多媒體技術基礎

第一局部工程規劃篇工程一多媒體技術基礎第一局部工程一多媒體技術是一種迅速開展的綜合性電子信息技術。它使計算機具備了綜合處理文字、音頻、圖像、視頻和動畫的能力，幫助人們創作了許多豐富多彩、賞心悅目的作品，給人們的生活、工作和學習增添了色彩和樂趣。本工程將介紹多媒體技術的概念、特點、應用領域及多媒體的關鍵技術和工程開發流程等根底知識。工程一多媒體技術根底2多媒體技術是一種迅速開展的綜合性電子信息技術。它使計算機具備工程一多媒體技術根底01掌握媒體、多媒體與多媒體技術的概念02了解多媒體技術的應用領域03了解多媒體技術的產生和發展05了解多媒體硬件和創作軟件04了解多媒體關鍵技術06了解多媒體項目開發流程07掌握多媒體項目界面的設計原則和色彩應用3工程一多媒體技術根底01掌握媒體、多媒體與多媒體技術的概任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底如今，多媒體技術的應用在我們的生活中無處不見，無論是使用計算機觀看影片、聽音樂、制作文檔，還是通過Internet與他人進行視頻聊天，都屬于多媒體技術的應用范疇。那么，什么是多媒體技術？多媒體技術有什么特點？下面便來尋找這些問題的答案。4任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底如今，多媒一、媒體、多媒體與多媒體技術媒體1媒體〔Medium〕泛指承載或傳播信息的載體。由于信息被人們感知并加以表示、顯現、存儲或傳輸的載體各不相同，因此，按照ITU-T〔國際電信聯盟遠程通信標準化組織〕建議的定義，媒體有以下5類：感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲媒體和傳輸媒體。指能直接作用于人的感覺器官，使人產生直接感覺的信息，如聲音、文字、圖形、圖像、視頻和動畫等。感覺媒體〔PerceptionMedium〕：5任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底一、媒體、多媒體與多媒體技術媒體1媒體〔Medium〕泛指承表示媒體〔RepresentationMedium〕：信息本身是無形的，要使信息能被人理解和利用，必須通過一定的方法將其表示出來。表示媒體就是為表示、處理和傳輸感覺媒體而人為研究和構造出來的一種媒體，在計算機中主要表達為各種編碼方式〔如字符編碼、圖像編碼、音頻編碼和視頻編碼等〕和文件格式。表現媒體〔PresentationMedium〕：用于輸入和輸出信息的設備。其中，輸入表現媒體包括鍵盤、攝像機和話筒等；輸出表現媒體包括顯示器、音箱、打印機和投影儀等。在沒有經過表現媒體的輸出之前，不能看到或聽到表示媒體的任何效果。6任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底表示媒體信息本身是無形的，要使信息能被人理解和利用，必須通過存儲媒體〔StorageMedium〕：用于存放信息的設備，包括硬盤、光盤和存儲卡等。表示媒體的各種數據在計算機中都是以文件的形式存儲的。傳輸媒體〔TransmissionMedium〕：用于傳送信息的物理傳輸介質，包括雙絞線、光纖和無線電波等。7任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底存儲媒體用于存放信息的設備，包括硬盤、光盤和存儲卡等。表示媒我們以“書法欣賞〞在線課程為例說明上述5類媒體，如圖1-1所示。存儲媒體表示媒體傳輸媒體圖1-15類媒體示意(1)用戶在顯示器中直觀看到的“書法欣賞.flv〞在線課程為感覺媒體。8任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底我們以“書法欣賞〞在線課程為例說明上述5類媒體，如圖1-1所(2)呈現“書法欣賞.flv”在線課程的顯示器是表現媒體。(3)“書法欣賞.flv”在線課程使用FLV視頻編碼和格式表示，FLV視頻編碼和格式為表示媒體。。(4)存儲“書法欣賞.flv”在線課程文件的服務器硬盤是存儲媒體。(5)通過網絡傳輸“書法欣賞.flv”在線課程用到的雙絞線、光纖等屬于傳輸媒體。9任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底(2)呈現“書法欣賞.flv”在線課程的顯示器是表現媒體。(多媒體2多媒體〔Multimedia〕是指組合兩種或兩種以上媒體的一種信息交流和傳播媒體。它不僅是多種媒體的有機集成，而且提供交互式界面。例如，前面提到的“書法欣賞〞在線課程，不僅包含圖像、視頻、聲音和動畫等媒體，還可讓學員控制播放進程、記筆記和提問等，如圖1-2所示。圖1-2“書法欣賞〞在線課程10任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底多媒體2多媒體〔Multimedia〕是指組合兩種或兩種以上多媒體技術3多媒體技術是指利用計算機對文字、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等多種媒體信息進行數字化采集、編碼、存儲、加工等處理，整合在一定的交互式界面上并傳播的技術。例如，“書法欣賞〞在線課程的制作，便是首先收集圖形、圖像、音頻、視頻等素材，然后對這些素材進行各種加工處理并合成，最后利用編程語言制作交互功能，最終形成一個多媒體作品并通過網絡傳播。11任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底多媒體技術3多媒體技術是指利用計算機對文字、圖形、圖像、音頻二、多媒體技術的特點根據多媒體技術的定義可以看出其有幾個顯著的特點，即多樣性、集成性、交互性和實時性。多樣性：利用多媒體技術可以綜合處理文字、圖形、圖像、音頻、視頻和動畫等多種媒體信息，從而使信息的表現形式多樣化、形象化。集成性：所謂多媒體技術的集成性，一方面是指把不同的媒體設備集成在一起，形成一個完整的多媒體支持系統；另一方面是指將文字、圖形、圖像、聲音和視頻等多種媒體信息進行有機組合，建立起相互的邏輯關聯并集成在一起。12任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底二、多媒體技術的特點根據多媒體技術的定義可以看出其有幾個顯著交互性：多媒體系統的交互性是其區別于傳統媒體系統的最重要特征，是指用戶能夠對多媒體系統的運行進行控制，使其按用戶的需要提供有效信息。例如，傳統電視系統的媒體信息是單向流通的，電視臺播放什么內容，用戶只能接收什么內容，而新興的多媒體系統——視頻網站可以讓用戶搜索和播放自己喜歡的節目，并可控制節目的播放進程。實時性：多媒體系統中的多種媒體信息在時間上存在緊密聯系，需要實時、同步播放，從而使人與多媒體系統交互時感覺好似面對面一樣。例如，網絡視頻聊天需要實時傳輸音視頻信息；音頻與視頻畫面需要同步播放。13任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底交互性：多媒體系統的交互性是其區別于傳統媒體系統的最重要特征三、多媒體技術的應用領域教育與培訓1利用多媒體技術進行教育或培訓工作，內容直觀、生動，能起到很好的教學效果。例如，在教育領域得到廣泛應用的多媒體計算機輔助教學〔ComputerAssitedInstruction，簡稱CAI〕，通過將圖、文、聲、像有機組合，能夠多角度地展示教學內容，幫助教師將抽象的教學內容表達得更清晰、直觀，從而激發學生的學習興趣，提高學習效率。14任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底三、多媒體技術的應用領域教育與培訓1利用多媒體技術進行教育或此外，近年來涌現出來的在線課程和微課等也是多媒體技術在教育和培訓領域的典型應用。圖1-3為某在線課程網站。圖1-3在線課程網站15任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底此外，近年來涌現出來的在線課程和微課等也是多媒體技術在教育和電子出版物2電子出版物是多媒體技術與現代出版業相結合的產物。它是以電子數據的形式，把文字、圖像、影像、聲音等儲存在光盤、網絡等非紙張載體上并傳播，供人們閱讀的出版物，如圖1-4所示。