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多媒体

多媒体(Multimedia)是多种媒体的综合,一般包括文本,声音和图像等多种媒体形式。

在计算机系统中,多媒体指组合两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体。使用的媒体包括文字、图片、照片、声音 、动画和影片,以及程式所提供的互动功能。

多媒体是超媒体(Hypermedia)系统中的一个子集,而超媒体系统是使用超链接(Hyperlink)构成的全球信息系统,全球信息系统是因特网上使用TCP/IP 协议和UDP/IP 协议的应用系统。二维的多媒体网页使用HTML、XML等语言编写,三维的多媒体网页使用VRML等语言编写。许多多媒体作品使用光盘发行,以后将更多地使用网络发行。

多媒体技术有以下几个主要特点:

(1)集成性 能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。

(2)控制性 多媒体技术是以计算机为中心,综合处理和控制多媒体信息,并按人的要求以多种媒体形式表现出来,同时作用于人的多种感官。

(3)交互性 交互性是多媒体应用有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息,而多媒体技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。

(4)非线性 多媒体技术的非线性特点将改变人们传统循序性的读写模式。以往人们读写方式大都采用章、节、页的框架,循序渐进地获取知识,而多媒体技术将借助超文本链接(Hyper Text Link)的方法,把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给读者。

(5)实时性 当用户给出操作命令时,相应的多媒体信息都能够得到实时控制。

(6)互动性,它可以形成人与机器、人与人及机器间的互动,互相交流的操作环境及身临其境的场景,人们根据需要进行控制。人机相互交流是多媒体最大的特点。

(7)信息使用的方便性 用户可以按照自己的需要、兴趣、任务要求、偏爱和认知特点来使用信息,任取图、文、声等信息表现形式。

(8)信息结构的动态性 “多媒体是一部永远读不完的书”,用户可以按照自己的目的和认知特征重新组织信息,增加、删除或修改节点,重新建立链接。

多媒体信息的类型及特点

(1)文本文本是以文字和各种专用符号表达的信息形式,它是现实生活中使用得最多的一种信息存储和传递方式。用文本表达信息给人充分的想象空间,它主要用于对知识的描述性表示,如阐述概念、定义、原理和问题以及显示标题、菜单等内容。

(2)图像图像是多媒体软件中最重要的信息表现形式之一,它是决定一个多媒体软件视觉效果的关键因素。

(3)动画动画是利用人的视觉暂留特性,快速播放一系列连续运动变化的图形图像,也包括画面的缩放、旋转、变换、淡入淡出等特殊效果。通过动画可以把抽象的内容形象化,使许多难以理解的教学内容变迁生动有趣。合理使用动画可以达到事半功倍的效果。

(4)声音声音是人们用来传递信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。在多媒体课件中,按其表达形式,可将声音分为讲解、音乐、效果三类。

(5)视频影像 视频影像具有时序性与丰富的信息内涵,常用于交待事物的发展过程。视频非常类似于我们熟知的电影和电视,有声有色,在多媒体中充当起重要的角色。

由于多媒体系统需要将不同的媒体数据表示成统一的结构码流,然后对其进行变换、重组和分析处理,以进行进一步的存储、传送、输出和交互控制。所以,多媒体的传统关键技术主要集中在以下四类中:数据压缩技术、大规模集成电路(VLSI)制造技术、大容量的光盘存储器(CD-ROM)、实时多任务操作系统。因为这些技术取得了突破性的进展,多媒体技术才得以迅速的发展,而成为像今天这样具有强大的处理声音、文字、图像等媒体信息的能力的高科技技术。

但说到当前要用于互联网络的多媒体关键技术,主要有以下6点:

(1)多媒体数据压缩/解压缩技术: 数据压缩算法分为无损压缩和有损压缩两种,无损压缩适用于重构的信号与原始的信号完全相同的场合,一般很常见的例子就是磁盘文件的压缩,他要求还原后不能有人任何的差错。有损压缩指的是重构的信号未必和原始的信号是完全一样的,对图像,声音,视频都可以采用有损压缩;

(2)超大规模集成电路(VLSI)芯片技术;

(3)大容量光盘储存技术;比较流行的载体有,CD-ROM光盘(约700M),DVD光盘(单层面的DVD为4.7GB,双层面的可达17GB),闪盘(最大的达64GB);

(4)多媒体网络通信技术;

(5)多媒体系统软件技术;

(6)多媒体流技术;

多媒体的应用领域已涉足诸如广告、艺术,教育,娱乐,工程,医药,商业及科学研究等行业。

利用多媒体网页,商家可以将广告变成有声有画的互动形式,可以更吸引用家之余,也能够在同一时间内向准买家提供更多商品的消息,但下载时间太长,是采用多媒体制作广告的一大缺点。

利用多媒体作教学用途,除了可以增加自学过程的互动性,更可以吸引学生学习、提升学习兴趣、以及利用视觉、听觉及触觉三方面的反馈(feedback) 来增强学生对知识的吸收。

