新一代信息技術(shù)導(dǎo)論（微課版）課件 龔啓軍第11章 萬物互聯(lián)-物聯(lián)網(wǎng)；第12章 天馬行空-數(shù)據(jù)媒體

第11章萬物互聯(lián)——物聯(lián)網(wǎng)CONTENTS目錄11.1物聯(lián)網(wǎng)概述11.2物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)11.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)概述11.1什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的特征11.1.1什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT）是指“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是指在任何時間、任何地點實現(xiàn)任何人、任何物、任何機(jī)器之間的信息交換和通信的網(wǎng)絡(luò)什么是物聯(lián)網(wǎng)智能化識別跟蹤定位監(jiān)控和管理應(yīng)用層面把世界上所有的物體都聯(lián)接到一個網(wǎng)絡(luò)中，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，然后“物聯(lián)網(wǎng)”又與現(xiàn)有的“互聯(lián)網(wǎng)”結(jié)合技術(shù)層面物體的信息通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)的定義第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其客戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換。因此，物聯(lián)網(wǎng)就是“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。提供監(jiān)控指揮調(diào)度遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和測量遠(yuǎn)程診斷通俗含義在任何時間、任何地點實現(xiàn)任何人、任何物、任何機(jī)器之間的信息交換和通信，為信息通信技術(shù)提供了“所有物間通信”功能，稱之為物物相連的互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)又稱國際網(wǎng)絡(luò)，指的是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間所串連成的龐大網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，各種感知設(shè)備將信息傳送到接收器，再通過互聯(lián)網(wǎng)傳送，通過高層應(yīng)用進(jìn)行信息處理物聯(lián)網(wǎng)管理控制營運以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、自動報警、控制、診斷和維護(hù)聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是互聯(lián)網(wǎng)區(qū)別物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間的連接，但互聯(lián)網(wǎng)只能實現(xiàn)人與人之間的連接11.1.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2009年感知中國的理念被提出1999年我國啟動了傳感網(wǎng)的研究2010年教育部設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程本科新專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2012年我國主導(dǎo)的“物聯(lián)網(wǎng)概述”標(biāo)準(zhǔn)成為全球第一個物聯(lián)網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)2010年6月“感知中國”物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟在無錫正式成立2013年國務(wù)院提出《關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》2013年9月，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、科技部、教育部、國家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展部際聯(lián)席會議相關(guān)成員單位制定了10個物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項行動計劃指導(dǎo)思想總體目標(biāo)重點任務(wù)分工與進(jìn)度物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2016年國務(wù)院發(fā)布了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》2017年工信部發(fā)布《關(guān)于全面推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的通知》2021年工信部發(fā)表《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃（2021-2023年）》物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施社會現(xiàn)代化治理產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型民生消費升級

