《信息技術(shù)素養(yǎng)》課件-模塊６ 多媒體技術(shù)

任務(wù)6.1多媒體基礎(chǔ)知識(shí)６.１.１多媒體技術(shù)基本概念多媒體(Multimedia)是多種媒體的綜合,一般包括文本,聲音和圖像等多種媒體形式.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,多媒體指組合兩種或兩種以上媒體的一種人機(jī)交互式信息交流和傳播媒體.使用的媒體包括文字、圖片、照片、聲音、動(dòng)畫和影片,以及程序所提供的互動(dòng)功能.多媒體技術(shù)(MultimediaTechnolo-y)是利用計(jì)算機(jī)對(duì)文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種信息進(jìn)行綜合處理、建立邏輯關(guān)系和人機(jī)交互作用的技術(shù),又稱為計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù).６.１.２多媒體技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展１.多媒體的產(chǎn)生一般認(rèn)為,1984年美國(guó)蘋果公司提出的位圖概念,標(biāo)志多媒體技術(shù)的誕生.當(dāng)時(shí)蘋果公司正在研制Macintosh計(jì)算機(jī),為了增強(qiáng)圖形處理功能,改善人機(jī)交互界面,使用了位圖(bitmap)、窗口(windows)、圖標(biāo)(icon)等技術(shù).改善后的圖形用戶界面(-UI)受到普遍歡迎,在隨后的幾年間,多媒體技術(shù)得到了迅速發(fā)展.1985年美國(guó)Commodore公司推出了世界上第一個(gè)真正的多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Ami-a,該系統(tǒng)以其功能完備的視聽處理能力、大量豐富的實(shí)用工具以及性能優(yōu)良的硬件,使全世界看到了多媒體技術(shù)的未來.２.多媒體技術(shù)的發(fā)展多媒體技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了3個(gè)階段:傳統(tǒng)多媒體技術(shù)、流媒體技術(shù)、智能多媒體技術(shù).傳統(tǒng)多媒體技術(shù)是多媒體發(fā)展的初級(jí)階段,這個(gè)階段過程中,所有要接收處理的信息都是在完全接收之后才被處理的,這樣就降低了處理的速度,大大增加了處理信息所用的時(shí)間,使人們必須花費(fèi)大量的時(shí)間等待處理后的多媒體信息.流媒體技術(shù)是解決傳統(tǒng)多媒體弊端的新技術(shù),所謂“流”,是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?使用這種方式,信息的接收者在沒有接到完整的信息前就能處理那些已收到的信息.這種一邊接收、一邊處理的方式,很好地解決了多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸問題.人們可以不必等待太長(zhǎng)時(shí)間,就能收聽、收看到多媒體信息,并且在此之后邊播放邊接收,不會(huì)感覺到文件沒有傳完.智能多媒體技術(shù)是人工智能領(lǐng)域某些研究課題和多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)很好的結(jié)合,充分利用了計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算能力,綜合處理聲、文、圖信息,用交互式彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)智能在文字的識(shí)別和輸入、語音的識(shí)別和輸入、自然語言理解和機(jī)器翻譯、圖形的識(shí)別和理解、機(jī)器人視覺和計(jì)算機(jī)視覺等方面的不足.６.１.3多媒體技術(shù)的特性多媒體技術(shù)主要有以下幾個(gè)特性.(１)集成性.多媒體技術(shù)能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行多通道統(tǒng)一獲取、存儲(chǔ)、組織與合成.(２)控制性.多媒體技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為中心,綜合控制和處理多媒體信息,并按人的要求以多種媒體形式表現(xiàn)出來,同時(shí)作用于人的多種感官.(3)交互性.交互性是多媒體應(yīng)用有別于傳統(tǒng)信息交流媒體的主要特點(diǎn)之一.