多媒体技术基础以及应用.ppt

1,多媒体技术基础及应用,北京广播电视大学吕小星副教授,2,第六章超文本和超媒体,6.1概述6.2超文本和超媒体系统的组成和结构6.3超文本和超媒体的文献模型6.4存在的问题及发展前景,3,本章重点介绍,超文本和超媒体的基本概念,第六章超文本和超媒体,4,超文本的概念超文本的模型超文本的问题与发展,第六章超文本和超媒体,5,文本是我们最熟悉的信息表示方式。文章、程序、书、文件等都以文本出现，通常以字、句子、段落、节、章作为文本内容的逻辑单位，而以字节、行、页、册、卷为物理单位。,1.超文本的概念,6,文本的线性结构,文本的最显著特点是它在组织上是线性的和顺序的。这种线性结构体现在你读文本时只能按固定的线性顺序一字一字、一行一行、一页一页地读下去。,7,科学研究表明，人类的记忆是一种联想式的记忆，它构成了人类记忆的网络结构，人类记忆的这种联想结构不同于文本的结构。人类记忆的互连网状结构可能有多种途径，不同的联想检索必然导致不同的访问路径。例如，某人对“通讯工具”一词可能会联想到“手机”.,8,尽管我们对某一对象具有相同的概念，但由于文化基础和受教育的背景，由于不同时间或不同的地点，产生联想结果就可能是千差万别的。这种联想方式实际上表明了信息的结构及其动态性。显然，这种互连的网状信息结构用普通的文本是无法管理的，必须采用一种比文本更高一层次的信息管理技术，即超文本（hypertext）。,9,1.超文本的定义,超文本可以动态地展示印刷媒体无法实现的非线性信息组织方式。超文本是一种文件的组织形式，它通过连接把相关的信息片断汇总起来。超文本是自然语言与计算机交互技术的结合。超文本是这样的一个系统，用户通过联网的电子文件来创建和运用丰富的连接结构。超文本是一种能够响应光标刺激，并能连接到另一个地域去的特殊文本。,10,1.超文本的定义,一种拥有活动参照项连接的数据库，用户可以根据各自的需要，从数据库的一个部分跳跃到另一部分。当一个超文本系统包含了针对非文本信息的参照项时，该系统被称作超媒体系统。超媒体是对图、文、声、像的实时展示。超媒体是全球科学文化库。,11,1.超文本的定义,定义1：由信息结点和表示信息结点间相关性的链构成的一个具有一定逻辑结构和语义的网络。定义2：是一种存储文本信息页的系统。在这种系统中，每个信息包含内嵌的对于其他信息页的引用。把可选择的菜单镶嵌入文本之中的概念就称为“超文本”。,12,2.超文本的组成,节点（Node）：把文本按其内部固有的独立性和相关性划分成不同的基本信息块，称为节点。超链接（Hyperlink）：在超文本系统中使用的文本或图形间的跳跃。,13,2.超文本的组成,以节点作为信息的单位。一个节点就可以是一个信息块，也可以是若干节点组成一个信息块。它可以是文本、图形、图像、动画、声音或它们的组合体。,14,在超文本数据库内部，节点之间用链（Link）连接起来形成网状结构，如图所示:,具有6个节点和9条链的超文本结构示意图,15,超文本是由若干内部互连的文本块（或其他信息）组成，这些信息块可以是计算机的若干屏，也可以是若干窗口、文件或更小信息块。这样一个信息单元就称为一个节点（node）。不管节点有多大，每个节点都有若干指向其他节点或从其他节点指向该节点的指针，这些指针被称为链（link）。链有多种，它连接着两个节点，通常是有向的，从一个节点（称之为源节点）指向另一个节点（称之为目的节点）。链的数量通常不是事先固定的，它依赖于每个节点的内容和信息的原始结构。,16,这里要强调的不仅仅是“阅读”，而更重要的是用户可以主动地决定阅读节点的顺序。假如读者是从标记为A的文本块开始阅读，与单一路径的文本不同，该超文本结构有三条阅读路径摆在读者面前，即可到B、D或E。如果读者选择B，则可以继续选择到C或E，从E又可以到D。当然读者也可以从A选择直接到D。这个例子表明，在超文本结构中任意两节点之间可以有若干条不同的路径，读者可以自由的选择最终沿哪条路径阅读文本。