《多媒体技术教程第四版》课后习题答案.doc

多媒体技术教程（第三版）习题解答第1章 绪 论1多媒体信息系统和多媒体计算机有什么不同？ 在概念上应如何看待两者之间的关系？多媒体信息系统是新一代高度集成的、功能强大的、智能化的计算机信息系统，它是提供多媒体信息、辅助人们对环境进行控制和决策的系统，是基于计算机、通信网络等现代化的工具和手段，服务于管理领域的信息处理系统。而多媒体计算机指的是硬件设施，多媒体计算机是多媒体信息系统得以应用的平台。2试归纳叙述多媒体关键特性以及这些特性之间的关系。多媒体的关键特性主要包括信息载体的多样性、交互性和集成性这三个方面，这既是多媒体的主要特征，也是在多媒体研究中必须解决的主要问题。信息载体的多样性是相对于计算机而言的，指的就是信息媒体的多样化，有人称之为信息多维化；多媒体的第二个关键特性是交互性，多媒体系统将向用户提供交互式使用、加工和控制信息的手段，为应用开辟更加广阔的领域，也为用户提供更加自然的信息存取手段；多媒体的集成性主要表现在两个方面，一是多媒体信息媒体的集成，二是处理这些媒体的设备与设施的集成。信息载体的多样性是集成性的基础，没有多种信息媒体，也就无法进行多媒体信息的集成化处理；而处理多媒体的设备与设施的集成性是实现交互性的前提，没有系统、网络、软硬件设施的集成，就无法为用户交互式使用、加工和控制信息提供平台。3为什么说多媒体缩短了人类信息交流的路径？ 人类与计算机进行信息交流的目的是什么？与以往的方法相比，计算机在数据处理方面有了很大的改善。计算机所提供的功能强大的数据组织和构造技术，如传统数据结构中的数组、向量、队列、堆栈、树和堆等，为动态地加工和处理数据提供了基础。高效的算法和高速的网络通信，大大地加强了用文字和数据表示概念的能力并加速了它的传递过程。但人类并不是仅仅依赖文本这一类单一的数据形式来传递所有的信息和接受概念的，图像、声音等多媒体信息都是人类获取和传递信息极为重要的渠道。图像的信息量最大，一幅画胜过千言万语，最直观、最能一目了然。而动态的影像视频和动画则更生动、更逼真、更接近客观世界的原型、更能反映事物的本质和内涵。声音和文字也是信息的重要媒体，综合应用不仅有利于接受，也有利于存储（记忆）和保留。这就意味着必须同时启动大脑的形象思维和逻辑思维，才能更好地获得更多更有用的信息。因此，通过多种感觉器官用多种信息媒体形式向人提供信息才算是更好的表达方法，它不仅加速和改善了理解，并且提高了信息接受的兴趣和注意力。多媒体正是利用各种信息媒体形式，集成地用声、图、文等来承载信息，也就是缩短信息传递的路径。人类与计算机进行信息交流的目的是为了高效的获取、传递以及使用信息。计算机的发展使得人类的信息处理手段得到加强，高速的计算能力扩展了对数据进行重复计算的能力，大规模的存储扩展了记忆信息的范围，高速通信网使得我们可以同远在异地他乡的同事、朋友、亲人甚至陌生人进行快速的信息交换。这些机器成为我们与他人进行交流的中介。第2章 媒体及媒体技术1为什么说媒体具有不同的抽象层次？ 对媒体的抽象层次和性质进行小结。在获得媒体语义的过程中，抽象起着十分重要的作用，这种抽象是复杂的，而且与任务有关。通常包括若干抽象层，每一个抽象层都包含着与具体的任务和问题域有关的模型。从接近具体感官的信息表示层到接近符号的信息表示层，信息的抽象程度递增，而数据量则递减。语义就是在从感官数据到符号数据的抽象过程中逐步形成的。对不同媒体来说，媒体的语义是处于不同层次上的。抽象的程度不同，语义的重点也就不同。2媒体的空间含义是指什么？ 媒体的时间含义是指什么？ 媒体的时空综合是指什么？ 什么是媒体的时空“上下文”？多媒体信息的空间意义有两种解释。第一种是指表现空间，尤其是指显示空间的安排，目前在大多数研究中指的都是这一类。第二种空间意义是把环境中各种表达信息的媒体按相互的空间关系进行组织，全面整体地反映信息的空间结构，而不仅仅是零散的信息片断。媒体的时间也有两种含义。一是表现所需的时间，这是所有媒体都需要的。第二种时间意义即同媒体的空间一样，媒体的时间也可以包含媒体在时间坐标轴上的相互关系。媒体的时间关系存在于同步、实时等许多方面。空间和时间组成了一个三维的时空坐标系统。时间与空间的联系构成了媒体的时空“上下文”。3媒体的结合为什么会产生“感觉相乘”的效果？ 试举几个例子对此加以说明。多媒体的作用在很大程度上是媒体之间结合产生的影响。这种结合可以是低层次的，如在显示窗口中提供多种媒体信息片断，并将视觉、听觉相互结合，造成一种比较适合的媒体表现环境；也可以是高层次的，由各种媒体组成完全沉浸的虚拟空间，但应该如何结合现在还缺乏理论上的指导。媒体之间可以相互支持，也可以相互干扰。如果媒体之间是相互支持的关系，则这种媒体结合所产生的效果就是“感觉相乘”效应。“感觉相乘”的例子很多，比如以视听并举的方式传递信息，比仅仅依靠观察或者解说能产生更好的效果；为了追求更强的沉浸感，虚拟现实环境的构建往往需要综合考虑视觉、听觉、触觉甚至嗅觉等多种感觉。4什么是媒体的语义？什么是隐喻？不考各种媒体的信息在最低层次上都是二进制位流。如果仅仅作为信息的简单通道，系统不必了解媒体的语义，但如果要多媒体系统具有对媒体进行选择、合成等方面的能力，就必须赋予它媒体的语义知识，从而使得系统能在媒体之上对媒体进行比较、选择和合成。媒体被赋予的媒体的语义知识即为媒体的语义。在与多媒体系统交互的过程中，人所依据的是关于这种交互的概念模型，也称心智模型（Mental Model）。这种概念模型的建立往往需要培训和经验，不易于被用户所接受。一种较好的方法是模拟人对其他事物的知识和技能，把它们挪到多媒体系统中使用，媒体的多样性为这种模拟提供了一个很好的基础，这种模拟，就是隐喻技术。5研究声音心理学对声音的处理会带来哪些好处？试举例加以说明。说明掩蔽、临界频带、相位对声音的影响。