第一章多媒體技術概論理解多媒體技術的相關概念了解多媒體的關鍵特性了解多媒體技術的發展進程了解多媒體技術研究的主要內容了解多媒體技術應用領域學習目標1.1多媒體的基本概念1.2多媒體技術的發展進程1.3多媒體技術研究的主要內容1.4多媒體計算機的組成1.5多媒體技術的應用領域1.6小結目錄1.1多媒體的基本概念1.1.1媒體和多媒體1.1.2多媒體技術的關鍵特性媒質：存儲信息的實體，如磁盤、光盤、磁帶、半導體存儲器等。媒介：傳遞信息的載體，如數字、文字、聲音、圖形和圖像等。（medium）在計算機領域有兩種含義：即媒質和媒介。1.1.1多媒體的定義媒體 通常概念的“媒體”，可分為以下五種類型：感覺媒體表示媒體表現媒體存儲媒體傳輸媒體

感覺媒體：能直接作用于人們的感覺器官，從而能使人產生直接感覺的媒體。如語音、音樂、各種圖像、動畫、文本等。動畫感知媒體例：文本象形文字：foot(埃及）漢字：水（唐朝懷素、東晉王羲之及周朝石鼓文）中國甲骨文字釋文旬壬申夕月有食

說明

遠在三千年前我國即有關于天文方面的記錄，本片甲骨是當時月食的記錄。這說明我國具有悠久的文明歷史。

感知媒體例：圖形和圖像圖形圖像

表示媒體：為了傳送感覺媒體而人為研究出來的媒體。借助于此種媒體，便能更有效的存儲或傳送感覺媒體。如語言編碼、電報碼、圖像JPEG編碼、文本ASCII編碼和樂譜等。

表現媒體：用于通信中使電信號和感覺媒體之間產生轉換用的媒體。如輸入、輸出設施，鍵盤鼠標器、顯示器、打印機等。

存儲媒體：用于存放某種媒體的媒體如紙張、磁帶、磁盤、光盤等。

傳輸媒體：用于傳輸某些媒體的媒體，如電話線、電纜光纖等。存儲媒體漢字輸入碼xuexiao二進制編碼10110101表現媒體傳輸媒體感覺媒體表示媒體傳輸媒體：電纜（a）雙絞線（b）同軸電纜傳輸媒體：光纖傳輸媒體：光纖光纖耦合激光系統

系統優點

光源直接到工作點

傳遞光路可變性

簡化光學結構系統

改善光束質量光纖

種類：單模保偏，單模，多模

應用范圍

激光光源的光學系統

多光源光學系統

大功率激光器光學系統

激光二極管光源

光學實驗室

傳輸媒體：無線1.1.1多媒體的定義“多媒體”一詞譯自英文“Multimedia”即“Multiple”和”Media”的合成。最早在項目計劃報告中提出。其核心詞是媒體何謂多媒體呢？多媒體：多媒體技術：多媒體系統：Page41.1.2

多媒體技術的關鍵特性交互性

使用者對信息處理的全過程，能進行完全有效的控制，并將結果進行綜合表現多維性信息媒體的多樣化集成性

多媒體信息的集成；處理媒體的設備與設施的集成

信息載體的多樣性是相對于計算機而言的，即指信息媒體的多樣性。 多媒體就是要把計算機處理的信息多樣化或多維化，從而改變計算機信息處理的單一模式，使人們能交互的處理多種信息。信息載體的多樣性交互性 多媒體的交互性是指用戶可以與計算機的多種信息媒體進行交互操作從而為用戶提供了更加有效地控制和使用信息的手段。交互可以增加對信息的注意力和理解，“活動”作為一種媒體介入了信息轉變為知識的過程。虛擬駕駛石油行業模擬訓練

多媒體

=多種媒體數據+一系列交互多種媒體數據：多種源的、多種類型的和多種格式的數據（multisource,multitypeandmultiformatdata）的集合。多媒體成分之間的交互：由復雜的關系組成。如果沒有這些關系，多媒體只能是音頻數據、視頻數據與其他數據的簡單集合。交互交互是人類獲取信息、掌握知識的重要途徑看見的信息人們只能記住20%聽見的信息人們只能記住30%既看見同時又聽見的信息人們能記住50%既看見同時又聽見并且也參與的信息人們能記住80%集成性

