多媒体概述Word文件下载.docx
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超文本是一种用于文本、图形或计算机的信息组织形式。
它使得单一的信息元素之间相互交叉引用。
这种引用并不是通过复制来实现的，而是通过指向被引用的地址字符串来获取相应的信息。
这是一种非线性的信息组织形式。
它使得Internet成为真正为大多数人所接受的交互式的网络。
利用超文本形式组织起来的文件不仅仅是文本，也可以是图、文、声、像以及视频等多媒体元素复合形式的文件，这种多媒体信息就构成了超媒体。
（4）流媒体
流媒体是应用流技术在网络上传输的多媒体文件（音频、视频、动画或者其他多媒体文件），而流技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等待整个压缩文件全部下载到自己机器后，才可以观看的网络传输技术。
2．多媒体技术的特点
早期的计算机由于受到计算机技术、通信技术的限制，只能接收和处理字符信息。
字符信息被人们长期使用，其特点是处理速度快、存储空间小，但形式呆板，仅能利用视觉获取，靠人的思维进行理解，难于描述对象的形态、运动等特征，不利于完全真实地表达信息的内涵。
图像、声音、动画和视频等单一媒体，比字符表达信息的能力更强，但均只能从一个侧面反映信息的某方面特征。
多媒体技术是一门综合的高新技术。
它是集声音、视频、图像和动画等多种媒体于一体的信息处理技术，它可以接收外部图像、声音和影像等多种媒体信息，经过计算机加工处理后，以图片、文字、声音和动画等多种形式输出，实现输入、输出方式的多元化，改变了计算机只能处理文字、数据的局限，使人们的工作、生活更加丰富多彩。
多媒体技术是指利用计算机交互式综合处理多种媒体信息——文本、图形、图像和声音等，使多种媒体之间建立逻辑连接，集成为一个整体系统并具有一定的交互性。
多媒体技术主要具有以下特点。
（1）多维性
多维性是指多媒体技术具有的处理信息范围的空间扩展和放大能力。
利用多媒体技术能将输入的信息加以变换加工，增加输出信息的表现能力，丰富显示效果。
多媒体信息使人们不但能看到文字说明，观察到静止的图像，还能听到声音，使人有身临其境之感。
这种信息空间的多维性，使信息的表现方式不再单调，而是有声有色，生动逼真。
（2）集成性
多媒体技术是结合文字、图形、声音、图像和动画等各种媒体的一种应用，是一个利用计算机技术来整合各种媒体的系统。
媒体依其属性的不同可分成文字、音频和视频。
文字又可分成字符与数字，音频可分为语言和音乐，视频又可分为静止图像、动画和影像，多媒体系统将它们集成在一起，经过多媒体技术处理，使它们能综合发挥作用。
（3）交互性
所谓交互性是指人的行为与计算机的行为互为交流沟通的关系。
这也是多媒体与传统媒体最大的不同。
电视教学系统虽然也具有“声、图、文”并茂的多种信息媒体，但电视节目的内容是事先安排好的，人们只能被动地接受播放的节目，而不能随意选择感兴趣的内容，这个过程是单方向的，而不是双向交互性的。
如果用多媒体技术制作教学系统，学生可根据自己的需要选择不同的章节、难易各异的内容进行学习。
对于重点的内容，一次未搞明白，还可重复播放。
学生可参与练习、测验和实际操作等。
如果学生有错，多媒体教学系统能及时评判、提示和纠正。
多媒体之所以能够迅速发展和广泛应用，是由于计算机技术和数字信息处理技术的突破性进展，所以，通常广义上的“多媒体”并不仅仅指多媒体本身，而是指处理和应用它的，包括硬件和软件在一起的一整套技术，即多媒体技术。
1.1.2多媒体的产生
多媒体计算机技术在20世纪80年代兴起，在90年代得到了迅速的发展和广泛的应用。
多媒体计算机简称为MPC（MultimediaPersonalComputer），是指具有多媒体功能，符合多媒体计算机规范的计算机。
1990年11月，在Microsoft公司的主持下，Microsoft、IBM、Philips和NEC等较大的多媒体计算机厂商召开了多媒体开发者会议，成立了多媒体个人计算机市场协会（MultimediaPCMarketingCouncil），进行多媒体标准的制定和管理。
该组织根据当时计算机的发展水平制定了多媒体计算机的基本标准MPC1，对多媒体计算机硬件规定了必需的技术规格。
