1.1.3多媒体系统.ppt
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1、1 1第一章 多媒体技术概述 多媒体技术基本概念多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征多媒体的定义和特征 多媒体信息处理的总目标多媒体信息处理的总目标多媒体计算机技术及其发展历史多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台多媒体的软硬件平台 专用芯片专用芯片 多核处理器多核处理器 数据压缩及编码技术数据压缩及编码技术 多媒体同步多媒体同步多媒体技术的应用多媒体技术的应用 多媒体技术促进了计算机、通讯和大众媒体多媒体技术促进了计算机、通讯和大众媒体的融合的融合 思考题多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒
2、体数据存储 虚拟现实技术2 2媒体的定义和分类 什么是什么是媒体媒体?媒媒体体(MediumMedium)在在计计算算机机领领域域中中有有两两种种含含义义,一一是是指指用用以以存存储储信信息息的的实实体体,如如磁磁盘盘、磁磁带带、光光盘盘和和半半导导体体存存储储器器;一一是是指信息的指信息的载载体,如数字、文字、声音、体,如数字、文字、声音、图图形形图图像和像和视频视频等。等。CCITTCCITT曾曾给给媒体做了如下的分媒体做了如下的分类类:感感感感觉觉觉觉媒体媒体媒体媒体(Perception MediumPerception MediumPerception MediumPerceptio
3、n Medium)表示媒体表示媒体表示媒体表示媒体(Representation MediumRepresentation MediumRepresentation MediumRepresentation Medium)显显显显示媒体示媒体示媒体示媒体(Presentation MediumPresentation MediumPresentation MediumPresentation Medium)存存存存储储储储媒体媒体媒体媒体(Storage MediumStorage MediumStorage MediumStorage Medium)传输传输传输传输媒体媒体媒体媒体(Tran
4、smission MediumTransmission MediumTransmission MediumTransmission Medium)返回几种媒体的关系CPUOutputDeviceStorageInputDevice表示媒体存储媒体显示媒体显示媒体感觉媒体感觉媒体表示媒体传输媒体返回4 4感感觉觉媒体媒体 感觉媒体是指能直接作用于人的感官,使人能直接产生感觉的一类媒体。感觉媒体有人类的各种语言、音乐,自然界的各种声音、图形、静止和运动的图像等。感觉媒体视觉媒体文字景象听觉媒体语言声音触觉媒体嗅觉媒体味觉媒体力,运动,温度气味滋味声音景象类类型型名名称称分类分类返回6 6表示媒体表
5、示媒体 表示媒体是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为地研究、构造出来的一种媒体。其目的是能将感觉媒体从一个地方向另一个地方传送,以便于加工和处理。表示媒体有各种编码方式如语音编码、文本编码、静止和运动图像编码等。表示媒体举例时间属性时间属性/空间属性空间属性/生成属性生成属性图象(image)图形(graphics)文本(text)视频(video)动画(animation)合成语音MIDI音乐(MIDI)MP3音乐波形声音(wave)8 8表示媒体的时间属性time-independent(discrete)media(离散媒体,值不会随着时间而变化)text ,graphics ,stat
6、ic image,.time-dependent(continuous)media(连续媒体,值随着时间而变化)speech,music,video,animation,.9 9表示媒体的空间属性1D媒体单声道speech,music,2D媒体双声道music;text,image,2D graphics,3D及多维媒体3D graphics,全景图像,空间立体声music,1010表示媒体的生成属性自然媒体(使用数字化方法从现实世界获取的媒体)取样声音,image,video合成媒体(使用计算机创建的媒体)合成语音,MIDI,graphics,animation1111自然媒体与合成媒体的区
