1.3 多媒体技术简介

1.3.1 多媒体技术

1．媒体

我们通常所说的“媒体”（Media）包括其中两点含义。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、磁带以及相关的播放设备等；另一层含义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。多媒体计算机中所说的媒体，是指后者而言，即计算机不仅能处理文字、数值之类的信息，而且还能处理声音、图形、电视图像等各种不同形式的信息。

国际电话电报咨询委员会CCITT（Consultative Committee on International Telephone and Telegraph，国际电信联盟ITU的一个分会）把媒体分成以下5类。

（1）感觉媒体（Perception Medium）：指直接作用于人的感觉器官，使人产生直接感觉的媒体。如引起听觉反应的声音，引起视觉反应的图像等。

（2）表示媒体（Representation Medium）：指传输感觉媒体的中介媒体，即用于数据交换的编码。如图像编码（JPEG、MPEG等）、文本编码（ASCII码、GB2312等）和声音编码等。

（3）表现媒体（Presentation Medium）：指进行信息输入和输出的媒体。如键盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像机等为输入媒体；显示器、打印机、喇叭等为输出媒体。

（4）存储媒体（Storage Medium）：指用于存储表示媒体的物理介质。如硬盘、软盘、磁盘、光盘、ROM及RAM等。

（5）传输媒体（Transmission Medium）：指传输表示媒体的物理介质。如电缆、光缆等。

2．多媒体

多媒体的英文单词是Multimedia，它由Media和Multi两部分组成。一般理解为多种媒体的综合。

多媒体技术不是各种信息媒体的简单复合，它是一种把文本（Text）、图形（Graphics）、图像（Images）、动画（Animation）和声音（Sound）等形式信息结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制，能支持完成一系列交互式操作的信息技术。多媒体技术的发展改变了计算机的使用领域，使计算机由办公室、实验室中的专用品变成了信息社会的普通工具，广泛应用于工业生产管理、学校教育、公共信息咨询、商业广告、军事指挥与训练，甚至家庭生活与娱乐等领域。

多媒体技术有以下几个主要特点。

（1）集成性 能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。

（2）控制性 多媒体技术是以计算机为中心，综合处理和控制多媒体信息，并按人的要求以多种媒体形式表现出来，同时作用于人的多种感官。

（3）交互性 交互性是多媒体应用有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息，而多媒体技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。

（4）非线性 多媒体技术的非线性特点将改变人们传统循序性的读/写模式。以往人们读写方式大都采用章、节、页的框架，循序渐进地获取知识，而多媒体技术将借助超文本链接（Hyper Text Link）的方法，把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给读者。

（5）实时性 当用户给出操作命令时，相应的多媒体信息都能够得到实时控制。

（6）信息使用的方便性 用户可以按照自己的需要、兴趣、任务要求、偏爱和认知特点来使用信息，任取图、文、声等信息表现形式。

（7）信息结构的动态性 “多媒体是一部永远读不完的书”，用户可以按照自己的目的和认知特征重新组织信息，增加、删除或修改结点，重新建立链。

3．多媒体信息

（1）文本：是以文字和各种专用符号表达的信息形式，它是现实生活中使用得最多的一种信息存储和传递方式。用文本表达信息给人充分的想象空间，它主要用于对知识的描述性表示，如阐述概念、定义、原理和问题以及显示标题、菜单等内容。

（2）图形和静态图像：图形是指点，线，面到三维空间的黑白或彩色几何图，图像是由像素点阵组成的画面。它们是多媒体软件中最重要的信息表现形式之一，它是决定一个多媒体软件视觉效果的关键因素。

（3）动画：是利用人的视觉暂留特性，快速播放一系列连续运动变化的图形图像，也包括画面的缩放、旋转、变换、淡入淡出等特殊效果。通过动画可以把抽象的内容形象化，使许多难以理解的教学内容变为生动有趣。合理使用动画可以达到事半功倍的效果。

（4）音频，即声音：是人们用来传递信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。在多媒体课件中，按其表达形式，可将声音分为讲解、音乐、效果三类。

