第7章多媒體技術及其應用內容提要本章主要介紹多媒體技術、多媒體創作工具及其應用。包括多媒體、超媒體、超文本的概念，視頻、音頻等各種媒體技術及其制作工具。通過本章學習，要求初步掌握多媒體技術及其應用，了解超文本、超媒體的組成和創作方法以及虛擬現實等多媒體應用。

媒體的定義媒體是一種分發和表示信息的方法，例如，文本、圖形、圖像和聲音。感知媒體：通過視覺、聽覺和嗅覺來感知周圍的信息媒體的內部表示：計算機內部表示多媒體信息的方法。例如ASCII、JPEG以及MPEG等媒體的外部表示：輸入輸出多媒體信息的工具和設備存儲媒體：存儲多媒體信息的一個數據載體。例如光盤傳輸媒體：信息在有線媒體或無線媒體連接的網絡上傳輸

多媒體系統的特征信息媒體的多樣性：文本、聲音、圖形、圖像、動畫和視頻等可表達的信息量大：可以通過多媒體的手段，有效、有序地組織龐大的信息，呈現給用戶一個清晰、有組織的信息集多種技術的集成性：新的軟件和硬件技術，并將不同性質的設備和信息媒體集成為一體，以計算機為中心綜合處理各種信息處理過程的交互性：交互性使得人們更加具有主動性和可控制性通信系統：計算機網絡/通信實現多媒體信息的共享和分發

多媒體系統的組成

多媒體硬件系統：支持多媒體信息交互處理所需的硬件設備，如大容量內存、聲卡、CD-ROM或DVD-ROM驅動器、顯卡、視頻卡以及顯示器、掃描儀、數碼相機、攝像機等。多媒體操作系統：提供程序執行的工作環境，如Windows98/2000/XP等。多媒體創作工具：開發多媒體應用程序的軟件系統，如Flash、Authorware、Cakewalk等。多媒體應用系統：與特定多媒體應用有關的應用程序和設備，如CD播放器、錄音機、支持VCD的豪杰超級解霸、Realplayer等。

多媒體系統的技術研究與應用開發

多媒體數據的表示與存儲技術：包括文字、聲音、圖形與圖像、動畫、視頻等媒體在計算機中的表示方法。多媒體數據的存儲設備與技術：包括CD技術，DVD技術等。多媒體創作和編輯工具：使用這些工具會大大縮短提供信息的時間，并且容易創作出豐富多彩的多媒體產品。多媒體的應用開發：包括多媒體數據庫，環球超媒體信息系統，多目標廣播技術，影視點播，電視會議，遠程教育系統，多媒體信息檢索等。

多媒體文檔

文檔是由一組不同形式媒體組成的結構化信息體，其主要目標是表達人們的感知和便于計算機的處理。多媒體文檔是由至少一個連續媒體和一個離散媒體組成的文檔。連續媒體：視頻(動態圖像)、音頻（聲音、音樂等）等與時間相關的數據。離散媒體：靜態文字、圖片等與時間無關的數據。通過工具軟件，例如編輯器、桌面出版程序等，可以操縱多媒體文檔的數據。

文檔結構

文檔包括文檔內容、文檔結構和模型。標準化文檔結構有標準通用標記語言（SGML）和開放文檔體系（ODA）。文檔內容：指文件中存放的表示各種信息的數據文檔結構：描述文檔中各模型之間的聯系，包括鏈接和同步模型：操縱模型、表達模型和演示模型。操縱模型：文檔允許的操作，如創建、修改以及刪除表達模型：定義不同計算機之間信息交換的協議和數據存儲的格式演示模型：定義信息的顯示和輸出方法

超文本與超媒體的概念

超文本與超媒體利用圖結構表示文檔，它提供的方法是建立各種媒體信息之間的網狀鏈接結構。非線性的信息鏈：超文本和超媒體以結點作為信息的基本單位，結點之間采用鏈或邊連接起來形成網狀結構鏈：為了在超文本與超媒體的信息鏈間進行瀏覽,必須在用戶界面上標記能進一步瀏覽其他信息單元的指示器，即通常所稱的鏈。鏈是構成用戶界面的主要要素，它采用“控制按鈕”的方式組織用戶界面超文本系統：通過指示器連接非線性的基本信息單元。不同信息單元的數據可以由一個或多個媒體表示多媒體系統：包含連續和離散編碼的信息。例如，在視頻會議應用中，同時傳輸文檔處理程序產生的文本(離散)和圖像(連續)，就是一個多媒體應用系統超媒體系統：包括超文本系統的非線性信息鏈和多媒體系統中的連續和離散媒體

