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1、6.多媒体技术基础n6.1多媒体技术概述n6.2多媒体计算机系统n6.3多媒体压缩技术n6.4多媒体制作工具简介n6.5流媒体技术6.1.1多媒体的定义（国内外）n（1）计算机交互式综合处理多种媒体信息。文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并且具有交互性。n（2）多媒体是以下两种以上媒体组成的结合体。文本图形动画、静态视频、动态视频、声音。这就意味着电视节目、动画片、个人视话表现都可以被看作是多媒体。6.1.1多媒体的定义（国内外）n（3）多媒体是传统的计算媒体。文字、图形、图像以及逻辑分析方法等与视频、音频以及为了知识创建和表达的交互式应用的结合体。n（4）多媒体技
2、术就是能对多种载体（媒介）上的信息和多种存储体（媒质）上的信息进行处理的技术。6.1.1多媒体的定义（国内外）n（5）多媒体是声音、动画、文字、图像和录像等各种媒体的组合。多媒体系统是指用计算机和数字通信网技术来处理和控制多媒体信息的系统。6.1.1多媒体的定义n需要指出的是，一般所说的“多媒体”不仅指多种媒体信息本身，而且指处理和应用多媒体信息的相应技术，因此“多媒体”常被当作“多媒体技术”的同义词。n人们所提到多媒体技术中的媒体主要是指就是利用计算机把文字、图形、影像、动画、声音及视频等媒体信息都数位化，并将其整合在一定的交互式界面上，使电脑具有交互展示不同媒体形态的能力。它极大地改变了人
3、们获取信息的传统方法，符合人们在信息时代的阅读方式。6.1.2多媒体技术的定义n多媒体技术是电脑技术，音频视频技术，图像压缩技术，多媒体网络技术，超媒体技术，文字处理技术等多种技术的一种结合，是高科技的产物，是多种技术综合的结晶。n它是一种能同时综合处理多种信息，在这些信息之间建立逻辑联系，使其集成为一个交互式系统的技术。6.1.2多媒体技术的定义n多媒体技术所处理的文字、数据、声音、图像、图形等媒体数据是一个有机的整体，而不是一个个“分立”的信息类的简单堆积，多种媒体之间无论在时间上还是在空间上都存在着紧密的联系，是具有同步性和协调性的群体。n因此，多媒体技术的关键特性在于信息载体的多样性，
4、集成性，交互性，实时性和协同性。这也是多媒体技术研究中必须解决的主要问题。6.1.2多媒体技术的特性1.信息载体多样性。2.交互性。所谓交互性就是通过各种媒体信息，使参与的各方（无论是发送方还是接收方）都可以进行编辑、控制和传递。3.集成性。多媒体技术是多重媒体的有机集成。6.1.2多媒体技术的特性4.实时性。所谓实时性指在多媒体系统中多种媒体之间无论是在时间上还是在空间上都存在着紧密的联系，是具有同步性和协调性的群体。5.协同性。每一种媒体都有其自身规律，各种媒体之间必须有机地配合才能协调一致。6.1.3多媒体元素的类型n多媒体元素是指多媒体应用中可显示给用户的媒体组成。目前主要包含文本、图
5、形、图像、声音、动画、和视频图像等媒体元素。n1.文本。指各种文字，包括各种字体、尺寸、格式及色彩的文本。6.1.3多媒体元素的类型n2.图像。指从点、线、到三维空间的黑白或彩色几何图；面由像素点阵组成的画面。n3.动画。动画是利用人眼的视觉暂留特性，快速播放一连串静态图像，在人的视觉上产生平滑流畅的动态效果就是动画。6.1.3多媒体元素的类型n4.音频。音频包括音乐语言和各种音响效果。n5.视频影像。视频影像是图像数据的一种，若干有联系的图像数据连续播放便形成了视频。6.1.4多媒体处理的关键技术n1.数据压缩和编码技术：多媒体数据之所以能够压缩，是因为视频、图像、声音这些媒体具有很大的压缩
6、力。以目前常用的位图格式的图像存储方式为例，在这种形式的图像数据中，像素与像素之间无论在行方向还是在列方向都具有很大的相关性，因而整体上数据的冗余度很大；在允许一定限度失真的前提下，能对图像数据进行很大程度的压缩。6.1.4多媒体处理的关键技术n2.数字化技术n数字图像技术。就是对图像进行计算机处理，使其更适人眼或仪器的分辨，并拾取其中的信息。n6.1.4多媒体处理的关键技术n数字音频技术。包括声音采集及回放技术，声音识别技术和声音合成技术。n数字视频技术。一般应包括视频采集及回放，视频编辑和三维动画视频制作6.1.4多媒体处理的关键技术n3.多媒体通信技术n多媒体同步技术n多媒体传输技术6.
