多媒体技术及应用.ppt

1多媒体技术概述1.1 多媒体技术发展史19841984：AppleApple公司公司MacintoshMacintosh机机 图形处理：位图图形处理：位图(Bitmap)(Bitmap)用户界面：窗口、图标用户界面：窗口、图标(Icon)(Icon)交互设备：鼠标器交互设备：鼠标器(Mouse)(Mouse)Macintosh图形系统图形系统Power Mac G52多媒体技术概述 1985 1985：CommodoreCommodoreAmigaAmiga多媒体系统多媒体系统 图形处理芯片：图形处理芯片：Agnus 8370Agnus 8370 音频处理芯片：音频处理芯片：Paula 8364Paula 8364 视频处理芯片：视频处理芯片：Denise 8362Denise 8362 多任务操作系统：菜单多任务操作系统：菜单 图标图标 多窗口多窗口 1.1 多媒体技术发展史3多媒体技术概述 1986 1986：Philips/SonyCD-IPhilips/SonyCD-I交互式光盘交互式光盘 公布公布CD-ROMCD-ROM文件格式文件格式(国际标准国际标准)19871987：RCARCADVIDVI交互式数字视频系统交互式数字视频系统 光盘存储图像、视频、声音等光盘存储图像、视频、声音等 1989 1989：Intel/IBMActionMedia 750Intel/IBMActionMedia 750 音频板、视频板、多功能板音频板、视频板、多功能板 音视频支撑系统：音视频支撑系统：AVSS/DOSAVSS/DOS 19911991：AVK/WindowsAVK/Windows1.1 多媒体技术发展史4多媒体技术概述1.1 多媒体技术发展史 19921992：MicrosoftMicrosoft公司公司Windows 3.1Windows 3.1 多媒体操作系统：动态链接库多媒体操作系统：动态链接库 支持多媒体驱动程序支持多媒体驱动程序,OLE,OLE 95/98/2000/XP/Vista95/98/2000/XP/Vista 19961996：IntelPentium ProIntelPentium Pro加入加入MMXMMX MMX(Multimedia Extension)MMX(Multimedia Extension)PCMPC(PCMPC(多媒体时代多媒体时代)5多媒体技术概述1.2 多媒体的基本概念一、媒体与多媒体一、媒体与多媒体 1.1.媒体媒体(媒介、媒质媒介、媒质)媒体有两种含义媒体有两种含义存储信息的实体存储信息的实体纸张、磁盘、光盘、半导体存储器纸张、磁盘、光盘、半导体存储器表示信息的载体表示信息的载体文本、音频、图形、图像、动画、视频文本、音频、图形、图像、动画、视频6多媒体技术概述1.2 多媒体的基本概念 媒体的种类媒体的种类(五种，五种，ITU-T)ITU-T)感觉媒体感觉媒体 人们接触信息的感觉形式，如视觉、听人们接触信息的感觉形式，如视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等。觉、触觉、嗅觉和味觉等。表示媒体表示媒体 为了处理和传输感觉媒体而人为构造的为了处理和传输感觉媒体而人为构造的一种媒体，如文本、音频、图形、图像、动一种媒体，如文本、音频、图形、图像、动画和视频等编码表示。画和视频等编码表示。7多媒体技术概述1.2 多媒体的基本概念 显示媒体显示媒体 表现和获取信息的物理设备。表现和获取信息的物理设备。输入显示媒体：键盘、鼠标器、麦克风输入显示媒体：键盘、鼠标器、麦克风 输出显示媒体：显示器、打印机、音箱输出显示媒体：显示器、打印机、音箱 存储媒体存储媒体 用来存放表示媒体，以便计算机随时调用来存放表示媒体，以便计算机随时调用和处理信息编码，如磁盘、光盘和内存。用和处理信息编码，如磁盘、光盘和内存。传输媒体传输媒体 传输数据的物理载体，如电缆、光缆。传输数据的物理载体，如电缆、光缆。8多媒体技术概述1.2 多媒体的基本概念 2.2.多媒体多媒体(表示媒体表示媒体)文本、音频、图形、图像、动画、视频文本、音频、图形、图像、动画、视频 多媒体是融合两种或两种以上表示媒体多媒体是融合两种或两种以上表示媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体 多媒体处理过程多媒体处理过程：各种媒体：各种媒体数字化数字化存储到计算机中存储到计算机中处理处理再现给用户再现给用户 人类视觉：人类视觉：80%80%听觉：听觉：10%10%触觉、嗅觉、味觉：触觉、嗅觉、味觉：10%10%虚拟现实虚拟现实多媒体多媒体9多媒体技术概述1.2 多媒体的基本概念二、多媒体技术二、多媒体技术 计算机技术计算机技术 多媒体技术多媒体技术 视听技术视听技术 通信技术通信技术 1.1.