不考各种声音可以互相掩蔽，也就是说一种声音的出现可能使得另一种声音难于听清。纸张的沙沙声、鼓掌声、咳嗽声等往往会掩盖说话声和音乐声。一般说来，在掩蔽音条件下，要听清被测量的测验音，就必须提高测验音的强度。由于声音的掩蔽效果，可以欺骗人的听觉。在频率的某一临界区里，各种声音强度是相互作用的，合成声音的响度由这些频率共同决定，但在临界区内不会改变。如果超出临界区，声音的响度不再相互作用，随频率而变。这个临界区就是临界频带，其宽度视其中心频率而定。从声音的波形来看，声音的起点和方向也要反映声音的特性，这就是声音的相位。当两个声音相同而相位完全相反时，它们将相互抵消；当两个声音相同而且相位也相同时，声音就会得到加强。相位的确定对于多声道声音系统的设计非常重要，它可以应用在回声的消除、会议系统的声音设计上等。6声音的数字化过程是怎样的？ 什么是声音的符号化？声音在真实世界是模拟的，时间和幅度上是连续的，声音的数字化主要包括采样、量化、编码等步骤。波形声音可以把音乐、语音都进行数字化并表示出来，但这并没有将它看成音乐和语音。对声音的抽象化（即符号化）表示包括两种类型，一种是音乐、一种是语音。声音的符号化即将声音转变为符号序列的过程。7声音的三维化处理所基于的原理是什么？双工理论的作用在何时体现得较为明显、何时又会失效？耳廓模型的建立是为了达到什么样的目标？不考声音的三维化处理基于的原理是双工理论。人耳对声音定位的特性，通过大脑的综合作用后，对有差别的声音信号进行了相对于空间位置的定位。很显然，如果按此方法使用计算机向人耳提供不同的声音，人的大脑也会综合出声音的位置信息。双工理论过于简单，这一理论实际上是处于一个较理想的状态下，即无反射、无折射和单频率等，但实际上人耳所处的环境比双工理论描述的环境要复杂得多。按照双工理论，人耳应没有在垂直平面的定位能力，不能够区分前后，因为在这些情况下两耳间声音的到达时间差ITD和两耳间声音的强度差IID都几乎为零；而实际上，人耳确实具有这方面的能力，这就是耳廓的作用。耳廓模型的建立，主要为了模拟出人耳的听觉特性，具体来讲，就是模拟如何解析声源的本身信号特征、声源的空间三维位置、声源所处的环境这3个因素。建立正确的耳廓模型有利于创造三维的虚拟听觉空间。8视觉心理学对视觉信息的处理辅助体现在哪些地方？如何利用这些心理学特性？不考虽然光的物理特性与心理知觉有关，但并不是线性的。把物理波的强度加倍，感受到的亮度却并不加倍。对光的色调和亮度的感觉不仅和它的频率与强度有关，而且还和它出现的背景有关，和同时出现的周围光有关。即使是最简单的物理因素也要受到神经系统的复杂分析，从而产生出复杂的心理知觉反应。将物理性质和心理知觉区分开来，就是十分重要的。在多媒体信息系统的设计过程中，充分考虑视觉心理学特性，能提供更好的人机交互方式。第3章 多媒体数据压缩1如何衡量一种数据压缩方法的好坏？ 多媒体数据存在哪些类型的冗余？评价一种数据压缩技术的性能好坏主要有3个关键的指标：压缩比、图像质量、压缩和解压的速度。希望压缩比要大，即压缩前后所需的信息存储量之比要大；恢复效果要好，尽可能地恢复原始数据；实现压缩的算法要简单，压缩、解压速度快，尽可能地做到实时压缩解压。除此之外还要考虑压缩算法所需要的软件和硬件。一般而言，多媒体数据中存在的数据冗余类型主要有以下几种。（1）空间冗余在同一幅图像中，规则物体和规则背景的表面物理特性具有相关性，这些相关性的光成像结果在数字化图像中就表现为数据冗余。（2）时间冗余时间冗余反映在图像序列中就是相邻帧图像之间有较大的相关性，一帧图像中的某物体或场景可以由其他帧图像中的物体或场景重构出来。音频的前后样值之间也同样有时间冗余。（3）信息熵冗余信源编码时，当分配给第i个码元类的比特数b(yi)= .lgpi时，才能使编码后单位数据量等于其信源熵，即达到其压缩极限。但实际中各码元类的先验概率很难预知，比特分配不能达到最佳。实际单位数据量dH(S)，即存在信息冗余熵。（4）视觉冗余人眼对于图像场的注意是非均匀的，人眼并不能察觉图像场的所有变化。事实上人类视觉的一般分辨能力为26灰度等级，而一般图像的量化采用的是28灰度等级，即存在着视觉冗余。（5）听觉冗余人耳对不同频率的声音的敏感性是不同的，并不能察觉所有频率的变化，对某些频率不必特别关注，因此存在听觉冗余。（6）其他冗余包括结构冗余、知识冗余等。2数据压缩技术可分为几大类？ 每类有何主要特点？根据解码后数据与原始数据是否完全一致进行分类，压缩方法可被分为有失真编码和无失真编码两大类。有失真压缩法压缩了熵，会减少信息量，而损失的信息是不能再恢复的，因此这种压缩法是不可逆的。无失真压缩法去掉或减少了数据中的冗余，但这些冗余值是可以重新插入到数据中的，因此冗余压缩是可逆的过程。有失真压缩法的冗余压缩取决于初始信号的类型、前后的相关性、信号的语义内容等。由于允许一定程度的失真，可用于对图像、声音、动态视频等数据的压缩。如采用混合编码的JPEG标准，它对自然景物的灰度图像，一般可压缩几倍到十几倍，而对于自然景物的彩色图像，压缩比将达到几十倍甚至上百倍。采用ADPCM编码的声音数据，压缩比通常也能做到4181。压缩比最为可观的是动态视频数据，采用混合编码的DVI多媒体系统，压缩比通常可达5011001。无失真压缩法不会产生失真，从信息语义角度讲，无失真编码是泛指那种不考虑被压缩信息的性质的编码和压缩技术，它是基于平均信息量的技术，并把所有的数据当作比特序列，而不是根据压缩信息的类型来优化压缩。也就是说，平均信息量编码忽略被压缩信息语义内容。在多媒体技术中一般用于文本、数据的压缩，它能保证百分之百地恢复原始数据。但这种方法压缩比较低，如LZW编码、行程编码和霍夫曼（Huffman）编码的压缩比一般为2151。6常用的图像和视频压缩标准有哪些？ 