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1、第1章 多媒体技术基本概念多媒体技术是计算机技术发展的一个趋势，它的出现极大地改善了人类的信息交流方式，因此，理解和掌握多媒体技术是现代人生活必需的内容。1.1 多媒体的定义媒体所谓媒体(medius)就是人与人之间为达到交流的目的所利用的介质媒体是指人们用于存储和传递各种信息的载体媒体是信息表示和传输的载体文字、数据、声音、图形、图像等都属于媒体。媒体分类感觉媒体（Perception medium）感觉媒体指的是能直接作用于人们的感觉器官，从而能使人产生直接感觉的媒体。如文字、数据、声音、图形、图像等。在多媒体计算机技术中，我们所说的媒体一般指的是感觉媒体。表示媒体（Representat
2、ion medium）表示媒体指的是为了传输感觉媒体而人为研究出来的媒体，借助于此种媒体，能有效地存储感觉媒体或将感觉媒体从一个地方传送到另一个地方。如语言编码、电报码、条形码等。显示媒体（Presentation medium）显示媒体指的是用于通信中使电信号和感觉媒体之间产生转换用的媒体。如输入、输出设备，包括键盘、鼠标器、显示器、打印机等。存储媒体（Storage medium）存储媒体指的是用于存放表示媒体的媒体。如纸张、磁带、磁盘、光盘等。传输媒体（Transmission medium）传输媒体指的用于传输某种媒体的物理媒体。如双绞线、电缆、光纤等。多媒体“多媒体（Multimed
3、ia）”实际是“多媒体技术”的同义词，在这里，“多媒体技术”又是指“多媒体计算机技术（Multimedia Computer Technology）”。多媒体计算机技术的定义：计算机综合处理多种媒体信息，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。多媒体计算机技术的主要特性多样性集成性交互性 1.2 多媒体的分类家电制造厂商研制的电视计算机（Teleputer）计算机制造厂商研制的计算机电视（Compuvision） 1.3 多媒体计算机的基本技术和关键技术1.3.1 视频和音频数据压缩和解压缩技术多媒体数据压缩及编码技术是多媒体系统的关键技术。数字化的声音和图像数据量非常大，例如，一
4、分钟的声音信号约为：660KB10MB；一幅800*600的真彩色图像约为1.4MB；一秒钟全活动视频画面约为22MB。在未压缩的情况下，实现动态视频及立体声的实时处理，对目前的微机来说是无法实现的。因此，必须对多媒体信息进行实时压缩和解压缩。数据压缩技术与多媒体技术的发展是相辅相成的。研究结果表明，选用合适的数据压缩技术，有可能将原始文字量数据压缩到原来的1/2左右，语音数据量压缩到原来的1/21/10，图像数据量压缩到原来的1/21/60。对声音数据的压缩一般采用去掉重复代码和去掉声音数据中的无声音信号序列两种方法。对静止图像压缩广泛采用JPEG算法标准。由于用计算机的中央处理器CPU来完
5、成JPEG算法花费的时间太长，所以都是用专门的JPEG算法信号处理器来完成运算。对视频图像压缩算法有MPEG、DVI、H.261算法。这些算法是由相应的算法信号处理器来完成的。在波形编码理论之后，近几年提出的小波变换等技术正在受到学术界的重视。人闪还在继续寻找更加有效的压缩算法及其用硬件或者软件实现的方法。1.3.2 超大规模集成（VLSI）电路制造技术进行声音和视频图像信息的压缩处理要求进行大量的和实时的计算，这样的处理，如果由通用计算机来完成，需要用高档计算机才能胜任。由于VLSI技术的进步使得生产低廉的数字信号处理器（DSP）芯片成为可能。DSP芯片是为完成某种特定信号处理设计的，在通用
6、计算机上需要多条指令才能完成的处理，在DSP上可用一条指令完成。可以说，VLSI技术为多媒体技术的普遍应用创造了必要的条件。1.3.3 大容量的光盘存储器数字化的媒体信息虽然经过压缩处理，仍然包含了大量的数据。大容量只读光盘存储器（CD-ROM）的出现，正好适应了这样的需要。CD-ROM有尺寸小、存储量大、易携带、价格低等优点。DVD盘的尺寸与CD相同，但其存储容量比现在的CD盘大得多，最高可达到17GB。1.3.4 多媒体同步技术多媒体技术需要同时处理声音、文字、图像等多种媒体信息，在多媒体系统所处理的信息中，各个媒体都与时间有着或多或少的依从关系。系统中各媒体在不同的通信路径上传输，将分别
7、产生不同的延迟和损耗，造成媒体之间协同性的破坏，因此，媒体同步也是一个关键问题。多媒体系统中有一个核心系统（即多媒体操作系统）就是为了解决声音、图像、文字等多媒体信息的综合处理，解决多媒体信息的时空同步问题。1.3.5 多媒体网络和通信技术多媒体通信技术包含语音压缩、图像压缩及多媒体的混合传输技术。为了用一根电话线同时传输语音、图像、文字等信号，必须要用复杂的多路混合传输技术，而且要采用特殊的约定来完成。要充分发挥多媒体技术对多媒体信息的处理能力，必须与网络技术相结合。特别是在电视会议、医疗会诊等某些特殊情况下，要求许多人共同对多媒体数据进行操作时，网络就能带来更大的方便。1.3.6 多媒体计
