多媒體技術(shù)的基本概念

多媒體技術(shù)的基本概念第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．1多媒體技術(shù)的基本概念

多媒體集文本、聲音、圖像、視頻和動(dòng)畫(huà)等為一體，是計(jì)算機(jī)處理信息多元化的技術(shù)和手段。多媒體技術(shù)本質(zhì)上是一種計(jì)算機(jī)接口技術(shù)，它采用圖形交互界面、窗口選擇操作等，使人機(jī)交互能力增強(qiáng)，有利于人與計(jì)算機(jī)之間的信息交流。第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．1．1媒體及媒體的分類

國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（是一個(gè)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)通訊標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際組織。目前，該組織已經(jīng)成為國(guó)際電訊聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化組（ITU-T）。該組織將媒體信息表示和傳播的形式載體分為5類：感覺(jué)媒體、表示媒體、表現(xiàn)媒體、存儲(chǔ)媒體和傳輸媒體。第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．1．2多媒體的定義

在計(jì)算機(jī)和通信領(lǐng)域，我們所指的信息的正文、圖形、聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)，都可以稱為媒體。從計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備處理信息的角度來(lái)看，我們可以將自然界和人類社會(huì)原始信息存在的形式――數(shù)據(jù)、文字、有聲的語(yǔ)言、音響、繪畫(huà)、動(dòng)畫(huà)、圖像（靜態(tài)的照片和動(dòng)態(tài)的電影、電視和錄像）等，歸結(jié)為三種最基本的媒體：聲、圖、文。簡(jiǎn)言之，多媒體是以電腦為基礎(chǔ)的互動(dòng)通信過(guò)程，用不同的媒體，例如文字，圖形，圖像，聲音，動(dòng)畫(huà)和影視，來(lái)傳遞信息。第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．1．3多媒體的元素

多媒體包括文本，圖形，靜態(tài)圖像，聲音，動(dòng)畫(huà)，視頻剪輯等基本要素。不同的文檔格式是為不同的情況而設(shè)定，互不兼容。

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圖1-1：不同的文檔格式之間的關(guān)系第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．1．4多媒體技術(shù)的特點(diǎn)多媒體技術(shù)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）集成性（2）控制性（3）交互性（4）非線性（5）實(shí)時(shí)性（6）信息使用的方便性（7）信息結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性

第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1.2數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

由于數(shù)字化的多媒體信息尤其是數(shù)字視頻、音頻信號(hào)的數(shù)據(jù)量特別龐大，如果不對(duì)其進(jìn)行有效的壓縮就難以得到實(shí)際的應(yīng)用。因此，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)已成為當(dāng)今數(shù)字通信、廣播、存儲(chǔ)和多媒體娛樂(lè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵的共性技術(shù)。第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．2．1數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的基本原理

數(shù)據(jù)壓縮，通俗地說(shuō)，就是用最少的數(shù)碼來(lái)表示信號(hào)。其作用是：能較快地傳輸各種信號(hào)。（1）數(shù)據(jù)壓縮的性能指標(biāo)：①壓縮比要大；②實(shí)現(xiàn)壓縮的算法要簡(jiǎn)單，就是速度快；③恢復(fù)效果要好，要盡可能地完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)壓縮的實(shí)現(xiàn)第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．2．2數(shù)據(jù)壓縮的編碼方法數(shù)據(jù)壓縮的編碼方法主要有以下幾種：（1）預(yù)測(cè)編碼（2）變換編碼

（3）量化

（4）熵編碼

（5）具有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)編碼

第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．2．3JPEG靜態(tài)圖像壓縮編碼

JPEG標(biāo)準(zhǔn)

JPEG目前成為數(shù)字圖像壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。它用于連續(xù)變化的靜止圖像，包括灰度等級(jí)和顏色兩方面的連續(xù)變化。JPEG包含兩種基本壓縮方法，各有不同的操作模式。第一種是有損壓縮，第二種為無(wú)損壓縮，又稱預(yù)測(cè)壓縮方法。第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日J(rèn)PEG壓縮編碼算法

