多媒体技术第2版第1章概论

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1、2018/9/14,陈文华,1,多 媒 体 技 术,电子教学课件,第1章,2018/9/14,陈文华,2,第1章 概 论,1.1 多媒体与多媒体技术的基本概念 1.2 多媒体技术的发展历程 1.3 多媒体技术的基本特征 1.4 多媒体技术研究的关键内容 1.5 多媒体技术的应用,2018/9/14,陈文华,3,第1章 概 论,1.1 多媒体与多媒体技术的基本概念1.1.1 多媒体与多媒体技术的定义1.1.2 媒体的分类,2018/9/14,陈文华,4,1.1 多媒体与多媒体技术 的基本概念,1.1.1 多媒体与多媒体技术的定义媒体（Media），媒体即媒介、媒质，它是信息的载体。在计算机领域有

2、两种含义： 指用以存储信息的实体。 指信息的载体，如数字、文字、声音、图像、图形、视频动画等（本书以此定义）。,2018/9/14,陈文华,5,1.1.1 多媒体与多媒体 技术的定义,一般把多种媒体的综合称为多媒体（Multimedia）。人的感知系统中：视觉所获取的信息占60以上；听觉获取的信息占20左右；另外还有触觉、嗅觉、味觉等占其余部分。,2018/9/14,陈文华,6,1.1 多媒体与多媒体技术 的基本概念,多媒体技术的出现从根本上改变了昔日基于文本字符的各种计算机处理。由比特流组成的数字媒体通过计算机和网络进行信息传播，将改变传统信息传播者和受众的关系以及信息的组成、结构、传播过程

3、、方式和效果。,2018/9/14,陈文华,7,1.1 多媒体与多媒体技术 的基本概念,计算机、广播电视和通信这三大原来各自独立的领域，相互渗透相互融合，进而形成了一门综合的跨学科的交叉技术多媒体技术，多媒体技术是一门对多种媒体进行采集、编码、存储、传输、处理和表现并使之建立逻辑连接，集成为一个具有良好交互性系统的技术。,2018/9/14,陈文华,8,1.1.2 媒体的分类,根据国际电信联盟（ITU）对媒体作的定义，媒体可分为以下五类：l. 感觉媒体指直接作用于人们的感觉器官，使人能直接产生感觉的一类媒体。2. 表示媒体表示媒体是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为研究、构造出来的一种媒体。,

4、2018/9/14,陈文华,9,1.1.2 媒体的分类,构造表示媒体的目的是更有效地将感觉媒体从一地向另外一地传送，便于加工和处理。表示媒体有各种编码方式，比如：文本可用ASCII码编制；音频可用PCM脉冲编码调制的方法来编码；静态图像可用静止图像压缩编码标准JPEG编码；运动图像可用运动图像压缩编码标准MPEG编码；视频图像可用不同的电视制式如PAL、NTSC、SECAM制式进行编码。,2018/9/14,陈文华,10,1.1.2 媒体的分类,3. 显示媒体显示媒体是指人们为获取信息或者再现信息的物理手段的类型，它又分为两种： 输入显示媒体。 输出显示媒体。4. 存储媒体存储媒体用于存放表示

5、媒体，以便计算机随时处理和调用存放在存储媒体中的信息编码。,2018/9/14,陈文华,11,1.1.2 媒体的分类,5. 传输媒体传输媒体是用指将媒体从一处传送到另一处的物理载体的类型。6. 交换媒体指在系统之间交换数据的手段与类型，它们可以是存储媒体、传输媒体或者是两者的某种结合。,2018/9/14,陈文华,12,1.2 多媒体技术的 发展历程,1946年2月发明世界上第一台电子计算机ENIAC。1984年，美国 Apple 公司研制出Macintosh 个人计算机。1985年，美国 Commodore 公司率先推出了世界上第一台多媒体计算机系统 Amiga。,2018/9/14,陈文华