它们分别采用什么压缩方法？静止图像压缩标准有JPEG标准和JPEG 2000标准等，其中JPEG的压缩方法包括：（1）JPEG的无损预测编码算法（2）JPEG的基于DCT的有损编码算法而JPEG 2000的压缩改用以离散小波变换算法为主的多解析编码方式，还将彩色静态画面采用的JPEG编码方式、2值图像采用的JBIG（Joint Binary Image Group）编码方式及低压缩率采用JPEGLS统一起来，成为对应各种图像的通用编码方式。视频压缩标准有MPEG压缩标准、H.26L视频编码标准等。MPEG压缩标准中，MPEG-1是以两个基本技术为基础的。一是基于1616子块的运动补偿，可以减少帧序列的时域冗余度。二是基于DCT的压缩技术，减少空域冗余度。MPEG-2标准的压缩编码系统编码有两种方法，其编码输出包括传送流和程序流两种定义流。传送流和协议ISO/IEC11172-1系统定义的流相似；程序流是一种用来传送和保存一道程序的编码数据或其数据的数据流。MPEG-4采用基于内容的压缩编码，将一幅图像按照内容分块，如图像的场景、画面上的物体被分割成不同的子块，将感兴趣的物体从场景中截取出来，进行编码处理。H.26L是一种高效的压缩方法，它集中了以往标准的优点，并吸收了标准制定中积累的经验。H.26L提供包传输网中处理包丢失所需的工具。H.26L在系统层面上提出了一个新的概念，在视频编码层（Video Coding Layer，VCL）和网络适配层（Network Adaptation Layer，NAL）之间进行概念性分割，前者是视频内容的核心压缩内容的表述，后者是通过特定类型网络进行传送的表述。这样的结构便于信息的封装和对信息进行更好的优先级控制。9 MPEG标准系列已有哪些压缩标准？ 各有什么特点？ 适合用于什么场合下的数据压缩？MPEG（Motion Picture Experts Group），已推出了MPEG（或MPEG-1）、MPEG-2、MPEG-4等系列标准。（1）MPEG-1压缩标准MPEG-1标准（ISO/IEC11172-）的目标是以约1.5Mbit/s的速率传输电视质量的视频信号，亮度信号的分辨率为360240，色度信号的分辨率为180120，每秒30帧。MPEG-1视频压缩技术是以两个基本技术为基础的。一是基于1616子块的运动补偿，可以减少帧序列的时域冗余度。二是基于DCT的压缩技术，减少空域冗余度。在MPEG中，不仅在帧内使用DCT，而且对帧间预测误差也作DCT，以进一步减少数据量。MPEG-1标准包括MPEG系统（ISO/IEC11172-1）、MPEG视频（ISO/IEC11172-2）、MPEG音频（ISO/IEC11172-3）和测试验证（ISO/IEC11172-4）4部分内容。所以MPEG涉及的问题是视频压缩、音频压缩及多种压缩数据流的复合和同步问题。（2）MPEG-2压缩标准MPEG-2标准的系统功能是将一个或更多的音频、视频或其他的基本数据流合成单个或多个数据流，以适应于存储和传送。MPEG-2系统支持五项基本功能分别是：解码时多9压缩流的同步、将多个压缩流交织成单个的数据流、解码时缓冲器初始化、缓冲区管理和时间识别。MPEG-2标准的压缩编码系统是将视频和音频编码算法结合起来开发的。MPEG-2视频体系的视频分量的位速率范围大约为2Mbit/s15Mbit/s。MPEG-2视频体系要求保证与MPEG-1视频体系向下兼容，并且同时应力求满足数字存储媒体、可视电话、数字电视、高清晰度电视（HDTV）、通信网络等领域的应用。分辨率有低（352288）、中（720480）、次高（14401080）、高（19201080）等不同档次，压缩编码方法也从简单到复杂有不同等级。MPEG-2标准详细地叙述了数字存储媒体和数字视频通信中的图像信息的编码描述和解码过程。它支持固定比特率传送、可变比特率传送、随机访问、信道跨越、分级解码、比特流编辑以及一些特殊功能，例如：快进播放、快退播放、慢动作、暂停和画面凝固等。MPEG-2视频标准与ISO/IEC11172-2向前兼容，并与EDTV、HDTV和SDTV格式向上或向下兼容。MPEG-2标准包括MPEG系统、MPEG视频、MPEG音频和一致性4部分内容，是运动图像及其伴音的通用编码国际标准。MPEG-2标准克服并解决了MPEG-1标准不能满足的日益增长的多媒体技术、数字电视技术、多媒体分辨率和传输率等方面技术要求的缺陷。（3）MPEG-4压缩标准MPEG-4采用基于内容的压缩编码，将一幅图像按照内容分块，将感兴趣的物体从场景中截取出来，进行编码处理。MPEG-4具有高速压缩、基于内容交互和基于内容分级扩展等特点，并且具有基于内容方式表示的视频数据。MPEG-4在信息描述中首次采用了对象（Object）的概念。视频对象的构成依赖于具体应用和系统环境。MPEG-4标准满足了随着网络和通信技术的迅猛发展、交互式计算机和交互性电视的逐步应用和视频音频数据的综合服务的发展，对计算机多媒体数据压缩编码的越来越高的要求。第4章 多媒体硬件环境1试述光存储的类型及主要原理。常用的光存储系统有只读型、一次写型和可重写型光存储系统3类。只读型光盘包括LV和CD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory）等。CD-ROM只读式压缩光盘，其技术来源于激光唱盘，形状也类似于激光唱盘，能够存储650MB左右的数据。用户只能从CD-ROM读取信息，而不能往盘上写信息。CD-ROM中的内容在光盘生成时就已经决定，而且不可改变。CD-ROM盘常用于存储固定的软件、数据和多媒体演示节目。CD-ROM驱动器除了能读出CD-ROM盘外，还可以用于读取激光唱盘以及柯达激光照片的信息。一次写（Write Once Read Many，WORM）光存储系统可一次写入，任意多次读出。