11.1.1　多媒體技術(shù)概述

1.媒體與多媒體

所謂媒體（Medium）是指承載信息的載體。按照國際電訊聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）下屬的國際電報與電話咨詢委員會（International Telephone and Telegraph Consultative Committee，CCITT）建議的定義，媒體有以下5種：感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲媒體和傳輸媒體。感覺媒體指的是用戶解除信息的感覺形式，如視覺、聽覺、觸覺等。表示媒體則指的是信息的表示形式，如圖像、聲音、視頻、運動模式等。顯示媒體（又稱表現(xiàn)媒體）是表現(xiàn)和獲取信息的物理設備，如顯示器、打印機、揚聲器、鍵盤、攝像機和運動平臺等。存儲媒體是存儲數(shù)據(jù)的物理設備，如磁盤、光盤等。傳輸媒體是傳輸數(shù)據(jù)的物理設備，如光纜、電纜、電磁波和交換設備等。這些媒體形式在多媒體領域中都是密切相關(guān)的，但一般說來，如不特別強調(diào)，通常所說的媒體是指表示媒體，因為作為多媒體技術(shù)來說，研究的主要還是各種各樣的媒體表示和表現(xiàn)技術(shù)。

“多媒體”（Multimedia），從字面上理解就是“多種媒體的綜合”，相關(guān)的技術(shù)也就是“怎樣進行多種媒體綜合的技術(shù)”。多媒體技術(shù)概括起來說，就是一種能夠?qū)Χ喾N媒體信息進行綜合處理的技術(shù)。多媒體技術(shù)還可以定義為：以數(shù)字化為基礎，能夠?qū)Χ喾N媒體信息進行采集、編碼、存儲、傳輸、處理和表現(xiàn)，綜合處理多種媒體信息并使之建立起有機的邏輯聯(lián)系，集成為一個系統(tǒng)并能具有良好交互性的技術(shù)。

多媒體技術(shù)有四個方面的內(nèi)涵：計算機處理技術(shù)、信息處理技術(shù)、人機交互技術(shù)和關(guān)于多種媒體和多種應用綜合的技術(shù)。目前，多媒體技術(shù)正向三個方向發(fā)展：一是計算機系統(tǒng)本身的多媒體化；二是多媒體技術(shù)與視頻點播、智能化家電、網(wǎng)絡通信等技術(shù)相結(jié)合，使多媒體技術(shù)進入教育、咨詢、娛樂、企業(yè)管理和辦公自動化等領域；三是多媒體技術(shù)與控制技術(shù)相互滲透，進入工業(yè)自動化及測控等領域。

一般來說，在不發(fā)生混淆的情況下，人們又將“多媒體技術(shù)”簡稱為“多媒體”。

2.多媒體技術(shù)特性及其關(guān)鍵技術(shù)

（1）多媒體技術(shù)的基本特性

多媒體技術(shù)主要有以下五個方面的基本特性：

①信息媒體的多樣性。多媒體技術(shù)的多樣性是指多媒體種類的多樣化。多媒體的多樣性使計算機所能處理的信息空間得到擴展和放大，不再局限于數(shù)值、文本，而是廣泛采用圖像、圖形、視頻、音頻等信息形式來表達思想。使人類的思維表達不再局限于線性的、單調(diào)的、狹小的范圍內(nèi)，而有了更充分、更自由的余地，即計算機變得更加人性化。多媒體就是要把計算機處理的信息多樣化（或稱多維化），使它在信息交互過程中有更加廣闊和更加自由的空間。

②信息處理的交互性。所謂交互性是把人的活動作為一種媒體加入到信息傳播和處理過程中，使信息存在于交互模式下。不論是發(fā)送方還是接收方，都可以對信息進行自由編輯、控制和傳遞。交互性向用戶提供更加有效地控制和使用信息的手段，同時也為應用開辟了更加廣泛的領域。交互性可以使人們在獲取和使用信息時變被動為主動，增加對信息的注意和理解，延長信息的存留時間。例如在計算機輔助教學中，用戶可以人為地改變節(jié)目的內(nèi)容和次序，研究其感興趣的某些方面，還可以主動地進行檢索、提問和回答，而不是像看電視那樣只能被動的接收信息。

③信息處理的集成性。集成性是指以計算機為中心綜合處理多種信息媒體的特性，它包括信息媒體的集成和處理這些媒體的設備的集成兩個方面。

信息媒體的集成包括信息的多通道統(tǒng)一獲取、多媒體信息的統(tǒng)一組織和存儲、多媒體信息表現(xiàn)合成等方面，即各種信息媒體不再是單獨進行加工和處理，相互分離，而是以一個統(tǒng)一的整體進行運作。