多媒體技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)人對(duì)信息的主動(dòng)選擇和控制.(４)非線性.多媒體技術(shù)的非線性特點(diǎn)將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的循序性的讀寫模式.多媒體技術(shù)將借助超文本鏈接(HyperTextLink)的方法,把內(nèi)容以一種更靈活、更多變的方式呈現(xiàn)給讀者.(５)實(shí)時(shí)性.當(dāng)用戶給出操作命令時(shí),相應(yīng)的多媒體信息都能夠得到實(shí)時(shí)控制.(６)互動(dòng)性.它可以形成人與機(jī)器、人與人及機(jī)器間的互動(dòng)、互相交流的操作環(huán)境及身臨其境的場(chǎng)景,人們可根據(jù)需要進(jìn)行控制.人機(jī)相互交流是多媒體最大的特點(diǎn).(７)信息使用的方便性.用戶可以按照自己的需要、興趣、任務(wù)要求、偏愛和認(rèn)知特點(diǎn)來使用信息,任取圖、文、聲等信息表現(xiàn)形式.(８)信息結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性.用戶可以按照自己的目的和認(rèn)知特征重新組織信息,增加、刪除或修改節(jié)點(diǎn),重新建立鏈接.６.１.４多媒體技術(shù)的應(yīng)用１.多媒體在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用多媒體通信是20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù).一方面,多媒體技術(shù)使計(jì)算機(jī)能同時(shí)處理視頻、音頻和文本等多種信息,增加了信息的多樣性;另一方面,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)消除了人們之間的地域限制,使信息具有瞬時(shí)性.二者結(jié)合所產(chǎn)生的多媒體通信技術(shù)把計(jì)算機(jī)的交互性、通信的分布性及電視的真實(shí)性有效地融為一體,成為當(dāng)今信息社會(huì)的一個(gè)重要標(biāo)志.２.多媒體在編著系統(tǒng)中的應(yīng)用多媒體編著系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)綜合處理文字、圖形、影像、動(dòng)畫和音頻等信息,使之在不同的界面上流通,并具有傳送、轉(zhuǎn)換及同步化的功能.目前,市場(chǎng)上的多媒體編著系統(tǒng)很多,主要應(yīng)用在多媒體電子出版、軟件出版兩個(gè)領(lǐng)域.3.多媒體在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代化企業(yè)的綜合信息管理、生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制,都離不開對(duì)多媒體信息的采集、監(jiān)視、存儲(chǔ)、傳輸,以及綜合分析處理和管理.應(yīng)用多媒體技術(shù)來綜合處理多種信息,可以做到信息處理綜合化、智能化,從而提高工業(yè)生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化水平.多媒體技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中,尤其在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障診斷和生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面具有非常重大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.４.多媒體在醫(yī)療影像診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著臨床要求的不斷提高,以及多媒體技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了新一代具有多媒體處理功能的醫(yī)療診斷系統(tǒng).運(yùn)用多媒體技術(shù)對(duì)醫(yī)療影像進(jìn)行數(shù)字化和重建處理,使得傳統(tǒng)診斷技術(shù)在診斷輔助信息、直觀性和實(shí)時(shí)性等方面都相形見絀.多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)從根本上解決了醫(yī)療影像的存儲(chǔ)管理問題.多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,還使遠(yuǎn)程醫(yī)療從理想變成現(xiàn)實(shí).