与CD-ROM相比，它具有由用户自己确定记录内容的优点。可重写光盘（Rewritable或Erasable，E-R/W）像硬盘一样可任意读写数据。它又分磁光型（Magnetic Optical，MO）和相变型（Phase Change，PC）两种形式。2CD-ROM、CD-R、CD-RW三种光驱的差别有哪些？CD-ROM是只读型光盘的缩写，其驱动器由光头、聚焦伺服、道跟踪伺服、CLV伺服、EFM解调、错误检测和校正处理6个部分组成。CD-ROM驱动器除了能读出CD-ROM盘外，还可以用于读取激光唱盘以及柯达激光照片的信息。CD-R是一次写、多次读的可刻录光盘系统。CD-R刻录是将刻录光驱的写激光聚焦后，通过CD-R空白盘的聚碳酸脂层照射到有机染料（通常是箐蓝或酞箐蓝染料）的表面上，激光照射时产生的热量将有机染料烧熔，并使其变成光痕。CD-RW是一种可改写的CD，其中RW是ReWritable的缩写。CD-RW的改写性是其最大优点，反射率仅为15%-20%，比较小，因而旧的CD-ROM驱动器不能读出。3什么是MIDI？ 它与波形音频的本质区别是什么？MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是指乐器数字接口，是数字音乐的国际标准。任何电子乐器，只要有处理MIDI消息的微处理器，并有合适的硬件接口，都可以成为一个MIDI设备。MIDI消息是乐谱的一种数字式描述。与波形声音相比，MIDI数据不是声音而是指令，所以它的数据量要比波形声音少得多。MIDI的另一个特点是，由于数据量小，所以可以在多媒体应用中与其他波形声音配合使用，形成伴乐的效果。对MIDI的编辑也很灵活，在音序器的帮助下，用户可以自由地改变音调、音色等属性，直到找到自己想要的效果。波形文件就很难做到这一点。但是，MIDI的声音尚不能做到在音质上与真正的乐器完全相似，在质量上还需要进一步提高；MIDI也无法模拟出自然界中其他非乐曲类声音。4视频卡与音频卡的核心部件是什么？视频卡与音频卡的核心部件是编解码芯片，主要完成视频或音频信号的模数/数模转换，压缩/解压缩等功能。从结构上分，音频卡可分为模数转换电路和数模转换电路两部分,模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采到的模拟声音信号转换为电脑能处理的数字信号；而数模转换电路负责将电脑使用的数字声音信号转换为喇叭等设备能使用的模拟信号。一般音频卡由下列部件组成：MIDI输入/输出电路；MIDI合成器芯片，用来把CD音频输入与线输入相混合电路；带有脉冲编码调制电路的模数转换器，用于把模拟信号转换为数字信号以生成波形文件；用来压缩和解压音频文件的压缩芯片；用来合成语音输出的语音合成器；用来识别语音输入的语音识别电路，以及输出立体声的音频输出或线输出的输出电路等。5触摸屏可以分为哪几类，各自的特点是什么？【特点不考】触摸屏按安装方式分，可分为以下4种。外挂式：由用户自行把它挂到显示器的屏幕前，而且随时可以拆卸。内置式：需拆卸显示器的外盖，把传感器夹在荧光屏玻璃与外盖之间。整体式：传感器本身与显示器为一体的配置。投影仪式：安装于大型投影屏前，可通过在投影屏的触摸来写字、绘图以及控制计算机流程等。从结构特性与技术分有以下不同类型，包括红外、电阻膜、电容、表面声波、压力矢量等多种类型。红外触摸屏原理是当用户触模屏幕时，手指会挡住经过该位置的横竖两条红外线，从而利用x、y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸位置，执行该位置的图标或热点、热键。其主要特点是清晰度好，透光性高，防刮擦能力强，但其分辨率低，反应速度慢，不够美观。电容式触摸屏的原理是用户触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个锅台电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流的强弱与手指及电极间的距离成正比，位于触模屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。其主要特点是分辨率较高，反应速度较快，寿命较长，但怕硬物敲击，易受电磁干扰。电阻触摸屏的原理是当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了一个接触，控制器侦测到这个接通并计算出x、y轴的坐标。其主要特点是反应速度快，寿命长，不受电磁干扰，但怕锐器。表层声波技术触摸屏的原理是当手指接触屏幕，便会吸收一部分声波能量，控制器依据减弱的信号计算出触摸点的位置。其主要特点是纯粹玻璃屏不怕刮擦和用力，寿命长，精度高，清晰透亮，还有压力轴响应。压感触摸屏是在屏幕四角装上压力感应仪，当对触摸屏施加压力时，会由此引起感应仪电阻抗的变化，通过监测这些变化，就可计算出触摸点的确切位置和用力大小。电磁感应触摸屏是基于笔输入式PC的主流技术，在笔尖上安装的一个非机械式开关将电容变化转变为频率变化，此开关还可使笔传感120级压力。6扫描仪的主要性能指标有哪些？扫描仪的技术指标主要有以下一些。（1）原稿种类：透射或者反射原稿，连续调试线条稿，阳图或阴图原稿均可扫描分色。（2）扫描分辨率：决定了扫描仪的精度，分辨率越高，采样图像的清晰度也就越高。包括光学分辨率和间插分辨率。光学分辨率（采集到的图像细节数量）是要考虑的首要因素。光学分辨率取决于扫描头里的CCD数量。间插分辨率取决于扫描仪的硬件和软件。（3）色彩精度：即用灰度级表示每一基色的深浅程度。（4）扫描速度：扫描图像所需时间。（5）其他参数：包括阶调、灰阶、鲜锐度、色彩再现能力、接口标准等。