（5）视频：是由图像构成的，若干有联系的静态图像数据连续播放便成了视频。它具有时序性与丰富的信息内涵，常用于交待事物的发展过程。视频非常类似于我们熟知的电影和电视，有声有色，在多媒体中充当起重要的角色。

1.3.2 多媒体计算机及其组成

1．多媒体计算机

在多媒体计算机之前，传统的微机或个人机处理的信息往往仅限于文字和数字，只能算是计算机应用的初级阶段，同时，由于人机之间的交互只能通过键盘和显示器来进行，故交流信息的途径缺乏多样性。为了改变人机交互的接口，使计算机能够集声、文、图、像处理于一体，人类发明了有多媒体处理能力的计算机。我们这里重点谈谈个人机（就是现在说的PC）。所以现在你该明白，所谓多媒体个人机（Multimedia Personal Computer，MPC）无非就是具有了多媒体处理功能的个人计算机（如早期的586机型），它的硬件结构与一般所用的个人机并无太大的差别，只不过是多了一些软/硬件配置而已。一般用户如果要拥有MPC大概有两种途径：一是直接购买具有多媒体功能的PC；二是在基本的PC上增加多媒体套件而构成MPC。

2．多媒体计算机配置

一般来说，多媒体个人计算机（MPC）的基本硬件结构可以归纳为七部分，如图1-6所示。

（1）至少一个功能强大、速度快的中央处理器（CPU）；

（2）可管理、控制各种接口与设备的配置；

（3）具有一定容量（尽可能大）的存储空间；

（4）高分辨率显示接口与设备；

（5）可处理音响的接口与设备；

（6）可处理图像的接口设备；

（7）可存放大量数据的配置等。

这样提供的配置是最基本MPC的硬件基础，它们构成MPC的主机。除此以外，MPC能扩充的配置还可能包括以下几个方面。

（1）光盘驱动器：包括可重写光盘驱动器（CD-R）、WORM光盘驱动器和CD-ROM驱动器。其中CD-ROM驱动器为MPC带来了价格便宜的650MB存储设备，存有图形、动画、图像、声音、文本、数字音频、程序等资源的CD-ROM早已广泛使用，因此现在光驱对广大用户来说已经是必须配置的了。而可重写光盘、WORM光盘价格较贵，目前还不是非常普及。另外，DVD出现在市场上也有些时间了，它的存储量更大，双面可达17GB，是升级换代的理想产品。

（2）音频卡：在音频卡上连接的音频输入/输出设备、包括话筒、音频播放设备、MIDI合成器、耳机、扬声器等。数字音频处理的支持是多媒体计算机的重要方面，音频卡具有A/D和D/A音频信号的转换功能，可以合成音乐、混合多种声源，还可以外接MIDI电子音乐设备。

（3）图形加速卡：图文并茂的多媒体表现需要分辨率高，而且同屏显示色彩丰富的显示卡的支持，同时还要求具有Windows的显示驱动程序，并在Windows下的像素运算速度要快。所以现在带有图形用户接口GUI加速器的局部总线显示适配器使得Windows的显示速度大大加快。

（4）视频卡：可细分为视频捕捉卡、视频处理卡、视频播放卡以及TV编码器等专用卡，其功能是连接摄像机、VCR影碟机、TV等设备，以便获取、处理和表现各种动画和数字化视频媒体。

（5）扫描卡：它是用来连接各种图形扫描仪的，是常用的静态照片、文字、工程图输入设备。

（6）打印机接口：用来连接各种打印机，包括普通打印机、激光打印机、彩色打印机等，打印机现在已经是最常用的多媒体输出设备之一。

（7）交互控制接口：它是用来连接触摸屏、鼠标、光笔等人机交互设备的，这些设备将大大方便用户对MPC的使用。

（8）网络接口：是实现多媒体通信的重要MPC扩充部件。计算机和通信技术相结合的时代已经来临，这就需要专门的多媒体外部设备将数据量庞大的多媒体信息传送出去或接收进来，通过网络接口相接的设备包括视频电话机、传真机、LAN和ISDN等。