與傳統印刷品出版物相比，電子出版物有如下優越性：①降低了出版物的本錢，縮短了出版周期，增強了出版的時效性；②存儲的信息量大且可長久保存；③檢索便捷，讀者可根據需要選擇閱讀內容。圖1-4電子書和電子報16任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底電子出版物2電子出版物是多媒體技術與現代出版業相結合的產物。多媒體網絡通信3通過多媒體網絡通信可以實現圖像、語音、動畫和視頻等多種媒體信息的實時傳輸，其帶來的應用包括可視、視頻會議〔見圖1-5〕、視頻直播、視頻聊天〔見圖1-6〕、多媒體郵件、遠程醫療等。圖1-5視頻會議圖1-6視頻聊天17任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底多媒體網絡通信3通過多媒體網絡通信可以實現圖像、語音、動畫和日常娛樂4通過多媒體技術，用戶可以在計算機或等設備上欣賞精彩的影片、動聽的音樂，以及玩好玩的游戲等。此外，還可以將、數碼相機、數碼攝像機拍攝的相片和視頻傳輸到計算機中進行存儲和處理，如制作電子相冊和個性化視頻等。18任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底日常娛樂4通過多媒體技術，用戶可以在計算機或等設備上欣商業服務5多媒體技術在商業領域得到廣泛應用。例如，可利用多媒體技術制作各種形式的商業廣告，開設網上商店，設計產品效果圖，展示產品等。圖1-7為利用多媒體技術制作的電子沙盤，可用于房產企業展示樓盤；圖1-8為利用多媒體技術設計的企業宣傳片截圖。圖1-7電子沙盤圖1-8企業宣傳片19任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底商業服務5多媒體技術在商業領域得到廣泛應用。例如，可利用多媒四、多媒體技術的發展啟蒙階段1多媒體技術啟蒙階段的標志性事件是1984年美國Apple〔蘋果〕公司首先在Macintosh計算機上引入位圖等技術，并提出了視窗和圖標的用戶界面形式，從而使計算機辭別了枯燥無味的黑白顯示風格，開始走向視窗化、彩色化的新征程。多媒體技術的概念起源于20世紀80年代，到現在為止其開展大致可以分為3個階段：啟蒙階段、標準化階段和蓬勃開展階段。20任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底四、多媒體技術的發展啟蒙階段1多媒體技術啟蒙階段的標志性事件標準化階段2自20世紀90年代至20世紀末，多媒體技術逐漸成熟，應用領域不斷擴大，所涉及的學科、行業越來越多，其產品的技術標準和實用化成為大家關注的問題。為此，相關廠商、國際標準化組織〔ISO〕和國際電信聯盟〔ITU〕等聯合制訂了多媒體產品的統一標準。例如，在多媒體硬件方面，Microsoft〔微軟〕公司于1990年聯合一些主要的計算機廠商和多媒體產品開發商，制訂了多媒體個人計算機〔MultimediaPersonalComputer，MPC〕的第一個標準〔MPC-1〕，確定了多媒體計算機硬件的最低配置要求；在圖像和視頻數字化壓縮方面，ISO〔國際標準化組織〕和ITU〔國際電信聯盟〕聯合制定了JPEG、MPEG和H.26X等國際標準。。21任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底標準化階段2自20世紀90年代至20世紀末，多媒體技術逐漸成蓬勃發展階段3進入21世紀后，隨著計算機軟硬件技術、通信技術、網絡技術等的不斷進步和相互交融，以及多媒體各種標準的制訂、升級和應用，多媒體技術已經從一個乳嬰成長為一個青年，并不斷向高分辨率、高交互、智能化和虛擬現實等方向開展。2222任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底蓬勃發展階段3進入21世紀后，隨著計算機軟硬件技術、通信技術任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底一、數據壓縮與解壓縮技術娥圖像、視頻〔運動圖像〕和音頻是最常見的三類多媒體數據，它們最大的特點是數據量極為巨大。例如，一e段分辨率為1280×720，幀速率為24fps，時長為1分鐘的真彩色〔24位〕視頻，如果不經過任何壓縮處理，那么它占用的存儲空間為4320MB。提示以上結果由“視頻數據量=每幀圖像數據量×幀速率〔即每秒播放多少幀〕×視頻播放時間〔秒〕〞得出。其中，每幀圖像數據量=圖像總像素數〔1280×720〕×顏色深度〔24位〕。我們將在后面章節講解相關概念。23任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底一、數據提示多媒體信息存在許多冗余，數據壓縮的實質是通過編碼去掉這些冗余。例如，一幅圖像中的藍天和綠地，其中許多像素是相同的，如果逐點存儲，會浪費許多空間；又如，在視頻的相鄰幀中，如果只有運動物體有少許變化，那么只存儲差異局部即可。如此大的數據量，必然會對多媒體計算機的存儲器、數據處理部件及通信線路等造成巨大的壓力。為此，除了需要提高多媒體計算機本身的性能及通信線路的帶寬外，更重要的是要對多媒體數據進行有效的壓縮。數據壓縮是指按照一定的算法對數據進行重新組織〔編碼〕，以減少數據的冗余和存儲空間。被壓縮的對象是原始數據，壓縮后得到的數據是壓縮數據，兩者容量之比為壓縮比。目前常用的多媒體數據壓縮方法有兩類：一是無損壓縮，二是有損壓縮。24任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底提示多媒體信息存在許多冗余，數據壓縮的實質是通過編碼去提示我們把對多媒體數據采用的壓縮技術稱為編碼。目前，對圖像、視頻和音頻都有許多國際編碼標準。例如，視頻有MPEG系列編碼標準；圖像有JPEG編碼標準等。存儲在計算機中的視頻文件，都是經過編碼〔壓縮〕后得到的數字視頻，而我們利用視頻編輯軟件輸出視頻，或利用視頻格式轉換軟件轉換視頻格式，實質上都是對視頻進行相應編碼〔壓縮〕的過程。對于其他多媒體文件，如音頻、圖像等也是如此。利用多媒體播放軟件播放音視頻文件，實質上是對音視頻文件進行解壓縮〔解碼〕的過程。假設某視頻是利用H.264編碼進行編碼的，但播放軟件沒有內嵌該解碼器，那么它將不能播放該視頻文件。要注意的是，經壓縮后的多媒體數據依然占用很大的存儲空間，這決定了需要使用大容量的硬盤、光盤來存儲多媒體數據。此外，處理多媒體信息需要大量的計算，因此，需要為多媒體計算機配備高性能的CPU、顯卡、內存，并根據需要配置視頻采集卡等設備。25任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底提示要注意的是，經壓縮后的多媒體數據依然占用很大的存儲二、數字圖像技術數字圖像技術是利用計算機對圖像進行處理，使其更適合人眼或儀器的分辨，并傳達出特定信息的技術。數字圖像處理的過程包括輸入、處理和輸出：輸入即圖像采集和數字化，就是對模擬圖像信號進行采樣、量化、編碼處理后得到數字圖像，并將其以數字形式存儲到計算機中；處理是指按一定的要求對數字圖像進行修復、提高清晰度、藝術化等處理，以改善數字圖像的視覺效果；輸出是指將處理后的數字圖像通過顯示、打印等方式表現出來。數字圖像有靜止圖像和運動圖像〔如視頻〕兩種類型。我們將在工程三具體介紹靜止數字圖像的相關概念和處理技術。26任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底二、數字圖像數字圖像技術是利用計算機對圖像進行處理，使其更適三、數字音頻技術多媒體技術中的數字音頻技術包括聲音采集及回放技術、聲音識別技術和聲音合成技術三個方面。這三個方面的技術在計算機硬件上都是通過“聲卡〞實現的。聲卡具有將模擬的聲音信號數字化的功能。數字化后的信號可作為計算機文件進行存儲或處理。同時聲卡還具有將數字化音頻信號轉換成模擬音頻信號而回放出來的功能。而數字聲音處理、聲音識別和聲音合成那么是通過計算機軟件來實現的。我們將在工程四具體介紹數字音頻的相關概念和處理技術。27任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底三、數字音頻多媒體技術中的數字音頻技術包括聲音采集及回放技術四、數字視頻技術數字視頻技術一般包括視頻采集及回放、視頻編輯和三維動畫視頻制作等。