多媒体技术基本知识

多媒体技术基本知识随着信息技术的发展,传统的信息处理方式和表现手段已经难以适应社会的需要.作为现代科学技术发展的最新成就,多媒体技术为媒体的集成和信息的传播提供了丰富的手段.多媒体技术的应用已经渗透到社会生活的方方面面,成为未来计算机技术应用和发展的一个主要方向.本章学习目标了解多媒体技术的基本概念.掌握多媒体计算机系统的软,硬件组成.多媒体作品设计的原则和步骤.多媒体创作工具概述.多媒体技术的基本概念我们所熟悉的报纸,杂志,电影,电视和广播等,都是通过不同的媒体形式进行传播的,人们从这些媒体接受信息的方式都是被动的.多媒体则与此同,它为人们提供了交互的信息获取方式,使人们与信息的交流方式发生了深刻的变化.信息媒体的类型媒体(Medium)指的是信息传递和存储的最基本的技术和手段.或者说,媒体是信息的存在形式和表现形式.简单地说,媒体就是人与人之间交流思想和信息的中介物.按照国际电信联盟的定义,媒体有以下5大类.感觉媒体:感觉媒体能够直接作用于人的感官,使人产生感觉.例如,人类的语言,音乐,自然界的各种声音,图形,图像,计算机系统中的文字,数据和文档等都属于感觉媒体.表示媒体:表示媒体的作用是加工,处理和传输感觉媒体,如语言编码,文本编码,图像编码等.表现媒体:表现媒体的作用是将媒体信息的内容呈现出来.它又分为两种:一种是输入表现媒体,如键盘,摄像机,光笔,话筒等;另一种是输出表现媒体,如显示器,喇叭,打印机等.存储媒体:存储媒体用于存放经过数字化后的媒体信息,以便计算机随时处理,如硬盘,软盘,磁带及光盘等.传输媒体:传输媒体用来将媒体从一处传送到另一处,是信息通信的载体,如双绞线,同轴电缆,光纤等.通常我们所讨论的媒体,主要包括文字,声音,图像,动画和视频等几种形式.文字:文字一直是一种最基本的表示媒体,也是多媒体信息系统中出现最频繁的媒体.由文字组成的文本常常是许多媒体演示的重要连接部分.使用文字最基本的要求是整洁和准确.声音:声音的使用可使多媒体信息的传播具有声情并茂的效果.常见的声音表现形式有解说,音效和背景音乐等.声音的实现需要在计算机中配备相应的音频硬件和音响设备.图像:这里说的图像是指静态的图片,包括图形(由绘图工具制作的简单几何图形组合而成)和图像(通过拍摄手段获得的静态的真实自然图像等).图像的使用,能够很好地丰富信息的表现形式,使之更直观和活泼.动画:动画一般是指利用计算机动画制作软件或其他动画设计手段得到的非自然实景的动态画面,如计算机卡通动画和游戏动画等.它一般可分为二维动画(平面)和三维(立体)动画.视频:视频是指利用摄像设备摄制的动态图像,有时也称为视频影像或电影.它能够真实地记录和反映现实世界.视频的实现需要在计算机中配备相应的视频硬件.多媒体技术的特征所谓多媒体(Multimedia),就是在信息表现中综合使用了多种媒体形式.同样,多媒体技术就是以计算机技术为基础,综合处理图,文,声,像等多种信息媒体,并将它们整合成为具有交互性的有机整体.多媒体技术的显著特点是改善了人机交互界面,集文字,声音,静止图像和活动图像于一体,更接近人们自然的信息交流方式.一般来说,多媒体技术具有以下特性.集成性集成性是指以计算机为中心综合处理多种信息媒体.这包括两个方面的含义,一是信息媒体的集成化处理,二是处理各种媒体的设备的集成.首先,多媒体不仅仅是媒体形式的多样性,而且各种媒体形式在计算机内是相互关联的,如文字,声音,画面的同步等.其次,多媒体计算机系统应具有能够处理多媒体信息的高速CPU,大容量的存储设备,适合多媒体数据传输的输入/输出设备等.交互性交互性是指用户可以对计算机应用系统进行交互式操作,从而更加有效地控制和使用信息.这种特性可以增加用户对信息的理解和注意力,延长信息保留的时间.用户借助交互式的沟通,可以按照自己的意愿来学习,思考和解决问题.从用户角度来讲,交互性是多媒体技术中最重要的一个特性.