1.3 多媒體技術簡介

1.3.1 多媒體技術

1．媒體

我們通常所說的“媒體”（Media）包括其中兩點含義。一是指信息的物理載體（即存儲和傳遞信息的實體），如書本、掛圖、磁盤、光盤、磁帶以及相關的播放設備等；另一層含義是指信息的表現形式（或者說傳播形式），如文字、聲音、圖像、動畫等。多媒體計算機中所說的媒體，是指后者而言，即計算機不僅能處理文字、數值之類的信息，而且還能處理聲音、圖形、電視圖像等各種不同形式的信息。

國際電話電報咨詢委員會CCITT（Consultative Committee on International Telephone and Telegraph，國際電信聯(lián)盟ITU的一個分會）把媒體分成以下5類。

（1）感覺媒體（Perception Medium）：指直接作用于人的感覺器官，使人產生直接感覺的媒體。如引起聽覺反應的聲音，引起視覺反應的圖像等。

（2）表示媒體（Representation Medium）：指傳輸感覺媒體的中介媒體，即用于數據交換的編碼。如圖像編碼（JPEG、MPEG等）、文本編碼（ASCII碼、GB2312等）和聲音編碼等。

（3）表現媒體（Presentation Medium）：指進行信息輸入和輸出的媒體。如鍵盤、鼠標、掃描儀、話筒、攝像機等為輸入媒體；顯示器、打印機、喇叭等為輸出媒體。

（4）存儲媒體（Storage Medium）：指用于存儲表示媒體的物理介質。如硬盤、軟盤、磁盤、光盤、ROM及RAM等。

（5）傳輸媒體（Transmission Medium）：指傳輸表示媒體的物理介質。如電纜、光纜等。

2．多媒體

多媒體的英文單詞是Multimedia，它由Media和Multi兩部分組成。一般理解為多種媒體的綜合。

多媒體技術不是各種信息媒體的簡單復合，它是一種把文本（Text）、圖形（Graphics）、圖像（Images）、動畫（Animation）和聲音（Sound）等形式信息結合在一起，并通過計算機進行綜合處理和控制，能支持完成一系列交互式操作的信息技術。多媒體技術的發(fā)展改變了計算機的使用領域，使計算機由辦公室、實驗室中的專用品變成了信息社會的普通工具，廣泛應用于工業(yè)生產管理、學校教育、公共信息咨詢、商業(yè)廣告、軍事指揮與訓練，甚至家庭生活與娛樂等領域。

多媒體技術有以下幾個主要特點。

（1）集成性 能夠對信息進行多通道統(tǒng)一獲取、存儲、組織與合成。

（2）控制性 多媒體技術是以計算機為中心，綜合處理和控制多媒體信息，并按人的要求以多種媒體形式表現出來，同時作用于人的多種感官。

（3）交互性 交互性是多媒體應用有別于傳統(tǒng)信息交流媒體的主要特點之一。傳統(tǒng)信息交流媒體只能單向地、被動地傳播信息，而多媒體技術則可以實現人對信息的主動選擇和控制。

（4）非線性 多媒體技術的非線性特點將改變人們傳統(tǒng)循序性的讀/寫模式。以往人們讀寫方式大都采用章、節(jié)、頁的框架，循序漸進地獲取知識，而多媒體技術將借助超文本鏈接（Hyper Text Link）的方法，把內容以一種更靈活、更具變化的方式呈現給讀者。

（5）實時性 當用戶給出操作命令時，相應的多媒體信息都能夠得到實時控制。

（6）信息使用的方便性 用戶可以按照自己的需要、興趣、任務要求、偏愛和認知特點來使用信息，任取圖、文、聲等信息表現形式。

（7）信息結構的動態(tài)性 “多媒體是一部永遠讀不完的書”，用戶可以按照自己的目的和認知特征重新組織信息，增加、刪除或修改結點，重新建立鏈。

3．多媒體信息

（1）文本：是以文字和各種專用符號表達的信息形式，它是現實生活中使用得最多的一種信息存儲和傳遞方式。用文本表達信息給人充分的想象空間，它主要用于對知識的描述性表示，如闡述概念、定義、原理和問題以及顯示標題、菜單等內容。

（2）圖形和靜態(tài)圖像：圖形是指點，線，面到三維空間的黑白或彩色幾何圖，圖像是由像素點陣組成的畫面。它們是多媒體軟件中最重要的信息表現形式之一，它是決定一個多媒體軟件視覺效果的關鍵因素。

（3）動畫：是利用人的視覺暫留特性，快速播放一系列連續(xù)運動變化的圖形圖像，也包括畫面的縮放、旋轉、變換、淡入淡出等特殊效果。通過動畫可以把抽象的內容形象化，使許多難以理解的教學內容變?yōu)樯鷦佑腥ぁ：侠硎褂脛赢嬁梢赃_到事半功倍的效果。