５.多媒體在教學(xué)中的應(yīng)用目前,教師主講的傳統(tǒng)教學(xué)模式正受到多媒體教學(xué)模式的巨大沖擊.因?yàn)楹笳吣苁菇虒W(xué)內(nèi)容更充實(shí)、更形象、更有吸引力,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的視、聽、圖形、文本和動(dòng)畫功能,包括一個(gè)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng),以及可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析與可視化的功能強(qiáng)大的聯(lián)機(jī)工具,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效率.可以預(yù)見,今后多媒體技術(shù)必將越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代教學(xué)實(shí)踐中,并將推動(dòng)整個(gè)教育事業(yè)的發(fā)展.６.多媒體在生活?yuàn)蕵分械膽?yīng)用VOD和交互電視(ITV)系統(tǒng)是根據(jù)用戶要求播放節(jié)目的視頻點(diǎn)播系統(tǒng),具有提供給單個(gè)用戶對(duì)大范圍的影片、視頻節(jié)目、游戲、信息等同時(shí)進(jìn)行訪問的能力.對(duì)于用戶而言,只需配備相應(yīng)的多媒體計(jì)算機(jī)終端或者一臺(tái)電視機(jī)和機(jī)頂盒、一個(gè)視頻點(diǎn)播遙控器,可以“想看什么就看什么,想什么時(shí)候看就什么時(shí)候看”.用戶和被訪問的資料之間高度的交互性使它區(qū)別于傳統(tǒng)的視頻節(jié)目的接收方式.它采用了多媒體數(shù)據(jù)壓縮解壓技術(shù),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電視技術(shù).VOD和交互電視系統(tǒng)的應(yīng)用,在某種意義上講是視頻信息技術(shù)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命,具有巨大的潛在市場(chǎng),具體應(yīng)用于電影點(diǎn)播、遠(yuǎn)程購物、游戲、卡拉OK服務(wù)、點(diǎn)播新聞、遠(yuǎn)程教學(xué)、家庭銀行服務(wù)等方面.任務(wù)6.2多媒體信息與文件6.2.1文本信息文本是以文字和各種專用符號(hào)表達(dá)的信息形式,它是現(xiàn)實(shí)生活中使用最多的一種信息存儲(chǔ)和傳遞方式,主要用于對(duì)知識(shí)的描述性表述,如闡述概念、定義、原理和問題以及顯示標(biāo)題、菜單等內(nèi)容.文本信息可以反復(fù)閱讀,從容理解,不受時(shí)間、空間的限制;但是,閱讀屏幕上顯示的文本信息,特別是信息量較大時(shí)容易引起視覺疲勞,使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生厭倦情緒.另外,文本信息具有一定的抽象性,這就要求閱讀者有一定的抽象思維能力和想象能力,不同的閱讀者對(duì)所閱讀的文本的理解也不完全相同.在設(shè)計(jì)多媒體文本時(shí),給文本以豐富的格式,可吸引學(xué)習(xí)者的注意力.增加文本的格式可采用以下幾種方式:(１)借助MicrosoftWord、WordPad等專用的文字處理程序來進(jìn)行文本的輸入與加工.(２)借助MicrosoftWordArt、PhotoShop等軟件進(jìn)行圖形文字的開發(fā).(3)借助PowerPoint、Authorware等軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)文字的開發(fā).６.２.２聲音信息聲音是人們用來傳遞信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一.在多媒體課件中,按其表達(dá)形式,可將聲音分為講解、音樂、效果三類.１.聲音三要素聲音是一種“能量”,聲音的三要素分別是音色、音調(diào)和響度.２.聲音的數(shù)字化在物理世界里,聲音在傳輸過程中都是連續(xù)的,如果要讓計(jì)算機(jī)來處理它,就牽扯到人們經(jīng)常說的數(shù)字化了.關(guān)于聲音的數(shù)字化過程有三個(gè)核心步驟:采樣、量化和編碼.采樣:在模擬聲音的時(shí)間軸上周期性地取點(diǎn),將時(shí)域連續(xù)的模擬信號(hào)變成離散信號(hào)的過程叫作采樣.每秒鐘的采樣點(diǎn)越多,數(shù)字化之后的聲音就越接近原模擬聲音;每秒鐘的采樣次數(shù)叫作采樣頻率.