基本概念基本概念 多媒体技术是将多种媒体信息通过计算多媒体技术是将多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、编码、存储、传输、处机进行数字化采集、编码、存储、传输、处理和再现等，使多媒体信息建立逻辑连接，理和再现等，使多媒体信息建立逻辑连接，并集成一个具有交互性的系统。并集成一个具有交互性的系统。综合处理综合处理图、文、声、像图、文、声、像10多媒体技术概述1.2 多媒体的基本概念 2.2.多媒体技术的特征多媒体技术的特征 多样性：多样性：综合处理多种媒体信息，将计综合处理多种媒体信息，将计算机处理的信息空间扩展并放大。算机处理的信息空间扩展并放大。集成性：集成性：多种媒体信息的集成，以及与多种媒体信息的集成，以及与这些媒体相关的设备集成。这些媒体相关的设备集成。交互性：交互性：能为用户提供有效的控制和使能为用户提供有效的控制和使用信息的手段，它增加用户对信息的注意和用信息的手段，它增加用户对信息的注意和理解，延长信息的保留时间。理解，延长信息的保留时间。实时性：实时性：如视频会议系统。如视频会议系统。11多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成一、多媒体系统的层次结构一、多媒体系统的层次结构多媒体硬件系统多媒体硬件系统：多媒体控制板卡及：多媒体控制板卡及I/OI/O电路电路多媒体驱动程序多媒体驱动程序：用来控制和操纵多媒体硬件：用来控制和操纵多媒体硬件多媒体操作系统多媒体操作系统：CD-RTOS(CD-RTOS(专用专用)Windows(Windows(通用通用)多媒体硬件系统多媒体硬件系统多媒体驱动程序多媒体驱动程序多媒体操作系统多媒体操作系统多媒体开发工具多媒体开发工具多媒体应用软件多媒体应用软件12多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成二、多媒体系统的基本组成二、多媒体系统的基本组成 1.1.多媒体硬件多媒体硬件 计算机计算机 MPC MPC 图形工作站图形工作站13多媒体技术概述 多媒体板卡多媒体板卡 多媒体板卡是根据多媒体系统获取或处多媒体板卡是根据多媒体系统获取或处理各种媒体信息的需要插接在计算机上，以理各种媒体信息的需要插接在计算机上，以解决输入和输出问题。解决输入和输出问题。显示卡显示卡 音频卡音频卡 视频卡视频卡1.3 多媒体系统的组成14多媒体技术概述 多媒体外部设备多媒体外部设备1.3 多媒体系统的组成光驱光驱数码相机数码相机数码摄像机数码摄像机扫描仪扫描仪摄像头摄像头15多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成触摸屏触摸屏显示器显示器投影仪投影仪耳机、麦克风耳机、麦克风16多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 2.2.多媒体软件多媒体软件 多媒体系统软件多媒体系统软件 多媒体驱动程序多媒体驱动程序 多媒体操作系统多媒体操作系统 多媒体支持软件多媒体支持软件(多媒体开发工具多媒体开发工具)多媒体素材制作工具软件多媒体素材制作工具软件 文字特效制作软件：文字特效制作软件：Office(Office(艺术字艺术字)COOL 3DCOOL 3D17多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 音频处理软件：音频处理软件：AuditionAudition Cakewalk Cakewalk 图形图像软件：图形图像软件：CorelDRAWCorelDRAW Photoshop Photoshop 18多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 动画制作软件：动画制作软件：FlashFlash 3ds max Maya 3ds max Maya 视频编辑软件：视频编辑软件：PremierePremiere 会声会影会声会影19多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 