視頻采集及回放與音頻采集及回放類似，需要有視頻采集卡和相應軟件的支持。不同的是在視頻采集時要考慮制式〔NTSC制、PAL制等〕和每秒幀數的問題。我們將在工程五具體介紹數字視頻的相關概念和處理技術。提示我們在日常生活中使用數碼相機、或DV拍攝的影像，都已在拍攝過程中完成數字化并保存在存儲卡上，可直接傳輸到計算機中進行處理，不需要再進行采集操作。但對于傳統電視機、攝像機中的模擬視頻，那么需要使用視頻采集卡進行采集，以將模擬視頻信號通過采樣、量化、編碼處理后轉為數字視頻，存儲在計算機中進行處理。28任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底四、數字視頻數字視頻技術一般包括視頻采集及回放、視頻編輯和三五、多媒體數據庫技術多媒體數據是多種媒體〔數字、字符、圖形、圖像、聲音和視頻等〕的有機集成。由于多媒體數據種類繁多，數據量十分龐大，各種數據之間的語義聯系非常復雜，表達形式多樣，傳統的數據庫難以對這些媒體信息進行有效管理，因此產生了一種全新的數據庫——多媒體數據庫〔MultiMediaDataBase，MMDB〕。多媒體數據庫管理系統〔MultiMediaDataBaseManagementSystem，MMDBMS〕是一個以多媒體數據庫為根底的多媒體應用。該應用能夠完成對多媒體數據庫的各種操作及管理功能，如對多媒體數據庫的定義、創立、查詢、訪問、刪除等。多媒體數據庫技術研究的主要內容包括多媒體數據模型、查詢處理、體系結構及用戶接口技術等。29任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底五、多媒體數據庫技術多媒體數據是多種媒體〔數字、字符、圖形、六、超文本和超媒體技術多媒體系統中的媒體種類繁多且數據量巨大，各種媒體之間既有差異又有信息上的關聯。處理大量多媒體信息主要有兩種途徑：一是利用上述的多媒體數據庫系統，以存儲和檢索特定的多媒體信息；二是使用超文本和超媒體，它們一般采用面向對象的信息組織和管理形式，是管理多媒體信息的一種有效方法。1965年TedNelson在計算機上處理文本文件時想出了一種把相關文本組織在一起，讓計算機能夠響應人的思維以及能夠方便地獲取所需要的信息的方法。他為這種方法杜撰了一個詞——超文本〔Hypertext〕。實際上，這個詞的真正含義是“鏈接〞，用來描述計算機中的文件的組織方法，后來人們把用這種方法組織的文本稱為“超文本〞，我們瀏覽的網頁中的文本即為超文本，文件格式通常為html或htm。超媒體〔Hypermedia〕不僅可以包含文字，還可以包含圖形、圖像、聲音、動畫和視頻片斷，而且這些媒體之間也可以通過超鏈接組織在一起。超媒體與超文本之間的不同之處是，超文本主要是以文字的形式表示信息，建立的鏈接關系主要是文句之間的鏈接關系。超媒體除了使用文本外，還使用圖形、圖像、聲音、動畫或影視片斷等多種媒體來表示信息，建立的鏈接關系是文本、圖形、圖像、聲音、動畫和影視片斷等媒體之間的鏈接關系。30任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底六、超文本和超媒體技術多媒體系統中的媒體種類繁多且數據量巨大七、流媒體技術流媒體技術是指把視頻和音頻信息經過壓縮處理后發布在網站效勞器上，由網站效勞器向用戶計算機順序或實時地傳送各個壓縮包，讓用戶一邊下載一邊觀看，而不需要等整個文件下載到自己的計算機上才可以觀看的技術。目前，流媒體技術在在線視頻和音頻點播、在線教育、網上新聞發布等方面得到廣泛應用，如圖1-9所示。圖1-9使用流媒體技術播放在線視頻31任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底七、流媒體流媒體技術是指把視頻和音頻信息經過壓縮處理后發布在流媒體技術是網絡技術及音視頻技術的有機結合，具體包括流媒體的制作、發布、傳輸及播放等技術。其中，在流媒體制作方面，需要將音頻、視頻文件壓縮成適合流媒體傳輸的格式。例如，MP3、WMA等格式的音頻文件，MP4、FLV等格式的視頻文件都是流媒體格式文件。在流媒體傳輸協議方面，目前一般采用RTSP實時傳輸協議。知識庫使用流媒體技術播放視頻、音頻時，會在用戶端的計算機上創立一個緩沖區，在播放前預先下載一段數據作為緩沖，當網速小于播放所耗的速度時，播放程序會取用緩沖區內的數據，從而防止播放中斷，確保播放品質。32任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底流媒體技術是網絡技術及音視頻技術的有機結合，具體包括流媒體的順序流式傳輸：按播放的時間順序下載音視頻壓縮包，邊下載邊播放，但用戶看到的內容和效勞器傳輸的內容有一個時間上的延后。在此方式下，用戶只能按播放時間順序觀看內容，而不能進行快進等操作。實時流式傳輸：效勞器按用戶的播放需求實時傳送音視頻壓縮包，用戶可在播放過程中通過快進或后退以觀看前面或后面的內容。流式技術分為兩種，一是順序流式傳輸，二是實時流式傳輸，下面分別介紹。33任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底順序流式傳輸：按播放的時間順序下載音視頻壓縮包，邊下載邊播放八、虛擬現實技術虛擬現實〔VirtualReality，VR〕是伴隨多媒體技術開展起來的計算機新技術，是指利用計算機技術生成一個逼真的視覺、聽覺、觸覺及嗅覺等的感覺世界，用戶可以用人的自然技能與該虛擬環境進行交互，如圖1-10所示。圖1-10虛擬地圖和虛擬駕車34任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底八、虛擬現實虛擬現實〔VirtualReality，VR〕沉浸感：指虛擬環境的逼真程度。理想的虛擬環境應具有一切人所具有的感知功能，到達使用戶難以分辨真假的程度。目前虛擬現實技術所具有的感知功能包括視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。虛擬現實系統的特點1多媒體技術啟蒙階段的標志性事件是1984年美國Apple〔蘋果〕公司首先在Macintosh計算機上引入位圖等技術，并提出了視窗和圖標的用戶界面形式，從而使計算機辭別了枯燥無味的黑白顯示風格，開始走向視窗化、彩色化的新征程。虛擬現實技術近年來被廣泛應用于汽車和飛機駕駛模擬、建筑設計、產品展示、醫療、教育培訓、文化娛樂等方面。下面簡單講解虛擬現實系統的特點和分類。35任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底沉浸感：指虛擬環境的逼真程度。理想的虛擬環境應具有一切人所具交互性：指用戶通過自然技能對虛擬環境內物體的可操作程度和從環境中得到反響的自然程度。這里的自然技能可以是人的頭部轉動、眼睛轉動、手勢或其他身體動作。例如，可以用手去直接抓取虛擬環境中的物體，而且手有握著東西的感覺，還可以感覺物體的重量，被抓住的物體也可以隨著手的移動而移動。自主性：指虛擬環境中物體按操作者的要求進行自主運動的程度。例如，當受到力的推動時，物體會向力的方向移動或翻倒。36任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底交互性：指用戶通過自然技能對虛擬環境內物體的可操作程度和從環知識庫虛擬現實系統的建模設備包括VR攝像機、3D掃描儀等；交互設備包括數據手套、數據服裝、三維鼠標等；顯示設備包括頭戴式顯示器、液晶光閘眼鏡、智能眼鏡等，它們也具備交互功能。37任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底知識庫虛擬現實系統的建模設備包括VR攝像機、3D掃描儀等；交桌面式虛擬現實系統〔DesktopVR〕：通過計算機屏幕、投影屏幕等作為用戶觀察虛擬環境的一個窗口，用戶使用一些簡單外部設備〔如液晶顯示光閘眼鏡和三維鼠標〕就可觀看和操縱虛擬環境中的物體。虛擬現實系統的分類2根據虛擬環境、使用目的和應用對象的不同，虛擬現實系統可以分為以下3類。沉浸式虛擬現實系統〔ImmersiveVR〕：又稱為佩戴型虛擬現實系統，是利用頭盔顯示器和數據手套等各種交互設備把用戶的視覺、聽覺和其他感覺封閉起來，使用戶完全沉浸在計算機生成的虛擬環境之中，并利用這些交互設備游弋于虛擬環境。