多媒体技术与应用1

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1、多媒体应用基础,第1章 多媒体技术概述 第2章 多媒体计算机系统 第3章 多媒体数据压缩技术 第4章 声音处理技术 第5章 图像处理技术 第6章 视频处理技术,第1章 多媒体技术概述,1.1 多媒体基本概念,1.4 多媒体技术的应用和发展,1.1 多媒体基本概念,1.1.1 媒体和多媒体,1.1.1 媒体和多媒体,媒体是人与人之间、人与计算机信息系统之间进行信息的介质，媒体是信息传递和存储的最基本的技术和手段，也就是信息的载体，是信息的表示形式。,媒体,1.1.1 媒体和多媒体,传统媒体：书刊报纸、广播、电视； 现代媒体：Internet、IPTV、电子杂志和手机短信等。,媒体,在计算机领域中

2、，媒体有两种含义：其一是指传播信息的载体，如：语言，文字等其二是指存储信息的载体，如：磁带，光盘等。,1.1.1 媒体和多媒体,多媒体,多媒体是指将多个不同但相互关联的媒体综合集成在一起而产生的一种传播、存储和表现的载体。 即指集文本、图形、图像、动画、音频、视频为一体的综合媒体形式。,1.1.1 媒体和多媒体,多媒体,多媒体的特征： 1多媒体是信息交流和传播媒体。 2多媒体是人机交互式媒体。 3多媒体信息以数字形式存储和传输。 4多媒体信息具有实时的特性。,1.1.1 媒体和多媒体,多媒体,多媒体的表现形式，如：计算机游戏、交互电视和基于计算机的训练系统等。,人人网上的游戏餐厅,自由选择节目

3、的交互电视,模拟飞行训练系统,1.1 多媒体技术概述,1.1.1 媒体和多媒体,1.1 多媒体技术概述,1.1.1 媒体和多媒体,1.1.2 多媒体的分类与特性,多媒体分类,国际电信联盟ITU下属的电信标准部(TSS)建议的ITU-TI.374定义媒体有五大类： 感觉媒体，表现媒体，表示媒体， 存储媒体，传输媒体,International Telecommunication Union,1.1.2 多媒体的分类与特性,多媒体分类,感觉媒体 表现媒体 表示媒体 存储媒体 传输媒体,使人产生直接感觉的各种媒体。,表达和接收媒体信息的物理设备。,媒体信息在计算机中的存储形式。,存储媒体数据的物理设

4、备。,传输媒体的数据物理设备 。,1.1.1 媒体和多媒体,感觉媒体: 文字、音频、图形、图像、动画、视频等,文字 音频 图像,媒体,1.1.1 媒体和多媒体,表现媒体: 表达和接收媒体信息的物理设备。又分为：输入表现媒体和输出表现媒体。如：键盘、话筒、扫描仪属于输入表现媒体。显示器、扬声器、打印机等属于输出表现媒体。,媒体,1.1.1 媒体和多媒体,表示媒体:媒体信息在计算机中的存储形式。如：文本编码、声音编码、图像编码以及电报码和超市里商品上面的条形码等。,媒体,1.1.1 媒体和多媒体,存储信息媒体: 纸、杂志、光盘、磁盘、磁带等,媒体,1.1.1 媒体和多媒体,传输媒体: 电缆、光缆、

5、电磁波、互联网、移动通讯等,媒体,广播电台 电视台 手机短信,1.1.2 多媒体的分类与特性,多媒体的特性,多媒体的多样性 多媒体的交互性 多媒体的集成性 多媒体的实时性,多媒体具有一些共同的基本属性，这些属性使得多媒体的应用异彩纷呈。,1.1.2 多媒体的分类与特性,多媒体的特性,多媒体的多样性,人类五大感觉所占信息量关系,媒体种类多样性 媒体信息的表现形式多样性 多媒体的应用形式多样,1.1.2 多媒体的分类与特性,多媒体的特性,多媒体的交互性,指人-机之间的信息交换关系,交互功能的游戏,1.1.2 多媒体的分类与特性,多媒体的特性,多媒体的集成性,信息媒体的集成 媒体的设备和系统的集成,