根據(jù)奈奎斯特定理,采樣頻率fs和被采樣聲音的最高頻率fmax的關(guān)系如下:量化:量化就是將空域連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散信號(hào)的過程.量化精度越高,所能表示的聲音采樣范圍就越大,量化誤差就也越小,相應(yīng)地,所占用的存儲(chǔ)空間也就越大.簡(jiǎn)而言之,就是對(duì)于采樣所得到的樣本點(diǎn),打算用幾位二進(jìn)制數(shù)來表示它.編碼:將經(jīng)過采樣量化后的數(shù)據(jù)按一定的算法進(jìn)行編碼處理.在計(jì)算機(jī)里最接近模擬聲音的編碼方式就是PCM脈沖編碼方式.在計(jì)算機(jī)里認(rèn)為PCM就是數(shù)字音頻信號(hào)的原始無損格式,其存儲(chǔ)方式通常是“.wav文件”,wav格式的音頻文件就是原始的未經(jīng)任何壓縮處理的數(shù)字音頻文件,這樣的文件大部分情況下都來自于錄音設(shè)備.如果使用音頻格式轉(zhuǎn)換工具將mp3轉(zhuǎn)成wav,那么這個(gè)wav并不是無損格式的文件,因?yàn)閙p3格式的文件是對(duì)原始wav文件經(jīng)過有損壓縮后得來的,而這個(gè)過程不是可逆的,即mp3轉(zhuǎn)成的wav只有原始wav的部分信息.但從人的聽覺系統(tǒng)來說,一般人是分辨不出來其中的差別的,除非使用專業(yè)音響設(shè)備,若再加上一雙具有專業(yè)特性的耳朵,區(qū)別還是很明顯的.６.２.３圖形與圖像信息圖形與圖像是多媒體軟件中最重要的信息表現(xiàn)形式之一,它是決定多媒體軟件視覺效果的關(guān)鍵因素.圖形是從點(diǎn)、線、面到三維空間黑白色或彩色的圖形,也稱為矢量圖形.圖像是由稱為像素的點(diǎn)構(gòu)成的矩陣圖,也稱為位圖.矢量圖是使用一組指令集來描述的,這些指令構(gòu)成一幅圖形的所有直線、圓、圓弧、矩形、曲線等幾何元素的位置、維數(shù)、色彩、大小和形狀.矢量圖形主要用于線型的圖畫、美術(shù)字、統(tǒng)計(jì)圖和工程制圖等.它占據(jù)的存儲(chǔ)空間較小,但不適合表現(xiàn)復(fù)雜的、色彩逼真的圖畫.位圖是由描述圖像中各個(gè)像素點(diǎn)的強(qiáng)度和顏色的數(shù)位集合組成的,即用二進(jìn)制位來定義圖中每個(gè)像素的顏色、亮度和屬性.位圖適合表現(xiàn)比較細(xì)致、層次和色彩比較豐富、包含大量細(xì)節(jié)的圖像.位圖的特點(diǎn)是顯示速度快、色彩較逼真,但占用的存儲(chǔ)空間較大.圖像的基本屬性如下:(１)圖像分辨率:指組成一幅圖像的像素密度和度量方法,通常使用單位打印長(zhǎng)度上的圖像像素?cái)?shù)的多少,即每英寸多少點(diǎn)來表示.對(duì)同樣大小的一幅圖,如果組成該圖的圖像像素?cái)?shù)目越多,說明圖像的分辨越高,看起來越逼真.分辨率的單位為dpi(displaypixels/inch),數(shù)值越大,圖像越清晰.(２)顯示分辨率:是確定顯示圖像區(qū)域的大小.(３)圖像深度:也稱圖像的位深,是指描述圖像中每個(gè)像素所占的二進(jìn)制位數(shù).圖像的每一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)通常是一位或多位,用于存放該像素的顏色、亮度等信息,數(shù)據(jù)位數(shù)越多,可以表達(dá)的顏色數(shù)目就越多.６.２.４動(dòng)畫和視頻信息１.動(dòng)畫和視頻的區(qū)別動(dòng)畫和視頻都是利用人的視覺暫留特性,快速播放一系列連續(xù)運(yùn)動(dòng)變化的圖形圖像,也包括畫面的縮放、旋轉(zhuǎn)、變換、淡入淡出等特殊效果,具有時(shí)序性與豐富的信息內(nèi)涵,常用于交代事物的發(fā)展過程.通過動(dòng)畫和視頻可以把抽象的內(nèi)容形象化,達(dá)到事半功倍的效果.動(dòng)畫與視頻都屬于“動(dòng)態(tài)圖像”的范疇.動(dòng)態(tài)圖像是連續(xù)漸變的靜態(tài)圖像或者圖形序列,沿時(shí)間軸順次更換顯示,從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)視覺感受的媒體形式.然而,動(dòng)畫和視頻卻是兩個(gè)不同的概念.動(dòng)畫的每幀圖像都是由人工或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的.根據(jù)人眼的特性,用１５幀/秒~２０幀/秒的速度順序地播放靜止圖像幀,就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的感覺.視頻的每幀圖像都是通過實(shí)時(shí)攝取自然景象或者活動(dòng)對(duì)象獲得的.