第1章多媒体计算机概述1

2024/2/261多媒体技术基础及应用张玉安EML:yu_anzhang@2024/2/262课程简介类型：专业必修课课时：理论16学时，实验16学时教材：《多媒体技术与应用》

薛为民等编著，中国铁道出版社参考书：《多媒体计算机基础及应用》

钟玉琢编著，高等教育出版社

2024/2/263

课程概述第1章多媒体计算机概述第2章数字音频信息处理

第3章

数字图像处理基础

实验2

图像的编辑和处理第5章数字视频信息处理

第4章多媒体数据压缩编码技术

实验1音频信号的获取与处理实验3

图像的综合处理实验4

视频图像的编辑和处理实验5

动画制作实验6

多媒体著作工具的基本操作实验7

使用Authorware制作课件第6章多媒体动画制作

第7章

多媒体创作工具

2024/2/2641.音频编辑软件

CoolEdit2.图像处理软件

PhotoShop4.网页动画制作软件

FlashMX5.多媒体作品制作软件

Authorware本课程相关软件2024/2/265学习目标●理解多媒体技术基本概念●掌握多媒体技术基本理论和基本应用●提高多媒体技术实践技能考试要求期末笔试60%平时作业、练习及出勤等40%2024/2/266第1章多媒体计算机概述1.1

多媒体计算机的定义、分类及其发展趋势1.2

多媒体计算机技术的发展和应用

2024/2/267本章的重点是：

多媒体计算机的定义

多媒体计算机的分类

多媒体计算机的关键技术

本章的难点是：

多媒体计算机的关键技术

2024/2/268

1.1.1多媒体计算机的定义和关键技术。

一、媒体的概念存储信息的实体：如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等。

信息的载体：如数字、文字、声音、图形和图像等。

媒体2024/2/269媒体的类型：感觉媒体

：直接作用于人的感官，使人直接产生感觉。

表示媒体：是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为构造出来的一种媒体，即各种编码。显示媒体：是指感觉媒体与用于通信传输的电信号之间转换的一类媒体，即感觉媒体与计算机的界面。又可分为两种：输入显示媒体和输出显示媒体。

存储媒体：又称存储介质，保存表示媒体的介质。传输媒体：传输的物理载体，即用来将媒体从一处传送到另一处的物理载体。2024/2/2610

图1-1各种媒体之间的关系2024/2/2611“多媒体”一词源自“Multimedia”，由Multiple和media复合而成，指融合两种以上的媒体，并具有交互性多媒体技术(multimediacomputing)就是计算机交互式综合处理多种媒体信息──文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有良好交互性的技术。简单地说：

·计算机综合处理声、文、图信息；

·具有集成性、实时性和交互性。

三、多媒体技术的定义2024/2/2612多媒体技术是一种基于计算机科学的综合技术，它包括数字化信息处理技术、音频和视频技术、计算机软硬件技术、人工智能和模式识别技术、通信和网络技术等。或者说，所谓多媒体技术是以计算机为中心，把语音、图像处理技术和视频技术等集成在一起的技术。2024/2/2613四、多媒体的特征

1.多样性

——指计算机处理媒体信息的多样化，它使人与计算机之间的交互不再局限于顺序的、单调的、狭小的范围，而有充分自由的余地。

2.集成性——媒体种类一体化。包括两方面：一方面是指多媒体技术能将各种不同的媒体信息有机地进行同步组合，形成一个完整的多媒体信息；另一方面是指把不同的媒体设备集成在一起，形成多媒体系统。3.交互性——人、机对话，是多媒体技术的关键特征。在多媒体系统中，除了操作上控制自如之外，在媒体的综合处理上也可以随心所欲。

4.数字化——媒体以数字形式存在5.实时性——声音、动态图像(视频)随时间变化。2024/2/2614各类文字和符号文字和符号多媒体多媒体多媒体五、多媒体信息的主要形式如何从事多媒体教学2024/2/2615通过计算而描述的矢量图形文字图形矢量图形对象●2024/2/2616用像素点描述的自然影像文字图形图像位图图像对象●2024/2/2617单画面矢量动画和多画面帧动画文字图形图像动画多画面帧动画单画面矢量动画FRAME01FRAME02FRAME03FRAME04FRAME05FRAME06FRAME07动画对象●2024/2/2618音频数字信号、压缩音频信号文字图形图像动画音频●midi音频●