集成性是指以計算機為中心綜合處理多種信息媒體，它包括信息媒體的集成和處理這些媒體的設備的集成。

信息媒體的集成包括信息的多通道統一獲取、多媒體信息的統一組織和存儲、多媒體信息表現合成等方面。

多媒體設備的集成包括硬件和軟件兩個方面。多媒體教室的中央控制器集成性的一種20世紀90年代，發展非常迅速最初，計算機只能用科學計算隨后，進入了事物處理領域中文標準代碼出現，計算機圖形技術和軟件技術的發展，計算機開始處理圖形、圖像、語音、音樂、影像視頻信息1.2多媒體技術的發展進程1.2.1多媒體技術的發展歷史郵政電報電話計算機網絡ISDNB-ISDNADSL1.2多媒體技術的發展進程1.2.1多媒體技術的發展歷史通信技術的發展大眾傳媒、印刷技術數字化廣播電影電視錄像有線電視交互式光盤系統HDTV發展了交互能力郵政電報電話計算機網絡ISDNB-ISDNADSL1.2多媒體技術的發展進程1.2.1多媒體技術的發展歷史通信技術的發展大眾傳媒、印刷技術數字化廣播電影電視錄像有線電視交互式光盤系統HDTV發展了交互能力從信息系統角度看，上述技術不同，目的不同，對用戶而言一直存在較大差別，現在，能夠相互融合了。計算機領域IBM、Intel、Apple等研究并提出多媒體系統家用電器領域Philips、Sony等通信領域多媒體系統1.2.1多媒體技術的發展歷史1.2.1多媒體技術的發展歷史DVI數字視頻交互系統，使計算機進入到電視領域家用電器向智能化、交互性發展DVD進行音視頻輸出，達到了較好的境界電視機頂盒、大規模視頻服務器是家電與計算機網絡結合的產物可視電話、視頻會議系統、遠程教育、醫療等是通信與多媒體技術發展的產物1.2.1多媒體技術的發展歷史多媒體時代（90年代）信息高速公路，興起了家電業、通信業、娛樂業兼并和聯合建網的浪潮。新一代的信息領域計算機和通信、大眾傳媒及娛樂業大規模聯合。總之，多媒體是技術和應用發展的結果，是信息系統級上的重新組合和調整。力圖克服信息交流的障礙（視、聽、觸、嗅、味等）計算機與計算機之間，不同標準、不同類型、不同軟件之間有困難，如網絡帶寬限制。人與人之間的交流，計算機充當媒介，幫助人們組織、管理和表現信息。人與計算機之間，可計算的三個條件。多媒體系統使這種交流得到了進一步發展。1.2多媒體技術的發展進程1.2.2改善人類信息的交流方式1.3多媒體技術研究的主要內容1.3.1多媒體數據壓縮與技術標準1.3.2多媒體數據存儲技術1.3.3多媒體軟硬件平臺技術1.3.4多媒體信息管理技術1.3.5多媒體通信與分布式處理技術1.3.6多媒體技術發展的新穎技術1.3.1多媒體數據壓縮與技術標準1、數據壓縮新技術壓縮理論基礎：仙農（Shannon）的信息論壓縮方法分兩個層次基于數據統計，去掉數據冗余；基于模型壓縮，去掉內容上的冗余。新型壓縮技術：基于分形的壓縮方法，小波變換編碼的高效壓縮算法，模型基編碼低層中高層1.3.1多媒體數據壓縮與技術標準2、視頻壓縮標準MPEG-1：運動圖像壓縮標準，MPEG-2：主要用于數字存儲媒體、廣播電視、通信MPEG-4：視頻國際標準草案。是開放、靈活、可擴展的結構形式H系列標準：H.261、H.262、H.263、H.263＋、H.264如VCD1.3.1多媒體數據壓縮與技術標準3、音頻壓縮標準G.711標準：電話質量的語音壓縮（PCM），64kbit/sG.722標準：廣播質量的音頻壓縮（子帶編碼）G.723標準：用于多媒體傳輸的5.3kbit/s或6.4kbit/s雙碼率語音編碼G.728標準：16kbit/sG.729.A標準：主要用于無線移動網、數字多路復用系統和計算機通信系統。P91.3.1多媒體數據壓縮與技術標準4、新型MPEG壓縮標準MPEG-7標準：多媒體內容描述接口。支持用戶對內容進行快速和有效的檢索。MPEG-21標準化方案：是一種多媒體框架，以免多媒體服務多樣性引起用戶的混亂。P9硬盤容量更大，速度更快120GB，1024GB薄膜感應磁頭技術磁阻式讀寫技術光學輔助溫徹斯特式技術