2022年，國務(wù)院正式發(fā)布《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)展進(jìn)入黃金時期。11.1.3物聯(lián)網(wǎng)的特征物聯(lián)網(wǎng)的特征1.全面感知2.可靠傳輸3.智能處理人的感官人的神經(jīng)人的大腦三個缺一不可，互相協(xié)作，組成了物聯(lián)網(wǎng)1.全面感知利用射頻識別、條形碼、二維碼等隨時隨地獲取物體信息，比如可以利用溫濕度傳感器、紅外傳感器、照相機(jī)等識別設(shè)備信息采集協(xié)同處理智能組網(wǎng)信息服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)的特征2.可靠傳輸通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞給用戶公共網(wǎng)絡(luò)專用網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)的特征各種物體經(jīng)由多種接入模式實現(xiàn)異構(gòu)互聯(lián)3.智能處理利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘以及模式識別等各種智能計算技術(shù)，對隨時接收到的跨地域、跨行業(yè)、跨部門的海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析處理，增強(qiáng)對物理世界、經(jīng)濟(jì)社會各種活動和變化的洞察力，實現(xiàn)智能化的決策和控制物聯(lián)網(wǎng)的特征信息技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)全面感知智能應(yīng)用什么是物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的特征物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)11.2條形碼技術(shù)RFID技術(shù)傳感器技術(shù)定位技術(shù)多媒體信息采集與處理技術(shù)感知層物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)感知層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層感知層位置位于底層，相當(dāng)于人的感官，是物聯(lián)網(wǎng)全面感知的基礎(chǔ)作用感知和識別物體，采集和捕獲信息網(wǎng)絡(luò)層位置位于物聯(lián)網(wǎng)的第二層，是物聯(lián)網(wǎng)無處不在的前提作用隨時隨地連接感知層和應(yīng)用層，通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用層位置位于最高層，是物聯(lián)網(wǎng)智能處理的中樞，也是物聯(lián)網(wǎng)的核心作用對感知層采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、處理和信息挖掘，從而實現(xiàn)對物理世界的實時控制、精確管理和科學(xué)決策感知層概念有感知、識別、控制和執(zhí)行等功能的多種設(shè)備組成11.2.1 物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)一維條形碼二維條形碼1.條形碼技術(shù)一維條形碼信息內(nèi)容只包含數(shù)字和英文二維條形碼信息內(nèi)容包含數(shù)字、英文、中文、圖片和聲音條形碼的區(qū)別具有檢錯和糾錯能力可在水平和垂直兩個方向表達(dá)信息，可直接儲存商品信息只能在水平方向表達(dá)信息，需另接數(shù)據(jù)庫，只能標(biāo)識物品條形碼只有檢錯能力沒有糾錯能2.RFID技術(shù)標(biāo)簽閱讀器天線是射頻識別的英文縮寫，俗稱電子標(biāo)簽唯一標(biāo)識讀取標(biāo)簽傳遞射頻信號優(yōu)點電子標(biāo)簽和閱讀器無需接觸便可完成識別，其識別工作無需人工干預(yù)應(yīng)用為物聯(lián)網(wǎng)中各種物品建立唯一的身份。2.FRID長距離射頻產(chǎn)品多用于交通上：自動收費或識別車輛身份等短距離射頻多用于惡劣的環(huán)境：流水線上跟蹤物體3.傳感器技術(shù)是能感受特定的被測信號并按照一定的規(guī)則將其轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置敏感元件轉(zhuǎn)換元件變換電路輔助電源敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號負(fù)責(zé)對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行放大調(diào)制變換電路轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電1.種類溫濕度傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等2.應(yīng)用從工業(yè)交通到家用電器以及機(jī)械制造、國防工業(yè)、環(huán)保氣象、土木建筑、農(nóng)林水產(chǎn)、醫(yī)療保健、金融流通、海洋及資源開發(fā)3.