視頻信號(hào)可以通過攝像機(jī)、錄像機(jī)等連續(xù)圖像信號(hào)輸入設(shè)備來產(chǎn)生.２.動(dòng)畫的幾種形式動(dòng)畫一般可以分為以下幾種形式:二維動(dòng)畫、三維動(dòng)畫、建筑動(dòng)畫、影視動(dòng)畫、游戲動(dòng)畫.二維動(dòng)畫:平面上的畫面.以紙張、照片或計(jì)算機(jī)屏幕顯示,無論畫面的立體感多強(qiáng),終究是在二維空間模擬真實(shí)三維空間效果.三維動(dòng)畫:畫中的景物有正面、側(cè)面和反面,調(diào)整三維空間的視點(diǎn),能夠看到不同的內(nèi)容.建筑動(dòng)畫:建筑動(dòng)畫采用動(dòng)畫虛擬數(shù)碼技術(shù)結(jié)合電影的表現(xiàn)手法,根據(jù)建筑、園林、室內(nèi)等規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙,將建筑外觀、室內(nèi)結(jié)構(gòu)、物業(yè)管理、小區(qū)環(huán)境、生活配套等未來建成的生活場(chǎng)景進(jìn)行演繹展示,建筑動(dòng)畫的鏡頭無限自由,可全面逼真地演繹未來的建筑與環(huán)境的整體形象,可以拍到實(shí)拍都無法表現(xiàn)的鏡頭,把設(shè)計(jì)大師的思想,完美無誤地演繹出來,讓人們感受到未來建筑的美麗和真實(shí).制作建筑動(dòng)畫影片時(shí),通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)知識(shí)、建筑知識(shí)、美術(shù)知識(shí)、電影知識(shí)和音樂知識(shí)等,制作出真實(shí)的影片.影視動(dòng)畫:涉及影視特效創(chuàng)意、前期拍攝、影視３D動(dòng)畫、特效后期合成、影視劇特效動(dòng)畫等.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在影視領(lǐng)域的延伸和制作軟件的增加,三維數(shù)字影像技術(shù)打破了影視拍攝的局限性,在視覺效果上彌補(bǔ)了拍攝的不足.在一定程度上,電腦制作的費(fèi)用遠(yuǎn)比實(shí)拍所產(chǎn)生的費(fèi)用要低得多.游戲動(dòng)畫:游戲動(dòng)畫技術(shù)是依托數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和信息化技術(shù)對(duì)媒體從形式到內(nèi)容進(jìn)行改造和創(chuàng)新的技術(shù),覆蓋圖形圖像、動(dòng)畫、音效、多媒體等技術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科,是技術(shù)和藝術(shù)的融合與升華.３.視頻屬性視頻屬性主要包括以下幾個(gè)方面:(１)畫面更新率.畫面更新率是指視頻格式每秒播放的靜態(tài)畫面的數(shù)量.(２)掃描傳送.掃描傳送是指視頻可以用逐行掃描或隔行掃描來傳送.(３)分辨率.分辨率就是屏幕圖像的精密度.視頻以水平掃描線數(shù)量為度量單位.(４)長(zhǎng)寬比例.長(zhǎng)寬比例是用來描述視頻畫面與畫面元素的比例.(５)品質(zhì).視頻品質(zhì)可以利用客觀的峰值信噪比(PSNR)來量化,或借由專家的觀察來進(jìn)行主觀視頻品質(zhì)的評(píng)量.(６)壓縮技術(shù).目前最常用的視頻壓縮技術(shù)為MPE-2、MPE-4.(７)位元傳輸率.位元傳輸率是一種表現(xiàn)視頻流中所含有的資訊量的方法,其計(jì)量單位為b/s或者M(jìn)b/s.較高的位元傳輸率將可容納更高的視頻品質(zhì).(８)立體型.立體型視頻(Stereoscopicvideo,３Dfilm)是指針對(duì)人的左右兩眼送出略微不同的視頻以營(yíng)造立體感.由于兩組視頻畫面是混合在一起的,因此直接觀看時(shí)會(huì)覺得模糊不清或顏色不正確,必須借由分光片或特制眼鏡才能呈現(xiàn)其效果.６.２.５多媒體文件多媒體文件表示媒體的各種編碼數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是以文件形式存儲(chǔ)的,是二進(jìn)制數(shù)據(jù)的集合.文件的命名遵循特定的規(guī)則,一般由主名和擴(kuò)展名兩部分組成,主名與擴(kuò)展名之間用“.”隔開,擴(kuò)展名用于表示文件的格式類型.任務(wù)6.3多媒體信息處理的關(guān)鍵技術(shù)６．３．