20090901多媒体技术概论

1、多媒体技术(Multimedia Technology)信息技术系Email：1课程目标了解和掌握多媒体技术基本概念理解数据压缩的基本原理和多媒体数据压缩标准的基本知识掌握多媒体及其相关软件的应用方法，提高多媒体技术实践技能为今后开展多媒体领域的研究和开发工作打下良好的基础2第 1 章 多媒体技术概论第 2 章 多媒体数据压缩基础第 3 章 数字声音基础与语音编码第 8 章 多媒体网络技术应用第 7 章 多媒体数据管理与组织第 5 章 数字视频基础与压缩编码教学内容第 4 章 数字图像基础与压缩编码第 6 章 多媒体存储与接口设备3课程安排教学方式课堂教学（34个学时）实验学时（18个学时）自

2、学考试要求期末笔试60%实验20%平时作业及练习20%4学习方法与要求学习要求:适当做好笔记积极思考参与课堂讨论认真完成习题与实验学习方法理解关键概念领会主要思想和原理勤于查阅相关信息 积极实践，分析和总结问题51.多媒体技术基础及应用 钟玉琢等编著 清华大学出版社，2000 2.多媒体技术基础 赵子江等编著 北京：机械工业出版社，2004 3.多媒体应用基础 (第3版) 刘甘娜 北京：高等教育出版社，2003 教材1.多媒体技术基础 刘清堂等编著 湖北科学技术出版社，2006 2.多媒体技术基础 林福宗编著 北京：清华大学出版社，2000参考书籍6第1章多媒体技术概论1.1 多媒体技术的基本

3、概念 1.2 多媒体技术的发展历程 1.3 多媒体技术的研究内容 1.4 多媒体技术的应用领域 1.5 多媒体技术的发展趋势 71.1 多媒体技术的基本概念1.1.1媒体（Medium） 媒体：承载信息的实体 存储、传输和表示信息的载体。 感觉媒体 （perception medium)：直接作用于人的感官 ，使人直接产生感觉。包括视觉、听觉、嗅觉和触觉 等表示媒体 (representation medium)：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 ，即各种信息的编码和格式。（符号、文字、声音、图象、视频)显示媒体 (presentation medium)：是指用于信息的

4、输入或输出的工具和设备，即感觉媒体与用于通信传输的电信号之间转换的一 类媒体，也可以说是感觉媒体与计算机的界面。又可分为两种：输入显示媒体和输出显示媒体。 存储媒体(storage medium)：又称存储介质，保存表示媒体的介质。传输媒体 (transmission medium)：传输的物理载体，即用来将媒体从一处传送到另一处的物理载体 1媒体的类型 81.1.2多媒体概念 多媒体技术的定义 多媒体计算机技术就是利用计算机技术综合处理多种媒体信息文本、图形、图像和声音等，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。“多媒体”一词源自“Multimedia”，由Multiple和me

5、dia复合而成，融合两种或者两种以上媒体的一种人机交互式的信息交流和传播媒体。9 多媒体的特征1.1.31.多样性指计算机处理媒体信息种类多样化2. 交互性人、机对话，是多媒体技术的关键特征。在多媒体系统中，除了操作上控制自如之外，在媒体的综合处理上也可以随心所欲（最高阶段：虚拟现实）3. 数字化媒体以数字形式存在4. 集成性包括两方面：一方面是指多媒体技术能将各种不同的媒体信息有机地进行同步组合，形成一个完整的多媒体信息；另一方面是指把不同的媒体设备集成在一起，形成多媒体系统。5. 实时性声音、动态图像(视频)随时间变化。10各类文字和符号文字和符号多媒体多媒体多媒体1.1.4多媒体技术所涉

6、及的对象表示媒体如何从事多媒体教学一、视觉类媒体11通过计算而描述的矢量图形文字图形矢量图形对象12用像素点描述的自然影像文字图形图像位图图像对象13单画面矢量动画和多画面帧动画文字图形图像动画多画面帧动画单画面矢量动画FRAME 01 FRAME 02 FRAME 03 FRAME 04 FRAME 05 FRAME 06 FRAME 07动画对象14视频数字信号AVI、压缩视频信号MPG文字图形图像动画视频音频 + 视频Audio Video Information视频对象15音频数字信号、压缩音频信号文字图形图像动画音频 声音 话音 音乐音频对象视频二、听觉类媒体16与环境进行交互的媒体