傳感器技術(shù)地位是物聯(lián)網(wǎng)感知、獲取數(shù)據(jù)信息的窗口，是物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的信息收集手段，傳感器的發(fā)展將直接影響物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及應(yīng)用4.多媒體信息采集與處理技術(shù)各種攝像頭、相機(jī)、麥克風(fēng)等設(shè)備采集視頻、圖像、音頻等信息進(jìn)行抽取、挖掘和處理保存到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫中5.定位技術(shù)衛(wèi)星定位基站定位室內(nèi)定位是測量目標(biāo)的位置參數(shù)、時間參數(shù)、運動參數(shù)等時空信息的技術(shù)5.定位技術(shù)全球定位系統(tǒng)格洛納斯系統(tǒng)伽利略系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)美國俄羅斯歐洲中國美國全球定位系統(tǒng)俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)歐洲伽利略系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)5.定位技術(shù)基站定位通過運營商的網(wǎng)絡(luò)獲取移動終端用戶的位置信息，運營商主要包括移動、電信和聯(lián)通室內(nèi)定位

WIFI定位技術(shù)、藍(lán)牙定位技術(shù)、ZigBee定位技術(shù)以及超寬帶定位技術(shù)11.2.2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)無線傳感網(wǎng)技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)Wi-Fi技術(shù)ZigBee技術(shù)NB-IoT技術(shù)LoRa技術(shù)移動通信技術(shù)感知層網(wǎng)絡(luò)層“感覺器官”“神經(jīng)系統(tǒng)”大數(shù)據(jù)的含義主要進(jìn)行信息的傳遞，通過因特網(wǎng)和各種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，對接收到的各種感知信息進(jìn)行傳送，更好地完成物與物之間的通信、物與人之間的通信以及人與人之間的通信，并實現(xiàn)信息的交互共享和有效處理1.無線傳感網(wǎng)技術(shù)由大量具有通信和計算能力、低成本、小體積的傳感器節(jié)點隨機(jī)部署在無人值守的監(jiān)控領(lǐng)域而構(gòu)成的能夠自主完成指定任務(wù)的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無線傳感網(wǎng)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、無線通信技術(shù)等傳感器節(jié)點匯聚節(jié)點傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心2.藍(lán)牙技術(shù)一種支持設(shè)備短距離通信的無線通信技術(shù)同一個藍(lán)牙設(shè)備可以在這兩種角色之間轉(zhuǎn)換在任意時刻，主設(shè)備單元可以向從設(shè)備單元中的任何一個發(fā)送信息也可以通過廣播方式同時向多個從設(shè)備發(fā)送信息一個主設(shè)備最多可以同時和7個從設(shè)備通信藍(lán)牙技術(shù)3.Wi-Fi技術(shù)含義是一種基于IEEE802.11系列協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)的無線通信技術(shù)，被公認(rèn)為是目前最為主流的無線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用最廣4.ZigBee技術(shù)的含義是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)，主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備ZigBee2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點工作6到24個月藍(lán)牙能工作數(shù)周WiFi可工作數(shù)小時低功耗低成本降低了對通信控制器的要求，每塊芯片的價格遠(yuǎn)低于藍(lán)牙或WiFi特征ZigBee特征提供250kbps、40kbps和20kbps的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求低速率響應(yīng)速度較快從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15毫秒，節(jié)點連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30毫秒藍(lán)牙需要3秒到10秒WiFi需要3秒智慧農(nóng)業(yè)工業(yè)控制醫(yī)療監(jiān)測高安全：提供了三級安全模式，包括無安全設(shè)定、使用訪問控制清單防止非法獲取數(shù)據(jù)以及在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移中采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)的對稱密碼加密5.NB-IoT是窄帶物聯(lián)網(wǎng)的簡寫，是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