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贵州高等教育自学考试
多媒体计算机技术课程考试资料
课程名称：
多媒体计算机技术课程代码：
7301
一、多媒体计算机的基本概念
多媒体计算机作为教学媒体的一种，它同样是来存储、传递教育和教学信息的，只是在信息领域，"多媒体"中的"媒体"的含义不同于"教学媒体"这一教学媒介，无论是"多媒体计算机"还是"计算机多媒体，"这里的"多媒体"在信息领域都有其自身的特定含义。
（一）多媒体与多媒体技术
有关多媒体多媒体技术以及文本超文本、超媒体的概念请见前面有关章节，这里不再重复。
（二）多媒体的基本要素
多媒体包括文本、图形、静态图像、声音、动画、视频剪辑等基本要素。
在进行多媒体教学课件设计的，也就是从这些要素的作用、特性出发，在教育学、心理学等原理的指导下，充分构思、组织多媒体要素，发挥各种媒体要素的长处，为不同学习类型的学习者提供不同的学习媒体信息，从多种媒体渠道向学习者传递教育、教学信息。
1、文本
（1）文本的作用
多媒体教学课件可以通过文本向学生显示一定的教育教学信息，在学生用多媒体进行自主学习遇到因难时也可以提供一定的帮助、指导信息，使学生的学习顺利进行下去，一些功能齐备的教学软件还能根据学生的学习结果和从学生一方获得的反馈信息向学习提供一定的学习评价信息和相应指导信息。
另外，大部分教学软件都会用文本为软件的使用提供一定的使用帮助和导航信息，增强了软件的友好性和易操作性，软件的使用人员不用经过专门的培训就能根据屏幕上的帮助、导航信息使用操作学习软件。
最后，在一些教学软件中，教学软件能从学习者身上获得一定的反馈信息，实现信息提供者和接收者之间的信息的双向流动，加强了学习过程的反馈程度。
（2）文本信息的特点
计算机屏幕上的文本信息可以反复阅读，从容理解，不时间、空间的限制，但是，在阅读屏幕上显示的文本信息，特别是信息量较大时容易引起视觉疲劳，使学习者产生厌倦情绪。
另外，文本信息具有一定的抽象性，阅读者在阅读时，必须会?
quot;译码"工作，即抽象的文字还原为相应事物，这就要多媒体教学软件使用者有一定的抽象思维能力和想象能力，不同的阅读者对所阅读的文本的理解也不完全相同。
（3）文本的开发与设计
①普通文本的开发。
开发普通文本的方法一般有两种，如果文本量较大，可以用专用的字处理程序来输入加工，如：
MicrosoftWord、WordPad等；如果文字不多，用多媒体创作软件自身的字的字符编辑器就足够了。
②图形文字的开发。
MicrosoftOffice办公软件提供了艺术工具MicrosoftWordArt，用Word或Microsoft等软件中插入对象的方法，可以制作丰富多彩、效果各异的效果字；用PhotoShop这一类的图形图像处理软件同样能制作图形文字。
③动态文字的开发。
在多媒体教学软件中，经常用一些有一定变化的动态文字来吸引学生的注意力，开发这些动态文字的软件很多，方法也很多。
首先，一般的多媒体体创作软件都提供了较为丰富的字符出现效果，象PowerPoint、Authorware等创作软件中都有溶解、从左边飞入、百页窗等多种效果；其次也可以用动画制作软件来制作文字动画，像Cool3D这样的软件在制作文字动画时就非常简单方便。
（4）文本的格式与视觉诱导
多媒体中的文本为学习者提供了大量的教学信息，学习者可以通过阅读文本获得大量的教学信息。
如果设计多媒体文本时，给文本以丰富的格式，引导学习者的注意力，增加文本的的格式有以下几种：
①段落对齐和左右缩进。
多媒体中的段落对齐主要有左对齐、居中、右对齐、两端对齐等，通过不同的对齐方式，多媒体教学软件的开发人员就能方便地控制文本在页面中的左右位置，另外，开发人员还可以通过文本的左右缩进技术控制文本在屏幕上的显示宽度。
②字体、字号、风格及颜色。
