多媒体技术概述.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,多媒体技术及应用,第一章,多媒体技术概述,1.1 多媒体的基本概念,1.1.1 媒体及其分类,媒体的概念,媒体,（,medium,）,：,媒体是信息表示和传输,的载体,。,在计算机领域有两种含义：,一是存储信息的实体：如磁盘、光盘、磁带等,二是传递信息的载体：如数字、文字、声音、图形等,1.1.1 媒体及其分类,CCITT(,目前已被,ITU,取代)对,媒体分类,：,感觉媒体,表示媒体,表现媒体,存储媒体,传输媒体,1.1.1 媒体及其分类,对媒体的分类：,感觉媒体,：指能直接作用于人的感觉器官，使人直接产生直接感觉,(,视、听、嗅、味、触 觉,),的媒体。如人类的语言、音乐、声音、图形、图像、计算机中的文件、数据等。,表示媒体,：为加工、处理和传输感觉媒体而人为研究、构造出来的一种媒体。其目的是更有效地加工、处理和传送感觉媒体。包括各种编码方式，如语言编码、文本编码、图像编码等,。,表示媒体就是信息的表示方法。信息本身是无形的，如果要使信息能被人理解和接受，必须将信息通过一定的方法表示出来。例如语言文字就是一种表示媒体。注意，在没有经过表现媒体的“表现”之前，表示媒体并不能让你获得任何信息。比如我将我的思想组织成一段话（表示媒体），但在我没有说出来之前（表现媒体），你仍然无法知道我到底在想什么。,1.1.1 媒体及其分类,媒体的分类,表现媒体,：又称为显示媒体，指感觉媒体和用于通信的电信号之间转换用的一类媒体。包括两种：输入表现媒体有键盘、摄像机、光笔、话筒等；输出表现媒体有显示器、音箱、打印机等。,存储媒体,：表存储介质，如计算机的硬盘、软盘、磁带及光盘等。,传输媒体,：用来将媒体从一处传送到另一处的用物理载体，是通信中的信息载体，如双绞线、同轴电缆、光纤等。,在多媒体系统中，汉字编码属于,A.,表示媒体,B.,表现媒体,C.,传输媒体,D.,存储媒体,感觉媒体及其分类,多媒体技术中多指感觉媒体，常见的有：,视觉类,视 觉,（静止）,图像,图形,文字,符号,语言文字,（动态）,图像,图形,动态影像视频,真实感三维动画,二维动画,三维动画,1.1.1 媒体及其分类,听觉类,触觉,其他感觉,抽象化,听觉,声音,声响（自然界）,语音（人类语言）,音乐,其它（嗅觉、味觉等）,触觉,振动,运动,传感,/,发生器,1.1.,2,多媒体与多媒体技术,多媒体,(,multimedia,),的概念,定义：,Multimedia,is simply multiple forms of media integrated together.Media can be text,graphics,audio,animation,video,data,etc.,以数字化为基础，能够对多种媒体信息（包括文字、声音、图形、图像、动画与视频等）进行采集、编码、存储、传输、处理和表现，综合处理多种媒体信息并使之建立起有机的逻辑联系，集成为一个系统并能具有良好交互性的技术。,由此，多媒体不仅指多媒体本身，而且包括处理和应用它的一整套技术。所以说“多媒体”与“多媒体技术”是同义词。,1.1.,2,多媒体与多媒体技术,信息载体的多样性,信息载体的多样性是多媒体的主要特性之一，也是多媒体研究需要解决的关键问题。信息载体的多样化，是相对计算机而言的。在多媒体技术中，计算机所处理的信息空间范围拓展了，不再局限于数值、文本、图形和特殊对待的图像，并且强调计算机与声音、活动图象（或称为影像）相结合，以满足人类感官空间对多媒体信息的需求。这在计算机辅助教育，以及产品广告、动画片制作等方面有很大的发展前途。,1.1.,3,多媒体技术的特点,1.1.,3,多媒体技术的特点,实时性适应了信息载体的多样性,实时性指的是多媒体系统中声音及活动的视频图像是强实时（,hard,realtime,）的，多媒体系统需提供对这些与时间密切相关的媒体实时处理能力。,1.1.,3,多媒体技术的特点,交互性易于人和计算机的交互,交互性指人可以对信息进行加工处理并控制信息的输入、输出及播放。