,17,超文本与超媒体的组成要素,节点链网络,18,(1)节点超媒体是由节点和链构成的信息网络。节点是表达信息的单位，是围绕一个特殊主题组织起来的数据集合。节点的内容可是文本、图形、图像、动画、音频、视频等，也可以是一般计算机程序。,19,节点分为两种类型：表现型:记录各种媒体信息，表现型节点按其内容的不同又可分为许多类别，如文本节点和图文节点等；组织型:用于组织并记录节点间的联结关系，它实际起索引目录的作用，是连结超文本网络结构的纽带，即组织节点的节点。,20,节点的基本类型归纳如下：文本节点图形节点图像节点音频节点视频节点混合媒体节点按钮节点组织型节点推理型节点,21,()链超媒体链又称为超链，是节点间的信息联系，它以某种形式将一个节点与其它节点连接起来。由于超媒体没有规定链的规范与形式，因此，超文本与超媒体系统的链也是各异的，信息间的联系丰富多彩引起链的种类复杂多样。但最终达到效果却是一致的，即建立起节点之间的联系。,22,链的一般结构链源:是导致浏览过程中节点迁移的原因，可以是热标、媒体对象或节点等。链宿:是链的目的所在，可以是节点，也可以是其他任何媒体的内容。链的属性:决定链的基本类型。,23,键源的示例,24,带热字的文本,25,各类链的特点基本结构链是构成超媒体的主要形式，在建立超媒体系统前需创建基本结构链。它的特点是层次与分支明确。索引链是超文本所特有的推理链用于系统的机器推理与程序化。隐形链又称关键字链或查询链。,26,()网络超文本由节点和链构成网络是一个有向图，这种有向图与人工智能中的语义网有类似之处。语义网是一种知识表示法，也是一种有向图。,27,节点和链构成网络具有如下特性功能：超媒体的数据库是由声、文、图各类节点组成的网络。屏幕中的窗口和数据库中的节点是一一对应的，即一个窗口只显示一个节点，每一个节点都有名字或标题显示在窗口中，屏幕上只能包含有限个同时打开的窗口。,28,支持标准窗口的操作，窗口能被重定位、调整大小，关闭或缩小成一个图符。窗口中可含有许多链标示符，它们表示链接到数据库中其它节点的链。作者可以很容易地创建节点和链接新的节点的链。用户对数据库进行浏览和查询。,29,宏节点,宏节点是指链接在一起的节点群，更准确地说，一个宏节点就是超文本网络的一个有某种共同特征的子集。当超媒体信息网络十分巨大时，或者该信息网络分散在各个物理地点上时，仅通过一个层次的超媒体信息网络管理会很复杂，因此分层是简化网络拓扑结构最有效的方法。,30,国外有人专门定义了宏文本（macrotext）和微文本（microtext）的概念，来表示不同层次的超文本。微文本又称小型超文本，它支持对节点信息的浏览；而宏文本又称大型超文本，由多个微文本（称为宏节点）组成，支持对微文本（即宏节点）的查找与索引。宏文本强调存在于许多文献之间的链，构造出文献相互间的关系，查询与检索将跨越文献进行。,31,32,在计算机网络上，很多超媒体的Web网分散在多台计算机中，这些Web网称为宏节点或文献，它们之间通过跨越计算机网络的链进行链接，而多个宏节点或文献将组成宏文献。很显然，跨越网络的超链将需要更复杂的协议支持。,33,3.超媒体的定义,超媒体（Hypermedia)：超媒体=超文本+多媒体是对超文本的扩展，超文本中节点的数据不仅可以是文本，还可以是图形、图像、动画、声音或它们的组合体。这就形成了超媒体的概念。,34,早期超文本系统的表现形式仅是文字的，这就是它被称为“TEXT”的原因。70年代产生的一个名词叫“电子图书”（electronicbook），在书中还有很多图片和图形，我们可以在计算机上联想式地阅读文件，它不仅保存了用纸做存储媒体的最好的特性，同时又加入了丰富的非线性链接，这就促使80年代产生了超媒体（hypermedia）技术。超媒体不仅可以包含文字，而且还可以包含声音、图形、图像、动画和视频片段，这些媒体之间也是用超级链接组织的，而且它们之间的链接也是错综复杂的。