多媒体计算机技术第一章.ppt

多媒体计算机技术 刘威City it 沟通课 学习目标 掌握多媒体计算机技术相关基础知识及原理了解多媒体计算机系统的构成了解图像 音频 存储技术了解多媒体软件 以及制作处理方法熟练了解多媒体通信的基本原理顺利通过考试 第一讲多媒体技术概述 多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类多媒体的定义和特征多媒体计算机技术及其发展历史多媒体技术的主要内容多媒体的软硬件平台专用芯片数据压缩及编码技术多媒体同步多媒体网络与分布式处理技术信息的组织与管理多媒体数据存储虚拟现实技术多媒体技术的应用 思考题 1 1 1媒体的定义和分类 什么是媒体 媒体 Medium 在计算机领域中有两种含义 一是指用以存储信息的实体 如磁盘 磁带 光盘和半导体存储器 一是指信息的载体 如数字 文字 声音 图形图像和视频等 CCITT曾给媒体做了如下的分类 感觉媒体 PerceptionMedium 表示媒体 RepresentationMedium 显示媒体 PresentationMedium 存储媒体 StorageMedium 传输媒体 TransmissionMedium 目录 几种媒体的关系 1感觉媒体 感觉媒体是指能直接作用于人的感官 使人能直接产生感觉的一类媒体 感觉媒体有人类的各种语言 音乐 自然界的各种声音 图形 静止和运动的图像等 目录返回 2表示媒体 表示媒体是为了加工 处理和传输感觉媒体而人为地研究 构造出来的一种媒体 其目的是能将感觉媒体从一个地方向另一个地方传送 以便于加工和处理 表示媒体有各种编码方式如语音编码 文本编码 静止和运动图像编码等 目录返回 语音编码 Goodmorning wav文件的编码 RIFF 资源交换文件格式 ResourceslnterchangeFileFormat 目录返回 3显示媒体 显示媒体是指感觉媒体与用于通信的电信号之间转换用的一类媒体 它包括输入显示媒体 如键盘 摄像机 话筒等 和输出显示媒体 如显示器 喇叭和打印机等 目录返回 4存储媒体 存储媒体是用来存放表示媒体 以方便计算机处理加工和调用 这类媒体主要是指与计算机相关的外部存储设备 目录返回 5传输媒体 传输媒体是用来将媒体从一个地方传送到另一个地方的物理载体 传输媒体是通信的信息载体 如双绞线 同轴电缆 光纤等 目录返回 1 1 2多媒体的定义 多媒体 译自20世纪80年代初产生的英文词 multimedia 最早出现于美国麻省理工学院 MIT 递交给国防部的一个项目计划报告中 多媒体是指信息表示媒体的多样化 常见的多媒体有文字 图形 图像 声音 音乐 视频 动画等多种形式 多媒体技术是利用计算机技术把文本 声音 视频 动画 图形和图像等多种媒体进行综合处理 使多种信息之间建立逻辑连接 集成为一个完整的系统 目录 多媒体技术 单一媒体 文本声音视频动画图形图像 集成的多媒体系统 综合处理 建立信息间的逻辑链接 目录返回 1 1 2多媒体的特征 多媒体从本质上来说具有三个最重要的特征 多维化 集成性 交互性除了以上三个特征 实际上多媒体还具有很多其它的特征 例如实时性 它主要指类似声音和视频这样的媒体 它们具有很强的时间相关性 目录 多维化 多维化是指信息媒体的多样化 它使人们思想的表达不再限于顺序的 单调的 狭小的范围内 而有充分自由的余地 多媒体信息多维化不仅是指输入 而且还指输出 目前主要包括听觉和视觉两个方面 目录返回 集成性 这不仅是指多媒体设备集成 而且也包含多媒体信息集成或表现集成 目录返回 交互性 这是人们获取和使信息变被动为主动的最为重要的特征 目录返回 1 2多媒体计算机技术及其发展历史 1946美国宾夕法尼亚大学电子计算机ENIAC诞生 它采用18000个电子管 启蒙阶段 1984年 Apple公司在苹果机 Mac 上引入了 位图 Bitmap的概念来进行图像处理 推出图形化界面GUI 标准化 1986年 PHILIPS公司和SONY公司联合推出了交互式紧凑光盘系统 CD I 制定了CD ROM标准 MPC标准 1990年Philips等十多家厂商成立了多媒体市场协会 并制定了MPC 多媒体计算机 的市场标准MPC11993年5月MPC联盟又制定了第二代多媒体计算机标准 MPC2 主要是提高了基本部件的性能指标1995年6月制定了MPC第三代的标准 增加了全屏幕 全动态 30帧 秒 视频及增强版CD音质的视频和音频硬件标准 推动多媒体与通信结合产品发展 网络技术的飞速发展和网络建设的快速推进企业 家庭及个人对多媒体信息的需求 多媒体的核心任务是 获取 处理 转发或分发多媒体信息 使多种媒体信息之间建立逻辑链接 取消空间和时间的障碍 为人类提供完善的信息服务 1 3多媒体技术 