1.2 多媒体技术的应用与发展

1.2 多媒体技术的应用与发展1.2 多媒体技术的应用与发展

1.2.1 多媒体技术的应用1.2.1 多媒体技术的应用

1.2.2 多媒体技术的发展方向1.2.2 多媒体技术的发展方向

1.2.1 多媒体技术的应用

就目前而言，多媒体技术已在商业教育培训、电视会议、声像演示等方面得到了充分应用。

在教育与培训方面的应用在教育与培训方面的应用

在通信方面的应用在通信方面的应用

在其他方面的应用在其他方面的应用

在教育与培训方面的应用

多媒体技术使教材不仅有文字、静态图像 ,还具有动态图像和语音等。使教育的表现形式多样化，可以进行交互式远程教学。

利用多媒体计算机的文本、图形、视频、音频和其交互式的特点 ,可以编制出计算机辅助教学 CAI( Computer Assisted Instruction ) 软件，即课件。

在通信方面的应用

多媒体技术在通信方面的应用主要有：可视电话视频会议信息点播（ Information Demand ）计算机协同工作 CSCW（ Computer Supported Cooperative Work ）

信息点播有桌上多媒体通信系统和交互电视 ITV 。

计算机协同工作 CSCW 是指在计算机支持的环境中，一个群体协同工作以完成一项共同的任务。

计算机的交互性，通信的分布性和多媒体的现实性相结合，将构成继电报电话、传真之后的第四代通信手段。

在其他方面的应用多媒体技术给出版业带来了巨大的

影响，其中近年来出现的电子图书和电子报刊就是应用多媒体技术的产物。

利用多媒体技术可为各类咨询提供服务，如旅游、邮电、交通、商业、金融、宾馆等。

多媒体技术还将改变未来的家庭生活，多媒体技术在家庭中的应用将使人们在家中上班成为现实。

1.2.2 多媒体技术的发展方向

目前，多媒体主要从以下几个方向发展：

多媒体通信网络环境的研究和建立将使多媒体从单机单点向分布、协同多媒体环境发展，在世界范围内建立一个可全球自由交互的通信网。

对该网络及其设备的研究和网上分布应用与信息服务研究将是热点。

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利用图像理解、语音识别、全文检索等技术，研究多媒体基于内容的处理、开发能进行基于内容的处理系统是多媒体信息管理的重要方向。

多媒体标准仍是研究的重点：各类标准的研究将有利于产品规范化，应用更方便。它是实现多媒体信息交换和大规模产业化的关键所在。

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多媒体技术与相邻技术相结合，提供了完善的人机交互环境。多媒体仿真智能多媒体等新技术层出不穷，扩大了原有技术领域的内涵，并创造新的概念。

多媒体技术与外围技术构造的虚拟现实研究仍在继续进展。多媒体虚拟现实与可视化技术需要相互补充，并与语音、图像识别、智能接口等技术相结合，建立高层次虚拟现实系统。

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将来多媒体技术将向着以下六个方向发展；1).高分辨化，提高显示质量；2).高速度化，缩短处理时间；3).简单化，便于操作；4).高维化，三维、四维或更高维；5).智能化，提高信息识别能力；6).标准化，便于信息交换和资源共享。