wav音频●

CD音频音频对象●2024/2/2619视频数字信号AVI、压缩视频信号MPG文字图形图像动画音频视频音频+视频AudioVedioInformation视频对象●END2024/2/2620六、普通计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术音、视频信号获取技术多媒体数据压缩编码和解码技术音、视频数据的实时处理和物质音、视频数据的输出技术2024/2/2621视频音频信号获取技术过去的计算机是处理数和字，现在要综合处理声、文、图。所以，多媒体计算机要解决视频音频信号获取问题。过去企图综合处理声、文、图，但不可以的原因在于：数据量太大。2024/2/2622六、普通计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术音、视频信号获取技术多媒体数据压缩编码和解码技术音、视频数据的实时处理和物质音、视频数据的输出技术2024/2/2623多媒体数据压缩编码和解码技术2024/2/2624PAL制式25帧/秒NTSC制式30帧/秒以PAL制式25帧/秒为例，视频每秒的数据量是512*512*3*8*25=180Mbps2024/2/2625过去计算机的总线为ISA。其传输率为150KB/S,变为bit,为150*8=1.2Mbps把180Mbps的视频流经过传输率为150KB/S的ISA总线送到计算机的硬盘几乎是不可能的。要差不多压缩近约200倍。2024/2/2626现在VCD的标准MPEG-1的固定传输率为1.5Mbps通过MPEG-1可以把这个视频流传输支计算机并存储。如何压缩数据？帧内压缩帧间压缩2024/2/2627AC-3是现在DVD影碟所采用的数字多声道音响规格。前置左/右,后置左/右，中置及低音共6个声道经压缩处理后，储存在DVD影碟上。在播放影像时，不论以双声道还是完整的六声道输出声音，也必须把储存在DVD影碟上的资料解压。AC-3解码器—是指解压用的设备。而这里所指的设备可以是DVD的一部分，一部外置的功放机，也可以是DVD解码软件的一部分。2024/2/2628六、普通计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术音、视频信号获取技术多媒体数据压缩编码和解码技术音、视频数据的实时处理和物质音、视频数据的输出技术2024/2/2629电视信号的扫描光栅扫描一行的时间为64µs,其中正程为52.5µs，逆程为11.8µs.如果分辨率为512*512则处理每个像素的时间近似为0.1µs.实时的概念是：512*512

处理一个像素的时间为0.1µs.256*256

处理一个像素的时间为0.2µs.视频音频数据的实时处理技术2024/2/2630六、普通计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术音、视频信号获取技术多媒体数据压缩编码和解码技术音、视频数据的实时处理和物质音、视频数据的输出技术2024/2/2631视频音频的输出技术视频：视频会议画中画电视音频：环绕立体声DubeAC-32024/2/2632七、多媒体计算机的分类家电制造商研制的电视计算机（Teleputer)，也称“灵巧”电视。是把CPU放到家电中，通过编程控制管理电视机、音响等。计算机制造商研制的计算机电视（CompuDision),也称TV-Killer。采用CPU，其它设备还有VGA卡、CD-ROM、音响设备及扩展的多窗口系统，使它具有能综合处理声、文、图信息的功能。具有电视的功能，播电视、音响，有人说是TV-Killer.2024/2/2633一、多媒体技术的发展

1.1.2利用多媒体是计算机技术发展的必然趋势时间环境主要I/O设备信息载体适用人群计算机发展初期机器语言纸带机和卡片机0、1数据极少数计算机专业人员20世纪50~70年代高级语言打印机、键盘、显示终端文字具有一般文化程度的科技人员20世纪80年代开始“位映射”图形机理窗口技术和图符声音、图像、图形公众，包括儿童2024/2/26341.2

多媒体技术的发展和应用

启蒙发展阶段(多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统) 一、Apple公司的Macintosh计算机

二、Commodore公司的Amiga系统

三、Philips/Sony公司的CD-I系统

四、Intel和IBM公司的DVI系统标准化阶段

2024/2/26351.2.1启蒙发展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，Apple公司在研制Macintosh计算机时，为了改善人机交互界面，创造性地使用了位映射(bitmap)、窗口(window)、图符(icon)等技术，所带来的图形用户界面(GUI)，同时鼠标作为交互设备配合GUI使用，大大方便了用户的操作。1985年，Microsoft公司推出了Windows，它是一个多任务的图形操作环境。2024/2/2636

Commodore公司的Amiga系统1985年，美国Commodore公司首先推出世界上第一台多媒体计算机Amiga系统。其CPU采用MotorolaM68000，3个专用芯片：图形处理芯片Agnus8370，音响处理芯片Paula8364，视频处理芯片Denise8362。Amiga机具有自己专用的操作系统，能够处理多任务，并具有下拉菜单、多窗口、图符等功能。2024/2/2637

1986年，荷兰Philips公司和日本Sony公司联合出CD-I，同时公布了该系统所采用的CD-ROM光盘的数据格式，这项技术对大容量存储设备光盘发展起着巨大的影响，并经ISO认可成为国际标准。大容量光盘出现为存储表示声音、文字、图形、视频等高质量的数字化媒体提供了有效的手段。Philips/Sony公司的CD-I系统2024/2/2638

Intel和IBM公司的DVI系统1983年开始，在美国无线电公司RCA戴维·沙诺夫（DavidSanaoffResearchCenterinPrinceton，NewJersey）研究中心就着手研制交互式数字视频系统，后来RCA把推出的交互式数字视频系统DVI卖给了GE公司。