一般的字处理软件和多媒体创作软件都提供字符的字体、字号、风格（下划线、斜体、粗体等）及颜色的支持，利用这些不同的字符效果就能突出显示教学信息中的重点和难点，吸引学生的注意力。
③多行文本及其滚动。
在某些情况下，一屏并不能显示所有的文本，但这些文本作为一个逵植灰朔指畹搅硗庖黄辽舷允荆馐本涂梢酝ü龆谋竟芾硭械奈谋拘畔ⅲ缺至宋谋镜耐暾裕纸饩隽艘黄料允静幌碌奈侍狻④线性文本与非线性文本超文本。
用超文本技术开发的多媒体教学软件更接近学习者联想的特点，更符合学习者的身心特点，十分方便信息的查寻与检索，在多媒体应用中具有很大的潜力。
但是，超文本的开发所花的工作量远远超过线性文本的开发，从开发超文本所需的技术要求来讲，用一般的程序设计语言或字处理程序是很难做到的，要做到超文本的随意跳转，最好用面向对象的程序设计语言或专用的多媒体创作工具，如：
VisualBasic、visualC++、PowerPoint、Authorware、Director、toolBook等。
（5）多媒体文本开发应注意的问题
在开发多媒体系统中的文本时，应注意使用合适的字体，应注意这样几个问题：
一是在新的应用环境中安装这些字体，二是在多媒体系统中嵌入所用的字体。
另一种方法就是如果开发的文字是标题，那就把文字制作成图片文件，再插入到多媒体应用系统中。
2．图片
这里的图片指的是静态的图形图像。
不同的学习者有不同的学习习惯，有些同学擅于从文字的阅读过程中获取教学信息，而有些同学则喜欢从图形图像的观察、辨别中发现事物的本质，多媒体教学软件中的图形图像就为这类的学习者提供了教学信息。
另外，与教学内容相关的图形图像在降低教学内容抽象层次方面同样起着不可忽视的作用。
（1）图片的作用
①传递教学信息。
图形、图像都是非文本信息，在多媒体教学软件中可以传递一些用语言难以描述的教学内容，提供较为直观、形象的教学。
②美化界面、渲染气氛。
无论是单机多媒体教学软件，还是网络多媒体教学软件，如时没有图片的美化，那样的软件简直称不上是多媒体软件，用合适的图形或图像作软件的背景图或装饰图，这样就提高了软件的艺术，美化了操作界面，给人一定的美的享受。
③用作导航标志。
在多媒体教学软件中经常用一些小的图形符号和图片作为导航标志，教学软件的使用者用鼠标单击这些导般标志，从一个页面跳到另一个页面，任意选择自己想要了解的教学内容，从而在教学软件中任意漫游，不会迷路（在多媒体系统中找不到想要的信息）。
（2）图片信息的特点
与本信息相比，图片信息一般比较直观，抽象程度较低，阅读容易，而且图片信息不受宏观和微观、时间和空间的限制，在大到天体，小到细菌，上到原始社会，下到未来，这些内容都可用图片来表现。
（3）图片文件的类型
图片包括图形（Graphic）和图像（StillImage）两种。
图形指的是从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何图，也称量图（VectorGraphic）。
一般所说的图像不是指动态图像，而指的是静态图像，静态图像是一个矩阵，其元素代表空间的一个点，称之为像素点（Pixel），这种图像也称位图。
位图中的位（Bit）用来定义图中每个像素点的颜色和高度。
对于黑白线条图常用1位值表示，对灰度图常用4位（16种灰度等级）或8位（256种灰度等级）表示该点的高度，而彩色图像则有多种描述方法。
位图图像适合表现层次和色彩比较丰富、包含大量细节的图像。
彩色图像需要由硬件（显示卡）合成显示。
在多媒体制作中常用的就是位图。
（4）图片的来源、制作与加工
多媒体应用程序中图片有不同的来源，其主要的途径大体有以下三个方面：
①对已经数字化的图片进行加工。
这些数字化的图片可以从网络、照片CD、艺术剪辑库中获得。
比如，MicroOffice办公软件包中ClipArt剪辑库中说有许多的WMF文件可以使用。
当然这些图片有些是免费的，有些是要付一定的费用的。
②对印刷图片、视频图像或现实环境中的景观进行数字化处理。