1995年6月，该组织更名为“多媒体PC工作组”（MultimediaPCWorkingGroup），公布了新的多媒体计算机标准，即MPC3。
MPC3规定的多媒体计算机配置示意图如图1.1所示。
图1.1MPC3配置示意图
MPC3的基本要求如下。
（1）微处理器。
Pentium75MHz或更高主频的微处理器。
（2）内存。
8MB以上内存。
（3）磁盘。
1.44MB软驱，540MB以上的硬盘。
（4）图形性能。
可进行颜色空间转换和缩放；
视频图像子系统在视频允许时可进行直接帧存取，以15位/像素、352×
240分辨率、30帧/秒播放视频，不要求缩放和裁剪。
（5）视频播放。
编码和解码都应在15位/像素、352×
240分辨率、30帧/秒（或352×
288分辨率、25帧/秒），播放视频时支持同步的声频/视频流，不丢帧。
（6）声卡。
支持16位声卡，波表合成技术，MIDI播放。
（7）CD-ROM。
4倍速光驱，平均访问时间250ms，符合CD-XA规格，具备多段式能力。
MPC标准规定了多媒体计算机的最低配置，同时对主机的CPU性能、内存容量、外存容量以及屏幕显示能力等做了相应的规定。
可用一个简单的公式表示为：
MPC=微型机（PC）+CD-ROM+声卡
一台普通PC加上声卡和CD-ROM驱动器，就能处理声音和获取较大容量的数据，具备了多媒体的基本特性。
多媒体计算机的出现是随着PentiumCPU的出现而出现的，是随着PentiumMMX（MultiMediaeXtension）指令集中包含了57条多媒体处理指令而发展起来的。
多媒体是将多种信息媒体有机组合，能够全方位传递包括文字、声音、图形、动画和视频等媒体信息，并具有人机交互功能的一种综合技术。
1.1.3多媒体元素及其特征
多媒体元素是指多媒体应用中可以显示给用户的媒体组成元素。
涉及大量不同类型、不同性质的媒体元素，这些媒体元素数据量大，同一种元素数据格式繁多，数据类型之间的差别极大。
1．文本
文本（Text）就是习惯使用的文字集合。
包括字体（Font）、字形（Style）、字号（Size）、颜色（Color）和修饰（Effect）等属性，是使用最悠久、最广泛的媒体元素，也是信息的最基本的呈现形式。
其最大优点是存储空间小，但形式呆板，仅能利用视觉获取，靠人的思维进行理解，难于描述对象的形态、运动等特征。
在人机交互中，文本主要有两种形式，格式化文本和非格式化文本。
格式化文本可以进行格式编排，包括各种字体、尺寸、颜色、格式及段落等属性设置，如.doc文件；
非格式化文本的字符大小是固定的，仅能以一种形式和类型使用，不具备排版功能，如.txt文件。
2．图形
图形（Graphics）也称矢量图形（VectorGraphic），是计算机根据数学模型计算而生成的几何图形。
图形是由直线、曲线、圆或曲面等几何形状形成的从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何图，构成图形的点、线和图片由坐标及相关参数定义，如用CorelDraw绘制的图形。
矢量图形优点是可以不失真缩放、占用计算机存储空间小。
但矢量图形仅能表现对象结构，在表现对象质感方面的能力较弱。
3．图像
图像（Image）是指由输入设备捕获的实际场景画面或以数字化形式存储的画面，是真实物体的影像。
对图片逐行、逐列进行采样（取样点），并用许多点（称为像素点）表示并存储，即为数字图像，通常称之为位图。
图像主要用于表现自然景色、人物等，能表现对象的颜色细节和质感。
具有形象、直观和信息量大的优点。
但图像文件的数据量很大，需要对图像数据进行压缩，即利用视觉特征，去除人眼不敏感的冗余数据。
目前最为流行、且压缩效果好的位图压缩格式为JPEG，其压缩比高达30∶1以上，而且图像失真较小。
4．声音和音乐
声音（Sound）包括人说话的声音、动物鸣叫声和自然界的各种声音；
而音乐（Music）是有节奏、旋律或和声的人声或乐器音响等配合所构成的一种艺术。
声音和音乐在本质上是相同的，都是具有振幅和频率的声波。
声波的幅度表示声音的强弱，频率表示声音音调的高低。