多媒体信息处理的最终目标是能够跨越各种不同网络和设备 透明地 强化地使用多媒体资源 多媒体系统的关键技术可分为如下几个方面 多媒体数据的处理 软 硬件平台 数据压缩技术 多媒体信息转换融合理论多媒体数据的存储 存储设备 数据库存储与管理多媒体数据的传输 多媒体计算机网络 服务质量控制 分布式多媒体多媒体输入 输出技术 输入 输出设备 人机界面 虚拟现实技术等 1 3 1多媒体的软硬件平台 软件及硬件平台是实现多媒体系统的物质基础 其中每一项重要的技术突破都直接影响到多媒体的发展与应用的进程 返回 1 3 2专用芯片 数字化后的音频和视频数据量非常大 因此必须进行压缩并需要大容量的存储器 音频和视频的输入和输出是实时的 需要高速度 要实现以上最基本的要求 在很多情况下 需要专用硬件支持 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 一种是可编程的处理器 1 3 3数据压缩及编码技术 多媒体系统要求具有综合处理声 图 文的能力 面临的主要问题是巨大的数据量 尤其是对动态图形和视频图像 1分钟数字音频信号需要的存储空间 分钟数字视频信号需要的存储空间 1 时间域压缩 迅速传输媒体信源频率域压缩 并行开通更多业务空间域压缩 降低存储费用能量域压缩 降低发射功率 数据压缩的好处 返回 1 3 4多媒体同步技术 综合地利用这些输入输出技术实现用户和计算机之间更加自然的交互是人机界面设计的目标 1 3 5多媒体网络与分布式处理技术 多媒体单机系统的研究目前已相对成熟 但对多媒体计算机网络的研究目前还不够成熟数字化的网络集多媒体信息的获取 存储 处理 编辑 综合 传输于一体 并运行于网络上 网络的任意节点都可以共享网上的多媒体信息多媒体技术要充分发展其对多媒体信息的处理能力 必须与网络技术相结合运行于网络环境下多媒体系统 因为它能够不受时空限制地使多个用户透明地共享网上的数据 特别是多个用户同时共同对一个数据文件进行编辑 这使得多媒体技术有了更广泛的应用 返回 1 3 6信息的组织与管理 一种新型的信息管理方法 即超媒体 有人称之为天然的多媒体信息管理方法 它一般也采用面向对象的信息组织与管理形式 1 3 7多媒体数据存储 随着网络和存储技术的不断完善和发展 网络和存储等计算机技术已经成为现代社会生活不可或缺的重要组成部分 服务器的存储分化两大类 直接连接存储技术和存储网络技术存储网络技术是今年来出现并高速发展的最新技术 具有很高的安全性 且动态扩展能力极强 1 3 8虚拟现实技术 所谓虚拟现实 就是采用计算机技术生成一个逼真的视觉 听觉 触觉及嗅觉的感觉世界 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 这个概念包含三层含义 虚拟实体用计算机来生成的一个逼真的实体 用户可以通过人的自然技能 人的头部转动 眼动 手势或其它的身体动作 与这个环境交互 要借助于一些三维传感设备来完成交互动作 常用的如头盔立体显示器 数据手套 数据服装 三维鼠标等 1 3 9人机界面设计 人机界面设计的目的是通过对用户需求的解释达到一种人机之间较好的通信能力 1 3 10高速多媒体通信技术 多媒体通信是指在一次呼叫过程中能同时提供多种媒体信息 声音 图像 图形 数据 文本等新型的通信方法 它是通信技术和计算机技术相结合的产物 1 4多媒体技术的应用 视频点播电子出版物医疗卫生游戏与娱乐计算机视频会议多媒体展示和信息查询系统MIS与OA传媒 广告计算机辅助教学CIA移动卫星 目录 视频点播 目录返回 视频会议 目录返回 1 5多媒体技术的发展趋势 计算机技术和网络通信技术的结合为多媒体技术的进一步应用和发展提供了巨大的可能性 目前这种可能性已经逐渐变为现实 多媒体技术的未来将朝着智能化和三维化两个方向发展 目录 多媒体技术的发展趋势 多媒体技术中最主要的处理对象就是数字音频和数字图像 这里的数字图像包括了静态图像和动态图像 视频 动画 对数字音频的研究 主要涉及的是压缩编码和语音识别 而对数字图像的研究包括了压缩编码 图像分析识别和图像理解 目前相关的研究已经取得了很大的进展无论是自然语言的理解还是图像理解 都将涉及 智能化 而智能化的目标就是实现人与计算机的自然交互 人类一般都是用概念来表达意志 但是计算机存储的都是低层的数据 因此很难把这些概念表述出来 这样就提出来一个如何智能化处理的问题 人机交互 语义网 目录 多媒体技术的发展趋势 多媒体技术的一个重要研究内容就是将计算机视觉技术和图形学技术的内容结合起来 即实现所谓的增强现实技术 这样做可以将诸如视频会议系统的现场图像和计算机生成的图像叠加在一起 使多媒体的应用效果产生极大的改观 应用范围也随之发生新的拓展 计算机图形学从二维图形发展到复杂的 高质量的三维的环境 其相关的