个I来描述其特性，即沉浸(Immersion)、交互(Interaction)和想象(Imagination)，这3个I反映了虚拟现实系统的关键特性：1.多感知性：虚拟现实系统应提供包括视觉、听觉、触觉、力觉、运动和味觉等感知能力。2.临场性：又称存在感，是用户在虚拟环境中产生的身临其境、难以分辨真假的感觉。3.交互性：指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和由环境反馈的自然程度。4.自主性：指虚拟环境中物

25、依据物理规律动作的程度。547 智能多媒体技术1993年12月，两位英国学者首次提出了智能多媒体的概念，是一种更加拟人化的高级智能计算。目前主要面临以下挑战：1）多媒体信息空间中的知识表示和推理2）智能多媒体技术中的学习机制55一、教育与培训 多媒体网络教学课件、虚拟课堂、虚拟实验室、数字图书馆、多媒体技能培训系统。1.5 多媒体技术的应用领域56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，不但扩展了信息量，提高了知识的趣味性，而且增加了学习的主动性。几个应用：CAI计算机辅助教学 CAL计算机辅助学习CB

26、I计算机化教学 CAT计算机辅助训练CBL计算机化学习 CMI计算机管理教学57CAI与传统的教学模式相比有哪些优势？1、CAI以图文声像并茂的形式提供信息，提高了获取知识的速度，提高了教学质量，激发了学生的学习积极性；2、实现了学习的个别化，按照学生的能力特点进行教学；3、把多媒体技术与计算机通信技术和知识库相结合，能提供多元化教学，并可使教育走向家庭；4、把以教师为中心的教学模式转向以学生为中心，增加了学生的主观能动性，是学生产生学习的责任感。58二、出版与图书 分类：分类： 电子网络出版和单行电子书刊两大类。电子网络出版和单行电子书刊两大类。特点特点: :容量大、体积小、成本低、检索快、

27、易于保存和复容量大、体积小、成本低、检索快、易于保存和复制、能存储图文声像信息制、能存储图文声像信息 集成性和交互性，即使用媒体种类多，表现力性，集成性和交互性，即使用媒体种类多，表现力性，信息的检索和使用方式更加灵活方便，特别是信信息的检索和使用方式更加灵活方便，特别是信息的交互性不仅能向读者提供信息，而且能接受息的交互性不仅能向读者提供信息，而且能接受读者的反馈。读者的反馈。59三、商业与咨询 商业简报、产品演示、查询服务等，将各种服务指南存放在多媒体系统中向公众展示。产品信息发布产品信息发布 图、文、声、像并茂图、文、声、像并茂信息搜寻信息搜寻 产品、原料、竞争对手产品、原料、竞争对手商

28、务洽谈商务洽谈 电子邮件、网上密谈电子邮件、网上密谈室、室、 白板、视像白板、视像合同签订合同签订 认证过程认证过程货、款支付货、款支付 配送（物流）、银行支付配送（物流）、银行支付售后服务售后服务 智能、多媒体服务智能、多媒体服务60四、网络与通信 数字家电(电话、电视、传真、音响)、多媒体视频会议、远程医疗系统。五、军事与娱乐 军事遥感、核武器模拟、战场模拟 CD、MIDI、VCD、DVD、(三维)游戏。 多媒体技术的优势可能不在于某些具体的应用，而是在于它能把复杂的事物变得简单、把抽象的东西变为具体。61 62一、选择题一、选择题1-11-1媒体中的媒体中的_是为了加工、处理和传输感觉媒

29、体而人是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为构造出来的一种媒体，如文字、音频、图像和视频等的数字为构造出来的一种媒体，如文字、音频、图像和视频等的数字化编码表示等。化编码表示等。 (A) (A) 感觉媒体感觉媒体 (B) (B) 表示媒体表示媒体 (C) (C) 显示媒体显示媒体 (D) (D) 存储媒体存储媒体 1-21-2多媒体技术的主要特性有多媒体技术的主要特性有_。(1) (1) 多样性多样性 (2) (2) 集成性集成性 (3) (3) 交互性交互性 (4) (4) 实时性实时性(A) (A) 仅仅(1) (B)(1)+(2)(1) (B)(1)+(2) (C) (1)+(2)+(3

30、) (D) (C) (1)+(2)+(3 ) (D) 全部全部 631-3.1-3.请根据多媒体的特性判断以下哪些属于计算机多媒体的范畴？请根据多媒体的特性判断以下哪些属于计算机多媒体的范畴？（1 1）交互式视频游戏）交互式视频游戏 （2 2）有声图书）有声图书 （3 3）彩色画报）彩色画报 （4 4）彩色电视）彩色电视（A A）仅（）仅（1 1） (B)(1)+(2) (B)(1)+(2) (C) (1)+(2)+(3 ) (C) (1)+(2)+(3 ) （D D）全部）全部1-41-4一般认为，多媒体技术研究的兴起，从一般认为，多媒体技术研究的兴起，从_开始。开始。(A) 1972(A) 1972年，年，Philips Philips 展示播放电视节目的激光视盘。展示播放电视节目的激光视盘。(B) 1984(B) 1984年，美国年，美国AppleApple公司推出公司推出MacintoshMacintosh系列机。系列机。(C) 1986(C) 1986年年,Philips,Philips和和SonySony公司宣布发明了交互式光盘系统公司宣布发明了交互式光盘系统CD-ICD-I(D)1987 (D)1987 年年, ,美国美国 RCA RCA 公司展示了交互式数字影像系统公司展示了交互式数字影像系统 DVIDVI。 641-51-5多媒体技术未来发展的方向是：（多媒