多媒體技術(shù)與應(yīng)用_多媒體教學(xué)一體機(jī)_多媒體技術(shù)
本文關(guān)鍵詞:多媒體技術(shù),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
如果說八十年代是微機(jī)騰飛的年代,那么九十年代就是多媒體迅猛發(fā)展的年代。幾十年來隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展以及聲音、視頻處理技術(shù)的成熟,已經(jīng)有眾多的多媒體產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng),并且已經(jīng)入到了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域中。多媒體技術(shù)與產(chǎn)品不僅僅局限于一個(gè)專門的領(lǐng)域,它提供了處理聲音、圖像、視頻等最普通直觀信息的方法手段,使得計(jì)算機(jī)除了能處理文字、數(shù)據(jù)等信息以外還可以處理聲音、圖像、視頻等信息,大大增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用深度和廣度。多媒體技術(shù)的發(fā)展與成熟為計(jì)算機(jī)應(yīng)用翻開了新的一頁(yè),必將會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)帶來深遠(yuǎn)的影響。
1、多媒體介紹
通常的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可以處理文字、數(shù)據(jù)和圖形等信息,而多媒體計(jì)算機(jī)除了處理以上的信息種類以外,還可以綜合處理圖象、聲音、動(dòng)畫、視頻等信息,開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的新紀(jì)元。
多媒體有兩大特點(diǎn):
·信息種類廣:多媒體信息除了常規(guī)信息種類以外還包括最直觀、表現(xiàn)力最強(qiáng)的音、視頻信息
·交互性:直接控制多媒體演播
多媒體技術(shù)應(yīng)用的意義在于:
·使計(jì)算機(jī)可以處理人類生活中最直接、最普遍的信息,從而使得計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域及功能得到了極大的擴(kuò)展。
·使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面和手段更加友好和方便,非專業(yè)人員可以方便地使用和操作計(jì)算機(jī)。
·多媒體技術(shù)使音像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)三大信息處理技術(shù)緊密地結(jié)合起來,為信息處理技術(shù)發(fā)展奠定了新的基石。
多媒體技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有多年的歷史了,到目前為止聲音、視頻、圖像壓縮方面的基礎(chǔ)技術(shù)已逐步成熟,并形成了產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng),現(xiàn)在熱門的技術(shù)如模式識(shí)別、MPEG壓縮技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在逐步走向成熟,相信不久也會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)。
2、多媒體技術(shù)
多媒體技術(shù)涉及面相當(dāng)廣泛,主要包括:
·音頻技術(shù):音頻采樣、壓縮、合成及處理、語(yǔ)音識(shí)別等。
·視頻技術(shù):視頻數(shù)字化及處理。
·圖像技術(shù):圖像處理、圖像、圖形動(dòng)態(tài)生成。
·圖像壓縮技術(shù):圖像壓縮、動(dòng)態(tài)視頻壓縮。
·通信技術(shù):語(yǔ)音、視頻、圖像的傳輸。
·標(biāo)準(zhǔn)化:多媒體標(biāo)準(zhǔn)化。
下面分別介紹主要多媒體技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。
2.1音頻技術(shù)
音頻技術(shù)發(fā)展較早,幾年前一些技術(shù)已經(jīng)成熟并產(chǎn)品化,甚至進(jìn)入了家庭,如數(shù)字音響。音頻技術(shù)主要包括四個(gè)方面:音頻數(shù)字化、語(yǔ)音處理、語(yǔ)音合成及語(yǔ)音識(shí)別。