,35,超媒体与超文本之间不同之处是，超文本主要是以文字的形式表示信息，建立的链接关系主要是文句之间的链接关系。超媒体除了使用文本外，还使用声音、图形、图像、动画和视频片段等多种媒体信息来表示信息，建立的链接关系是文本、声音、图形、图像、动画和视频片段之间的链接关系。,36,4.超媒体系统的特征,一个好的超媒体系统应具有以下几个重要的特征：1.节点多媒体化2.网状的信息链接结构3.导航工具和导航能力4.窗口化的管理功能5.共享数据库等,37,（1）节点多媒体化具有提供文本、图形、图像、声音、动画和视频片段等各种媒体的能力，并能用多窗口的形式加以表现。（2）网状的信息链接结构具有网状的复杂信息链接结构，用户可以用不同的方法查询、使用超媒体中各节点的内容。（3）导航工具和导航能力具有良好的导航工具和导航能力，能指引用户在超媒体的信息网中漫游。具有防止迷路的手段，使用户可以通过定位图确定自己的位置。,38,（4）窗口化的管理功能具有窗口化的管理功能，包括修改、增加、删除节点和链的能力。对节点的内容有良好的编辑功能。（5）共享数据库等可通过网络共享数据库，并可以供多用户使用库内信息；具有交互式的操作和程序员接口。至于其他一些特征，如快速查询、版本管理、复杂的多媒体表现、良好的窗口环境、智能化、协同工作等，也正在开始研究和采用。超文本的这些特征是它区别于文本、数据库、提纲、多媒体系统等信息管理技术的主要区别。,39,5.超文本、超媒体系统,超文本系统：对超文本进行管理使用的系统。超媒体系统：是一个能够编写和展示不按顺序排列的信息资源的计算机软件和硬件系统。,40,6.超媒体系统的组成:,创作子系统读者子系统支持子系统,41,创作子系统:完成多媒体的时空表现描述，建立超媒体信息网络的节点和链，并对已有的超媒体系统进行增加、删除和修改等操作。读者子系统:用于协助用户使用超媒体的文献和数据。例如，可以使用户在超媒体信息网中快速定位、查询和收集有关的数据和资料，还可以防止用户在复杂的超媒体信息网中迷失航向。,42,支持子系统:是实现超媒体服务的关键，它是系统应用的内核层。它要协助创作子系统和读者子系统完成对超媒体的节点、链、热标、宏节点的管理和维护。它能识别超链的成分，并引导转向相应的目标节点。它要完成多媒体信息的存储、输入和输出、数据库管理等工作，如果在网上运行，则支持子系统要协助用户完成不同计算机之间协议的连接和通信，完成用户的各种操作。,43,7.超媒体系统的导航技术,多媒体信息量大，类型多，关系复杂，而超媒体结构又很灵活，且一个大型的超媒体系统会有数百万乃至数千万个节点，因此若没有良好的导航工具，查找信息如大海捞针，迷航在所难免，因此导航技术便显得特别重要。导航工具要易学、易用，具有一致性、灵活性，一般都是智能化的交互式图形界面。通过导航工具，用户能方便地找到所需要的信息，并在迷路时能返回原地。,44,现有的导航工具主要有以下几种：1.直接组织器2.映像图和图形组织器3.联机指南或帮助4.传统的索引,45,(1)直接组织器设计者建立直观的图形、图像和界面，帮助用户存取可以看到的和可以听到的数据库。(2)映像图和图形组织器图形组织界面给出数据库里链的概图，显示“内容”在数据库内的位置；组织映像图给用户提供浏览路径。,46,(3)联机指南或帮助把联机指南或跟踪系统融合在系统的设计中，能记录用户个人浏览路径，显示系统中的链并连成网，由此可看出用户的兴趣所在。(4)传统的索引传统的索引表或其他文本查询工具也可以作为导航工具，满足用户习惯。,47,8.超文本与超媒体的示例,超文本与超媒体应用在很多领域，如在操作系统Windows中的“帮助”就使用了超文本的方式，还有许多的应用，又如：电子百科全书、教学应用的CAI以及旅游信息、软件工程、娱乐等都有着广泛的应用.,48,示例假设有一位总经理，他自己有电子记事本，他的秘书根据他与外商谈判的材料按照超文本的结构形式组织好了有关材料供总经理使用。