多媒体应用基础(第4版) 刘甘娜 第一章 PPT
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一般显示卡 图形加速卡
3D图形卡
显示/TV集成卡 显示/视频输出集成卡
2 MPC输入/输出设备
按其媒体功能可分如下四类： 文本、图像、视频、音频输入设备(扫描仪，数字摄像 机、照相机，录像机或影碟机，传真机，话筒，电子乐 器以及手机等) 文本、图像、视频、音频输出设备(打印机、电视机、 投影电视、大屏幕投影仪、音响等) 既可输入也可输出人机交互设备(键盘、鼠标、触摸屏 、绘图板、光笔及手写输入设备等) 辅助存储设备(磁盘，光盘、可移动硬盘以及U盘等)
1.3.1 媒体类型（续）
表示媒体(Representation Medium) 表现媒体(Presentation Medium) 存储媒体(Storage Medium) 传输媒体(Transmission Medium )
1.3.2 媒体元素初识
1 文本(Text)
2 音频(Audio) 3 图形(Graphic)和静态图像(Still image) 4 动画(Animation) 5 视频(Video) 6 触觉和其他媒体
调制解调器(Modem) 网卡
传真/通信卡
1.2.3多媒体计算机软件系统
1 硬件设备驱动程序 2 多媒体操作系统和数据库
3多媒体创作工具 媒体素材制作工具 多媒体应用创作工具 4 多媒体应用软件
1.3媒体类型和媒体元素概述
1.3.1 媒体类型 感觉媒体（Perception Medium）
虚拟现实应用系统目前可分为三种
投入式
非投入式 混合式
实例演示：参见光盘中“教学资料库\第一章\1.1节资料\虚拟现实资料”
虚拟现实发展的新方向
虚拟现实目前的发展方向是X3D（Extensible 3D）景
物、增强现实（Augmented reality）、混合现实和3D 交互（Mixed reality and 3D Interaction） 。
音频卡的性能指标
数据转换位数
采样频率 兼容性
独立声卡
B 视频卡
视频卡基本功能
视频输入 图像与视频混合 图像采集 画面处理
视频卡分类及其应用
视频采集卡 视频转换卡 视频压缩卡 视频解压缩卡 视频合成卡
视频卡性能指标
输入输出信号模式 画面分辨率
1.6 多媒体技术的应用领域及其研究与发展
1.6.1 多媒体技术的应用领域 教育与培训 桌面出版物（Desktop Publishing）与办公室自动化 多媒体电子出版物 网络多媒体交互通信与信息咨询 商业广告与多媒体声光艺术品的创作 过程模拟与仿真
（1）带宽问题 （2）服务质量控制QoS问题
（3）网络可靠性和自愈能力
（4）网络地址问题
1.4.4多媒体网络的发展趋势
（1）双向传输 （2）高精度、快速数字化传送 （3）宽带化 （4）开放式系统 （5）规模化 （6）智能化 （7）多层结构 （8）采用新的互联网协议--IPv6
1.5.2 多媒体应用创作工具类型
创作工具按其创作模式分类有如下几种：
基于描述语言或描述符号的创作工具
基于流程图的创作工具
基于时间序列的创作工具 多媒体演示工具
网络多媒体创作工具
可视化编程环境
wenku.baidu.com 创作工具的发展：
集成化且功能强的编辑环境 多种媒体数据输入能力 功能强大、灵活多样的交互能力 提供更开放的功能扩充能力 提供更强的调试工具 提供构件库及构件组装功能 与网络多媒体的融合
会话型 你在家中与远方的朋友通电话，可以看到他的形象。 电子邮件型 你可以在任何时间向远方的朋友发出(或接收)集声像图 文于一体的“电子邮件”。 检索型 你可随时从不同地点的多媒体数据库中检索到需要的多 媒体信息。 分配型 你可以在家中随意点播你收看的电视节目。
1.4.3多媒体计算机网络现存的问题