38任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底桌面式虛擬現實系統通過計算機屏幕、投影屏幕等作為用戶觀察虛擬分布式虛擬現實系統〔DistributedVR〕：是基于網絡的虛擬顯示系統，即在沉浸式虛擬現實系統的根底上，將位于不同物理位置的多個用戶或多個虛擬環境通過網絡相連，并共享信息。目前，分布式虛擬現實系統主要應用于遠程虛擬會議、虛擬醫學會診、虛擬戰爭模擬等領域。提示除虛擬現實技術外，目前流行的還有增強現實技術〔AugmentedReality，AR〕。增強現實技術是把真實環境和虛擬環境結合起來的一種技術，真正到達了亦真亦幻的境界。39任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底分布式虛擬現實系統是基于網絡的虛擬顯示系統，即在沉浸式虛擬現任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底一、多媒體硬件系統目前的普通計算機都具有多媒體功能，能夠完成常規多媒體信息的處理。但如果要對多媒體信息進行更多處理，那么還需要為多媒體系統配置音頻設備、圖像設備、視頻設備和存儲設備等。基本設備（普通計算機）1包括主機、顯示器、鍵盤和鼠標等，如圖1-11所示。其中，主機是整個多媒體系統的核心。計算機的根本硬件如主板、CPU、顯卡、內存、硬盤和光驅等都包含在主機中。圖1-11多媒體根本硬件設備40任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底一CPU是整個計算機的核心，用于對信息進行處理和控制。41顯卡用于處理和輸出圖形信息。內存用于臨時存儲需要被CPU處理的數據。硬盤用來存儲數據。主板是計算機中其他所有配件的載體，并提供各種輸入/輸出接口。對于經常處理圖形、動畫或視頻的多媒體計算機，需要配置高性能的CPU和顯卡及容量較大的內存和硬盤，并且主板上有較為齊全的外設接口。此外，也可購置專業的圖形工作站。任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底CPU是整個計算機的核心，用于對信息進行處理和控制。41顯卡音頻設備2音頻設備包括聲卡、音箱、麥克風、耳機、錄音機等。聲卡是多媒體計算機的必備硬件之一，其主要作用是完成音頻信號的A/D〔模擬音頻轉數字音頻〕和D/A〔數字音頻轉模擬音頻〕轉換，以及數字音頻的壓縮、解壓縮和播放等功能。其他所有音頻設備都需要插在聲卡的接口上。現在幾乎所有計算機的主板都集成有聲音處理芯片，用來代替聲卡。因此，如果用戶只是進行一般的多媒體信息處理，無需再為計算機單獨配置聲卡；但如果用戶對聲音的要求較高，那么需要購置一塊高性能的聲卡，圖1-12所示為一塊常見的聲卡。圖1-12聲卡42任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底音頻設備2音頻設備包括聲卡、音箱、麥克風、耳機、錄音機等。聲圖像設備3圖像設備包括掃描儀、打印機、數碼相機等。其中，掃描儀用來將印刷品圖像輸入到電腦中；打印機用來將文檔或圖像等打印輸出到紙張上。43任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底圖像設備3圖像設備包括掃描儀、打印機、數碼相機等。其中，掃描視頻設備4視頻設備包括視頻采集卡〔見圖1-13〕、攝像機〔見圖1-14〕、錄像機、電視機、投影儀等。其中，視頻采集卡分為外置和內置兩種，用來采集攝像機、錄像機等視頻源中的視頻，將這些設備錄制的模擬視頻信號轉換成數字視頻信號，傳輸到電腦中進行存儲和播放；錄像機目前主要用于監控領域；投影儀用于將電腦輸出的信息投影到大屏幕上。圖1-14攝像機圖1-13視頻采集卡44任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底視頻設備4視頻設備包括視頻采集卡〔見圖1-13〕、攝像機〔見大容量存儲設備5制作多媒體作品時，需要用到大量的圖像、文本、聲音、視頻等素材，因此需要大容量的存儲設備。用戶可使用大容量的硬盤、光盤或U盤等來存儲這些數據。45任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底大容量存儲設備5制作多媒體作品時，需要用到大量的圖像、文本、二、多媒體創作軟件多媒體創作軟件用于編輯、處理和組織多媒體數據。多媒體創作軟件有很多，不同的軟件適用于不同多媒體信息的處理。按照處理對象的不同，可以將這些軟件分為文字編輯軟件、圖形圖像處理軟件、音頻處理軟件、動畫制作軟件、視頻處理軟件和多媒體綜合制作軟件等。46文字編輯軟件：常用的文字編輯軟件有Word、WPS等，它們都是功能強大的文檔編輯軟件，可以在文檔中輸入文本，以及插入圖像、圖形等多媒體元素。任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底二、多媒體創作軟件多媒體創作軟件用于編輯、處理和組織多媒體數47圖形圖像處理軟件：用于處理圖像的常用軟件有Photoshop、美圖秀秀、光影魔術手等；用于繪制和處理圖形的軟件有Illustrator和CorelDRAW等。其中，Photoshop、Illustrator和CorelDRAW是專業的圖像和圖形處理軟件，功能強大但不易上手；美圖秀秀、光影魔術手是工具式的圖像處理軟件，簡單易用。音頻處理軟件：常用的音頻處理軟件有AdobeAudition、SoundForge、WaveEdit、GoldWave等，這些軟件都有音頻錄制、編輯、效果處理、格式轉換等功能。任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底47圖形圖像處理軟件：用于處理圖像的常用軟件有Photosh48動畫制作軟件：計算機動畫可分為二維動畫和三維動畫兩種類型。常用的二維動畫制作軟件有Animate〔以前名為Flash〕、GIFConstructionSet和AnimatorStudio等；三維動畫制作軟件有3dsMax、AnimatorPro、Maya、Cool3D和Poser等。視頻處理軟件：常用的視頻處理軟件有AdobePremiere〔主要用于剪輯和合成視頻〕、AfterEffects〔主要用于制作視頻特效〕、會聲會影〔主要用于編輯視頻〕、格式工廠〔主要用于轉換視頻格式〕、愛剪輯〔主要用于剪輯視頻〕等。動畫制作軟件：利用多媒體綜合軟件可以對文本、聲音、圖像、視頻等多種媒體元素進行控制和管理，并按要求連接成完整的多媒體作品。常用的多媒體綜合制作軟件有Authorware和PowerPoint等。任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底48動畫制作軟件：計算機動畫可分為二維動畫和三維動畫兩種類型任務實施模擬選購多媒體硬件

登錄京東商城〔s://jd〕，模擬選購前面介紹的多媒體硬件設備，包括查看規格參數、價格等，如圖1-15所示。49圖1-15模擬選購多媒體設備任務三了解多媒體硬件和創作軟件工程一多媒體技術根底任務實施登錄京東商城〔s://jd〕任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底50開發一個內容豐富的多媒體作品是一項系統工程，一般需要圖1-16所示的流程。圖1-16多媒體工程開發流程任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底50一、需求分析多媒體工程的需求分析應包含三方面內容：目標、信息接受者和實際制作因素。可向客戶進行咨詢，以明確設計目標和要求。一般應詢問以下問題：①該多媒體工程要到達什么目標；②該多媒體工程的受眾是誰；③該多媒體工程的交付介質是什么；④提供什么資料；⑤開發時限；⑥開發預算；⑦將來是否升級等。通過上述問題，可以確定包括財務預算、時間進度、實現手段等內容，從而便于確定方案。進行需求分析后，便可著手編寫方案書。客戶在簽訂合同時，通常以方案書作為產品的最終標準，因此不能過于簡單。方案書應包含作品名稱、作品類型、受眾分析、內容分析、所需硬件和軟件、所需素材、本錢分析、開發方案和人員分工等內容。在編寫方案書時，應根據自身條件和客戶需求，本著實事求是的態度進行編寫。