利用扫描仪、数码相机等设备就可以把印刷品中的图片或现实环境中的景观加以数字化处理，成为计算机能够识别的文件。
③根据需要用绘图软件重新制作所用的图片。
（5）图片设计时应注意的问题
由于所用的彩色图像需要由硬件（显示卡）合成显示，所以在开发多媒体应用程序中的图片时应注意软件硬件的兼容性，使用标准的640×480的分辨率和色彩数，以避免多媒体应用程序在移植中带来不必要的问题。
3.声音
除了视觉以外，人类获得的大部分信息来源于所听到的声音，在多媒体教学软件中，声音不一定是最主要是刺激因素，它有着自身独特的性质和作用。
正如美国著名美学家乔治·桑塔取纳所描述的那样，"在声音中有一种精密相连的音调层次，有一种可以刺激的音质关系，所以，可以用声音造就出一种近乎与肉眼能见的事物一样复杂而可描写的事物。
"
（1）声音的作用
声音可以向学习者呈现教学内容，可以吸引学习者，保持学习者的注意力，补充屏幕上显示的视觉信息。
在CAI教学软件中必须根据上下文所用的多种信息显示来考虑声音的作用，声音可以看成是信息的主流，也可以看成是视觉信息的补充。
讲解作为信息的主流是最常用的。
讲解可以给出指令信息，同时用固定或移动的画面来说明所给的信息，并可使用屏幕上的文本来补充总结信息。
音乐作为信息的主流常用于音乐教学。
多媒体教学软件具有强有力的多种信息处理能力，声音效果逼真，可模拟钢琴、长笛、小号、小提琴等多种声音，这不仅能加深学习者对音乐术语的学习，同时也可以培养学习者的听力和创作能力。
效果作为信息主流主要是吸引注意力。
常常用一些自然效果来加强对新概念的理解，如用鸟叫来认识不同的鸟类。
（2）声音信息的特点
多媒体CAI系统中的声音信息主要有两方面的特性：
瞬时性、顺序性。
通常屏幕上的视觉信息（文本、图形）可以根据需要而保持，学习者可以看到这些信息的显示，一直到它们移开为止。
但声音信息不行，因为声音一产生很快就消失了，这就是声音的一个重要特性--瞬时性。
由于声音的瞬时性，如果要重新听某个信息就必须重复声音。
这样，在多媒体CAI系统的设计中，就必须考虑到以机控或人控来实现声音重复的可能性，而且要能够实现多次重复，因为同样的内容，有的学习者只需重复一次，而有的学习者却要重复两次、三次甚至更多次。
声音的另一个特性是它的顺序性。
如果你正在听一段句子，是不可能在句子的后半段听到句子的前面部分的，如果想再听前面有趣或遗漏的内容，只有用某些方式例如例带或重新定位来重新开始。
一般这种方式要花费较多的检索与播放时间，所以，在目前的CAI软件设计中，通常要把一些较长的声音信息分成许多小的部分来存储，以减少搜索时间和不必要的重复播放时间。
在CAI软件设计时，若采用面向对象的方法，以类似对象等结构方式来组织传播的声音，无疑会更加有利于对声音的安排。
（3）常用的声音文件格式
在多媒体系统中，存储声音信息的文件，常见的有两种格式：
即WAV格式和MIDI格式。
WAV文件来源于对声音模拟波形的采样。
即用采样、量化、编码的手段从自然音响中采集而来。
MIDI文件与WAV文件不同。
MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）是一种技术规范。
它是通过综合乐器数字化接口（MIDI）规范的电子设备所合成的数字化音乐。
除了常用的WAV格式和MIDI格式声音文件外，还有Apple的AIFF等其他格式的声音文件。
（4）声音的来源
多媒体教学软件中声音的来源主要有以下两个渠道：
①用Microsoft公司的SoundRecorder录制音频波形文件或用MIDI设备合成MIDI数字音乐。
②从已有的声音库或网上获取声音素材，再对这些素材进行编辑加工。
4.动画
在多媒体教学软件中，利用动画可动态地模拟演示一些事物的发展变化过程，使许多抽象或难以理解的教学内容变得生动有趣，可以达到事半功倍的效果。