處理這些媒體的設備的集成，從硬件來說，應該具有能夠處理多媒體信息的高速及并行的CPU系統(tǒng)，大容量的存儲、適合多媒體多通道的輸入輸出外設、寬帶的通信網(wǎng)絡接口。對于軟件來說，應該有集成的、一體化的多媒體操作系統(tǒng)、適合于多媒體信息管理和使用的軟件系統(tǒng)及創(chuàng)作工具、高效的各類應用軟件等。

④信息處理的實時性。音頻與視頻信息都是與時間有關(guān)的媒體信息，在加工、處理、存儲和播放它們時，需要考慮時間因素，應保證他們的連續(xù)性。這就需要對訪問數(shù)據(jù)的速度、壓縮和解壓縮的速度、播放速度提出很高的要求，這就是多媒體的實時性。

（2）多媒體關(guān)鍵技術(shù)

多媒體應用涉及許多相關(guān)技術(shù)，因此多媒體技術(shù)是一門多學科的綜合技術(shù)，其主要內(nèi)容有以下幾個方面：

①多媒體數(shù)據(jù)壓縮與編碼技術(shù)。多媒體計算機需要解決的關(guān)鍵問題之一是要使計算機能實時地綜合處理聲、文、圖等信息。然而，由于數(shù)字化圖像、聲音等多媒體數(shù)據(jù)量非常大，而且視頻、音頻信號還要求快速的傳輸處理，因此視頻、音頻數(shù)字信號的編碼和壓縮算法成為了一個重要的研究課題。

關(guān)于編碼理論的研究已有40多年歷史，技術(shù)已日趨成熟。在研究和選用編碼時，主要存在兩個問題：一是編碼方法能用計算機軟件或集成電路芯片快速實現(xiàn)；二是一定要符合研所編碼/解壓縮編碼的國際標準。目前已經(jīng)有許多音頻、視頻數(shù)據(jù)壓縮方面的國際編碼標準，例如MPEG。

②多媒體專用芯片技術(shù)。多媒體專用芯片依賴于大規(guī)模集成電路技術(shù)，它是多媒體硬件系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)因為要實現(xiàn)音頻、視頻信號的快速編碼、解碼和播放處理，需要大量的快速計算；同時許多圖像特效的生成，繪制以及音頻信號的處理等，也都需要較快的運算處理速度。這些要求僅僅依靠基于通用處理器編程處理很難達到預期的目的，只有采用專用芯片，才能取得令人滿意的效果。

多媒體計算機的專用芯片可分為兩類：一類是固定功能的芯片，另一類是可編程數(shù)字信號處理器（DSP）芯片。除專用處理器芯片外，多媒體系統(tǒng)還需要其他集成電路芯片支持，如數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，音頻、視頻芯片，彩色空間變換器及時鐘信號產(chǎn)生器等。

③多媒體輸入輸出技術(shù)。多媒體輸入輸出技術(shù)涉及各種媒體外設以及相關(guān)的接口技術(shù)，它包括媒體轉(zhuǎn)換技術(shù)、識別技術(shù)、媒體理解技術(shù)和綜合技術(shù)。

媒體轉(zhuǎn)換技術(shù)：是指改變媒體的表現(xiàn)形式，如當前廣泛使用的視頻卡、音頻卡都屬于媒體轉(zhuǎn)換設備。

媒體識別技術(shù)：是對信息進行一對一的映象過程。例如語音識別是將語音映象為一串字、詞或句子；觸摸屏是根據(jù)觸摸屏上的位置識別其操作要求。

媒體理解技術(shù)：是對信息進行更進一步的分析處理和理解信息內(nèi)容，如自然語言理解、圖像理解、模式識別等。

媒體綜合技術(shù)：是把低維信息映象成高維的模式空間的過程，例如語音合成器就可以把文本轉(zhuǎn)換成聲音輸出。

④媒體信息存儲技術(shù)。它包括了多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)和海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。多媒體數(shù)據(jù)庫的特點是數(shù)據(jù)類型復雜、信息量大，而近年來光盤技術(shù)的發(fā)展，大大帶動了多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)及大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的進步。此外多媒體數(shù)據(jù)中的聲音和視頻圖像都是與時間有關(guān)的信息，在很多場合要求實時處理（壓縮、傳輸、解壓縮），同時多媒體數(shù)據(jù)的查詢、編輯、顯示和演播都向多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)提出了更高的要求。

⑤多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)。多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)主要包括多媒體操作系統(tǒng)、多媒體編輯系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、多媒體信息混合與重疊技術(shù)等。

⑥多媒體通信技術(shù)。多媒體通信要求能夠綜合的傳輸、交換各種類型的媒體信息，而不同的信息類型又呈現(xiàn)出不同的特征，在不同的應用系統(tǒng)中需采用不同的帶寬分配方式。另外，信息點播需要通過電話線實現(xiàn)，多媒體通信技術(shù)也需提供必要的支持。