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多媒体技术

第一章媒体在计算机领域有两种含义:一是指存储信息的实体,如磁盘、光盘、磁带和半导体存储器等,中文常译为媒质;二是指传递信息的载体,如数字、文字、声音、图形和图像等,中文常译为媒介,多媒体技术中所指的媒体是指后者。

媒体分为:感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体。

多媒体技术的定义是:计算机综合处理文本、图形、图像、音频、视频等多种媒体信息,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性。

简单地说,计算机综合处理声、文、图、像信息,并具有集成性和交互性。

多媒体技术的特性主要包括信息载体的多样化、集成性和交互性。

信息载体的多样化是指相对于计算机而言的,指的是信息媒体的多样化。

多媒体的集成性主要表现在两个方面,即多媒体信息媒体的集成和处理这些媒体设备的集成。

多媒体的交互性将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加广阔的领域。

多媒体计算机系统是指能综合处理多种信息媒体的计算机系统,是在普通计算机基础上增加了多媒体硬件环境和多媒体软件,并通过各种接口部件连接完成。

多媒体的应用已遍及社会生活的各个领域,如教育与培训、办公自动化、电子出版、影视创作、旅游与地图、家庭应用、商业、新闻出版、电视会议、广告宣传等。

多媒体的研究一般分为主要的方面:一是多媒体技术,主要关心基本技术层面的内容;二是多媒体系统,重点在多媒体系统的构成与实现。

第二章表示媒体有:1视觉类媒体:位图图像、图形、符号、视频、动画、其他类型的视觉媒体形式。

2听觉类媒体:波形声音、语音、音乐3触觉类媒体:指点、位置跟踪、力反馈与运动反馈媒体数据的性质:1媒体是有格式的,也就是说只有对这种格式进行解释,才能适用这种媒体。

2不同的媒体表达信息的特点和程度各不相同,越接近原始媒体形式,信息量就越大;越是抽象,信息量就越小但越精确。

3媒体之间可以相互转换,但可能会丢失部分原始信息,或增加一些伪信息。

4媒体之间的关系也具有丰富的信息。

媒体具有空间性质、时间性质。

声音媒体的特性:1声音是一种随时间变化的连续媒体,也称为连续性时基类媒体,因此对声音媒体的处理要求有比较强的时序性。

2声音有三个要素,即音调、音强、音色。

3.声音具有连续谱特性。

4.声音有方向感5音色与失真特性视觉媒体元素:文本:文本是计算机文字处理程序的基础,也是多媒体应用程序的基础。

图形:图形一般指用计算机绘制的画面,如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。

图像:图像是由输入设备捕捉实际场景画面,或以数字化形式存储的任意画面。

视频:若干有联系的图像数据连续播放便形成了视频。

动画:动画是运动的图画,实质上是将一幅幅静态图像进行连续播放。

彩色三要素:亮度、色调、饱和度指点设备分成直接指点设备和间接指点设备两类。

二维直接指点设备包括:光笔、触摸屏及输入笔等。

间接指点设备包括:鼠标、跟踪球、控制杆和图形板。

这些指点设备的输入都是在显示平面上的二维坐标空间中进行的。

第三章多媒体的数据的数据量是相当大的,但这么大的数据量并不完全等于它们所携带的信息量,在信息论中,这称为冗余。

数据冗余的主要类型有:空间冗余、时间冗余、信息熵冗余、视觉冗余、听觉冗余、结构冗余、知识冗余数据压缩技术的性能指标:压缩比、图像质量、压缩和解压的速度P47P57静止图像压缩标准:JPEG(joint photographic experts group)、JPEG2000JPEG2000内容主要包括了6个部分:JPEG2000图像编码系统、应用扩展、运动JPEG、兼容性、参考软件、复合图像文件格式JPEG2000特点:1压缩比高2将预测法作为对图像进行无损编码的成熟方法被集成到JPEG2000中,因此JPEG2000能实现无损压缩。

3采用了JPEG2000格式的图像支持渐近传输P59视频压缩标准:MPEG(motion picture experts group)第四章声卡的功能:播放数字音乐、录音、语音通信、实时的效果器、接口卡、音频解码、合成器。

声卡的基本原理:麦克风和喇叭所用的都是模拟信号,而计算机所能处理的都是数字信号,两者不能混用,声卡的作用就是实现两者的转换。

声卡的类型:板卡式、集成式、外置式声卡典型的帧率范围是24~30f/s,这样的视频图像看起来比较连续。

显卡的性能和技术参数:总线接口类型:PCI接口、AGP接口、PCI-E接口显示芯片性能指标:显示的核心频率、公版频率、核心代号、显示芯片位宽、顶点着色单元、渲染管线、像素填充率显存类型与性能指标:显存位宽、显存时钟时期、显存容量、显存频率、显存带宽显示接口:DVI接口、HDMI接口、GV A接口、TV-out接口CRT显示系统有三种常用的尺寸:显像管尺寸、可视尺寸、光栅尺寸。

点间距是用毫米测量的一个组中心到下一个组中心的距离。

液晶显示器(LCD)liquid crystal display,它是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。

LCD不足:LCD显示器图像质量仍不够完善。

色彩表现和饱和度LCD显示器都在不同程度上不及CRT显示器,而且液晶显示器的响应时间也比CRT显示器长,当画面静止时有时难以察觉,一旦用于玩游戏、看影碟,这些画面更新速度快时,液晶显示器的弱点就暴露出来了,画面延迟会产生重影、拖尾等现象,严重影响显示质量。