尽管动画在传递教学信息方面有很强的表现力，但是，要制作出精美、适用的动画，花费的代价较高，而且技术要求高。
多媒体教学软件中使用的标准动画文件主要有两种格式：
一种是Autodesk公司的动画软件3Dstudio和AnimatorPro生成的FLIC动画文件，另一种由Macromedia公司的Director生成的MMM格式，也就是标准Windows术语所称的多媒体影片文件。
5.视频
由专门动画软件生成的动画文件难以表现真实物体和场景的运动，也没有同步声音，因此在应用中受到许多限制，影音兼备的视频文件恰好弥补了这个不足。
在多媒体教学软件中的视频文件一般是以AVI、MOV、MPG、DAT等格式存储的，视频文件的来源有下面两个方面：
一是通过视频捕捉卡从录像带上抓取，另外就是用工具软件从已有的数字视频文件中截取。
“计算机多媒体技术”专业介绍
·
二、多媒体计算机技术核心复习资料
第1章多媒体技术概述
多媒体的发展方向：
从更深层次、从技术故障本身开始让技术在更基本的层面上接近普通人。
1.1多媒体技术的基本概念
1.1.1媒体：
一是指用以存储信息实体，如磁盘磁带半导体存储器等；二是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形图像视频等。
CCITT给“媒体”的定义和分类：
1.感觉媒体：
直接作用与人的感官，使人产生直接的感觉的媒体；2.表示媒体：
为了加工处理和传输感觉媒体而人为的研究构造的媒体（编码方式）可分三类，按时间划分为离散媒体和连续媒体，按空间属性划分为一维、二维、三维媒体，按生成属性划分为自然媒体和合成媒体；3.显示媒体：
指感觉媒体用于通信的电信号之间转换的一类媒体（包括输入和输出显示媒体）、4.存储媒体：
用来存放媒体，以便计算机处理和调用（存储器）；5.传输媒体：
将媒体从一个地方传到另一个地方的物理载体（网线）
1.1.2多媒体：
是指信息表示媒体的多样化。
多媒体的重要特征：
1.多维化，指多媒体的多样化：
2.集成性，指多媒体设备、信息、表现的集成；3.交互性，是人们获取和使信息变被动为主动的最为重要的特征；4.实时性，也为动态性指多媒体技术中涉及的媒体。
多媒体计算机的核心任务是获取、处理、转发或分发多媒体信息。
1.2多媒体计算机技术的发展历史
Mac：
1984appleMacBitmapwindowsicon
CD-I：
1986PHILIPSandSONY
DV-I：
1987RCA
AVC：
1989IBM
MPC：
1990HHILIPS
MPC1组成：
PC、CD-ROM、声卡、Windows3.1、音箱或耳机及性能参数
1.3多媒体技术
多媒体技术：
是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术。
多媒体信息处理的最终目标：
能跨越各种不同的网络和设备，透明的、强化的使用多样媒体资源。
多媒体系统关键技术分为：
多媒体涉及的处理、存储、传输和多媒体输入输出技术。
1.3.1多媒体软件和硬件平台：
实现多媒体系统的物质基础
多媒体计算机软件和硬件系统组成：
多媒体计算机硬件系统、多媒体核心系统软件、多媒体制作平台与工具、多媒体创作与编辑软件、多媒体应用系统
1.3.2专用芯片:
一种是固定功能的芯片，一种是可编程的处理器。
处理音频和视频媒体：
先要把音频和视频信号数字化，以数字信息的形式载入计算机存储器中，再对其编辑处理。
1.3.3数据压缩及编码技术
PCM脉冲编码调制：
1984Oliver
有效的压缩算法应考虑：
媒体的种类、应用的对象、应用的要求以及采用的设备特性等因素。
1.3.4多媒体同步
多媒体数据进行综合处理时，不仅要考虑各种媒体相对的独立性，为了较好的信息表示效果，还要注意保持媒体之间在实践和空间上的相关性。
为了定义不同媒体之间的相互关系，系统应准许用户规定不同媒体之间如何实现彼此之间的复合同步。
多媒体信息的三种相互集成模式：
