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多媒体技术概念.doc
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1. 多媒体技术概念 一、多媒体技术的形成和发展 多媒体技术的应用始于20世纪80年代 1. 相关概念 文本、声音、图形、图象和动画等是信息载体,其中两个或两个的组合构成了多媒 体。 多媒体计算机技术就是指运用计算机综合处理多媒体信息(文本、声音、图形、图 象和动画等)的技术,包括将多种信息建立逻辑连接,进而集成一个具有交互性的 系统等等。 1. 促进多媒体技术发展的关键技术是: (1)、CD-ROM解决了多媒体信息的存储问题。 (2)、高速计算机网络可以传送多媒体信息。 (3)、高速位处理技术、专用集成电路技术和亚微米集成电路技术的发展 (4)、多媒体压缩技术、人机交互技术和分布式处理技术。 2、多媒体技术的特性 1. 集成性:包括两方面,一方面是将各种不同的媒体信息有机地进行同步组合成为一个 完整的多媒体信息。另一方面是把不同的媒体设备集成在一起。 2. 实时性 3. 交互性 4. 高质量 (二)、多媒体技术的发展 1. 启蒙发展阶段 1983年,美国无线电公司RCA的研究中心,推出交互式数字视频系统DVI 1984年,美国APPLE公司最早用GUI(图形用户接口)取代CUI(计算
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多媒体技术概念
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第一章 多媒体技术概念
一、多媒体技术的形成和发展
多媒体技术的应用始于 20 世纪 80 年代
(一)相关概念
文本、声音、图形、图象和动画等是信息载体,其中两个或两个的组合构
成了多媒体。
多媒体计算机技术就是指运用计算机综合处理多媒体信息(文本、声音、
图形、图象和动画等)的技术,包括将多种信息建立逻辑连接,进而集成
一个具有交互性的系统等等。
1、促进多媒体技术发展的关键技术是:
(1)、CD-ROM 解决了多媒体信息的存储问题。
(2)、高速计算机网络可以传送多媒体信息。
(3)、高速位处理技术、专用集成电路技术和亚微米集成电路技术的发展
(4)、多媒体压缩技术、人机交互技术和分布式处理技术。
2、多媒体技术的特性
(1) 集成性:包括两方面,一方面是将各种不同的媒体信息有机地进行同步组
合成为一个完整的多媒体信息。另一方面是把不同的媒体设备集成在一起。
(2) 实时性
(3) 交互性
(4) 高质量
(二)、多媒体技术的发展
1、启蒙发展阶段
1983 年,美国无线电公司 RCA 的研究中心,推出交互式数字视频系统 DVI
1984 年,美国 APPLE 公司最早用 GUI(图形用户接口)取代 CUI(计算机用户
接口)
1985 年,美国 COMMODORE 公司推出世界上第一台多媒体计算机 Amiga
1986 年 3 月,荷兰 Philips 公司和日本 Sony 公司联合研制并推出交互式紧凑
光盘系统 CD-I(compact disc interactive)
20 世纪 90 年代,微软公司为了改善人机界面推出 Windows3.0 操作系统
2、初期应用和标准化阶段
20 世纪 90 年代以来,应用广泛,范围包括培训、教育、商业、简报和产品
展示、产品和事物咨询、信息出版、销售演示,家庭教育和电子商务等领域。
多媒体的标准化是在最广泛的信息基础上制定的,代表先进的技术,标准化
是众多研究单位长期研究开发和生产厂家相结合的结果,具有兼容性、通用
性;发展阶段如下:
1990 年 10 月,形成了多媒体 PC 机技术规范 1.0 简称标准 1
1993 年,建立了多媒体微机的性能标准 2,其能与原有的 MPC 标准兼容。
多媒体技术应用的关键问题是对图象进行压缩编码和解压。
国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)两家联合成立
了专家组 JPEG(Joint photographic experts group),致力于建立适用彩色和单色,
多灰度连续色调,静态图象的数字图象压缩国际标准,于 1999 年委员会提出了
ISO/IEC10916G 标准,即“多灰度静止图象的数字压缩编码”。
1992 年,运动图象专家组(Moving picture expert group,又称 MPEG)提出了
MPEG-1(用于数字存储多媒体运动图象,起伴音速率为 1.5Mbps)的压缩解码
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作为 ISO CDII72 号标准,用于实现全屏幕压缩编码及解码,它由三部分组成,
包括 MPEG 视频,MPEG 音频,MPEG 系统。
IBM 于 1993 年 6 月举行的 PC 展览会上,公布了针对台式系统用户,在 OS/2