在1987年3月第二次MicrosoftCD-ROM会议上，首次公布了DVI技术的研究成果。1988年10月Intel公司从GE买到这项技术。1989年初把DVI技术开发成为一种可普及商品。随后又和IBM公司合作，在Comdex/Fall’89展示会上推出DVI技术第一代产品ActionMedia750。1991年，Intel和IBM合作又推出了改进型的ActionMediaⅡ，ActionMediaⅡ在扩展性，可移植性，视频处理能力等方面均大大改善。2024/2/26391.2.2标准化阶段1990年10月，在微软公司召开多媒体开发工作者会议上提出MPC1.0标准。1993年由IBM，Intel等数十家软硬件公司组成的多媒体个人计算机市场协会(MPMC)发布了多媒体个人机的性能标准MPC2.0。1995年6月，MPMC又宣布了新的多媒体个人机技术规范MPC3.0。1996年以后，新的个人机均支持基本多媒体功能。2024/2/26401.2多媒体计算机技术的应用及发展

多媒体技术是解决常规电视数字化及高清晰度电视切实可行的方案。（数字电视情况）用多媒体技术制作DVD及影视音响卡拉OK机多媒体家庭网关。一.多媒体技术促进了通信与娱乐和计算机的融合2024/2/2641二.多媒体技术应用领域1.教育（形象教学、模拟展示）●

形象教学●

仿真工艺过程●

模拟交互过程●

电子教案、教学●网络多媒体教学2024/2/26422.商业广告（特技合成、大型演示）

影视商业广告公共招贴广告大型显示屏广告平面印刷广告2024/2/26433.影视娱乐业（电影特技、变形效果）●

电视/电影/卡通混编特技●

三维成像模拟特技●

演艺界MTV特技制作●仿真游戏、赌博游戏2024/2/2644Internet国际互联网4.医疗（远程诊断、远程手术）●网络多媒体技术●网络远程诊断●网络远程操作(手术)2024/2/26455.旅游（景点介绍）●风光重现●风土人情介绍●服务项目2024/2/26466.人工智能模拟（生物、人类智能模拟）●

生物形态模拟●

生物智能模拟●

人类行为智能模拟2024/2/26471、多媒体数据库的研究途径（1）在现在商用数据库管理系统的基础上增加接口，以满足多媒体应用的需要特点：实用，但效率低。（2）建立基于一种或几种应用的专用多媒体信息管理系统特点：易实现，缺乏通用性，可扩展性差。（3）从数据模型入手，研究全新的通用多媒体数据库管理系统特点：是研究和发展的主流，但有相当难度。1.2.3

多媒体数据库2024/2/26482、多媒体数据库要解决的关键技术问题（1）数据模型（目前较好的建立多媒体数据模型的方法是采用面向对象的方法)（2）数据的压缩和解压缩（3）多媒体数据的存储管理和存取方法（4）多媒体信息的再现及良好的用户界面（5）分布式技术2024/2/2649多媒体通信的分类（1）对称的全双工的多媒体通信系统。如：视频会议系统（2）非对称全双工的多媒体通信系统。如：点播电视系统、远程教育系统1.2.4

多媒体通信2024/2/26501.2.5

多媒体创作工具及其应用一、用途：建立具有交互式的用户界面，在屏幕上演示电子出版物及制作好的多媒体应用系统以及将各种多媒体成分集成为一个完整而有内在联系的系统。

2024/2/2651二．分类基于时间的创作工具Action和Director基于图符或流线的创作工具Authorware基于卡片和页面的创作工具HyperCard以传统程序语言为基础的创作工具VB、VC++2024/2/2652进一步完善计算机支持的协同工作环境（CSCW）智能多媒体技术把多媒体信息实时处理和压缩编码算法做到CPU芯片中1.2.6

多媒体计算机的发展趋势2024/2/2653(1)多媒体的媒体种类有哪些？(3)简述多媒体技术的主要应用领域。(4)列举两个制作多媒体的软件。(5)选择适当的参考书，为深入学习多媒体技术做准备。课外作业2024/2/2654课内习题一、选择题1-1．媒体中的_____是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为构造出来的一种媒体，如文字、音频、图像和视频等的数字化编码表示等。

(A)感觉媒体(B)表示媒体

(C)显示媒体(D)存储媒体1-2．多媒体技术的主要特性有________。(1)多样性(2)集成性(3)交互性(4)实时性(A)仅(1)(B)(1)+(2)

(C)(1)+(2)+(3)(D)全部

参考答案:1-1.

B

1-2.

D2024/2/26551-3.请根据多媒体的特性判断以下哪些属于计算机多媒体的范畴？（1）交互式视频游戏（2）有声图书（3）彩色画报（4）彩色电视（A）仅（1）(B)(1)+(2)(C)(1)+(2)+(3)（D）全部1-4．一般认为，多媒体技术研究的兴起，从__________开始。(A)1972年，Philips展示播放电视节目的激光视盘。(B)1984年，美国Apple公司推出Macintosh系列机。(C)1986年,Philips和Sony公司宣布发明了交互式光盘系统CD-I(D)1987年,美国RCA