多媒体技术概要.doc

浅谈多媒体 多媒体究竟是什么?通常，每个人对此都有自己的观点。多媒体曾经被用来描述很多东西，从复杂的新型交互式艺术到摇滚音乐会中闪烁的彩色聚光灯。但是多媒体是一种真正的媒体，不能局限于一个简单的，有框架的定义。今天，这个词可能会更加模糊，就象“数字化”这个词，在它的全盛时期也让入迷惑一样。 “多媒体”一词译自英文“Multimedia”，媒体（medium）原有两重含义，一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译作媒质；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形等，中文译作媒介。从字面上看，多媒体就是由单媒体复合而成的。多媒体技术从不同的角度有着不同的定义。有人定义多媒体计算机是一组硬件和软件设备；结合了各种视觉和听觉媒体，能够产生令人印象深刻的视听效果。在视觉媒体上，包括图形、动画、图像和文字等媒体，在听觉媒体上,则包括语言、立体声响和音乐等媒体。用户可以从多媒体计算机同时接触到各种各样的媒体来源。也有人定义多媒体是 “文字、图形、图像以及逻辑分析方法等与视频、音频以及为了知识创建和表达的交互式应用的结合体”。概括起来就是：多媒体技术是以数字技术为基础，把通信技术（电话和传真），广播技术（电台和电视）和计算机技术融于一体，能够对文字，图形，图像，声音，视频等多种媒体信息进行存储，传送和处理的综合性高新技术。简言之，多媒体技术就是具有集成性、实时性和交互性的计算机综合处理声文图信息的技术。在人类信息科学技术史上，它是继活字印刷，无线电-电视技术，计算机技术之后的又一次新的技术革命，在信息社会中占有重要的地位。多媒体技术的发明，终于使人和机器从原来的对立中摆脱出来，人性化的局面、虚拟现实的出现，直到人工智能的进步，语音的输入使我们刹时感到PC已不再冰冷，芯片上已能出现人的情感，而且是高智能的集成。 众所周知，早期的计算机仅处理数值或文字信息，其输入和输出信息只能以“文本”的形式出现。20世纪80年代问世的图形用户界面，使计算机可用图形来参与人-机交互，从此令用户界面面目一新。从20世纪90年代以来，多媒体技术逐步成熟，先后发布了MPC 1.0,MPC2.0,MPC3.0等多媒体个人计算机技术规范，推动了多媒体计算机的性能不断提高。 但是，多媒体技术的应用并不限于多媒体计算机。在现代生活中，从VCD光盘的播放到电子出版物的制作，从多媒体万维网到电视会议的运行，处处都包含了多媒体技术的应用。多媒体技术和计算机网络技术，已成为当代计算机应用中最热门的两个主题。 多媒体技术不仅集成了多媒体，而且集成可多种技术，包括计算机技术，通信技术，电视技术和其他音像处理技术。通过在一个文件中把来自多个通道的信息同一获取，组织，存储和合成，使文字，图像，声音等各种信息能在播放时同步的作用于我们的听觉，视觉等感官，从而取得最佳的效果。在多媒体系统中，声音和活动着的视频图像都是与时间轴密切相关的。随着多媒体技术的进步，多媒体系统已经具备对多媒体信息进行实时处理的能力。可视电话，电视会议，远程教学，远程医疗，使千里之外的人物与场景犹如近在咫尺，可面对面地实现对话。交互性是多媒体技术的关键特性之一。传统电视中也包含了多媒体的信息，但它缺乏交互性，用户只能被动的收看。在多媒体系统中，用户借助交互活动可控制信息的传播，甚至参与信息的组织过程，使之能够对感兴趣的画面或内容进行记录或者专门的研究。 我们知道，多媒体技术是建立在计算机技术的基础之上的，而计算机只能识别“0”，“1”这两种二进制数据。因此在多媒体系统中，所有的多媒体信息都是用数字信号表示。与传统电视使用的模拟信号相比，数字信号不仅易于进行加密，压缩等数值运算，因而可提高信息的安全与处理速度；而且由于它只有“0”，“1”这两种状态，所以抗干扰能力强，在信号存储和复制中能够达到更高的保真度，尤其是用于远程距离的无失真传输。 多媒体技术的无限发展需要计算机硬件的支持，早期的PC只能处理文本和数字，借助键盘和显示器用文本媒体进行人-机交互。多媒体个人计算机（MPC）的诞生，使计算机能够集声音，文，图，像的处理于一身，同时把人-机交互扩充到声音和图像等媒体。所谓多媒体个人电脑（Multimedia Personal Computer, MPC）就是具有了多媒体处理功能的个人计算机，它的硬件结构与一般所用的个人机并无太大的差别，只不过是多了一些软硬件配置而已。一般用户如果要拥有MPC大概有两种途径：一是直接够买具有多媒体功能的PC机；二是在基本的PC机上增加多媒体套件而构成MPC 。