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第 1 章 多媒体技术概述

第 1 章 多媒体技术概述. 西安交通大学计算机教学实验中心. 简述. 多媒体已经从一个时髦的概念，变成一种实用的技术。 21 世纪，计算机是人们应掌握的基本技能之一，而使用计算机必然用到多媒体。多媒体技术不仅应用到通信 ( 可视电话） 、工业 （智能工控 ） 、军事 （红外探测） 、教育 （ CAI ） 等领域 , 也应用到考古 （复原） 、音乐 （编辑合成） 、绘画 （各种特效） 、语音识别、文语转换 、 建筑等艺术领域，为这些领域的研究和发展带来勃勃生机。

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第 1 章 多媒体技术概述

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Presentation Transcript

  1. 第1章多媒体技术概述 西安交通大学计算机教学实验中心

  2. 简述 多媒体已经从一个时髦的概念，变成一种实用的技术。 • 21世纪，计算机是人们应掌握的基本技能之一，而使用计算机必然用到多媒体。多媒体技术不仅应用到通信(可视电话）、工业（智能工控 ） 、军事（红外探测）、教育（CAI）等领域,也应用到考古（复原）、音乐（编辑合成）、绘画（各种特效）、语音识别、文语转换、建筑等艺术领域，为这些领域的研究和发展带来勃勃生机。 • 多媒体技术影响着科学研究（可视化计算） 、工程制造（3D建模） 、商业管理和人们的生活（智能房屋）。

  3. 多媒体技术的基本概念 • 1.媒体（medium） • 是信息表示和传输的载体。 • 在计算机领域有两种含义： • 一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译为媒质； • 二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图像和视频等。

  4. 媒体的分类 感觉媒体—人的直观感觉 1 表示媒体—各种编码,如图像编码,声音编码 2 表现媒体—如键盘、显示器、扬声器 3 存储媒体—保存表示媒体的介质,Ｕ盘、光盘 4 传输媒体—传输的物理载体，如光纤、电缆 5

  5. 常见的感觉媒体 • 视觉类媒体（Vision Media）包括图像、图形、符号、视频、动画等。 • 听觉类媒体包括话音、音乐和音响。 • 触觉类媒体通过直接或间接与人体接触，使人能感觉到对象的位置、大小、方向、温度、质地等性质。 • 嗅觉类媒体-各种气味.

  6. 多媒体 • 多媒体（Multimedia）是指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体的技术。 • 这些信息媒体包括文字、声音、图形、图像、动画与视频等。 • 多媒体不仅是指多种媒体本身，而且包含处理和应用它的一整套技术。“多媒体”与“多媒体技术”是同义词。

  7. 多媒体技术的特点 集成性—媒体种类一体化 1 交互性—人,机对话,是多媒体技术的关键特征 2 数字化—媒体以数字形式存在 3 实时性—声音、动态图像(视频)随时间变化 4

  8. 所涉及的对象 • 文 字 • 图 形 • 图 像 • 动 画 • 音 频 • 视 频

  9. 文字 文字 多媒体 多媒体 多媒体  各类文字和符号

  10. 矢量图形对象 文字 图形 通过计算而描述的矢量图形

  11. 位图图像对象 文字 图形 图像 用像素点描述的自然影像

  12. 动画对象 FRAME 01 FRAME 02 FRAME 03 FRAME 04 FRAME 05 FRAME 06 FRAME 07 文字 图形 单画面矢量动画 图像 动画 多画面帧动画 单画面矢量动画、多画面帧动画

  13. 音频对象 文字 ● midi音频(乐器数字接口文件) ● wav音频(波形文件) ● mp3压缩音频 图形 图像 动画 音频 音频数字信号、压缩音频信号

  14. 视频对象 文字 END 图形 图像 动画 音频 视频 音频 + 视频 Audio Vedio Information 视频数字信号Avi、压缩视频信号mpg

  15. 多媒体技术的研究内容 多媒体技术包括 • 数据压缩技术 • 多媒体数据存储技术 • 多媒体系统软件平台 • 多媒体计算机硬件平台 • 基于内容的检索技术

  16. 多媒体数据压缩技术 • 在多媒体计算机系统中要表示、传输和处理声文图信息，特别是数字化图像和视频要占用大量的存储空间，因此高效的压缩和解压缩算法是多媒体系统运行的关键。

