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实用多媒体技术

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实用多媒体技术北京大学教育技术系潘曦自我介绍
姓名:潘曦电话O)本课程学习内容多媒体基础数字化图像数字化音频矢量动画多媒体作品合成本课涉及的主要多媒体软件Photoshop 图像处理Flash MX 矢量动画合成多媒体作品原因实用性强受条件限制教学形式课堂教学讲解演示上机练习实战演练、增强动手能力讨论交流要求熟练使用应用软件熟悉并掌握相关的理论课程考核实战考核占总成绩60%考勤平时作业10%期末考核作业50%期末考试(笔试)占40%教材Photoshop CS中文版基础与应用(海洋出版社)Flash教材可以自己选
第一部分多媒体技术概论多媒体技术的发展多媒体的基本概念多媒体系统的组成多媒体技术的研究内容多媒体的应用领域
1.多媒体技术的发展史多媒体技术是一种发展迅速的综合性信息技术,它使传统的计算机系统,音频视频设备发生了方向性的变革,对大众传媒界产生了深远的影响.
多媒体技术的发展与进步将加速社会各个方面的进程,给人们的工作,生活和娱乐带来翻天覆地的变化.
多媒体技术的发展是计算机技术不断成熟,发展的结果,是社会需求的结果.在多媒体技术的整个发展进程中有几个具有代表性的阶段.
几个具有代表性的阶段:(1)
1984年,美国Apple公司推出Masintosh机、首先引入了位映射(Bitmap)的概念对图形进行处理,使用窗口和鼠标作为用户界面,这是多媒体技术的兴起.
1985年,美国Commodore公司将世界上第一台多媒体计算机系统Amige展现于世人面前.采用Motorola的M68000为处理器,自己研发了三个专用芯片图形处理芯片Agnus8370音频处理芯片Paula8364视频处理芯片Denise8362使整台机器具有动画,音响和视频等功能.
几个具有代表性的阶段:(2)
1986年,荷兰Philips公司和日本Sony公司联合推出了交互式紧凑光盘系统,还公布了CD-ROM文件格式,后经ISO承认而成为国际标准.该系统将各种多媒体信息以数字化的形式存放在650MB的CD-ROM上,通过读取光盘播放内容.
1987年,美国RCA公司推出了交互式数字视频系统(DVI),以计算机技术为基础、使用光盘来存储和检索静态图象,活动图象,声音和其他数据.1989年美国Intel公司和IBM公司将技术发展成为新一代多媒体开发平台Action Media年又推出了750II型,其各项性能和多媒体处理能力大大改善.
几个具有代表性的阶段:(3)
1990年11月,由美国Microsoft公司会同多家厂商成立了多媒体计算机市场协会,对计算机的多媒体技术进行规范化管理并制定了多媒体个人计算机MPC1.0标准.在93,95年又发布了MPC2.0和3.0标准.现在多媒体功能已经成为个人计算机的基本功能,MPC标准已经失去意义.
1992年,Windows3.1在综合了原先的多媒体扩展技术的基础上,又增加了多媒体应用软件和一系列多媒体驱动程序,动态连接库及OLE技术,使得Windows成为多媒体操作系统.1995年,Windows95;1998年Win98;继而、 XP.
几个具有代表性的阶段:(4)
1996年,Intel公司将多媒体扩展技术加入到微处理器芯片Pentium Pro中、其他公司也纷纷响应.多媒体计算机已逐步成为计算机主流、个人计算机步入了多媒体时代.
2.多媒体的基本概念媒体媒体是信息的承载体,是人了解自然的重要途径,是人与人进行交流的中介物.语言、文字是媒体,录音带,书本也是媒体.
媒体的含义有两层
表示信息的形式:文字,声音,图像等
存储信息的载体:纸、录音带,光盘等在计算机领域中、将文字,声音,图形,动画,图像,视频等抽象的信息载体称作媒体.
媒体的分类
感觉媒体:直接作用于人的感官使人产生感觉的媒体,如视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等.
表示媒体:为了加工处理传输感觉媒体而人为构造出来的一种媒体.如文字,声音,图形,图象,动画和视频等信息的数字化编码表示.
显示媒体:媒体传输中电信号与媒体之间转换所用的一类媒体.输入显示媒体,如键盘,鼠标,话筒,扫描仪等;输出显示媒体,如显示器,打印机、音箱,投影仪等.
存储媒体:存放表示媒体,如磁盘,光盘等.
传输媒体:由称传输介质,如双绞线,同轴电缆,光纤,无线传输介质等.