7投影仪有哪几种基本类型？【不考】投影仪可分为间接投影仪、直接投影仪两类。间接投影仪如幻灯机、传统投影机等，只能正投，适用于20人左右、100英寸以下的投影；直接投影仪如单枪投影仪、三枪投影仪等。单枪投影仪除了正投，也可设计成倒挂或背投，适宜于50人以下观看、60-120英寸左12右屏幕使用。三枪投影仪分辨率可达1024768，具有正投、背投、倒挂交互设计，适用于100人左右观看，投影有效屏幕约在300英寸左右。第5章 多媒体软件基础1试述多媒体软件的层次结构。多媒体软件层次结构可划分为5类4个层次：驱动软件、多媒体操作系统、多媒体数据准备软件、多媒体编辑创作软件和多媒体应用软件。其中，多媒体驱动软件是直接和硬件打交道的软件，它完成设备的初始化，各种设备操作以及设备的打开、关闭，基于硬件的压缩解压，以及图像快速变换等基本硬件功能调用等。这种软件一般随硬件提供。多媒体操作系统，又称多媒体核心系统。它具有实时任务调度、多媒体数据转换和同步控制机制，对多媒体设备的驱动和控制，以及具有图形和声像功能的用户接口等。一般是在已有操作系统基础上扩充、改造，或者重新设计。多媒体素材制作软件是用于采集多种媒体数据的软件，如声音录制、编辑软件；图像扫描及预处理软件；全动态视频采集软件；动画生成编辑软件等。多媒体编辑创作软件又称多媒体著作工具，是多媒体专业人员在多媒体操作系统之上开发的供特定应用领域的专业人员组织编排多媒体数据，并把它们联接成完整的多媒体应用的系统工具。多媒体应用软件是在多媒体硬件平台上设计开发的面向应用的软件系统，由于与应用密不可分，有时也包括那些用软件创作工具开发出来的应用。2文本数据的输入方式有哪些？ 它们各自的特点是什么？文本数据的输入方式包括以下几种：（1）直接输入：利用著作工具中提供的文字工具，直接输入文字。直接输入的优点在于方便快捷。传统的文字输入方法是键盘。（2）幕后载入：由录入人员在专用的文字处理软件中将文本输入到计算机中，并将其存成文本文件（如TXT），然后再用著作工具载入到多媒体作品中。（3）利用OCR技术：在电脑上利用光学字符识别软件控制扫描仪，对所扫描到的位图内容进行分析，将位图中的文字影像识别出来，并自动转换为ASCII字符。（4）其他方式：如语音识别、手写识别等。有的语音识别系统中还带有语音校稿功能等，使用很方便。3获得图像素材有哪些途径？获得图像素材有以下途径： 光盘素材库：包括点阵图、矢量图和三维图形等各种素材。 使用软件创建：利用专业绘图软件如Paint Bush、Photo Style、Painter、Freehand、Photoshop、CorelDraw和iPhoto等绘图软件中绘制图形、图像。 利用扫描仪扫入：将照片、艺术作品或印刷品通过扫描仪变换成单色或真彩的点阵图。 利用摄像机捕获：摄像机与视频卡相连，可以拍摄现场的视频图像，得到连续的帧图像。如果需要静态图像，则需经过帧捕器把捕获的模拟信号转换成数字数据，得到点阵图。 利用数码相机拍摄：数码像机拍摄景物时，景物直接以数字化的形式存入照相机内的存储器，然后再送入计算机处理。 使用解压卡捕获：通过MPEG解压卡播放VCD的电影、卡拉OK等视频图像时，可使用帧捕获功能从电影画面获取所需的图像。 通过Internet网络下载：通过提供图库的站点获取素材。4有哪几种动画制作方法？ 它们各自的特点是什么？动画的制作方法分为两类：一类是由人具体地告知计算机角色运动的矢量及变化的方式；另一类是人只告知计算机角色的起始与最终状况，由计算机自动计算生成角色的运动方法。（1）手工式动画电脑上制作的手绘式动画大致上可分为两类：以Macintosh机为平台的影片式（.PICS格式）动画和在IBM PC上制作的帧动画。影片式动画：如Director，其动画是以角色为主体的，制作时必须单独设计每一个运动物体，并为每个物体指定特性（位置、样式、大小和颜色等）。动画的每帧画面中都有几个角色成员，角色成员能独立于帧画面，它们可以在连续的帧画面中独立地改变自己的位置和形象，动画中可以含有音乐和同步的配音。帧动画：是一幅幅画面的简单叠加，放映时只需快速地一幅一幅地显示即可。（2）影集式动画影集式动画包括：AVI动画：利用影像捕捉卡和Video for Windows软件对实时视频信号或录像带上的影像，进行连续捕捉，捕捉下来的画面可以生成AVI动画。MPG动画：MPG动画也称作影片，它的生成机制与AVI动画相仿。5多媒体创作模式有哪些？ 各自的特点是什么？多媒体创作模式有以下8种： 幻灯表现模式：一种线性表现模式，使用这种模式的工具假定表现过程可以分成一序列“幻灯片”，即顺序表现的分离屏幕。 层次模式：这种模式假定目标程序可以按一个树形结构组织。 书页模式：这种模式中应用程序组织成一本或更多的“书”，书又按照称为“页”的分离屏幕来组织。 窗口模式：目标程序按分离的屏幕对象组织成为“窗口”的一个序列。 时基模式：主要由动画、声音以及视频组成的应用程序或表现过程，可以按时间轴顺序制作。 网络模式：这种模式允许程序组成一个“从任何地方到另外任意地方”的自由形式结构，没有已建好的表现顺序或结构。 图标模式：图标用来标识对应的内容、动作或交互控制，在制作过程中，它们通过一张显示一系列有不同对象连接的流程图来表示。 语言模式：使用一种语言来建立应用程序的结构与内容，它本身就是一种模式。6什么是多媒体著作工具？ 为什么要使用多媒体著作工具？所谓多媒体著作工具是指能够集成处理和统一管理多媒体信息，使之能够根据用户的需要生成多媒体应用系统的工具软件。使用多媒体创作程序的目的就是简化多媒体的创作，使得创作者可以不必关心有关的多媒体程序的各个细节而创作多媒体的一些对象、一个系列以至整个应用程序。7媒体控制接口的作用是什么？ 【不考】媒体控制接口（Media Control Interface，MCI）在控制像音频、视频外围设备这样的设备方面，提供了与设备无关的应用程序。