多媒體計算機的發(fā)展史

1、多媒體計算機的進展史上世紀九十年月初期至中期,當電腦還屬于一種“鋪張”的消費品時,“多媒體電腦”的概念便已經(jīng)在我國“狂轟爛炸”了?；蛟S現(xiàn)在很多人已經(jīng)忘卻了“多媒體電腦”這個詞,但 1995 年出版的尼葛洛龐帝的數(shù)字化生存這部轟動全球的著作,已把我們再拉回到了多媒體世界的現(xiàn)實與將來中。從數(shù)字化生存這部書來看,它是一部對將來式的預言,但我們不妨將它看作是一部媒體技術的進展簡史。一、阿斯彭方案、MIT 媒體試驗室與尼葛洛龐帝1、阿斯彭方案:1976 年 7 月 3 日以色列突擊隊千里奔襲烏干達恩德培機場造就的世界上最為成功的反劫機大事給美國軍方留下了極為深刻的印象,軍方要求國防部高級爭辯方案署(AR

2、PA)爭辯如何用電子方式來模擬這種現(xiàn)實,而 ARPA 出于麻煩又求助于麻省理工學院(MIT)。1978 年,依據(jù) MIT 制定的“阿斯彭方案”,MIT 將在科羅拉多州阿斯彭市拍攝的影像片段進行了電腦處理,全部的影像即刻變成了奇異的電影,它模擬出了阿斯彭市的全部地形,其效果可與人工建筑的實體模型相媲美。尼葛洛龐帝說:“由此誕生的,正是多媒體”。2、MIT 媒體試驗室:它是由 MIT 第十三任校長魏斯納及尼葛洛龐帝于 1985 年共同創(chuàng)辦的。媒體試驗室的宗旨是:致力于研發(fā)最新的計算機科技。MIT 媒體試驗室創(chuàng)辦之初就備受爭議,由于該試驗室爭辯的都是最前沿的科技創(chuàng)造,可說是以概念性產(chǎn)品為主,在這里創(chuàng)

3、造的很多東西當時被人們認為是“不切實際”的、“荒涎不經(jīng)”的非科技產(chǎn)品化的事物,如懸浮于空中的立體影像、會交談的計算機等。然而, 從創(chuàng)辦至今,MIT 媒體試驗室技術成果累累,比如計算機可編程玩具 Logo/Logo、可穿戴 PC 等,而“多媒體電腦”的概念及其很多創(chuàng)新理論正是出自該試驗室。因此,MIT 媒體試驗室占據(jù)著勿庸置疑的“IT 業(yè)界的圣地”的地位。3、尼葛洛龐帝(NicholasNegroponte,圖 1):誕生于 1943 年,是個混血兒,有名將來學家,“阿斯彭方案”主持人及 MIT 媒體試驗室主任,建筑學出身,愛好藝術, 數(shù)學特棒。但尼氏早在讀爭辯生期間就“不務正業(yè)”,成天與計算機

4、打交道且“沉迷其中”,并說“將來關鍵的科技是人與電腦之間的互動”,又認為“計算不再只和計算機有關,它打算我們的生存”?；蛟S,恰是當年他對計算機的“胡思亂想”才使他成為了無可辯駁的多媒體先驅代表人物之一,他亦因此而被當代人譽為“數(shù)字時代的傳教士”。而 1995 年出版的數(shù)字化生存使他再次成為全球的焦點,也使他成為我國家喻戶曉的人物之一。圖 1 尼古拉斯尼葛洛龐帝二、多媒體電腦的支撐硬件1990 年 11 月 27 日,微軟聯(lián)合坦迪、NEC 等 10 家個人電腦兼容機廠商,共同召開了多媒體大會,制定出了多媒體個人電腦的標準,該標精確定了微處理器、CD- ROM、聲卡、鼠標和視窗軟件等規(guī)格?！癙C”

5、從今演化成了“MPC”多媒體電 腦。但在 20 世紀 60 年月中期以前,“電腦”一詞中并沒有光驅、聲卡、鼠標的概念,而這三者卻是多媒體電腦的必備支撐硬件,沒有它們的電腦是稱不上“多媒體電腦”的。1、光盤與光盤機1977 年,IBM 公司董事長弗蘭克卡利曾經(jīng)隱秘制定過一個爭辯家用電腦的“城堡”方案,在實施該方案時,“城堡”小組想到了光盤:他們試圖在家用電腦中內(nèi)置一套可以播放 10 小時電影的“影碟”裝置。惋惜由于種種緣由,IBM 公司的“影碟夢”不久就破滅了。歷史性的創(chuàng)造機遇降落到了荷蘭的飛利浦公司。其實早在 1968 年,飛利浦的負責人柯倫漠(P.Kramer)就想用光而不是電磁方式來記錄和