51任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底一、需求分析多媒體工程的需求分析應包含三方面內容：目標、信息相關知識二、規劃設計確定方案后，便要開始構思工程結構，規劃工程的整體框架、大致界面、層次結構和交叉跳轉等。最好設計一個明確的制作思路，并編寫腳本。腳本應包括腳本內容和控制路徑兩個方面。52腳本內容應對項目各個部分所需要的媒體和表現方式進行設計，并用文字描述出來。控制路徑即創建一個流程圖，使項目結構更加形象。腳本的設計過程實際上是一個創意過程，創意的好壞取決于設計人員對需要表現內容的理解和制作人員的水平，它很大程度上決定了多媒體作品的最終質量。任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底相關知識二、規劃設計確定方案后，便要開始構思工程結構，規劃工三、素材采集與加工素材的準備在多媒體工程的制作中非常重要，做好素材的準備工作，可以使多媒體工程的制作事半功倍。其中，素材的采集可以由多人分工合作，通過各種途徑獲取已有的媒體素材，但要注意素材的版權問題。采集好素材后，應統一各類媒體素材的壓縮標準和格式，以到達視覺和聽覺效果的統一，還應根據工程需要對媒體素材進行編輯加工。53任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底三、素材采集素材的準備在多媒體工程的制作中非常重要，做好素材四、作品集成作品集成的主要任務是將處理好的多媒體素材按照設計腳本連接起來，集成為完整的多媒體應用工程。例如，對于視頻類工程，可以利用Premiere軟件進行合成；對于Web類工程，可利用Web開發軟件或編程語言進行集成，如Dreamweaver軟件和PHP編程語言等。54五、項目測試與修改完成多媒體工程的制作后，必須對其進行測試，并對有問題的局部進行修改，必要時還可對界面和運行速度等進行優化，使多媒體工程到達最正確效果。工程的調試要貫穿工程制作的始終，每當完成一個模塊就要對其進行測試，將各個模塊連接后還要進行總體測試。問題發現得越早，浪費的人力、物力就越少。任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底四、作品集成作品集成的主要任務是將處理好的多媒體素材按照設計六、試用、完善與發布當多媒體工程完成調試后，便可將其生成一個可用的文件，交給用戶進行試用，并在試用過程中不斷對產品進行完善。具體方法如下：55用戶實測：將產品交給多個用戶使用，測試是否能夠滿足用戶的需求。多環境實地觀測：在多種應用環境下測試產品的運行情況，檢查產品對各種操作平臺的支持性。任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底六、試用、完當多媒體工程完成調試后，便可將其生成一個可用的文56專家評估：聘請應用領域專家和計算機軟件開發專家對產品進行應用評估，并提出較為完整的評估報告。問卷與訪談：對盡可能多的用戶進行問卷調查，了解更多用戶意見。在試用后，根據用戶提出的意見，對工程進行完善。經過試用和完善后，便可將產品交付客戶使用或進行推廣發布了。任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底56專家評估：聘請應用領域專家和計算機軟件開發專家對產品進行任務實施分析書法欣賞視頻課程

掃描二維碼，觀看書法欣賞視頻課程〔見圖1-17〕，然后完成以下任務。57圖1-17書法欣賞視頻課程任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底任務實施掃描二維碼，觀看書法欣賞視頻課程〔見圖1-17〕，然任務實施分析書法欣賞視頻課程

〔1〕分析書法欣賞視頻課程的籌劃方案，在表1-1中填寫相關內容。58表1-1“書法欣賞〞視頻課程籌劃方案項目名稱

項目類型

制作目的

受眾用戶

內容結構

開發環境

需要準備的素材

開發時間

運行環境〔2〕討論“書法欣賞〞視頻課程的開發流程。任務四了解多媒體工程開發流程工程一多媒體技術根底任務實施〔1〕分析書法欣賞視頻課程的籌劃方案，在表1-1中填59易懂性：多媒體工程界面的設計應使人容易領會和理解，可以讓用戶無障礙地使用其各項功能。具體而言，應做到界面術語標準化，擁有圖形或文字提示，擁有幫助功能等。多媒體工程界面應盡可能地使各種元素均勻分布，而不是擠在一起，使用戶感到視覺疲勞。平衡性：任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底59易懂性：多媒體工程界面的設計應使人容易領會和理解，可以讓任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底一、多媒體項目界面設計原則多媒體工程界面是多媒體工程的門面，它決定了用戶對多媒體工程的第一印象。多媒體工程界面的設計是一門藝術，一般應遵循以下幾個原那么。60一致性：多媒體工程所有界面的整體感覺要前后一致，不能給人雜亂無章的印象。具體而言，就是在形式和格式上要一致，控制按鈕和圖標也應一致。多媒體工程的界面在完成預定功能的前提下，越簡單越好，應使用戶的注意力放在多媒體工程的內容和功能上，而不是僅僅放在界面的美觀上。簡潔性：任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底一、61文字標準性：多媒體工程界面中的文字應簡潔標準，不易產生歧義。除關鍵字和特殊用語外，同一組或同一行的文字應使用同一種字型。當多媒體工程界面中必須使用大量文字時，應盡量采取分頁措施。多媒體工程界面中色彩的應用對其顯示效果的影響很大，和諧的色彩搭配可以令用戶心情愉悅，且不易產生疲勞。色彩和諧性：任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底61文字標準性：多媒體工程界面中的文字應簡潔標準，不易產生歧二、多媒體項目界面色彩應用色彩在多媒體工程界面的設計中占有重要地位，合理地應用色彩可以使簡單的界面看起來令人賞心悅目。在多媒體工程界面中應用色彩時，應注意區域的劃分、主次的引導，以及主題的襯托。下面對色彩的一些根底知識進行介紹。62色彩的三原色1三原色是色彩構成的根本要素，所謂三原色，是指紅、綠、藍〔RGB〕。三原色中的任意一色都不能由另外兩種原色混合產生，而其他色可由這三種原色按照一定的比例混合出來。由三原色混合產生的顏色稱為間色，如圖1-18所示。三原色是指紅、綠、藍(RGB)由三原色混合產生的顏色稱為間色，比如黃色、紫色、青色等圖1-18色彩的三原色任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底二、多媒體項目界面色彩應用色彩在多媒體工程界面的設計中占有重63色彩的三要素2色相、明度和純度稱為色彩三要素，它們是色彩最根本的屬性。色相：色相是一個顏色的本身固有色，可以理解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。色相是顏色最主要的特征。多媒體工程界面中色彩的應用對其顯示效果的影響很大，和諧的色彩搭配可以令用戶心情愉悅，且不易產生疲勞。明度：純度：純度是指色彩的鮮艷程度，也稱為彩度，如各色相都是純色，純度最高，但紅加白就沒那么純了。任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底63色彩的三要素2色相、明度和純度稱為色彩三要素，它們是色彩64色彩心理效應3色彩能影響人的心理，在設計多媒體工程界面時應考慮色彩的心理因素。下面介紹不同色彩對人心理的影響。冷暖：有的色彩能讓人聯想到天空、流水、雪景和冰塊等，這種顏色叫冷色，如白色、藍色和青色等；有的色彩讓人聯想到太陽、火焰等，這種顏色稱為暖色，如黃色、紅色和橙色等。兩個相同形狀、相同大小的物體，在相同背景但不同色彩襯托下，會給我們不同的距離感。例如，黑與白，我們會感覺白色大，黑色小；紅與藍，我們會感覺紅色大，藍色小。使物體顯得大的顏色被稱為前進色，反之那么稱為后退色。通常，冷色后退、收縮，暖色前進、膨脹；高純度的顏色顯得大，低純度的顏色顯得小；從明度上看，明度高前進、膨脹，明度低那么相反。膨脹：任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底64色彩心理效應3色彩能影響人的心理，在設計多媒體工程界面時65輕重感：色彩能使人產生輕重感。