10GB～40GB/英寸1.3.2多媒體數據存儲技術光盤存儲模式多媒體計算機的一個重要標志CD628MBDVD可達4.7～17GB以服務器為中心以數據為中心網絡附加存儲NAS存儲局域網SAN存儲局域網SAN以數據為存儲中心網絡拓撲結構可伸縮光通道直接連接內部任意節點之間多路可選擇的數據交換多種操作系統下共享1.3.3多媒體軟硬件平臺技術1、硬件平臺技術輸入、輸出、處理和存儲等都是多媒體研究的內容。多媒體向更復雜應用系統發展，硬件也越來越復雜。外設成了標準配置：光驅、聲音適配器、圖形顯示卡等CPU增加了MMX匯編指令體系掃描儀、機頂盒、數碼相機等視頻點播、虛擬現實系統等1.3.3多媒體軟硬件平臺技術2、軟件平臺技術多媒體軟件系統分層圖多媒體工具軟件多媒體應用軟件多媒體應用多媒體應用系統（可視電話、視頻會議、視頻點播系統）多媒體操作系統（如windows）多媒體驅動程序1.3.3多媒體軟硬件平臺技術完成設備的初始化，各種設備的操作（開關、功能調用等）3、多媒體驅動軟件4、多媒體操作系統MOS，是核心系統，完成實時任務調度、多媒體數據轉換和同步控制機制，對設備的驅動和控制Windows系列，QuickTime多媒體操作平臺（Apple的System7.0）多媒體系統必須能支持時間上的時限要求，支持對系統資源的合理分配，支持對多媒體設備的管理和處理，支持應用對系統提出復雜連接要求，支持系統管理。1.3.3多媒體軟硬件平臺技術5、多媒體創作工具軟件供特定應用領域的專業人員組織編排多媒體數據，并把它們連接成完整的多媒體應用系統工具。6、多媒體應用系統軟件種類非常多，如多媒體數據庫系統、各終端用戶的應用軟件。1.3.4多媒體信息管理技術信息及數據管理是信息系統的核心問題之一多媒體數據量巨大，種類繁多，差別明顯傳統數據庫力不從心。怎么做？超媒體稱為天然的多媒體信息管理方法P12超文本/超媒體技術

超文本是一種新穎的文本信息管理技術，它提供的方法是建立各種媒體信息之間的網狀鏈接結構，這種結構由節點組成。 對超文本進行管理使用的系統稱為超文本系統。也即瀏覽器，或稱為導航圖。 若超文本中的節點的數據不僅可以是文本，還可以是圖像、動畫、音頻、視頻，則稱為超媒體。1.3.5多媒體通信與分布式處理技術單機系統的多媒體技術已經成熟必須與網絡結合。網絡要快速、高帶寬，以滿足實時性、同步性與通信相關的技術：數據壓縮、媒體同步技術、終端技術、網絡技術廣泛實現信息共享，必須要有分布式處理技術。分布式計算逐漸發展成主流的計算模式,取代集中式的大型計算機,因為：

◆分布式系統具有比集中式系統更好的性能價格比。◆多數應用本身就是分布式的。如工業企業應用，管理部門和現場不在同一個地方。

◆高可靠性。現代分布式系統具有高度容錯機制，比如控制核反應堆主要采用分布式來實現高可靠性。◆可擴展性。◆高度靈活性。能夠兼容不同硬件廠商的產品，兼容低配置機器和外設而獲得高性能計算。1.3.6多媒體技術發展的新穎技術流媒體技術影視制作及其動畫的平臺技術虛擬現實技術多媒體數字水印技術多媒體數據挖掘技術跨媒體技術主要產品有哪些?1.3.6多媒體技術發展的新穎技術影視制作及其動畫的平臺技術

計算機動畫研究的主要內容：運動控制方法、動畫描述模型和動畫語言、中間畫面自動生成、物體造型、動畫繪制…國家動漫產業綜合示范園在天津市濱海新區（2011年4月）肩負起了國家級示范性動漫產業集聚基地、研發基地和孵化基地的職責。成為國家級動漫影視制作中心、技術開發解決中心、技術展示交流中心、國家級動漫人才培育中心公共技術平臺總面積約1萬平方米，包括動作捕捉、集群渲染、CUDA（統一計算設備架構

