數(shù)字媒體基礎(chǔ)課件

1、第1 章 數(shù)字媒體基礎(chǔ)1.1 數(shù)字媒體概念1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢返回1.1 數(shù)字媒體概念數(shù)字媒體廣義而言就是媒體信息的采集、存取、加工和分發(fā)的數(shù)字化過程。1.1.1 相關(guān)名詞界定1. 媒體的定義媒體有時(shí)也被稱為媒介或媒質(zhì)，它是承載信息的實(shí)體，也就是信息的表現(xiàn)形式。它通常有三種含義：一是指傳播媒體，如蜜蜂是傳播花粉的媒體，蒼蠅是傳播病菌的媒體；二是指用以存儲(chǔ)信息的實(shí)體，如磁盤、磁帶、紙；三是指用以表述信息的邏輯載體，如文本、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻等。在數(shù)字媒體技術(shù)中，媒體通常指的是最后一種含義。下一頁返回1.1 數(shù)字媒體概念在技術(shù)層面上，國際電信聯(lián)盟（I

2、nternational Telecommunication Union，ITU）對媒體做了更加細(xì)致的定義，一共分為以下5 層。 感覺媒體（Perception Medium）：指直接作用于人的感覺器官，使人產(chǎn)生直接感覺（視、聽、嗅、味、觸）的媒體，如聲音、文字、圖像、物體的表面、硬度等。 表示媒體（Representation Medium）：指為了傳送感覺媒體而人為構(gòu)造出來的一種媒體，借助這一媒體能夠更有效地存儲(chǔ)感覺媒體或?qū)⒏杏X媒體從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方，如聲音編碼，圖像編碼、條碼等。上一頁下一頁返回1.1 數(shù)字媒體概念 表現(xiàn)媒體（Presentation Medium）：指顯示感覺媒

3、體的設(shè)備，主要是進(jìn)行信息輸入和輸出的媒體，如鍵盤、屏幕、鼠標(biāo)、打印機(jī)等。 存儲(chǔ)媒體（Storage Medium）：指用于存儲(chǔ)表示媒體的物理介質(zhì)，如硬盤、U 盤、光盤等。 傳輸媒體（Transmission Medium）：指傳輸表示媒體的物理介質(zhì)，如電纜、光纖等。2. 數(shù)字媒體的定義數(shù)字媒體是指以二進(jìn)制數(shù)的形式記錄、處理、傳播、獲取過程的信息載體，這些載體包括數(shù)字化的文字、圖形、圖像、聲音、視頻影像和動(dòng)畫等邏輯媒體，以及存儲(chǔ)、傳輸、顯示邏輯媒體的實(shí)物媒體。上一頁下一頁返回1.1 數(shù)字媒體概念該定義指出數(shù)字媒體包含了數(shù)字媒體內(nèi)容和數(shù)字媒體技術(shù)兩部分，即不只單純的數(shù)字化內(nèi)容，還包括為內(nèi)容提供支持

4、的媒體處理理論、技術(shù)和硬件。2005 中國數(shù)字媒體技術(shù)發(fā)展白皮書定義數(shù)字媒體為數(shù)字化的內(nèi)容作品和信息，以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)為主要傳播載體，通過完善的服務(wù)體系，分發(fā)到終端和用戶進(jìn)行消費(fèi)的全過程。以上描述體現(xiàn)了數(shù)字媒體具有的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和可感知性的特征。1.1.2 數(shù)字媒體的分類按照不同的分類方法，數(shù)字媒體可以有以下幾種分類：上一頁下一頁返回1.1 數(shù)字媒體概念 按時(shí)間屬性可分為靜止媒體和連續(xù)媒體。靜止媒體是指內(nèi)容不隨時(shí)間而變化的數(shù)字媒體，如圖片和文字。連續(xù)媒體是指內(nèi)容隨時(shí)間而變化的數(shù)字媒體，如音頻和視頻等。 按來源屬性可分為自然媒體和合成媒體。自然媒體是指客觀世界里存在的景物、聲音等，經(jīng)過專門的設(shè)備進(jìn)行