它改变了以往单向的信息交流方式,用户不再是像看电视,听广播那样被动地接收信息,而是能够主动地与计算机进行交流.目前作为教学改革的一个重要方面就是开发和使用多媒体课件.除了能够提高课堂教学效果外,多媒体课件还可以提供学生课后自学,每个学生都可以针对各自不同的情况有选择地学习自己感兴趣的内容,从而变被动学习为主动学习.实时性在多媒体系统中,像文本,图像等媒体是静态的,与时间无关;而声音及活动的视频图像则完全是实时的.多媒体技术提供了对这类实时性媒体信息的处理能力.多媒体技术的发展起步阶段多媒体计算机技术最早起源于20世纪80年代中期.1984年美国Apple公司在研制Macintosh计算机时,创造性地使用了图形用户界面(GUI),同时使用鼠标(Mouse)作为交互设备,大大方便了用户的操作,深受用户的欢迎.1985年,美国Commodore公司首先推出了世界上第一台多媒体计算机Amiga系统.Amiga采用MotorolaM68000微处理器作为CPU,并配置了Commodore公司研制的3个专用芯片(图形处理芯片,音响处理芯片,视频处理芯片).Amiga具有自己专用的操作系统,它能处理多任务,并具有下拉菜单,多窗口,图符等功能.快速发展阶段1985年CD-ROM(只读光盘存储器)问世,由于它极大的存储容量(可达650MB以上)和超长的保存周期(保存100年以上),因而成为存储媒体信息的最好介质.而多媒体信息,尤其是影像所占存储空间极大的,只有把它们存储在光盘上,才能够方便地实现多媒体信息的交流.CD-ROM的出现极大地推动了多媒体技术的发展.1986年3月,Philips和Sony公司联合推出交互式紧凑光盘系统CD-I,这是集文字,图像和声音于一体的多媒体系统.1987年,美国RCA公司推出了交互式数字视频系统DVI(DigitalVideoInteractive),该系统可以利用计算机对存储在光盘上的静态,动态图像和声音及数据进行检索,重放.Intel公司购买了DVI技术后,于1989年推出了DVI芯片,并用在IBM公司生产的PS/2个人计算机上.1991年,第6届国际多媒体技术和CD-ROM大会标志着多媒体技术进入新的发展阶段,宣布了CD-ROM/XA扩充结构标准的审定版本.同年,在美国的计算机博览会上首次展出了多媒体技术应用成果,引起了国际上许多大公司的关注.1992年,Microsoft公司推出了窗口式操作系统――Windows3.1,成为计算机操作系统发展的一个里程碑.Windows3.1是一个多任务的图形化操作环境,使用图形菜单,能够利用鼠标对菜单命令进行操作,极大地简化了操作系统的使用.它综合了原有操作系统的多媒体技术,还增加了多个具有多媒体功能的软件,如媒体播放器,录音机以及一系列支持多媒体事件的技术,使得Windows3.1成为真正的多媒体操作系统.与此同时,数据压缩理论的深入研究和大规模集成电路制造技术的发展,为多媒体设备的研制打下了坚实的理论和技术基础;各种处理音频,视频的专用板卡纷纷面世,使多媒体计算机的发展和应用进入了高潮.标准化阶段多媒体计算机系统是一个复杂的硬件,软件有机结合的综合系统.为了使不同厂家生产的产品能互相方便地组成多媒体个人计算机系统,就要解决产品标准化和兼容性的问题.1990年,由Philips,Microsoft,Tandy,NEC,IBM等14家著名厂商组成了多媒体计算机市场协会,以进行多媒体标准的制定和管理.1991年,该组织制定了多媒体PC的基本标准,即MPC-1,对多媒体PC及相关的多媒体硬件规定了必须的技术规格,要求所有使用MPC标志的多媒体作品都必须符合该标准的要求.MPC平台标准的特点是兼容性,个性化或家庭化,MPC的任务是让每个PC用户在软,硬件上的投入能够得到延续.随着计算机和多媒体作品性能的不断提高,多媒体计算机协会(现已改名为多媒体PC工作组)每两年左右就更新MPC基本标准版本,分别于1993年5月和1996年2月发布了MPC-2和MPC-3.MPC标准的具体指标如表1-1所示.MPC基本标准只界定多媒体计算机必备的功能和下限配置.