用户的应用程序可以使用MCI控制标准的多媒体设备，如音频播放设备、音频记录设备和动画播放设备，也可以控制像影碟机这样的可选设备。由于MCI的设备无关性，系统升级十分方便，使用它开发应用系统无需了解每种多媒体产品的细节，从而大大提高了应用系统的开发效率。 8与MCI有关的多媒体高级函数有哪些？试述它们的功能。 【不考】MCI命令可分成4类：系统命令、需求命令、基本命令和扩展命令。其中，Capality函数用于请求某一设备能力的信息；Close函数用于关闭用过的设备；Info函数请求某一设备的信息（例如：与该设备相关的硬件描述）；Open函数打开并初始化某一设备；Pause函数暂停止在播放和记录的设备；Play函数开始设备播放；Record函数开始设备记录；Resume函数用于恢复暂停播放和记录设备；Seek函数用于改变媒体的当前位置；Set函数用于改变控制设置，比如设备正在使用的时间格式；Status函数用于请求设备状态的信息（例如：设备是正在播放还是处于暂停状态）；Stop函数用于停止设备的播放或记录。第6章 网络多媒体技术1在多媒体信息传输过程中,最大的问题是什么?应该如何解决？传输多媒体信息时，最大的问题就是多媒体信息的数据量巨大，特别是连续媒体信息源产生的大量实时数据，即使经过压缩编码，压缩后的数据量仍很可观。因此，多媒体信息的传输对网络基础设施（主要是指网络硬件环境）提出了较高的要求，如高带宽、低延迟、支持QoS以及资源动态分配等。2.多媒体对通信网络提出了需求？多媒体对通信网络的需求包括传输速率、吞吐量需求；可靠需求；传输延迟需求、多点通信需求、同步需求等。3.QoS是什么？为什么需要QoS?服务质量（Quality of Service，QoS）是一种抽象概念，用于说明网络服务的“好坏”程度。在开放系统互连OSI参考模型中，有一组QoS参数，描述传送速率和可靠性等特性。但这些参数大多作用于较低协议层，某些QoS参数是为传送时间无关的数据而设置的，因此多媒体通信网络需要定义合适的QoS。4.QoS有哪几类？其管理机制是什么？QoS服务总体上可分成以下3类： 确定型（Deterministic）QoS。 统计型（Statistical）QoS。 尽力型（Best-Effort）QoS。 QoS管理实质上反映了对网络资源的最佳配置和有效管理问题。QoS管理机制应当具有可配置性、可协商性以及动态自适应性等管理特性。近年来，人们提出了一些QoS管理技术，其中比较有效的是基于策略的QoS管理技术，它通过预先定义的策略规则来解决网络资源的合理配置和有效管理问题，为特定的数据流提供特性化服务和资源保证。6什么是超媒体？ 超文本和超媒体的共同之处和不同之处何在？ 超媒体的“超”字体现在何处？它与普通的信息管理方法的关键不同之处在哪里？超媒体是超文本和多媒体在信息浏览环境下的结合。它是对超文本的扩展，除了具有超文本的全部功能以外，还能够处理多媒体和流媒体信息。超媒体与超文本的共同之处在于它们都是要更好地表示日益增长的信息，使人们能够更方便、更快速搜索到需要的信息，是信息飞速增长的产物。超媒体与超文本之间的不同之处是，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，还使用图形、图像、声音、动画或影视片断等多种媒体来表示信息，建立的链接关系是文本、图形、图像、声音、动画和影视片断等媒体之间的链接关系。超媒体的“超”字体现在检索信息的方式非顺序化，表示信息的形式多样化，表示的信息量巨大化。与普通的信息管理方法的关键不同之处在于，超媒体的链和节点则可以动态地改变。各个节点中的信息可以更新，可将新节点加入到超媒体结构中，也可以加入新链路中来反映新的关系，形成新的组织结构。7.顺序流式传输和实时流式传输有何区别？它们分别适用于哪些应用?一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输。如使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送。 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序流式传输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告。 实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接配匹，使媒体可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同，它需要专用的流媒体服务器与传输协议。 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。8简述流媒体传输原理。 【不考】用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。 A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCR所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP将A/V数据传输给A/V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序），一旦A/V数据抵达客户端，A/V客户程序即可播放输出。传输过程如下图所示。9无线多媒体通信的关键技术有哪些？ 无线多媒体通信的关键技术包括：无线多媒体信源编码技术、无线多媒体信道编码和差错恢复技术、无线多媒体信息传输技术等。8HTML和XML的关系是什么？