多媒体技术是一种迅速发展的综合性电子信息技术,它给传统的计算机系统、音频和视频设备带来了方向性的变革,将对大众传媒产生深远的影响。多媒体计算机将加速计算机进人家庭和社会各个方面的进程,给人们的工作、生活和娱乐带来深刻的革命。

多媒体还可以应用于数字图书馆、数字博物馆等领域 此外,交通监控等也可使用多媒体技术进行相关监控。

在多媒体计算机之前,传统的微机或个人机处理的信息往往仅限于文字和数字,只能算是计算机应用的初级阶段,同时,由于人机之间的交互只能通过键盘和显示器,故交流信息的途径缺乏多样性。为了改换人机交互的接口,使计算机能够集声、文、图、像处理于一体,人类发明了有多媒体处理能力的计算机。我们这里重点谈谈个人机(就是现在说的PC啦)。所以你该明白,所谓多媒体个人机(Multimedia Personal Computer,MPC)无非就是具有了多媒体处理功能的个人计算机(如早期的586机型),它的硬件结构与一般所用的个人机并无太大的差别,只不过是多了一些软硬件配置而已。一般用户如果要拥有MPC大概有两种途径:一是直接够买具有多媒体功能的PC机;二是在基本的PC机上增加多媒体套件而构成MPC。对计算机厂商和开发人员来说,MPC已经成为一种必须具有的技术规范。

一般来说,多媒体个人计算机(MPC)的基本硬件结构可以归纳为七部分:

★ 至少一个功能强大、速度快的中央处理器(CPU);

★ 可管理、控制各种接口与设备的配置;

★ 具有一定容量(尽可能大)的存储空间;

★ 高分辨率显示接口与设备;

★ 可处理音响的接口与设备;

★ 可处理图像的接口设备;

★ 可存放大量数据的配置等;

这样提供的配置是最基本MPC的硬件基础,它们构成MPC的主机。除此以外,MPC能扩充的配置还可能包括如下几个方面:

★光盘驱动器:包括可重写光盘驱动器(CD-R)、WORM光盘驱动器和CD-ROM驱动器。其中CD-ROM驱动器为MPC带来了价格便宜的650M存储设备,存有图形、动画、图像、声音、文本、数字音频、程序等资源的CD-ROM早已广泛使用,因此光驱对广大用户来说已经是必须配置的了。而可重写光盘、WORM光盘价格较贵,还不是非常普及。另外,DVD出现在市场上也有些时日了,它的存储量更大,双面可达17GB,是升级换代的理想产品。

★ 音频卡:在音频卡上连接的音频输入输出设备包括话筒、音频播放设备、MIDI合成器、耳机、扬声器等。数字音频处理的支持是多媒体计算机的重要方面,音频卡具有A/D和D/A音频信号的转换功能,可以合成音乐、混合多种声源,还可以外接MIDI电子音乐设备。

★图形加速卡:图文并茂的多媒体表现需要分辨率高,而且同屏显示色彩丰富的显示卡的支持,同时还要求具有Windows的显示驱动程序,并在Windows下的像素运算速度要快。所以带有图形用户接口GUI加速器的局部总线显示适配器使得Windows的显示速度大大加快。

★ 视频卡:可细分为视频捕捉卡、视频处理卡、视频播放卡以及TV编码器等专用卡,其功能是连接摄像机、VCR影碟机、TV等设备,以便获取、处理和表现各种动画和数字化视频媒体。

★ 扫描卡:它是用来连接各种图形扫描仪的,是常用的静态照片、文字、工程图输入设备。

★ 打印机接口:用来连接各种打印机,包括普通打印机、激光打印机、彩色打印机等,打印机现在已经是最常用的多媒体输出设备之一了。

★ 交互控制接口:它是用来连接触摸屏、鼠标、光笔等人机交互设备的,这些设备将大大方便用户对MPC的使用。

★ 网络接口:是实现多媒体通信的重要MPC扩充部件。计算机和通信技术相结合的时代已经来临,这就需要专门的多媒体外部设备将数据量庞大的多媒体信息传送出去或接收进来,通过网络接口相接的设备包括视频电话机、传真机、LAN和ISDN等。

我们知道,由于声音点播和影视点播应用还没有完全直接集成到常用的Web浏览器中,这就需要一个单独的应用程序来帮助,通常我们使用媒体播放器(Media player)来播放声音和影视。典型的媒体播放器要执行好几个功能,包括解压缩、消除抖动、错误纠正和用户播放等功能。可以使用像插件这种技术把媒体播放器的用户接口放在Web客户机的用户界面上,浏览器在当前Web页面上保留屏幕空间,并且由媒体播放器来管理。大多数客户机使用如下几种方法来读取声音和影视文件:

★ 通过Web浏览器把声音/影视从Web服务器传送给媒体播放器;

★ 直接把声音/影视从Web服务器传送给媒体播放器 ;

★ 直接把声音/影视从多媒体流放服务器传送给媒体播放器;

