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1、第1章 多媒体技术基础 【学习目的与要求】 通过本章的学习，了解多媒体的基本概念、多媒体计算机系统的组成，以及多媒体常用设备，初步建立对多媒体的认识。 1.1 多媒体技术及特点 1.1.1 多媒体技术的基本概念 在人类文化的传播活动中，始终离不开传播手段这一基础，正所谓“皮之不存，毛将焉附”，传播手段的发展深刻影响着文化传播的范围及效果。多媒体技术作为文化传播的手段是人类社会发展到信息时代的必然产物。1文化传播手段的演变 语言传播是最古老的，它具有实时性、需要现场的面对面交流。由于口授方式的可记录性差，限制了文化传播的范围并容易导致所传播的信息发生畸变。因此以语言传播为主的文化发展是缓慢的。
2、文字传播突破了时空限制，先前文化的知识和技术可以更有效率、更准确地得到继承和扩散，在此基础上人类才可组织和管理大规模的活动。直到今天，作为文字载体的报纸、杂志、书籍仍然是人们获取信息、知识、娱乐的重要途径。 电子传播相比于印刷传播大大提高了人类文化大规模生产、复制和传播的效率，以广播和电视为主的电子传播，不但信息可以远距离快速传播，而且内容更丰富和逼真，可实现大范围的，甚至全球化的，实时的文化传播。 20世纪80年代中后期，Internet的出现又把电子传播推进到网络传播，它不仅实现了远距的快速传播，而且内容是可交互的多媒体信息，多媒体技术改善了人类信息的交流方式，缩短了信息传递的路径，对大众
3、传媒产生着深远的影响。2多媒体多媒体一词译自英文”Multimedia，由multiple和media复合而成，简单理解就是多种媒体。在多媒体技术中，媒体是一个关键词，媒体是信息表示和传输的载体，是人与人之间沟通及交流观念、思想或意见的中介物。国际电报电话咨询委员会（Consultative Committee for International Telegraph and Telephone，CCITT）对媒体进行了如下的分类。(1)感觉媒体（Perception Medium）直接作用于人的感官，产生感觉（视、听、嗅、味、触觉）的媒体称为感觉媒体，例如，语言、音乐、音响、图形、动画及物体的
4、质地、形状、温度等。(2)表示媒体（Representation Medium）为了对感觉媒体进行有效的传输，以便进行加工和处理，而人为构造出的媒体称为表示媒体，例如，语言编码、静止和活动图像编码及文本编码等。(3)表现媒体（Presentation Medium）表现媒体是指感觉媒体和用于通信的电信号之间转换用的一种媒体。它又分为两种：一种是输入表现媒体，如键盘、话筒、扫描仪、摄像机、数字化仪、光笔等；另一种是输出表现媒体，如扬声器、显示器、投影仪、打印机等。 (4)传输媒体（Transmission Medium）传输信号的物理载体称为传输媒体，例如，同轴电缆、光纤、双绞线、电磁波等。 (
5、5)存储媒体（Storage Medium）用于存储表示媒体，即存放感觉媒体数字化后的代码的媒体称为存储媒体，例如，磁盘、光盘、磁带、纸张等。3多媒体技术多媒体技术就是制作多媒体内容的技术，将文本、音频、图形图像、动画和视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、编码、存储、传输、处理和再现等，使多种媒体信息建立起逻辑连接，并集成为一个具有交互性的系统的技术。计算机的数字化及交互式处理能力，极大地推动了多媒体技术的发展。通常可以把多媒体看作是先进的计算机技术与视频、音频和通信等技术融为一体而形成的新技术或新产品。正是由于计算机技术和数字信息处理技术的实质性进展，才使得“多媒体”成为一种现实，平