5、數(shù)字化和編碼之后得到的數(shù)字媒體，如數(shù)碼相機(jī)拍攝得到的照片。合成媒體是指采用特定的符號和算法，由計(jì)算機(jī)生成的文本、圖片、視頻、音頻和動(dòng)畫等； 按組成元素：可分為單一媒體和多媒體。上一頁下一頁返回1.1 數(shù)字媒體概念顧名思義，單一媒體是指信息載體是由單一信息組成的，如文本；而多媒體則指的是多種信息載體的表現(xiàn)形式和傳遞方式，如視頻、動(dòng)畫等。另外，相關(guān)專家也從產(chǎn)業(yè)的角度，基于媒體的內(nèi)容特征對數(shù)字媒體進(jìn)行了分類，將數(shù)字媒體劃分為數(shù)字動(dòng)漫、數(shù)字影音、網(wǎng)絡(luò)游戲、數(shù)字學(xué)習(xí)、數(shù)字出版和數(shù)字展示6 個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域。上一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用1.2.1 數(shù)字媒體的特點(diǎn)數(shù)字媒體的基本表現(xiàn)特征是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳

6、播和可感知的展示。隨著該產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)字媒體呈現(xiàn)出了新的特點(diǎn)：（1）集成媒體形式呈現(xiàn)（2）傳播渠道的多樣性（3）趨于個(gè)性化的雙向交流（4）技術(shù)與人文藝術(shù)的融合1.2.2 數(shù)字媒體的應(yīng)用下一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用由于數(shù)字媒體具有相互交叉和相互融合的特點(diǎn)，各類數(shù)字媒體內(nèi)容與系統(tǒng)都綜合應(yīng)用了相關(guān)的數(shù)字媒體技術(shù)，因此很難將數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域加以嚴(yán)格的區(qū)分。為了便于就數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用展開討論，這里根據(jù)數(shù)字媒體的具體內(nèi)容及應(yīng)用對象，將數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用劃分為數(shù)字影視、數(shù)字游戲、數(shù)字廣告和數(shù)字出版，圖1-1 所示為數(shù)字媒體技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。1. 數(shù)字影視影視是最重要的大眾媒體，該領(lǐng)域

7、的數(shù)字化已是大勢所趨。數(shù)字電影是指從拍攝到后期制作、發(fā)行和放映等環(huán)節(jié)的全過程（包括聲音和圖像）都采用數(shù)字方式，實(shí)現(xiàn)無膠片放映的電影。上一頁下一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用數(shù)字視音頻制作技術(shù)不僅廣泛應(yīng)用于影視專業(yè)領(lǐng)域的廣播、電影與電視節(jié)目的制作，同時(shí)也已經(jīng)進(jìn)入到了家庭和個(gè)人影視作品的創(chuàng)作和制作中。數(shù)字特效技術(shù)廣泛應(yīng)用和綜合了計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，創(chuàng)造了一部又一部極具視覺沖擊力的影視作品，如泰坦尼克號、指環(huán)王、阿凡達(dá)等。通過使用數(shù)字技術(shù)，人們可以隨心所欲地制造更具沖擊力、感染力的電影影像，更重要的是，這種前所未有的表現(xiàn)能力激發(fā)了電影藝術(shù)家們更多的想象力和無窮

8、無盡的創(chuàng)作靈感，創(chuàng)作題材也隨之延伸到了未知的領(lǐng)域。圖1-2 所示為電影阿凡達(dá)中的場景。上一頁下一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用2. 數(shù)字游戲數(shù)字游戲是一種全新的大眾媒體，具有特別的吸引力和參與性，同時(shí)也是一種具有巨大能量的文化傳播工具，在數(shù)字媒體中占據(jù)了極其重要的地位。數(shù)字游戲是指以數(shù)字技術(shù)為手段設(shè)計(jì)、開發(fā)，并以數(shù)字化設(shè)備為平臺(tái)實(shí)施的各種游戲。根據(jù)運(yùn)行平臺(tái)的不同，數(shù)字游戲可分為視頻游戲、PC 端游戲、網(wǎng)絡(luò)游戲和手機(jī)游戲等。目前，數(shù)字游戲市場主要為視頻游戲、網(wǎng)絡(luò)游戲和手機(jī)游戲等所占據(jù)。網(wǎng)絡(luò)游戲目前仍然是數(shù)字游戲領(lǐng)域中的主角，它有著強(qiáng)力的技術(shù)支持，以致廣大玩家癡迷其中。無論是視頻游戲還是手機(jī)游

