第一章 多媒体技术概述（课件）-《多媒体技术及应用(第二版)》同步教学（清华大学出版社）

《多媒体技术及应用(第二版) 》 第 一 章 多媒体技术概述 学 习 目 标 多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，它为人们展现了一个多姿多彩的视听世界。目前，多媒体技术广泛地应用于教育教学、工业控制、信息管理、办公自动化系统及游戏、娱乐等领域，逐步深入到人们生活的各个方面。本章将主要介绍多媒体和多媒体技术的基础知识、多媒体计算机系统等内容。 本 章 重 点 多媒体和多媒体技术 多媒体计算机系统组成 多媒体系统的关键技术 多媒体技术的应用和发展 1.1多媒体技术的基本概念 多媒体信息不仅能够加速和改善理解，提高兴趣和注意 力，而且大大提高了获得信息的效率。多媒体技术是一门涉及文本、数值、声音、图形、图像、动画和视频等媒体信息的综合技术，涉及计算机、通信、电视和心理学等多个学科。多媒体技术是一种快速发展的综合性电子信息技术，它给传统的计算机系统、音频和视频设备带来了方向性的变革，对大众传媒产生了深远的影响。 媒体与多媒体 多媒体元素 多媒体技术及其特点 流媒体、新媒体、自媒体及富媒体 1.1.1媒体与多媒体 媒体(Media)可以理解为人与人或人与外部世界之间进行信息沟通、交流的方式与方法，是信息传递的载体。所谓多媒体(Multimedia)，通常是指多种媒体(文字、声音、图形、图像、视频和动画等)的综合集成与交互。 1.1.2 多媒体元素 多媒体元素是指多媒体应用中可以显示给用户的媒体组成元素。涉及大量不同类型、不同性质的媒体元素，这些媒体元素数据量大,同一种元素数据格式繁多，数据类型之间的差别也很大。 1.1.3 多媒体技术及其特点 多媒体技术是一门综合的高新技术。它是集声音、视频、图像、动画等多种媒体千一体的信息处理技术，可以接收外部图像、声音、影像等多种媒体信息，经过计算机理后以图片、文字、声音、动画等多种形式输出，实现输人、输出方式的多元化，突破了计算机只能处理文字、数据的局限，使人们的工作、生活更加丰富多彩。 1.1.4流媒体、自媒体、融媒体及富媒体 利用流式媒体传输方式，人们可以在线欣赏到连续不断的高品质的音频和视频节目，实现了网上动画、影音等多媒体的实时播放。流媒体技术的产生和发展必然会给人们的日常生活和工作带来深远的影响。 1.2 多媒体计算机系统组成 目前，市面上主流的计算机大都是多媒体计算机(MPC)。所谓多媒体计算机，是指配备了声卡、视频卡的计算机。更确切地说，是一种将数字声音、数字图像、数字视频、计算机图形和通用计算机集成在一起的人机交互系统。现在，多媒体系统常常指的就是多媒体计算机系统。 多媒体计算机系统层级结构 多媒体计算机系统硬件组成 多媒体计算机系统软件组成 1.2.1 多媒体计算机系统层级结构 多媒体计算机系统是指能把视、听和计算机交互式控制结合起来，对音频信号、视频信号的获取、生成、存储、处理、回收和传输等综合数字化后所组成的一个完整的计算机系统，其基本构成如图1-5所示。 1.2.2 多媒体计算机系统硬件组成 从整体上来划分，一个完整的多媒体硬件系统主要由主机、音频部分、视频部分、基本输入/输出设备、大容量存取设备和高级多媒体设备6部分组成。 1.2.3 多媒体计算机系统软件组成 多媒体计算机软件按功能分，可以分为系统软件和应用软件。多媒体系统软件主要包括多媒体操作系统、多媒体素材制作软件及多媒体函数库、多媒体创作工具与开发环境、多媒体外部设备驱动软件和驱动器接口程序等。多媒体应用软件是在多媒体创作平台上设计开发面向应用领域的软件系统。多媒体软件按层次划分，可以分为5个层次，如图1-7所示。 1.3 多媒体数据压缩编码技术 信息时代的重要特征是信息的数字化，数字化了的信息带来了“信息爆炸”。计算机面临的是数值、文字、语言、音乐、图形、图像、动画、视频等多种媒体承载的由模拟量转化成数字量信息的吞吐、存储和传输的问题。巨大数字化信息的数据量对计算机存储资源和网络带宽有很高的要求，解决的办法就是要对视频、音频的数据进行大量的压缩。 数据压缩技术的原理 数据压缩方法分类 1.3.1 数据压缩技术的原理 多媒体数据压缩技术的目的是将原先比较庞大的多媒体信息数据以较少的数据量表示，而不影响人们对原信息的识别。多媒体数据压缩技术是多媒体技术中的核心技术，揭示了多媒体数据处理的本质，是在计算机上实现多媒体信息处理、存储和应用的前提。 1.3.2 数据压缩方法分类 数据压缩就是减少信号数据的冗余性。数据压缩常常又称为数据信源编码，或简称为数据编码。