6、放映電影了。經(jīng)過努力,柯倫漠小組制作出了一張光盤,并按設計裝配了電子設備和光照設備(即光盤機),但試驗沒有取得預期的效果。經(jīng)過分析爭辯,柯倫漠想到了接受更光明、光束更集中的光源激光放射器(人類第一束激光是西奧多梅曼 1960 年 5 月在美國加利福尼亞的休斯空軍試驗室取得的),并最終成功地在屏幕上畫出了棋盤方格黑白圖像。但當時的光盤直徑有 30 厘米,相當于后來市場上消滅的 LD 激光大碟。幾經(jīng)努力,歐騰斯于 1978 年把光盤直徑縮小到了 12 厘米,這就是后來全部光盤都被稱為CD(CompactDisc,壓縮唱片)的來由。因此,歐騰斯是世界上做出 CD 光盤的第一人。1982 年,飛利浦與

7、日本索尼公司共同制定了 CD 光盤的標準,即 ISO9660 標準,該標準規(guī)定了 CD 光盤的容量為 650MB,可存儲 74 分鐘的電影;1985 年兩公司又聯(lián)合發(fā)表了只讀光盤的標準,從而導致多媒體電腦的關鍵器件 CD-ROM 的誕生。從 1985 年到1995 年,光盤技術進展快速,依次消滅了交互式緊湊光盤 CD-I、可反復讀寫的磁光盤 CD-MO 等多種類型,直至 DVD-ROM(高密度激光視盤,可存儲長達 135 分鐘的電影), 現(xiàn)在則已有了可擦寫式的 DVD-RW 光盤。前面提到的光盤機就是目前計算機光驅的“前世”,它最初也是由飛利浦公司在研制光盤的同時期開發(fā)的,其工作原理是:由激光

8、管發(fā)出激光束,通過透鏡集成微斑,自動跟蹤查找光盤盤面上信息坑的軌跡,再經(jīng)過反射,由光電管接收并轉化成二進制信號。但這些設備體積大,結構簡單,雖經(jīng)歐騰斯小組不斷努力,縮小后的光盤機體積仍有近 1 立方米。在與索尼合作之初,飛利浦將他們的光盤機帶了過去。經(jīng)過兩公司的通力合作,最終使光盤機實現(xiàn)了小型化,小型化后的光盤機的電子元件從800 個削減到了 200 個,含有超小型激光管的讀寫機構也削減到了 6 個組件。2、聲霸卡與創(chuàng)新公司多媒體電腦離不開聲卡的支持,由于聲卡能夠實現(xiàn)聲波與數(shù)字信號相互轉換, 使多媒體電腦發(fā)出逼真的聲效。1986 年,一位加拿大音樂老師與日本雅馬哈樂器公司合作創(chuàng)造了“魔奇聲卡”

9、(Adlib),這是聲卡的“鼻祖”,它接受了調頻法(FM),用若干正弦波合成來模擬樂器的聲音。但真正使聲卡為民眾接受的卻是“聲霸卡”?！奥暟钥ā钡膭?chuàng)造人沈望傅(圖 1)是新加坡創(chuàng)新科技公司的董事會主席,他是帶著兒時的“鋼琴夢”與對電腦的“癡迷”而走進“聲卡”世界的。1981 年,26 歲的沈望傅用 1 萬新加坡元在一間僅 10 平方米的小屋里創(chuàng)辦了“創(chuàng)新科技公司”(Creative),開頭為多媒體電腦研制聲卡,但出師不利。因此,沈望傅于 1988 年8 月來到美國并新建了創(chuàng)新試驗室。當時,由于“魔奇聲卡”已有了肯定的市場基礎,因此沈望傅只能另格外兵,他在聲卡中增加了一組特殊的脈沖編碼調制 PC