下面借助于下图来说明。,49,超文本系统的节点和网络结构,50,示例,51,9.超文本与超媒体的应用,随着多媒体技术的发展，超文本与超媒体技术，具有广阔的应用前景。超文本与超媒体组织和管理信息方式符合人们的“联想”思维习惯。适合于非线性的数据组织形式，以它独特的表现方式，得到了广泛的应用。,52,(1)多媒体信息管理超媒体被许多人称为“天然”的多媒体信息管理技术，这是因为对多媒体信息来说，超媒体的方式更易于反映出媒体之间的联系和关系。在多媒体信息应用领域，超媒体技术可以应用于百科全书、词典等工具书中，也可以应用于各种专业的参考书、科技期刊中。利用超媒体技术，可以很容易地把浩如烟海的、分散在各处的各种书籍、图片等进行有效的组织，使得用户使用起来更加方便。现在已经开发出了许多这方面的产品，并且得到了广泛的欢迎。,53,(2)个人学习、工作辅助与办公自动化超媒体技术在辅助个人学习方面非常有效。如果将学习的资料编成固定的形式，虽然可以协助个人的学习，但不能够适应每个人的特点和想法，超媒体化的学习资料可以给用户一个过程的选择，随着学习的过程，用户可以随时地要求解释和选择更恰当的学习路径。特别是对复杂的学习内容，超媒体系统不仅可以提供丰富的多媒体化的资料，并以联机求助的方式得到帮助，而且还可以用探索、参与的方式进行学习，大大地提高学习的效率。,54,超媒体化的维修手册、超媒体化的技术文档、方针政策手册、年度的报告等可以提高工作效率。使用超媒体维修手册可以针对具体问题得到具体的答案，而不用逐页的查找有关数据和信息。现在几乎每一种计算机软件都配有超媒体方式的“求助”系统，特别是那些编程语言、工具等，这种求助系统发挥了巨大的作用，早期的那种靠大本手册的工作方式已经看不见了。,55,Apple公司的HyperCard软件展示了把HyperCard用于办公室的日常工作的一个方面，它以卡片的形式提供了形象的电话簿、备忘录、日历、价格表与文献摘要等，是应用多媒体管理技术的一个实例。超文本与超媒体应用于办公自动化中，改变了人们传统的工作方式和思维习惯，提供人们更为形象、直观的工作环境，极大地提高了工作的效益和效率。,56,(3)商业展示、产品广告和指南超媒体化的产品和广告、单位的形象介绍、展览会的展示、旅游和饭店的指南、机场和车站的查询机等都为用户提供了一种很好的展示方式。这些随处可见的、用户可以任意操作的超媒体工具，不仅有利于商业的效益提高，也大大方便了用户。,57,(4)娱乐（音乐、小说、电影）和休闲超媒体的神化故事、侦探小说、报纸和刊物、家庭菜谱、电子游戏等，为家庭休闲和娱乐开辟了新的途径。“交互式小说”和“交互式电影”，用超媒体组织素材，由读者和观众自己编辑，按自己的爱好和愿望去改变主人翁的命运和结局。,58,超文本的概念超文本的模型超文本的问题与发展,第六章超文本和超媒体,59,超文本与超媒体系统的两个模型,超文本和超媒体的系统结构较著名的是Campbell和Goodman模型,另一个是从事超文本标准化研究Dexter小组提出的Dexter模型。,60,这两个模型是基本相似的，它们都是将超文本和超媒体体系结构分为三个层次，如图所示。,61,超文本和超媒体的体系结构,62,数据库层是模型中的最低层，它涉及所有传统的有关信息存储的问题，实际上这一层并不构成超文本系统的特殊性。但是它以庞大的数据库作为基础，而且在超文本系统中的信息量大，需要存储的信息量也就大。,数据库层,63,1.数据库层数据库层是模型中的最低层,它涉及所有传统的有关信息存储的问题，实际上这一层并不构成超文本系统的特殊性。必须解决传统数据库中必须解决的问题。多用户访问信息的安全性信息的备份等,64,超文本抽象机层HypertextAbstactMachine简称HAM是三层模型中的中间层，这一层决定了超文本系统节点和链的基本特点，记录了节点之间链的关系，并保存了有关节点和链的结构信息。在这一层中可以了解到每个相关联的属性。