7、别 自然媒体 合成媒体来源获取创建表示方法取样表示符号表示表现能力 真实感强 真实感有限 可编辑性有限全部存储数据量很大数据量很小检索困难容易传输要求高要求低展现处理容易处理复杂返回1212显显示媒体示媒体 显示媒体是指感觉媒体与用于通信的电信号之间转换用的一类媒体。它包括输入显示媒体(如键盘、摄像机、话筒等)和输出显示媒体(如显示器、喇叭和打印机等)。返回1313存存储储媒体媒体 存储媒体是用来存放表示媒体,以方便计算机处理加工和调用,这类媒体主要是指与计算机相关的外部存储设备。返回1414传输传输媒体媒体 传输媒体是用来将媒体从一个地方传送到另一个地方的物理载体。传输媒体是通信的信息载体,
8、如双绞线、同轴电缆、光纤等。返回1515多媒体的定义“多媒体多媒体”译自译自2020世纪世纪8080年代初产生的英文词年代初产生的英文词“multimediamultimedia”,最早出现于美国麻省理工,最早出现于美国麻省理工学院学院(MIT)(MIT)(http:/www.media.mit.eduhttp:/www.media.mit.edu)递递交给国防部的一个项目计划报告中。交给国防部的一个项目计划报告中。多媒体多媒体是指信息表示媒体的多样化,常见的是指信息表示媒体的多样化,常见的多媒体有文字、图形、图像、声音、音乐、多媒体有文字、图形、图像、声音、音乐、视频、动画等多种形式。视频、
9、动画等多种形式。多媒体技术多媒体技术是利用计算机技术把文本、声音、是利用计算机技术把文本、声音、视频、动画、图形和图像等多种媒体进行综视频、动画、图形和图像等多种媒体进行综合处理,使多种信息之间建立逻辑连接,集合处理,使多种信息之间建立逻辑连接,集成为一个完整的系统。成为一个完整的系统。1616多媒体的特征 多媒体从本质上来说具有四个最重要的特征:-数字化数字化 集成性集成性-交互性交互性 多样化多样化 除了以上四个特征,实际上多媒体还具有很多其它的特征,例如实时性,它主要指类似声音和视频这样的媒体,它们具有很强的时间相关性。返回1717多维化多维化是指信息媒体的多样化。它使人们思想的表达不再
10、限于顺序的、单调的、狭小的范围内,而有充分自由的余地。多媒体信息多维化不仅是指输入,而且还指输出,目前主要包括听觉和视觉两个方面。返回1818集成性这不仅是指多媒体设备集成,而且也包含多媒体这不仅是指多媒体设备集成,而且也包含多媒体信息集成或表现集成。信息集成或表现集成。早期的各项技术都可以单一使用和应用,但很难早期的各项技术都可以单一使用和应用,但很难有大的作为,因为它们是单一的、零散的,如声有大的作为,因为它们是单一的、零散的,如声音、图像和交互式技术等。音、图像和交互式技术等。信息空间的不完整(例如,仅有静态图像而无动信息空间的不完整(例如,仅有静态图像而无动态视频、仅有声音而无图形等)
11、都限制了信息空态视频、仅有声音而无图形等)都限制了信息空间中的信息组织,也就限制了信息的有效使用。间中的信息组织,也就限制了信息的有效使用。媒体食物(价值)链多媒体作品(文档)媒体集成媒体编辑媒体准备媒体编辑媒体准备媒体编辑媒体准备媒体编辑媒体准备网络媒体通信媒体消费文本图像音频视频内容内容(content)媒体显示媒体消费媒体显示数字项数字项(digitalitem)返回2020交互性这是人们获取和使信息变被动为主动的最为重要的特征。多媒体信息空间中的交互性向用户提供更加有效地控制和使用信息的手段,同时也为应用开辟了更广阔的领域,交互可以增加对信息的注意和理解,延长保留的时间。返回2121多
12、媒体信息处理的总目标使能跨越各种不同网络和设备,透明地、强化地使用多媒体资源。多媒体信息处理空间离散媒体:text,image,连续媒体:audio,video,.媒体处理媒体类型单媒体复合媒体应用模式单机应用模式网络应用模式获取(创建)编 辑管 理 传 输检 索描 述展 现说 明编 码2323多媒体计算机技术及其发展历史19841984年年AppleApple公司在苹果机公司在苹果机Macintosh(Macintosh(也称为也称为Mac)Mac)上引入了位图上引入了位图(Bitmap)Bitmap)概念进行图形处理,并使概念进行图形处理,并使用了窗口用了窗口(Windows)Window
13、s)和图标和图标(Icon)Icon)作为用户界面,作为用户界面,标志了多媒体及多媒体技术的产生和应用。标志了多媒体及多媒体技术的产生和应用。19861986年,年,PhilipsPhilips公司和公司和SonySony公司联合推出了交互公司联合推出了交互式紧凑光盘系统式紧凑光盘系统CD-ICD-I(Compact Disc Compact Disc InteractiveInteractive),能够将声音、文字、图形图像等),能够将声音、文字、图形图像等多媒体信息数字化并存储到光盘片上多媒体信息数字化并存储到光盘片上 2424多媒体计算机技术及其发展历史19871987年,年,RCARC