7、1.4多媒体处理的关键技术n4.多媒体数据库技术：多媒体数据库是一种包括文本、图形、图像、动画、声音、视频等多种媒体信息的数据库。n通过对多媒体文档的操作进行多媒体的数据处理。6.1.4多媒体数据库技术的研究内容n（1）支持图形、图像、动画、声音、视频图像、文字等媒体字段类型及用户定义的特殊类型。n（2）支持定长数据和非定长数据的集成管理。n（3）支持复杂对象的表示和处理，要求有表示和处理对象间复杂关系的能力，有保证复杂对象完整性和一致性的机制。6.1.4多媒体数据库技术的研究内容n（4）对多媒体数据的处理需要有较高的实时性，以保证具有时序性的信息单元之间在时间或空间上的衔接。n（5）多媒体数
8、据库具有巨额数据量，一方面需要有光盘等巨大容量的硬件设备作支持，另一方面要求考虑多媒体数据压缩与解压缩。n（6）支持多媒体操作的用户界面，比如，选择浏览图像，视听声音，观看视频文件等。6.1.4多媒体处理的关键技术n5.超文本和超媒体：多媒体系统中的媒体种类繁多且数据量巨大，各种媒体之间既有差别又有信息上的关联。n处理大量多媒体信息主要有两种途径：n一是利用上述所讲的多媒体数据库系统，以存储和检索特定的多媒体信息；n二是使用超文本和超媒体，它一般采用面向对象的信息组织和管理形式，是管理多媒体信息的一种有效方法。6.1.4多媒体处理的关键技术n超文本和超媒体的数据模型是一个复杂的非线性网络结构，
9、结构中包含的3要素是结点、链、网络。结点是表达信息的单位，链将结点连接起来，网络是由结点和链构成的有向图。n在超文本和超媒体中，信息的组织将不再是线性的，而是以非线性的形式进行存储，管理和浏览。这样，用户对信息的使用将更加灵活方便。6.1.4多媒体处理的关键技术n6虚拟现实技术：虚拟现实VR是在许多相关技术（如仿真技术，计算机图形学，多媒体技术等）的基础上发展起来的一门综合技术，是多媒体技术发展的更高境界。n虚拟现实的本质是人与计算机之间或人与人借助计算机进行交流的一种方式，这种方式具有相当逼真的三维虚拟世界，即具有三维交互接口。6.1.4多媒体处理的关键技术n虚拟现实具有如下特征：n多感知性
10、n临场感n交互性n自主性6.1.5多媒体技术的应用领域的发展n多媒体技术使计算机具有综合处理文本，图形，图像，声音，视频的能力，它以形象丰富友好的声、文、图信息界面和方便的交互性，极大地改变了使用计算机的方式，给人们的学习，工作，生活和娱乐带来了深刻的变化。1.多媒体技术的应用n教育培训n电子商务n信息发布n娱乐n电子出版n虚拟现实2.多媒体的发展多媒体从单机单点向分布、协同多媒体环境的网络及其设备的研究和网上分布应用与信息服务研究。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.多媒体的发展n多媒体标准仍是
11、研究的重点。n以网络为中心的计算机将是信息技术中一场新的革命。n多媒体技术将和相邻技术结合。以提供完善的人机交互环境。同时多媒体技术继续向其他领域扩展，使其应用的范围进一步扩大。6.2多媒体计算机系统n多媒体系统是一个能处理多媒体信息的计算机系统。n因此，简单地说，多媒体系统的硬件是计算机主机及可以接收和播放多媒体信息的各种输入输出设备，其软件是音频视频处理核心程序、多媒体操作系统及各种多媒体工具软件和应用软件。6.2.1多媒体计算机硬件系统n多媒体硬件系统由主机、多媒体外部设备接口卡和多媒体外部设备构成。n它是构成多媒体系统的基础，是指系统中所有的物理设备，多媒体计算机的硬件除一些常规硬件外
