多媒体技术基础多媒体技术基础-单元单元1 1 多媒体概述多媒体概述授课教师：曾兰芳Email:zenglf2003163.com 2024/9/132本单元的学习目标本单元的学习目标l理解多媒体的概念及特点。l了解多媒体的相关技术。l了解多媒体的应用领域。l了解多媒体计算机的特点。l熟悉多媒体计算机系统的硬件组成。l熟悉多媒体计算机系统的软件组成。l掌握多媒体常用设备的工作原理及性能指标。2024/9/133本单元的内容框架本单元的内容框架2024/9/1341.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术1.1.1 什么是媒体什么是媒体“媒体”通常包括两层含义：一是指信息的物理载体（即存储和传递信息的实体），如书本、挂图、磁盘、光盘、磁带以及相关播放设备等；二是指信息的表现形式（或者说传播形式），如文字、声音、图像、动画等。三是指信息的传输设备，如光纤、无线电波等。2024/9/1351.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术活动活动2024/9/136 请列举不同类型的媒体，尽可能多地填写到请列举不同类型的媒体，尽可能多地填写到下表中。下表中。媒体类别媒体类别举例举例媒体类别媒体类别举例举例视觉类媒体口语媒体听觉类媒体印刷媒体触觉类媒体电子媒体传统媒体现代媒体2024/9/1371.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术l根据国际电信联盟(ITU：International Telecommunication Union)下属的国际电报电话咨询委员会(CCITTConsultative Committee International Telegraph and Telephone)的定义，按照信息承载方式的不同，媒体可分为下列五大类：感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体。2024/9/138l感觉媒体感感觉媒体是指能直接作用于人媒体是指能直接作用于人们的感的感觉器官器官(视觉、听、听觉、触、触觉、嗅、嗅觉、味、味觉、平衡、平衡觉)，使人能直接，使人能直接产生感生感觉的一的一类媒体。媒体。感感觉媒体包括人媒体包括人类的各种的各种语言、文字、音言、文字、音乐、自然界、自然界的其他声音、静止的或活的其他声音、静止的或活动的的图像、像、图形和形和动画等信画等信息。息。2024/9/139l表示媒体传输感感觉媒体的中介媒体，媒体的中介媒体，为了加工、了加工、处理和理和传输感感觉媒体而人媒体而人为研究、构造出来的一种媒体。即研究、构造出来的一种媒体。即用于数用于数据交据交换的的编码，是感，是感觉媒体数字化后的表示形式。常媒体数字化后的表示形式。常见的可概括的可概括为文本、文本、图形形图像、音像、音频、视频、动画、画、以及各种采集或生成的数据等信息的数字化以及各种采集或生成的数据等信息的数字化编码表示。表示。例如，例如，语言言编码，电报码，图像像编码等等借助于此种媒体，便能更有效地存借助于此种媒体，便能更有效地存储感感觉媒体或将感媒体或将感觉媒体从一个地方媒体从一个地方传送到遥送到遥远的另一个地方。的另一个地方。2024/9/1310l显示媒体显示媒体是指感示媒体是指感觉媒体和用于通信的媒体和用于通信的电信号之信号之间转换用的一种媒体（用的一种媒体（设备）。）。输入媒体：将感入媒体：将感觉媒体媒体转换为表示媒体。表示媒体。键盘、鼠、鼠标、扫描描仪、麦克麦克风、摄像机等。像机等。输出媒体：将表示媒体出媒体：将表示媒体转换为感感觉媒体。媒体。显示器、喇叭、打印示器、喇叭、打印机、投影机、投影仪等。等。2024/9/1311l存储媒体存存储媒体又称存媒体又称存储介介质，指的是用于存，指的是用于存储表示媒体表示媒体(也也就是把感就是把感觉媒体数字化以后的代媒体数字化以后的代码进行存入行存入)，以便，以便计算机随算机随时加工加工处理和理和调用的物理用的物理实体。体。这类存存储媒体有硬媒体有硬盘、软盘、CD-ROM、U盘等。等。2024/9/1312l传输媒体 作为通信的信息载体，用来将表示媒体从一处传送到另作为通信的信息载体，用来将表示媒体从一处传送到另一处的物理实体。