在这个过程中,媒体播放器的主要功能表现在如下四个方面:

★解压缩:几乎所有的声音和电视图象都是经过压缩之后存放在存储器中的,因此无论播放来自于存储器或者来自网络上的声音和影视都要解压缩。

★ 去抖动:由于到达接收端的每个声音信息包和电视图象信息包的时延不是一个固定的数值,如果不加任何措施就原原本本地把数据送到媒体播放器播放,听起来就会有抖动的感觉,甚至对声音和电视图象所表达的信息无法理解。在媒体播放器中,限制这种抖动的简单方法是使用缓存技术,就是把声音或者电视图象数据先存放在缓冲存储器中,经过一段延时之后再播放。

★ 错误处理:由于在因特网上往往会出现让人不能接收的交通拥挤,信息包中的部分信息在传输过程中就可能会丢失。如果连续丢失的信息包太多,用户接收的声音和图象质量就不能容忍。采取的办法往往是重传。

★ 用户可控制的接口:这是用户直接控制媒体播放器播放媒体的实际接口。媒体播放器为用户提供的控制功能通常包括声音的音量大小、暂停/重新开始和跳转等等。

我们知道,只要是彩色都可用亮度、色调和饱和度来描述,人眼中看到的任一彩色光都是这三个特征的综合效果。那么亮度、色调和饱和度分别指的是什么呢?

★ 亮度:是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉,它与被观察物体的发光强度有关;

★ 色调:是当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉,它反映颜色的种类,是决定颜色的基本特性,如红色、棕色就是指色调;

★ 饱和度:指的是颜色的纯度,即掺入白光的程度,或者说是指颜色的深浅程度,对于同一色调的彩色光,饱和度越深颜色越鲜明或说越纯。通常我们把色调和饱和度通称为色度。你该明白了,亮度是用来表示某彩色光的明亮程度,而色度则表示颜色的类别与深浅程度。除此之外,自然界常见的各种颜色光,都可由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色光按不同比例相配而成;同样绝大多数颜色光也可以分解成红、绿、蓝三种色光,这就形成了色度学中最基本的原理----三原色原理(RGB)。

一般来说,图形(图像)格式大致可以分为两大类:一类为位图;另一类称为描绘类、矢量类或面向对象的图形(图像)。前者是以点阵形式描述图形(图像)的,后者是以数学方法描述的一种由几何元素组成的图形(图像)。一般说来,后者对图像的表达细致、真实,缩放后图形(图像)的分辨率不变,在专业级的图形(图像)处理中运用较多。

在介绍图形(图像)格式前,我们实在有必要先了解一下图形(图像)的一些相关技术指标:分辨率、色彩数、图形灰度。

★ 分辨率:分为屏幕分辨率和输出分辨率两种,前者用每英寸行数表示,数值越大图形(图像)质量越好;后者衡量输出设备的精度,以每英寸的像素点数表示;

★ 色彩数和图形灰度:用位(bit)表示,一般写成2的n次方,n代表位数。当图形(图像)达到24位时,可表现1677万种颜色,即真彩。灰度的表示法类似;

下面我们就通过图形文件的特征后缀名(就是如图.bmp这样的)来逐一认识当前常见的图形文件格式:BMP、DIB、PCP、DIF、WMF、GIF、JPG、TIF、EPS、PSD、CDR、IFF、TGA、PCD、MPT、PNG。

★ BMP(bit map picture):PC机上最常用的位图格式,有压缩和不压缩两种形式,该格式可表现从2位到24位的色彩,分辨率也可从480x320至1024x768。该格式在Windows环境下相当稳定,在文件大小没有限制的场合中运用极为广泛。

★ DIB(device independent bitmap):描述图像的能力基本与BMP相同,并且能运行于多种硬件平台,只是文件较大。

★ PCP(PC paintbrush):由Zsoft公司创建的一种经过压缩且节约磁盘空间的PC位图格式,它最高可表现24位图形(图像)。过去有一定市场,但随着JPEG的兴起,其地位已逐渐日落终天了。

★ DIF(drawing interchange formar):AutoCAD中的图形文件,它以ASCII方式存储图形,表现图形在尺寸大小方面十分精确,可以被CorelDraw,3DS等大型软件调用编辑。

★ WMF(Windows metafile format):MicrosoftWindows图元文件,具有文件短小、图案造型化的特点。该类图形比较粗糙,并只能在Microsoft Office中调用编辑。

★ GIF(graphics interchange format):在各种平台的各种图形处理软件上均可处理的经过压缩的图形格式。支持多图像文件和动画文件。缺点是存储色彩最高只能达到256种。

★ JPG(joint photographics expert group):可以大幅度地压缩图形文件的一种图形格式。对于同一幅画面,JPG格式存储的文件是其他类型图形文件的1/10到1/20,而且色彩数最高可达到24位,所以它被广泛应用于Internet上的homepage或internet上的图片库。