  17. 多媒体数据存储技术 • 多媒体信息需要大量的存储空间。因此，存储技术是影响多媒体应用发展的重要因素。高效快速的存储设备是多媒体系统的基本部件之一，光盘系统是目前较好的多媒体数据存储设备，它又分为只读光盘（CD-ROM）、一次写多次读光盘（CD-R）、可擦写光盘（ CD-RW）、DVD等。

  18. 多媒体系统软件平台 • 多媒体计算机软件平台以操作系统为基础，目前的广泛应用的Windows、UNIX、Linux 操作系统都支持对多媒体信息的管理。 • 此外处理不同类型的媒体及开发图形、不同的应用系统还需要不同的多媒体开发工具，如对视频、声音等文件进行转换和编辑。 • 为了方便多媒体节目的开发，多媒体计算机系统还包括一些直观、可视化的交互式编著工具，如动画制作软件Macromedia Director，3DStudio，多媒体节目编著工具Authorware等。

  19. 多媒体计算机硬件平台 • 多媒体系统的基础是计算机系统，它一般有较大的内存和外存(硬盘)，并配有光驱、声卡、视频卡、音像输入输出设备等。只有高效的多媒体设备的有机集成，才能使多媒体技术真正走向人们的生活，甚至带来社会的变革

  20. 多媒体数据库与基于内容的检索技术 • 和传统的数据管理相比，多媒体数据库包含着多种数据类型，数据关系更为复杂，需要一种更为有效的管理系统来对多媒体数据库进行管理。

  21. 超文本与Web技术 • 超文本是一种有效的多媒体信息管理技术，它本质上是采用一种非线性的网状结构组织信息。多媒体信息使因特网的应用生机勃勃。

  22. 多媒体通信与分布式多媒体系统 • 20世纪90年代，计算机系统以网络为中心，多媒体技术、网络技术和通信技术相结合出现了许多令人振奋的应用领域，如可视电话、电视会议、视频点播以及以分布式多媒体系统为基础的计算机支持协同工作系统（远程会诊、报纸共编等），这些应用很大程度上影响了人类的生活和工作方式。

  23. 多媒体技术的应用 • 咨询系统 • 管理系统 • 辅助教育 • 通信系统 • 娱乐系统 • 商业广告

  24. 多媒体技术的发展 • 智能化:未来的计算机不仅能够传递多媒体信息，而且能够识别多媒体信息、理解多媒体信息。 • 立体化:不限于在个人计算机上处理和表现，许多家电设备、工业控制系统、现场监视系统也正在实现数字化，随着多媒体信息的识别技术、网络技术和通信技术的发展，它们将构成一个立体化的网络系统。

  25. 多媒体系统的组成 • 如果一台计算机具备了处理多媒体信息的硬件条件和适当的软件系统，那么，这台计算机就具备了多媒体功能 • 具有多媒体功能的计算机有大、中型计算机系统、小型计算机系统和微型计算机系统。 • 其中使用最广泛的是微型计算机系统。

  26. 多媒体个人计算机标准 • 1990年11月，微软公司和一些计算机技术公司组成的“多媒体个人计算机市场协会（Multimedia PC Marketing Council）”对个人计算机的多媒体技术进行规范化管理而制定了相应标准。该协会后来与全球数千家计算机厂商共同组建“多媒体个人计算机工作组(Multimedia PC Working Group)”，从事制定各种MPC标准的工作。

  27. MPC-1 标准 MPC三项基本标准 ● 1991年公布 设备 标准配置 推荐配置 CPU 386 SX 386DX or 486SX 时钟16MHz 内存 2MB 4MB 硬盘 30MB 80MB 接口 串行、并行、游戏棒接口 MIDI MIDI合成、混音接口 显示 VGA模式，分辨率640×480，16色 256色 激光驱动器 单速CD-ROM，数据传输速率150KByte/s 声音输入/重放 mV级灵敏度输入，耳机、扬声器输出 声卡 8bit/11.025kHz采样，11.025和22.05kHz输出 操作系统 DOS 3.1版本或以上，Windows 3.0带多媒体扩展模块

  28. MPC-2标准 MPC三项基本标准 ● 1993年5月公布 设备 标准配置 推荐配置 CPU 486 SX or 兼容CPU 486DX or DX2 时钟25MHz 内存 4MB 8MB 硬盘 160MB 400MB 接口 串行、并行、游戏棒接口 MIDI MIDI合成、混音接口 显示 VGA模式，分辨率640×480，256色65536色 激光驱动器 倍速CD-ROM，数据传输速率300KByte/s 声音输入/重放 mV级灵敏度输入，耳机、扬声器输出 声卡 16bit采样，11.025、22.05kHz和44.1kHz输出 操作系统 DOS 3.1版本或以上，Windows 3.1带多媒体扩展模块