一处的物理实体。这类媒体包括空气、导线、电缆、光缆、电磁波、光纤这类媒体包括空气、导线、电缆、光缆、电磁波、光纤等。等。双绞线双绞线光纤光纤活动活动2024/9/1313分类分类举例举例感觉媒体感觉媒体表示媒体表示媒体表现媒体表现媒体存储媒体存储媒体传输媒体传输媒体 和同伴讨论，根据和同伴讨论，根据CCITT的分类标准，将身的分类标准，将身边的媒体进行分类，尽可能多地填写到下表中。边的媒体进行分类，尽可能多地填写到下表中。和同伴讨论，如果按照信息流和同伴讨论，如果按照信息流动的线索，动的线索，CCITTCCITT划分的五种媒划分的五种媒体之间有什么关系呢？体之间有什么关系呢？2024/9/1314活动活动2024/9/13151.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术l1.1.2 什么是多媒体什么是多媒体多媒体是一种融合两种或两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体。多媒体的出现，使得人-机交互过程中，人的主体作用更为突出。多媒体的特点：（1）多媒体是信息交流和传播媒体。（2）多媒体是人-机交互式媒体。（3）多媒体信息都是以数字的形式存储和传输的。（4）多媒体传播信息的媒体种类很多。2024/9/1316多媒体多媒体基本元基本元素素文本文本图图像像图图形形声音声音视频视频动动画画2024/9/13171.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术1.1.2 多媒体多媒体-多媒体中的媒体元素多媒体中的媒体元素1.文本(Text)：各种文字和符号的集合。信息量大、所需存储空间小。2.图形(Graphic)：由直线、圆(弧)、任意曲线等组成的画面，反映物体的局部特征，是真实物体的模型化。3.图像(Image)：通过扫描仪、数字照相机、摄像机等捕捉的真实场景的画面，反映物体的整体特征，是物体的真实再现。4.声音(Sound)：语音、音乐以及各种音效。5.动画(Animation)：由人工或计算机生成的动态图像。6.视频(Video)：由实时获取的自然景物而形成的动态图像。2024/9/1318文本文本l文本由字符组成的序列，是一种以文字和各种专用符号表达的信息形式，它是我们最熟悉的媒体形式。 中国象形文字埃及象形文字中国东巴文字2024/9/1319文本的主要属性文本的主要属性文本：字体、字形、字号、间距、颜色两种不同风格的字体古典风格活泼风格文本的主要属性文本的主要属性2024/9/1320文本：字体、字形、字号、间距、颜色不同的字符间距不同的字符间距不同的字体、字号、字符间距不同的字体、字号、字符间距Photoshop制作的文字2024/9/1321由科学仪器所组成的“牛津剑桥科学百科”封面文字2010年上海世博会会徽蛋糕包装盒上的文字1.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术1.1.3 超媒体超媒体超媒体(HyperMedia)由超文本发展而来，当超文本可以链接其他不同类型（内含声音、图片、动画）的文件，这些具有多媒体功能的超文本，称为超媒体，意指多媒体超文本（Multimedia Hypertext），即以多媒体的方式呈现相关文件信息。2024/9/1322超媒体超媒体=超文本多媒体超文本多媒体2024/9/13231.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术1.1.3 超媒体-超媒体的三要素l节点结点（node，也称节点），节点是信息表达单元。节点中表达信息的媒体可以是文本、图形、图像、动画、音频、视频，甚至可以是一段计算机程序。l链链是不同节点信息单元之间的逻辑联系，它的主要用途是模拟人脑思维的自由联想。 l网网是由节点和链构成一个网络有向图。在这个网中节点可以看作是对单一概念或思想的表达，而节点之间的链则表示概念之间的语境关联。 2024/9/13链接到一个声音片段带有超链接的文本2024/9/13251.