（4）音頻，即聲音：是人們用來傳遞信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。在多媒體課件中，按其表達形式，可將聲音分為講解、音樂、效果三類。

（5）視頻：是由圖像構成的，若干有聯(lián)系的靜態(tài)圖像數據連續(xù)播放便成了視頻。它具有時序性與豐富的信息內涵，常用于交待事物的發(fā)展過程。視頻非常類似于我們熟知的電影和電視，有聲有色，在多媒體中充當起重要的角色。

1.3.2 多媒體計算機及其組成

1．多媒體計算機

在多媒體計算機之前，傳統(tǒng)的微機或個人機處理的信息往往僅限于文字和數字，只能算是計算機應用的初級階段，同時，由于人機之間的交互只能通過鍵盤和顯示器來進行，故交流信息的途徑缺乏多樣性。為了改變人機交互的接口，使計算機能夠集聲、文、圖、像處理于一體，人類發(fā)明了有多媒體處理能力的計算機。我們這里重點談談個人機（就是現在說的PC）。所以現在你該明白，所謂多媒體個人機（Multimedia Personal Computer，MPC）無非就是具有了多媒體處理功能的個人計算機（如早期的586機型），它的硬件結構與一般所用的個人機并無太大的差別，只不過是多了一些軟/硬件配置而已。一般用戶如果要擁有MPC大概有兩種途徑：一是直接購買具有多媒體功能的PC；二是在基本的PC上增加多媒體套件而構成MPC。

2．多媒體計算機配置

一般來說，多媒體個人計算機（MPC）的基本硬件結構可以歸納為七部分，如圖1-6所示。

（1）至少一個功能強大、速度快的中央處理器（CPU）；

（2）可管理、控制各種接口與設備的配置；

（3）具有一定容量（盡可能大）的存儲空間；

（4）高分辨率顯示接口與設備；

（5）可處理音響的接口與設備；

（6）可處理圖像的接口設備；

（7）可存放大量數據的配置等。

這樣提供的配置是最基本MPC的硬件基礎，它們構成MPC的主機。除此以外，MPC能擴充的配置還可能包括以下幾個方面。

（1）光盤驅動器：包括可重寫光盤驅動器（CD-R）、WORM光盤驅動器和CD-ROM驅動器。其中CD-ROM驅動器為MPC帶來了價格便宜的650MB存儲設備，存有圖形、動畫、圖像、聲音、文本、數字音頻、程序等資源的CD-ROM早已廣泛使用，因此現在光驅對廣大用戶來說已經是必須配置的了。而可重寫光盤、WORM光盤價格較貴，目前還不是非常普及。另外，DVD出現在市場上也有些時間了，它的存儲量更大，雙面可達17GB，是升級換代的理想產品。

（2）音頻卡：在音頻卡上連接的音頻輸入/輸出設備、包括話筒、音頻播放設備、MIDI合成器、耳機、揚聲器等。數字音頻處理的支持是多媒體計算機的重要方面，音頻卡具有A/D和D/A音頻信號的轉換功能，可以合成音樂、混合多種聲源，還可以外接MIDI電子音樂設備。

（3）圖形加速卡：圖文并茂的多媒體表現需要分辨率高，而且同屏顯示色彩豐富的顯示卡的支持，同時還要求具有Windows的顯示驅動程序，并在Windows下的像素運算速度要快。所以現在帶有圖形用戶接口GUI加速器的局部總線顯示適配器使得Windows的顯示速度大大加快。

（4）視頻卡：可細分為視頻捕捉卡、視頻處理卡、視頻播放卡以及TV編碼器等專用卡，其功能是連接攝像機、VCR影碟機、TV等設備，以便獲取、處理和表現各種動畫和數字化視頻媒體。

（5）掃描卡：它是用來連接各種圖形掃描儀的，是常用的靜態(tài)照片、文字、工程圖輸入設備。

（6）打印機接口：用來連接各種打印機，包括普通打印機、激光打印機、彩色打印機等，打印機現在已經是最常用的多媒體輸出設備之一。

（7）交互控制接口：它是用來連接觸摸屏、鼠標、光筆等人機交互設備的，這些設備將大大方便用戶對MPC的使用。

（8）網絡接口：是實現多媒體通信的重要MPC擴充部件。計算機和通信技術相結合的時代已經來臨，這就需要專門的多媒體外部設備將數據量龐大的多媒體信息傳送出去或接收進來，通過網絡接口相接的設備包括視頻電話機、傳真機、LAN和ISDN等。