★ TIF(tagged image file format):文件体积庞大,但存储信息量亦巨大,细微层次的信息较多,有利于原稿阶调与色彩的复制。该格式有压缩和非压缩两种形式,最高支持的色彩数可达16M。

★ EPS(encapsulated PostScript):用PostScript语言描述的ASCII图形文件,在PostScript图形打印机上能打印出高品质的图形(图像),最高能表示32位图形(图像)。该格式分为PhotoshopEPS格式adobeillustrator EPS和标准EPS格式,其中后者又可以分为图形格式和图像格式。

★ PSD(photoshop standard):Photoshop中的标准文件格式,专门为Photoshop而优化的格式。

★ CDR(coreldraw):CorelDraw的文件格式。另外,CDX是所有CorelDraw应用程序均能使用的图形(图像)文件,是发展成熟的CDR文件。

★ IFF(image file format):用于大型超级图形处理平台,比如AMIGA机,好莱坞的特技大片多采用该图形格式处理。图形(图像)效果,包括色彩纹理等逼真再现原景。当然,该格式耗用的内存外存等的计算机资源也十分巨大。

★ TGA(tagged graphic):是True vision公司为其显示卡开发的图形文件格式,创建时期较早,最高色彩数可达32位。VDA,PIX,WIN,BPX,ICB等均属其旁系。

★ PCD(Photo CD):由KODAK公司开发,其它软件系统对其只能读取。

★ MPT(macintosh paintbrush)或MAC:Macintosh机所使用的灰度图形(图像)模式,在macintosh paintbrush中使用,其分辨率只能是720x567。

★PNG (Portable Network Graphics)便携式网络图形,是一种无损压缩的位图图形格式,支持索引、灰度、RGB[A]三种颜色方案以及Alpha通道等特性,最高支持48位真彩色图像以及16位灰度图像。较旧的浏览器和程序可能不支持 PNG 文件。

除此之外,Macintosh机专用的图形(图像)格式还有PNT、PICT、PICT2、MNG等。

多媒体涉及到多方面的音频处理技术,如:音频采集、语音编码/解码、文一-语转换、音乐合成、语音识别与理解、音频数据传输、音频一-视频同步、音频效果与编辑等。其中数字音频是个关键的概念,它指的是一个用来表示声音强弱的数据序列,它是由模拟声音经抽样(即每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值)量化和编码(即把声音数据写成计算机的数据格式)后得到的。计算机数字CD、数字磁带(DAT)中存储的都是数字声音。模拟一-数字转换器把模拟声音变成数字声音;数字一-模拟转换器可以恢复出模拟来的声音。

一般来讲,实现计算机语音输出有两种方法:一是录音/重放,二是文一-语转换。第二种方法是基于声音合成技术的一种声音产生技术,它可用于语音合成和音乐合成。而第一种方法是最简单的音乐合成方法,曾相继产生了应用调频(FM)音乐合成技术和波形表(wavetable)音乐合成技术。

现在我们用的最多的音频名词之一MIDI(musical instrument digital interface)是作为“乐器数字接口”的缩写出现的,并用它来泛指数字音乐的国际标准。由于它定义了计算机音乐程序、合成器及其他电子设备交换信息和电子信号的方式,所以可以解决不同电子乐器之间不兼容的问题。另外,标准的多媒体PC平台能够通过内部合成器或连接到计算机MIDI端口的外部合成器播放MIDI文件,利用MIDI文件演奏音乐,所需的存储量最少。

至于MIDI文件,是指存放MIDI信息的标准文件格式。MIDI文件中包含音符、定时和多达16个通道的演奏定义。文件包括每个通道的演奏音符信息:键通道号、音长、音量和力度(击键时,键达到最低位置的速度)。由于MDDI文件是一系列指令,而不是波形,它需要的磁盘空间非常少;并且现装载MIDI文件比波形文件容易的多。这样,在设计多媒体节目时,我们可以指定什么时候播放音乐,将有很大的灵活性。在以下几种情况下,使用MIDI文件比使用波形音频更合适:需要播放长时间高质量音乐,如想在硬盘上存储的音乐大于4分钟,而硬盘又没有足够的存储容量;需要以音乐作背景音响效果,同时从CD-ROM中装载其它数据,如图像、文字的显示;需要以音乐作背景音响效果,同时播放波形音频或实现文一语转换,以实现音乐和语音的同时输出。

再接下来我们介绍七种最为流行的多媒体声音文件效果让你认识认识:

★ WAVE,扩展名为WAV:该格式记录声音的波形,故只要采样率高、采样字节长、机器速度快,利用该格式记录的声音文件能够和原声基本一致,质量非常高,但这样做的代价就是文件太大。

★ MOD,扩展名MOD、ST3、XT、S3M、FAR、669等:该格式的文件里存放乐谱和乐曲使用的各种音色样本,具有回放效果明确,音色种类无限等优点。但它也有一些致命弱点,以至于已经逐渐淘汰,只有MOD迷及一些游戏程序中尚在使用。