其实，现在最近用户所购买的个人电脑绝大多都具有了多媒体应用功能。 1985年，美国Commodore公司制成了世界上第一台多媒体计算系统。它采用了当时功能较强的微处理器为CPU，配置了由该公司研制的Agnus8370(图形处理)，Paula8364(音像处理)，Denise8362（视频处理）等3个专用芯片和专用的多任务操作系统。PC采用的“主板+扩展版”的结构，使它很容易被扩展为MPC。例如在PC硬件的基础上增加一台CD-ROM光驱，一块声卡和一组音箱，就可以构成基本的MPC硬件。这套多媒体计算机系统结构至今仍在应用而且又有了很高的发展。现今，与PC相比，MPC的外围设备也有较多的扩充，可以配置话筒，音箱等音频输入输出设备，摄像机，录像机，影碟机等视频输入输出设备以及扫描仪，数码照相机等图形图像输入输出设备。 一般的多媒体系统主要由四个部分的内容组成：多媒体硬件系统、多媒体操作系统、媒体处理系统工具和用户应用软件。 （1）多媒体硬件系统： 包括计算机硬件、声音/视频处理器、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、通信传输设备及接口装置等。其中，最重要的是根据多媒体技术标准而研制生成的多媒体信息处理芯片、光盘驱动器等 （2）多媒体操作系统： 也称为多媒体核心系统（Multimedia kernel system），具有实时任务调度、多媒体数据转换和同步控制对多媒体设备的驱动和控制，以及图形用户界面管理等。 （3）媒体处理系统工具：或称为多媒体系统开发工具软件，是多媒体系统重要组成部分。 （4）用户应用软件：根据多媒体系统终端用户要求而定制的应用软件或面向某一领域的用户应用软件系统，它是面向大规模用户的系统产品。 一般来说，多媒体个人计算机（MPC）的基本硬件结构可以归纳为七部分： 至少一个功能强大、速度快的中央处理器（CPU）； 可管理、控制各种接口与设备的配置； 具有一定容量（尽可能大）的存储空间； 高分辨率显示接口与设备； 可处理音响的接口与设备； 可处理图像的接口设备； 可存放大量数据的配置等； 这样提供的配置是最基本MPC的硬件基础，它们构成MPC的主机。除此以外，MPC能扩充的配置还可能包括如下几个方面： 光盘驱动器：包括可重写光盘驱动器（CD-R)、WORM光盘驱动器和CD-ROM驱动器。其中CD-ROM驱动器为MPC带来了价格便宜的650M存储设备，存有图形、动画、图像、声音、文本、数字音频、程序等资源的CD-ROM早已广泛使用，因此现在光驱对广大用户来说已经是必须配置的了。 音频卡：又称声卡，声卡用处理音频信息。它可以把话筒、唱机（包括激光唱机）、录音机、电子乐器等输入的声音信息进行模数转换、压缩处理，也可以把经过计算机处理的数字化的声音信号通过还原（解压缩）、数模转换后用扬声器放出或记录下来。声卡和多媒体计算机中所处理的数字化声音信息通常有多种不同的采样频率和量化精度可以选择，以适应不同应用场合的质量要求。采样频率越高，量化位数越多，质量越高。 图形加速卡：图文并茂的多媒体表现需要分辨率高，而且同屏显示色彩丰富的显示卡的支持，同时还要求具有Windows的显示驱动程序，并在Windows下的像素运算速度要快。所以现在带有图形用户接口GUI加速器的局部总线显示适配器使得Windows的显示速度大大加快。 视频卡：可细分为视频捕捉卡、视频处理卡、视频播放卡以及TV编码器等专用卡，其功能是连接摄像机、VCR影碟机、TV等设备，以便获取、处理和表现各种动画和数字化视频媒体。 扫描卡：它是用来连接各种图形扫描仪的，是常用的静态照片、文字、工程图输入设备。 打印机接口：用来连接各种打印机，包括普通打印机、激光打印机、彩色打印机等，打印机现在已经是最常用的多媒体输出设备之一了。 交互控制接口：它是用来连接触摸屏、鼠标、光笔等人机交互设备的，这些设备将大大方便用户对MPC的使用。 网络接口：是实现多媒体通信的重要MPC扩充部件。计算机和通信技术相结合的时代已经来临，这就需要专门的多媒体外部设备将数据量庞大的多媒体信息传送出去或接收进来，通过网络接口相接的设备包括视频电话机、传真机、LAN和ISDN等 多媒体计算机的具体应用除了要具有一定的硬件设备外，更重要的是软件系统的开发和应用。自从多媒体计算机问世以来，许多国家和部门都在软件的的开发和应用上下了很大功夫。Microsoft 、IBM、和Apple等公司相继推出了在基本功能上旗鼓相当的多媒体软件平台，而其特点又都是在已有的操作系统上追加实现多媒体功能的扩充模块而形成的，这就为用户提供了较为方便和实用的使用环境。