個新興技術(shù)，聚焦于低功耗、低成本、廣覆蓋、大連接的物聯(lián)網(wǎng)市場NB-IoT低成本單個連接模塊價格不超過35元，可在智慧城市大規(guī)模部署低功耗終端模塊的待機(jī)時間可長達(dá)10年，可用于水電表、智慧停車/燈桿等應(yīng)用NB-IoT大連接一個扇區(qū)能夠支持超過10萬個連接，在農(nóng)林牧漁監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用廣泛廣覆蓋比LTE和GPRS基站提高了20dB的增益，覆蓋區(qū)域擴(kuò)大100倍，可用于地面井蓋檢測LoRa技術(shù)的特點同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播距離更遠(yuǎn)，比傳統(tǒng)的無線射頻通信距離增加了3到5倍，實現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一LoRa技術(shù)的含義是一種低功耗局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)，基于物理層實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的技術(shù)，支持雙向數(shù)據(jù)傳輸6.LoRa技術(shù)自動抄表無線預(yù)警安全系統(tǒng)工業(yè)監(jiān)測和控制智能家居6.LoRa技術(shù)含義指通信的雙方，至少有一方是在移動中進(jìn)行的通信內(nèi)容固定點與移動點移動點與移動點7.移動通信技術(shù)特點移動終端可以對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的接收傳送工作，并且作為終端設(shè)備的一種，它具有良好的便捷性。高效性及時性移動終端在使用過程中，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信接入點的變化，隨時對信息開展改變工作與傳遞工作廣泛性物聯(lián)網(wǎng)信息節(jié)點的廣泛性和移動性移動通信技術(shù)11.2.2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)1．中間件技術(shù)中間件技術(shù)是一種獨立的基于分布式處理的服務(wù)程序，它應(yīng)用于客戶端、服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，用來管理計算機(jī)資源和網(wǎng)絡(luò)通信，連接兩個獨立的應(yīng)用程序或者獨立系統(tǒng)，能夠使相連的系統(tǒng)即便擁有不同的接口仍然能實現(xiàn)信息交換。中間件技術(shù)可以運行于多種硬件和操作系統(tǒng)平臺，支持分布式計算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件、操作系統(tǒng)平臺的透明應(yīng)用和服務(wù)交互。它的這些特性使得它成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的關(guān)鍵部分，實現(xiàn)了各種傳感器、RFID系統(tǒng)等感知設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換。開發(fā)人員只需要提供一個中間件的接口就可以保證應(yīng)用軟件在物聯(lián)網(wǎng)中的正常使用，在很大程度上降低了應(yīng)用開發(fā)難度。2．人工智能技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)時代一個顯著的特征就是大數(shù)據(jù)時代的到來。很顯然，要想處理好這些信息，需要進(jìn)行篩選、分析、數(shù)據(jù)挖掘等任務(wù)，單靠人力是不行的。而現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)固有的弊端又對這些信息的處理助益不大，通用的計算方式和軟件能力也限制了信息的過濾能力。人工智能的目標(biāo)就在于為人們提供能夠有所超越的信息處理能力，提高信息采集和應(yīng)用的效率。在物聯(lián)網(wǎng)中，人工智能技術(shù)通過對感知信息的分析及智能處理來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化，并提供科學(xué)決策。例如，當(dāng)整條道路上幾乎沒有車輛的時候，利用感知層獲得的實時數(shù)據(jù)和應(yīng)用層積累的歷史數(shù)據(jù)，可以實時調(diào)整一些路口的紅綠燈，如將這條路上的人行指示燈全部設(shè)置為綠色等。3．云計算技術(shù)云計算技術(shù)是分布式計算的一種，可實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的存儲、計算，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展重要的技術(shù)支撐。4．信息和隱私安全技術(shù)信息和隱私安全技術(shù)包括安全體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，以及“智能物體”的廣泛部署給社會生活帶來的隱私保護(hù)、安全管理機(jī)制和保障措施等。為實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)廣泛部署的“智能物體”進(jìn)行管理，需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能和適用性分析，開發(fā)合適的管理協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域11.31.