  29. MPC-3标准 MPC三项基本标准 ● 1995年6月公布 设备 标准配置 CPU Pentium CPU或兼容CPU 时钟75MHz 内存 8MB 硬盘 540MB 接口 串行、并行、游戏棒接口 MIDI MIDI合成、混音接口 显示 VGA模式，分辨率640×480，64K色 激光驱动器 4倍速CD-ROM，数据传输速率600KByte/s 视频播放 NTSC 制: 30帧/秒，分辨率352×240 PAL 制: 24帧/秒，分辨率352×288 数据格式: MPEG-1压缩格式

  30. 各种标准 目前，多媒体计算机的配置已经远远高于MPC-3标准，硬件的种类也大大增加，软件发展更加迅速，功能更为强大。多媒体功能已成为个人计算机的基本功能。MPC标准已不重要。

  31. 多媒体系统的组成 • 多媒体系统的硬件的组成 • 音频设备:负责采集、加工、处理波表、MIDI等多种形式的音频素材。需要的硬件有录放音设备、MIDI合成器、高性能的声卡、音箱、话筒、耳机等。 • 图像设备:负责采集、加工、处理各种格式的图像素材。需要的硬件有扫描仪、数码相机、数字化仪、打印机。 • 视频设备:负责采集、编辑计算机动画、视频素材。需要的硬件设备有视频播放机、视频采集卡、视频编辑卡、动态压缩卡、数字录像机、数字摄像机、投影仪等。 • 存储设备：多媒体信息及其应用系统数据量很大，将它们长期保存在硬盘中是不现实的，而且多媒体软件的发行也需要一种高容量、移动方便的存储介质，那就是光盘。读取光盘中的信息需用光盘驱动器，在光盘上记录信息需要光盘刻录机。

  32. 多媒体系统硬件结构 光盘存储介质 半导体存储介质 数码照相机 彩色投影机 彩色扫描仪 彩色打印机 语音识别设备 数码摄像机

  33. 多媒体系统的软件组成 • （1）系统软件 • 系统软件包括多媒体操作系统、多媒体设备驱动程序、多媒体素材制作软件、多媒体编辑与创作工具等。 • （2）应用软件 • 如多媒体课件、多媒体演示系统、多媒体模拟系统、多媒体导游系统等。

  34. 多媒体设备的性能指标 • 声音适配器 • 声卡的功能 : • 1）进行A／D(模/数)转换。 • 2）完成D／A（数/模）转换。 • 3）实时、动态地处理数字化声音信号。 • 4）输入、输出。(提供输入输出接口) • 声卡的性能指标 • 声卡的性能指标有采样频率、 • 样本位数 • MIDI合成方式:FM（调频）、Wave table（波表）

  35. 声卡的两种标准 • AC'97 • 为了降低成本，1997 年，Intel 引入了廉价的audio-codecs 标准规范，命名为AC'97 标准（Audio Codec '97）。 • 把主流声卡的模拟和数字处理单元进行分离，从而有效地提高声卡的音频质量。由于把音频回放的采样频率提高到了48kHz ，已经可以兼容DVD-Video 的音频格式。

  36. 高保真音频 • HD Audio • 全称是“High Definition Audio” • Intel于2004年4月15日发布了HD Audio v1.0标准 • HD Audio的音频处理规格提高到了32bit/192kHz， • 提供软件降噪功能和声学回音消除技术，生成品质较高的输入信号，具备一定的音效处理能力。 • 在回放方面，HD Audio可同时输出6路互不相关的音频，彼此之间互不干扰。例如，可以通过音频线/无线网络连接客厅的音箱；同时可通过连接在HD Audio声卡上的音箱回放游戏中的音乐；再借助耳机来聆听另一首MP3音乐等。 • HD Audio所有的音频口都是通用的，将设备的插头插入某个音频口，系统会自动判断插入的是输出设备还是输入设备。

  37. 视频卡 • 是一种专门用于对视频信号进行实时处理的设备，又叫“视频信号处理器” • 对视频信号（激光视盘机、录像机、摄像机等设备的输出信号）进行数字化转换、编辑和处理，以及保存数字化文件。

  38. 作业 ftp://202.117.207.198/习题下载/杨忠孝/多媒体技术及应用

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