9、戲，都具備了網(wǎng)絡(luò)游戲的特點(diǎn)。上一頁下一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用圖1-3 所示為網(wǎng)絡(luò)游戲完美世界的游戲場景圖。3. 數(shù)字出版數(shù)字出版是指利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)字內(nèi)容生產(chǎn)，并通過網(wǎng)絡(luò)傳播數(shù)字內(nèi)容產(chǎn)品的活動(dòng)，其主要特征是內(nèi)容生產(chǎn)數(shù)字化、載體的多樣化、產(chǎn)品形態(tài)數(shù)字化和傳播形式網(wǎng)絡(luò)化。首先是內(nèi)容數(shù)字化，它借助數(shù)字媒體技術(shù)進(jìn)行制作，除了文本和圖像外，還包括動(dòng)畫、音樂、影視等多種媒體的綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的無縫連接與整合。其次是載體的多樣化，數(shù)字出版物的載體已由單一的紙載體發(fā)展為紙、磁、光、電多種載體，并具有交互性強(qiáng)、信息量大，且檢索快捷、攜帶方便的特點(diǎn)。上一頁下一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用再次

10、是形態(tài)的多元化，它以大量、動(dòng)態(tài)、多元和立體的傳播方式突破傳統(tǒng)出版物平面、靜態(tài)的信息傳播，如光盤、電子圖書、數(shù)字期刊、數(shù)字報(bào)紙、軟件出版、按需出版、數(shù)據(jù)庫出版等。最后是出版的網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)字出版中占據(jù)著重要的地位，如網(wǎng)絡(luò)出版、手機(jī)出版等都必須借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。圖1-4 所示為中國期刊網(wǎng)的搜索界面。4. 數(shù)字廣告數(shù)字廣告充分利用了各種最新的數(shù)字媒體傳播技術(shù)，不僅在廣告的形式上不斷創(chuàng)新，而且賦予了廣告更多的交互性、實(shí)時(shí)性和針對性。常見的數(shù)字廣告有網(wǎng)絡(luò)廣告、虛擬廣告、數(shù)字游戲廣告等。上一頁下一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用與數(shù)字影視、數(shù)字游戲一樣，數(shù)字廣告制作也充分采用了數(shù)字視音頻制作技術(shù)、數(shù)字

11、特效技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)?，F(xiàn)代展示技術(shù)也為數(shù)字廣告提供了更豐富的表現(xiàn)手段，如Web3D技術(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)交互的三維展示，如圖1-5 所示。5. 數(shù)字廣播數(shù)字廣播是指將數(shù)字化后的音頻信號以及各種數(shù)據(jù)信號，在數(shù)字狀態(tài)下進(jìn)行各種編碼、調(diào)制、傳播。數(shù)字廣播和傳統(tǒng)的模擬廣播相比，具備以下優(yōu)勢：信號質(zhì)量更加優(yōu)越；頻道負(fù)載量大；傳輸內(nèi)容多樣化；接收終端多樣化；輸出方式多樣化；互動(dòng)性好。上一頁下一頁返回1.2 數(shù)字媒體的特點(diǎn)與應(yīng)用目前數(shù)字廣播的應(yīng)用很多，主要有DAB（數(shù)字音頻廣播）、DSB（數(shù)字衛(wèi)星廣播）和DMB（數(shù)字多媒體廣播）等。它們除了傳輸傳統(tǒng)意義的音頻信號外，還可以傳送包括音頻、視頻、數(shù)據(jù)、

12、文本和圖像等多媒體信號。圖1-6 所示為某數(shù)字廣播調(diào)音臺(tái)。上一頁返回1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢1.3.1 數(shù)字媒體內(nèi)容處理技術(shù)數(shù)字媒體內(nèi)容處理技術(shù)是數(shù)字媒體的關(guān)鍵，它主要包括模擬媒體信息的數(shù)字化、高效的壓縮編碼技術(shù)，以及數(shù)字媒體內(nèi)容的特征提取、分類與識(shí)別技術(shù)等。在數(shù)字媒體中，最具代表性和復(fù)雜性的是聲音和圖像信息。因此，數(shù)字媒體內(nèi)容處理技術(shù)的研發(fā)是以音頻處理和圖像處理為主的。數(shù)字音頻處理技術(shù)將模擬聲音信息取樣、量化和編碼后轉(zhuǎn)化為數(shù)字音頻信號。由于數(shù)字化的音頻信息數(shù)據(jù)量非常大，因此，需要根據(jù)信號的特點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。下一頁返回1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢數(shù)字音頻壓縮編碼技術(shù)主要有三種：基于音