智慧停車隨著我國私家車的日益增加，現(xiàn)有的車位已滿足不了市民的需求，停車難已經(jīng)成為困擾“有車一族”的最大難題，也成為大家關(guān)注并力圖解決的焦點問題。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以完成車位信息和車輛狀態(tài)收集、處理和推送，實現(xiàn)交通管理的動態(tài)化、全局化、自動化、智慧化，2.智慧抄表在智慧抄表應(yīng)用中，可以使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、公有云等實現(xiàn)水、電、氣的遠(yuǎn)程抄表。智慧抄表系統(tǒng)根據(jù)客戶應(yīng)用環(huán)境提供NB-IoT、LoRa等多種遠(yuǎn)程抄表方式，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表，抄表簡單、快速、準(zhǔn)確3.智慧物流智慧物流是利用條形碼、RFID、傳感器、GPS等先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合信息處理和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，廣泛應(yīng)用于運輸、倉儲、配送、包裝、裝卸等基本活動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)貨物運輸過程的自動化運作和高效率優(yōu)化管理，提高物流行業(yè)的服務(wù)水平，降低成本，減少自然資源和社會資源消耗4.智慧家居智慧家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、燈光系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、智能家電等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報警、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時控制等多種功能和手段5.智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用包括光照監(jiān)測、溫度監(jiān)測、二氧化碳監(jiān)測、濕度監(jiān)測等課后習(xí)題1．什么是物聯(lián)網(wǎng)？2．物聯(lián)網(wǎng)的特征是什么？3．物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)有哪3層？4．物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是什么？5．列舉物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用。第12章

天馬行空——數(shù)據(jù)媒體CONTENTS目錄12.1數(shù)字媒體概述12.2數(shù)字媒體的表現(xiàn)形式12.3數(shù)字媒體的應(yīng)用數(shù)字媒體概述12.1傳統(tǒng)媒體與數(shù)字媒體數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)數(shù)字媒體表達(dá)基礎(chǔ)新媒體指利用計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改變傳統(tǒng)媒體模式，以電子或數(shù)字的方式呈現(xiàn)和傳播內(nèi)容的媒體。舊媒體在互聯(lián)網(wǎng)問世之前的傳統(tǒng)媒體：印刷類：報紙、雜志、圖書廣播類：電視、電影、音樂在線的報紙雜志、博客、社交網(wǎng)站等多媒體指通過數(shù)字處理設(shè)備開發(fā)、整合傳遞文字、圖像、聲音、視頻和動畫的媒體組合。數(shù)字媒體媒體組合以數(shù)字技術(shù)為主要技術(shù)支持，通過數(shù)字處理設(shè)備開發(fā)、整合,傳遞文字、圖像、聲音、視頻和動畫的媒體組合。用戶交互功能相對傳統(tǒng)媒體而言的新型媒體，數(shù)字媒體提供了更強(qiáng)大、更有彈性的用戶交互功能。用戶交互功能數(shù)字媒體利用計算機(jī)產(chǎn)生一個三維的仿真世界，讓用戶仿佛身臨其境。虛擬現(xiàn)實增強(qiáng)現(xiàn)實在顯示屏上把虛擬世界疊加在現(xiàn)實世界之上并進(jìn)行互動?；旌犀F(xiàn)實結(jié)合了真實和虛擬世界，創(chuàng)造一個新的可視化環(huán)境PAYBILL400px400px800px70%70%55數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)含義數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)是在信息產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、電信產(chǎn)業(yè)等新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合內(nèi)容產(chǎn)業(yè)、大眾媒體產(chǎn)業(yè)等傳統(tǒng)文化產(chǎn)業(yè)，形成的一個綜合的產(chǎn)業(yè)。數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)延續(xù)了各個相關(guān)產(chǎn)業(yè)的特點。數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將會給其他產(chǎn)業(yè)和社會文化帶來一定程度的影響。