3．媒体播放器在Web中的应用

我们知道，由于声音点播和影视点播应用还没有完全直接集成到现在的Web浏览器中，这就需要一个单独的应用程序来帮助，通常我们使用媒体播放器（Media Player）来播放声音和影视。典型的媒体播放器要执行好几个功能，包括解压缩、消除抖动、错误纠正和用户播放等功能。现在可以使用像插件这种技术把媒体播放器的用户接口放在Web客户机的用户界面上，浏览器在当前Web页面上保留屏幕空间，并且由媒体播放器来管理。目前，大多数客户机使用如下几种方法来读取声音和影视文件：

（1）通过Web浏览器把声音/影视从Web服务器传送给媒体播放器；

（2）直接把声音/影视从Web服务器传送给媒体播放器；

（3）直接把声音/影视从多媒体流放服务器传送给媒体播放器。

在这个过程中，媒体播放器的主要功能表现在以下四个方面：

（1）解压缩：几乎所有的声音和电视图像都是经过压缩之后存放在存储器中的，因此无论播放来自于存储器或者来自网络上的声音和影视都要解压缩。

（2）去抖动：由于到达接收端的每个声音信息包和电视图像信息包的时延不是一个固定的数值，如果不加任何措施就原原本本地把数据送到媒体播放器播放，听起来就会有抖动的感觉，甚至对声音和电视图像所表达的信息无法理解。在媒体播放器中，限制这种抖动的简单方法是使用缓存技术，就是把声音或者电视图像数据先存放在缓冲存储器中，经过一段延时之后再播放。

（3）错误处理：由于在因特网上往往会出现让人不能接受的交通拥挤，信息包中的部分信息在传输过程中就可能会丢失。如果连续丢失的信息包太多，用户接收的声音和图像质量就不能容忍。采取的办法往往是重传。

（4）用户可控制的接口：这是用户直接控制媒体播放器播放媒体的实际接口。媒体播放器为用户提供的控制功能通常包括声音的音量大小、暂停/重新开始和跳转等等。

多媒体计算机系统是一套复杂的硬件、软件有机结合的综合系统。它把音频、视频等媒体与计算机系统融合起来，并由计算机系统对各种媒体进行数字化处理。与计算机系统类似，多媒体计算机系统由多媒体硬件和多媒体软件构成。

4．多媒体硬件系统

多媒体硬件系统由主机、多媒体外部设备接口卡和多媒体外部设备构成：

（1）多媒体计算机的主机可以是大/中型计算机，也可以是工作站，使用最多的还是微机。

（2）多媒体外部设备接口卡根据获取、编辑音频、视频的需要插接在计算机上。常用的有声卡、视频压缩卡、VGA/TV转换卡、视频捕捉卡、视频播放卡和光盘接口卡等。

（3）多媒体外部设备十分丰富，按功能分为视频/音频输入设备、视频/音频输出设备、人机交互设备、数据存储设备四类。视频/音频输入设备包括摄像机、录像机、影碟机、扫描仪、话筒、录音机、激光唱盘和MIDI合成器等；视频/音频输出设备包括显示器、电视机、投影电视、扬声器、立体声耳机等；人机交互设备包括键盘、鼠标、触摸屏和光笔等；数据存储设备包括CD-ROM、磁盘、打印机、可擦写光盘等。

5．多媒体软件系统

多媒体软件系统按功能可分为系统软件和应用软件。

系统软件是多媒体系统的核心，它不仅具有综合使用各种媒体、灵活调度多媒体数据进行媒体的传输和处理的能力，而且要控制各种媒体硬件设备协调地工作。多媒体系统软件主要包括多媒体操作系统、媒体素材制作软件及多媒体函数库、多媒体创作工具与开发环境、多媒体外部设备驱动软件和驱动器接口程序等。

应用软件是在多媒体创作平台上设计开发的面向应用领域的软件系统，通常由应用领域的专家和多媒体开发人员共同协作、配合完成。例如，教育软件、电子图书等。

多媒体计算机系统的层次结构。

多媒体计算机系统的层次结构与计算机系统的结构在原则上是相同的，由底层的硬件系统和其上的各层软件系统组成，只是考虑多媒体的特性各层次的内容有所不同。