13、頻數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特性的編碼技術(shù)、基于音頻聲學(xué)參數(shù)的編碼技術(shù)以及基于人的聽覺特性的編碼技術(shù)。對于視覺信息，則需要采用數(shù)字圖像處理技術(shù)。原始圖像數(shù)據(jù)也需要進(jìn)行高效的壓縮，這主要是利用空間冗余、時(shí)間冗余、結(jié)構(gòu)冗余、知識(shí)冗余和視覺冗余來實(shí)現(xiàn)。目前，主要的圖像壓縮編碼方法大致分為3 類：一是基于圖像數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征的壓縮方法，主要有統(tǒng)計(jì)編碼、預(yù)測編碼、變換編碼等；二是基于人眼視覺特性的壓縮方法，主要有基于方向?yàn)V波的圖像編碼、基于圖像輪廓和紋理的編碼等；三是基于圖像內(nèi)容特征的壓縮方法，主要有分形編碼、模型編碼等。上一頁下一頁返回1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢1.3.2 數(shù)字媒體檢索技術(shù)數(shù)字媒體信息資源的檢索技術(shù)的趨

14、勢是基于內(nèi)容的檢索技術(shù)?；趦?nèi)容的檢索技術(shù)突破了傳統(tǒng)的基于文本的檢索技術(shù)的局限，直接對圖像、視頻、音頻內(nèi)容進(jìn)行分析，抽取特征和語義，利用這些內(nèi)容特征建立索引并進(jìn)行檢索。它的基礎(chǔ)技術(shù)包括圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺及圖像理解技術(shù)，因此，它是多種技術(shù)的合成?；趦?nèi)容的圖像檢索的研究主要集中在特征層次上，根據(jù)圖像的底層可視內(nèi)容特征，如顏色、紋理、形狀、空間關(guān)系等建立索引。這種檢索技術(shù)目前在國內(nèi)外已經(jīng)取得了不少研究成果，許多基于內(nèi)容的圖像檢索原型系統(tǒng)也相繼被開發(fā)出來。上一頁下一頁返回1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢早期的基于內(nèi)容的視頻檢索技術(shù)主要是針對一些底層的圖像特征進(jìn)行的，如顏色、紋理、運(yùn)動(dòng)等，隨

15、著用戶需求的不斷升級，這種技術(shù)開始關(guān)注不同視頻單元的高層語義特征，并對視頻單元建立索引。1.3.3 數(shù)字媒體傳輸技術(shù)數(shù)字媒體傳輸技術(shù)為數(shù)字媒體的傳輸與信息交流提供了高速、高效的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，這也是數(shù)字媒體所具備的最顯著的特征。數(shù)字媒體傳輸技術(shù)全面應(yīng)用和綜合了現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，“無所不在”的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是其最終目標(biāo)。上一頁下一頁返回1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢數(shù)字媒體傳輸技術(shù)主要包括兩個(gè)方面：一是數(shù)字傳輸技術(shù)，主要是各類調(diào)制技術(shù)、差錯(cuò)控制技術(shù)、數(shù)字復(fù)用技術(shù)、多址技術(shù)等；二是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要是公共通信網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及接入網(wǎng)技術(shù)等。目前具有代表性的通信網(wǎng)包括公眾電話交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、

16、以太網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、無線和移動(dòng)通信網(wǎng)等。另外，兩大網(wǎng)絡(luò)是廣播電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。眾多的信息傳輸方式和網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字媒體傳播網(wǎng)絡(luò)內(nèi)將合為一體?，F(xiàn)在流行的“三網(wǎng)融合”，就是指電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的相互滲透、相互兼容，并逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)。上一頁下一頁返回1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢“三網(wǎng)融合”是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，避免低水平的重復(fù)建設(shè)，形成適應(yīng)性廣、易維護(hù)、低費(fèi)用的高速寬帶的多媒體基礎(chǔ)平臺(tái)。其表現(xiàn)為技術(shù)上趨向一致，在網(wǎng)絡(luò)層上可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，形成無縫覆蓋；在業(yè)務(wù)層上互相滲透和交叉；在應(yīng)用層上趨向使用統(tǒng)一的IP 協(xié)議。另外，在經(jīng)營上表現(xiàn)為互相競爭、互相合作，逐漸朝著向人類提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)交匯在一起發(fā)展，同時(shí)，在行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向統(tǒng)一?！叭W(wǎng)融合”，從不同角度和不同層次分析這一概念，可以涉及技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、行業(yè)融合、終端融合及網(wǎng)絡(luò)融合。上一頁下一頁返回1.3 數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢目前更主要的是應(yīng)用層次上互相使用統(tǒng)一的通信協(xié)議。IP優(yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò)就是新一代電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，是三網(wǎng)融合的結(jié)合點(diǎn)。光通信技術(shù)的發(fā)展，為綜合傳送各種業(yè)務(wù)信息提供了必要的帶寬和保證了傳輸高質(zhì)量，從而成為三網(wǎng)業(yè)