7、三、触觉类媒体1指点：包括间接指点和直接指点。通过指点可以确定对象的位置、大小、方向和方位，执行特定的过程和相应的操纵。2位置跟踪：为了与系统交互，系统必须了解参与者的身体动作，包括头、眼睛、手、四肢等部位的位置与运动方向，系统将这些位置与运动的数据转变为特定的模式，对相应的动作进行表示。3力反馈与运动反馈：这与位置跟踪正好相反，是由系统向参与者反馈运动及力的信息，如触觉刺激、反作用力（例如推门时的门重感觉）、运动感觉（例如摇晃、振动）及温度等环境信息。这些媒体信息的表现必须借助于一定的电子、机械的伺服机构才能实现。17微软的桌子18多媒体信息系统 1.1.51开发系统：具有多媒体应用的开发能

8、力，系统配有功能强大的计算机，齐全的外部设备和多媒体演示著作工具，主要应用是多媒体应用制作、非线性编辑等。 指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。 2演示系统：可完成多种媒体的应用，并与网络连接。主要应用于产品展示和会议演示等。 3培训系统：以个人计算机为基础，配有CD-ROM驱动器、音响和图像接口控制卡连同相应的外设和网络。 4. 家庭系统：即家庭多媒体播放系统，就是通常的高档多媒体PC，常用于家庭学习,娱乐等。19一、启蒙阶段1984年，Apple公司，Macintosh系统；1985年，Commodore，Amiga系统（世界上第一个多媒体计算机系统）1986,P

9、hilips and Sony，CD-I（交互式紧凑光盘）系统，同时公布了CDROM文件格式（ISO标准）1983,Intel and IBM，DVI（交互式数字视频）系统1988,Action Media 750多媒体开发平台1991,Action Media 750!1.2 多媒体技术的发展历程1.2.1 多媒体技术发展20二、标准化阶段Microsoft，Philips，NEC等公司组成了多媒体个人计算机MPC (Multimedia Personal Computer)市场委员会。1990年10月，MPC规范1.0；1993年5 月，MPC 2.01996年6月，MPC3.01.2 多

10、媒体技术的发展历程21MPC标准的基本内容 (1) 对个人计算机增加多媒体功能所需的软硬件进行最低标准的规范(2) 规定多媒体个人计算机硬件设备和操作系统等的量化标准(3) 制定高于MPC基本标准的升级规范(4) 制定MPC三项基本标准 (MPC-1 / 2 / 3)1.1.6MPC Multimedia Personal Computer 多媒体个人计算机符合MPC标准的具有多媒体功能的个人计算机22MPC-1 标准MPC三项基本标准设备标准配置推荐配置CPU386 SX 386DX or 486SX时钟16MHz内存2MB4MB硬盘30MB80MB接口串行、并行、游戏棒接口MIDIMIDI

11、合成、混音接口显示VGA模式，分辨率640480，16色256色激光驱动器单速CD-ROM，数据传输速率150KByte/s声音输入/重放mV级灵敏度输入，耳机、扬声器输出声卡8bit/11.025kHz采样，11.025和22.05kHz输出操作系统DOS 3.1版本或以上，Windows 3.0带多媒体扩展模块1991年公布23设备标准配置推荐配置CPU486 SX or 兼容CPU486DX or DX2时钟25MHz内存4MB8MB硬盘160MB400MB接口串行、并行、游戏棒接口MIDIMIDI合成、混音接口显示VGA模式，分辨率640480，256色65536色激光驱动器倍速CD-

12、ROM，数据传输速率300KByte/s声音输入/重放mV级灵敏度输入，耳机、扬声器输出声卡16bit采样，11.025、22.05kHz和 44.1kHz输出操作系统DOS 3.1版本或以上，Windows 3.1带多媒体扩展模块1993年5月公布MPC-2标准MPC三项基本标准24设备标准配置CPUPentium CPU或兼容CPU 时钟75MHz内存8MB硬盘540MB接口串行、并行、游戏棒接口MIDIMIDI合成、混音接口显示VGA模式，分辨率640480，64K色激光驱动器4倍速CD-ROM，数据传输速率600KByte/s视频播放NTSC 制: 30帧/秒，分辨率352240PAL

13、 制: 24帧/秒，分辨率352288数据格式: MPEG-1压缩格式1995年6月公布MPC-3标准MPC三项基本标准25多媒体技术标准发展针对不同的应用目的，多媒体的标准可以分为两类：1、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；2、以通信为基础，更多强调在通信网上多媒体信息的传输，以ITU说明为主。26多媒体技术标准发展标准发布时间目标ITU-T1990,12 H.261建议1994.11 H.2621996.3 H.2631998.1 H.263+2003.5 H.264电视会议与可视电话运动图像及其伴音通用编码标准 甚低码率通信的视频编码标准 压缩率最高的视频压缩标