2 .1 上运行的 32 位多媒体软件包,内容包括:
(1) Mutimedia builder,它使用户能做出图象和静止图形在内的多媒体应用软
件
(2) Mutimedia workplace,是一个收索软件,使用户能按颜色,声音或指定图
象在内任意多的文件中收索并观看特定文件。
(3) Mutimedia image 它使用户能在各种资源中获取图象加以修饰,或加入其
他文件。
(三)、我国多媒体的发展现状
我国多媒体的技术和应用的发展始于 20 世纪 80 年代末,大致分为以下几个
阶段:
1、1989 年开始,主要集中在多媒体应用系统的开发上,如声频卡,视频卡
2、开始注意创建自己的开发平台,著作工具和编辑软件,甚至开发声频卡,视
频卡等硬件
3、从 1992 年初开始,我国多媒体研究逐渐广泛。
4、1993 年后,随着应用水平的提高,竞争的激烈,应用得到推广,技术水平也
不断提高。
5、1994 年下半年,MPEG 及 JPEG 技术及有关产品的推广,多媒体技术在国内
迅速发展。
二、多媒体系统的分类
(一)、基于功能的分类
1、开发系统 2、演示系统 3、培训系统 4、家庭系统
(二)、基于应用的分类
1、多媒体信息咨询系统 2、多媒体管理系统 3、多媒体辅助教育系统
4、多媒体通信系统 5、多媒体娱乐系统
(三)多媒体系统的组成
1、计算机硬件:是系统的基础
2、多媒体实时压缩与解压:通过配置的硬件,对视频和音频的适时压缩和解压
缩音频信号 I/O 接口卡
3、多媒体 I/O 控制及接口:是多媒体的桥梁
4、多媒体的核心系统
5、创作系统:包括开发工具、具有编辑、播放等功能。
6、应用系统:利用创作系统制作的多媒体应用系统
多媒体的配置根据应用不同也不同:除了基本配置还可配置触摸屏、话筒、
摄象机、录象机、扫描仪等输入输出设备,可读写光盘。
声音的获取:多媒体系统从话筒中获取声音,利用脉冲编码调制 PCM(pulse
code modulation)技术,将声音数字化后存储到计算机文件中。
PCM 的两个要素:(1)采样速率:是声音从模拟波形转化为数字数据的速度,
采样速率决定着声音记录和生成的最高频率。(2)样本大小:采样速率必须
比样本的最高频率的两倍再高约 10%,人类的听力的范围大约从 20HZ 到
20KHZ,因此激光唱盘的抽样速率应为 44.1KHZ。
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如:样本大小:表示用来存储记录下来的声音振幅的位数,样本大小决定着
声音的动态范围。多媒体 PC 的最低标准要求样本大小 8 位,单声道采样速
率为 11.025KHZ,每秒需要存储量为 11025 字节,每分钟为 11025*60=661500
字节。
若要达到激光唱盘的质量,采样速率为 44.1KHZ,样本大小为 16 位,立体
声,则:
1 秒钟即为:4400*2*2=176400 字节
1 分钟即为:176400*60=10584000 字节
由此可以看出波形声频文件较大,要将这些声频波形从相应的硬件中重放出来,
因此这也是 MPC 标准中规定光盘驱动器必须支持 150Kbps 连续传输速率的原
因之一。
图象要求的存储量更大,如分辨率 300dpi 时,一幅静止 A4 幅面的黑白图象,
数据量可达到 1Mb,又如我国彩电制式为 PAL-D,场频 50HZ,625 行,屏幕宽
高比为 4/3,采用隔行扫描,则一幅静止画面含有:
(625*(4/3)*625)/2=260000 个像素,如将每个像素采样量化成 24 位,
则每场画面的信息量树为:260000*24b=6240000b=6.24M,传送数据的速率可高
达 6.24M*50Mbps=312Mbps ,数据量相当大,所以若将电视画面存储在多媒体系
统中,用 1GB 的光盘只能存储 3 秒钟左右的图象,因此不仅要求很大的存储量,同
时又必须对图象进行动态和静态(JPEG,MPEG)压缩。
(四)、局域网
一、定义与功能:局域网 LAN 就是将局部建筑物的计算机、终端,带大容量存
储器的外围设备、控制器、显示器以及连接其他网络而使用的网络连接器等相互
连接起来,以较高的速率(1-20Mbps)进行通信。
局域网由三部分组成:计算机及智能型外围设备、网络接口卡及电缆、网络操作
系统及有关软件。
局域网从应用角度,有如下功能:
(1)设备共享 (2)信息共享 (3)可进行高速数据通信和多种媒体信
息的通信
(4)分布式处理 (5)提高兼容性 (6)安全性
二、局域网应用关键技术
(1) 通信技术:传输介质、局域网的拓扑结构、信息传输方式及信号变换方式
(2) 局域网的访问控制方式和通信协议
(3) 网络操作系统(NOS):是局域网的核心,特性有 (1)硬件独立(2)桥
连接(3)能支持多个服务器(4)多用户支持(5)网络管理(6)安全性
及存取控制(7)用户界面
(五)广域网
一、定义:广域网(WAN)是在较大的地理范围内将计算机连起来的计算机网
络,与局域网比,传输速度为每秒数千位的速度进行通信,并且必须使用调制解
