多媒体技术基础单元1

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：Email:本单元的学习目标本单元的学习目标1.理解多媒体、多媒体技术的概念及特点。2.了解多媒体的相关技术。3.了解多媒体技术的应用领域。4.了解多媒体技术相关的认证考试。2023/9/172本单元的内容框架本单元的内容框架2023/9/1731.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体1.1.1 1.1.1 媒体与多媒体媒体与多媒体“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”中媒体一般是指媒体的后一种含义，但它并不仅仅是各种信息媒体的简单组合，而是一种与计算机、数字化、交互性紧密相联的全新信息载体。2023/9/1741.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体 根据信息被人们感觉、加以表示、使之呈现、实现存储或进行传输的载体的不同，可以将媒体可分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体五类：（1）感觉媒体（Perception Medium）：是指人们可以通过感觉器官感觉到的信息承载体，如人们听到的各种声音，看到的各种图形图像、文字等。还有通过计算机显示出来的数据、文本、图形等都属于感觉媒体。图像动画声音2023/9/1751.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体（2）表示媒体（Representation Medium）：是指为了对感觉媒体进行加工、处理和传输而被人们创造出来的一种媒体。表示媒体可用来定义信息的特征，通常用编码来表示，如语音编码、图像编码和文本编码等。2023/9/1761.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体（3）显示媒体（Presentation Medium）：是指感觉媒体与电信号进行相互转换所需的媒体，即显示信息所需的物理设备。例如：显示器、扬声器、打印机等信息输出类设备，以及像鼠标、键盘、话筒、数码相机等输入类设备。2023/9/1771.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体（4）存储媒体（Storage Medium）：是指感觉媒体转换成数字信号后进行存储的物理设备，如软盘、硬盘及光盘等存储设备。2023/9/1781.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体（5）传输媒体（Transmission Medium）：是指对数字化后的感觉媒体和表示媒体进行传输的载体，如同轴电缆、双绞线、光缆及红外线等信息传输载体。双绞线2023/9/1791.1 1.1 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。它具有以下特点：（1）多媒体是信息交流和传播媒体，从这个意义上说，多媒体和电视、报纸、杂志等媒体的功能是一样的。（2）多媒体是人-机交互式媒体，从这个意义上说，多媒体和目前大家所熟悉的模拟电视、报纸、杂志等媒体又是大不相同的。后者只能单向地传播信息，而多媒体可提供用户与多种媒体之间的交互式操作，从而实现用户对信息的主动选择和控制。（3）多媒体信息都是以数字的形式而不是以模拟信号的形式存储和传输的。（4）传播信息的媒体种类很多，如文字、声音、电视图像、图形、图像、动画等。2023/9/17101.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体多媒体技术现在人们在说“多媒体”时，有时并不完全是在说多媒体信息本身，而是指处理和应用多种数字媒体信息的相应技术，即“多媒体技术”。所谓多媒体技术是计算机综合处理多种媒体信息-文本、图形、图像和声音，使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 这里的处理包括计算机对各种数字媒体信息进行获取、压缩编码、编辑、存储、检索、呈现、传输，其相关的技术正是多媒体技术的主要内容，也是本书的主要内容。2023/9/17111.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体1.1.2 1.1.2 多媒体中的媒体元素多媒体中的媒体元素 1文本文本（Text）就是按语言规则结合而成的语句组合体，短至一句话，长至一篇文章、一本书，具体地说，就是各种文字和符号的集合。