數(shù)字媒體多樣的傳播渠道全新的整合可能性具有極大的空間構(gòu)建新的產(chǎn)業(yè)鏈，或?qū)υ挟a(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行徹底重組。在發(fā)展過程中，不乏新的并且行之有效的商業(yè)模式。技術(shù)革新技術(shù)革新不斷帶來產(chǎn)業(yè)重組機(jī)會互聯(lián)網(wǎng)的開放性互聯(lián)網(wǎng)的開放性引入了眾多的生態(tài)群體得以借助互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字媒體的新形式數(shù)字媒體表達(dá)技術(shù)藝術(shù)從技術(shù)方面數(shù)字媒體應(yīng)用主要使用由計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)組成的平臺進(jìn)行各種操作。數(shù)字或數(shù)碼是使用此平臺的基本通用語言數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式模擬模擬數(shù)據(jù)由連續(xù)的信號單位組成；數(shù)據(jù)數(shù)字由不連續(xù)、離散的信號單位組成。模擬式媒體媒體數(shù)據(jù)數(shù)字化傳統(tǒng)的媒體，如圖像和聲音都是由模擬形式生成、儲存和傳送的。繪畫和照片則由一連串的色彩區(qū)塊組成。這些模擬式媒體無法直接使用數(shù)字計算機(jī)生成、編輯和傳送計算機(jī)通用語言用來控制開啟/關(guān)閉/運算計算機(jī)的指令、程序以及運算數(shù)據(jù)。0和1計算機(jī)從文件中讀取指令，依照指令處理和運算數(shù)據(jù)。文件格式文件格式指定如何將這些指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。文件拓展名文件擴(kuò)展名是用一串字母來指定文件的格式?！闶窃谖募蠹右粋€“.”號以及2到4個字母。數(shù)字化是經(jīng)由取樣將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式的過程。文字圖像聲音視頻數(shù)字媒體數(shù)據(jù)文件動畫多媒體工作人員通常會使用計算機(jī)平臺以及各種不同的媒體材料進(jìn)行設(shè)計開發(fā)。取樣過程取樣過程分析圖像和聲音的模擬信號并將其分割成一系列的小元素或樣本，再將每一個元素轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼。取樣過程一個圖像或聲音信號被分割成很多的數(shù)碼樣本，可以把它們重新組合并還原成原來的模擬信號。計算機(jī)可以處理這些數(shù)碼并將它還原成原來的模擬信號也可以在模擬圖像上取樣。取樣過程比如相片，在不同的點上采取色彩樣本并將它數(shù)字化。我們把一個圖像切割成很多格子，每個格子稱為一像素。取樣過程取樣分辨率取樣率在數(shù)字媒體再生時，取樣分辨率會直接影響到另一因素，即量子化。比如一張黑白相片通常由成百上千的灰階色彩所組成；當(dāng)使用較低的取樣分辨率時，可用較少的比待數(shù)來編碼，即可表示的不同灰階色彩數(shù)目也比較少。量子化取樣分辨率是用來表示一個數(shù)字樣本的比特數(shù)，又稱為取樣深度。使用較高的取樣分辨率可以更忠實地代表并還原原始的模擬數(shù)據(jù)，但也需要更大的數(shù)據(jù)文件來儲氣它。取樣分辨率取樣過程文件壓縮數(shù)字文件，尤其是以描述為基底數(shù)字編碼方式產(chǎn)生的圖像、聲音以及視頻文件常常會很大。文件壓縮是縮減數(shù)字文件大小的方法和過程。壓縮文件將原始的文件以編碼的方式縮小到比較小的版本。編解碼器占用空間小傳輸比較快也可以以解碼的方式將壓縮版本還原到可以使用的原始狀態(tài)。壓縮文件壓縮方式有損型無損型使用無損型壓縮方式的原始文件會經(jīng)過編碼產(chǎn)生比較小的壓縮文件，此壓縮文件也可解碼還原成和原始文件一模一樣的文件。壓縮方式有損型再制性可以很容易重復(fù)地被復(fù)制，也可以保存和原文件一模一樣的數(shù)據(jù)。易于編輯可以使用許多不同的應(yīng)用軟件進(jìn)行編輯工作。易于整合多媒體應(yīng)用設(shè)計從定義上來看就是要整合不同形式的媒體信息進(jìn)行某種應(yīng)用設(shè)計。易于分送這點主要是和過去的模擬媒體相比較而言。處理器的需求標(biāo)準(zhǔn)化的問題頻寬文件的大小保存從藝術(shù)方面著重從思維到手段的綜合，包括如何梳理理念，組織語言手段，把握表現(xiàn)風(fēng)格直至最終形成作品表達(dá)形態(tài)。設(shè)計手段能體現(xiàn)數(shù)字媒體藝術(shù)表達(dá)的通道，由觀念、理念到付諸實踐是漫長的內(nèi)在轉(zhuǎn)化的過程，在這個過程中,不僅思維模式起著極其重要的作用，而且由于數(shù)字媒體是融合了多種媒介的綜合表現(xiàn)。在綜合多種媒介通道的數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，通過不同通道傳達(dá)同一種理念是極為重要的設(shè)計過程設(shè)計的靈魂在于創(chuàng)新，創(chuàng)新能力的內(nèi)在驅(qū)動是創(chuàng)新構(gòu)思中的思維活動創(chuàng)新能力思維活動思維活動是人的心理活動的高級形式，是人借助于語言對客觀現(xiàn)象的間接、概括反映創(chuàng)意思維具有創(chuàng)新能力和方法的思維活動，即設(shè)計過程中的創(chuàng)意思維。點、線、面是設(shè)計造型語言中的基礎(chǔ)，類似文學(xué)中的字、句、段落，是一切形態(tài)抽象后的基本構(gòu)成。