★MPEG-1layer 3,扩展名MP3:现在最流行的声音文件格式,因其压缩率大,在网络可视电话通信方面应用广泛,但和CD唱片相比,音质不能令人非常满意。

★ Real Audio,扩展名RA:这种格式真可谓是网络的灵魂,强大的压缩量和极小的失真使其在众多格式中脱颖而出。和MP3相同,它也是为了解决网络传输带宽资源而设计的,因此主要目标是压缩比和容错性,其次才是音质。

★ Creative Musical Format,扩展名CMF:Creative公司的专用音乐格式,和MIDI差不多,只是音色、效果上有些特色,专用于FM声卡,但其兼容性也很差。

★ CD Audio音乐CD,扩展名CDA:唱片采用的格式,又叫“红皮书”格式,记录的是波形流,绝对的纯正、HIFI。但缺点是无法编辑,文件长度太大。

★ MIDI,扩展名MID:最成熟的音乐格式,实际上已经成为一种产业标准,其科学性、兼容性、复杂程度等各方面当然远远超过本文前面介绍的所有标准(除交响乐CD、Unplug CD外,其它CD往往都是利用MIDI制作出来的),它的General MIDI就是最常见的通行标准。作为音乐工业的数据通信标准,MIDI能指挥各音乐设备的运转,而且具有统一的标准格式,能够模仿原始乐器的各种演奏技巧甚至无法演奏的效果,而且文件的长度非常小。

总之,如果有专业的音源设备,那么要听同一首曲子的HIFI程度依次是:

原声乐器演奏 〉 MIDI 〉 CD唱片 〉 MOD 〉 所谓声卡上的MIDI 〉 CMF,而MP3及RA要看它的节目源是采用MIDI、CD还是MOD了。

另外,在多媒体材料中,存储声音信息的文件格式也是需要认识的,共有:

WAV文件、VOC文件、MIDI文件、RMI文件、PCM文件以及AIF文件等若干种。

★ WAV文件:Microsoft公司的音频文件格式,它来源于对声音模拟波形的采样。用不同的采样频率对声音的模拟波形进行采样可以得到一系列离散的采样点,以不同的量化位数(8位或16位)把这些采样点的值转换成二进制数,然后存入磁盘,这就产生了声音的WAV文件,即波形文件。Microsoft Sound System软件Sound Finder可以转换AIF SND和VOD文件到WAV格式。

★ VOC文件:Creative公司波形音频文件格式,也是声霸卡(sound blaster)使用的音频文件格式。每个VOC文件由文件头块(header block)和音频数据块(data block)组成。文件头包含一个标识版本号和一个指向数据块起始的指针。数据块分成各种类型的子块。如声音数据静音标识ASCII码文件重复的结果重复以及终止标志,扩展块等。

★ MIDI文件:Musical Instrument Digital Interface(乐器数字接口)的缩写。它是由世界上主要电子乐器制造厂商建立起来的一个通信标准,以规定计算机音乐程序 电子合成器和其它电子设备之间交换信息与控制信号的方法。MIDI文件中包含音符定时和多达16个通道的乐器定义,每个音符包括键通道号持续时间音量和力度等信息。所以MIDI文件记录的不是乐曲本身,而是一些描述乐曲演奏过程中的指令。

★ RMI文件:Microsoft公司的MIDI文件格式,它可以包括图片标记和文本。

★ PCM文件:模拟音频信号经模数转换(A/D变换)直接形成的二进制序列,该文件没有附加的文件头和文件结束标志。在声霸卡提供的软件中,可以利用VOC-HDR程序,为PCM格式的音频文件加上文件头,而形成VOC格式。Windows的Convert工具可以把PCM音频格式的文件转换成Microsoft的WAV格式的文件。

★ AIF文件:Apple计算机的音频文件格式。Windows的Convert工具同样可以把AIF格式的文件换成Microsoft的WAV格式的文件。

动态图像的组成

动态图像,包括动画和视频信息,是连续渐变的静态图像或图形序列,沿时间轴顺次更换显示,从而构成运动视感的媒体。当序列中每帧图像是由人工或计算机产生的图像时,我们常称作动画;当序列中每帧图像是通过实时摄取自然景象或活动对象时,我们常成为影像视频,或简称为视频。动态图像演示常常与声音媒体配合进行,二者的共同基础是时间连续性。一般意义上谈到视频时,往往也包含声音媒体。但在这里,视频(动画)特指不包含声音媒体的动态图像。

动画的定义

什么是动画?所谓动画,就是通过以每秒15到20帧的速度(相当接近于全运动视频帧速)顺序地播放静止图像帧以产生运动的错觉。因为眼睛能足够长时间地保留图像以允许大脑以连续的序列把帧连接起来,所以能够产生运动的错觉。我们可以通过在显示时改变图像来生成简单的动画。最简单的方法是在两个不同帧之间的反复。这种方法对于指示“是”或“不是”的情况来说是很好的解决方法。另一种制作动画的方法是以循环的形式播放几个图像帧以生成旋转的效果,并且可以依靠计算时间来获得较好的回放,或用记时器来控制动画。

