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4.1 多媒体技术基础

 

20世纪80年代中后期开始,“多媒体”成为最频繁使用的术语之一,它的出现给传统的计算机系统、音频设备和视频设备带来了巨大的变化。它是继印刷术、无线电—电视技术、计算机技术之后的又一次新技术革命,并极大地改变着人们的工作、学习和生活方式。

多媒体技术不仅是计算机领域的热点之一,而且也是通信技术、信息技术等领域的热门课题。作为多媒体技术的普及课程,本章将主要介绍多媒体技术的一些基本知识和处理技术,为读者将来进一步学习多媒体技术打下基础。

4.1  多媒体技术基础

本节介绍多媒体技术的基本概念,先了解何为多媒体,再学习它的相关技术及应用。

4.1.1  媒体与多媒体的概念

媒体(Media)的含义有两种:一是指存储信息的实体,如书本、磁带、光盘等;二是指表示和传播信息的载体,如文字、声音、图形和图像等。多媒体技术中的媒体是指后者。

根据国际电信联盟(International Telecommunication UnionITU)下属的国际电报电话咨询委员会(Consultative Committee International Telegraph and TelephoneCCITT)的定义,媒体分为5类:

1)感觉媒体(Perception Medium)。感觉媒体指能直接作用于人的感觉器官,并使人产生感觉的媒体。感觉媒体有语音、音乐、数据、文字、图形、图像、视频、动画、自然界的各种声响等。

2)表示媒体(Representation Medium)。表示媒体指为了传输感觉媒体而人为研究出来的媒体,以便能更有效地将感觉媒体从一个地方传送到遥远的另一个地方。表示媒体有各种语音编码、音乐编码、文本编码、图形编码、图像编码等。

3)表现媒体(Presentation Medium)。表现媒体指通信中使电信号和感觉媒体之间产生转换所用的媒体。这类媒体分为输入显示媒体和输出显示媒体两种。输入显示媒体将感觉媒体转换为电信号,如键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头、话筒等;输出显示媒体将电信号转换为感觉媒体,如显示器、打印机、投影仪、喇叭等。

4)存储媒体(Storage Medium)。存储媒体指用于存储表示媒体的一种媒体,也就是将感觉媒体数字化以后的代码进行存储的设备。存储媒体有硬盘、软盘、光盘等。

5)传输媒体(Transmission Medium)。传输媒体指用来将表示媒体从一处传送到另一处的物理实体。传输媒体有双绞线、电话线、同轴电缆、光缆、电磁波等。

当信息载体不仅是数据、文字,还包括图形、图像、声音等多种感觉媒体时,我们就称之为多媒体信息,简称多媒体(Multimedia)。因此多媒体是指多种媒体的综合,不仅包含数据、文字,还包括各种视觉信息和听觉信息,是全方位信息。

虽然电视也具有“声、图、文”并茂的多种信息媒体,但在电视机面前,人们除了可以选择不同的频道外,其他什么也不能做,只能被动地接受电视台播放的节目,而多媒体和电视不同:多媒体是人—机交互式媒体;多媒体是以数字的形式而不是以模拟信号的形式存储和传播信息的。多媒体是由计算机参与的,人们可以使用键盘、鼠标、触摸屏等设备,通过计算机程序去控制各种媒体的播放。利用计算机的数字化技术和交互式处理能力,可同时捕获、处理、编辑、存储和展示多个不同类型的信息媒体,使多媒体技术成为可能。

4.1.2  多媒体技术的概念

什么是多媒体技术?由于多媒体技术是一门综合技术,涉及面非常广,是多种学科和多种技术交叉的领域,所以至今尚无非常标准的定义。一般认为:多媒体技术(Multimedia Computer Technology)是指把文字、音频、视频、图形、图像、动画等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩、解压缩、编辑、存储等加工处理,再以单独或合成形式表现出来的一体化技术。简单地说,多媒体技术就是计算机综合处理声、文、图信息。

多媒体技术具有以下几种特点:

1)多样性。多媒体技术的多样性包括信息媒体的多样性和媒体处理方式的多样性。信息媒体的多样性指使用文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种媒体来表示信息。而对信息媒体的处理方式可分为一维、二维和三维等不同方式,例如文本属于一位媒体,图形属于二维或三维媒体。

2)集成性。多媒体技术的集成性指以计算机为中心,综合处理多种信息媒体的特性,包括信息媒体的集成和处理这些信息媒体的设备与软件的集成两个方面。信息媒体的集成,即将多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;设备与软件的集成,即将多媒体的各种设备合成为一个整体,对于硬件来说,应该具有能够处理多媒体信息的高速及并行的CPU系统,大容量的存储器,适合多媒体多通道的输入/输出接口电路及外设、宽带的网络接口等,对于软件来说,应该有集成一体化的多媒体操作系统、适合于信息管理和使用的软件系统和创作工具、高效的各类应用软件等。

3)交互性。多媒体技术的交互性指通过各种媒体信息,使参与交互的各方(发送方和接收方)都可以对有关信息进行编辑、控制和传递。交互性不仅增加用户对信息的理解,而且交互活动本身也作为一种媒体加入了信息传递和转换的过程,从而使用户获得更多的信息。另外,借助交互活动,用户可参与信息的组织过程,甚至可控制信息的传播过程,从而使用户研究、学习自己感兴趣的东西,并获得新的感受。

4)实时性。多媒体技术的实时性指文字、图形、图像、声音、动画等多种媒体信息有机地组合在一起展示时必须保持同步,这样才能完整有效地表示所需表达的主题,所以要求计算机在处理这些信息时具有实时处理能力。

多媒体技术的多样性使计算机变得更加人性化,集成性是计算机在系统级的一次飞跃,而交互性是多媒体技术的关键特征,实时性则说明了多媒体系统在处理信息时有着严格的时序要求和很高的速度要求。多媒体技术的产生标志着计算机将不仅作为办公室和实验室的专用品,而且将进入家庭、商业、旅游、教育等几乎所有的社会与生活领域。

目前,多媒体技术的研究和应用开发主要是以下几个方面:

1多媒体数据的表示技术。多媒体的数据量大得惊人,尤其是声音和影视,比如高清晰度数字电视(HDTV)这类连续媒体。为克服数据传输通道带宽和存储器容量的限制,需要投入大量的人力和物力来开发数据压缩和解压缩技术、人—机接口技术、虚拟现实技术等。

2)多媒体创作和编辑工具。工具的使用将会大大缩短提供信息的时间。

3)多媒体数据的存储技术。比如CD技术、DVD技术、EVD技术等。

4)多媒体的应用开发。比如多媒体数据库、环球超媒体信息系统(Web)、多目标广播技术(Multicasting)、电视会议、远程教育系统、多媒体信息的检索等。