【不考】XML不是要替换 HTML；实际上 XML 可以视作对 HTML 的补充。XML 和 HTML 的目标不同：HTML 的设计目标是显示数据并集中于数据外观，而 XML 的设计目标是描述数据并集中于数据的内容。与 HTML 相似，XML 不进行任何操作。虽然 XML 标记可用于描述订单之类的项的结构，但它不包含可用于发送或处理该订单以及确保按该订单交货的任何代码。其他人必须编写代码来实际对 XML 格式的数据执行这些操作。与 HTML 不同，XML 标记由架构或文档的作者定义，并且是无限制的。HTML 标记则是预定义的；HTML 作者只能使用当前 HTML 标准所支持的标记。第7章 多媒体应用开发与系统1.试述多媒体应用设计过程及应注意的问题。多媒体应用设计包括选题、脚本设计、创意设计、人机界面设计等过程。 选题首先从分析用户的需求开始，在充分考虑以下问题的基础上，如应用系统的用户有哪些？应用场合和应用环境是什么？该系统题材类型是科技、教育、娱乐还是商业用？系统主要内容有哪些？要传递哪些信息？解决什么问题？可以确定项目的对象、多媒体信息的种类、表现手法，以及要达到的目标，完成应用的选题。 脚本不仅要规划出各项内容显示的顺序和步骤，还要描述其间的分支路径和衔接的流程，以及每一步骤的详细内容。脚本设计必须兼顾诸多方面，包括系统的完整性和连贯性。设计中既要考虑整体结构，又要善于运用声、光、画、影物多重组合达到最佳效果，注意系统的交互性和目标性。特别要注意根据不同的应用系统运用相关的领域知识和指导理论。在脚本设计中要注意媒体的选择和脚本内容顺序及控制路径的设计。 创意设计首先是对屏幕进行设计，确定各种媒体的排放位置、相互关系，各种按钮的名称、排放方法、以及各类能引起系统动作的元素的位置、激活方式等。在时间安排上也要充分安排好。其次是设计交互过程，要充分发挥计算机交互的特点。创意的好坏取决于对内容的深刻理解以及创意人员的水平，也取决于软件系统的性能，它决定了最终应用的质量高低。在创意设计中，要对屏幕设计和交互设计中的背景、标题、描述（文字、图形、动画）、各种控件（按钮、热字和热键）等空间组成，以及背景、音乐、解说词和动作出现的时间序列勾画出多种草图或场景、反复对比，择优选择确定。 人机界面设计首先应进行界面设计分析，即收集有关用户及其应用环境信息之后，进行用户特性分析，用户任务分析，记录用户有关系统的概念、术语等。其次，进行任务设计。设计应分别给出人与计算机的活动，使设计者较好地理解在设计界面时所遇到的问题，形成系统操作手册、训练文件和用户指南的基础。在考虑用户工作方式及系统环境和支持等因素下，进行任务设计。第三，进行界面设计。选择界面设计类型时要全面考虑。一方面要从用户状况出发，决定对话应提供的支持级别和复杂程度，选择一个或几个适宜的界面类型；另一方面要匹配界面任务和系统需要，对交互形式进行分类。最后，将界面分析结果综合成设计决策，进行界面结构的设计与实现，包括界面电话设计、数据输入界面设计、屏幕显示设计和控制界面设计等。2什么事多媒体会议系统？它与传统的会议系统有何区别？多媒体会议系统（Multimedia Conferencing System）是一种新的以多媒体形式支持多方通信和协同工作的应用系统。其基本特征是：通过计算机远程地参加会议或交流；合作工作不受地理位置分离的限制；通信涉及到多个参与者站点之间的连接，以及在这些连接之上的操作；会话可以通过视频、音频以及共享应用空间来进行；连接不限于用户之间，媒体播放器或记录器也可以当作连接方；除了非实时性的电子邮件或传真连接外，连接主要用于建立“活动”的会话。 多媒体会议系统与其他类型的会议系统不同之处在于，它不仅仅通过实时的视频和音频来交流，而且利用计算机技术，实现了应用程序共享、数据实时共享、多点文件传送等会议功能，从而使与会者以全面的媒体形式（视频、音频和数据），在计算机模拟的面对面共享环境中召开会议和交流思想。3.多媒体会议系统的基本组成与一般结构是什么？会议系统主要由终端设备、传输信道和多点控制单元等组成，如下图所示。 P172 图7.1 多媒体会议系统结构框图终端设备的主要功能是将视频、音频、数据和信令等各种数字信号分别进行处理后组成一路复合的数字码流，再将它转变为适合在传输网络中传输的帧格式送到信道中进行传输。 会议系统的传输介质可采用光缆、电缆、微波以及卫星等数字信道，或者其他类型的传输信道。在用户接入网的范围内，还可以采用HDSL、ADSL等设备进行传输。在传输方式上，可以在AT、DDN、ISDN、SDH数字通信网或帧中继网络等网络上展开。 多点控制单元（MCU）用于控制各个通信会场之间的信息传输与切换。MCU的基本功能是对视频、语音及数字信号进行切换，按用户的要求完成信息的转接。如它负责把传送到MCU某会场发言者的图像信号切换到所有会场。4什么是数据协议？ 简述会议系统数据协议模型各部分的基本功能。 【不考】数据协议是为了便于网络数据交换而制定的规则、约定与标准。由语义、语法、时序三个要素组成。语义用于解释比特流每一部分的意义，它规定了需要何时发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。语法是用户数据与控制信息的结构和格式，以及数据出现的顺序的意义。时序是对事件实现顺序的详细说明。 多媒体会议系统的数据协议模型由通信基础结构和使用基础结构的应用协议构成。如图所示： P174 图7.2通常，每一层向上一层提供服务，每层用下层提供的服务，通过发送协议数据单元来与对等层通信。 （1）用户应用：用户应用程序可以使用任何标准和非标准协议与对等用户应用程序进行通信。会议环境支持在相同会议中的多个用户应用同时操作。 （2）应用协议：由协议数据单元及其应用程序对等通信的操作组成。应用协议可以是专用协议，或由ITU-T及其他国际和国家组织标准化的协议。