嘉兴路房价:多媒体技术

1.2 多媒体的相关技术

   多媒体技术是多学科、多技术交叉的综合性技术，主要涉及三大类技术，即从系统角度研究的多媒体基础技术和从应用角度研究的多媒体信息处理技术以及从人性化交互方式角度研究的人机交互技术。
   从系统性能的层面上看，关心的重点在多媒体系统的构成与实现，因此，必须研究解决多媒体信息的快速处理、多媒体数据的压缩与还原、大容量信息存储与检索和多媒体信息的快速传输等基本问题，这就形成了多媒体的基础技术。
   从应用研究角度看，多媒体技术就是将多种媒体信息通过计算机进行数字化综合处理的技术，这就是多媒体信息处理技术包含的内容，即图、文、声、像（视频和动画）技术和多媒体信息集成技术。
人机交互技术是从人性化角度提出的，主要解决多媒体信息的输入输出问题，更着重于多媒体系统的交互方式和交互性能研究，是对多媒体技术的扩展和深化。
   该课程主要讨论的是多媒体信息处理技术，也就是通常所说的多媒体应用技术。

1.2.1 多媒体数据压缩技术    多媒体数据压缩编码技术是多媒体技术中最为关键的技术。
   数字化后的多媒体信息的数据量非常庞大，例如，对于彩色电视信号的动态视频图像，数字化处理后的1秒钟数据量达十多兆字节，650MB容量的CD-ROM仅能存1分钟的原始电视数据。超大数据量给存储器的存储容量、带宽及计算机的处理速度都带来极大的压力，因此，需要通过多媒体数据压缩编码技术来解决数据存储与信息传输的问题。
   压缩技术一直是多媒体技术的热点之一，多媒体中数据的压缩主要指图像（视频）和音频的压缩，它的潜在价值相当大，是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础。数字化后的多媒体信息的图像、视频信号和音频信号数据中存在的很大冗余（空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余、图像区域相同性冗余、纹理统计冗余等）使数据压缩成为可能。数据压缩的实质是在满足还原信息质量要求的前提下，采用代码转换或消除信息冗余量的方法来实现对采样数据量的大幅缩减。
   与数据压缩相对应的处理称为解压缩，又称数据还原。它是将压缩数据通过一定的解码算法还原到原始信息的过程。通常，人们把包括压缩与解压缩内容的技术统称为数据压缩技术。
   根据质量有无损失，压缩编码可分为有损失编码和无损失编码两类。前者指压缩后的数据经解压后还原得到的数据与原始数据相同，没有误差；后者则存在一定的误差。
   压缩编码的方法非常多，编码过程一般都涉及较深的数学理论基础问题。在众多的压缩编码方法中，衡量一种压缩编码方法优劣的重要指标有：压缩比要高，压缩与解压缩速度要快，算法要简单，硬件实现要容易，解压缩质量要好。在选用编码方法时还应考虑信源本身的统计特征、多媒体软硬件系统的适应能力、应用环境及技术标准等。 1.2.2 多媒体信息存储技术    多媒体数据有两个显著的特点，其一是数据表现有多种形式，且数据量很大，尤其对动态的声音和视频图像更为明显；其二是多媒体数据传输具有实时性，声音和视频必须严格地同步。这就要求存储设备的存储容量必须足够大，存取速度快，以便高速传输数据，使得多媒体数据能够实时地传输和显示。
   多媒体信息存储技术主要研究多媒体信息的逻辑组织，存储体的物理特性，逻辑组织到物理组织的映射关系，多媒体信息的存取访问方法、访问速度、存储可靠性等问题，具体技术包括磁盘存储技术、光存储技术以及其他存储技术。
   光存储技术是伴随着多媒体技术的发展而发展的，并且CD-ROM存储器已经成为多媒体计算机的标准配置。CD-ROM从存储方式上可分为CD-R（只读光盘）和CD-RW（可读可擦写光盘）两种，从存储格式上可分为数据CD、音乐CD、VCD、DVD、Photo-CD等不同格式标准的光盘。 1.2.3 多媒体网络通信技术    多媒体网络通信技术是指通过对多媒体信息特点和网络技术的研究，建立适合传输文本、图取、图像、声音、视频、动画等多媒体信息的信道、通信协议和交换方式等，解决多媒体信息传输中的实时与媒体同步等问题。
   现有的通信网络大体上可分为三类：电信网络（包括移动多媒体网络）、计算机网络和有线电视网络。多媒体通信网络技术主要解决网络吞吐量、传输可靠性、传输实时性和提高服务质量（QoS）等问题，实现多媒体通信和多媒体数据及资源的共享。
   多媒体通信对多媒体产业的发展、普及和应用有着举足轻重的作用，但由于多媒体信息及大部分的网络多媒体应用对网络带宽的要求非常高，多媒体通信构成了整个多媒体产业发展的关键和“瓶颈”。多媒体通信是一个综合性的技术，涉及多媒体、计算机及通信等领域，它们之间相互影响和促进。大数据量的连续媒体在网上的实时传输不仅向窄带网络及包交换协议提出了挑战，而且对于媒体技术本身，如数据的压缩、各媒体间的时空同步等，也提出了更高的要求。
   另外，利用计算机网络以及在网络上进行分布式与协作操作，可以更广泛地实现信息共享。多媒体空间的合理分布和有效的协作操作将缩小个体与群体、局部与全球的工作差距；通过更有效的协议及分布式技术可以超越时空限制，充分利用信息，协同合作，相互交流，节约时间和经费。 1.2.4 多媒体专用芯片技术    专用芯片是改善多媒体计算机硬件体系结构和提高其性能的关键。为了实现音频、视频信号的快速压缩、解压缩和实时播放，需要大量的快速计算。只有不断研发高速专用芯片，才能取得满意的处理效果。专用芯片技术的发展依赖于大规模集成电路（VastLarge Scale Integration——VLSI）技术的发展。
   多媒体计算机专用芯片可归纳为两种类型：一种是固定功能的芯片，其主要用来提高图像数据的压缩率；另一种是可编程数字信号处理器DSP芯片，主要用来提高图像的运算速度。
   最早推出的固定功能的专用芯片是图像处理的压缩处理芯片，即将实现静态图像的数据压缩／解压缩算法做在一个专用芯片上，从而大大提高其处理速度，如C-Cube公司生产的MPEG解压缩芯片被广泛地应用于VCD播放机中。随后，许多半导体厂商和公司又推出执行国际标准压缩编码的专用芯片。由于压缩编码的国际标准较多，一些厂家和公司还推出多功能视频压缩芯片。
   可编程数字信号处理器DSP芯片是一种非常适合进行数字信号处理的微处理器。由于其采用多处理器并行技术，计算能力超强，可望达到2bips，特别适合于高密度、重复运算及大数据流量的信号处理。这些高档的专用多媒体处理器芯片，不仅大大提高了音频、视频信号处理速度，而且在音频、视频数据编码时增加了特技效果。 1.2.5 多媒体软件技术  1．多媒体操作系统
   多媒体操作系统是多媒体软件技术的核心，负责多媒体环境下多任务的调度，提供多媒体信息的各种基本操作和管理，保证音频、视频同步控制以及信息处理的实时性，具备综合处理和使用各种媒体的能力，能灵活地调度多种媒体数据并能进行相应的传输和处理，改善工作环境并向用户提供友好的人机交互界面等。
多媒体操作系统是多媒体应用软件的操作支撑环境，支持对多媒体信息处理的各种复杂技术的要求，支持提供丰富的制作多媒体素材的工具软件。
2．多媒体数据库技术
   数据的组织和管理是任何信息系统都要解决的核心问题。数据量大、种类繁多、关系复杂是多媒体数据的基本特征，这使数据的组织方法和存储方法变得复杂。因此，以什么样的数据模型表达和模拟这些多媒体信息空间？如何组织和存储这些数据？如何管理这些数据？如何操纵和查询这些数据？这些都是传统数据库系统的能力和方法所难以解决的问题。
   多媒体数据库中，要处理结构化和大量非结构化数据，解决数据模型、数据压缩与还原、多媒体数据库操作及多媒体数据对象表现等主要问题。
多媒体数据库技术主要从三个方面开展研究，一是研究分析多媒体数据对象的固有特性；二是在数据模型方面开展研究，实现多媒体数据库管理；三是研究基于内容的多媒体信息检索策略。
3．多媒体信息处理与应用开发技术
   多媒体信息处理主要研究各种媒体信息（如文本、图形、图像、声音、视频等）的采集、编辑、处理、存储、播放等技术。多媒体应用开发技术主要是在多媒体信息处理的基础上，研究和利用多媒体著作或编程工具，开发面向应用的多媒体系统，并通过光盘或网络发布，这也是本课程主要涉及的内容。 1.2.6 虚拟现实技术