（4）双向交互的实时性。
1.4.2 多媒体网络的典型应用
（1）交互式远程教学
（2）远程医疗 （3）交互式视频服务
（4）多媒体通信
多媒体通信是指在一次通信过程中能同时提供多种媒体信息的 通信方式。多媒体通信的特性： 同步性 集成性 交互性
多媒体通信的主要业务类型
多感知性：即除了一般计算机具有的视觉感知外，还
有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至可包括味觉 和嗅觉等，只是由于传感技术的限制，目前尚不能提 供味觉和嗅觉。
临场感：即用户感到存在于模拟环境中的真实程度，
理想得难辩真假。
交互性：指用户对模拟环境中物体的可操作性，其中
还包括实时性。 自主性：指虚拟环境中物依据物理规律动作的程度。
多媒体应用基础
第一章 导论
第一章 导论
1.1 多媒体与多媒体技术
1.2多媒体计算机系统组成
1.3媒体类型和媒体元素概述 1.4多媒体网络及应用 1.5多媒体应用创作工具 1.6 多媒体技术的应用领域及其研究与发展
1.1 多媒体与多媒体技术
1.1.1 多媒体与多媒体技术涵义及特性 1多媒体与多媒体技术的涵义
1.5.1 多媒体应用创作工具的功能与特性
开发多媒体应用系统的创作工具一般都具有以
下三个基本特点：
具有对各种媒体的集成和控制能力，能实现随
机性交互式会话； 支持多种音频、视频、图像等数字信号输入设 备，并能实现不同文件格式的转换； 易于实现标准化设计，从而实现应用系统的标 准化和系列化。例如，人机会话框、菜单、图 表以及显示格式等。
多媒体素材制作与处理。
多媒体应用数据集成技术与创作工具。 多媒体应用系统设计开发方法。
多媒体应用系统管理维护技术。
1.1.3多媒体应用技术
2．多媒体应用设计中的关键技术
多媒体素材的采集、制作和处理
多媒体数据集成技术 多媒体应用系统开发中的软件技术
多媒体界面设计与人机交互技术
多媒体通信应用技术 虚拟现实技术
虚拟现实技术
利用计算机生成的一种模拟环境(如飞机驾驶、分子结
构世界等)，通过多种传感设备使用户“投入”到该环 境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。
虚拟现实的本质是人与计算机之间进行交流的方法，
是全新的人机交互系统。
虚拟现实技术的四个重要特征：
大连瀚科信息技术有限公司 （www.hamhoo.com）制作的 混合现实和3D交互虚拟现实的 场景效果图
参见光盘中“教学资料库\第一章\1.1节资料\虚拟现实资料1”
1.2多媒体计算机系统组成
1.2.1 多媒体系统与多媒体计算机系统 多媒体系统是指由多媒体终端设备、多媒体网络设备、 多媒体服务系统、多媒体软件和多媒体数据等构成的有 机整体。 多媒体计算机系统的基本组成目前仍可以分为多媒体硬 件系统和多媒体软件系统两大部分。
多媒体计算机网络应具有如下几个特性：
（1）业务等级即服务控制质量QoS保证。
多媒体网络应能根据不同的业务提供不同的质量控制等级（如带宽 、延时、抖动等）。
（2）高带宽，也就是网络的宽带化。 （3）媒体之间的同步性与可靠性保证。
尽管各种媒体信息容量差异很大，多媒体网络应能使各种媒体同步 传送，保证时间、空间上的同步性和多种媒体的集成性。作为向用 户提供服务的运营网络，还必须提供充分的网络可靠性，以满足各 种业务不中断的要求。 特别是视频会议，网络电话等实时通信需求的增加，多媒体通信网 络系统必须能以交互方式进行工作，真正实现多点之间、多媒体信 息之间的双向自由传输和交换，这也是多媒体通信网与传统数据网 的本质区别。
⑴ 数据记录方式和产生方式不同
⑵ 描述的精确度不同
⑶ 处理操作不同
⑷ 显示速度不同 ⑸ 数据量不同 ⑹ 表现力不同
矢量图形由运算关系支配,因此可以分别控制处理图形