多媒体通常人们说的多媒体就是表示媒体,即文字,声音,图形,图象,动画和视频等媒体信息.多媒体是融合两种或更多表示媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体,是多种媒体信息的综合.
多媒体的实质是将自然形式存在的各种媒体数字化,再利用计算机对这些信息进行加工处理,以一种友好的方式提供给用户使用.
多媒体技术通常是指用计算机对文字,图像,声音,视频,动画等各种信息进行数字化采集,压缩解压缩,编辑,存储,传输等加工处理,再以单独或合成的形式表现出来的一体化技术.
简单地说,就是利用计算机综合处理图,文,声,像等信息的技术.多媒体技术的特点
多样性:综合处理多种媒体信息,包括文字,声音,图形,动画,图像,视频等.
集成性:多种媒体信息的集成及与这些媒体相关设备(软,硬件)的集成.
交互性:为用户提供更加有效的控制和使用信息的手段(以超媒体结构组织信息) ,方便地实现人机交互.
实时性:声音和运动图象都与时间密切相关,多媒体技术必须要支持实时处理,如视频会议和可视电话等.
智能性:计算机强大编程手段和交互性,可以对用户的反应作出智能化判断深蓝战胜卡斯帕罗夫.
易扩展性:计算机可方便地同各种外设挂接,实现数据交换,监视控制等多种功能.
此外,数字化信息质量高,传输过程避免失真.在网上运行、实现多点的实时交互,大大扩展了多媒体的应用范围.
3.多媒体系统的组成对文本,音频,图形,图象,电话和视频等多种媒体进行获取,编辑,存储和播放的计算机系统.由多媒体硬件和软件两大部分组成:多媒体系统多媒体硬件多媒体软件计算机(MPC,工作站等)板卡(显卡,声卡,视频卡等)外设(显示器,扫描仪,触摸屏等)系统软件(驱动程序,操作系统)多媒体支持软件(加工,编辑)多媒体应用软件(直接面对用户)
(1).多媒体硬件构成显示器触摸屏主机键盘鼠标光驱图像输出绘图仪打印机通信网络局域网电话网音视频输出扬声器投影仪图像输入扫描仪数码相机多媒体板卡显示卡音频卡视频压缩卡音视频输入麦克风数码摄象机数字摄象头(1).多媒体硬件设备显示器支持24位真彩(17以上)显卡(显示适配器)扫描仪,数码相机数字摄像头,视频捕捉卡打印机、光盘刻录机、绘图仪多媒体外部设备
光盘存储器(光驱):
扫描仪:利用光点转换原理采集静态图象.
数码相机:利用电荷耦合器件(CCD)进行图像传感,将光信号转变为电信号记录在存储卡上.
数码摄像机:记录声音和图象的数码影视设备.
数字摄像头:网络摄像机、在网上传送实时影像,用于网络视频电话等.
触摸屏:一种定位设备,确定用户所输入的信息.
麦克风:话筒,将声音转换为电信号.
扬声器:音箱,将模拟脉冲信号转换为机械震动,并通过空气震动形成声音的输出设备.
显示器:显示输出文字,图形,其分辨率和视频带宽远远高于电视机.
投影仪:大屏幕显示设备,将计算机输出的信息投影到幕布上.
(2).多媒体软件多媒体系统软件驱动程序操作系统多媒体制作软件素材制作工具作品集成工具编程语言多媒体播放工具多媒体应用软件各种培训、教学软件,电子图书,游戏等
图形创作
图像处理 Express
二维动画:Animator Gif,Flash
三维动画:3DMAX,Maya
声音编辑:Cool Edit
影视编辑多媒体创作工具多媒体编程语言Visual Basic, Visual C,DephiWindows的录音机、CD播放机、媒体播放机苹果公司)超级解霸(豪杰公司实时音频,视频)ACDsee(看图)
4. 多媒体技术研究内容多媒体数据压缩技术多媒体软硬件平台多媒体数据库技术超文本与Web技术多媒体通信与分布处理虚拟现实技术智能多媒体技术(1).多媒体数据压缩技术数字化图象,音频,视频的数据量非常巨大.一幅中等分辨率,大小为640x480像素的真彩(24位)图象约占900KB,若以25帧秒的速度播放,每秒的视频画面约占22MB.650MB的光盘只能播放30秒.
多媒体信息本身存在大量冗余.如图象中大面积的蓝天或绿地,视频中每帧之间变化很小.其次,人的感官具有某些不敏感性,存在主观感受的数据冗余.如人眼对边缘剧变不敏感,对亮度敏感,对颜色分辨率不敏感等.压缩冗余和非冗余的数据,可大大减少多媒体信息的数据量.