交互可以增加对信息的注意力和理解力，延长信息保留的时间。,当我们完全地进入到一个与信息环境一体化的虚拟信息空间自由遨游时，这才是交互式应用的高级阶段，这就是虚拟现实（,Virtual Reality）。,集成性：,多媒体技术不仅要对多种形式的信息进行各种处理，而且要将它们有机地结合起来，突出的例子是动画制作，要将计算机产生的图形或动画与摄像机摄得的图叠加在一起，在播放时再和文字、声音混合，这样，就需要对多种信息的综合和集成处理。多媒体的集成性主要体现在两个方面：,1.1.,3,多媒体技术的特点,1.1.,3,多媒体技术的特点,1.,多媒体信息的集成，是指各种媒体信息应能按照一定的数据模型和组织结构集成为一个有机的整体，以便媒体的充分共享和操作便用；,2.,操作这些媒体信息的工具和设备集成，是指与多媒体相关的各种硬件设备的集成和软件的集成，为多媒体系统的开发和实现建立一个联想的集成环境，以提高多媒体软件的生产力。,总之，多媒体最显著的特点是具有媒体的多样性、实时性、集成性和交互性。从这个角度就可判断什么是多媒体。如电视等不具备交互性，所以不是多媒体。,多媒体技术是综合的高新技术，它是多个相关学科综合发展的产物。,微电子技术；,计算机技术；,通信技术；,其他技术。,从应用角度来看，人们对多媒体系统的认识一是来自电视，一是来自计算机,。,使电视用户有一定的控制权限和使计算机画面更加赏心悦目成了我们改进的目标，这正是电视和计算机结合原因所在。,将计算机软硬件技术、数字化声像技术和高速通信网技术集成为一个整体，把多种媒体信息的获取、加工、处理、传输、存储、表现于一体。,1.1.,4,多媒体技术的研究意义,多媒体技术不仅是时代的产物，也是人类历史发展的必然。,从人类历史的发展来看,，,人与人之间的交流手段是推动社会发展的一个重要因素,从计算机发展的角度来看，用户和计算机的交互技术一直是推动计算机技术发展的重要动因。,多媒体技术将文字、声音、图形、图像集成为一体，获取、存储、加工、处理、传输一体化，使人机交互达到了最佳的效果,多媒体技术的引入提高了工作效率,1.2,多媒体技术的发展历程,启蒙发展阶段,标准化阶段,普及应用,1.2.1 启蒙发展阶段,多媒体计算机技术最早起源于20世纪80年代中期。,1984年,，Apple,公司在研制,Macintosh,计算机时，为了改善人机交互界面，创造性地使用了位映射(,bitmap)、,窗口(,window)、,图符(,icon),等技术，所带来的图形用户界面(,GUI)，,同时鼠标作为交互设备配合,GUI,使用，大大方便了用户的操作。,1985年,，Microsoft,公司推出了,Windows，,它是一个多任务的图形操作环境。,Amiga,（非正式译名为阿米加）是,Amiga,公司开发的个人电脑产品系列。在,1982,年，主要的硬件设计师杰,迈纳开始了,Amiga,的开发工作。,Commodore International,收购了,Amiga,公司后，在,1985,年将,Amiga,引入到市场里。“,Amiga”,这个名词在西班牙语里意为女性朋友。,1.2.1 启蒙发展阶段,Amiga,使用了支持多媒体图形和音频的多处理器技术，所以它具有很好的视频和音频质量。也使得它超越了同时期的其它电脑,它通常被使用在电影制作视频和音频的后期处理上。,Amiga 500,使用了主频为,7.14MHz,的,Motorola 68000 CPU,，搭配,512K,内存。大部分软件都在,3.5“,软盘上运行，当然也可以使用硬盘。,Amiga,使用的,OS,是第一个支持多任务的桌面操作系统，这一点连,Apple,、,Microsoft,和,IBM,也自叹不如。,Amiga,成为了高分辨率，快速用户响应接口，以及适合游戏的计算机的同义词。,1.2.1 启蒙发展阶段,Commodore,公司在,1987,年出产的,Amiga 500,是当时最受欢迎的,Amiga,电脑型号,1986年，荷兰,Philips,公司和日本,Sony,公司联合出,CD-I,，同时公布了该系统所采用的,CD-ROM,光盘的数据格式，这项技术对大容量存储设备光盘发展起着巨大的影响，并经,ISO,认可成为国际标准。