中的各个图元，可在屏幕上进行移动、旋转、放大、 缩小、扭曲等操作而不失真。而图像象素点之间无内 在联系,无法对局部独立进行处理，而且在对图像进行 放大与缩小时部分象素点会被丢失，出现“马赛克” 现象或被重复添加而导致图像的失真。
1.2.2多媒体计算机硬件系统组成
1 MPC主机
1 MPC主机
MPC主机板
中央处理器CPU 主存
总线
MPC功能板卡 音频卡 视频卡 显示卡
MPC 主机板
A音频卡
音频卡的主要功能
录制声音 音频信号的编辑与合成处理 语音合成与语音识别 控制电子乐器 播放音频文件与CD光盘
图形(Graphic)和静态图像(Still image)
图形是指从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何
图。而在几何学中，几何元素（也称图元）是用具有 方向和长度的矢量线段表示的，所以也称矢量图 (Vector Graphic)。
静态图像又称位图，是由描述图像的像素点数据组成
图的矩阵。
图形和静态图像的区别
辅存设备
辅存设备包括： 磁介质存储器
固定硬盘和活动硬盘、软盘、磁带等
激光存储器 CD-ROM、CD、VCD、DVD盘
半导体存储器芯片 U盘、存储卡等
3多媒体计算机通信设备
主要指网络通信设备，包括网络交换机、路由器、宽
带猫、智能手机、移动终端等通过传统通信线路或者 利用现代宽带技术与网络连接的各类设备。
“计算机科学技术百科全书”（1998年）
2．多媒体计算技术中的关键技术
音频、图像、视频等媒体数据压缩/解压缩技术 多媒体专用芯片技术 多媒体存储和检索技术 多媒体输入/输出技术 多媒体系统软件技术 多媒体网络及传输技术
1.1.3多媒体应用技术
1．多媒体应用技术的主要内容
色彩模式
支持的图像文件格式
C 显示卡
显示卡是工作在CPU
和显示器之间的显示 适配器(Display Adapter)接口的简称 ，显示卡与显示器组 成计算机显示系统。 显示卡的主要作用接 收CPU和贮存发来的 信息,将其处理转换 后向显示器发送视频 信号和同步信号。
显示卡
显示卡的分类与应用
输入设备
按输入方式可分五大类： 键盘输入 指点输入
鼠标，触摸屏，触感键，光笔，数字板
扫描输入
扫描仪,条形码,光学字符识别,磁字符识别等
传感输入
遥感卫星
语音输入
输出设备
输出设备目前可分成三大类： 显示输出 硬拷贝输出（打印、绘图输出、影象照片） 语音输出
注意：等待图片自动演示
1.4多媒体网络及应用
1.4.1 多媒体网络 在多媒体应用领域，将能够承载并提供视频、语音等多媒体内容的 网络称之为多媒体网络，它由多媒体终端、多媒体接入网、多媒体 传输骨干网、多媒体网络化应用软件以及多媒体信息等部分组成。
不同的多媒体信息对网络的要求也不尽相同： 语音：实时性。对延时、抖动敏感，对误码相对不敏感。 数据：实时性要求不高，但要有严格的误码校错保证。 图像：实时性要求不高，但要求更高的带宽。 视频：高的带宽，对实时性和媒体的同步要求较严，允许有误码。
多媒体的“多”是指多种媒体表现、多种感官作用、多种设 备、多学科交汇、多领域应用；“媒”是指人与客观世界交 互的中介；“体”是言其综合、集成一体化。
2多媒体技术的主要特性
（1）信息载体的多样化 （2）集成性 （3）交互性
1.1.2多媒体计算技术
1．多媒体计算技术的定义 使用计算机综合处理文本、声音、图形、图像、动画、 视频等多种不同类型媒体信息的技术。
1.5多媒体应用创作工具
1.5.1 多媒体应用创作工具的功能与特性 基本功能:
提供良好的编程环境及对各种媒体数据流的控制能力。 控制和处理各种媒体数据及其操作的能力，包括协调各 种媒体间的时序和同步控制等功能。 构造或生成应用系统，包括用户操作界面处理和人机交 互设计实现、菜单和控制按钮设臵等 应用程序链接、运行和监控能力。 生成媒体数据库，提供数据库管理功能 预演、调试与独立播放能力。 超级链接功能。