通常，明度越高越輕，反之那么越重，白色最輕，黑色最重。多媒體工程界面中色彩的應用對其顯示效果的影響很大，和諧的色彩搭配可以令用戶心情愉悅，且不易產生疲勞。情緒：紅色：紅色給人熱情、歡樂之感，通常用來表現熾熱、生命、活力等信息。下面是幾種常見顏色帶給人的心理感覺。任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底65輕重感：色彩能使人產生輕重感。通常，明度越高越輕，反之那66藍色：藍色給人冷靜、寬廣之感，通常用來表現未來、高科技、思維等信息。黃色給人溫暖、輕快之感，通常用來表現溫暖、光明、希望等信息。黃色：綠色：綠色給人清新、平和之感，通常用來表現生長、生命等信息。任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底66藍色：藍色給人冷靜、寬廣之感，通常用來表現未來、高科技、67橙色：橙色給人興奮、成熟之感。紫色給人幽雅、高貴之感，通常用來表現悠久、深奧、理智、高貴、冷漠等信息。紫色：白色：白色給人純潔、高尚之感，通常用它來表現潔凈、寒冷等信息。任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底67橙色：橙色給人興奮、成熟之感。紫色給人幽雅、高貴之感，通任務實施分析酒店自助入住系統主界面

翻開本書配套素材“素材與實例〞>“工程一〞文件夾中的“酒店系統界面.jpg〞圖像，如圖1-19所示，結合多媒體工程界面設計原那么分析該酒店自助入住系統主界面的優缺點。68圖1-19酒店自助入住系統主界面任務五了解多媒體工程界面設計工程一多媒體技術根底任務實施翻開本書配套素材“素材與實例〞>“工程一〞文件夾中的項目總結本工程主要介紹了多媒體技術的相關概念、多媒體關鍵技術、多媒體硬件和創作軟件、多媒體工程開發流程，以及多媒體工程界面設計的相關知識。通過本工程的學習，讀者應重點掌握以下知識。69媒體分為感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲媒體和傳輸媒體5種類型。多媒體技術是指利用計算機綜合處理文本、圖形、圖像、聲音、動畫和視頻等媒體的技術，具有集成性、實時性和交互性等特點。多媒體數據的最大特點是數據量極為巨大，同時又存在獲得高壓縮比的可能性，因此，對多媒體數據進行壓縮/解壓縮是多媒體技術中非常關鍵的技術。工程一多媒體技術根底項目總結本工程主要介紹了多媒體技術的相關概念、多媒體關鍵技項目總結70虛擬現實是指利用計算機技術生成一個逼真的視覺、聽覺、觸覺及嗅覺等的感覺世界，用戶可以用人的自然技能與該虛擬環境進行交互。完整的多媒體計算機系統是由硬件系統和軟件系統兩局部組成的。硬件系統主要由主機和音頻設備、圖像設備、視頻設備和存儲設備等組成；軟件系統主要由操作系統及各種多媒體應用軟件組成。一般多媒體工程的開發流程為：需求分析>規劃設計>素材采集與加工>作品集成>工程測試與修改>發布與評價。多媒體工程界面的設計一般應遵循一致性、簡潔性、易懂性、平衡性、文字標準性和色彩和諧性的原那么。工程一多媒體技術根底項目總結70虛擬現實是指利用計算機技術生成一個逼真的視覺、多媒體技術基礎

第一局部工程規劃篇工程一多媒體技術基礎第一局部工程一多媒體技術是一種迅速開展的綜合性電子信息技術。它使計算機具備了綜合處理文字、音頻、圖像、視頻和動畫的能力，幫助人們創作了許多豐富多彩、賞心悅目的作品，給人們的生活、工作和學習增添了色彩和樂趣。本工程將介紹多媒體技術的概念、特點、應用領域及多媒體的關鍵技術和工程開發流程等根底知識。工程一多媒體技術根底72多媒體技術是一種迅速開展的綜合性電子信息技術。它使計算機具備工程一多媒體技術根底01掌握媒體、多媒體與多媒體技術的概念02了解多媒體技術的應用領域03了解多媒體技術的產生和發展05了解多媒體硬件和創作軟件04了解多媒體關鍵技術06了解多媒體項目開發流程07掌握多媒體項目界面的設計原則和色彩應用73工程一多媒體技術根底01掌握媒體、多媒體與多媒體技術的概任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底如今，多媒體技術的應用在我們的生活中無處不見，無論是使用計算機觀看影片、聽音樂、制作文檔，還是通過Internet與他人進行視頻聊天，都屬于多媒體技術的應用范疇。那么，什么是多媒體技術？多媒體技術有什么特點？下面便來尋找這些問題的答案。74任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底如今，多媒一、媒體、多媒體與多媒體技術媒體1媒體〔Medium〕泛指承載或傳播信息的載體。由于信息被人們感知并加以表示、顯現、存儲或傳輸的載體各不相同，因此，按照ITU-T〔國際電信聯盟遠程通信標準化組織〕建議的定義，媒體有以下5類：感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲媒體和傳輸媒體。指能直接作用于人的感覺器官，使人產生直接感覺的信息，如聲音、文字、圖形、圖像、視頻和動畫等。感覺媒體〔PerceptionMedium〕：75任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底一、媒體、多媒體與多媒體技術媒體1媒體〔Medium〕泛指承表示媒體〔RepresentationMedium〕：信息本身是無形的，要使信息能被人理解和利用，必須通過一定的方法將其表示出來。表示媒體就是為表示、處理和傳輸感覺媒體而人為研究和構造出來的一種媒體，在計算機中主要表達為各種編碼方式〔如字符編碼、圖像編碼、音頻編碼和視頻編碼等〕和文件格式。表現媒體〔PresentationMedium〕：用于輸入和輸出信息的設備。其中，輸入表現媒體包括鍵盤、攝像機和話筒等；輸出表現媒體包括顯示器、音箱、打印機和投影儀等。在沒有經過表現媒體的輸出之前，不能看到或聽到表示媒體的任何效果。76任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底表示媒體信息本身是無形的，要使信息能被人理解和利用，必須通過存儲媒體〔StorageMedium〕：用于存放信息的設備，包括硬盤、光盤和存儲卡等。表示媒體的各種數據在計算機中都是以文件的形式存儲的。傳輸媒體〔TransmissionMedium〕：用于傳送信息的物理傳輸介質，包括雙絞線、光纖和無線電波等。77任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底存儲媒體用于存放信息的設備，包括硬盤、光盤和存儲卡等。表示媒我們以“書法欣賞〞在線課程為例說明上述5類媒體，如圖1-1所示。存儲媒體表示媒體傳輸媒體圖1-15類媒體示意(1)用戶在顯示器中直觀看到的“書法欣賞.flv〞在線課程為感覺媒體。78任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底我們以“書法欣賞〞在線課程為例說明上述5類媒體，如圖1-1所(2)呈現“書法欣賞.flv”在線課程的顯示器是表現媒體。(3)“書法欣賞.flv”在線課程使用FLV視頻編碼和格式表示，FLV視頻編碼和格式為表示媒體。。(4)存儲“書法欣賞.flv”在線課程文件的服務器硬盤是存儲媒體。(5)通過網絡傳輸“書法欣賞.flv”在線課程用到的雙絞線、光纖等屬于傳輸媒體。79任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底(2)呈現“書法欣賞.flv”在線課程的顯示器是表現媒體。(多媒體2多媒體〔Multimedia〕是指組合兩種或兩種以上媒體的一種信息交流和傳播媒體。它不僅是多種媒體的有機集成，而且提供交互式界面。例如，前面提到的“書法欣賞〞在線課程，不僅包含圖像、視頻、聲音和動畫等媒體，還可讓學員控制播放進程、記筆記和提問等，如圖1-2所示。圖1-2“書法欣賞〞在線課程80任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底多媒體2多媒體〔Multimedia〕是指組合兩種或兩種以上多媒體技術3多媒體技術是指利用計算機對文字、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等多種媒體信息進行數字化采集、編碼、存儲、加工等處理，整合在一定的交互式界面上并傳播的技術。