１多媒體數(shù)據(jù)的壓縮/解壓技術(shù)１．?dāng)?shù)據(jù)壓縮的目的與意義在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,傳輸和處理大量數(shù)字化了的聲音/圖片/影像視頻等信息,其數(shù)據(jù)量是非常大的，如果不進(jìn)行處理,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)幾乎無法對(duì)它進(jìn)行存取和交換.因此,在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,為了達(dá)到令人滿意的圖像、視頻畫面質(zhì)量和聽覺效果,必須解決視頻、圖像、音頻信號(hào)數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)傳輸?shù)膯栴}.解決的方法,除了提高計(jì)算機(jī)本身的性能及通信信道的帶寬,更重要的是對(duì)多媒體進(jìn)行有效的壓縮.數(shù)據(jù)的壓縮實(shí)際上是一個(gè)編碼過程,即把原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼壓縮,通俗地說,就是用最少的數(shù)碼來表示信號(hào).數(shù)據(jù)的解壓縮是數(shù)據(jù)壓縮的逆過程,即把壓縮的編碼還原為原始數(shù)據(jù).因此數(shù)據(jù)壓縮方法也稱為編碼方法,其作用有以下幾方面.(１)能較快地傳輸各種信號(hào),如傳真、Modem通信等.(２)在現(xiàn)有的通信干線并行開通更多的多媒體業(yè)務(wù),如各種增值業(yè)務(wù).(３)緊縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量,如CD-ROM、VCD和DVD等.(４)降低發(fā)信機(jī)功率,這對(duì)于多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)尤為重要.由此看來,通信時(shí)間、傳輸帶寬、存儲(chǔ)空間甚至發(fā)射能量,都可能成為數(shù)據(jù)壓縮的對(duì)象.２．?dāng)?shù)據(jù)壓縮技術(shù)分類目前數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)日臻發(fā)展,適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)合的編碼方法不斷產(chǎn)生.針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)冗余類型的不同,相應(yīng)地有不同的壓縮方法.按照壓縮方法是否產(chǎn)生失真可分為有失真編碼和無失真編碼兩大類.有失真壓縮法會(huì)壓縮熵,減少信息量,而損失的信息是不能再恢復(fù)的,因此這種壓縮法是不可逆的.無失真壓縮法會(huì)去掉或減少數(shù)據(jù)中的冗余,但這些冗余值是可以重新插入到數(shù)據(jù)中的,因此無失真壓縮是可逆的過程,不會(huì)產(chǎn)生失真.根據(jù)編碼原理進(jìn)行分類,大致有預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、統(tǒng)計(jì)編碼、分析-合成編碼、混合編碼和其他一些編碼方法.其中統(tǒng)計(jì)編碼是無失真編碼,其他編碼方法都是有失真編碼.６．３．２多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是將經(jīng)過加工整理序化后的信息按照一定的格式和順序存儲(chǔ)在特定的載體中的一種信息活動(dòng),其目的是便于信息管理者和信息用戶快速、準(zhǔn)確地識(shí)別、定位和檢索信息.多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)是指跨越時(shí)間保存信息的技術(shù),主要包括數(shù)據(jù)磁存儲(chǔ)技術(shù)、縮微存儲(chǔ)技術(shù)、光盤存儲(chǔ)技術(shù)等.１．磁存儲(chǔ)技術(shù)磁儲(chǔ)存系統(tǒng),尤其是硬磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)是當(dāng)今各類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最主要的存儲(chǔ)設(shè)備,在信息存儲(chǔ)技術(shù)中占據(jù)統(tǒng)治地位.磁儲(chǔ)存介質(zhì)和磁介質(zhì)都是在帶狀或盤狀的帶基上涂上磁性薄膜制成的.２．縮微存儲(chǔ)技術(shù)微縮存儲(chǔ)技術(shù)是縮微攝影技術(shù)的簡(jiǎn)稱,是現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一.