在多媒体项目中加入声音元素，可以给人多感官刺激，不仅能欣赏到优美的音乐，也可倾听详细和生动的解说，增强对文字、图像等类型媒体信息的理解。
声音和音乐（音频）的缺点是数据量庞大。
如存储1秒钟的CD双声道立体声音乐，需要的磁盘空间与存储9万个汉字所需的空间相同，因此也必须进行压缩处理。
5．动画
动画（Animation）就是运动的图画，实质是若干幅时间和内容连续静态图像的顺序播放。
用计算机实现的动画有两种，一种叫造型动画，另一种叫帧动画。
造型动画每帧由图形、声音、文字和色彩等造型元素组成，由脚本控制角色的表演和行为。
帧动画是由一幅幅连续的画面组成的图像序列，这是产生各种动画的基本方法。
为什么一幅幅静态的画面连续播放，就可看到动态的图像画面？
这是由于人的眼睛具有视觉暂停现象，在亮度信号消失之后亮度感觉仍然可以保持1/20～1/10s的时间。
动态图像（动画）就是根据这个特性而产生的。
从物理意义上看，任何动态图像都是由多幅连续的图像序列构成的，沿着时间轴，每一幅图像保持一个很小的时间间隔，按顺序地在人眼感觉不到的速度（25～30帧/s）下换成另一幅图像，连续不断转换就形成了运动的感觉。
电影和计算机中的动画都是如此。
6．视频
若干幅内容相互联系的图像连续播放就形成了视频（Video）。
视频主要来源于摄像机拍摄的连续自然场景画面。
视频与动画一样是由连续的画面组成的，只是画面图像是自然景物的图像。
计算机处理的视频信息必须是全数字化的信号，但在处理过程中要受到电视技术的影响。
视频有如下几个重要技术参数。
（1）帧速
每秒钟播放的静止画面数（帧/秒）。
为了减少数据量，可适当降低帧速。
若帧速在16FPS（FramesPerSecond）以上，在人的视觉上便可达到一定的满意程度。
（2）数据量
未经过压缩的数据量为帧速乘以每幅图像数据量。
假设一幅图像为1MB，则每秒的数据量将达到25MB（PAL制式），经过压缩之后将减少为原来的几十分之一甚至更少。
（3）画面质量
画面质量除了原始图像质量外，还与视频数据的压缩比有关。
压缩比小时对画面质量不会有太大影响，而压缩比如果超过一定值，画面质量将明显下降。
1.2多媒体系统组成与分类
一台完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统。
硬件系统是组成计算机的所有实体的集合，由电子器件、机械装置等物理部件组成。
软件系统是指在硬件设备上运行的各种程序和文档资料。
硬件是计算机工作的物质基础，是软件运行的场所，软件是计算机的灵魂，它们相互配合，缺一不可。
传统的微机或个人计算机处理的信息往往仅限于字符和数字，只能算是计算机应用的初级阶段，同时人和计算机之间的交互只能通过键盘和显示器，交流的途径缺乏多样性。
为了改变人、机交互方式的单一，使计算机能够集声、文、图、像处理于一体，人们发明了多媒体计算机。
多媒体计算机系统是对多媒体信息进行逻辑互联、获取、编辑、存储和播放等功能的一个计算机系统。
它能灵活地调度和使用多媒体信息，使之与有关硬件协调工作，并具有一定的交互特性。
1.2.1多媒体系统的硬件组成
多媒体系统是一个复杂的软、硬件结合的综合系统。
多媒体系统把音频、视频等媒体与计算机系统集成在一起，组成一个有机的整体，并由计算机对各种媒体进行数字化处理。
由此可见，多媒体系统不是原系统的简单叠加，而是有其自身结构特点的系统。
计算机系统的硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大组成部分。
多媒体计算机在5大组成的基础上，又增加了以下设备和功能接口。
1．多媒体接口卡
多媒体接口卡是多媒体系统获取、编辑音频或视频的，需要接插在计算机主板功能扩展槽上的设备，以解决各种媒体数据的输入输出问题。
常用的接口卡有声卡、显示卡、视频压缩卡、视频捕捉卡、视频播放卡、光盘接口卡和网络接口卡等。
随着计算机软件的发展，各类压缩卡、捕捉卡和播放卡等已经逐渐被淘汰，相应功能由多媒体软件取代实现。
2．多媒体外部设备
（1）视频、音频输入设备。
包括CD-ROM、扫描仪、摄像机、录像机、数码照相机、激光唱盘和MIDI合成器等。
（2）视频、音频播放设备。
包括电视机、投影仪和音响器材等。
（3）交互界面设备。
包括键盘、鼠标、高分辨率彩色显示器、激光打印机、触摸屏和光笔等。