二維空間拓展到三維空間點動成線線動成面面動成體體交成面面交成線線交成點數(shù)字媒體的表現(xiàn)形式12.2文字圖像視頻動畫聲音民族文化和思想的表達(dá)方式文字文本文化產(chǎn)業(yè)的核心資源文本創(chuàng)新“表達(dá)”設(shè)計師頭腦中記憶儲存的靈感產(chǎn)生的基礎(chǔ)基礎(chǔ)的文本表述作品理念表達(dá)的第一步倉頡造字結(jié)繩記事陶器符號甲骨文原始文字脫離了任意繪形、任意理解的階段，產(chǎn)生了一批具有一定意義、可以記錄語言的單字，從而成為中國象形文字的開端?！吧褶r(nóng)氏結(jié)繩為治而統(tǒng)其事”“形”“義”用音表意西方語言漢字不但用音表義，其形態(tài)也能表義漢字在設(shè)計上具有極大的表現(xiàn)空間在1963年由(TedNelson提出,直到20世紀(jì)80年代(TimBerners-Lee發(fā)展全球信息網(wǎng)后才付諸實現(xiàn)。超文本超媒體超媒體是組織許多媒體元素的信息架構(gòu),比如一個Word文件可以鏈接到圖像、圖片和語音文件。超文本是一個鏈接文字，也就是經(jīng)由一個文字鏈接到另一個文字。強(qiáng)大的搜索、儲存和組織信息功能“超媒體”“全球信息網(wǎng)”人類信息交流的新管道和方法傳統(tǒng)媒體人們正常的閱讀距離是30-35cm；通常9-12磅的文字適合正文使用低于6磅的文字難以閱讀老人難以看清小于10磅的文字PLANNING中文的行距應(yīng)控制在半個到一個字符之間，確保段落的行間距大于字間距，以保證閱讀的流暢性；若字間距大于行間距，通常會造成難以閱讀或誤以為豎向閱讀的問題。正文每行排印20到35個字比較合適中文書籍西文書籍西文每行平均7到10個單詞，約40到70個字符，比較容易閱讀。圖像圖像數(shù)字媒體應(yīng)用使用大量的各種圖像來表現(xiàn)媒體信息圖像數(shù)字化圖像也是視覺傳達(dá)的主要形式，是靜態(tài)信息的主要傳播通道。手動繪制圖像圖像設(shè)計的技術(shù)過程是利用復(fù)合方式進(jìn)行的創(chuàng)造性的圖像處理方法計算機(jī)合成處理影像技術(shù)圖像的表達(dá)圖像的表達(dá)直觀、生動，是人們通過視覺獲取信息的主要手段。比文字內(nèi)容具有更強(qiáng)、更快速的傳播特征，也能在某種程度上強(qiáng)烈影響觀看者的情感，形成共鳴并加深印象。圖像在信息傳達(dá)的過程中，圖向來是優(yōu)于文字的,這是由現(xiàn)代人對于傳播效率的要求決定的。動圖則是媒體時代的新產(chǎn)物，它融合了圖片、圖形、影像、文字、聲音等媒介手段，帶給人們綜合感官的傳播效用。圖片是意境與事件的重要表達(dá)窗口，人通過視覺能夠直接讀取圖片中整合起來的多重要素圖像圖形聯(lián)想、色彩聯(lián)想、空間聯(lián)想數(shù)字技術(shù)徹底改變了聲音的生成、使用和分布。聲音聲音聲音可以表達(dá)不同的心情和步調(diào)配合其他的媒體元素可以為電玩游戲或者其他交互式數(shù)字媒體產(chǎn)品提供沉浸式體驗聽覺承擔(dān)著豐富的情感感知功用現(xiàn)代媒體將視覺和聽覺結(jié)合而成為多媒體聲音作為一個媒體要素極大地影響人們意識世界中的情境聲音數(shù)字聲音數(shù)字聲音由一系列離散的信息元素組成采樣型合成型采樣型聲音采樣型聲音的品質(zhì)取決于兩個因素：采樣分辨率采樣率聲音合成是指由計算機(jī)下達(dá)指令給一個叫作合成器的電子設(shè)備來產(chǎn)生對應(yīng)的聲音。樂器數(shù)字接口合成聲音需要音樂專業(yè)能力的人才能操作專業(yè)操作無法精準(zhǔn)地表現(xiàn)自然的聲音合成的聲音無法精準(zhǔn)地表現(xiàn)自然的聲音，比如人的說話聲播放時質(zhì)量可能不一致質(zhì)量不一采樣型聲音聲音聲音明確應(yīng)用聲音的目的；盡可能采用高質(zhì)量的聲音；采用最小文件的格式和方法；事先考慮播放的環(huán)境；避免過度使用聲音；整理聲音文件并保存原始聲音數(shù)據(jù)。數(shù)字藝術(shù)范疇的聲音是作品中引領(lǐng)情境的重要力量。400px400px800px70%70%55聲音"聲音設(shè)計”的概念最早起源于美國的好萊塢。聲音的制作人員實際上就是作為“聲音導(dǎo)演”而存在。聲音的風(fēng)格聲音的風(fēng)格可以分為寫實主義風(fēng)格和表現(xiàn)主義風(fēng)格。寫實主義指對自然或生活準(zhǔn)確、詳盡和不加修飾的描述。聲音設(shè)計聲音聲音可視化的大背景是視覺工業(yè)時代的到來。生產(chǎn)視覺產(chǎn)品聲音可視化提供視覺服務(wù)聲音可視化聲音它能為理解、分析和比較聲音藝術(shù)作品形態(tài)的表現(xiàn)力和內(nèi)外部結(jié)構(gòu)提供直觀視覺呈現(xiàn)的技術(shù)。通過對聲音表現(xiàn)方式的轉(zhuǎn)變，將原本只能聽見的聲音變成可看、可觸摸，甚至可聞到的感官對象物理振動現(xiàn)象聲音音流學(xué)模擬聲音振動研究與物理形態(tài)有關(guān)的振動現(xiàn)象，這種物理形態(tài)產(chǎn)生于某種特殊的傳導(dǎo)體發(fā)出的聲波的相互作用。可視化將生成聲音的振動中不可見的力場可視化視頻技術(shù)最早從陰極射線管的電視系統(tǒng)逐漸發(fā)展起來。隨著技術(shù)的發(fā)展，視頻信號也從早期的黑白信號轉(zhuǎn)變成彩色信號。視頻視頻視頻又稱為影片或影像，泛指將一系列的靜態(tài)影像以電子信號方式加以捕捉、記錄、處理、儲存和重現(xiàn)的各種技術(shù)。提供新的娛樂和教育平臺視頻技術(shù)由傳統(tǒng)模擬進(jìn)入數(shù)字化時代視頻數(shù)字視頻視頻設(shè)計數(shù)字媒體應(yīng)用需要數(shù)字視頻數(shù)據(jù)時，獲得數(shù)字視頻的主要來源：由現(xiàn)有的模擬視頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻自行制作數(shù)字視頻向外購買數(shù)字視頻視頻是基于時間流的視聽藝術(shù)，是多媒體的典型代表。