14、准JPEG1991,3 JPEG2001 JPEG2000彩色与灰度图像的压缩可伸缩图像编码MPEG1992 MPEG-11993.11 MPEG-21999 MPEG-42001 MPEG-72003.5 MPEG-4 AVC2005 MPEG-211.5Mb/s 运动图像与伴音数字电视，DVD多媒体应用标准多媒体内容描述接口标准压缩率最高的视频压缩标准多媒体框架标准AVS2006 AVS Video中国视音频压缩标准271.2.2 多媒体技术促进了通信与娱乐和计算机的融合 1.计算机的多媒体化的过程。2.邮政、电报电话，一直到多媒体计算机通信网络-多媒体化的过程3.广播、电视、录像、高清晰

15、度电视/（数字电视）-多媒体化的过程。 计算机0，1通 信大众传媒文 本图象图形声音视频MPC邮 政电 报电 话数字网ISDN信息高速报 纸广 播电 影电 视HDTVITV多媒体时代28从应用的角度来看，多媒体技术的研究领域概括体现在两个方面：以计算机技术为基础，扩展到声像、通信等领域，如计算机电视（Compuvision）是这类产品的代表；是以声像、通信技术为基础，扩展到计算机领域，如电视计算机（Teleputer）是这类产品的代表。(机顶盒)1.3多媒体技术的研究内容 291.3多媒体技术的研究内容 1.3.1 数据压缩与编码技术 1.数据压缩的必要性 2.数据压缩的可能性1.3.2 多媒

16、体专用芯片技术 专用芯片可分为两类：一类是固定功能的芯片，另一类是可编程数字信号处理器DSP芯片。1.3.3 多媒体数据存储技术 VCD、DVD、网络存储技术 30 1.3.4 媒体输入/输出技术 媒体变换技术、识别技术、 媒体理解技术和综合技术 1.3.5 多媒体系统软件技术 多媒体操作系统、 多媒体编辑系统、 多媒体数据库管理技术 1.3.6 超文本和Web技术 超文本是一种有效的多媒体 信息管理技术，其基本的要素是结点、链和网络； Web系统是运行在Internet 上的超文本系统，1.3多媒体技术的研究内容（续） 31 1.3.8 多媒体通信技术 1.3.9 虚拟现实技术 有3个基本特

17、征：沉浸其境、实时交互、自由构想 1.3多媒体技术的研究内容（续） 321.4 多媒体技术应用领域1.教育（形象教学、模拟展示） 形象教学 仿真工艺过程 模拟交互过程 电子教案、教学 网络多媒体教学33应用举例1：多媒体实时教学应用平台34应用举例1：多媒体实时教学应用平台(续)352.商业广告（特技合成、大型演示） 公共招贴广告 大型显示屏广告 平面印刷广告 影视商业广告36Internet国际互联网3.多媒体通信视频会议 交互电视（IPTV)可视电话远程医疗37应用举例2：双向视音频交流平台38应用举例3：IPTV网络教育服务平台39应用举例3：IPTV网络教育服务平台(续)404.影视娱

18、乐业（电影特技、变形效果） 电视/电影/动漫 三维成像模拟特技 演艺界MTV特技制作 仿真游戏41应用举例4：数字动漫孔子的故事七摄氏度425.人工智能与虚拟现实 图像识别与跟踪 三维重建与仿真 语音识别与定位（麦克阵列） 场景模拟与合成43应用举例5： 智能教室44应用举例6：虚拟摄影棚45应用举例7：Digital Patient46应用举例8：三维重建数字武当471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，对该网络及其设备的研究和网上分布应用与信息服务的研究将是热点， 2利用已较成熟的图像理解、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

19、进行基于内容的处理系统（包括编码、创作、表现及应用）。3多媒体标准仍是研究的重点。 1.5多媒体技术的发展趋势484多媒体技术将与相邻技术结合以提供完善的人机交互环境。5虚拟现实技术的研究将继续取得进展，虚拟现实与可视化技术相互补充，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。 1.5多媒体技术的发展趋势（续）491.5多媒体技术的发展趋势 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。 50课内习题一、选择题1-1媒体中的_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化编码表示等。 (A) 感觉媒体 (B) 表示媒体 (C) 显示媒体 (D) 存储媒体 1-2多媒体技术的主要特性有_。(1) 多样性 (2) 集成性 (3) 交互性 (4) 实时性(A) 仅(1) (B)(1)+(2) (C) (1)+(2)+(3 ) (D) 全部 511-3.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？（1）交互式视频游戏 （2）有声图书 （3）彩色画报 （4）彩色电视（A）仅（1） (B)(1)+(2) (C) (1)+(2)+(3 ) （D）全部1-4一般认为，多媒体技术研究的兴起，从_