在多媒体语言中，对存放在CD-ROM上的多媒体应用软件产品，称作多媒体CD-ROM节目（Multimedia CD-ROM Title）。在多媒体节目中包含了文本、图形、声音、动画和影视等视听媒体。这些多媒体节目大致上可分为下列几个方面的应用：教育、商业、电子出版、娱乐、游戏以及通信工程中的多媒体终端和多媒体通信系统。 多媒体技术主要应用于多媒体个人计算机、多媒体信息管理系统、多媒体通信、多媒体电子出版物等，近期以来，运用多媒体手段来对学术科技期刊进行编辑加工、行政管理和发行宣传，也成为一种显著的趋向。多媒体技术的应用将引发传统编辑手段的全面变革。传统编辑方法与手段同多媒体技术结合后，将给未来学术科技期刊的编辑工作带来全新的变化。 多媒体技术与计算机、网络技术、通信技术、数字技术的结合，使期刊出版工作过程和学术科研信息传播不受时间、地点、国界、环境等影响，这将有利于提高世界信息的流通速度，促进远隔重洋的各民族文化科技的及时交流。多媒体综合了报纸、广播、电视等功能，将文字、声音、图像、动画等要素结合起来，这一结合也成为学术期刊编辑、发行的一种全新形式，给受众以全方位的、多维的信息，光纤通道将电视网、电话网、计算机网三网合一，使三大传统媒介开始走向高度的综合。充分利用多媒体文、图、声、像的优势，有利于全面提高学术期刊编辑工作效率和刊物质量，促进电脑多媒体编辑技术的有的放矢地发展，并为今后计算机技术的普及、繁荣打下良好基础。 多媒体编辑要处理大量的3D图形、 数字音频和视频信息， 还有从Web网络传来的高带宽信息。加速图形端口（AGP）即将大量投入应用，这是一种用来连接CPU和图形加速器、比PCI更快的总线，AGP 同时还提供图形适配器与系统内存之间的连接，有了这种连接，在3D应用程序中就可以将大量的纹理贴图保存在系统内存中。近期出版的一些专业电子排版系统，已集文字处理与图形图像处理功能于一身。不仅大大降低了此前许多排版软件在文稿中植入特定图像时的繁琐操作和不便，而且可以利用软件提供的多种绘图、制图功能，使非美工专业人员也能方便地制作出具有专业水准的图形图像，并通过手写板或扫描仪顺利实现图文混排。使数学、化学、物理等科学公式的排版简便规范，同时提供各种流程图、电子电路以及各类图库。 近日，IBM公司分别推出中、英文语音识别系统的语音录入软件，它们以声音接收装置为媒介，将阅读文稿的语音直接转化成计算机上文本的版面，尽管目前此类软件在配置、环境、程序设计等方面有不少尚待完善之处，但随着新的优化软件的不断问世，它必将极大地提高文字输入的速度，从而最大限度地改变期刊计算机排版采用键盘输入的格局。可以预见在不久的将来，我们真的可以与计算机进行交谈，正如一些科幻电影中描述的一样，计算机可以听懂我们话语，并按我们所说的去做。 计算机辅助教学系统在教学上的运用，标志着教学媒体质的飞跃。计算机的应用，使教学手段更加丰富，将对教学效果的提高起到促进作用。由于计算机是人脑的延伸，是人脑思维活动的模拟，是对人类思维活动的结构、功能及其规律的把握，因此，其在教学上的运用十分有利于学生的发展，符合现代化教学规律的要求。多媒体技术是信息领域的又一次革命，在教学上，它既能向学生快速提供丰富多彩的集图、文、声于一体的教学信息，又能为学生提供生动、友好、多样化的交互方式。 多媒体教学可产生优良的视听效果。因为人的视觉、听觉是接收信息的主要渠道，获得的信息也最大。多媒体教学有利于信息传递和学生对信息的接受、储存。其特有的优势对学生产生一定强度的刺激，引起学生的注意。如果没有注意，感知就不会产生强烈观察力。而观察力是在感知过程中并以感知为基础形成起来的，离开了感知也就没有了观察。利用多媒体的优势引人入胜，可以不断提高学生注意的品质，使学生心理活动处于积极状态。 多媒体能克服时间和空间的限制。教学中常有一些宏观的自然现象、逝去的景色或者需长时间才能感知的事物，因受时间和空间的制约，无法让学生亲眼看见；一些微观的事物和微小的变化，无法通过仪器设备让学生进行观察，这些都是课堂教学难点。多媒体的运用，为学生提供了形象生动、内容丰富、直观具体、感染力强的感性认识材料，使学生看到了事物在运动、发展、变化。真情实感取代了凭空想象，难题无须多讲，“百闻不如一见”。学生通过听、视、评、悟充分感知原先较为抽象的教学内容，适应了学生从具体到抽象的认识规律，从而保证了教学活动的顺利进行。 多媒体教学是提高课堂教学效果的先进教学手段。多媒体的恰当运用，使课堂教学活动更加符合学生