JPEG編碼處理過(guò)程如圖1-2所示：圖1-2：JPEG編碼處理過(guò)程第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．2．4MPEG運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼目前MPEG的幾種標(biāo)準(zhǔn)：

(1)MPEG-1(2)MPEG-2(3)MPEG-3(4)MPEG-4(5)MPEG-7(6)MPEG-21第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．2．5H.261視聽(tīng)通信編碼（1）H.261視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

H.261視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是CCITT1990年的建議。這個(gè)建議支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像的壓縮編解碼，H.261是ITU-T為在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)上開(kāi)展雙向聲像業(yè)務(wù)(可視電話、視頻會(huì)議)而制定的，速率為64kb/s的整數(shù)倍。（2）H.261視頻編碼方法

H.261視頻壓縮算法的核心是運(yùn)動(dòng)估值預(yù)測(cè)和DCT編碼，其許多技術(shù)(包括視頻數(shù)據(jù)格式、運(yùn)動(dòng)估算與補(bǔ)償、DCT變換、量化和熵編碼)都被后來(lái)的MPEG-1和MPEG-2所借鑒和采用。H.261的視頻編碼算法是采用的混合編碼方法，是基于DCT的編碼方法和帶有運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的DPCM預(yù)測(cè)編碼方法的混合。利用視頻信號(hào)幀間的相關(guān)性，可以獲得較大壓縮率。第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．3多媒體的應(yīng)用領(lǐng)域（1）文化教育領(lǐng)域（2）歷史研究領(lǐng)域（3）多媒體在企業(yè)中的應(yīng)用（4）多媒體技術(shù)在體育教學(xué)中的輔助作用（5）現(xiàn)代美術(shù)創(chuàng)作和電腦軟件技術(shù)（6）其他方面的應(yīng)用第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4多媒體的發(fā)展前景

21世紀(jì)技術(shù)的進(jìn)步，特別是信息化步伐加快，數(shù)字化技術(shù)將信息處理帶入了新的領(lǐng)域。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多媒體技術(shù)的發(fā)展與統(tǒng)一，無(wú)疑成為現(xiàn)代多媒體發(fā)展的新趨勢(shì)。

第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4．1多媒體的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻的壓縮編碼技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的不斷提高，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸人們可以隨時(shí)隨地獲得遠(yuǎn)端的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號(hào)，可以隨時(shí)隨地獲取資源，實(shí)現(xiàn)多媒體的網(wǎng)絡(luò)。多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化二者日益緊密結(jié)合。（1）網(wǎng)絡(luò)化多媒體系統(tǒng)逐步統(tǒng)一（2）多媒體數(shù)字技術(shù)相互滲透融合（3）交互多媒體和智能多媒體技術(shù)不斷發(fā)展第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4．2多媒體終端的部件化、智能化

目前多媒體計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)，多媒體計(jì)算機(jī)的視頻音頻接口軟件不斷改進(jìn)，尤其是采用了硬件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件、算法相結(jié)合的方案，使多媒體終端設(shè)備具有更高的部件化和智能化，對(duì)多媒體終端增加如文字的識(shí)別和輸入、漢語(yǔ)語(yǔ)音的識(shí)別和輸入、自然語(yǔ)言理解和機(jī)器翻譯、圖形的識(shí)別和理解、機(jī)器人視覺(jué)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等智能。（1）專用芯片不斷出新（2）信息家電平臺(tái)凸現(xiàn)（3）嵌入式多媒體系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4．3多媒體的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)的定義可歸納為：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成的一個(gè)逼真的視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)觸覺(jué)及嗅覺(jué)等的感覺(jué)世界，用戶可以用人的自然技能對(duì)這個(gè)生成的虛擬實(shí)體進(jìn)行交互考察。

第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4．3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本設(shè)備

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本設(shè)備包括以下幾種，如圖1-5（a.b.c.d.e.)所示：

a.立體眼鏡b.頭盔顯示器c.六自由度三維鼠標(biāo)d.數(shù)據(jù)手套第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4．4虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)工具

虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)工具和軟件工作環(huán)境正在日益豐富和成熟，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，所支持的與虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的硬件設(shè)備也日趨復(fù)雜。開(kāi)發(fā)工具和軟件主要包括：OpenGL，Vega，此外還有3DSMAX等。第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4．5在線互動(dòng)播放

虛擬現(xiàn)實(shí)閱覽室可利用計(jì)算機(jī)模擬的智能儀器代替價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、容易損壞、維修困難的實(shí)驗(yàn)儀器，其具有操作簡(jiǎn)便、效果真實(shí)、圖像清晰、著重突出作者的某種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的特點(diǎn)。圖1-6：一種單透鏡和組合透鏡虛擬實(shí)驗(yàn)第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．4．6仿真情景

在教育領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有廣泛的作用和影響。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力。主動(dòng)地去交互與被動(dòng)的觀看，有質(zhì)的差別。

圖1-7：某高校的虛擬仿真校園場(chǎng)景第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．5多媒體產(chǎn)品

隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體產(chǎn)品在我們的日常生活中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。多媒體產(chǎn)品在存在形式上可分為軟件產(chǎn)品和硬件產(chǎn)品兩大類。軟件產(chǎn)品是指在計(jì)算機(jī)上開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的圖形、聲音、文字等的多媒體工具。硬件多媒體產(chǎn)品是指單獨(dú)開(kāi)發(fā)獨(dú)立存在的媒體裝置。它可以將計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)、錄音機(jī)和游戲機(jī)等技術(shù)融為一體，形成電腦與用戶之間可以相互交流的操作環(huán)境。第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．5．1多媒體產(chǎn)品的基本模式

隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體產(chǎn)品在我們的日常生活中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。多媒體產(chǎn)品在存在形式上可分為軟件產(chǎn)品和硬件產(chǎn)品兩大類。

（1）多媒體創(chuàng)作工具產(chǎn)品（2）多媒體應(yīng)用產(chǎn)品第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．5．2多媒體產(chǎn)品的制作過(guò)程

多媒體產(chǎn)品的制作過(guò)程一般分為三個(gè)階段其中每個(gè)階段完成一個(gè)或幾個(gè)特定的任務(wù)。（1）弄清開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的目的，開(kāi)發(fā)出自己的風(fēng)格。（2）進(jìn)行產(chǎn)品加工與制作。（3）進(jìn)行成品制作及包裝。第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1．5．3多媒體產(chǎn)品的版權(quán)

多媒體產(chǎn)品的著作權(quán)(亦稱版權(quán))是產(chǎn)品的創(chuàng)作者對(duì)其作品所享有的專有權(quán)利。版權(quán)是公民、法人依法享有的一種民事權(quán)利，屬于無(wú)形財(cái)產(chǎn)權(quán)。在不觸犯版權(quán)的情況下合理使用多媒體產(chǎn)品可以促進(jìn)作品的廣泛傳播，在著作權(quán)法規(guī)定的某些情況下使用作品時(shí)，可以不經(jīng)著作權(quán)人許可，不向其支付報(bào)酬，但應(yīng)當(dāng)指明作者姓名、作品名稱，并且不得侵犯著作權(quán)人依照著作權(quán)法享有的其他權(quán)利。第二十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日本章小結(jié)

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)主要掌握媒體及媒體的分類、多媒體的定義、多媒體的元素；數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和數(shù)據(jù)壓縮的編碼方法；應(yīng)加深對(duì)多媒體技術(shù)的基本概念及應(yīng)用方法和應(yīng)用領(lǐng)域的理解，特別是要了解多媒體技術(shù)在當(dāng)代社會(huì)特別是在社會(huì)科學(xué)中的對(duì)其發(fā)展所起的促進(jìn)作用。在學(xué)習(xí)本章時(shí)還應(yīng)對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)化、多媒體終端的部件化、智能化以及多媒體的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展有深刻的認(rèn)識(shí)，并且了解多媒體產(chǎn)品的基本模式和保護(hù)多媒體產(chǎn)品版權(quán)的方法。第二十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日思考題1．媒體信息表示和傳