多媒体著作工具软件多媒体著作工具软件 PowerPointPowerPoint Authorware Authorware Dreamweaver Dreamweaver 多媒体编程语言多媒体编程语言 VBVB、VC+VC+、DelphiDelphi 多媒体应用软件多媒体应用软件 多媒体应用系统、多媒体作品多媒体应用系统、多媒体作品Dreamwear CS320多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成三、多媒体存储设备三、多媒体存储设备 光盘光盘(CD-Compact DiscCD-Compact Disc，高密盘，高密盘)特点特点：存储容量大：存储容量大：CD-ROMCD-ROM650650MBMB DVD4.7GB DVD4.7GB 记录密度高：记录密度高：10107 7-10-108 8bit/cmbit/cm2 2 长期保存信息：长期保存信息：10-10010-100年年 非接触方式、价格低廉非接触方式、价格低廉21多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成CD-ROMCD-ROM是只读光盘或固定型光盘是只读光盘或固定型光盘(只能读，不能只能读，不能改改-重写、擦除重写、擦除)。一张普通光盘可以存储一张普通光盘可以存储650650MBMB数据数据,它包括它包括文本、表格、图形、图文本、表格、图形、图像、视频、音频等文件。像、视频、音频等文件。凹坑凹坑00 平坦平坦1122多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成CD-ROMCD-ROM的工作原理的工作原理：CD-ROMCD-ROM驱动器读取数据时由激光束照射到驱动器读取数据时由激光束照射到光盘的平面上，当激光束射到光盘的平坦部分光盘的平面上，当激光束射到光盘的平坦部分时，有时，有70-80%70-80%的光反射并传输到光检测器中，的光反射并传输到光检测器中，记下记下ONON11；当激光束照在凹当激光束照在凹坑上时，激光束由于坑上时，激光束由于散射而无法接收到反散射而无法接收到反射信号，则光检测器射信号，则光检测器记下记下OFFOFF00。23多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 CD-RCD-R技术技术 CD-RCD-R是只写一次型光盘或追记型光盘是只写一次型光盘或追记型光盘(可写可写一次，写过后不能修改，只能读写一次，写过后不能修改，只能读写)。CD-RCD-R光盘主要用于光盘主要用于信息存档或备份大型系信息存档或备份大型系统，它比统，它比CD-ROMCD-ROM多了一多了一层层塑料层塑料层(记忆数据记忆数据)。24多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成CD-RCD-R光盘的工作原理光盘的工作原理：刻录机将数据写入刻录机将数据写入CD-RCD-R光盘时，以高功率光盘时，以高功率激光束照射光盘的塑料层。该位置的有机染料激光束照射光盘的塑料层。该位置的有机染料会融化并产生化学反应会融化并产生化学反应(类似凹坑类似凹坑)，而没有被，而没有被高功率激光束照射的位置可以靠反射层反射激高功率激光束照射的位置可以靠反射层反射激光。光。读取读取CD-RCD-R光盘数据与光盘数据与CD-ROMCD-ROM相同，但由于相同，但由于它使用有机染料，降低了光反射率，因此用金它使用有机染料，降低了光反射率，因此用金或银作为反射层以提高对光的反射率。或银作为反射层以提高对光的反射率。25多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 CD-RWCD-RW技术技术 CD-RWCD-RW是可擦写型光盘，采用重复写入技术是可擦写型光盘，采用重复写入技术(可读，可擦除，可重写可读，可擦除，可重写)。与与CD-RCD-R光盘相比，光盘相比，CD-RWCD-RW具有以下特点：具有以下特点：塑料层变为染料层塑料层变为染料层(硒或碲的结晶层硒或碲的结晶层)相变技术：通过激光照射能将染料层呈相变技术：通过激光照射能将染料层呈现现结晶结晶(平面平面)和和非结晶非结晶(凹坑凹坑)两种状态。两种状态。26多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成3.3.