6、声音、图像和文字的集成,1.1.2 多媒体的分类与特性,多媒体的特性,多媒体的实时性,各种信息媒体在时间上必须是同步的,家有儿女：图像、语音、文字、背景音乐必须同步,1.1 多媒体技术概述,1.1.1 媒体和多媒体,1.1 多媒体技术概述,1.1.1 媒体和多媒体,1.1.3 多媒体技术基本概念,多媒体技术,所谓多媒体技术就是计算机交互式综合处理多种媒体信息（如文本、图形、图像和声音），使多种信息建立逻辑连接，集成为一个具有交互性系统的技术。 简言之，多媒体技术就是计算机综合处理声、文、图信息，并具有集成性、交互性和实时性的技术。,1.1.3 多媒体技术基本概念,多媒体技术,多媒体计算机技术是

7、指以数字化为基础，能够对多种媒体信息进行采集、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。,1.2 多媒体技术的研究对象,1.2.1 文本,1.2.4 动画与视频,1.2 多媒体技术的研究对象,媒体对象,多媒体技术研究的媒体对象主要有：,文字 图形 图像 声音 动画 视频,媒体对象,文字,文字是人类用来交际的符号系统，是记录语言的书写形式。计算机中的文字指组成计算机文本(text)文件的基本元素。 纯文字的文本文件常有.txt扩展名，而.doc则是Word所采用的加入了排版命令的特殊文本文件。 文字用编码(ASCII码，

8、GB2312)的方式在计算机内存储和交换。如ASCII码：7位(扩展后8位)“”表示为01000001,媒体对象,图形,图形用一组指令集合来描述图形的内容，如描述构成该图的各种图元位置维数、形状等。描述对象可任意缩放不会失真。在显示方面图形使用专门软件将描述图形的指令转换成屏幕上的形状和颜色。适用于描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如：几何图形、工程图纸、CAD、3D造型软件等。,媒体对象,图像,凡是能为人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形想象统称为图像。是指由输入设备捕捉的实际场景画面，以数字化形式存储的任意画面。点阵图像便是最基本的一种图像形式，这些点称之为像素点(pixe

9、l)，这种图像称为位图（bitmap）。 图像除了可以表达真实的照片外，也可以表现复杂绘画的细节，并具有灵活和富有创造力等特点。,事实上，文字、图形、视频等媒体最终都是以图像的形式出现。,媒体对象,动画,由人工或计算机绘制画面，再将这样的多帧画面序列在时间轴上连续播放所形成的动态视觉感受。 它与视频图像不同的是：视频图像一般是指现实生活中所发生的事件的记录，而动画通常指人工创造出来的连续图形所组合成的动态影像。如图中的7幅小鸟图片，在flash中制作成为飞翔的小鸟的动画。,媒体对象,音频,计算机中常用的存储声音的文件有如下几种： WAV：PC机常用的声音文件，是通过对声音的采集卡直接得到的，占

10、很大存储量； MP3：MPEG-1压缩标准中，对立体声伴音进行第三层压缩所得到的声音文件，它保持了立体声高品质音质，压缩比达到12：1； MID：数字音乐设备生成的音乐数据文件，是MID协会设计的音乐文件标准。,媒体对象,视频,视频是是连续播放的图像。当多幅图像连续播放的速度达到24帧/秒时，人眼就会产生图像“动”的效果。视频图像来自摄像机、录像机或电视机等视频设备的信号源影像，这些视频影像被送至计算机内的视频图像捕捉卡，进行数字化处理后保存。 视频文件格式主要有： AVI：Windows使用的动态图像格式，它可以将声音和影像同步播出，但文件占用存储空间较大。 MPG：是MPEG（运动图像专家

11、组）制定的视频影像文件格式，其文件占用存储空间较小。,第1章 多媒体技术概述,1.1 多媒体基本概念,1.4 多媒体技术的应用和发展,第1章 多媒体技术概述,1.1 多媒体基本概念,1.4 多媒体技术的应用和发展,1.3 多媒体技术的研究内容,多媒体压缩和存储,多媒体数据库和检索,多媒体网络与通信,虚拟现实与交互技术,特点：大容量、快响应、高可靠,多媒体存储技术,特点：大容量、快响应、高可靠,多媒体存储技术,多媒体数据压缩技术：有损压缩、无损压缩,研制MPC需要解决的关键问题之一是要使计算机能适时地综合处理声、文图信息。 选用合适的数据压缩技术，有可能将字符数据量压缩到原来的1/2左右，语音数