3D图形卡
显示/TV集成卡 显示/视频输出集成卡
2 MPC输入/输出设备
按其媒体功能可分如下四类： 文本、图像、视频、音频输入设备(扫描仪，数字摄像 机、照相机，录像机或影碟机，传真机，话筒，电子乐 器以及手机等) 文本、图像、视频、音频输出设备(打印机、电视机、 投影电视、大屏幕投影仪、音响等) 既可输入也可输出人机交互设备(键盘、鼠标、触摸屏 、绘图板、光笔及手写输入设备等) 辅助存储设备(磁盘，光盘、可移动硬盘以及U盘等)
1.3.1 媒体类型（续）
表示媒体(Representation Medium) 表现媒体(Presentation Medium) 存储媒体(Storage Medium) 传输媒体(Transmission Medium )
1.3.2 媒体元素初识
1 文本(Text)
2 音频(Audio) 3 图形(Graphic)和静态图像(Still image) 4 动画(Animation) 5 视频(Video) 6 触觉和其他媒体
调制解调器(Modem) 网卡
传真/通信卡
1.2.3多媒体计算机软件系统
1 硬件设备驱动程序 2 多媒体操作系统和数据库
3多媒体创作工具 媒体素材制作工具 多媒体应用创作工具 4 多媒体应用软件
1.3媒体类型和媒体元素概述
1.3.1 媒体类型 感觉媒体（Perception Medium）
虚拟现实应用系统目前可分为三种
投入式
非投入式 混合式
实例演示：参见光盘中“教学资料库\第一章\1.1节资料\虚拟现实资料”
虚拟现实发展的新方向
虚拟现实目前的发展方向是X3D（Extensible 3D）景
物、增强现实（Augmented reality）、混合现实和3D 交互（Mixed reality and 3D Interaction） 。
音频卡的性能指标
数据转换位数
采样频率 兼容性
独立声卡
B 视频卡
视频卡基本功能
视频输入 图像与视频混合 图像采集 画面处理
视频卡分类及其应用
视频采集卡 视频转换卡 视频压缩卡 视频解压缩卡 视频合成卡
视频卡性能指标
输入输出信号模式 画面分辨率
1.6 多媒体技术的应用领域及其研究与发展
1.6.1 多媒体技术的应用领域 教育与培训 桌面出版物（Desktop Publishing）与办公室自动化 多媒体电子出版物 网络多媒体交互通信与信息咨询 商业广告与多媒体声光艺术品的创作 过程模拟与仿真
（1）带宽问题 （2）服务质量控制QoS问题
（3）网络可靠性和自愈能力
（4）网络地址问题
1.4.4多媒体网络的发展趋势
（1）双向传输 （2）高精度、快速数字化传送 （3）宽带化 （4）开放式系统 （5）规模化 （6）智能化 （7）多层结构 （8）采用新的互联网协议--IPv6
1.5.2 多媒体应用创作工具类型
创作工具按其创作模式分类有如下几种：
基于描述语言或描述符号的创作工具
基于流程图的创作工具
基于时间序列的创作工具 多媒体演示工具
网络多媒体创作工具
可视化编程环境
wenku.baidu.com 创作工具的发展：
集成化且功能强的编辑环境 多种媒体数据输入能力 功能强大、灵活多样的交互能力 提供更开放的功能扩充能力 提供更强的调试工具 提供构件库及构件组装功能 与网络多媒体的融合
会话型 你在家中与远方的朋友通电话，可以看到他的形象。 电子邮件型 你可以在任何时间向远方的朋友发出(或接收)集声像图 文于一体的“电子邮件”。 检索型 你可随时从不同地点的多媒体数据库中检索到需要的多 媒体信息。 分配型 你可以在家中随意点播你收看的电视节目。
1.4.3多媒体计算机网络现存的问题
（4）双向交互的实时性。
1.4.2 多媒体网络的典型应用
（1）交互式远程教学