3．媒體播放器在Web中的應用

我們知道，由于聲音點播和影視點播應用還沒有完全直接集成到現在的Web瀏覽器中，這就需要一個單獨的應用程序來幫助，通常我們使用媒體播放器（Media Player）來播放聲音和影視。典型的媒體播放器要執(zhí)行好幾個功能，包括解壓縮、消除抖動、錯誤糾正和用戶播放等功能。現在可以使用像插件這種技術把媒體播放器的用戶接口放在Web客戶機的用戶界面上，瀏覽器在當前Web頁面上保留屏幕空間，并且由媒體播放器來管理。目前，大多數客戶機使用如下幾種方法來讀取聲音和影視文件：

（1）通過Web瀏覽器把聲音/影視從Web服務器傳送給媒體播放器；

（2）直接把聲音/影視從Web服務器傳送給媒體播放器；

（3）直接把聲音/影視從多媒體流放服務器傳送給媒體播放器。

在這個過程中，媒體播放器的主要功能表現在以下四個方面：

（1）解壓縮：幾乎所有的聲音和電視圖像都是經過壓縮之后存放在存儲器中的，因此無論播放來自于存儲器或者來自網絡上的聲音和影視都要解壓縮。

（2）去抖動：由于到達接收端的每個聲音信息包和電視圖像信息包的時延不是一個固定的數值，如果不加任何措施就原原本本地把數據送到媒體播放器播放，聽起來就會有抖動的感覺，甚至對聲音和電視圖像所表達的信息無法理解。在媒體播放器中，限制這種抖動的簡單方法是使用緩存技術，就是把聲音或者電視圖像數據先存放在緩沖存儲器中，經過一段延時之后再播放。

（3）錯誤處理：由于在因特網上往往會出現讓人不能接受的交通擁擠，信息包中的部分信息在傳輸過程中就可能會丟失。如果連續(xù)丟失的信息包太多，用戶接收的聲音和圖像質量就不能容忍。采取的辦法往往是重傳。

（4）用戶可控制的接口：這是用戶直接控制媒體播放器播放媒體的實際接口。媒體播放器為用戶提供的控制功能通常包括聲音的音量大小、暫停/重新開始和跳轉等等。

多媒體計算機系統(tǒng)是一套復雜的硬件、軟件有機結合的綜合系統(tǒng)。它把音頻、視頻等媒體與計算機系統(tǒng)融合起來，并由計算機系統(tǒng)對各種媒體進行數字化處理。與計算機系統(tǒng)類似，多媒體計算機系統(tǒng)由多媒體硬件和多媒體軟件構成。

4．多媒體硬件系統(tǒng)

多媒體硬件系統(tǒng)由主機、多媒體外部設備接口卡和多媒體外部設備構成：

（1）多媒體計算機的主機可以是大/中型計算機，也可以是工作站，使用最多的還是微機。

（2）多媒體外部設備接口卡根據獲取、編輯音頻、視頻的需要插接在計算機上。常用的有聲卡、視頻壓縮卡、VGA/TV轉換卡、視頻捕捉卡、視頻播放卡和光盤接口卡等。

（3）多媒體外部設備十分豐富，按功能分為視頻/音頻輸入設備、視頻/音頻輸出設備、人機交互設備、數據存儲設備四類。視頻/音頻輸入設備包括攝像機、錄像機、影碟機、掃描儀、話筒、錄音機、激光唱盤和MIDI合成器等；視頻/音頻輸出設備包括顯示器、電視機、投影電視、揚聲器、立體聲耳機等；人機交互設備包括鍵盤、鼠標、觸摸屏和光筆等；數據存儲設備包括CD-ROM、磁盤、打印機、可擦寫光盤等。

5．多媒體軟件系統(tǒng)

多媒體軟件系統(tǒng)按功能可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件。

系統(tǒng)軟件是多媒體系統(tǒng)的核心，它不僅具有綜合使用各種媒體、靈活調度多媒體數據進行媒體的傳輸和處理的能力，而且要控制各種媒體硬件設備協(xié)調地工作。多媒體系統(tǒng)軟件主要包括多媒體操作系統(tǒng)、媒體素材制作軟件及多媒體函數庫、多媒體創(chuàng)作工具與開發(fā)環(huán)境、多媒體外部設備驅動軟件和驅動器接口程序等。

應用軟件是在多媒體創(chuàng)作平臺上設計開發(fā)的面向應用領域的軟件系統(tǒng)，通常由應用領域的專家和多媒體開發(fā)人員共同協(xié)作、配合完成。例如，教育軟件、電子圖書等。

多媒體計算機系統(tǒng)的層次結構。

多媒體計算機系統(tǒng)的層次結構與計算機系統(tǒng)的結構在原則上是相同的，由底層的硬件系統(tǒng)和其上的各層軟件系統(tǒng)組成，只是考慮多媒體的特性各層次的內容有所不同。