光盘格式与标准光盘格式与标准 CD-DACD-DA标准标准(红皮书红皮书)CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)数字式激光唱盘、数字式激光唱盘、CDCD唱盘唱盘 1982Sony/Philips1982Sony/Philips合作开发数字光盘音合作开发数字光盘音响系统，主要应用在存储数字化的高保真立体响系统，主要应用在存储数字化的高保真立体声音乐。声音乐。27多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 CD-ROMCD-ROM标准标准(黄皮书黄皮书)1985Sony/Philips 1985Sony/Philips公司联合推出了公司联合推出了CD-CD-ROMROM的光盘规范。的光盘规范。音频音频CDCD：只能存放音乐：只能存放音乐 CD-ROMCD-ROM：可以存放文本、图形、声音和视：可以存放文本、图形、声音和视频，存放计算机数据频，存放计算机数据(增加错误检测增加错误检测)。1988ISO1988ISO制定了制定了ISO 9660ISO 9660标准标准,它定义它定义CD-CD-ROMROM光盘上通用信息交换的文件规范，适用的平光盘上通用信息交换的文件规范，适用的平台包括：台包括：DOS/WindowsDOS/Windows系统，系统，UNIX/LinuxUNIX/Linux，MacintoshMacintosh，OS/2OS/228多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 CD-I CD-I标准标准(绿皮书绿皮书)1986Sony/Philips1986Sony/Philips发布的用于交互式系发布的用于交互式系统规范，统规范，CD-I(CD-Interactive)CD-I(CD-Interactive)标准在同一张标准在同一张光盘上有音频和视频数据。光盘上有音频和视频数据。CD-ICD-I光盘可存放教育培训程序、游戏、百光盘可存放教育培训程序、游戏、百科全书、卡拉科全书、卡拉OKOK以及影片等内容。以及影片等内容。CD-ROM XACD-ROM XA标准标准(黄皮书扩展黄皮书扩展)1989Philips/Sony/Microsoft 1989Philips/Sony/Microsoft补充制定补充制定的具有多媒体方面的规范。的具有多媒体方面的规范。29多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 CD-RCD-R标准标准(橙皮书橙皮书)CD-R(Compact Disk Recordable),CD-R(Compact Disk Recordable),可记录可记录光盘是一种可刻录多次的光盘。光盘是一种可刻录多次的光盘。CD-RCD-R空白光盘没有记录任何信息，若按某空白光盘没有记录任何信息，若按某种文件格式种文件格式(CD-DA,CD-ROM,VCD)(CD-DA,CD-ROM,VCD)并通过刻录程并通过刻录程序和设备，就可长期保存数据。序和设备，就可长期保存数据。30多媒体技术概述1.3 多媒体系统的组成 Video-CD Video-CD标准标准(白皮书白皮书)1993Philips/JVC/Matsushita/Sony1993Philips/JVC/Matsushita/Sony制定制定的允许在一张光盘上存储最多的允许在一张光盘上存储最多7474分钟的分钟的MPEG-1MPEG-1视频和视频和ADPCMADPCM数字音频数据。数字音频数据。352*288(25352*288(25帧帧/秒秒)，双声道立体声，双声道立体声 DVDDVD规范规范 数字视频光盘，数字视频光盘，DVD(MPEG-2)DVD(MPEG-2)，4.7GB4.7GB 720*576(50 720*576(50帧帧/秒秒)杜比环绕立体声杜比环绕立体声31多媒体技术概述1.4 多媒体技术的研究内容一、多媒体数据压缩技术一、多媒体数据压缩技术 图像、动画、视频和音频等数字化后数图像、动画、视频和音频等数字化后数据量是非常大的，例如：据量是非常大的，例如：一幅中等分辨率一幅中等分辨率(640*480(640*480像素像素)的真彩色的真彩色(24(24位位/像素像素)图像图像900900KBKB。(JPEG)(JPEG)以每秒以每秒2525帧的速度播放帧的速度播放约占约占2222MB/sMB/s，即使是存储容即使是存储容量为量为650650MBMB的的CD-ROMCD-ROM也只能也只能播放播放3030秒左右。