与此对应，数据压缩的逆过程称为数据解压缩，也称为数据信源解码，或简称为数据解码。多媒体数据压缩的方法根据不同的依据可产生不同的分类。 1.4 多媒体系统的关键技术  除了多媒体数码压缩技术外，多媒体系统的关键技术还有数据存储技术、输入输出技术、系统软件技术、网络通信技术、虚拟现实技术、人机交互技术等。 多媒体数据存储技术 多媒体输入/输出技术 多媒体系统软件技术 多媒体网络通信技术 虚拟现实技术 人机交互技术 1.4.1 多媒体数据存储技术 多媒体的音频、视频、图像等信息虽经过压缩处理，但仍需相当大的存储空间。此外，多媒体数据量大且无法预估，因而不能用定长的字段或记录块等存储单元组织存储，这大大曾加了存储结构的复杂度。只有在大容量存储技术问世后，才真正解决了多媒体信息存储的空间问题。 1.4.2 多媒体输入/输出技术 多媒体输入/输出技术包括多媒体变换技术、多媒体识别技术、多媒体理解技术和多媒体综合技术。 1.4.3 多媒体系统软件技术 多媒体软件技术主要包括6个方面的内容，分别包括多媒体操作系统、多媒体素材采集与制作技术、多媒体编辑与创作工具、多媒体数据库技术、超文本/超媒体技术和多媒体应用开发技术。 1.4.4 多媒体网络通信技术 多媒体信息的特征之一是多维性,即包括多种不同类型的媒体。由于不同类型媒体信息在传输中有不同的技术要求,这给多媒体信息的传输提出了技术要求。如视频、音频数据的传输要求实时同步,延迟滞后时间短，但可以容忍小的数据错误；文本数据的传输内容必须准确无误,但传输时间可宽容等。多媒体网络通信技术就是充分考虑各种媒体的特点,解决数据传输中的所有问题。 1.4.5 虚拟现实技术 虚拟现实（Virtual Reality，VR)是利用数字媒体系统生成一个具有逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉的模拟现实环境，受众可以用人的自然技能与这一虚拟的现实环境进行交，与在真实现实中的体验相似。虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术、广角立体显示技术，对观察者的头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体语音输入/输出技术等。 1.4.6 人机交互技术 多媒体人机交互技术是指人们通过多种媒体与计算机进行通信的技术，包括文字、图形、图像、动画、声音、视频等多种媒体，信息表示的多样化与和谐、自然的息交互方式是其研究的主要内容。多媒体人机交互既涉及信息表示的多样化，也考虑人们如何用多种输入输出设备和计算机进行交互。 1.5 多媒体设计创作基础  一个好的多媒体节目不仅能有声有色地把作品内容表述出来，而且能达到最佳的效果。这就需要多媒体素材的获取工具、制作多媒体的流程、常用的设计工具等基础知识。 多媒体素材的获取工具 多媒体项目的制作流程 常用的多媒体设计软件 1.5.1 多媒体素材的获取工具 多媒体包括图片、声音和视频等元素，这就要用到多媒体素材的获取工具。例如要获得图片可以使用照相机或扫描仪，要获取视频信息可使用数码摄像机等。 1.5.2 多媒体项目的制作流程 开发一个多媒体项目，需要较好的计算机硬件、软件以及良好的构思。有时一些优秀的多媒体作品，还需要作者具有一定的天赋。对于大多数多媒体项目或网站来说，它们的制作过程都是分阶段的，后一阶段必须在前一阶段完成后才能进行。图1-12形象地描述了制作一个多媒体项目的基本流程。 1.5.3 常用的多媒体设计软件 多媒体的素材编辑软件有很多，适用于不同元素的处理。按照处理对象的不同，可以分为文字编辑软件、图像处理软件、音频采集与处理软件、动画制作软件、视频处理软件等。 1.6 多媒体技术的应用和发展 多媒体技术的应用领域非常广泛，几乎遍布各行各业以及人们生活的各个角落。近年来，随着计算机与网络的发展，多媒体技术的网络化发展已经是趋势所向。 多媒体技术的应用领域 多媒体技术的发展趋势 1.6.1多媒体技术的应用领域 多媒体技术的应用领域非常广泛，几乎遍布各行各业以及人们生活的各个角落。由于多媒体技术具有直观、信息量大、易于接受和传播迅速等显著的特点，因此多媒体应用领域的拓展十分迅速，并随着网络的发展和延伸，不断地成熟和进步。 1.6.2 多媒体技术的发展趋势 多媒体技术是信息技术领域发展最快、应用最广的技术，是新一代信息、技术发展和竞争的热点所在。 多媒体核心系统软件 多媒体应用软件 多媒体开发工具 多媒体计算机硬件系统 多媒体外围设备 产品规划与设计 成品制作与发布 编制程序 素材加工与媒体制作 $$