   虚拟现实（Virtual Reality——VR）技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，一种逼真地模拟人在自然环境中视觉、听觉和运动等行为的高级人机交互（界面）技术。虚拟现实技术是多媒体技术的重要发展和应用方向，旨在为用户提供一种身临其境和多感觉通道的体验，寻求最佳的人机通信方式。它是由计算机硬件、软件以及各种传感器所构成的三维信息人工环境，即虚拟环境；由可实现的和不可实现的物理上的、功能上的事物和环境构成。用户投入这种环境中，就可与之交互作用。计算机的数据库中存有多种图像、声音及有关数据。当你戴上专用的头盔时，多媒体计算机把这些虚拟世界图像，从头盔的显示器显示给你。当你戴上专用的数据手套，手一动，有很多传感器就测出了你的动作（例如，去开门）。计算机接到这一信息，就去控制图像，使门打开，你眼前就出现了室内的图像景物，并给出相应的声音及运动感觉。
   虚拟现实技术出现于20世纪80年代末，已在娱乐、医疗、工程和建筑、教育和培训，军事模拟、科学和金融可视化等方面获得了应用。例如，三维地形图在VR中用于地貌环境的虚拟仿真和军事地形的模拟，这些图像多数是十分逼真的有照片效果的风景名胜图像，也有非常直观的三维地形透视效果图；虚拟节目主持人可以用合成的虚拟声音，三维的动作和表情为你主持节目；在当代电影中，有多媒体技术的支持，使艺术家可以大胆，甚至荒唐地构思，几乎任何惊奇的影视特技、夸张的凶险场景都能实现。
   虚拟现实技术在娱乐游戏、建筑设计、CAD机械设计、计算机辅助教学、虚拟实验室、国防军事、航空航天、生物医学、医疗外科手术、艺术体育、商业旅游等领域显示出广阔的应用前景。