12、据量压缩到原来的1/2-1/10，图像数据量压缩到原来的1/2-1/60。 如今已有图像压缩编码/解压缩编码的国际标准JPEG 和MPEG,音频压缩标准mp3等。,多媒体压缩技术,JPFG（Joint Photographic Experts Group）标准 MPEG - 1（Moving Picture Experts Group）标准 MPEG - 2标准 MPEG - 4标准 MPEG - 7标准 H.261标准,多媒体压缩技术,多媒体压缩技术标准,多媒体信息是结构型的，致使传统的关系数据库已不适用于多媒体的信息管理，需要从下面四个方面研究数据库：,多媒体数据库技术,多媒体数据模型 数

13、据压缩/还原 数据库操作、浏览、统计查询 对象的表现（用户界面）,多媒体检索技术,基于内容的图像检索技术(CBIR),多媒体检索技术,视频索引、浏览和检索系统,多媒体网络与通信技术研究大数据量的连续媒体信息的实时传输、时空同步和数据压缩技术。 宽带综合业务数字网（B-ISDN）是解决多媒体数据的传输问题的一个比较完整的方法，其中ATM（异步传送模式）是近年来在研究和开发上的一个重要成果。,多媒体网络与通信技术,阿凡达中人类总部对潘多拉大树的3D影像模拟是对物体全真显示。,1虚拟现实 虚拟现实（Virtual Reality,VR）通常指用立体眼镜、传感手套、三维鼠标等一系列传感设备来实现一种三

14、维现实。人们通过这些设备向计算机传送各种动作信息，并通过视觉、听觉、触觉及嗅觉等设施体验身临其境的自然感觉。虚拟现实技术是利用计算机生成一种模拟环境，通过各种传感设备，使使用者获得投身于现实情境或场景的幻觉，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。,虚拟现实与交互技术,2交互技术 在传统计算机应用中，大多数都采用文本信息，仅限于“显示”和“录入”。在多媒体环境下，各种媒体并存，用户与系统的交互包括了视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。各种媒体的时空安排和效应，相互之间的同步和合成效果，相互作用的解释和描述等都是表达信息时所考虑的问题。因此，多媒体系统中各种媒体信息的时空合成以及人机之间灵活的交互方法

15、等仍是多媒体领域需要研究和解决的棘手问题。,虚拟现实与交互技术,第1章 多媒体技术概述,1.1 多媒体基本概念,1.4 多媒体技术的应用和发展,1.4 多媒体技术的应用与发展,多媒体技术的发展史,多媒体技术的应用领域, 信息载体革命的3个重要里程碑,多媒体技术的发展史,美国APPLE公司首次使用Bitmap (位图) 概念描述图像。 首次采用图形用户界面，体现了全新的Windows (窗口) 概念 和Icon (图标) 设计理念，建立了新型的图形化人机接口标准。,美国Commodore公司首创Amiga多媒体计算机系统。 激光只读存储器CD-ROM问世. CDDA技术使计算机具备处理数字音频的

16、能力。,荷兰PHILIPS公司和日本SONY公司共同制定了CD-I标准， 允许一片直径5英寸的激光盘存储650MB。,RCA公司制定了DVI标准，规范化和标准化交互式视频技术。 利用DVI标准，在CD-ROM上存储静止、活动图像和声音等。 美国Apple公司把Hyper Card (超级卡) 安装在计算机中。,多媒体技术发展的代表阶段,多媒体技术的发展史,美国Microsoft,荷兰PHILIPS等公司成立多媒体个人计算机市场协会(Multimedia PC Maketing Council).该协会制定了“MPC标准”。,多媒体个人计算机市场协会提出MPC1标准。,多媒体个人计算机市场协会公布MPC2标准。 多媒体个人计算机市场协会 多媒体个人计算机工作组,1995年,多媒体个人计算机工作组公布了MPC3标准，制定MPEG标准。 Windows95问世，用户界面全面图形