（4）存储设备。
如大容量磁盘和可擦写光盘（CD-RW）等。
多媒体计算机是随着计算机技术的进步而发展起来的。
现在几乎所有的计算机都可以处理多媒体指令，个人计算机就是一台功能齐全的多媒体计算机。
多媒体计算机系统硬件组成如图1.2所示。
图1.2多媒体系统硬件组成图
1.2.2多媒体系统的软件组成
多媒体软件按功能可划分为以下5类。
1．多媒体驱动软件
多媒体软件中直接与硬件打交道的软件称为多媒体驱动软件。
其作用是完成设备的初始化，各种设备的操作及设备的打开、关闭，基于硬件的压缩和解压，图像的快速变换等基本硬件功能的调用。
这种软件一般由厂家随硬件提供。
2．支持多媒体的操作系统
支持多媒体的操作系统是多媒体软件的核心。
它负责多媒体环境下任务的调度，保证音频、视频同步控制以及信息处理的实时性。
它提供多媒体信息的各种基本操作和管理，具有对设备的相对独立性与可扩展性。
目前个人计算机上开发多媒体软件使用最多的操作系统是微软的Windows系统。
3．多媒体数据处理软件
此类软件是用于采集多媒体数据的软件，如声音的录制与编辑软件、图像扫描及预处理软件、全动态视频采集软件以及动画生成编辑软件等。
4．多媒体编辑创作软件
多媒体编辑创作软件又称多媒体创作工具，是多媒体专业人员在多媒体操作系统之上开发的，供特定应用领域的专业人员组织编排多媒体数据，并把它们连接成完整的多媒体应用的系统工具。
高档的创作工具可用于影视系统的动画创作，中档的创作工具可用于创作教育和娱乐节目，低档的多媒体工具可用于商业简介的创作、家庭学习材料的编辑。
5．多媒体应用软件
多媒体应用软件是在多媒体硬件平台上设计开发的面向应用的软件系统，如多媒体数据库系统、多媒体教育软件和娱乐软件等。
1.2.3多媒体系统的分类
多媒体系统从应用对象和应用角度的不同，分为以下两大类。
1．从对象的角度分类
从多媒体系统所面向的对象来看，可分为4类。
（1）多媒体开发系统
多媒体开发系统需要较完善的硬件环境和软件支持，主要目标是为多媒体专业人员开发各种应用系统，提供应用软件开发环境和多媒体文件综合管理能力。
（2）多媒体演示系统
多媒体演示系统是一个功能齐全、完善的桌面系统，用于管理用户的声音、图像资源，提供专业化的多媒体演示，使观众有强烈的现场感受。
常用于企业产品展示、科学研究成果发布等。
（3）家庭应用系统
只要在计算机上配置CD-ROM、声卡、音箱和话筒，就可以构成一个家用多媒体系统，用于家庭中的学习、娱乐等。
（4）多媒体教育/培训系统
多媒体可以在计算机辅助教学（CAI）中大显身手。
教育/培训系统中融入多媒体技术，可以做到声、图、文并茂，界面色彩丰富多彩，具有形象性和交互性，提高了学习的兴趣和注意力，大大改善了教学效果，可用于不同层次的教学环境，如学校教学、企事业培训和家庭学习等。
这种系统一般不具备制作演示程序的能力。
2．从应用的角度分类
从多媒体技术应用来看，多媒体系统可分为以下5类。
（1）多媒体出版系统
以CD-ROM光盘形式出版的各类出版物，已经开始大量出现并替代传统的出版物，特别对于容量大、要求迅速查找的文献资料等，使用CD-ROM光盘十分方便。
（2）多媒体信息咨询系统
例如图书情报检索系统、证券交易咨询系统等，用户只需要按几个键，多媒体系统就能以声音、图像和文字等方式给出信息。
（3）多媒体娱乐系统
多媒体系统提供的交互播放功能，高质量的数字音响，图文并茂的显示特征，受到了广大消费者的欢迎，给文化娱乐带来了新的活力。
（4）多媒体通信系统
例如可视电话、视频会议等，增强了人们身临其境、如同面对面交流一样的感觉。
（5）多媒体数据库系统
将多媒体技术和数据库技术相结合，在普通数据库的基础上增加了声音、图像和视频数据类型，对各种多媒体数据进行统一的组织和管理，如档案、名片管理系统等。
1.3多媒体主要技术
1.3.1多媒体基础技术
多媒体基础技术包括多媒体操作系统技术、功能芯片技术、输入输出技术、数据压缩技术、光存储技术、人工智能技术和多媒体网络技术等。
1．多媒体操作系统技术
多媒体操作系统是多媒体应用程序的运行平台。
苹果公司早在20世纪80年代已推出专为处理多媒体数据而设计的操作系统。
微软公司吸收了苹果机的多媒体功能特点，设计开发了在个人计算机上应用的Windows多媒体操作系统。