常见格式

视频信息在计算机中存放的格式有很多,目前最流行的两种格式是:

苹果公司的Quicktime和微软的AVI。

★ Quicktime:是苹果公司采用的面向最终用户桌面系统的低成本、全运动视频的方式,在软件压缩和解压缩中也开始采用这种方式了。其向量量化是Quicktime软件的压缩技术之一,它在最高为30帧/秒下提供的视频分辨率是320x240,其压缩率能从25到200。

★ AVI:类似于Quicktime,是微软公司采用的音频视频交错格式,也是一种桌面系统上的低成本、低分辨率的视频格式。AVI可在160x120的视窗中以15帧/秒回放视频,并可带有8位的声音,也可以在VGA或超级VGA监视器上回放。AVI很重要的一个特点是可伸缩性,使用AVI算法时的性能依赖于与它一起使用的基础硬件。

被国际社会广泛认可和应用的通用压缩编码标准大致有如下四种:H.261、JPEG、 MPEG和DVI。

★ H.261:由CCITT(国际电报电话咨询委员会)通过的用于音频视频服务的视频编码解码器(也称Px64标准),它使用两种类型的压缩:一帧中的有损压缩(基于DCT)和用于帧间压缩的无损编码,并在此基础上使编码器采用带有运动估计的DCT和DPCM(差分脉冲编码调制)的混合方式。这种标准与JPEG及MPEG标准间有明显的相似性,但关键区别是它是为动态使用设计的,并提供完全包含的组织和高水平的交互控制。

★ JPEG:全称是Joint Photogragh Coding Experts Group(联合照片专家组),是一种基于DCT的静止图像压缩和解压缩算法,它由ISO(国际标准化组织)和CCITT(国际电报电话咨询委员会)共同制定,并在1992年后被广泛采纳后成为国际标准。它是把冗长的图像信号和其它类型的静止图像去掉,甚至可以减小到原图像的百分之一(压缩比100:1)。但是在这个级别上,图像的质量并不好;压缩比为20:1时,能看到图像稍微有点变化;当压缩比大于20:1时,一般来说图像质量开始变坏。

★ MPEG:是Moving Pictures Experts Group(动态图像专家组)的英文缩写,实际上是指一组由ITU和ISO制定发布的视频、音频、数据的压缩标准。它采用的是一种减少图像冗余信息的压缩算法,它提供的压缩比可以高达200:1,同时图像和音响的质量也非常高。通常有三个版本:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。它的三个最显著优点就是兼容性好、压缩比高(最高可达200:1)、数据失真小。

★ DVI:其视频图像的压缩算法的性能与MPEG-1相当,即图像质量可达到VHS的水平,压缩后的图像数据率约为1.5Mb/s。为了扩大DVI技术的应用,Intel公司推出了DVI算法的软件解码算法,称为Indeo技术,它能将为压缩的数字视频文件压缩为五分之一到十分之一。

多媒体创作系统介于多媒体操作系统与应用软件之间,是支持应用开发人员进行多媒体应用软件创作的工具,故又称为多媒体创作工具。它能够用来集成各种媒体,并可设计阅读信息内容方式的软件。借助这种工具,应用人员可以不用编程也能做出很优秀的多媒体软件产品,极大的方便了用户。与之对应,多媒体创作工具必须担当起可视化编程的责任,它必须具有概念清晰、界面简洁、操作简单、功能伸缩性强等特点。对优秀的多媒体创作工具的判断标准是,应该具备以下八种基本的能力并能够不断进行增强:

★ 编辑能力及环境;

★ 媒体数据输入能力;

★ 交互能力;

★ 功能扩充能力;

★ 调试能力;

★动态数据交换能力;

★数据库功能;

★ 网络组件及模板套用能力。

从系统工具的功能角度划分,多媒体创作工具大致可以分为四类:

媒体创作软件工具、多媒体节目写作工具、媒体播放工具以及其他各类媒体处理工具。

★ 媒体创作软件工具:用于建立媒体模型、产生媒体数据。

应用较广泛的有三维图形视觉空间的设计和创作软件,如Macromedia公司的Extreme 3D,它能提供包括建模、动画、渲染以及后期制作等诸多功能,直至专业级视频制作。另外,Autodesk公司的2D Animation和3D Studio(包括3D Max)等也是很受欢迎的媒体创作工具。而用于MIDI文件(数字化音乐接口标准)处理的音序器软件非常多,比较有名的有Music Time、Recording Session、Master Track Pro和Studio for windows等;至于波形声音工具,在MDK(多媒体开放平台)中的Wave Edit、Wave Studio等就相当不错。