縮微存儲(chǔ)是用縮微攝影機(jī)采用感光攝影原理,將文件資料縮小拍攝在膠片上,經(jīng)加工處理后作為信息載體保存起來,供以后復(fù)制、發(fā)行、檢索和閱讀之用.３．光盤存儲(chǔ)技術(shù)光盤是用激光束在光記錄介質(zhì)上寫入與讀出信息的高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)載體,它既可以存儲(chǔ)音頻信息,又可以存儲(chǔ)視頻(圖像、色彩、全文信息)信息,還可以用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)與檢索.光盤產(chǎn)品的種類比較多,按其讀寫數(shù)據(jù)的性能可分為以下三種:只讀式光盤(CD-ROM),是永久性存放多媒體信息的理想介質(zhì);一次寫入光盤(WORM),也稱追記型光盤,用戶可根據(jù)自己的需要自由地進(jìn)行記錄,但記錄的信息無法抹去;可擦重寫光盤,這種光盤在寫入信息之后,還可以擦掉重寫新的信息.６．３．３多媒體的輸入輸出技術(shù)１．多媒體輸入設(shè)備常用的多媒體的輸入設(shè)備包括:(１)文本:鍵盤、掃描儀等;

(２)圖像:數(shù)字化儀、掃描儀、照相機(jī)等;(３)音頻:聲卡、錄音筆、麥克風(fēng)等;(４)視頻:攝像機(jī)、視頻采集卡等.２．多媒體輸出設(shè)備常用的多媒體輸出設(shè)備包括:(１)文本:打印機(jī)、顯示器等;(２)圖像:打印機(jī)、印刷機(jī)、投影儀、顯示器等;(３)音頻:音響、揚(yáng)聲器等;(４)視頻:刻錄機(jī)、DVD播放器、投影儀、顯示器等.６．３．４虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)(簡(jiǎn)稱VR),又稱靈境技術(shù),是以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面.綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù),模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能,使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢(shì)等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間.使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性,而且能夠突破空間、時(shí)間以及其他客觀限制,感受到真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心設(shè)備仍然是計(jì)算機(jī).它的一個(gè)主要功能是生成虛擬境界的圖形,故此又稱為圖形工作站.目前在此領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的是專用工作站.圖像顯示設(shè)備是用于產(chǎn)生立體視覺效果的關(guān)鍵外設(shè),目前常見的產(chǎn)品包括光閥眼鏡、三維投影儀和頭盔顯示器等.其中高檔的頭盔顯示器在屏蔽現(xiàn)實(shí)世界的同時(shí),提供高分辨率、大視場(chǎng)角的虛擬場(chǎng)景,并帶有立體聲耳機(jī),可以使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的浸沒感.其他外設(shè)主要用于實(shí)現(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)的交互功能,包括數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)、運(yùn)動(dòng)跟蹤器、力反饋裝置、語音識(shí)別與合成系統(tǒng)等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊.它始于軍事和航空航天領(lǐng)域的需求,但近年來,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用已大步走進(jìn)工業(yè)、建筑設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)、文化娛樂等方面.虛擬現(xiàn)實(shí)的主要特征包括:(１)多感知性(MultiＧSensory).所謂多感知,是指除了一般計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的視覺感知,還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運(yùn)動(dòng)感知,甚至包括味覺感知、嗅覺感知等.(２)浸沒感(Immersion).