目前应用的版本有Windows98、WindowsNT、Windows2000和WindowsXP。
为使用户享受到更出色的多媒体效果，Windows2000和WindowsXP支持MicrosoftDirectX技术、数字化视盘（DVD）以及高速IEEE1394接口，还有增强的色彩管理和多监视器工作的能力。
2．多媒体功能芯片技术
多媒体技术的发展和超大规模集成电路（VLSI）技术的发展有着密不可分的关系。
由于多媒体数据量极大，要实现视频、音频信号的实时压缩、解压缩和多媒体信息的播放处理，需要对大量的数据进行快速计算，必须具有多媒体功能的快速运算硬件支持。
实现动态视频的实时采集、变形、叠加和合成等特殊效果处理，也必须采用专用的视频处理芯片才能取得满意的效果。
支持多媒体功能的CPU芯片（MMX）和专用的音频、视频处理芯片的研制都是在大规模集成电路技术的支持下实现的。
3．多媒体输入输出技术
输入输出技术是处理多媒体信息传输接口的界面，主要包括媒体转换技术、媒体识别与理解技术（如语音识别）等。
其中既包括硬件技术，又包括软件技术。
4．多媒体数据压缩技术
多媒体数据压缩是多媒体技术的主要特征。
未经压缩的视频和音频数据占用大量的空间，例如未经压缩的影像和立体声音乐数据量分别是1680MB/min和10MB/min。
如此庞大的数据量不仅难于用普通计算机处理，而且存储和传输都有问题。
因此，视频、音频和图像数据的编码和压缩算法在多媒体技术中占有非常重要的地位。
5．光存储技术
大量多媒体信息数据需要很大的存储空间，因此，多媒体技术的发展和应用必须有大容量存储技术的支持。
近几年，光存储技术得到迅速发展，目前存储容量很大的CD、VCD、DVD光盘存储器已广泛使用。
这些盘在形状、尺寸、面积和重量等方面基本一样，但DVD的存储容量和带宽大大高于CD。
单面单层DVD盘片能够存储4.7GB的数据，单面双层盘片的容量为8.5GB。
6．人工智能技术
人工智能技术包括语音识别、语音合成、语音翻译、图像识别与理解、语音和文字之间的转换、图/文/表分离技术以及手写笔输入识别技术等。
1.3.2多媒体应用技术
多媒体应用技术包括多媒体素材采集和处理、多媒体程序设计、人机界面设计、多媒体通信和虚拟现实技术等。
1．多媒体素材采集和处理技术
在制作多媒体节目之前，首先需要对各种原始素材进行采集和处理。
只有具备内容丰富、加工规范、效果精美的素材，才可能开发出优秀的多媒体节目。
素材采集主要包括图像扫描（或数码照相机拍摄导入）、视频、音频信号的采集以及压缩存储等。
处理则指用专用工具软件对图像、音频和视频素材进行各种编辑处理，如图像修补、剪裁、缩放、特殊效果；
声音和音乐的合成、淡入淡出等特效；
视频的非线形编辑、数据格式转换等。
2．多媒体程序设计技术
多媒体应用系统多采用面向对象的信息管理形式设计。
面向对象技术是把欲解决的问题按自然逻辑划分为若干“对象”，对象中包含对象本身的数据类型和这一数据类型上的特定算法，程序设计的过程表现为设计对象和操作对象的过程。
应用面向对象程序设计方法，使问题的逻辑结构简化，有利于编写程序，提高软件的可读性、可靠性和可维护性。
特别适用于多媒体应用软件开发。
此外，多媒体程序设计中还使用对象链接技术（OLE技术）和超文本超媒体链接技术。
OLE技术使各种不同的多媒体元素作为对象链接到多媒体应用软件中，既避免软件规模过大，同时又使编辑修改工作简单、灵活、方便，为多媒体应用软件开发提供了有力的支持。
3．人机界面设计技术
良好的人机界面是实现人机交互操作的关键。
设计时应按照多媒体作品的内容和特点，选择交互媒体的类型和交互方式，使用户操作使用方便，以提高效率。
4．网络通信技术
多媒体信息的特征之一是多维性，即包括多种不同类型的媒体。
由于不同类型媒体信息在传输中有不同的技术要求，这给多媒体信息的传输提出了技术要求。
如视频、音频数据的传输要求实时同步、延迟滞后时间短，但可以容忍小的数据错误；
文本数据的传输内容必须准确无误，但传输时间可宽容等。
多媒体网络通信技术就是充分考虑各种媒体的特点，
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