这些协议提供多点同时文件传输；静止图像传送和用户注释；共享白板和传真等方面的约定。应用程序可以使用任意组合的标准和非标准应用协议。 （3）节点控制器：是在终端或MCU上提供节点管理作用的元素。它与会议控制模块（启动和控制通信会话）相互作用。 （4）通信基础结构：以可靠的数据交付为会议提供多点连接。它可以使多个应用在相同的多点环境中同时使用。基础结构由3个部件组成：会议控制、多点通信服务和网络传送协议。7、讨论数字电视和IPTV的区别和联系，就它们各自的发展前景谈谈你的看法。所谓数字电视，是指将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数代表的数字式信号，使电视信号在发射、传输和接收的过程中全部实现数字化的电视系统。采用数字技术不仅使各种电视设备获得比原有模拟式设备更高的技术性能，而且还具有模拟技术不能达到的交互功能。其本质的变化是改变了观众收看电视节目的形式，从被动地收看变为主动地交互地收看等，观众可以在任何时候自由选择自己喜爱的节目并能够得到包括浏览网页、发送电子邮件、享受远程教育、视频点播、家居银行和电视购物等多种增值服务。 IPTV是Internet Protocol Television的英文缩写，又叫网络电视。其基本原理是利用宽带网络的基础设施，以家用电视机或者计算机作为主要终端设备，通过互联网协议向用户提供包括视频服务在内的多种交互式数字媒体服务技术。由于使用的是TCP/IP网络及协议，IPTV可以非常容易地将互联网网页浏览、电子邮件、多种在线信息咨询、游戏娱乐、教育与商务功能与交互视频服务功能结合在一起。 不论是交互电视还是视频点播，它们都是为用户提供交互的视频服务的，虽然广电部门和电信部门强调通过不同的网络提供交互视频服务，但从长远来看，电信网和电视网应该并且一定会走向统一。未来这两种系统也将走向综合，它们可以利用同样的网络基础设施和视频服务器，在用户端可以根据用户的需要，提供家电式的ITV/VOD终端，或计算机式的个人终端。9.在Internet上你发现有哪些应用系统是群件系统？它们有哪些优点和不足？群件系统是用于支持从事某个共同任务的群体，在通信、合作和协调等方面给予协助，并提供对共享环境的连接接口的一种基于计算机的系统。典型的群件系统包括消息系统、共享对象协同操作系统、计算机会议系统、工作流管理系统、群决策支持系统等。（1）消息系统 该类系统的主要功能是为协作者提供一种消息交换手段，通常它支持用户群体间的各种媒体信息的异步交互，如电子邮件、BBS公告板系统和基于移动通信的MMS（Multimedia Message Service）等。Internet上的电子邮件系统可以到达地球上的各个角落，已成为目前使用最为广泛、也是最为成功的群件系统。BBS则支持群组成员之间进一步的信息发布与交换功能，如用户可以针对某一问题发表自己意见和观点，对消息可以进行回复、转发等处理等。随着移动通信技术的成熟，以移动网络为基础、以手机和PDA为终端的消息服务已经成为人们进行联系和沟通的重要手段。 （2）共享对象协同操纵系统 该类系统的协作者之间有明确而具体的共享对象，如文本文档、设计方案文档等，协同工作的方式是对共享对象进行协同操纵。协同编辑系统、协同设计系统是典型的共享对象协同操纵系统。协同编辑系统支持合作的群体用户使用多用户编辑器合作组织和编辑某个共享的多媒体数据实体。例如，编辑报纸、指挥所中的态势的汇集生成、多专家决策支持等都要用到协同编辑系统。异步型的协同编辑器将作者的原始内容与不断追加的关于该内容的评论、注释和意见分离和组装，并由此生成最终的结果。同步型协同编辑器允许合作者在相同的时间中编辑相同的对象，由系统确定合作者具体对对象哪一个逻辑部分进行操作，并进行锁定和并发控制。 （3）计算机会议系统 会议系统的主要目标是使用计算机支持地理位置上分散的多个用户之间进行实时的交互，使用户之间可以就共同关心的问题进行讨论和交流，典型的计算机会议系统一般提供音频、视频、白板和应用程序共享等多种交互手段。 （4）工作流管理系统 工作流管理系统是一个支持多人协同的计算机环境，它通过将文档、信息和任务按照预先定义好的规则和流程在各类角色的协作者之间传递，来帮助用户实现整个组织的管理或经营目标。工作流管理系统在办公自动化、企业管理和并行工程等领域得到了很好的应用。（5）群决策支持系统（GDSS） 群决策支持系统是能帮助一起工作的多个决策者共同解决非结构化问题的一种交互式群件系统。第8章 多媒体数据库1.多媒体数据库的主要问题是什么？ 在哪些地方与传统的数据库系统是相同的？ 哪些地方是不同的？ 有了多媒体数据库后，关系数据库会怎么样?多媒体数据库的主要问题有如下几点： 数据量巨大且媒体之间量的差异也极大，从而影响数据库的组织和存储方法。 媒体种类的增多增加了数据处理的困难。每一种多媒体数据类型都要有自己的一组最基本的概念（操作和功能）、适当的数据结构和存取方法以及高性能的实现。 数据库的多解查询。传统的数据库查询只处理精确的概念和查询。 用户接口的支持。多媒体数据库的用户接口肯定不能用一个表格来描述，对于媒体的公共性质和每一种媒体的特殊性质，都要在用户的接口上、在查询的过程中加以体现。 多媒体信息的分布对多媒体数据库体系带来了巨大的影响。 传统的事务一般都是短小精悍，在多媒体数据库管理系统中也应尽可能采用短事务。 服务质量的要求。许多应用对多媒体数据的传输、表现和存储的质量要求是不一样的，系统所能提供的资源也要根据系统运行的情况进行控制。 多媒体数据管理还有考虑版本控制的问题。 多媒体数据库与传统的数据库系统的相同之处表现在其功能上，他们都统一实施对数据的管理，包括存储、查询、处理和故障恢复等，同时也保证在不同用户之间进行数据共享。不同之处在于，传统数据库模型主要针对的是整