１ .3 多媒体的关键技术１ .3 多媒体的关键技术

1.3.1 视频音频数据压缩 /解压缩技术1.3.1 视频音频数据压缩 /解压缩技术

1.3.2 多媒体专用芯片技术1.3.2 多媒体专用芯片技术

1.3.3 大容量信息存储技术1.3.3 大容量信息存储技术

1.3.4 多媒体输入与输出技术1.3.4 多媒体输入与输出技术

1.3.5 多媒体软件技术1.3.5 多媒体软件技术

1.3.6 多媒体通信技术1.3.6 多媒体通信技术

1.3.7 虚拟现实技术1.3.7 虚拟现实技术

1.3.1 视频音频数据压缩 / 解压缩技术

研制 MPC需要解决的关键问题之一是要使计算机能适时地综合处理声、文图信息。

选用合适的数据压缩技术，有可能将字符数据量压缩到原来的 1/2左右，语音数据量压缩到原来的 1/2-1/10，图像数据量压缩到原来的 1/2-1/60。

如今已有压缩编码 /解压缩编码的国际标准 JPEG 和 MPEG 。

1.3.2 多媒体专用芯片技术

专用芯片是多媒体计算机硬件体系结构的关键。为了实现音频、视频信号的快速压缩、解压缩和播放处理，需要大量的快速计算，只有采用专用芯片，才能取得满意的效果。

多媒体计算机专用芯片可归纳为两种类型：一种是固定功能的芯片；另一种是可编程的数字信号处理器（ DSP）芯片。

1.3.3 大容量信息存储技术

利用数据压缩技术，在一张 CD-ROM光盘上能够存取 70多分钟全运动的视频图像或者十几个小时的语言信息或数千幅静止图像。

在 CD-ROM 基础上，还开发了 CD-I和 CD-V 、可录式光盘 CD-R、高画质、高音质的光盘 DVD 以及 PHOTO CD 等。

1.3.4 多媒体输入与输出技术

多媒体输入 /输出技术包括媒体变换技术、媒体识别技术、媒体理解技术和综合技术。

媒体变换技术是指改变媒体的表现形式。如当前广泛使用的视频卡、音频卡（声卡）都属媒体变换设备。

媒体识别技术是对信息进行一对一的映像过程。例如，语音识别技术和触摸屏技术等。

媒体理解技术是对信息进行更进一步的分析处理和理解信息内容。如自然语言理解、图像理解、模式识别等技术。

媒体综合技术是把低维信息表示映像成高维的模式空间的过程。例如语音合成器就可以把语音的内部表示综合为声音输出。

1.3.5 多媒体软件技术多媒体软件技术主要包括以下六个

方面的内容：多媒体操作系统多媒体操作系统

多媒体素材采集与制作技术多媒体素材采集与制作技术

多媒体编辑与创作工具多媒体编辑与创作工具

多媒体数据库技术多媒体数据库技术

超文本 / 超媒体技术超文本 / 超媒体技术

多媒体应用开发技术多媒体应用开发技术

多媒体操作系统

多媒体操作系统是多媒体软件的核心。它负责多媒体环境下多任务的调度、保证音频、视频同步控制以及信息处理的实时性，提供多媒体信息的各种基本操作和管理；具有对设备的相对独立性与可扩展性。

Windows 、 OS/2 和 Macintosh 操作系统都提供了对多媒体的支持。

多媒体素材采集与制作技术

素材的采集与制作主要包括采集并编辑多种媒体数据。如声音信号的录制编辑和播放；图像扫描及预处理；全动态视频采集及编辑；动画生成编辑；音/视频信号的混合和同步等。

多媒体编辑与创作工具

多媒体编辑创作软件又称多媒体创作工具，是多媒体专业人员在多媒体操作系统之上开发的，供特定应用领域的专业人员组织编排多媒体数据，并把它们连接成完整的多媒体应用系统的工具。

高档的创作工具用于影视系统的动画制作及特技效果，中档的用于培训、教育和娱乐节目制作，低档的用于商业简介、家庭学习材料的编辑。

二、多媒体开发工具的类型二、多媒体开发工具的类型

11 、、类型类型（（ 11 ）基于时间的创作工具（）基于时间的创作工具（ Flash director)Flash director)（（ 22 ）基于图标或流线的创作工具）基于图标或流线的创作工具 (Authorware)(Authorware)（（ 33 ）基于卡片或页面的工具）基于卡片或页面的工具（（ 44 ）以传统程序语言为基础的多媒体创作工）以传统程序语言为基础的多媒体创作工具具

二、多媒体开发工具的功能二、多媒体开发工具的功能

（（ 11 ）优异的面向对象的编程环境）优异的面向对象的编程环境（（ 22 ）具有较强的多媒体数据）具有较强的多媒体数据 I/OI/O 能力能力（（ 33 ）动画处理能力）动画处理能力（（ 44 ）超级连接能力）超级连接能力（（ 55 ）应用程序的连接能力）应用程序的连接能力（（ 66 ）模块化和面向对象）模块化和面向对象（（ 77 ）友好的界面、易学易用）友好的界面、易学易用