12、，还应包括音频、视频信息处理硬件，如音频卡、视频卡、扫描仪、打印机和光盘驱动器等。6.2.1多媒体计算机硬件系统组成图6.2.2多媒体计算机系统n多媒体软件系统按功能可分为系统软件和应用软件。n系统软件是多媒体系统的核心，它不仅具有综合使用各种媒体、灵活调度多媒体数据进行媒体的传输和处理的能力，而且要控制各种媒体硬件设备协调地工作。多媒体各种软件要运行于多媒体操作系统平台（例如Windows）上，故操作系统平台是软件的核心。6.2.2多媒体计算机系统n其主要系统软件有：n多媒体驱动软件n驱动器接口程序n多媒体操作系统nn多媒体素材制作软件及多媒体函数:为多媒体应用程序进行数据准备的程序，主要为
13、多媒体数据采集软件，作为开发环境的工具库，供设计者使用n多媒体创作工具、开发环境主要用于编辑生成多媒体特定领域的应用软件。6.2.2多媒体计算机系统结构图多媒体应用系统创作工具及系统软件媒体素材制作软件多媒体操作系统多媒体设备接口程序驱动程序硬件系统应用软件系统软件硬件系统6.2.2多媒体计算机系统层次结构多媒体应用程序多媒体工具软件多媒体操作系统多媒体核心软件多媒体硬件设备驱动程序多媒体硬件设备多媒体软件层次n（1）最底层是直接和多媒体底层硬件打交道的驱动程序，在系统初始化引导程序作用下把它安装到系统RAM中，常驻内存。n（2）第2层是多媒体计算机的核心软件，即视频音频信息处理核心部件，其任
14、务是支持随机移动或扫描窗口下的运动及静止图像的处理和显示，为相关的音频和视频数据流的同步问题提供需要的实时任务调度等。多媒体层次n（3）第3层是多媒体操作系统，除一般的操作系统功能外，它为多媒体信息处理提供设备无关的媒体控制接口。例如，Windows操作系统提供的媒体控制接口。n（4）第4层是开发工具著作语言。为了方便开发者和用户编制应用程序，不少厂商为多媒体计算机系统编制了工具软件，如Authorware等。多媒体层次n（5）第5层是多媒体应用程序。包括一些系统提供的应用程序，如Windows系统中的录音机、媒体播放器应用程序和用户开发的多媒体应用程序。6.3多媒体压缩技术n1数据压缩技术n
15、什么是数据压缩？通俗的说，就是用最少的数码来表示信号。n其作用是：能较快地传输各种信号，如传真、Modem通信等。2.数据为何能被压缩n首先，数据中间常存在一些多余成分，即冗余度。如在一份计算机文件中，某些符号会重复出现、某些符号比其他符号出现得更频繁、某些字符总是在各数据块中可预见的位置上出现等，这些冗余部分便可在数据编码中除去或减少。冗余度压缩是一个可逆过程，因此叫做无失真压缩，或称保持型编码。2.数据为何能被压缩n其次，数据中间尤其是相邻的数据之间，常存在着相关性。如图片中常常有色彩均匀的背影，电视信号的相邻两帧之间可能只有少量的变化影物是不同的，声音信号有时具有一定的规律性和周期性等等
16、。因此，有可能利用某些变换来尽可能地去掉这些相关性。但这种变换有时会带来不可恢复的损失和误差，因此叫做不可逆压缩，或称有失真编码、摘压缩等。2.数据为何能被压缩n此外，人们在欣赏音像节目时，由于耳、目对信号的时间变化和幅度变化的感受能力都有一定的极限，如人眼对影视节目有视觉暂留效应，人眼或人耳对低于某一极限的幅度变化已无法感知，故可将信号中这部分感觉不出的分量压缩掉或“掩蔽掉”。这种压缩方法同样是一种不可逆压缩。3.数据压缩与编码n数据压缩跟编码技术紧密联系，压缩的实质就是根据数据的内在联系将数据从一种编码映射到另一种编码。压缩前的数据要被划分为一个一个的基本单元。基本单元既可以是单个字符，也可以是多个字符组成的字符串。4.数据压缩的分类n数据压缩按照映射是否固定可分为静态数据压缩和动态数据压缩。n静态数据压缩是指压缩前源消息集到码字集之间的映射是固定的，出现在被压缩数据中的源消息每次都被映射为同一码字。n动态数据压缩是指源消息集到码字集的映射会随着压缩进度的变化而变化。6.3.2图像、视频、音频压缩技术n数据压缩技术作为多媒体技