6、时所说的“多媒体”常常不是指“多种媒体”本身，而主要是指处理和应用它的一整套技术，所以“多媒体”也常常被当作“多媒体技术”的同义语。 1.1.2 多媒体技术的特性从多媒体的定义可以看出它有三个特点：集成性、实时性、和交互性。1集成性单一的媒体，如图像、声音、文字等，都可以单独使用，但作用十分有限，各种技术的独自发展不再能够满足应用的需要。当它们在多媒体的概念下集合起来时，意味着技术已经发展到了相当成熟的程度。多媒体系统的集成性主要表现在两个方面：(1)媒体信息的集成媒体信息的集成即声音、文字、图像、视频等的集成。多媒体信息的集成处理把信息看成一个有机的整体，采用多种途径获取信息、统一格式存储信
7、息、组织与合成信息等手段，对信息进行集成化处理。(2)媒体设备与设施的集成多媒体系统不仅包括计算机本身，而且包括像电视、音响、摄像机、DVD播放机等设备，把不同功能、不同种类的设备集成在一起使其共同完成信息处理工作。 2实时性多媒体系统的基本特征之一就是能够综合处理带有时间关系的媒体，如音频、视频和动画，甚至是实况信息媒体，它们要求连续处理和播放才有意义。多媒体系统在处理信息时需要有严格的时序要求和很高的处理速度，特别是网络多媒体系统的使用，这个问题就更加突出，并对系统结构、媒体同步、多媒体操作系统以及应用服务提出相应的实时化的要求。3交互性数据能否转变为有用的信息取决于数据的接收者是否需要这
8、些数据，信息能否转变为知识则取决于信息的接收者能否理解。长久以来，人们已经习惯了被动地接收信息，既不能干涉它，也不能改变它，例如看电视、听广播。多媒体系统与传统媒体最大的区别就是它是人-机交互媒体，这里的“机”，主要指计算机或其他由微处理器控制的终端设备。借助于交互活动，人们可以主动获得所关心的内容，获取更多的信息。多媒体系统将向用户提供交互使用、加工和控制信息的手段，增加对信息的注意力和理解力，延长了信息保留的时间。 1.1.3 多媒体技术典型应用多媒体技术已经日益渗透到不同行业的多个应用领域，影响到人们工作、学习、生活、娱乐的各个方面，使我们的社会发生日新月异的变化。1教育、培训应用领域图
9、1-1 电子出版物在多媒体的应用中，教育、培训占了很大比重，由文字、音频、图形、图像和视频组成的多媒体教学课件图、文、声、形并茂，给学习者带来更多的学习体验，交互式的学习环境充分发挥了学生学习的主动性，提高了学习的兴趣和接受能力。随着网络技术的发展与普及，多媒体技术在远程教育中同样扮演着重要的角色。这种跨越时空的新的学习方式强烈地冲击着传统的教育。图1-1 电子出版物2电子出版物光盘作为超大容量的存储媒体和多媒体技术相结合，使出版业突破了传统出版物的种种限制进入了新时代。光盘出版物将静止枯燥的读物转化为文字、声音、图像、动画和视频相结合的视听享受，同时使出版物的容量增大而体积大大缩小。如图1-
10、1所示为一考试指导用书的光盘版界面。3商业展示以多媒体技术制作的产品演示软件为商家提供了一种全新的广告形式，商家可以为客户展示新产品的造型、特点、功能等，对移动电话、新款汽车、大型机械设备等使用上较复杂的产品，运用多媒体动画能最直观、最有效地教会客户如何使用产品。公司企业还可以利用多媒体的图像、声音、动画来充分表达自己的商业计划、年度报告、企业宣传等，具有较好的说服力。 4信息咨询图1-2 多媒体触摸屏利用多媒体技术制作信息咨询服务系统为公众提供各种服务。用户利用多媒体终端，从数据库中查询需要的信息。例如北京街头的“数字北京信息亭”，可以为市民提供新闻、公交、旅游指南、天气预报、定购机票等服务
11、。图1-2为某市政务服务中心办事群众通过电子触摸屏查询信息、办理政务。 5多媒体娱乐和游戏图1-3 指环王游戏宣传海报多媒体技术在娱乐和游戏领域里应用广泛。游戏的种类很多，有角色扮演类的、益智类的、棋牌休闲类的，都使用了很多多媒体技术。绚丽的画面和音效，方便、易懂的交互和提示帮助，使游戏者在精致的虚拟空间中，体验游戏带来的快乐，图1.3为指环王游戏宣传海报。 图1-2 多媒体触摸屏 随着多媒体技术的发展，计算机不再只是办公室和实验室的专用品，而是进人了家庭、商业、旅游、娱乐、教育乃至艺术等几乎所有的社会与生活领域。在日常生活中，常会看到人性化的电脑，它可提供任何你想要得知的信息，可以演奏你想要