1.制约式，指一种媒体的状态转移或激活影响到另一种媒体。
2.协作式，指两种以上的媒体信息同时存在。
3.交互式,指媒体上含有的信息变换成另一种媒体信息。
1和2要求按事件发生的顺序同步，属基本同步。
1.3.5多媒体网络与分布式处理技术：
多媒体信息处理能力必须与网络技术结合才能充分发挥。
分布式处理技术的主要研究内容：
如何在网络环境下将复杂任务分解，并借助于网络环境中的不同计算机完成任务。
1.3.6信息组织与管理
处理大批非规则数据的主要途径：
一是扩展现有的关系数据，二是建立面向对象的数据库系统，以存储和检索特定信息。
超媒体：
一种新型（天然）的信息管理方法，一般采用面向对象的信息组织与管理形式管理。
信息的组织将不再是线性的，而是按某种方式以非线性的形式进行存储、管理和浏览，这样，用户对信息的使用更加方便，更加灵活的信息检索形式。
超文本和超媒体适合于表达多媒体信息。
1.3.7多媒体的数据存储：
SAN存域网、服务器存储技术：
直接连接存储技术DAS和存储网络技术（很高的安全性且动态扩展能力极强）。
1.3.8虚拟现实（VR）技术：
就是采用计算机就是生成一个逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉的感觉世界，用户可以用人的自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互参考。
VOXELMAN虚拟人体：
德国汉堡Eppendorf大学。
1.3.9人机界面设计：
其计算机系统必须能够采用自然语言或者足以表达信息的图像方式来回答用户的问题。
其目的在于通过对用户需求的解释达到一种人机之间较好的通信能力，其研究方向为：
1.文件的语言处理模式，包括语音识别和自然语言理解。
2.手势分析和理解模式设计。
3.上述两点的通信融合，是对用户需求的互补。
4.多模式环境中的对话管理，保证连续的对话过程。
5.任务的优化图形表达，易于对象理解的方式。
1.3.10高速多媒体通信技术：
是指为满足新一代信息系统中实时多媒体信息传输的需求，网络带快1000Gbps以上，且服务质量控制（QoS），以适应不同媒体传输质量要求。
骨干路由器的要求：
至少1Gbps以上交换能力，单个端口速率甚至达到622Mbps
1.4多媒体技术的应用
只要应用包括：
1.音频视频流点播、2.电子出版物、3.医疗卫生、4.游戏与娱乐、5.计算机会议视频、6.多媒体展示盒信息查询系统、7.MIS管理信息系统与OA办公自动化系统、8.传媒和广告、9教学管理系统.、10.移动卫星。
1.5多媒体技术的发展趋势：
1.智能化，其目的在于实现人机的自然交互。
2.三维化，重点在于将计算机视觉技术和图形技术的内容结合起来，实现增强实现技术。
第2章多媒体计算机的组成
2.1概述。
多媒体计算机系统的硬件组成：
1.主机（CPU和主板）2.多媒体转接卡，3.多媒体外部设备，按功能分：
音频视频输入设备、视频视频输出设备、人机交互设备、存储设备。
2.2常用的I/O设备：
输入设备、输出设备、以及用于网络通信的通信设备。
2.2.1输入设备:
1.手写板，分电阻压力板、电磁感应板、电容触控板。
2.图像扫描仪，其性能参数为分辨率、灰度、色彩度、速度、幅度。
3.触摸屏，按介质工作原理分电阻式、电容式、红外线、声表面波。
4.视频捕捉卡，模拟转数字信号。
2.2.2输出设备：
1.CRT显示器，大致分两类，一是用于图像处理领域的图像显示器，二是用于图像处理领域的矢量方式图形显示器。
按使用种类分存储型、随机扫描型、光栅扫描型。
2.液晶显示器LCD，低电压、低功耗，MOS-IS可直接驱动，与系统驱动切合度好。
液晶，指分子具有方向性的液体侧称为液态晶体。
按技术性质分单纯矩阵驱动（TN、STN、FLCD、）和主动矩阵驱动（MIM、TFT、PD）3.等离子显示器PDP,又称电浆显示器。