它是使用最多的一种符号媒体形式，是人和计算机交互作用的主要形式。文本可以包含的信息量很大，而所需要占用的存储空间却很小。文本数据可以在文本编辑软件里制作，如通过写字板、记事本和WPS、Word字处理软件等，所编的文本文件大都可以被输入到多媒体应用设计之中。制作图形的软件或多媒体编辑软件一般也有文本制作功能。2023/9/17121.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体2图形和图像在生活中，人们是不区分图形（Graphics）和图像（Images）。但是在计算机中，两者产生、处理的方式是不同的，图形是计算机产生的图案，一般是指由点、直线、曲线、面、文字的结构元素所构成,并经过平移、对称、缩放、旋转、填充、透视、投影等变换而产生出来的画面；图像则是用数字化方法记录下来的自然界景物,如将照片用扫描器输入计算机成为一个一个像素表达的图面。在多媒体应用中，图形图像具有举足轻重的地位，一幅图画可以形象、生动、直观地表现大量的信息，有时还有替代文字说明的功能，如Windows中常用到的图标（Icon）。相对于文本而言，图信息要占用较多的存储空间。2023/9/17131.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体3声音现实生活中的各种声音可以通过数字化输入到计算机中，声卡的出现让计算机具有了处理声音的能力。在多媒体应用中，声音（Sound）一般包括语音、音乐和各种音响效果，其中语音即语言的声音，就是人说话的声音,多用来表达文字的意义或作为旁白；音乐多用来作为背景音乐，起烘托气氛的作用；音效是指模拟某种事物发生后产生的声音,它能表现一种真实感。数字化的声音同样具有较大的数据量。2023/9/17141.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体4动画图像或图形都是静止的，动画是则动态图像的一种。动态图像是一系列有上下关联性的画面所组成，其中的每一幅画面称为一帧，当这些画面快速、连续播放时，由于人眼的视觉暂留作用就形成了动态的画面。如果动态图像中的画面是由人工或计算机生成的图形，就称之为动画（Animation）。计算机的出现简化了传统二维动画的制作，并出现了具有强烈真实感的计算机三维动画。动画广泛应用于电视广告、网页和其他多媒体演示软件。2023/9/17151.1 1.1 什么是多媒体什么是多媒体5视频视频也是另一种动态图像。当动态图像中的画面是实时获取的自然景物而形成的，就称之为视频（Video）。视频一词源于电视技术，电视视频是模拟信号，计算机视频则是数字信号。由于数字视频的每一帧画面是由实时获取的自然景观转换成数字形式而来，因此有很大的数据量。数字视频主要应用于非线性视频编辑、VCD和DVD数字视频点播、通过网络传送远程教学、医疗或会议的现场景象。上述多媒体元素的相关原理和处理技术将在本书的3-7单元介绍。2023/9/17161.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术 1.2.1 1.2.1 多媒体计算机多媒体计算机 多媒体计算机（Multimedia computer）最早起源于20世纪80年代中期。1984年，美国Apple公司在研制Macintosh计算机时，为了增加图形处理功能、改善人机交互界面，创造性地使用了位映射(bitmap)、窗口(windows)、图标(icon)等技术。同时引入鼠标作为输入设备，大大方使了用户的操作。2023/9/17171.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术1985年美国Commodore公司率先推出了世界上第一台多媒体计算机Amiga，它具有专用的多媒体操作系统，可方便地处理视频和音频信号。Macintosh和Amiga计算机是最早的能开发和应用多媒体的计算机。1985年8月美国Microsoft(微软)公司借鉴Apple公司在Macintosh计算机上所使用的技术而推出了运行在DOS基础上的Windows系统。这是一个具有多媒体功能，多任务的图形化用户界面的操作系统，现已成为微机的主流操作系统。新一代的Windows操作系统Vista更是加强其多媒体功能，带有许多新的操控多媒体的特性和技术。2023/9/17181.