,超文本抽象机层,65,设计超文本抽象机层是设计超文本的关键。主要设计两个接口：用户界面/超文本概念模式超文本概念模式/数据库需要的知识；有关结点和链方面的知识（功能、分类及其属性）,66,用户接口层也称表示层或用户界面层，是三层模型中的最高层，也是超文本系统特殊性的重要表现，并直接影响着超文本系统的成功。它应该具有简明、直观、生动、灵活、方便等特点。用户接口层是超文本和超媒体系统人机交互的界面。用户接口层决定了信息的表现方式、交互操作方式以及导航方式等。,用户接口层,67,超文本的概念超文本的模型超文本的问题与发展,第六章超文本和超媒体,68,6.4超文本与超媒体存在的问题,超文本与超媒体是一项正在发展中的技术，虽然它有许多独特的优点，但也存在许多不够完善的方面。,69,信息组织超文本的信息是以节点作为单位。如何把一个复杂的信息系统划分成信息块是一个较困难的问题。例如一篇文章，一个主题，又可能分成几个观点，而不同主题的观点又相互联系，而为这些联系分割开来，就会破坏文章的本身表达的思想。这样节点的组织和安排就可能要反复调整和组织。,70,智能化虽然大多数超文本系统提供了许多帮助用户阅读的辅助信息和直观表示。但因超文本系统的控制权完全交给了用户，当用户接触一个不熟悉的题目时，可能会在网络中迷失方向。要彻底解决这一问题，还需要研究更有效的方法，这实际上是要超文本系统具有某种智能性，而不是只能被动地沿链跳转。超文本在结构上是人工智能有着相似之处，使它们有机的结合将成为超文本与超媒体系统的必然趋势。,71,数据转换超文本系统数据的组织与现有的各种数据库文件系统的格式完全不一样。引入超文本系统后，如何为传统的数据库数据转换到超文本中也是一个问题。,72,兼容性目前的超文本系统大都是根据用户的要求分别设计的，它们之间没有考虑到兼容性问题，也没有统一的标准可循。所以要尽快制定标准并加强对版本的控制。标准化是超文本系统的一个重要问题，没有标准化，各个超文本系统之间就无法沟通，信息就不能共享。,73,扩充性现有的超文本系统，有待于提高检索和查询速度，增强信息管理结构和组织的灵活性，以便提供方便的系统扩充手段。,74,媒体间协调性超文本向超媒体的发展也带来了一系列需要深入研究的问题，如多媒体数据如何组织，各种媒体间如何协调，节点和链如何表示；对音频和视频这一类与时间有密切关系的媒体引入到超文本中，对系统的体系结构将产生什么样的影响，当各种媒体数据作为节点和链的内容时，媒体信息时间和空间的划分，内容之间的合理组织都是在多媒体数据模型建立时要认真解决的问题。,75,超文本与超媒体发展的前景,由超文本向超媒体发展由超媒体向智能超媒体发展由超媒体向协作超媒体发展,76,由超文本向超媒体发展从超文本到超媒体是技术发展的进步，也是技术发展的必然性。超文本向超媒体的转变不仅是将文本媒体扩展到其它媒体，而且还要能使系统自动地判断媒体类型，并执行对应的操作。对图像的热区，视频的热点等都能引起类似于热字的反应，多媒体的表现及基本内容的检索等。超文本向超媒体的转变，大大地增强了功能和性能，也增加了系统实现的难度。,77,由超媒体向智能超媒体发展在超媒体技术的研究中,有人提出智能超媒体或专家超媒体（Expertext）。这种超媒体打破了常规超媒体文献内部和它们之间严格的链的限制，在超媒体的链和节点中嵌入知识或规则,允许链进行计算和推理,使得多媒体信息的表现具有智能化。,78,由超媒体向协作超媒体发展超媒体建立了信息之间的链接关系，那么也可用超媒体技术建立人与人之间的链接关系，这就是协作超媒体技术。超媒体节点与链的概念使之成为支持协同性工作的自然工具。协同工作使得多个用户可以同一组超媒体数据上共同进行操作。这样未来的电子邮政、公共提示板等都可能应用到超媒体系统中。,79,第6章超文本和超媒体,本章需要掌握的内容:,超文本与超媒体的定义,超文本的两个基本模型,超文本和超媒体的特征,超文本与超媒体的组成要素,