,1.2.1 启蒙发展阶段,该系统把高质量的声音、文字、计算机程序、图形、动画以及静止图象等都以数字的形式存放在容量为,650MB,的,5,英寸只读光盘上。用户可通过与该系统相连的家用电视机、计算机显示器和,CD-I,系统进行通信、使用鼠标器、操纵杆和遥控器等定位装置选择人们感兴趣的视听材料进行播放，可完成培训或教育任务,大容量光盘出现为存储表示声音、文字、图形、视频等高质量的数字化媒体提供了有效的手段。,1.2.1 启蒙发展阶段,关于交互式视频技术的研究,1983年开始，美国无线电公司,RCA,研究中心就着手研制交互式数字视频系统，后来,RCA,把推出的交互式数字视频系统,DVI,卖给了,GE,公司。,1987年，,Intel,公司又从,GE,买到这项技术，于1989年初把,DVI,技术开发成为一种可普及商品。随后又和,IBM,公司合作，在,Comdex/Fall89,展示会上推出,Action Media 750,多媒体开发平台。,1991,年，,Intel,和,IBM,合作又推出了改进型的,Action Media，Action Media,在扩展性，可移植性，视频处理能力等方面均大大改善。,1.2.1 启蒙发展阶段,1.2.2 标准化阶段,1990年10月，在微软公司召开多媒体开发工作者会议上提出,MPC1.0,标准,。,1993年由,IBM，Intel,等数十家软硬件公司组成的多媒体个人计算机市场协会(,MPMC),发布了多媒体个人机的性能标准,MPC2.0。,1995年6月，,MPMC,又宣布了新的多媒体个人机技术规范,MPC3.0。,1996年以后，新的个人机均支持基本多媒体功能。,数字化图像压缩国际标准,JPEG,标准,MPEG,标准,ITU H.26X,标准,JPEG,标准,它是,ITU,和,ISO,两家联合成立专家,JPEG(Joint Photographic Experts Group),建立的适用彩色和单色、多灰度连续色调、静态图像压缩国际标准。该标准在1991年通过为,ISO/IEC 10918,标准,，,全称为“多灰度静态图像的数字压缩编码”标准。,MPEG,标准,为了制定有关运动图像压缩标准，,ISO,建立一个专家组,MPEG(Moving Picture Experts Group)，,它从1990年开始工作。,MPEG,提交的,MPEG-1,标准用于1.5,Mbps,速率运动图像，作为,ISO/IEC 11172,号标准，于1992年通过。平均压缩比为50:1。,MPEG-2(,大于1.5,Mbps)。,MPEG-4(,甚低速率)。,MPEG-7(,多媒体检索)。,MPEG-21(,多媒体应用框架)。,ITU H.26X,标准,H.261,方案标题是“64,kbps,视声服务用视象编码方式”(,P,64kbps),。该方案确定于1988年，是一面向可视电话和电视会议的视频压缩算法的国际标准，其中,P,是可变参数。,P,=1,或2时，只支持,QCIF,分辨率(176144)格式每秒帧数较低的可视电话,；,当,P,6,时，则支持,CIF,分辨率(352288)格式每秒帧数较高的活动图像的电视会议。,H.262/263,标准。,数字化音频,压缩标准,MPEG-1,2,4,音频标准,16,kbps ITU,标准化方案,G.728,准备用在64,kbps,的,ISDN,线路的可视电话，带宽分配为语音16,kbps，,图像48,kbps。,32,kbps ITU,标准化方案,G.721,标准。,目的是最终取代现有,PCM,电路传送方式，最初是面向卫星通信，长距离通信以及信道价格很高线路的语音传输。目前应用领域还包括电视会议的语音编码，为提高线路利用率的多媒体多路复用装置，数字录音电话及高质量语音合成器等。,64,kbps ITU,标准化方案,G.722,该标准是面向7,kHz,带宽以语音和音乐为对象的标准化音响编码方案，应用领域是面向高质量语音通信会议的。