14、A公司推出了交互式数字视频系统公司推出了交互式数字视频系统DVI(Digital Video InteractiveDVI(Digital Video Interactive),以计算机为基础,以计算机为基础,使用标准光盘来存储、检索多媒体数据;使用标准光盘来存储、检索多媒体数据;19891989年年IBMIBM公司推出公司推出AVCAVC系统系统(Audio Visual(Audio Visual Connection)Connection),提供了多媒体编辑功能,提供了多媒体编辑功能;19901990年年PhilipsPhilips等十多家厂商成立了多媒体市场协等十多家厂商成立了多媒体市场
15、协会,并制定了会,并制定了MPCMPC(多媒体计算机多媒体计算机)的市场标准的市场标准MPC1MPC12525多媒体计算机技术及其发展历史1993年5月MPC联盟又制定了第二代多媒体计算机标准MPC2,主要是提高了基本部件的性能指标 1995年6月制定了MPC第三代的标准。增加了全屏幕、全动态(30帧/秒)视频及增强版CD音质的视频和音频硬件标准 返回2626项项目目MPC1MPC1MPC2MPC2MPC3MPC3RAMRAM2MB2MB4MB4MB8MB8MB运算运算处处理器理器16MHz 386SX16MHz 386SX25 MHz 486SX25 MHz 486SX75 MHz Pent
16、ium75 MHz Pentium同等同等级级X86X86CD-ROMCD-ROM150kB/s150kB/s最大最大寻寻址址时间时间1s1s300kB/s300kB/s最大最大寻寻址址时间时间400ms400msCD-ROM XACD-ROM XA600kB/s600kB/s最大最大寻寻址址时间时间200ms200msCD-ROM XACD-ROM XA声卡声卡8bit8bit数字声音数字声音8 8个合成音个合成音MIDIMIDI16bit16bit数字声音数字声音8 8个合成音个合成音MIDIMIDI8bit8bit数字声音数字声音Wavetable(Wavetable(波表波表)MIDI
17、MIDI显显示示6406404804801616色色6406404804806553665536色色6406404804806553665536色色硬硬盘盘容量容量30MB30MB160MB160MB540MB540MB彩色彩色视频视频播放播放-352352240 30fps240 30fps输输入入输输出端口出端口MIDI I/O,MIDI I/O,摇摇杆端杆端口,串并口,串并联联端口端口MIDI I/O,MIDI I/O,摇摇杆端杆端口,串并口,串并联联端口端口MIDI I/O,MIDI I/O,摇摇杆端杆端口,串并口,串并联联端口端口返回2727随着技术的不断发展,1996年又发表了MP
18、C4.0的技术标准及后来的MPC5.0等。随着计算机硬件技术和多媒体技术的飞速发展,MPC的标准规范还在不断升级,并且出现了将多媒体和通信功能集成到了CPU芯片中的MMX技术,形成了专用的多媒体微处理器,并支持DVD、具有TV功能及集成化网络接口等.MPC2.0MPC3.0MPC4.0CPU80486Pentium75Pentium133内存容量内存容量4MB8MB16MB硬盘容量硬盘容量160MB850MB1.6GBCD-ROM2x4x10 x声卡声卡16位位16位位16位位图像图像16位彩色位彩色24位彩色位彩色32位真彩色位真彩色分辨率分辨率64048080060012801024软驱软
19、驱1.44MB1.44MB1.44MB操作系统操作系统Windows3.xWindows95Windows952828多媒体的软硬件平台 软件及硬件平台是实现多媒体系统的物质基础,其中每一项重要的技软件及硬件平台是实现多媒体系统的物质基础,其中每一项重要的技术突破都直接影响到多媒体的发展与应用的进程。术突破都直接影响到多媒体的发展与应用的进程。返回多媒体硬件视频信号I/O接口卡音频信号I/O接口板视频、音频压缩解压缩视频、音频信号实时处理驱动软件(Driver)驱动器接口模板视频/音频支撑系统或视频/音频核心部件在初始化引导程序作用下把它安装到系统RAM中常驻内存。一个驱动器对应一种硬件设备的
20、接口。多媒体计算机的核心软件2929专用芯片数字化后的音频和视频数据量非常大,因此必须数字化后的音频和视频数据量非常大,因此必须进行压缩并需要大容量的存储器;音频和视频的进行压缩并需要大容量的存储器;音频和视频的输入和输出是实时的,需要高速度。要实现以上输入和输出是实时的,需要高速度。要实现以上最基本的要求,在很多情况下,需要专用硬件支最基本的要求,在很多情况下,需要专用硬件支持。持。多媒体计算机专用芯片可归纳为两种类型:一种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;一种是可编程的处理器是固定功能的芯片;一种是可编程的处理器 片上系统片上系统(System on a chip
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