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术l1.1.4 多媒体技多媒体技术-概念概念 所谓多媒体技术是计算机综合处理多种媒体信息，如声音、文本、图像、图形、视频、动画等，使这多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并且有交互性。-Lippincott&Robinson,Byte, 1990年2024/9/13261.1 1.1 媒体与多媒体技术媒体与多媒体技术l1.1.4 多媒体技多媒体技术-特点特点多多样性性也称信息的多维性，指的是信息载体的多样性。交互性交互性用户和计算机的多种媒体进行交互操作，为用户提供更有效的控制和使用信息的手段，允许人机交互。集成性（集成性（实时性）性）信息的集成：声音、文本、图像、视频等信息的集成，多种信息有机同步组合，而非孤立。 （实时性）性）设备的集成：计算机、电视、音响、录音机等。更加强调各种媒体之间的协同关系及利用它所包含的大量信息。BACK2024/9/13271.2 1.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统l1.2.1 多媒体计算机多媒体计算机系统就是能够将多种媒体集成处理的计算机系统。即能够综合处理文本、音频、图形、图像、动画和视频等多种媒体的计算机。能够将视听和计算机交互式控制相结合，由对媒体信号的获取、生成、存储、处理和传输数字化所组成的一个完整的系统。l包括：多媒体硬件系统、多媒体软件系统2024/9/13281.2 1.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统基本计算机硬件基本计算机硬件多媒体处理硬件多媒体处理硬件（声卡、视频卡）（声卡、视频卡）多媒体操作系统多媒体操作系统（设备驱动、控制）（设备驱动、控制）多媒体处理软件多媒体处理软件（图像、动画、声音处理、集成等）（图像、动画、声音处理、集成等）多媒体应用软件多媒体应用软件（面向用户的软件）（面向用户的软件）多媒体计算机系统的一般结构多媒体计算机系统的一般结构 2024/9/13291.2 1.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统l1.2.2 多媒体计算机硬件系统主机主机光盘驱动器光盘驱动器视频卡视频卡影碟机影碟机摄像机摄像机音频卡音频卡话筒话筒音箱音箱MIDI设备设备扫描仪扫描仪打印机打印机数码相机数码相机显卡显卡显示器显示器键盘、鼠标键盘、鼠标网卡、网卡、Modem及及其他通信设备其他通信设备录像机录像机七嘴八舌：请结合上学期的知识，说一说多媒体计算机的七嘴八舌：请结合上学期的知识，说一说多媒体计算机的硬件系统应该包括哪些硬件？硬件系统应该包括哪些硬件？2024/9/1330音频信息的采集与输出音频信息的采集与输出l音频卡（声卡）：用于处理音频信息把话筒、录音机、电子乐器等输入的声音信息进行模数转换、压缩等处理把经过计算机处理的数字化的声音信号通过还原（解压缩）、数模转换后用音箱播放出来，或者用录音设备记录下来。支持MIDI接口，能够支持MIDI类型的电子乐器，使用它来实现音乐合成。2024/9/13312024/9/1332录音笔录音笔音箱音箱耳机耳机音频信息的采集与输出音频信息的采集与输出2024/9/1333视频信息的采集与显示视频信息的采集与显示l视频采集卡：又称视频捕捉卡，英文名为“Video Capture Card”，其功能是将视频信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上。按照接口，可以分为模拟采集卡。通过AV或S端子将模拟视频信号采集到 PC中，使模拟信号转化为数字信号，其视频信号源可来自模拟摄像机、电视信号、模拟录像机等。数字采集卡。通过IEEE1394数字接口，以数字对数字的形式，将数字视频信号无损地采集到了PC中，其视频信号源主要来自数码摄像机、数码照相机及其它一些数字化设备。