第七章 多媒体技术

第七章

多媒体技术

计算机科学与工程系

多媒体技术使得计算机具有综合处理声音、 文字、图形、图像、动画和视频信息的能力，它 所涉及的有关多媒体信息数字化及数据压缩编码 是问题求解的一个典型的计算思维活动。 本章主要介绍多媒体计算机硬件与软件方面 的基础知识，以及计算机中音频、图像等信息的 获取与处理、动画与视频的概念、多媒体数据压 缩原理等方面的相关内容。

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7.1 多媒体计算机技术概述7.1.1 多媒体计算机的概念

计算机科学与工程系

在计算机或通讯领域，媒体是指信息的载体或者信息 的存储实体，信息载体包括数字、文字、声音、图形、图 像、视频；信息的存储实体包括磁盘、光盘、U盘等。而就 多媒体计算机而言，媒体则是指信息载体。 根据国际电信联盟的定义，媒体可分为5种： ① 感觉媒体 ② 表示媒体 ③ 显示媒体 ④ 存储媒体 ⑤ 传输媒体

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7.1 多媒体计算机技术概述表示媒体 显示媒体

计算机科学与工程系 2. 为传送和表达感觉媒体而人为 研究出来的媒体 (如ASCII、汉字、 图像、声音、视频编码等)显示媒体

感觉媒体

4. 存储表示媒体 的介质 ( 软盘、 硬盘、光盘等)存储媒体

传输媒体

1. 人类通过感观直接 感知的信息 ( 文字、 声音、图像等)

5. 传输信息的媒体 。 (如光纤、电缆等)

3. 输入和输出信息的媒 体(如键盘、鼠标、显 示器、打印机等)

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7.1 多媒体计算机技术概述多媒体：通常是指文字、声音、图 像、图形、动画、视频等各种媒体的组 合。多媒体计算机技术：计算机综合处 理多种媒体信息——文本、图形、图像、 音频、视频和动画，使多种信息建立逻 辑连接，集成为一个系统且具有交互性。

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多媒体计算机可用公式简单描述为： MPC=高性能PC+CD-ROM驱动器+声卡

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7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机的主要元素:

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1.文本：包含字母、数字、汉字等基本元素。 2.图形：又称矢量图。

多媒体 多媒体 多媒体

1234 ABCD ☆※# №§→◇!?;φβ各类文字和符号 通过计算而描述的矢量图形

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7.1 多媒体计算机技术概述

计算机科学与工程系

3. 图像：又称位图或像素图。 4. 动画：采用编程或动画软件创作的连续画面。

单画面矢量动画

多画面帧动画

用像素点描述的自然影像

编程或动画制作软件生成的画面

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7.1 多媒体计算机技术概述5. 音频：指人耳能听到的连续变化的音波。 6. 视频：动态的影视图像。● midi音频

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● wav音频● mp3压缩音频

END

音频

+ 视频 数字音频信号、压缩音频信号 用电视摄像设备捕捉的实物场景

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7.1 多媒体计算机技术概述7.1.2 多媒体技术的发展历史

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1984年，Apple公司推出Machintosh图形操作系统。 1985年，世界上第一台多媒体计算机问世。 1986年，推出光盘系统。 1990年，多媒体个人计算机协会制定MPC1标准。 1995年，Windows95操作系统问世。

Commodore Amiga系统(1984)

Apple计算机(1984)

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7.1 多媒体计算机技术概述7.1.3 多媒体技术的特点和关键技术

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多媒体特点是： (1) 多样性：多媒体不只处理一种媒体，而是综合处理多 种媒体，包括图文声像信息。 (2) 集成性：多媒体的集成性一方面表现在信息载体的集 成，另一方面是多媒体设备的集成。 (3) 交互性：多种媒体系统可以实现人机互动，用户可以 根据需要来使用系统。

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7.1 多媒体计算机技术概述

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多媒体技术涉及的领域众多，其关键技术主要表现在 以下几个方面：关键技术 数据的输入输出技术 涉及范围

如何将声音、图像、视频、动画等信息方便、快速、 准确地输入计算机，这些信息又如何准确地还原， 是多媒体技术研究的首要任务。多媒体信息的最大问题是数据量太大，要解决在有 限空间中的存储和在有限带宽上的传输，数据压缩 编码是最有效的方法，而与之对应的解码则实现对 压缩数据进行还原。 音频、视频、图像等信息需要相当大的存储空间， 因此发展大容量存储器的是解决多媒体信息存储的 一个关键问题。 利用计算机技术生成的一个逼真的具有视、听、触 及嗅觉的感觉世界，可以用人的自然手法对这个虚 拟实体进行交互动作。教学进度

数据的压缩编码和解 码技术

数据存储技术

虚拟现实技术

7.1 多媒体计算机技术概述7.1.4 多媒体技术的发展和应用 7.1.5 未来多媒体技术的发展未来发展趋势 多媒体技术智能化 说 明

计算机科学与工程系

把人工智能领域某些研究课题和多媒体计算机技术很好地结合。 例如，文字的识别和输入，汉语语音的识别和输入，自然语言理 解和机器翻译，图形的识别和理解，机器人视觉和计算机视觉， 知识工程以及人工智能的一些课题。

随着技术的进步，如果压缩算法采用国际标准设计原则，多媒体 多媒体信息实时处理和 功能采用集中解决、体系结构设计和算法相结合的方案，就能够 压缩编码算法芯片化 把多媒体信息实时处理和压缩编码算法直接放置到CPU芯片中， 从而大大改善多媒体计算机的性能指标。 虚拟现实技术

虚拟现实技术是指运用多种技术综合形成一种模

拟现实环境的人 造环境，用户在该环境中通过五官和大脑的亲自体验和活动参与 到该人造的、虚拟的环境中，可以与之交互。让你感觉到如同置 身于真实世界一样。它是多媒体技术的最高境界。

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7.2 多媒体计算机系统7.2.1 多媒体计算机硬件系统

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7.2 多媒体计算机系统

计算机科学与工程系

(1) 基本硬件设备 ① 光盘存储器(见第三章) ② 声卡 用于处理声音，是多媒体计算机的基本配置。

声卡的基本工作原理教学进度

7.2 多媒体计算机系统

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声卡中最为关键的三个部件分别是: ① 数字信号处理器(DSP) 主要用于实现对声音的模 /数(A/D)转换和数 /模(D/A)转 换。 ② 混合信号处理器(简称混音器) 是用于实现对各种音频源进行混音。 ③ 音乐合成器 声卡可以通过内部合成器或外接到计算机MIDI端口的 外部合成器播放MIDI文件。

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7.2 多媒体计算机系统

计算机科学与工程系

声卡的作用主要有： ① A/D(模/数)转换——将模拟量的自然声音转化成数字化的 声音，然后以文件形式保存在计算机中。 ② D/A(数/模)转换——把数字化的声音转换成模拟量的自然 声音并输出到声音还原设备中。 ③ 输入、输出功能——可以将模拟信号引入声卡并转换成 数字信号；也可以将数字信号转换成模拟信号送到输出端口驱 动音响设备发出声音。

音频卡的基本原理教学进度

7.2 多媒体计算机系统

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(2) 扩展设备 具有代表性的扩展设备有：触摸屏、视频卡、扫描仪、数 码相机、数字摄像机、摄像头等等。

数码照相机

触 摸 屏 彩色扫描仪

摄像头 数码摄像机 视频卡教学进度