視頻視覺表現(xiàn)聲音表達(dá)時間流完整融合了多感官通道的媒體表達(dá)形式隨著虛擬現(xiàn)實的出現(xiàn)、視頻也從矩形屏幕拓展為全沉浸式的體驗空間，成為未來視頻發(fā)展的新方向。視頻動畫動畫是一門綜合藝術(shù)，集合了繪畫、漫畫、電影、攝影、音樂等眾多藝術(shù)類別于一身。動畫電影不同于一般的電影，很多表現(xiàn)手法和意境只有通過動畫才能實現(xiàn)，而制作者們也賦予了動畫電影獨特的藝術(shù)生命。動畫特別是在數(shù)字媒體的語境下，動畫是從“動畫是一種動態(tài)圖形的表達(dá)方式”的角度出發(fā)以制造“運動幻覺”(簡稱“幻動”)為目的的一切表現(xiàn)手段。動畫動畫由傳統(tǒng)動畫時代步入數(shù)字化動畫時代普通人也能在家創(chuàng)作動畫作品動畫被廣泛應(yīng)用于數(shù)字媒體，更成為數(shù)字媒體應(yīng)用不可或缺的基本媒體元素。動畫泛動畫在如今的數(shù)字媒體環(huán)境中，泛動畫的形式幾乎被運用到所有的媒介形態(tài)當(dāng)中，包含動圖、抽象圖形動畫等眾多形態(tài)。動畫的特性畫面與時間相結(jié)合的特性使動畫比圖片的敘事能力更直白，比視頻的表現(xiàn)更靈活。動畫數(shù)字媒體的應(yīng)用12.3鍵盤和指點設(shè)備鼠標(biāo)軌跡球觸摸板觸控屏最常用的輸入設(shè)備使用輸入設(shè)備可以將語言文字輸入計算機(jī)，也可以通過圖形用戶接口和計算機(jī)互動以下達(dá)運行的指令聲音方面的輸入設(shè)備聲音信號MIDI信號影像方面的輸入設(shè)備數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)空間分辨率色彩分辨率指從鏡頭中的電荷耦合裝置捕捉到的圖像的像素數(shù)影像方面的輸入設(shè)備掃描機(jī)空間分辨率色彩分辨率使用光傳感裝置來捕捉文字或圖像顯示屏印刷設(shè)備音效設(shè)備頭戴式設(shè)備多媒體輸出設(shè)備音效設(shè)備聲卡揚聲器媒體相關(guān)的應(yīng)用軟件創(chuàng)作編輯應(yīng)用軟件MicrosoftOfficeWord微軟公司的文字處理應(yīng)用程序AdobeAcrobatProfessional閱讀和編輯PDF格式文檔的應(yīng)用程序運行DOS系統(tǒng)的IBM計算機(jī)文字處理器3.文字排版軟件Adobelndesign定位于專業(yè)排版領(lǐng)域適合圖像員、產(chǎn)品包裝師和印前專家使用主要適用于出版物、海報和各類印刷媒體4.文字圖形化設(shè)計軟件Adobellustrator是出版、多媒體和網(wǎng)絡(luò)圖像的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)插畫軟件已經(jīng)完全占領(lǐng)專業(yè)的印刷出版領(lǐng)域，成為桌面出版業(yè)界的默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)涂畫型圖畫型圖像應(yīng)用軟件1.圖像處理軟件AdobePhotoshopPhotoshop是最受歡迎的功能強(qiáng)大的圖像處理軟件之一圖像處理：對已有的位圖圖像進(jìn)行編輯加工處理以及添加特殊效果等2.矢量圖形編輯軟件Adobeillustrator是出版、多媒體和網(wǎng)絡(luò)圖像的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)插畫軟件插圖及設(shè)計領(lǐng)域中的表現(xiàn)形式：矢量化風(fēng)格圖像應(yīng)用軟件矢量動畫制作頁面設(shè)計網(wǎng)站制作3.矢量圖形編輯軟件CoreldrawCoreIdraw是加拿大Corel公司出品的用于矢量圖形制作的平面設(shè)計軟件功能位圖編輯網(wǎng)頁動畫制作三維圖像設(shè)計軟件Autodesk3dsMaxAutodeskMayaCinema4D1.Autodesk3dsMax圖像應(yīng)用軟件建筑漫游建筑動畫室內(nèi)設(shè)計1.Autodesk3dsMax圖像應(yīng)用軟件易學(xué)易用工作效率高功能全面1.Autodesk3dsMax圖像應(yīng)用軟件建模動畫動力學(xué)渲染圖像應(yīng)用軟件2.AutodeskMaya影視廣告角色動畫電影特技應(yīng)用對象電影級別的高端制作軟件圖像應(yīng)用軟件3.Cinema4D建模動畫渲染角色粒子插畫完整的三維創(chuàng)作平臺圖像應(yīng)用軟件3.Cinema4D多重處理整批成像可輸出Alpha通道十多種輸出格式種外部格式十多種輸出格式種外部格式DXF

VRMLLightave3DStudio聲音處理軟件AdobeAudition取樣聲音軟件合成聲音軟件音頻和視頻專業(yè)人員照相室廣播設(shè)備后期制作設(shè)備功能音頻混合音頻編輯音頻控制效果處理128個聲道單個音頻文件45種數(shù)字信號處理效果可以配合使用PremiereProCS5編輯音頻Audition是一個完善的多聲道錄音室，可提供靈活的工作流程并且使用簡便視頻應(yīng)用軟件整合視頻剪輯、同步視頻剪輯和音軌、加入特效、完成數(shù)字視頻作品并存盤視頻應(yīng)用軟件1.非線性視頻編輯軟件AdobePremiere用于視頻段落的組合和拼接，并提供一定的特效與調(diào)色功能可以通過Adobe的動態(tài)鏈接聯(lián)動工作，滿足日益復(fù)雜的視頻制作需求視頻應(yīng)用軟件2.視頻特效軟件AdobeAfterEffectsAdobeAfterEffectsPremierePhotoshopllustrator無縫結(jié)合視頻應(yīng)用軟件2.視頻特效軟件AdobeA