2024/9/1334视频信息的采集与显示（续视频信息的采集与显示（续1 1）l摄像头l摄像机l多媒体投影仪摄像头摄像头数码摄像机数码摄像机多媒体投影仪多媒体投影仪2024/9/1335图形图像信息输入设备图形图像信息输入设备l扫描仪l数字相机数字相机数字相机扫描仪扫描仪2024/9/1336其他多媒体设备其他多媒体设备l触摸屏l数字机顶盒l手柄触摸屏触摸屏手柄手柄2024/9/1337多媒体硬件系统（续多媒体硬件系统（续1 1）l按照功能来划分，包括：按照功能来划分，包括：多媒体存储设备（CD、VCD、DVD）多媒体接口设备（音频卡、视频卡、其它多媒体卡、1394和USB数据接口）多媒体输入输出设备（书写板、游戏棒、显示器、扫描仪、数码相机、数码摄像机）2024/9/1338多媒体软件系统多媒体软件系统l多媒体操作系统主要用于支持多媒体的输入/输出及相应的软件接口。如Windows系列操作系统 l多媒体应用软件根据各种需求实现用户的应用程序及演示软件。如多媒体电子出版物、视频会议系统、计算机辅助教学软件、游戏软件等。l多媒体素材编辑软件主要用于采集、整理和编辑各种媒体数据，如图像处理软件photoshop、声音处理软件CoolEdit，视频编缉软件Premeier、动画制作软件Flash等。 l多媒体创作软件主要用于开发多媒体应用系统。BACK活动活动2024/9/1339将各种多媒体计算机软件填写在下表中。将各种多媒体计算机软件填写在下表中。大分类大分类小分类小分类软件列表软件列表多媒体操作系统多媒体操作系统Windows系列其他系列多媒体创作软件多媒体创作软件网页制作动画制作视频处理音频处理图像处理多媒体播放软件多媒体播放软件图像浏览声音播放视频播放课件播放2024/9/13401.3 1.3 多媒体的相关技术多媒体的相关技术l数据压缩技术l数据存储技术l集成电路技术l多媒体通信技术l数据库技术2024/9/13411.3 1.3 多媒体的相关技术多媒体的相关技术l1.3.1 数据压缩技术在多媒体数据中，存在着冗余的数据。如空间冗余、时间冗余、感觉冗余等。数据压缩就是通过移除或缩减数据的冗余量，用最少的数码来表示信号。数据解压缩：是数据压缩的“逆”过程。即把被压缩的数据还原为“原始”数据的过程。两种数据压缩的算法：无损压缩：是可逆压缩，在解压缩后能够还原为原始信号，压缩比一般为24。有损压缩：是不可逆压缩，在解压缩后会丢失部分信息，压缩比较大，达到10100。 2024/9/13421.3 1.3 多媒体的相关技术多媒体的相关技术l1.3.1 数据压缩技术-压缩标准静态图像JPEG标准(1991)全称：多灰度静止图像的数字压缩编码JPEG (Joint Photographic Experts Group)视频/运动图像MPEG标准(系列)(1992)MPEG (Moving Picture Experts Group)多媒体数字通信H系列标准(1984)H.261标准：视频会议H.263/H.264标准：可视电话2024/9/13431.3 1.3 多媒体的相关技术多媒体的相关技术l1.3.2 数据存储技术-以光存储系统为例 20世纪70年代初期，Philips（飞利浦）公司开始研究利用激光来记录和重放信息以来，光盘记录产品历经三十多年的发展，目前已有CD-DA、CD-ROM、VCD和DVD等多种产品面世。光存储设备以其存储容量大、工作稳定、密度高、寿命长、介质可换、便于携带、价格低廉等优点，已成为多媒体系统普遍使用的设备。光存储器按其记录原理的不同，可分为只读式、一次性写入式CD-R和可读写式CD-RW。2024/9/13441.3 1.3 多媒体的相关技术多媒体的相关技术l1.3.2 数据存储技术-以光存储系统为例 DVD (Digital Versatile Disk)，其存储量和带宽明显高于CD。BACK1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1凹凸痕与记录数据的关系示意 光盘上的数据是通过在压制在光道上凹凸不平的小坑来记录数据的。