8、算机硬件体系结构的关键是专用芯片多媒体计算机需要快速、实时完成视频和音频信息的压缩和解压缩，图像的特技效果（如改变比例、淡入淡出等）图形处理（图形的生成和绘制等），语音信息处理（抑制噪声、滤波等）。要圆满地完成上述任务，一定要采用专用的芯片。多媒体计算机专用芯片可归纳为两种类型：固定功能的芯片；可编程的芯片。1.3.7 多媒体计算机系统软件的核心是AVSS或AVK为了支持计算机对声、文、图多媒体信息的处理，特别是要解决多媒体信息的时、空同步问题，研制多媒体核心软件是又一关键技术。Commodore公司为Amiga系统研制的Amiga操作系统，以及著作语言Amiga Vision，Philips
9、/Sony公司为CD-I系统研制的CD-RTOS（CD实时操作系统），Intel/IBM公司为DVI系统研制的AVSS以及AVK，都是多媒体计算机系统已解决和正在解决的关键技术的实例。1.3.8 超文本与超媒体技术超文本（Hypertext）是一种新颖的文本信息管理技术，是一种典型的数据库技术。它是一个非线性的结构，以结点为单位组织信息，在结点与结点之间通过表示它们之间关系的链加以连接，构成表达特定内容的信息网络，用户可以有选择地查阅自己感兴趣的文本。若这种表达信息方式不仅是文本，还包括图像、声音等形式则称为超媒体(Hypermedia)系统。 1.4 多媒体的应用目前，多媒体的应用已遍及社会
10、生活的各个领域，如教育应用（教学模拟和演示、视听教材、少儿故事、自然科学、音乐、语文等）、电子出版（多媒体百科全书、电子图书、字典类等）、旅游与地图、家庭应用（家用游戏机、交互式电视、医药娱乐等）、商业（员工培训、商品介绍、查询服务等）、新闻出版、电视会议、广告宣传等。随着社会信息化步伐的加快，多媒体的发展和应用前景将更加广阔。多媒体的引进对计算机硬件和软件的发展有着深远的影响，多媒体专用芯片，多媒体操作系统、多媒体数据库管理系统、多媒体通信系统等都得到很大的发展。 1.5 多媒体的发展多媒体技术的发展历程：1984年美国Apple公司推出被认为是代表多媒体技术兴起的Machintosh系列机
11、。1985年美国Commodore公司的Amiga计算机问世，成为多媒体技术先驱产品之一。1986年3月飞利浦和索尼两家公司宣布发明了交互式光盘系统（CD-I），这是集文字、图像和声音于一体的多媒体系统。1987年3月，美国RCA公司的萨诺夫研究实验室展示了交互式数字影像系统（DVI），这是以PC技术为基础，用标准光盘来存储和检索活动影像、静止图像、声音和其他数据。多媒体技术发展的特点：多学科交汇顺应信息时代的需求促进和带动新产来的形成和发展多领域应用多媒体计算机的发展趋势：计算机支持的协同工作环境增加计算机的智能把多媒体和通信技术融合到CPU芯片中多媒体技术的发展方向：高分辩化，提高显示质量
12、高速度化，缩短处理时间简单化，便于操作高维化，三维、四维或更高维智能化，提高信息识别能力标准化，便于信息交换和资源共享多媒体个人计算机（MPC）标准：1990年10提出MPC1.0；1993年提出MPC2.0；1995年6月提出MPC3.0。练习题：1、媒体中的（）指的是能直接作用于人们的感觉器官，从而能使人产生直接感觉的媒体。A 感觉媒体 B 表示媒体 C 显示媒体 D 存储媒体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3、下列哪种说法不正确？A 有格式的数据才能表达信息的含义B 不
13、同的媒体所表达信息的程序不同C 媒体之间的关系也代表着信息D 任何媒体之间都可以直接进行相互转换4、一般认为，多媒体技术研究的兴起，从（）开始。A 1972年，Philips展示播放电视节目的激光视盘B 1984年，美国Apple公司推出Macintosh系列机C 1986年，Philips和Sony公司宣布发明了交互式光盘系统CD-ID 1987年，美国RCA公司展示了交互式数字影像系统DVI5、媒体中的（）指的是为了传送感觉媒体而人为研究出来的媒体。借助于此种媒体，便能更有效地存储感觉媒体或将感觉媒体从一个地方传送到遥远的另一个地方。A 感觉媒体 B 表示媒体 C 显示媒体 D 存储媒体6、请根据多媒体的特性判断以下哪些属于多媒体的范畴？（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7、下列哪些媒体属于感觉媒体？（1）语音、（2）图像、（3）语音编码、（4）文本A （1）、（2） B （1）、（3）C （1）、（2）、（4） D （2）、（3）、（4）8、目前的研究表明，选用合适的数据压缩技术，可将语音数据量压缩到原来的（）。A 1/2