它具有3种工作模式即64,kbps，56kbps,和48,kbps。,CD-DA,CD-ROM,CD-I,VCD,DVD,光盘标准,1979,年，,Philips,和,Sony,公司结盟联合开发,CD-DA(Compact Disc-Digital Audio,精密光盘数字音频）标准。,Philips,已经是开发了商业的激光唱盘,播放器,，,Sony,旗下则有十几年的数字记录技术研究经验。当它们就规范单一的音频技术进行协定时，这两个公司陷入了争吵,这就引入了潜在的不兼容的音频激光盘格式。,Philips,公司主要进行物理设计，它设计的,CD,类似于先前生产的激光唱盘，盘上的凹陷,(pit),和平地,(land),可以通过激光读取；,Sony,则主要进行数模电路的设计，特别是数字编码和纠错码设计。,CD-DA,1980,年，这两个公司发布了,CD-DA,标准，就是今天所说的红皮书标准（因发布文档的封面为红色而得名）。红皮书包括记录、采集以及今天仍然使用的,120mm(4.72,英寸）直径物理格式等规范。据说确定这个光盘尺寸是因为它可以容纳在没有中断情况下大约,70,分钟的贝多芬第九交响曲的全部内容。,该规范发布以后，这两家公司竞相推出第一款商用,CD,音频驱动器。由于,Sony,在数字电路方面有丰富的经验，在与,Phlipis,竞争了一个月以后最终取胜，并于,1982,年,10,月,1,日推出了,CDP-101,播放器和世界上第一个,CD,唱片,Billy Joe,的,52nd Street,专辑。该播放器首先在日本上市，然后是欧洲，直到,1983,年初才打入美国市场。,1984,年，,Sony,又推出了第一个可移动便携式,CD,播放器。,CD-DA,CD-ROM,规格的黄皮书由,Philips,、,Sony,和微软,于,1983,年推出，经历了多次修正，黄皮书采用了,CD-DA,（红皮书）的物理格式，并添加了一层错误检测和纠正的标准，以保证数据存储的可靠性。另外还增加了同步和标示信息以便更加准确地定位。黄皮书规定了两种模式，分别提供了不同的检错和纠错机制，这是因为存储数据文档（计算机文件）不允许有任何错误，而视频影像和声音等数据则可以允许少许错误。,1989,年，黄皮书被,ISO,接受为,120mm,只读光盘（,CD-ROM,）数据交换的国际标准,ISO/IEC 10149,。,CD-ROM,电子出版物的一种。中文习称交互式光盘。它的功能与,CD-ROM,类似，但除了以影像、声音、图形和计算机数据形式存在的多种媒体的信息融合一体，传达给使用者外，使用者还能够以交互方式索取到有意义的信息。,CD-I,在数据库、游戏、,百科全书,、教育和许多商业领域广泛应用。,CD-I,技术由 荷兰的飞 利浦公司和日 本的索尼公司合作开发。两家公司的主要目标是研制一项世界标准，以使,CD-I,光盘能在世界各地的,CD-I,播放机上运行。为此，他们公布了,CD-I,完整功能性规范，通常称为绿皮书。,CD-I,VCD,VCD,，影音光碟（,Video Compact Disc,；,VCD,），是一种在光碟（,Compact Disk,）上存储视频信息的标准。,VCD,可以在个人电脑或,VCD,播放器以及大部分,DVD,播放器中播放。,VCD,标准由索尼、飞利浦、,JVC,、松下等电器生产厂商联合于,1993,年制定，属于数字光盘的白皮书标准。,DVD,数字多功能光盘（英文：,Digital Versatile Disc,），简称,DVD,，是一种光盘存储器，通常用来播放标准电视机清晰度的电影，高质量的音乐与作大容量存储数据用途。,DVD,与,CD,的外观极为相似，它们的直径都是,120,毫米左右。,1.,3,多媒体技术的应用与发展,1.,3.1,多媒体技术的应用,基本应用方式包括：,多媒体演示系统：,如计算机辅助教学（,CAI,）、光盘制作、公司和地区的多媒体演示、导游及介绍系统等。技术已成熟，主要在实现技术和创意两个方面。,多媒体网络,：,通过网络实现多媒体信息的实时传输是多媒体时代用户的极大需求，如视频会议、远程教学、远程医疗、视频点播等。