★多媒体节目写作工具: 提供不同的编辑、写作方式。

第一种是基于脚本语言的写作工具,典型的如Toolbook,它能帮助创作者控制各种媒体数据的播放,其中OpenScript语言允许对Windows的MCI(媒体控制接口)进行调用,控制各类媒体设备的播放或录制。第二类是基于流程图的写作工具,典型的如Authorware和IconAuther,它们使用流程图来安排节目,每个流程图由许多图标组成,这些图标扮演脚本命令的角色,并与一个对话框对应,在对话框输入相应内容即可。第三类写作工具是基于时序的,典型的如Action,它们是通过将元素和是检验时间轴线安排来达到使多媒体内容演示的同步控制。

★ 媒体播放工具: 可以在电脑上播出,有的甚至能在消费类电子产品中播出。

这一类软件非常多,其中Video for Windows,就可以对视频序列(包括伴音)进行一系列处理,实现软件播放功能。而Intel公司推出的Indeo在技术上更进了一步,在纯软件视频播放上,还提供了功能先进的制作工具。

★ 其他各类媒体处理工具

除了三大类媒体开发工具外,还有其他几类软件,如多媒体数据库管理系统、Video-CD制作节目工具、基于多媒体板卡(如MPEG卡)的工具软件、多媒体出版系统工具软件、多媒体CAI制作工具、各式MDK(多媒体开放平台)等。它们在各领域中都受到很大欢迎。

上面介绍的大多数都是大型的多媒体系统开发工具软件,在桌面电脑中也许用到的时候不多,下面从家用PC的角度介绍几款现在最为流行的多媒体应用软件。

★ 图形制作和图像浏览工具

在图形(图像)领域里,最出色的工具软件要算Adobe PhotoShop和3DS MAX了,它们可以算是真正的设计大师。除此之外,还有专业级的图形(图像)处理软件CorelDraw和Freehand。如果用户需要傻瓜一点的工具,则可能友立公司出品的PhotoImpact和Cool 3D会更适合,前者内建了神奇的百宝箱,能让使用者轻松的编辑出相当具水准的各种效果图片,后者可以非常轻松的制作出很酷的立体字和GIF动画图,甚至是各种效果的标题、对象、标志等等。另外,微软麾下的Office套件----Photo Edit和FrontPage伴侣----Image等也能为众多多媒体用户分忧。至于图片(图像)浏览软件,DOS模式下有“德国战车”----Sea,Windows环境下有大名鼎鼎的ACDSee。另外,CompuPic和PicView也是值得考虑的高性能看图软件。这几种软件除了有浏览功能外,还可进行图形(图像)格式、分辨率、色彩数的转换,使用起来也特别的方便。

★ 媒体播放和音频工具

除了上面介绍的Video for Windows可以用外,还有Multimedia Xplorer等也是不错的软件。但在家用中,我们对媒体播放的应用可能更多的还停留在MP3、CD等音乐文件的播放上,所以重点介绍一下。说到MP3播放,自然是著名的Winamp一统天下了。这个著名的高保真音乐播放软件最优秀之处在于其强大的功能和出色的音质,而且它还可以定制界面skins,并能支持增强音频视觉和音频效果的Plug-ins。还有较好的MP3播放软件是Soritong和Sonique。如果用户要从网上收听(收看)实时Audio、Video和Flash的话,RealPlayer是个绝好的工具,特别是最新的RealSystem G2。

至于那些对音乐有着特殊爱好的多媒体用户,多媒体播放软件中的先驱Jet-Audio和目前最成熟的软波表合成器Jet-MIDI实在该是上选。它们都是韩国公司COWON的产品,界面华丽、音色绝佳,支持的多媒体格式更是多达20几种,完全可与著名的Audio Station相媲美,而后者最秒之处是提供了“State-of-the-art”----艺术级的波表模拟,只要拥有一块16位的声卡,就可以实现具有音乐会般临场感的MIDI回放,体验高保真音响带来的听觉震撼!另外,倘若用户要找一个工具软件集音乐播放器和多媒体文件管理器于一身,倒是可以用用MidiMaster 2000,大概不容易找到更好的音乐库管理软件了。

★视频播放工具

视频播放在家用中,当然是看VCD或DVD了。这类软件最好用的大概是豪杰超级解霸,梁肇新先生的这款软件是很多MPC装机者必备的视频播放工具,在媒体播放软件中,号称无出其右者。这之中或许还有些用户使用的Windows98第二版会与超级解霸冲突,如果没有为此而打补丁的话,就可以用用WinDVD 和Power DVD。用它们一样可以播放MPEG、VCD、DVD碟或其它视频文档,而且控制功能也很完善,播放速度一流。至于著名的QuickTime,在这里可不再是苹果公司的一种视频信息格式了,而是可以用来在线浏览MOV电影档和QuickTime VR的虚拟实境网页的视频播放工具,至于播放MOV文件和AVI等文件,自然是不在话下了!