33 、多媒体开发工具的特征、多媒体开发工具的特征（（ 11 ）编辑特征）编辑特征（（ 22 ）组织特征）组织特征（（ 33 ）编程特征）编程特征（（ 44 ）交互式特征）交互式特征（（ 55 ）性能精确特征）性能精确特征（（ 66 ）播放特征）播放特征（（ 77 ）提交特征）提交特征

多媒体数据库技术

多媒体信息是结构型的，致使传统的关系数据库已不适用于多媒体的信息管理，需要从下面四个方面研究数据库

1). 多媒体数据模型2). 媒体数据压缩和解压缩的模式3). 多媒体数据管理及存取方法4). 用户界面

超文本 / 超媒体技术超文本是一种新颖的文本信息管理

技术，它提供的方法是建立各种媒体信息之间的网状链接结构，这种结构由节点组成。

对超文本进行管理使用的系统称为超文本系统。也即浏览器，或称为导航图。

若超文本中的节点的数据不仅可以是文本，还可以是图像、动画、音频、视频，则称为超媒体。

多媒体应用开发技术

多媒体应用的开发会使一些采用不同问题解决方法的人集中到一起，包括计算机开发人员、音乐创作人员，图像艺术家等，他们的工作方法以及思考问题的方法都将是完全不同的。

对于项目管理者来说，研究和推出一个多媒体应用开发方法学将是极为重要的。

与多媒体创作相关的几个概念与多媒体创作相关的几个概念

（（ 11 ）创作环境）创作环境（（ 22 ）创作系统）创作系统（（ 33 ）创作工具）创作工具（（ 44 ）集成工具）集成工具

多媒体开发环境多媒体开发环境概念概念 多媒体创作系统提供一种把内容和功能多媒体创作系统提供一种把内容和功能结合在一起的集成环境。结合在一起的集成环境。

多媒体开发环境多媒体开发环境功能：功能：（（ 11 ）、视频图象的制作）、视频图象的制作（（ 22 ）、动画制作）、动画制作（（ 33 ）、交互式演示系统）、交互式演示系统（（ 44 ）、展示系统）、展示系统（（ 55 ）、交互式查询系统）、交互式查询系统（（ 66 ）、交互式的训练）、交互式的训练（（ 77 ）、仿真、厚型和技术的可视化）、仿真、厚型和技术的可视化

系统组成系统组成

素材库素材库编辑编辑播放播放

1.3.6 多媒体通信技术

多媒体通信技术包含语音压缩、图像压缩及多媒体的混合传输技术。

宽带综合业务数字网（ B-ISDN）是解决多媒体数据的传输问题的一个比较完整的方法，其中 ATM（异步传送模式）是近年来在研究和开发上的一个重要成果。

1.3.7 虚拟现实技术

虚拟现实的定义可归纳为：利用计算机技术生成的一个逼真的视觉、听觉触觉及嗅觉等的感觉世界，用户可以用人的自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互考察。

虚拟现实技术是在众多相关技术上发展起来的一个高度集成的技术，是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及心理学等飞速发展的结晶。

1.4 多媒体信息的计算机表示1.4 多媒体信息的计算机表示

1.4.1 声音文件的基本格式1.4.1 声音文件的基本格式

1.4.2 图像及图像文件格式1.4.2 图像及图像文件格式

1.4.3 视频和动画的文件格式1.4.3 视频和动画的文件格式

1.4.1 声音文件的基本格式

1. WAV 文件1. WAV 文件

3. VOC 文件3. VOC 文件2. MIDI 2. MIDI

4. MOD 文件4. MOD 文件

WAV 文件

Windows 所用的标准数字音频称为波形文件，文件的扩展名是“ .WAV”，它记录了对实际声音进行采样的数据。它可以重现各种声音，但产生的文件很大。

采用的软件压缩方法主要有 ACM和 PCM 等。人的讲话声使用 8 位量化级11.025 KHz 采样率就能较好的还原。 CD音质需要 16 位量化级、 44.1 KHz的采样率。