例如，“書法欣賞〞在線課程的制作，便是首先收集圖形、圖像、音頻、視頻等素材，然后對這些素材進行各種加工處理并合成，最后利用編程語言制作交互功能，最終形成一個多媒體作品并通過網絡傳播。81任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底多媒體技術3多媒體技術是指利用計算機對文字、圖形、圖像、音頻二、多媒體技術的特點根據多媒體技術的定義可以看出其有幾個顯著的特點，即多樣性、集成性、交互性和實時性。多樣性：利用多媒體技術可以綜合處理文字、圖形、圖像、音頻、視頻和動畫等多種媒體信息，從而使信息的表現形式多樣化、形象化。集成性：所謂多媒體技術的集成性，一方面是指把不同的媒體設備集成在一起，形成一個完整的多媒體支持系統；另一方面是指將文字、圖形、圖像、聲音和視頻等多種媒體信息進行有機組合，建立起相互的邏輯關聯并集成在一起。82任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底二、多媒體技術的特點根據多媒體技術的定義可以看出其有幾個顯著交互性：多媒體系統的交互性是其區別于傳統媒體系統的最重要特征，是指用戶能夠對多媒體系統的運行進行控制，使其按用戶的需要提供有效信息。例如，傳統電視系統的媒體信息是單向流通的，電視臺播放什么內容，用戶只能接收什么內容，而新興的多媒體系統——視頻網站可以讓用戶搜索和播放自己喜歡的節目，并可控制節目的播放進程。實時性：多媒體系統中的多種媒體信息在時間上存在緊密聯系，需要實時、同步播放，從而使人與多媒體系統交互時感覺好似面對面一樣。例如，網絡視頻聊天需要實時傳輸音視頻信息；音頻與視頻畫面需要同步播放。83任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底交互性：多媒體系統的交互性是其區別于傳統媒體系統的最重要特征三、多媒體技術的應用領域教育與培訓1利用多媒體技術進行教育或培訓工作，內容直觀、生動，能起到很好的教學效果。例如，在教育領域得到廣泛應用的多媒體計算機輔助教學〔ComputerAssitedInstruction，簡稱CAI〕，通過將圖、文、聲、像有機組合，能夠多角度地展示教學內容，幫助教師將抽象的教學內容表達得更清晰、直觀，從而激發學生的學習興趣，提高學習效率。84任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底三、多媒體技術的應用領域教育與培訓1利用多媒體技術進行教育或此外，近年來涌現出來的在線課程和微課等也是多媒體技術在教育和培訓領域的典型應用。圖1-3為某在線課程網站。圖1-3在線課程網站85任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底此外，近年來涌現出來的在線課程和微課等也是多媒體技術在教育和電子出版物2電子出版物是多媒體技術與現代出版業相結合的產物。它是以電子數據的形式，把文字、圖像、影像、聲音等儲存在光盤、網絡等非紙張載體上并傳播，供人們閱讀的出版物，如圖1-4所示。與傳統印刷品出版物相比，電子出版物有如下優越性：①降低了出版物的本錢，縮短了出版周期，增強了出版的時效性；②存儲的信息量大且可長久保存；③檢索便捷，讀者可根據需要選擇閱讀內容。圖1-4電子書和電子報86任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底電子出版物2電子出版物是多媒體技術與現代出版業相結合的產物。多媒體網絡通信3通過多媒體網絡通信可以實現圖像、語音、動畫和視頻等多種媒體信息的實時傳輸，其帶來的應用包括可視、視頻會議〔見圖1-5〕、視頻直播、視頻聊天〔見圖1-6〕、多媒體郵件、遠程醫療等。圖1-5視頻會議圖1-6視頻聊天87任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底多媒體網絡通信3通過多媒體網絡通信可以實現圖像、語音、動畫和日常娛樂4通過多媒體技術，用戶可以在計算機或等設備上欣賞精彩的影片、動聽的音樂，以及玩好玩的游戲等。此外，還可以將、數碼相機、數碼攝像機拍攝的相片和視頻傳輸到計算機中進行存儲和處理，如制作電子相冊和個性化視頻等。88任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底日常娛樂4通過多媒體技術，用戶可以在計算機或等設備上欣商業服務5多媒體技術在商業領域得到廣泛應用。例如，可利用多媒體技術制作各種形式的商業廣告，開設網上商店，設計產品效果圖，展示產品等。圖1-7為利用多媒體技術制作的電子沙盤，可用于房產企業展示樓盤；圖1-8為利用多媒體技術設計的企業宣傳片截圖。圖1-7電子沙盤圖1-8企業宣傳片89任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底商業服務5多媒體技術在商業領域得到廣泛應用。例如，可利用多媒四、多媒體技術的發展啟蒙階段1多媒體技術啟蒙階段的標志性事件是1984年美國Apple〔蘋果〕公司首先在Macintosh計算機上引入位圖等技術，并提出了視窗和圖標的用戶界面形式，從而使計算機辭別了枯燥無味的黑白顯示風格，開始走向視窗化、彩色化的新征程。多媒體技術的概念起源于20世紀80年代，到現在為止其開展大致可以分為3個階段：啟蒙階段、標準化階段和蓬勃開展階段。90任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底四、多媒體技術的發展啟蒙階段1多媒體技術啟蒙階段的標志性事件標準化階段2自20世紀90年代至20世紀末，多媒體技術逐漸成熟，應用領域不斷擴大，所涉及的學科、行業越來越多，其產品的技術標準和實用化成為大家關注的問題。為此，相關廠商、國際標準化組織〔ISO〕和國際電信聯盟〔ITU〕等聯合制訂了多媒體產品的統一標準。例如，在多媒體硬件方面，Microsoft〔微軟〕公司于1990年聯合一些主要的計算機廠商和多媒體產品開發商，制訂了多媒體個人計算機〔MultimediaPersonalComputer，MPC〕的第一個標準〔MPC-1〕，確定了多媒體計算機硬件的最低配置要求；在圖像和視頻數字化壓縮方面，ISO〔國際標準化組織〕和ITU〔國際電信聯盟〕聯合制定了JPEG、MPEG和H.26X等國際標準。。91任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底標準化階段2自20世紀90年代至20世紀末，多媒體技術逐漸成蓬勃發展階段3進入21世紀后，隨著計算機軟硬件技術、通信技術、網絡技術等的不斷進步和相互交融，以及多媒體各種標準的制訂、升級和應用，多媒體技術已經從一個乳嬰成長為一個青年，并不斷向高分辨率、高交互、智能化和虛擬現實等方向開展。9292任務一初始多媒體技術工程一多媒體技術根底蓬勃發展階段3進入21世紀后，隨著計算機軟硬件技術、通信技術任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底一、數據壓縮與解壓縮技術娥圖像、視頻〔運動圖像〕和音頻是最常見的三類多媒體數據，它們最大的特點是數據量極為巨大。例如，一e段分辨率為1280×720，幀速率為24fps，時長為1分鐘的真彩色〔24位〕視頻，如果不經過任何壓縮處理，那么它占用的存儲空間為4320MB。提示以上結果由“視頻數據量=每幀圖像數據量×幀速率〔即每秒播放多少幀〕×視頻播放時間〔秒〕〞得出。其中，每幀圖像數據量=圖像總像素數〔1280×720〕×顏色深度〔24位〕。我們將在后面章節講解相關概念。93任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底一、數據提示多媒體信息存在許多冗余，數據壓縮的實質是通過編碼去掉這些冗余。例如，一幅圖像中的藍天和綠地，其中許多像素是相同的，如果逐點存儲，會浪費許多空間；又如，在視頻的相鄰幀中，如果只有運動物體有少許變化，那么只存儲差異局部即可。如此大的數據量，必然會對多媒體計算機的存儲器、數據處理部件及通信線路等造成巨大的壓力。為此，除了需要提高多媒體計算機本身的性能及通信線路的帶寬外，更重要的是要對多媒體數據進行有效的壓縮。數據壓縮是指按照一定的算法對數據進行重新組織〔編碼〕，以減少數據的冗余和存儲空間。