2024/9/13451.3 1.3 多媒体的相关技术多媒体的相关技术l1.3.2 数据存储技术-以光存储系统为例标准名称准名称盘的名称的名称应用目的用目的播放播放时间显示的示的图像像Red BookRed Book( (红皮皮书) )CD-DACD-DA存存储音音乐节目目7474分分钟Yellow BookYellow Book( (黄皮黄皮书) )CD-ROMCD-ROM存存储文文图声象等声象等多媒体多媒体节目目存存储650 MB650 MB的数据的数据动画、静画、静态图像、像、动态图像像Green BookGreen Book( (绿皮皮书) )CD-ICD-I存存储文文图声象等声象等多媒体多媒体节目目存存储多达多达760 MB760 MB的数据的数据动画、静画、静态图像像Orange BookOrange Book( (橙皮橙皮书) )CD-RCD-R读/ /写入文写入文图声象等声象等多媒体多媒体节目目White BookWhite Book( (白皮白皮书) )Video CDVideo CD存存储影影视节目目7070分分钟(MPEG-1)(MPEG-1)数字影数字影视(MPEG-1)(MPEG-1)质量量Red Book +Red Book +( (红皮皮书+)+)CD-VideoCD-Video存存储模模拟电视数字声音数字声音5 56 6分分钟( (电视) )2020分分钟( (声音声音) )模模拟电视图像像数字声音数字声音CD-BridgeCD-BridgePhoto CDPhoto CD存存储照片照片静静态图像像Blue BookBlue Book( (蓝皮皮书) )LDLD(LaserDisc)(LaserDisc)存存储影影视节目目200200分分钟模模拟电视图像像CD产品及标准产品及标准2024/9/13461.4 1.4 多媒体的应用领域多媒体的应用领域 1.4.1 教育与培教育与培训 图：基于手势识别虚拟绘画室系统示意图图：基于手势识别虚拟绘画室系统示意图2024/9/13471.4 1.4 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.4.2 电子出版电子出版物是以数字代码形式将图、文、声、像等多种媒体信息存储在磁、光介质上，可通过因特网传播，借助多媒体计算机进行阅读，并可复制发行的大众传播媒体。 2024/9/13481.4 1.4 多媒体的应用领域多媒体的应用领域(1)光盘电子出版物 光盘电子出版物指利用光盘作为存储媒介的电子出版物。 左图为微软件百科全书Encarta，它以DVD光盘为载体，信息量巨大，涵盖历史、地理、社会、文学艺术等多个学科，而且检索科学，兼顾学习性和娱乐性。 2024/9/13491.4 1.4 多媒体的应用领域多媒体的应用领域(2)网络电子出版物网络电子出版物则是存储在网络服务器的硬磁盘中，在Internet网络上发行，包括信息检索、电子报刊、电子图书、电子广告、电子视音频资料等，读者通过连入网络的计算机读取。网络出版物具有内容丰富，可实时交互，不受地理因素限制，可重复使用等特点。人们在阅读出版物的同时还可以得到各种服务，如在线检索，在线字典查询等。由于采用交互式阅读方式，读者可以参与出版物的研讨，与作者和其他读者交流观点，及时向出版者反馈信息以使出版物更适应读者的要求。 2024/9/13501.4 1.4 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.4.3 商商业与咨与咨询 查询北京火车站的“火车自动查询机” 多媒体商品展示 电子商务2024/9/13511.4 1.4 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.4.4 军事、事、娱乐和游和游戏图：虚拟飞机座舱图：虚拟飞机座舱2024/9/13521.4 1.4 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.4.5 远程通信程通信1远程医疗系统2. 多媒体会议系统3. 远程监控系统2024/9/1353学习活动学习活动学习活动学习活动1.体会存在于人们生活中的多媒体，思考多媒体如何改变了人们的生活，存在哪些负面影响？2.上网搜索三个与本专业相关的网站，列表比较这些网站上使用了哪些多媒体元素，并对这些多媒体元素的应用作一个初步的评价。3.上网搜索并了解：目前多媒体计算机的主流配置是怎样的？4.上网搜索并了解：选购数码相机的时候，哪些技术参数是需要重点参考的？5.寻找有关资料，了解什么是流媒体技术？6.寻找生活中有特色的标志，并了解其内涵和构思。