MIDI

MIDI 文件的扩展名为“ .MID”，它与波形文件不同，记录的不是声音本身，而是将每个音符记录为一个数字，因此比较节省空间，可以满足长时间音乐的需要。

MIDI 的主要限制是缺乏重现真实自然的能力。采用波表法进行音乐合成的声音卡可以使 MIDI 音乐的质量大大提高。

VOC 文件 :VOC 文件也是一种数字声音文件，主要用于 DOS 程序。与波形文件相似，可以方便地互相转换。

MOD 文件 :MOD 文件是移植过来的MODULE 音乐。它主要由一些业余音乐爱好者通过网络和 BBS 支持。

1.4.2 图像及图像文件格式

图像是由一些排成行和列的点组成的，通常称为位图或点阵图。

图像文件在计算机中的存储格式有多种，如” .BMP”、” .PCX”、” .TIF”、” .TGA”“.GIF”、” .JPG” 等。

1． BMP 格式BMP 是标准的 WINDOWS 和 OS/2 的

图形和图像的基本位图格式，有压缩（ RLE）和非压缩之分。 BMP 支持黑白图像、 16色和 256色的伪彩色图像以及RGB 真彩色图像。2． PCX格式

是使用游程长编码（ RLE）方法进行压缩的图像文件格式文件。支持黑白图像、 16色和 256色的伪彩色图像、灰度图像以及 RGB 真彩色图像，

3． GIF格式GIF 是压缩图像存储格式，它使用

LZW 压缩方法，压缩比较高，文件长度较小。支持黑白图像、 16色和 256色的彩色图像。

4． TIF格式TIF 格式是工业标准格式，支持所

有图像类型。文件分成压缩和非压缩两大类。

5． JPG和 PIC格式 JPG 和 PIC 都使用 JPEG 方法进行图像数据压缩。这两种格式的最大特点是文件非常小。它是一种有损压缩的静态图像文件存储格式。支持灰度图像、RGB 真彩色图像和 CMYK 真彩色图像。6． PCD格式

PCD格式是 Photo-CD 的专用存储格式，文件中含有从专业摄影照片到普通显示用的多种分辨率的图像，所以数据量都非常大。

Comparison:

Einstein.bmp颜色：真彩色大小： 239.1 KB压缩比： 1.0

Einstein.gif颜色： 256大小： 61.4 KB压缩比： 1.3

Comparison:

Einstein.jpg颜色：真彩色大小： 11.1 KB压缩比： 21.4

Einstein.tif颜色：真彩色大小： 238.4 KB压缩比： 1.0

1.4.3 视频和动画的文件格式

动画文件的格式主要有两种：FLIC 格式和 MMM 格式。

视频文件的使用一般与标准有关，主要有 AVI 、 MOV 、 MPG、DAT 、 DIR 等。

1. FLIC 动画 早期版本的 FLIC 文件只支持

320×200×256 色模式，文件的扩展名为“ .FIY”。较新版本支持的分辨率和颜色数都有所提高，文件的扩展名也改为“.FLC”。它使用了无损压缩方法，画面效果十分清晰，但本身不能存储同步声音。2. MMM动画

MMM 格式是微软多媒体动画的文件格式。

3. AVI 文件AVI 文件将视频和音频信号混合交错

地存储在一起。其文件扩展名为“ .AVI”,采用了 Intel 公司的 Indeo 视频有损压缩技术，较好地解决了音频信息与视频信息同步的问题。4. MOV 文件

MOV 是 Macintosh 计算机用的影视文件格式。也采用了 Intel 公司的 Indeo视频有损压缩技术，以及视频与音频信息混排技术。

5. MPG文件是 PC 机上全屏幕活动视频的标准文

件格式，它是使用 MPEG 方法进行压缩的全运动视频图像。6. DAT 文件

DAT 是 Video CD 或 Karaoke CD数据文件的扩展名，也是基于 MPEG 压缩方法的一种文件格式。7. DIR 格式

DIR是 Marco Media公司使用的Director 多媒体著作工具产生的电影文件格式。