扫描仪的分类:手动式扫描仪、平面式扫描仪、滚筒式扫描仪、胶片扫描仪数码相机也称为数字式相机,简称DC。

数码相机(digital camera)感光器件:电荷耦合器件图像传感器CCD索尼、互补性氧化金属半导体CMOS佳能数码相机的主要性能参数:1CCD|CMOS尺寸2光学变焦与数字变焦:光学变焦是依靠光学镜头结构来实现,就是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。

P1023最大像素和有效像素:最大像素是指经过插值运算后获得的图像像素数。

有效像素数与最大像素不同,是指真正参与感光成像的像素值。

4存储介质5接口类型数码摄像机:MINI DV、digital 8DV、DVD数码摄像机、硬盘摄像机、高清摄像机输入输出接口:SCSI接口、USB接口、IEEE1934接口光存储以其存储容量大、工作稳定、密度高、寿命长、介质可换、便于携带、价格低廉等优点,已成为多媒体系统普遍使用的设备。

常用的光存储系统有只读型、一次写型和可重写型三类应用:CD-ROM光存储系统、CD-R光存储系统、磁光(MO)存储系统、相变(PD)光存储系统、DVD光存储系统、闪存和闪存卡光盘的容量包括格式化容量和用户容量第五章多媒体软件层次分为:多媒体驱动软件、支持多媒体的操作系统或操作环境、多媒体素材制作、多媒体编辑创作软件、多媒体应用软件第六章媒体的控制接口(MCI)多媒体的应用设计过程:多媒体应用的选题、脚本设计、创意设计、人-机界面的设计第七章多媒体交互设备:1笔输入:手写板和手写笔、图形输入板、数码纸笔2指点设备:触摸屏、触摸板、光笔、手写液晶屏3三维交换设备:三维位置跟踪器、立体鼠标、数据手套、立体视觉显示设备、触觉反馈设备新型多媒体人-机交互技术:语音交换技术、手写识别技术、手势识别技术、眼动跟踪技术、表情识别技术、数字墨水技术。

第八章多媒体数据流的基本特征:比特率可变性、时间依赖性、信道对称性。

目前只有ATM网络技术能处理这种类型的传输。

多媒体通信的性能需求:吞吐量需求、可靠性需求、延迟需求、多点通信需求、同步需求吞吐量需求网络吞吐量是指有效的网络带宽,通常定义成物理链路的传输速率减去各种传输开销,如物理传输开销及网络冲突、瓶颈、拥塞和差错等开销,它反映了网络的最大极限容量,测量内容与具体的对象相关。

可靠性需求差错率:位差错率、帧差错率、分组差错率。

延迟需求延迟:传播延迟、传输延迟、网络延迟、借口延迟多点通信需求在分布式多媒体应用中有广播和多播信息同步需求分为流内同步和流间同步服务质量(quality of service,Qos)流媒体:把连续的影像和声音信息经过压缩后放到网络服务器上,让浏览者一边下载,一边观看和收听,而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即使观看。

流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体,如音频、视频或多媒体文件。

流媒体的文件格式:压缩媒体文件格式、流媒体文件格式、流媒体发布文件格式。

流式文件也支持在线播放前完全下载到硬盘。

流媒体的传输方式:顺序流式传输(不能跳到还未下载的前头部分)、实时流式传输单播就是客户端与服务器之间点对点的连接,这也是大多数网络通信的连接方式。

适合视频点播多播也称组播,当多播发送时,服务器将一组客户请求的流媒体数据发送到支持多播技术的路由器上,然后,路由器一次将数据包根据路由表复制到多个通道上,再向用户发送。

多播技术也存在一定的局限性,它需要全网内的路由器支持多播,否则许多用户是无法收到多播数据的。

更适合现场直播应用。

点播连接是客户端主动连接到服务器的单播连接。

和点播正好相反,广播指的是用户被动接受流。

广播分为广播单播与广播多播两类,两者都是被动地接收媒体流。

智能流技术:一种是以编码速率的文件为基础,根据情况从服务器端就减少发送到客户端的数据,避免频繁出现缓冲。

另一种是根据不同连接速率创建多个文件,服务器根据用户连接速率发送相应文件,但这种方法带来制作和管理上的困难。

基本的流媒体系统包含三个组件:编码器、服务器和播放器。

流媒体播放器是一种能够与流媒体服务器通信的软件,这种软件能够播放或丢弃收到的媒体流。

流媒体服务器用来存放和控制流媒体的数据。

流媒体编码器负责将原始的音/视频文件转化为流媒体文件,以便在互联网上传播。

无线多媒体终端具有多媒体终端和无线通信的功能,一个典型的无线多媒体终端包括:信源编码器、信道编码器、RF调制器和功率放大器。

多媒体通讯协议:IPV6协议、RSVP协议、RTP协议、RTSP协议IPV6协议在IP地址空间、路由协议、安全性、移动性以及Qos支持等方面做了较大的改进,增强了IP协议的功能。

网络多媒体应用包括远程教育、远程医疗、数字图书馆、协同设计、并行工程、协同指挥系统等。

在信息提供者与信息接收者之间可以进行会话,并能对会话过程进行控制,即具有交互能力,这样的系统称为交互电视ITV。

从广播电视角度看,把交互视频服务看成是一种电视系统,称为交互电视ITV,用户的终端是电视机,再加上一个称为机顶盒交互设备。

VOD系统由视频服务提供商、传送网络和用户三大部分组成。

交互式实时远程教学系统的关键技术:数据压缩与编码技术、多媒体同步技术、多点通信技术、CSCW技术。

数字图书馆建设面临的技术挑战:信息资源建设、数据存储与压缩、分类索引和检索、传输与保护、交互界面、输出与信息表现、多语言问题、工具与平台、标准、开放性。

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