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术MPC Marketing Council制定的MPC规格标准 硬件设备MPC 1MPC 2MPC 3RAM 2 MB 4 MB 8 MB中央处理器 16 MHz 386SX 25 MHz 486SX 75 MHz Pentium 同等级 X86硬盘容量 30 MB 160 MB 540 MBCD-ROM 150 kb/s（单速）最大寻址时间1 s符合CD-DA规格 300 kb/s（倍速）最大寻址时间 400 ms CD-ROM XA兼容 600 kb/s（四速）最大寻址时间200 ms CD-ROM XA兼容音频卡 采样位：8 b 采样率：112 Hz，22 Hz 8个合成器 MIDI 采样位：16 b 采样率：11 Hz，225 Hz，44.1 Hz 8个合成器 MIDI 采样位：16 b 采样率：11 Hz，22 Hz，44.1 Hz 波表合成器 MIDI显示器 640480 16色 640480 65 536色 640480 65 536色视频播放 352240 30帧/s （352288 25帧/s）15 b/Pixel输入/输出端口 MIDI端口、摇杆端口、串并联端口 MIDI端口、摇杆端口、串并联端口 MIDI端口、摇杆端口、串并联端口系统软件Windows3.0多媒体扩充版或Windows3.1Windows3.0多媒体扩充版或Windows3.1Windows3.11多媒体计算机系统的相关内容在本书的单元2介绍。2023/9/17191.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术1.2.2 1.2.2 光存储技术：光存储技术：大容量光盘(compact disc，CD)光盘的出现为存储高质量的数字化媒体提供了有效的手段。20世纪70年代初期，荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始研究利用激光来记录和重放信息，并于1972年9月向全世界展示了LV(Laser Vision)光盘系统。大约在1978年，人们开始把声音信号变成用“1”和“0”表示的二进制数字，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上。历时4年，Philips公司和Sony公司终于在1982年成功地把这种记录有74分钟数字声音的盘推向了市场。这种盘称为数字激光唱盘(Compact Disc-Digital Audio，CD-DA)。其标准为“红皮书(Red Book)标准”。2023/9/17201.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术1985年，飞利浦和索尼公司再度联手发表“黄皮书”标准，使CD盘正式迈入多媒体电脑领域。按“黄皮书”标准制造的光盘就是海量存储数据的“只读光盘”CD-ROM，CD-ROM虽然还不允许用户随意“写”上自己的东西，但是是出版多媒体产品的最佳载体。1993年，能够播放74分钟电影的另一种光盘风靡全球，那就是常见的小影碟VCD。VCD的标准称为“白皮书”。1992年，摄影业的柯达公司也加入到光盘制作行列，推出另一款能永久保存照片的Photo CD，最多可储存照片700张；此外，还有所谓可写一次的光盘CD-WO、可反复擦写的磁光盘CD-MO等等，它们都遵照“橙皮书”标准。2023/9/17211.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术1995年，DVD，即可播放135分钟电影节目的“高密度激光视盘”。DVD原名为Digital Video Disc的缩写，意思是“数字影视光盘”，为的是与VCD相区别。DVD同样也可以用来存储其他类型的数据，因此DVD也表示Digital Versatile Disc。DVD盘与CD盘相比，在形状、尺寸、面积、重量方面都一样，也都是用塑料做衬底的金属盘。现在DVD的存储容量最高可达到17GB，一片DVD盘的容量相当于25片CD-ROM(650 MB/片)的容量。光存储技术的相关原理在单元2第二节详细介绍。2023/9/17221.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术1.2.3 1.2.3 压缩技术及其相关标准压缩技术及其相关标准：只有通过数据压缩技术才能有效减少多媒体信息的数据量，减少其传输时间，才能实现对音、视频信息实时处理。在声音、图像数据中，都存在着冗余的数据，如空间冗余、时间冗余和感觉冗余。这就为数据压缩提供了可能。数据压缩算法可以区分为无损压缩和有损压缩两种。前者能在解压缩后还原为原始信号，压缩比一般为24；后者为不可逆压缩，还原后可能会丢失部分信息，但一般人不易察觉它与原始声音、图像之间的区别，而压缩比则可大大提高，达到10100倍。