12、听的乐曲，甚至像人一样和你交流，在多媒体技术迅猛发展的今天，这一切正在变成现实。 图1-3 指环王游戏宣传海报1.2 多媒体计算机系统的组成 多媒体计算机系统是多种信息技术的集成，把多种技术综合应用到一个计算机系统中，实现信息输入、信息处理、信息输出等多种功能，它是进行多媒体作品创作的物质基础。1.2.1 多媒体计算机系统的层次结构一个完整的多媒体计算机系统由多媒体计算机硬件和多媒体计算机软件两部分组成，如图1-4所示。 多媒体硬件多媒体软件多媒体外围设备多媒体系统软件多媒体素材采集与制作软件多媒体系统多媒体创作工具多媒体应用系统多媒体计算机及接口卡1多媒体计算机及接口卡多媒体接口卡作为多媒体
13、计算机与各种外部设备的控制接口，完成数据的转换，是建立多媒体工作环境必不可少的硬件设施。常用的接口卡有音频卡、显示卡、视频卡等。2多媒体外围设备多媒体外围设备提供了人机对话的手段，分为输入设备和输出设备。输入设备负责采集外部世界的数据送入计算机，如扫描仪、数码相机、绘图板、数码摄像机、麦克风、数据手套等；输出设备负责把系统的处理结果以操作者需要的方式输出，如打印机、投影仪、音箱等。3多媒体系统软件多媒体系统软件包括驱动程序和操作系统。多媒体操作系统对多媒体计算机软硬件控制与管理，完成实时任务调度、多媒体数据转换、图形用户界面管理等功能。目前计算机大都采用多媒体操作系统，例如Apple公司为Ma
14、cintosh计算机配置的操作系统MAC OS，Microsoft公司的Windows系列操作系统都属于多媒体操作系统。4多媒体素材采集与制作软件开发人员利用该层工具软件采集、加工多媒体数据。常用的有图像设计与编辑系统， 二维、三维动画制作系统，声音采集与编辑系统，视频采集与编辑系统以及多媒体公用程序与数字剪辑艺术系统等。5多媒体创作工具该层是多媒体应用系统编辑制作的环境，根据所用工具的类型，分为：脚本语言及解释系统、基于图标导向的编辑系统、基于时间导向的编辑系统。通常除编辑功能外，还具有控制外设播放多媒体的功能。设计者可以利用这层的开发工具和编辑系统来创作各种教育、娱乐、商业等应用的多媒体节
15、目。6多媒体应用系统多媒体应用系统是根据多媒体系统终端用户的要求而定制的应用软件或面向某一领域的用户应用软件系统，是面向大规模用户的系统产品，如交互式多媒体计算机辅助教学系统、飞行员模拟训练系统、商场导购系统、多媒体广告系统等。 1.1.2 多媒体系统的硬件要求多媒体计算机（Multimedia PC , MPC）是指强调多媒体功能和应用的个人计算机，它的标准最初由软件出版商联合组织（Software Publishers Association，现在被Software and Information Industry Association，即软件和信息产业联合组织取代，该组织由微软、戴尔、
16、富士通等公司成立。）下属的一个多媒体个人计算机市场理事会（Multimedia PC Marketing Council）制订的。这个标准经历3个阶段，如表1-1所示。 1990年16MHz 386SX CPU，2MB RAM，30MB硬盘256种颜色，640*480VGA显卡1速的CD-ROM光驱（读不消耗多过40的CPU资源，小于1秒的搜索时间）声卡（支持输出22kHz，8位。输入11kHz，8位）操作系统：Windows3.0扩展有多媒体功能1993年25MHz 486SXCPU，4MB RAM，160MB硬盘16位颜色，640*480VGA显卡2速CD-ROM光驱（读不消耗多过40的CPU资源，小于400毫秒的搜索时间）声卡（支持输出44kHz，16位）操作系统：Windows3.0扩展有多媒体功能，或者Windows3.11996年75MHz Pentium CPU，8MB RAM，540MB硬盘显卡能以分辨率为352*240，速度为30帧，16位颜色播放动态视频支持MPEG-1的硬件和软件视频回放4速的CD-ROM光驱（读不消耗多过40的CPU资源，小于250毫秒的搜索时间