,数字电视应用,：,数字电视将与计算机和信息网络相结合，实现多媒体信息的双向传输，人们不仅可以看电视，还可以选择节目内容，实现信息检索。,1.,3.2,多媒体技术的发展,多媒体技术的发展可以概括为两个方面：,一是智能化：,未来的计算机能够识别多媒体信息、理解多媒体信息。它能够知道语言的含义，能够认识图象的含义。人们与计算机的交互可以通过语言、行为等人与人交往的自然方式进行。,二是立体化：,多媒体的应用不限于在计算计上处理和表现，许多家电设备、工业控制系统、现场监视系统等将构成一个立体的网络系统。,1.,3.3,多媒体是技术与应用发展的必然,多媒体技术的产生,计算机,计算机,大众传播,大众传播,通 信,文字文字,0.1.0.1,网 络,客 户,客 户,客 户,服务器,通 信,计算机,大众传播,通 信,多,媒,体,信,息,系,统,1.,3.4,多媒体改善了人类信息的交流,人的思维模式：,形象、联想、多样、模糊、并行,计算机的工作方式：,精确、清楚、串行、,人机交互形式,人,人（通过计算机）；人,计算机,；计算机,人；计算机,计算,机,多媒体技术的发展将对人类社会产生深远影响。,1.,4,多媒体技术研究的主要内容,1.4.1,什么是多媒体技术,三大信息技术的联合：,计算机、通信、,TV,综合各个方面：,通信、广播、印刷、出版、计算、,多媒体技术,以网络为支持，为人类生活提供各种服务创造一种新型的人与人交往的新环境。,1.4.2,多媒体技术研究的主要内容,多媒体技术的基础,多媒体软硬件平台技术,多媒体操作系统技术,多媒体信息管理技术,多媒体通信与分布应用技术,1.,5,多媒体系统的分类及组成,1.5.1,多媒体系统分类,多媒体系统可分为,:,编辑和播放双重功能的开发系统：,主要用于专业人员开发、制作多媒体作品。,以交互播放功能为主的教育培训系统：,主要用于教育、教学。,以家庭娱乐和自主学习为主的家用多媒体系统：,主要通过多媒体光盘的形式与用户实现交互。,1.5.2,多媒体系统组成,硬件部分,硬件环境主要包括多媒体采集输入设备、多媒体计算机和多媒体输出设备三大部分。,1.5.2,多媒体系统组成,软件部分,软件部分,由系统软件和工具、多媒体创作软件和工具、多媒体编辑软件和工具及终端应用软件和工具四大部分构成。,1.5.3,多媒体硬件设备简介,视频压缩、采集卡：将电视机、录像机、,VCD,机以及摄录一体机等不同信号源所输出的音、视频信号转换成数字信号，经混合、压缩处理，最终生成计算机能够编辑处理的数据文件。,扫描仪,是一种图像输入设备，由光源、光学镜头、光敏元件、机械移动部件和电子逻辑部件组成。可将传统图像信息（如图片资料、图像方式的文字资料等）以数字图像的形式存储到计算机中，配合适当的应用软件，可以进行中英文文字的识别及进行处理。,按照扫描原理可分为：,反射式扫描仪,透射式扫描仪,混合式扫描仪,数字相机,数码相机是一种数字成像设备。在制作多媒体产品时可以方便地摄取数字图片供加工使用，简化了处理过程。使用光敏元件作为成像器件，将图像中的光学信息转化为数字信号，所以成像器件的性能决定了数码相机的性能。,分为：,家用级数字相机,办公级数字相机,专业级数字相机,数字摄像机,将采集好的视频信号通过视频压缩采集卡或,DV,接口直接传输到多媒体计算机中以视频文件进行保存，再通过软件进行编辑、处理,。,可分为：,家用级数字摄像机,专业级数字摄像机,广播级数字摄像机,彩色喷墨打印机,是计算机最基本的输出设备之一，采用四色或六色墨水，利用超微细墨滴喷在纸张上，形成彩色图像，其打印质量受打印模式、纸张类型和墨水质量等多种技术参数影响。,光盘刻录机,是非常重要的多媒体输出设备，通过光盘刻录机将多媒体作品制作成多媒体光盘。,投影机,常见的有：,CRT,投影机,液晶光阀投影机,油膜光阀投影机,数字微镜投影机,1.,6,小 结,本章内容小结,多媒体是技术与应用发展的必然产物。,多媒体标志着一个新的技术时代。,多媒体的三大关键特性：,信息载体的多样性、交互性和集成性,多媒体改善了人类信息的交流，缩短了人类信息交流的路径。,多媒体技术概念与研究内容及常用设备。,来源,:,第一课件网,