被壓縮的對象是原始數據，壓縮后得到的數據是壓縮數據，兩者容量之比為壓縮比。目前常用的多媒體數據壓縮方法有兩類：一是無損壓縮，二是有損壓縮。94任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底提示多媒體信息存在許多冗余，數據壓縮的實質是通過編碼去提示我們把對多媒體數據采用的壓縮技術稱為編碼。目前，對圖像、視頻和音頻都有許多國際編碼標準。例如，視頻有MPEG系列編碼標準；圖像有JPEG編碼標準等。存儲在計算機中的視頻文件，都是經過編碼〔壓縮〕后得到的數字視頻，而我們利用視頻編輯軟件輸出視頻，或利用視頻格式轉換軟件轉換視頻格式，實質上都是對視頻進行相應編碼〔壓縮〕的過程。對于其他多媒體文件，如音頻、圖像等也是如此。利用多媒體播放軟件播放音視頻文件，實質上是對音視頻文件進行解壓縮〔解碼〕的過程。假設某視頻是利用H.264編碼進行編碼的，但播放軟件沒有內嵌該解碼器，那么它將不能播放該視頻文件。要注意的是，經壓縮后的多媒體數據依然占用很大的存儲空間，這決定了需要使用大容量的硬盤、光盤來存儲多媒體數據。此外，處理多媒體信息需要大量的計算，因此，需要為多媒體計算機配備高性能的CPU、顯卡、內存，并根據需要配置視頻采集卡等設備。95任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底提示要注意的是，經壓縮后的多媒體數據依然占用很大的存儲二、數字圖像技術數字圖像技術是利用計算機對圖像進行處理，使其更適合人眼或儀器的分辨，并傳達出特定信息的技術。數字圖像處理的過程包括輸入、處理和輸出：輸入即圖像采集和數字化，就是對模擬圖像信號進行采樣、量化、編碼處理后得到數字圖像，并將其以數字形式存儲到計算機中；處理是指按一定的要求對數字圖像進行修復、提高清晰度、藝術化等處理，以改善數字圖像的視覺效果；輸出是指將處理后的數字圖像通過顯示、打印等方式表現出來。數字圖像有靜止圖像和運動圖像〔如視頻〕兩種類型。我們將在工程三具體介紹靜止數字圖像的相關概念和處理技術。96任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底二、數字圖像數字圖像技術是利用計算機對圖像進行處理，使其更適三、數字音頻技術多媒體技術中的數字音頻技術包括聲音采集及回放技術、聲音識別技術和聲音合成技術三個方面。這三個方面的技術在計算機硬件上都是通過“聲卡〞實現的。聲卡具有將模擬的聲音信號數字化的功能。數字化后的信號可作為計算機文件進行存儲或處理。同時聲卡還具有將數字化音頻信號轉換成模擬音頻信號而回放出來的功能。而數字聲音處理、聲音識別和聲音合成那么是通過計算機軟件來實現的。我們將在工程四具體介紹數字音頻的相關概念和處理技術。97任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底三、數字音頻多媒體技術中的數字音頻技術包括聲音采集及回放技術四、數字視頻技術數字視頻技術一般包括視頻采集及回放、視頻編輯和三維動畫視頻制作等。視頻采集及回放與音頻采集及回放類似，需要有視頻采集卡和相應軟件的支持。不同的是在視頻采集時要考慮制式〔NTSC制、PAL制等〕和每秒幀數的問題。我們將在工程五具體介紹數字視頻的相關概念和處理技術。提示我們在日常生活中使用數碼相機、或DV拍攝的影像，都已在拍攝過程中完成數字化并保存在存儲卡上，可直接傳輸到計算機中進行處理，不需要再進行采集操作。但對于傳統電視機、攝像機中的模擬視頻，那么需要使用視頻采集卡進行采集，以將模擬視頻信號通過采樣、量化、編碼處理后轉為數字視頻，存儲在計算機中進行處理。98任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底四、數字視頻數字視頻技術一般包括視頻采集及回放、視頻編輯和三五、多媒體數據庫技術多媒體數據是多種媒體〔數字、字符、圖形、圖像、聲音和視頻等〕的有機集成。由于多媒體數據種類繁多，數據量十分龐大，各種數據之間的語義聯系非常復雜，表達形式多樣，傳統的數據庫難以對這些媒體信息進行有效管理，因此產生了一種全新的數據庫——多媒體數據庫〔MultiMediaDataBase，MMDB〕。多媒體數據庫管理系統〔MultiMediaDataBaseManagementSystem，MMDBMS〕是一個以多媒體數據庫為根底的多媒體應用。該應用能夠完成對多媒體數據庫的各種操作及管理功能，如對多媒體數據庫的定義、創立、查詢、訪問、刪除等。多媒體數據庫技術研究的主要內容包括多媒體數據模型、查詢處理、體系結構及用戶接口技術等。99任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底五、多媒體數據庫技術多媒體數據是多種媒體〔數字、字符、圖形、六、超文本和超媒體技術多媒體系統中的媒體種類繁多且數據量巨大，各種媒體之間既有差異又有信息上的關聯。處理大量多媒體信息主要有兩種途徑：一是利用上述的多媒體數據庫系統，以存儲和檢索特定的多媒體信息；二是使用超文本和超媒體，它們一般采用面向對象的信息組織和管理形式，是管理多媒體信息的一種有效方法。1965年TedNelson在計算機上處理文本文件時想出了一種把相關文本組織在一起，讓計算機能夠響應人的思維以及能夠方便地獲取所需要的信息的方法。他為這種方法杜撰了一個詞——超文本〔Hypertext〕。實際上，這個詞的真正含義是“鏈接〞，用來描述計算機中的文件的組織方法，后來人們把用這種方法組織的文本稱為“超文本〞，我們瀏覽的網頁中的文本即為超文本，文件格式通常為html或htm。超媒體〔Hypermedia〕不僅可以包含文字，還可以包含圖形、圖像、聲音、動畫和視頻片斷，而且這些媒體之間也可以通過超鏈接組織在一起。超媒體與超文本之間的不同之處是，超文本主要是以文字的形式表示信息，建立的鏈接關系主要是文句之間的鏈接關系。超媒體除了使用文本外，還使用圖形、圖像、聲音、動畫或影視片斷等多種媒體來表示信息，建立的鏈接關系是文本、圖形、圖像、聲音、動畫和影視片斷等媒體之間的鏈接關系。100任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底六、超文本和超媒體技術多媒體系統中的媒體種類繁多且數據量巨大七、流媒體技術流媒體技術是指把視頻和音頻信息經過壓縮處理后發布在網站效勞器上，由網站效勞器向用戶計算機順序或實時地傳送各個壓縮包，讓用戶一邊下載一邊觀看，而不需要等整個文件下載到自己的計算機上才可以觀看的技術。目前，流媒體技術在在線視頻和音頻點播、在線教育、網上新聞發布等方面得到廣泛應用，如圖1-9所示。圖1-9使用流媒體技術播放在線視頻101任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底七、流媒體流媒體技術是指把視頻和音頻信息經過壓縮處理后發布在流媒體技術是網絡技術及音視頻技術的有機結合，具體包括流媒體的制作、發布、傳輸及播放等技術。其中，在流媒體制作方面，需要將音頻、視頻文件壓縮成適合流媒體傳輸的格式。例如，MP3、WMA等格式的音頻文件，MP4、FLV等格式的視頻文件都是流媒體格式文件。在流媒體傳輸協議方面，目前一般采用RTSP實時傳輸協議。知識庫使用流媒體技術播放視頻、音頻時，會在用戶端的計算機上創立一個緩沖區，在播放前預先下載一段數據作為緩沖，當網速小于播放所耗的速度時，播放程序會取用緩沖區內的數據，從而防止播放中斷，確保播放品質。102任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底流媒體技術是網絡技術及音視頻技術的有機結合，具體包括流媒體的順序流式傳輸：按播放的時間順序下載音視頻壓縮包，邊下載邊播放，但用戶看到的內容和效勞器傳輸的內容有一個時間上的延后。在此方式下，用戶只能按播放時間順序觀看內容，而不能進行快進等操作。實時流式傳輸：效勞器按用戶的播放需求實時傳送音視頻壓縮包，用戶可在播放過程中通過快進或后退以觀看前面或后面的內容。流式技術分為兩種，一是順序流式傳輸，二是實時流式傳輸，下面分別介紹。103任務二了解多媒體關鍵技術工程一多媒體技術根底順序流式傳輸：按播放的時間順序下載音視頻壓縮包，邊下載邊播放八、虛擬現實技術虛擬現實〔VirtualReality，VR〕是伴隨多媒體技術開展起來的計算機新技術，是指利用計算