当前最流行的多媒体压缩编码的国际标准:静止图象JPEG2000;运动图象MPEG4
现在的工作:除对现有标准进一步完善外,要减低实现成本,提高多媒体计算机的硬件质量,促进多媒体技术普及.
(2).多媒体软硬件平台软,硬件平台是实现多媒体系统的基础.每一项重要的技术突破都直接影响多媒体技术的发展与应用进程. 这方面需要研究的内容包括:多媒体信息的输入,处理,存储,管理,输出和传输等各种技术和设备.
光驱,显卡,声卡等已成计算机的标配、CPU也加入了多媒体与通信指令体系,扫描仪,数码相机、数码摄像机、视频压缩卡和彩色打印机等越来越普及.
目前多媒体技术已经向更复杂的应用体系发展,例如视频点播系统,虚拟现实系统等、其硬件平台更为复杂.
软件方面从操作系统,多媒体素材编辑工具,创作工具到更复杂的专用软件更是遍地开花,形成了相应的专业标准.在Internet发展大潮中、多媒体软件更是大大发展.
(3). 多媒体数据库技术多媒体数据库管理系统(MDBMS)可以实现:多媒体数据库对象的定义、多媒体数据库运行控制,多媒体数据组织,管理和存取,多媒体数据库的建立和维护,多媒体数据库在网络上的通信.
目前不少商品化数据库管理系统(如SQL 等)根据上述要求进行扩充.常用做法是引入一种新的数据类型(大二进制)进行管理,但实际上只包括多媒体的位置信息,真正的多媒体数据还是放在数据库外部独立的服务器上.
面向对象的多媒体数据库是多媒体数据管理的方向.因为类的概念和面向对象的数据库模型非常适合多媒体数据.美国CA公司的Jasminc数据库是世界上第一个真正面向对象的多媒体数据库.
(4). 超文本与Web技术多媒体系统中媒体种类繁多数据量巨大,处理多媒体信息的途径主要有2种:多媒体数据库,超文本和超媒体.
超文本和超媒体允许以事物的自然关系联系组织信息,从而构造出能真正表达客观世界的多媒体应用系统.
超文本和超媒体的数据模型是一个复杂的非线性网络结构,结构中包含的三要素是:结点、链,网络.
结点是表达信息的单位链将结点连接起来网络是由结点和链构成的有向图
超文本与超媒体不同之处是:前者以文字的方式表示和链接信息;后者使用多媒体来表示信息并建立链接关系.
最流行的超文本和超媒体系统就是允许在Internet上的Web系统.担当链接使命的是超文本标记语言(HTML).
(5). 多媒体通信与分布处理多媒体通信是多媒体技术与通信技术结合的产物.多媒体系统要通过通信网络传送文本,图象,图象,动画,音频和视频等不同媒体,这些媒体对通信网络有不同的要求,多媒体通信的发展要求有适合于传输多媒体的通信网.
要想广泛地实现信息共享、计算机网及其在网上的分布化,协作性操作就不可避免.这样就要研究如何判定有效的协议,如何充分发挥分布式操作系统的协作性,如何使得系统与用户之间更容易交换信息,共享信息并同时处理信息等问题.
(6). 虚拟现实技术虚拟现实(Virtrual Reality,VR)是多媒体发展的更高境界、它是在许多技术(仿真技术,计算机图形学,多媒体技术等)的基础上发展起来的一门综合技术.其本质是人与计算机或人与人借助计算机进行交流的一种方式,这种方式具有逼真的三维虚拟世界.
例子:
(7). 智能多媒体技术智能多媒体是一种更加拟人化的高级智能计算.
智能多媒体研究面临的挑战:多媒体信息空间中的知识表示和推理智能多媒体技术中的学习机制语义鸿沟
5.多媒体技术的应用教育与培训出版与图书商业与咨询通信与网络军事与娱乐
第二部分素材加工与创作数字图像处理(7)声音与音频(1)矢量动画(6)多媒体作品创作(2)
视觉可带给人80%的信息,听觉10,触觉、嗅觉、味觉合起来10.目前的多媒体只利用了视觉和听觉、虚拟现实中用到了触觉和嗅觉.随着多媒体技术的进步,多媒体的含义和范围还将扩展.
检索信息是多媒体交互性的初级应用通过交互使用户介入到信息过程中、是交互的中级阶段用户完全进入一个与信息环境一体化的虚拟信息空间遨游、达到交互应用的高级阶段.
软,硬件平台是实现多媒体系统的基础.每一项重要的技术突破都直接影响多媒体技术的发展与应用进程.这方面研究的内容包括:多媒体信息的输入,处理,存储,管理,输出和传输等各种技术和设备

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