6、,13,1.2 多媒体技术的 发展历程,1986年3月，Philips 和 Sony 公司联合研制和开发，推出了交互式压缩光盘系统 CDI。1987年3月，美国 RCA 公司推出了交互式数字视频系统DVI。1990年11月，由 Microsoft、Philips、NEC 等公司会同多家厂商召开了多媒体开发者会议，制定了多媒体计算机MPC标准1.0 。,2018/9/14,陈文华,14,1.2 多媒体技术的 发展历程,1993年5月MPC市场协会又发布了第二个多媒体个人计算机MPC标准2.0 。1995年6月MPC市场协会又公布了第三个多媒体个人计算机MPC标准3.0 。1992年到1995年，

7、Microsoft公司先后推出的 Windows 3.1 、Windows 95多媒体操作系统。,2018/9/14,陈文华,15,1.2 多媒体技术的 发展历程,1998年8月，Microsoft公司在 Windows 95的基础上又推出了Windows 98和Windows 2000多媒体操作系统。在多媒体技术的硬件方面：Intel公司从 Pentium Pro开始，把MMX （Multimedia Extension）多媒体扩展技术加入到了微处理机CPU芯片中，Cyrix，AMD公司也纷纷响应，把MMX技术加入到了他们生产的CPU芯片中。,2018/9/14,陈文华,16,1.2 多媒体

8、技术的 发展历程,以后Intel公司又研制和生产 Pentium2、Pentium3、Pentium4 高速 CPU芯片，使用高速传输速率总线的主机板、大容量的存储空间以及高品质的显示器，加上高品质的音频卡和视频卡、CDROM驱动器等，使个人计算机步入多媒体计算机时代。,2018/9/14,陈文华,17,第1章 概 论,1.3 多媒体技术的基本特征1.3.1 多样性1.3.2 交互性1.3.3 集成性1.3.4 实时性,2018/9/14,陈文华,18,1.3 多媒体技术的 基本特征,1.3.1 多样性 多样性指两个方面： 指信息媒体的多样性。计算机在无失真处理和再现信息的能力还有待于提高。

9、能根据人的构思、创意，对信息进行变换、组合和加工来处理文字、图形及动画等媒体，产生艺术创造表现力。,2018/9/14,陈文华,19,1.3.2 交互性,1.3.2 交互性交互是指通过各种媒体信息，使参与的各方（不论是发送方还是接收方）都可以进行编辑、控制和传递。当人们完全进入一个与信息环境一体化的虚拟信息世界时，全方位的交互将使得人们能够体验到逼真的感觉，这才是交互式应用的高级阶段，这种技术称为虚拟现实技术。,2018/9/14,陈文华,20,1.3.3 集成性,1.3.3 集成性集成性指多种媒体和设备的有机集成，主要表现在两方面： 指多媒体信息媒体本身的集成。 指把多媒体系统的各种设备与设

10、施集成为一个整体。 1.3.4 实时性实时性是指在多媒体系统中声音及活动的视频图像、动画是强实时性的信息媒体。,2018/9/14,陈文华,21,1.4 多媒体技术研究 的关键内容,1.4.1 多媒体计算机软硬件系统技术1.4.2 多媒体数据压缩技术1.4.3 多媒体数据存储技术 1.4.4 多媒体信息管理和检索技术1.4.5 多媒体通信网络技术,2018/9/14,陈文华,22,1.4.1 多媒体计算机 软硬件系统技术,计算机软硬件系统技术是实现多媒体系统的物质基础。多媒体计算机系统对运算速度、存储器容量（内存，帧存和外存）和信息传输速率（内部总线和网络的带宽）均有很高的要求。多媒体计算机硬

11、件结构的核心是微处理器。,2018/9/14,陈文华,23,1.4.1 多媒体计算机 软硬件系统技术,还要使用专用的VLSI多媒体的芯片。常见的有两种类型： 是功能固定的芯片，其主要用来提高图像数据的压缩率； 是具有可编程的多功能芯片，其主要目标是提高图像的运算速度。在硬件配置方面，一般使用高速总线的主机板，配有较大的内存和外存（硬盘），并使用高速串行总线USB2.0和IEEE1394连接各种标准配置的多媒体外部设备。,2018/9/14,陈文华,24,1.4.1 多媒体计算机 软硬件系统技术,多媒体操作系统是多媒体应用软件的操作支撑环境，主要解决两个问题： 保证实时性。 满足多媒体计算机各种