2023/9/17231.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术国际电话电报咨询委员会CCITT和国际标准化组织ISO联合制定了系列数据压缩与通信的国际标准，主要标准有：（1）静态图像的JPEG标准（ISO/IEC 10918），它是ISO和IEC联合成立的专家组JPEG(Joint Photographic Experts Group)建立的适用于单色和彩色、多灰度连续色调静态图像国际标准。该标准在1991年通过，全称为“多灰度静态图像的数字压缩编码”。（2）视频/运动图像的主要标准是MPEG-1(ISO/IEC 11172)、MPEG-2(ISO/IEC 13818)和MPEG-4(ISO/IEC 14496)三个标准，由国际标准化组织ISO下属的一个专家组MPEG（Moving Picture Experts Group）制定。（3）在多媒体数字通信方面制定的H系列标准，如用于视频会议系统视频压缩算法的H.261(Px64)、用于可视电话的H.263等。2023/9/17241.2 1.2 多媒体的相关技术多媒体的相关技术多媒体网络技术与应用的相关内容在本书的单元9介绍。1.2.4 1.2.4 多媒体与网络多媒体与网络 万维网(Web)是在因特网上运行的全球性分布式信息系统，Web是WWW(World Wide Web)的简称。它主要基于超文本传输协议(HTTP)向用户提供多媒体信息，支持文本、图像、声音、视频等数据类型，而且使用超文本、超链接技术把全球范围里的信息链接在一起。网络流媒体技术的发展，解决了在现有网络带宽的条件，传输高质量的音视频信息，保证不同连接速率下的用户能够得到不同质量的音视频效果，实现了更多以音频和视频媒体为主的多媒体网络应用，如网络直播、视频点播、视频会议等。2023/9/17251.31.3为什么要学习多媒体技术为什么要学习多媒体技术1.3.1 1.3.1 教育中的多媒体技术教育中的多媒体技术 应用多媒体进行的教学多媒体课件2023/9/17261.3 1.3 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.3.2 电子出版与多媒体技术 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。(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。2023/9/17271.3 1.3 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。2023/9/17281.3 1.3 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.3.3 1.3.3 咨询服务业咨询服务业 多媒体咨询服务系统的用户界面友好，声、文、图、像并茂，使用者可独立自行操作，在计算机上咨询和查询所需要的多媒体信息资料。特别是利用触摸屏（touch screen）技术，使非专业人员避免了复杂的键盘操作，只需手指轻轻触摸屏幕上的图符或文字便可获取所需信息。北京火车站的“火车自动查询机”2023/9/17291.3 1.3 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.3.4 1.3.4 在商业领域中的多媒体在商业领域中的多媒体 多媒体商品展示电子商务 电子商务网站2023/9/17301.3 1.3 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.3.5 1.3.5 家庭、娱乐与多媒体家庭、娱乐与多媒体2023/9/17311.3 1.3 多媒体的应用领域多媒体的应用领域1.3.6 1.3.6 多媒体远程通信多媒体远程通信 1远程医疗系统 处在现代医疗卫生中心的医生，可以通过多媒体通信网为边远地区的病人提供医疗服务。通过多媒体计算机和其他通信设备，医生不仅可以直接对病人进行观察和询问，同时还通过远端的医疗传感器或仪表对病人进行多项病理检查，检查的结果可以立即传送到医疗中心，为医生的诊断提供依据。医生正在操控千里之外的机器人为病人手术2023/9/17321.3 1.3 多媒体的应用领域多媒体的应用领域2多媒体会议系统多媒体桌面会议系统2023/9/17331.3 1.3 多媒体的应用领域多媒体的应用领域3远程监控系统：是以多媒体计算机为核心，利用最新多媒体技术和通信技术，并融合电视技术、传感技术、自动控制技术等，实现了多方位、多功能、综合性的监视报警系统。