超文本系統的體系結構

表現層超文本抽象機存儲層存儲層：又稱數據庫層，涉及所有存儲數據的問題超文本抽象機：該層以存儲層在分布式環境中存儲的多媒體數據的數據庫功能為基礎，決定超文本系統的結點和鏈的基本特征，記錄結點之間的鏈接關系以及相關鏈的屬性表現層：又稱用戶界面層，它根據給定的結構和用戶所期望的顯示，決定了超文本系統的人機交互界面、信息的表現方式、交互操作方式以及瀏覽導航方式

結點與同步

結點：結點是超文本中的信息單元，是圍繞某一特殊主題組織起來的數據集合。如文本、圖形、圖像、動畫、視頻和音頻、計算機程序等。表現型：表現型結點用于記錄各種媒體信息。組織型：組織型結點用于組織并記錄各結點間的連接關系，是連接超文本網狀結構的紐帶。同步：多媒體系統中的同步指的是，多媒體系統中媒體對象之間的時間關系點為超文本中的信息單元，是圍繞某一特殊主題組織起來的數據集合。

指示器

指示器是一個超文本網狀結構的邊或鏈。簡單指示器：鏈接超文本網狀圖中的兩個結點，但不包含任何其他信息鏈接指示器：除了鏈接兩個結點外，還包含進一步的信息。例如作者和創作日期隱式指示器：結點之間的關系由超文本系統自動設立，創作者只需根據需要編制設立指示器的算法顯式指示器：指作者創建的固定的所有鏈接。

音頻技術

聲音方法學和音頻技術用于處理聲波，它涉及編碼、錄音機或數字音頻磁帶上的存儲以及音樂和語音的處理。模擬音頻和數字音頻：模擬音頻的特征是時間上連續。數字音頻是離散的數據序列。音頻的文件格式：WAV文件：又稱波形文件，Microsoft公司的音頻文件格式。VOC文件：是Creative公司波形音頻文件格式，聲霸卡常使用該格式。RMI文件：MIDI是數字化樂器接口，是一種將電子樂器與計算機相連接的標準，RMI文件是Microsoft公司的MIDI文件格式。

圖像

圖像是一個對象的立體表現，它可以是兩維或三維的景色。數字圖像的表示：數字圖像用矩陣表示，矩陣中每個元素值表示圖像的一個像素。黑白圖像：由0或1表示。 具有灰度或彩色的圖像，每個像素需要多位二進制表示。圖像的格式：BMP格式：一種與設備無關的圖像文件。GIF格式：Compu-Serve公司為制訂彩色圖像傳輸協議所開發。TIFF格式：Alaus和Microsoft公司為掃描儀和桌面出版系統研制所開發。PCX格式：Zsoft公司研制開發的，主要與商業性PC-Paintbrush圖像軟件一起使用。TGA格式：Truevision公司用于Targe和VISTA圖像獲取電路板中的TIPS軟件。MMP格式:是Anti-Video公司以及清華大學在其設計制造的Anti-Video和TH-Video視頻信號采集板中采用的圖像文件格式。

圖形

圖形的表示：用直觀的位圖形式顯示圖形的格式：圖形格式通過圖形的基本元素和屬性來表示基本元素：線、矩形、圓和橢圓屬性：表示諸如線的風格、寬度和色彩等影響圖形輸出效果的內容PHIGS和GKS軟件包：用于接收圖形的基本元素和屬性表示，并將其轉換成位圖的形式進行顯示

視頻和動畫

計算機視頻：計算機的視頻格式與視頻媒體的輸入輸出設備有很大的關系，多媒體計算機中常用的有MPG、AVI以及AVS。MPG是ISO/1993年8月1日正式頒布的國際標準，即MPEG。AVI和AVS是Intel和IBM公司共同研制開發的數字視頻交互系統的動態圖像文件格式。計算機動畫：計算機使用圖形軟件工具所完成的具有視覺效果的動畫。它一般也是以視頻的方式進行存放，最常用的文件格式就是AVI。

多媒體圖像數據壓縮技術

壓縮方法：有損編碼和無損編碼數據壓縮基礎理論：信息論靜態圖像壓縮編碼的國際標準：連續色調、多級灰度、靜止圖像的JPEG數字壓縮編碼方法運動圖像壓縮編碼的國際標準：MPEG-Ⅰ：針對運動圖像的數據壓縮技術，其圖像質量是家用錄像機的質量MPEG-Ⅱ：運動圖像及其伴音的通用壓縮技術標準MPEG-Ⅳ：高清晰度電視MPEG-Ⅶ：低數據率的電視節目標準，主要用于交互式多媒體場合