）開發中心、三維掃描、高端視頻制作、審片室、摳像棚、錄音棚等多個功能房間40鏡頭魔神全數字紅外光學運動捕捉系統

基于VisualCamera的實時動畫渲染預監系統國家動漫基地廣電總局批準建立了19個國家動漫基地：

首批9家國家動畫產業基地：上海美術電影制片廠、中央電視臺中國國際電視總公司、三辰卡通集團、中國電影集團公司、湖南金鷹卡通有限公司、杭州高新技術開發區動畫產業園、常州影視動畫產業有限公司、上海炫動卡通衛視傳媒娛樂有限公司、南方動畫節目聯合制作中心等，第二批6個國家動畫產業基地（2005年）：深圳市動畫制作中心、大連高新技術產業園區動畫產業園、（遼寧）蘇州工業園區動漫產業園、無錫太湖數碼動畫影視創業園、長影集團有限責任公司、江通動畫股份有限公司。4個教學研究基地：中國傳媒大學、北京電影學院、吉林藝術學院動畫學院、中國美術學院等4所國家動畫教學研究基地，虛擬現實技術

虛擬現實的定義可歸納為：利用計算機技術生成的一個逼真的視覺、聽覺觸覺及嗅覺等的感覺世界，用戶可以用人的自然技能對這個生成的虛擬實體進行交互考察。虛擬現實技術是在眾多相關技術上發展起來的一個高度集成的技術，是計算機軟硬件技術、傳感技術、機器人技術、人工智能及心理學等飛速發展的結晶。1.3.6多媒體技術發展的新穎技術蕭山城市規劃VRP虛擬現實數字水印技術

用信號處理的方法，在數字化的多媒體數據中嵌入隱蔽的標記，這種標記不可見，只有通過專用的檢測器才能提取。特征：隱蔽性、隱藏位置的安全性、魯棒性數字水印應用領域有哪些?1.3.6多媒體技術發展的新穎技術數字作品的知識產權保護、商務交易的票據防偽、聲像數據的隱藏標識和篡改提示、隱蔽通信及對抗等多媒體數據挖掘技術

數據挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應用數據中，提取隱含在其中的、有用信息和知識的過程。基于內容的信息檢索，只能找出“信息”，無法分析出“知識”。

多媒體數據挖掘，通過綜合分析視聽特性和語義，發現隱含的、有效的、有價值的、可理解的模式，進而發現知識，得出事件的趨向和關聯。為用戶提供決策依據。1.3.6多媒體技術發展的新穎技術跨媒體技術

是尋求平面媒體、立體媒體與網絡媒體相結合的多媒體資源整合，信息融合，共存于一體；獲取不同媒體間的關聯和協同、互補和多維互動；從而高效使用各種媒體。跨媒體涉及了大量學科的交叉性研究。

跨媒體主要難點：1.3.6多媒體技術發展的新穎技術跨媒體知識的發現與表達技術；跨媒體知識的推理與重構技術；跨媒體統一的表示結構；跨媒體信息的的融合、識別技術；復雜媒體的信息挖掘、智能處理與高效檢索技術；跨媒體海量信息的綜合檢索等。“跨媒體互動平臺”是SMEG(上海文廣

)運用多種媒介聯動實時雙向傳播新理念，整合廣電和通信高新技術，融合社會各方信息、渠道、技術、資金和用戶等資源，構建由廣播、電視、平面媒體、互聯網、寬頻網絡、個人通信終端(手機、便攜式電腦和PDA等)、車載移動電視和樓宇電視等媒介聯動實時傳播的全新跨媒體互動平臺，為廣大用戶提供以互動娛樂為主體，以新聞資訊、生活實用信息為主干的個性化互動增值服務。SEMG運營系統示意圖1.4多媒體計算機的組成多媒體計算機：

能夠綜合處理文本、圖形、圖像、音頻和視頻等多種媒體信息的計算機。多媒體計算機基本的硬件結構是什么?功能強大的CPU，大容量的存儲空間，高分辯率的顯示接口和設備，音頻接口和設備，視頻接口和設備等。典型多媒體設備：光驅、音頻卡、視頻卡、掃描卡、交互控制接口、網絡接口、打印機接口、圖形加速卡等。1.4多媒體計算機的組成多媒體計算機技術的發展趨勢是將上述功能卡和接口，逐步集成到芯片和主板上，成為計算機的必備功能。多媒體計算機的軟件組成參照前面。1.5

多媒體技術的應用領域計算機輔助教學CAI娛樂和游戲管理信息系統和辦公自動化視頻會議系統視頻點播計算機支持協同系統在教育與培訓方面的應用