（2）远程医疗 （3）交互式视频服务
（4）多媒体通信
多媒体通信是指在一次通信过程中能同时提供多种媒体信息的 通信方式。多媒体通信的特性： 同步性 集成性 交互性
多媒体通信的主要业务类型
多感知性：即除了一般计算机具有的视觉感知外，还
有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至可包括味觉 和嗅觉等，只是由于传感技术的限制，目前尚不能提 供味觉和嗅觉。
临场感：即用户感到存在于模拟环境中的真实程度，
理想得难辩真假。
交互性：指用户对模拟环境中物体的可操作性，其中
还包括实时性。 自主性：指虚拟环境中物依据物理规律动作的程度。
多媒体应用基础
第一章 导论
第一章 导论
1.1 多媒体与多媒体技术
1.2多媒体计算机系统组成
1.3媒体类型和媒体元素概述 1.4多媒体网络及应用 1.5多媒体应用创作工具 1.6 多媒体技术的应用领域及其研究与发展
1.1 多媒体与多媒体技术
1.1.1 多媒体与多媒体技术涵义及特性 1多媒体与多媒体技术的涵义
1.5.1 多媒体应用创作工具的功能与特性
开发多媒体应用系统的创作工具一般都具有以
下三个基本特点：
具有对各种媒体的集成和控制能力，能实现随
机性交互式会话； 支持多种音频、视频、图像等数字信号输入设 备，并能实现不同文件格式的转换； 易于实现标准化设计，从而实现应用系统的标 准化和系列化。例如，人机会话框、菜单、图 表以及显示格式等。
多媒体素材制作与处理。
多媒体应用数据集成技术与创作工具。 多媒体应用系统设计开发方法。
多媒体应用系统管理维护技术。
1.1.3多媒体应用技术
2．多媒体应用设计中的关键技术
多媒体素材的采集、制作和处理
多媒体数据集成技术 多媒体应用系统开发中的软件技术
多媒体界面设计与人机交互技术
多媒体通信应用技术 虚拟现实技术
虚拟现实技术
利用计算机生成的一种模拟环境(如飞机驾驶、分子结
构世界等)，通过多种传感设备使用户“投入”到该环 境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。
虚拟现实的本质是人与计算机之间进行交流的方法，
是全新的人机交互系统。
虚拟现实技术的四个重要特征：
大连瀚科信息技术有限公司 （www.hamhoo.com）制作的 混合现实和3D交互虚拟现实的 场景效果图
参见光盘中“教学资料库\第一章\1.1节资料\虚拟现实资料1”
1.2多媒体计算机系统组成
1.2.1 多媒体系统与多媒体计算机系统 多媒体系统是指由多媒体终端设备、多媒体网络设备、 多媒体服务系统、多媒体软件和多媒体数据等构成的有 机整体。 多媒体计算机系统的基本组成目前仍可以分为多媒体硬 件系统和多媒体软件系统两大部分。
多媒体计算机网络应具有如下几个特性：
（1）业务等级即服务控制质量QoS保证。
多媒体网络应能根据不同的业务提供不同的质量控制等级（如带宽 、延时、抖动等）。
（2）高带宽，也就是网络的宽带化。 （3）媒体之间的同步性与可靠性保证。
尽管各种媒体信息容量差异很大，多媒体网络应能使各种媒体同步 传送，保证时间、空间上的同步性和多种媒体的集成性。作为向用 户提供服务的运营网络，还必须提供充分的网络可靠性，以满足各 种业务不中断的要求。 特别是视频会议，网络电话等实时通信需求的增加，多媒体通信网 络系统必须能以交互方式进行工作，真正实现多点之间、多媒体信 息之间的双向自由传输和交换，这也是多媒体通信网与传统数据网 的本质区别。
⑴ 数据记录方式和产生方式不同
⑵ 描述的精确度不同
⑶ 处理操作不同
⑷ 显示速度不同 ⑸ 数据量不同 ⑹ 表现力不同
矢量图形由运算关系支配,因此可以分别控制处理图形