多媒體音頻數據壓縮技術

音頻壓縮編碼的國際標準：高保真音頻數據壓縮的國際標準（MPEG）。該標準提供三個獨立的壓縮層次：第一層：用于數字錄像機，壓縮后的數據速率為384kbps

第二層：用于數字廣播的音頻編碼、CD-ROM的音頻信號以及VCD的音頻編碼，壓縮后的數據速率為192kbps第三層：MP3和Microsoft公司的WindowsMedia文件格式，壓縮后的數據速率為64kbps

多媒體通信系統體系結構多媒體通信一般可以理解為通過已存在的網絡，傳輸壓縮的數字圖像和聲音信號。數字圖像的編碼標準都采用H.261和H.263聲音編碼的主要標準有G.711、G.722和G.728等。構成一個多媒體通信系統需要的硬件有網關、會務器和通信終端。通信終端指的是執行H.320、H.323、H.324協議的計算機或者是執行H.324的電話機網關是一臺功能強大的計算機，負責線路交換網絡和信息包交換網絡之間進行實時的雙向通信，同時提供異構網絡之間的連通性會務器是用于連接IP網絡上的H.323電視會議客戶，是電視會議的關鍵部件之一

H.323電視會議

H.323定義局域網上的電話會議以及局域網通過網關擴展到廣域網的電視會議和服務H.323終端是局域網上客戶使用的設備，提供實時的雙向通信H.323網關是一個可選部件，用于LAN電視會議與其他網絡終端的連接H.323會務器是管轄區域里所有呼叫的中心控制部件，它執行兩個重要的呼叫功能:定義在RAS規范中的地址轉換在RAS規范中定義的網絡管理功能，H.323多點控制單元支持在3個或3個以上的終端之間召開電視會議

H.324可視電話與IP電話

可視電話指的是在調制解調器連接的設備之間共享電視圖像、聲音和數據。H.324就是由ITU制定的一個可視電話的標準，它包括電視圖像編碼標準、聲音編碼標準、低速率多媒體通信的多路復用協議、多媒體通信終端之間的控制協議H.324使用28.8Kb/s調制解調器來實現可視電話呼叫者之間的連接IP電話，又稱作因特網電話和VoIP，它指的是在IP網絡上進行電話的呼叫和通話。IP電話與PSTN電話的差異在于它們所使用的交換方式PSTN在線路交換網上使用靜態的交換技術IP電話采用因特網的動態路由技術IP電話的通話方式：IP終端之間通話、IP終端與普通電話之間通過IP網絡和PSTN網絡進行通話、普通電話之間通過IP網絡和PSTN網絡進行通話

多媒體創作工具音樂制作:MIDI是一個供不同設備進行信號傳輸的接口的名稱，制作MIDI的軟件有很多，比較流行的是CakeWalkPro圖形與圖像制作桌面出版程序：例如AdobeFrameMaker、AdobePageMaker以及北大方正等圖像編輯程序：主要用于創建和修改位圖圖像文件。例如AdobePhotoshop、CorelPhoto繪圖程序：主要用于修改矢量圖形、圖像。例如dobeIllustrator、CorelDraw動畫制作軟件：計算機三維就是利用計算機在其二維的屏幕上通過視角的轉換顯示出三維的虛擬真實效果。例如3dsmax視頻影像處理軟件：AdobePremiere是眾多影視處理軟件中最具代表性的軟件，它能處理影視作品的視頻編輯和音頻編輯多媒體圖文制作軟件：Authorware是一套多媒體制作軟件

Web創作

Web站點設計：首先要確定站點的整體內容，然后將內容分解成一系列相關的信息單元Web創作軟件：AdobePageMill、CorelWebSiteBuilder以及MicrosoftFrontpage多媒體編輯語言HTML、DHTML超文本標記語言以及XML語言JavaScriptASP：ASP文件通過＜%…%＞標記對把VBScript或JavaScript腳本語言的程序嵌入ASP頁面文件中，當服務器遇到這對標志時，便將其視為程序來進行解釋執行，然后將執行的結果傳送到客戶機上供用戶瀏覽PHP：PHP是一種能在UNIX上快速地開發動態Web網頁的腳本語言

虛擬現實技術

虛擬現實,又稱虛擬環境,它不僅可以模擬現實的世界,更重要的是它將通過計算機虛擬出我們夢想中的天堂，人們將有廣闊的虛擬空間，在其間娛樂生活。實現虛擬現實的方法：QucikTimeVR：通過對現場中360°全方位圖像的攝取、程序無縫拼接、視角變形以及熱點設定，給瀏覽者展現一個三維的空間VRML:是一種虛擬漫游的方式,通過語言來描述場景中各種元素，構建一