浸沒感又稱臨場(chǎng)感或存在感,指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度.理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶難以分辨真假,使用戶全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中,該環(huán)境中的一切看上去都是真的,聽上去是真的,動(dòng)起來是真的,甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的,如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺一樣.(３)交互性(Interactivity).交互性是指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實(shí)時(shí)性).(４)構(gòu)想性(Imagination).構(gòu)想性又稱為自主性,強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想象空間,可拓寬人類認(rèn)知范圍,不僅可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境,也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境.一般來說,一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由虛擬環(huán)境,以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器,以頭盔顯示器為核心的視覺系統(tǒng),以語音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統(tǒng),以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備,以及味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成.生成虛擬現(xiàn)實(shí)需要解決以下三個(gè)主要問題:(１)以假亂真的存在技術(shù).即怎樣合成對(duì)觀察者的感官器官來說與實(shí)際存在相一致的輸入信息,也就是如何產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)環(huán)境一樣的視覺、觸覺、嗅覺等.(２)相互作用.觀察者怎樣積極和能動(dòng)地操作虛擬現(xiàn)實(shí),以實(shí)現(xiàn)不同的視點(diǎn)景象和更高層次的感覺信息.實(shí)際上也就是怎么可以看得更像、聽得更真等.(３)自律性現(xiàn)實(shí).感覺者如何在不意識(shí)到自己動(dòng)作、行為的條件下得到栩栩如生的現(xiàn)實(shí)感.在這里,觀察者、傳感器、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)相互作用的閉環(huán)流程.任務(wù)6.4多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成６．４．１多媒體計(jì)算機(jī)的技術(shù)規(guī)格多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成.其中硬件系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)主要配置和各種外部設(shè)備以及與各種外部設(shè)備的控制接口卡,軟件系統(tǒng)包括多媒體驅(qū)動(dòng)軟件、多媒體操作系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)處理軟件、多媒體創(chuàng)作工具軟件和多媒體應(yīng)用軟件.一個(gè)完整的多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng),包括５個(gè)層次的結(jié)構(gòu),如圖６４所示.６．４．２多媒體計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)硬件設(shè)備、音頻輸入輸出和處理設(shè)備、視頻輸入輸出和處理設(shè)備、多媒體傳輸通信設(shè)備等選擇性組合,就可以構(gòu)成一個(gè)多媒體硬件系統(tǒng),其中最重要的是根據(jù)多媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而研制生產(chǎn)的多媒體信息處理芯片、板卡和外圍設(shè)備等,主要分為下述幾類.芯片類