中的各个图元，可在屏幕上进行移动、旋转、放大、 缩小、扭曲等操作而不失真。而图像象素点之间无内 在联系,无法对局部独立进行处理，而且在对图像进行 放大与缩小时部分象素点会被丢失，出现“马赛克” 现象或被重复添加而导致图像的失真。
1.2.2多媒体计算机硬件系统组成
1 MPC主机
1 MPC主机
MPC主机板
中央处理器CPU 主存
总线
MPC功能板卡 音频卡 视频卡 显示卡
MPC 主机板
A音频卡
音频卡的主要功能
录制声音 音频信号的编辑与合成处理 语音合成与语音识别 控制电子乐器 播放音频文件与CD光盘
图形(Graphic)和静态图像(Still image)
图形是指从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何
图。而在几何学中，几何元素（也称图元）是用具有 方向和长度的矢量线段表示的，所以也称矢量图 (Vector Graphic)。
静态图像又称位图，是由描述图像的像素点数据组成
图的矩阵。
图形和静态图像的区别
辅存设备
辅存设备包括： 磁介质存储器
固定硬盘和活动硬盘、软盘、磁带等
激光存储器 CD-ROM、CD、VCD、DVD盘
半导体存储器芯片 U盘、存储卡等
3多媒体计算机通信设备
主要指网络通信设备，包括网络交换机、路由器、宽
带猫、智能手机、移动终端等通过传统通信线路或者 利用现代宽带技术与网络连接的各类设备。
“计算机科学技术百科全书”（1998年）
2．多媒体计算技术中的关键技术
音频、图像、视频等媒体数据压缩/解压缩技术 多媒体专用芯片技术 多媒体存储和检索技术 多媒体输入/输出技术 多媒体系统软件技术 多媒体网络及传输技术
1.1.3多媒体应用技术
1．多媒体应用技术的主要内容
色彩模式
支持的图像文件格式
C 显示卡
显示卡是工作在CPU
和显示器之间的显示 适配器(Display Adapter)接口的简称 ，显示卡与显示器组 成计算机显示系统。 显示卡的主要作用接 收CPU和贮存发来的 信息,将其处理转换 后向显示器发送视频 信号和同步信号。
显示卡
显示卡的分类与应用
输入设备
按输入方式可分五大类： 键盘输入 指点输入
鼠标，触摸屏，触感键，光笔，数字板
扫描输入
扫描仪,条形码,光学字符识别,磁字符识别等
传感输入
遥感卫星
语音输入
输出设备
输出设备目前可分成三大类： 显示输出 硬拷贝输出（打印、绘图输出、影象照片） 语音输出
注意：等待图片自动演示
1.4多媒体网络及应用
1.4.1 多媒体网络 在多媒体应用领域，将能够承载并提供视频、语音等多媒体内容的 网络称之为多媒体网络，它由多媒体终端、多媒体接入网、多媒体 传输骨干网、多媒体网络化应用软件以及多媒体信息等部分组成。
不同的多媒体信息对网络的要求也不尽相同： 语音：实时性。对延时、抖动敏感，对误码相对不敏感。 数据：实时性要求不高，但要有严格的误码校错保证。 图像：实时性要求不高，但要求更高的带宽。 视频：高的带宽，对实时性和媒体的同步要求较严，允许有误码。
多媒体的“多”是指多种媒体表现、多种感官作用、多种设 备、多学科交汇、多领域应用；“媒”是指人与客观世界交 互的中介；“体”是言其综合、集成一体化。
2多媒体技术的主要特性
（1）信息载体的多样化 （2）集成性 （3）交互性
1.1.2多媒体计算技术
1．多媒体计算技术的定义 使用计算机综合处理文本、声音、图形、图像、动画、 视频等多种不同类型媒体信息的技术。
1.5多媒体应用创作工具
1.5.1 多媒体应用创作工具的功能与特性 基本功能:
提供良好的编程环境及对各种媒体数据流的控制能力。 控制和处理各种媒体数据及其操作的能力，包括协调各 种媒体间的时序和同步控制等功能。 构造或生成应用系统，包括用户操作界面处理和人机交 互设计实现、菜单和控制按钮设臵等 应用程序链接、运行和监控能力。 生成媒体数据库，提供数据库管理功能 预演、调试与独立播放能力。 超级链接功能。