多媒体编辑工具包括字处理软件、绘图软件、图像处理软件、动画制作软件、声音编辑软件以及视频编辑软件。

多媒体应用软件的创作工具(Authoring Tools)用来帮助应用开发人员提高开发工作效率,它们大体上都是一些应用程序生成器,它将各种媒体素材按照超文本节点和链结构的形式进行组织,形成多媒体应用系统。Authorware、Director、Multimedia Tool Book等都是比较有名的多媒体创作工具。

教学模式是指完成教学任务的教与学的一种范式,它包括教的模式和学的模式及有关的教学策略。

(1)课堂演播教学模式(课堂讲解教学模式) 这种教学模式在课堂教学中主要有两种方式:教学呈现和模拟演示。

(2)个别化教学模式 个别化教学模式的多媒体课件一般包括:介绍部分、教学控制、激发动机、教学信息的呈现、问题的应答、应答的诊断、应答反馈及补救、结束。与个别化教学模式相对应的多媒体课件有两类:多媒体教材和教辅类电子读物。

(3)计算机模拟模拟教学模式所涉及的问题有:基本模型、模拟的呈现与表现问题、系统的反应及反馈。

(4)探索式教学模式 探索式教学模式一般由以下几个环节组成:确定问题、创设教学情境、探索学习、反馈、学习效果评价。制约因素主要有:漫游(Wandering)和迷向(Disorientation)。

(5)协作化教学模式

(6)基于因特网的远程教学模式

多媒体计算机教学软件系统

(1)多媒体素材制作软件

文字处理:记事本、写字板、Word、WPS

图形图像处理:PhotoShop、CorelDraw、Freehand

动画制作:AutoDesk Animator Pro、3DS MAX、Maya、Flash

声音处理:Ulead Media Studio、Sound Forge、Audition(Cool Edit)、Wave Edit

视频处理:Ulead Media Studio、Adobe Premiere、After Effects

(2)创作工具

编程语言:Visual Basic、Visual C++、Delphi

多媒体写作系统:Authorware、Director、Tool Book、Flash

(3)多媒体计算机教学软件

各种可用于课堂教学、辅导、演示的教学课件。

多媒体课件开发组人员构成

(1)项目负责人

(2)学科教学专家

(3)教学设计专家

(4)软件工程师(系统结构设计)专家

(5)多媒体素材制作专家

(6)多媒体课件制作专家

多媒体技术初露端倪肯定是X86时代的事情,如果真的要从硬件上来印证多媒体技术全面发展的时间的话,准确地说应该是在PC上第一块声卡出现后。早在没有声卡之前,显卡就已经出现了,至少显示芯片已经出现了。显示芯片的出现自然标志着电脑已经初具处理图像的能力,但是这不能说明当时的电脑可以发展多媒体技术, 80年代声卡的出现,不仅标志着电脑具备了音频处理能力,也标志着电脑的发展终于开始进入了一个崭新的阶段:多媒体技术发展阶段。1988年MPEG(Moving Picture Expert Group,运动图像专家小组)的建立又对多媒体技术的发展起到了推波助澜的作用。进入90年代,随着硬件技术的提高,自80486以后,多媒体时代终于到来。

自80年代之后,多媒体技术发展之速可谓是让人惊叹不已。不过,无论在技术上多么复杂,在发展上多么混乱,似乎有两条主线可循:一条是视频技术的发展,一条是音频技术的发展。从AVI出现开始,视频技术进入蓬勃发展时期。这个时期内的三次高潮主导者分别是AVI、Stream(流格式)以及MPEG。AVI的出现无异于为计算机视频存储奠定了一个标准,而Stream使得网络传播视频成为了非常轻松的事情,那么MPEG则是将计算机视频应用进行了最大化的普及。而音频技术的发展大致经历了两个阶段,一个是以单机为主的WAV和MIDI,一个就是随后出现的形形色色的网络音乐压缩技术的发展。

从PC喇叭到创新声卡,再到丰富的多媒体应用,多媒体正改变我们生活的方方面面。

1.视频会议系统

多媒体技术的突破、广域网的成熟以及台式操作系统的支持使视频会议系统成为多媒体技术应用的新热点。它是一种重要的多媒体通信系统,它将计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性融为一体。视频会议系统已经有了比较成熟的产品。

2.虚拟现实

虚拟现实是一项与多媒体技术密切相关的边缘技术,它通过综合应用计算机图像处理、模拟与仿真、传感技术、显示系统等技术和设备,以模拟仿真的方式,给用户提供一个真实反映操作对象变化与相互作用的三维图像环境,从而构成的虚拟世界,并通过特殊设备(如头盔和数据手套)提供给 用户一个与该虚拟世界相互作用的三维交互式用户界面。

3.超文本(Hypertext)

超文本是随着多媒体计算机发展而发展起来的文本处理技术,它提供了将"声、文、图"结合在一起,综合表达信息的强有力的手段,是多媒体应用的有效工具。超文本方式在Internet上得到了广泛的应用。

4.家庭视听

其实多媒体最看得见的应用,就是数字化的音乐和影像进入了家庭。由于数字化的多媒体具有传输储存方便、保真度非常高,在个人电脑用户中广泛受到青睐,而专门的数字视听产品,也大量进入了家庭,如CD、VCD、DVD等设备。


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