只要符合标准,厂商和用户就可以灵活地提升功能与配置.随着多媒体技术的飞速发展,目前市面上流行的多媒体计算机的设备配置已远远超出上述标准.表1-1MPC标准配置设备MPC-1MPC-2MPC-3处理器16MHz,386SX以上25MHz,486SX-25以上75MHz,Pentium以上内存不低于2MB不低于4MB不低于8MB硬盘至少30MB至少160MB至少540MB软驱1.44MB1.44MB1.44MB存储设备单倍速(150kbit/s),符合CD-DA规格2倍速(300kbit/s),符合CD-XA规格,具备多段式能力单倍速(150kbit/s),符合CD-XA规格,具备多段式能力图形性能VGA,640×480,16色或320×240,256色SVGA,640×480,65536色VGA,65536色(真彩色最佳),可进行颜色空间转换音频8位声效卡16bit声效卡,8音调合成器,MIDI播放16bit声效卡,波表合成,MIDI播放视频播放无要求无要求具备OM-I兼容的MPEG-1I/O设备101键盘,鼠标,串行口,并行口,MIDI口,游戏等应用发展阶段自20世纪90年代以来,多媒体技术逐渐成熟,从研究开发逐渐向应用发展.新产品层出不穷,价格不断下跌,多媒体在各行各业得到了广泛的应用.目前,多媒体技术正向3个方向发展:一是计算机系统本身的多媒体化;二是多媒体技术与视频点播,智能化家电,网络通信等技术相结合,使多媒体技术进入教育,咨询,娱乐,企业管理和办公自动化等领域;三是多媒体技术与控制技术相互渗透,进入工业自动化及测控等领域多媒体技术的应用多媒体技术是―种实用性很强的技术,其社会影响和经济影响都十分巨大,相关的研究部门和产业部门都非常重视技术的产品化工作,因此多媒体技术的发展和应用日新月异,发展迅猛,产品更新换代的周期很快.多媒体技术几乎覆盖了计算机应用的绝大多数领域,进入了社会生活的各个方面.多媒体技术的应用主要包括以下几个方面:教育与培训多媒体系统的形象化和交互性可为学习者提供全新的学习方式,使接受教育和培训的人能够主动地创造性地学习,具有更高的效率.传统的教育和培训通常是听教师讲课或者自学,两者都有其自身的不足之处.多媒体的交互教学改变了传统的教学模式,不仅教材丰富生动,教育形式灵活,而且有真实感,更能激发人们学习的积极性.电子出版物伴随着多媒体技术的发展,出版业突破了传统出版物的种种限制进入了新时代.多媒体技术使静止枯燥的读物变成了融合文字,声音,图像和视频的休闲享受;同时,光盘的应用使出版物的容量增大而体积大大缩小.娱乐应用精彩的游戏和风行的VCD,DVD都可以利用计算机的多媒体技术来展现,计算机产品与家电娱乐产品的区别越来越小.视频点播(VideoonDemand,VOD)也得到了应用,电视节目中心将所有的节目以压缩后的数据形式存入图像数据库,用户只要通过网络与中心相连,就可以在家里按照指令菜单调取任何一套节目,或调取节目中的任何一段,实现家庭影院般的享受.视频会议视频会议的应用是多媒体技术最重大的贡献之一.这种应用使人的活动范围扩大而距离更近,其效果和方便程度比传统的电话会议优越得多.通过网络技术和多媒体技术,视频会议系统使两个相隔万里的与会者能够像面对面一样随意交流.咨询演示在旅游,邮电,交通,商业,宾馆等公共场所,通过多媒体技术可以提供高效的咨询服务.在销售,宣传等活动中,使用多媒体技术能够图文并茂地展示产品,使客户对商品能够有一个感性,直观的认识.艺术创作多媒体系统具有视频绘图,数字视频特技,计算机作曲等功能.利用多媒体系统创作音像,不仅可以节约大量人力物力,而且为艺术家提供了更好的表现空间和更大的艺术创作自由度.模拟训练利用多媒体技术丰富的表现形式和虚拟现实技术,研究人员能够设计出逼真的仿真训练系统,如飞行模拟训练,航海模拟训练等.训练者只需要坐在计算机前操作模拟设备,就