10、M 電路, 這就使音響效果變得格外逼真。1989 年,“創(chuàng)新”的第一款“聲霸卡”快速占據(jù)美國電腦市場,引發(fā)了美國風云乍起的多媒體浪潮;1991 年創(chuàng)新推出的另一款有 20 復音立體聲音效的“超級聲霸卡”(SBPro)被業(yè)界捧為多媒體電腦的音響標準。而此 后推出的接受波表合成技術的新一代聲霸卡 AWE32 和 AWE64 至今仍占據(jù)著多媒體個人電腦音響效果的巔峰。圖 2 沈望傅3、鼠標鼠標是多媒體電腦的一種必備輸入設備,美國科學家道格拉斯恩格巴特(D.Engelbart,圖 2)于上世紀六十年月初參與某個會議時在紙上畫出了一種在底部使用兩個相互垂直的輪子來跟蹤動作的裝置草圖,這就是鼠標的雛型。恩

11、格巴特設計這個裝置的初衷是用來代表鍵盤繁瑣的指令輸入,以使計算機的操作更加簡便。1964 年,恩格巴特在對該裝置的構思進行完善后,動手制作出了第一個樣品(圖 3)。1968 年,在美國舊金ft秋季聯(lián)合計算機會議上,恩格巴特用這個樣品操縱了一臺遠在 25 英里之外的原始大型機。這歷史性的一幕,后來被拍成了電影。因此,恩格巴特也就被稱為“鼠標之父”。這只鼠標需要外置電源供電方可正常工作,其次外殼用木頭雕刻而成,僅有一個按鍵,其底部安裝著金屬滾輪,用來把握光標的移動。1970 年獲得專利時,該小裝置的名稱是“顯示系統(tǒng) X-Y 位置指示器”,而非“鼠標”。圖 3 道格拉斯恩格巴特圖 4 人類第一只鼠標

12、1983 年蘋果公司受仙童公司 STAR 計算機的啟發(fā),在其當年推出的 Lisa 電腦上第一次使用了鼠標作為 GUI 界面操作工具,這就進一步把鼠標介紹給了人們,讓人們生疏到了鼠標的作用。這一時期的鼠標是老式的機械式鼠標,但鼠標球已取代了不機敏的單滾球,單鍵設計也被更加機敏的雙鍵/三鍵所取代,可供電的標準 RS232 串行口設計取代了早期的獨立接口,現(xiàn)代鼠標的基本結構已經(jīng)成型。在整個二十世紀八十年月,鼠標技術的進展是格外迅猛的,如 1982 年羅技公司創(chuàng)造了第一款光機鼠標,光機結構是鼠標進展史上最大的創(chuàng)造;1984 年又是羅技公司創(chuàng)造了第一款無線鼠標。此后,鼠標與計算機的連接方式也呈多樣化了,

13、有串口鼠標、PS/2 鼠標和 USB 鼠標等多種類型。三、數(shù)據(jù)壓縮技術簡介大家都知道,無論是音頻還是視頻,都要用到數(shù)據(jù)壓縮技術,由于數(shù)字化了的音頻、視頻信息的數(shù)據(jù)量是格外大的,直接使用將會給電腦造成很大的負擔。數(shù)據(jù)壓縮技術是多媒體技術中的關鍵技術,它是從 1948 年 Oliver 提出脈沖編碼調制編碼理論以后進展起來的,1977 年 LempelZiv 壓縮技術的創(chuàng)造開創(chuàng)了數(shù)據(jù)壓縮技術的先河,1989 年 8 月第一塊用于數(shù)據(jù)壓縮的硅片問世。數(shù)據(jù)壓縮技術的進展大致經(jīng)受了兩個階段:1984 年之前為基礎理論爭辯階段,1985 年至今為有用化階段。目前數(shù)據(jù)壓縮技術多種多樣,壓縮方式與壓縮率也不盡

14、相同,以“行程編碼”為例,它可將數(shù)碼串“000011111000”壓縮成行程碼“0453”,在“0453”中,“0”表示數(shù)碼串的首碼 0,“4”表示有 4 個連續(xù)的 0,“5”表示 5 個連續(xù)的 1,而“3”則表示以后是 3 個 0。由于二進制數(shù)的碼非 0 即 1,因此無須在“04”后再寫“1”。這樣,12 位的數(shù)碼串就變成了 4 位,數(shù)據(jù)也就被大大壓縮了。這些,我們只要大體了解一下就成了。1984 年 Apple 公司的 Macintosh 計算機首先引入了“位映射”圖形理論,用戶接口也開頭使用鼠標驅動的窗口技術和圖符(WindowsandIcon),受到了用戶的極大歡迎。1985 年,Commodore 公司領先推出了世界上第一個多媒體計算機系