4.背投电视，按投影种类分CRT、LCD、DLPL、COS。
5.显卡，主要用于对图形函数进行加速。
其性能决定于显存的容量、显存的数据位与带宽、显存的速度。
6.打印机，最传统的标准计算机输出设备。
分点阵式打印机、激光打印机、喷墨打印机。
2.2.3通信设备：
1.调制调解器，作用是利用模拟信号传输线路传输数字信号。
ADSL调制调解器的三种线路编码：
抑制载波幅度和相位CAP、离散多音复用DMT、离散小波多音复用DWMT。
2.网卡，局域网中最基本的部件之一，主要作用是整理计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包后在网络上发送出去。
2.3存储设备及存储技术2.3.1存储设备（软盘、硬盘）
2.3.2存储技术：
1.NAS网络附加存储；2.SAN存储局域网；3.DAS直接附加存储；4.IP存储；5.光存储器；6.虚拟存储，其好处是提高存储利用率，降低成本，简化管理并且具有开放性、扩展性、管理性方面的优势。
2.4USB设备：
USB为通用串行总线，其优点在于：
使用方便，可以热插拔、速度快、独立供电、支持多媒体、低成本。
2.4.1USB的硬件结构：
采用四线电缆，信号定义由2条电源线和2条信号线组成。
USB工作方式是基于令牌的总线，其主控制器广播令牌，总线上的设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过接收或发送数据给主机来响应。
其通过支持悬挂与恢复操作来管理其总线电源。
USB采用主机、集线器、功能设备来组成级联星形拓扑结构。
2.4.2USB的软件结构；1.总线接口；2.USB系统，由主控制驱动程序、USB驱动程序、USB客户软件组成。
USB主机的功能：
检测链接和移除的USB设备；管理主机和USB设备；链接USB状态和活动统计；控制主控制器和USB设备间的电气接口。
2.4.3USB的数据流传输方式：
同步传输方式、中断传输方式、控制传输方式、批传输方式。
2.5数字摄像设备
2.5.1CCD：
CCD技术和结构主要考虑最佳的光学属性和图片质量，CCD传感器原理是以横竖线短阵形式排列，各像素点包含一个光电二极管和控制相邻电荷单元，光电二极管将光子转化为电子，聚焦的电子数量相应于光强度，并转换成各自独立的电荷包单元。
CMOS传感器:
采用标准硅处理方法加工。
2.5.2数字摄像头：
主要参数是为最大分辨率、传感器像素、接口类型、色彩位数、感光器件、最大帧数。
2.5.3数码相机：
其特征为像素、镜头、快门。
2.5.4数字摄像机：
性能决定于摄像机的镜头、光学变焦和数码变焦、静态图像存储和视频输出。
第3章数字图像处理
1.采样，时间上的离散化；2.量化，幅度上的离散化。
3.1信号处理基本术语
3.1.1采样：
时间上的离散化，按照一定时间间隔Δt在模拟信息x（t）上逐点采取其瞬时值。
量化：
幅度上的离散化，振动幅值用二进制量化电平来表示。
3.1.2采样长度的选择与频率分辨率：
采样长度为采样时间的长短。
采样时，要保证能反映信号的全貌，瞬态信号包括整个瞬态过程。
3.1.3DFT（离散傅里叶变换）和其逆变换IDFT的定义
3.1.4小波变换
3.2图像数据压缩基础
3.2.1色彩基本概念：
色彩由色调、饱和度、亮度描述。
色调是指某种颜色的性质和特点也就是颜色。
饱和度指颜色色调的表现程度。
亮度是指作用与物体表面的管线反射系数。
真彩色：
是指图像中的每个像素值都分成R、G、B三基色表示。
2八次方的三次方为16兆种颜色。
伪真色：
每个像素是一个索引值或代码，查表后获取颜色。
调配色：
优于伪真色。
显示深度与图像深度的关系：
显示大于图像屏幕色彩能较为真实的反映图像文件的色彩效果；显示等于图像,调色板一致时
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