秒左右。(MPEG(MPEG)32多媒体技术概述1.4 多媒体技术的研究内容二、多媒体软硬件平台二、多媒体软硬件平台 硬件硬件：光驱、声卡、显示卡、扫描仪、：光驱、声卡、显示卡、扫描仪、数码相机以及视频点播系统。数码相机以及视频点播系统。软件软件：多媒体操作系统、多媒体创作工：多媒体操作系统、多媒体创作工具软件具软件(声音、图像、动画和视频声音、图像、动画和视频)。三、多媒体数据库技术三、多媒体数据库技术 处理非规则数据的途径处理非规则数据的途径:扩展现有关系数据库扩展现有关系数据库 面向对象数据库系统面向对象数据库系统(CA/Jasmine)CA/Jasmine)33多媒体技术概述1.4 多媒体技术的研究内容四、超文本与四、超文本与WebWeb技术技术 超文本是一种以非线性网络结构超文本是一种以非线性网络结构(结点结点,链链,网络网络)对信息进行存储、管理和浏览。对信息进行存储、管理和浏览。典型的超文本系统：典型的超文本系统：WebWeb系统系统 超文本标记语言：超文本标记语言：HTMLHTML、XMLXML五、多媒体通信与分布处理五、多媒体通信与分布处理 分布式多媒体通过实时的网络扩展了孤分布式多媒体通过实时的网络扩展了孤立的多媒体系统，它能在交互或广播下提供立的多媒体系统，它能在交互或广播下提供服务，如视频点播、视频会议等。服务，如视频点播、视频会议等。34多媒体技术概述六、虚拟现实技术六、虚拟现实技术 虚拟现实虚拟现实(灵境技术灵境技术)是多媒体技术发展是多媒体技术发展的更高境界，具有逼真的三维虚拟世界。的更高境界，具有逼真的三维虚拟世界。虚拟现实的特征：虚拟现实的特征：多感知性、临场感多感知性、临场感 交互性、自主性交互性、自主性七、智能多媒体技术七、智能多媒体技术 智能多媒体是一种更加拟人化的高级智智能多媒体是一种更加拟人化的高级智能计算。能计算。1.4 多媒体技术的研究内容35多媒体技术概述1.5 多媒体技术的应用领域一、教育与培训一、教育与培训 多媒体教学课件多媒体教学课件 多媒体技能培训系统多媒体技能培训系统 虚拟课堂、虚拟实验室、虚拟图书馆虚拟课堂、虚拟实验室、虚拟图书馆 二、出版与图书二、出版与图书 电子出版物具有容量大、体积小、成本电子出版物具有容量大、体积小、成本低、检索快、易于保存和复制、能存储图文低、检索快、易于保存和复制、能存储图文声像信息等，如光盘百科全书、声像信息等，如光盘百科全书、e-booke-book、e-e-newspapernewspaper、e-magazinee-magazine36多媒体技术概述三、商业与咨询三、商业与咨询 商品简报、查询服务、产品演示、商贸商品简报、查询服务、产品演示、商贸交易交易(电子商务电子商务)等。等。利用多媒体技术可为公众提供各类咨询利用多媒体技术可为公众提供各类咨询服务，也可通过触摸屏进行操作。服务，也可通过触摸屏进行操作。四、通信与网络四、通信与网络 信息家电信息家电(电话、电视、冰箱、音响电话、电视、冰箱、音响)、视频会议、可视电话、远程医疗系统。视频会议、可视电话、远程医疗系统。1.5 多媒体技术的应用领域37多媒体技术概述1.5 多媒体技术的应用领域五、军事与娱乐五、军事与娱乐 军事遥感军事遥感 战场模拟战场模拟 核武器模拟核武器模拟 CDCD、VCDVCD、DVDDVD、(三维三维)游戏游戏 多媒体技术的优势可能不在于某些多媒体技术的优势可能不在于某些具体的应用，而是在于它能把复杂的事具体的应用，而是在于它能把复杂的事物变得简单、把抽象的东西变为具体。物变得简单、把抽象的东西变为具体。38多媒体技术概述本章小结多媒体的发展简史、研究内容、应用领域多媒体的发展简史、研究内容、应用领域多媒体的基本概念：媒体及其种类多媒体的基本概念：媒体及其种类 多媒体、多媒体技术、多媒体计算机多媒体、多媒体技术、多媒体计算机多媒体系统的层次结构、基本组成多媒体系统的层次结构、基本组成多媒体系统多媒体系统多媒体硬件多媒体硬件多媒体软件多媒体软件多媒体计算机多媒体计算机(MPC(MPC、工作站、工作站)多媒体板卡多媒体板卡(显示卡、音频卡、视频卡显示卡、音频卡、视频卡)多媒体外部设备多媒体外部设备(显示器、扫描仪等显示器、扫描仪等)多媒体系统软件多媒体系统软件(多媒体操作系统等多媒体操作系统等)多媒体支持软件多媒体支持软件(多媒体素材制作软件等多媒体素材制作软件等)多媒体应用软件多媒体应用软件(多媒体作品多媒体作品)39