某医院高级病房的远程监控系统 监控系统通过网络摄像机对各个监控点的图像进行采集处理压缩，再经过网络传输至远程监控室。远程监控中心可以通过电脑观看图像，也可以将数字图像还原到电视墙上，实现远程监控和管理的目的。2023/9/17341.4 1.4 与多媒体技术相关的资格认证与多媒体技术相关的资格认证1.4.1 1.4.1 多媒体软件制作技能考试 全国计算机信息高新技术考试是由劳动和社会保障部职业技能鉴定中心统一组织的计算机及信息技术领域新职业国家考试，是国家职业鉴定工作和职业资格证书制度的有机组成部分。全国计算机信息高新技术考试根据计算机信息技术在不同应用领域的特征，划分了模块和平台，各模块按等级、按模块分别独立进行考试，应试者可根据自己工作岗位的实际需要选择相应模块，多媒体软件制作便是其中的模块之一。2023/9/17351.4 1.4 与多媒体技术相关的资格认证与多媒体技术相关的资格认证 多媒体软件制作技能认证的适用对象是从事广告、电子出版、光盘制作、计算机多媒体辅助教学的计算机操作人员及使用计算机介绍单位和产品的相关人员。多媒体软件制作技能认证的主要划分为以下几个等级：（1）多媒体软件制作员（2）高级多媒体软件制作员（3）多媒体软件制作师2023/9/17361.4 1.4 与多媒体技术相关的资格认证与多媒体技术相关的资格认证 参加全国计算机信息高新技术培训并考试合格者由劳动部职业技能鉴定中心统一核发全国计算机信息高新技术考试合格证书。关于多媒体软件技能考试的详细信息可以访问全国计算机信息高新技术考试官方网站http:/ 1.4 与多媒体技术相关的资格认证与多媒体技术相关的资格认证1.4.2 1.4.2 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试 l 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试（简称计算机软件资格考试）是由国家人事部和信息产业部组织的国家考试，其目的是，科学、公正地对全国计算机技术与软件专业技术人员进行职业资格、专业技术资格认定和专业技术水平测试。l根据人事部、信息产业部文件（国人部发200339号），计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试纳入全国专业技术人员职业资格证书制度的统一规划。2023/9/17381.4 1.4 与多媒体技术相关的资格认证与多媒体技术相关的资格认证l计算机软件资格考试分五个专业类别：计算机软件、计算机网络、计算机应用技术、信息系统和信息服务。每个专业又分三个层次：高级资格（高级工程师）、中级资格（工程师）、初级资格（助理工程师、技术员）。表1.2 计算机软件专业技术资格考试专业类别、资格名称和级别对应表 计算机软件 计算机网络 计算机应用技术 信息系统 信息服务 高级资格 信息系统项目管理师系统分析师（原系统分析员）系统架构设计师 中级资格 软件评测师软件设计师(原高级程序员)网络工程师 多媒体应用设计师多媒体应用设计师 嵌入式系统设计师 计算机辅助设计师 电子商务设计师 信息系统监理师数据库系统工程师 信息系统管理工程师 信息技术支持工程师 初级资格 程序员(原初级程序员、程序员)网络管理员 多媒体应用制作技术多媒体应用制作技术员员 电子商务技术员 信息系统运行管理员 信息处理技术员 2023/9/17391.4 1.4 与多媒体技术相关的资格认证与多媒体技术相关的资格认证l计算机软件资格考试中与多媒体技术相关的资格考试是多媒体应用制作技术员和多媒体应用设计师两种。多媒体应用制作员是初级资格，考试设基础知识和应用技术2个科目，采取笔试与上机操作考试相结合的形式。多媒体应用设计师是中级资格，考试设基础知识和应用技术2个科目，但均为笔试。l考试合格者将颁发由中华人民共和国人事部和中华人民共和国信息产业部共同用印的计算机技术与软件专业技术资格（水平）证书，证书全国有效。l关于计算机软件资格考试的详细情况可以访问网站http:/www.ceiaec.org/zgks_xmjs.htm。2023/9/1740学习活动学习活动学习活动学习活动1结合生活中多媒体的应用实例（例如：商场导购系统、网上购物系统、博物馆导游系统等）理解、概括多媒体的概念及特点。写出自己所熟知的多媒体技术和实物及应用场所，并查找自己以前没见过的多媒体技术和实物及应用场所。2（小组讨论）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？3上网搜索三个不同的国际公司和三个国内较大公司网站，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简单的描述。2023/9/1741