调器(MODEM)来转换模拟信号和数字信号。
(六)因特网
1、因特网的发展
internet 代表着全球范围内一组无限增长的信息资源,是美国国防部在其高级
研 究 计 划 中 的 一 个 关 键 思 想 , 将 LAN 和 WAN 连 接 起 来 成 为 互 连 网
(internetwork),缩写为 internet,我国是加入 internet 的第 71 个国家。
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2、 internet 提供的服务方式:分为基本服务和扩充服务两种。
(1) 基本服务:指 TCP/IP 协议所包括的基本功能,主要有三种:电子邮件,
文件传输、远程登录
(2) 扩充服务:在 TCP/IP 协议基本功能的支持下,由某些专用的应用软件或
用户接口提供的接口方式,主要有四类:基于电子邮件的服务有:电子公
告版,新闻群组,电子期刊
(3) 名录服务:分为黄页服务和白页服务
(4) 索引服务
(5) 交互式服务。
第二章 多媒体信息的表示
多媒体数据具有以下特点:
(1)数据量巨大
(2)数据类型多
(3)数据类型间区别大
(4)多媒体数据的输入和输出复杂
多媒体数据的输入方式分为:多通道异步输入方式和多通道同步方式
(一)、文字
文字是人与计算机之间进行信息交换的主要媒体,包括西文与汉字。
一、西文 :在计算机中,西文采用 ASCII 码表示,ASCII(american standard
code for information interchange,即美国信息交换标准代码,它是由一个由 7 个
二进制组成的字符编码系统,包括大小写字母,标点符号,阿拉伯数字,数学符
号,控制字符等共 128 个字符。如字符 A 的 ASCII 码值为 065。
汉字
1、汉字的输入编码,当前主要采用以下三类方法
(1)数字编码:国际区位码
(2)拼音码:全拼音
(3)字型编码:五笔
2、汉字内码
汉字内码是用于汉字信息的存储,交换,检索等操作的机内代码,一般采用
两个自己表示。
3、汉字字模码
字模码是用点阵表示的汉字字形代码,是汉字的输出形式。
注意:汉字的饿输入编码,汉字内码,字模码是计算机中用于输入,内部处理,
输出三种不同用途的编码,不能混为一谈。
(二)音频
音频(Audio)指的是大约在 20HZ-20KHZ 的频率范围,主要分为波形声音,
语音和音乐。
1、数字音频
数字音频是指音频信号用一系列的数字表示,特点是保真度好,动态范围大。
音频数字化是把模拟音频信号转化成数字信号,要考虑采样,量化和编码的
问题。
一个音频信号转换成在计算机中的表示过程如下:
(1)选择采样频率,进行采样
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(2)选择分辨率,进行量化
(3)形成声音文件
对于音频的数字化来说,在相同条件下,立体声比单声道占的空间大,分辨
率越高则占的空间越大,采样频率越高则占的空间越大,总之,对于音频数字化
要占用很大的空间,因此,对音频数字化进行压缩是十分必要的。常用的文件格
式主要有:WAV ,VOC,MIDI,AIF,SNO,RMI 等。
2、乐器数字接口(MIDI)
MIDI 是乐器数字接口的英文缩写,于 80 年代提出来,是数字音乐的国际标
准。MIDI 信息实际上是一段音乐的描述,当 MIDI 信息通过一个音乐或声音合成
器进行播放时,该合成器对一系列的 MIDI 信息进行解释,然后产生相应的一段
音乐或声音。
(1)MIDI 文件
(2)MIDI 作品
3、数字化声音和 MIDI 的比较
数字化的声音是声音的实际表示,代表了声音的瞬时幅度,与设备无关,而
MIDI 数据是与设备有关的,MIDI 文件小,而数字化的声音较大。
(1)MIDI 数据优点
(2)MIDI 数据缺点
(3)MIDI 与数字化声音的比较选择
(三)视觉媒体
定义:是指能够利用视觉传递信息的媒体,包括如:位图图象、矢量图象、
动态图象、符号等。
(1)位图图象:指在空间和亮度上已经离散化的图象,适用于逼真照片或要求
精细的图象,像素是构成一幅位图图象中一个点,与所对应矩阵中的任一元素,
相应的值表示该点的灰度或颜色等级。
1、位图的概念:是一个用来描述像素的简单的信息矩阵。
2、位图的产生方法
3、位图的处理
4、图象压缩
5、图象优化
(2)矢量图形:指用一个指令集合来描述。这些指令包含有直线、矩形、圆、
圆弧、曲线等形状,位置、颜色等各种属性和参数。
(3)矢量图与位图的比较
1、空间:矢量图小,位图大
2、性能:对于复杂的图象,用位图比用矢量图处理快
(四)监视器与颜色
监视器上默认为 640*480 像素,通常每英寸约有 72 个点或像素,每个像素可用 2
的 8 次方种颜色表示。
1、监视器的分辨率分为三种
(1)、屏幕分辨率
(2)、图象分辨率
(3)、像素分辨率
2、颜色
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