12、功能的要求。系统软件支持对系统资源的合理分配，支持对多媒体设备的管理和处理，支持对多媒体信息处理的各种复杂技术的要求。多媒体操作系统支持提供丰富的制作多媒体素材的工具软件。,2018/9/14,陈文华,25,1.4.2 多媒体数据 压缩技术,多媒体数据压缩编码技术是多媒体技术中最为关键的核心技术。模拟信号转化为数字信号数据量是非常惊人的，例如，对于在彩色电视信号的动态视频图像，设代表光强Y、色彩I和色饱和度Q各分量的带宽分别为4.2MHz、1.5MHz和0.5MHz，色彩量化深度为8位比特，数字化处理后的1秒钟数据量为12.4MB，650MB容量的CDROM仅能存1分钟的原始电视数据。,201

13、8/9/14,陈文华,26,1.4.2 多媒体数据 压缩技术,数字化的多媒体信息的图像、视频信号和音频信号数据存在很大冗余。图像大致可以分为两类： 是单张的画面，如照片、图片，是静止图像。 是由连续活动播放的视频图像。其次由于作为多媒体信息主要接收端人类的视觉、听觉器官具有某种不敏感性。,2018/9/14,陈文华,27,1.4.2 多媒体数据 压缩技术,图像、视频数据和声音数据的压缩通常分为两大类： 是无损（无失真）压缩，常用的无失真压缩编码技术有如哈夫曼编码、算术编码、行程长度编码等。 是有损（有失真）压缩，常用的有失真压缩编码技术有预测编码、变换编码、模型编码、混合编码、JPEG、MPE

14、G等方法。,2018/9/14,陈文华,28,1.4.3 多媒体数据 存储技术,多媒体数据有两个显著的特点: 是数据表现有多种形式，且数据量很大，尤其对动态的声音视频图像更为明显。 是多媒体数据传输具有实时性，声音和视频必须严格地同步。要求存储设备的存储容量必须足够大，存储速度要快，以便高速传输数据，使得多媒体数据能够实时地传输和显示。,2018/9/14,陈文华,29,1.4.3 多媒体数据 存储技术,对于未经压缩视频图像每秒数据量约为25MB，经压缩处理后每分种的数据量约为10MB，每小时的数据量为600MB，多媒体数据存储可采用的介质有硬盘、光盘、磁带等。 目前，CD-ROM只读光盘、C

15、D-R、CD-WR、DVD数字电视光盘等是比较受人欢迎的多媒体存储介质，CDROM可以存储650MB的数据，DVD最高可达17GB。,2018/9/14,陈文华,30,1.4.4 多媒体数据 管理和检索技术,传统数据库对文本数据的管理、查询、和检索可以精确地处理数据的概念和属性。但在多媒体数据库中，对图形、图像、声音、动画等非格式化的多媒体信息进行管理、查询和检索，非精确匹配和相似性查询将占相当大的比重，我们较难确定和正确处理许多媒体内容（如图像、声音等）的语义信息。,2018/9/14,陈文华,31,1.4.4 多媒体数据 管理和检索技术,比较现实的是采用现有的关系型数据库和面向对象数据库系统，对其中的数据模型进行扩充，使它不但能支持格式化数据，也能处理非格式化数据，并利用关系型数据库进行存储和管理、快速检索和浏览。,2018/9/14,陈文华,32,1.4.5 多媒体通信 网络技术,用来实现多媒体通信和多媒体数据及资源的共享。多媒体通信网络技术主要解决网络吞吐量、传输可靠性、传输实时性和提高服务质量QoS等问题。,2018/9/14,陈文华,33,1.5 多媒体技术的应用,1. 在家庭娱乐方面影视作品和游戏产品。使用不同节目的多媒体软件，寓教育于娱乐，提高生活质量。2. 在教育培训方面计算机等现代教学设备运用到课堂教学中。利用多媒体技术编制的教学课件，测试和考试课件。,