音頻數(shù)字化目前是較為成熟的技術(shù),多媒體聲卡就是采用此技術(shù)而設(shè)計(jì)的,數(shù)字音響也是采用了此技術(shù)取代傳統(tǒng)的模擬方式而達(dá)到了理想的音響效果。音頻采樣包括兩個(gè)重要的參數(shù)即采樣頻率和采樣數(shù)據(jù)位數(shù)。采樣頻率即對(duì)聲音每秒鐘采樣的次數(shù),人耳聽覺上限在20KHz左右,目前常用的采樣頻率為11KHz,22KHz和44KHz幾種。采樣頻率越高音質(zhì)越好,存貯數(shù)據(jù)量越大。CD唱片采樣頻率為44.1KHz,達(dá)到了目前最好的聽覺效果。采樣數(shù)據(jù)位數(shù)即每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)表示范圍,目前常用的有8位、12位和16位三種。不同的采樣數(shù)據(jù)位數(shù)決定了不同的音質(zhì),采樣位數(shù)越高,存貯數(shù)據(jù)量越大,音質(zhì)也越好。CD唱片采用了雙聲道16位采樣,采樣頻率為44.1KHz,因而達(dá)到了專業(yè)級(jí)水平。
音頻處理包括范圍較廣,但主要方面集中在音頻壓縮上,目前最新的MPEG語(yǔ)音壓縮算法可將聲音壓縮六倍。語(yǔ)音合成是指將正文合成為語(yǔ)言播放,目前國(guó)外幾種主要語(yǔ)音的合成水平均已到實(shí)用階段,漢語(yǔ)合成幾年來也有突飛猛進(jìn)的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)正在運(yùn)行。在音頻技術(shù)中難度最大最吸引人的技術(shù)當(dāng)屬語(yǔ)音識(shí)別,雖然目前只是處于實(shí)驗(yàn)研究階段,但是廣闊的應(yīng)用前景使之一直成為研究關(guān)注的熱點(diǎn)之一。
2.2視頻技術(shù)
雖然視頻技術(shù)發(fā)展的時(shí)間較短,但是產(chǎn)品應(yīng)用范圍已經(jīng)很大,與MPEG壓縮技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品已開始進(jìn)入家庭。視頻技術(shù)包括視頻數(shù)字化和視頻編碼技術(shù)兩個(gè)方面。
視頻數(shù)字化是將模擬視頻信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和彩色空間變換轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)字信號(hào),使得計(jì)算機(jī)可以顯示和處理視頻信號(hào)。目前采樣格式有兩種:Y:U:V4:1:1和Y:U:V4:2:2,前者是早期產(chǎn)品采用的主要格式,Y:U:V4:2:2格式使得色度信號(hào)采樣增加了一倍,視頻數(shù)字化后的色彩、清晰度及穩(wěn)定性有了明顯的改善,是下一代產(chǎn)品的發(fā)展方向。
視頻編碼技術(shù)是將數(shù)字化的視頻信號(hào)經(jīng)過編碼成為電視信號(hào),從而可以錄制到錄像帶中或在電視上播放。對(duì)于不同的應(yīng)用環(huán)境有不同的技術(shù)可以采用。從低檔的游戲機(jī)到電視臺(tái)廣播級(jí)的編碼技術(shù)都已成熟。
2.3圖像壓縮技術(shù)
圖像壓縮一直是技術(shù)熱點(diǎn)之一,它的潛在價(jià)值相當(dāng)大,是計(jì)算機(jī)處理圖像和視頻以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹匾A(chǔ),目前ISO制訂了兩個(gè)壓縮標(biāo)準(zhǔn)即JPEG和MPEG。JPEG是靜態(tài)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn),適用于連續(xù)色調(diào)彩色或灰度圖像。它包括兩部分:一是基于DPCM(空間線性預(yù)測(cè))技術(shù)的無失真編碼,一是基于DCT(離散余弦變換)和哈夫曼編碼的有失真算法。前者圖像壓縮無失真,但是壓縮比很小,目前主要應(yīng)用的是后一種算法,圖像有損失但壓縮比很大,壓縮20倍左右時(shí)基本看不出失真。
MJPEG是指MotionJPEG,即安照25幀/秒速度使用JPEG算法壓縮視頻信號(hào),完成動(dòng)態(tài)視頻的壓縮。
MPEG算法是適用于動(dòng)態(tài)視頻的壓縮算法,它除了對(duì)單幅圖象進(jìn)行編碼以外還利用圖像序列中的相關(guān)原則,將幀間的冗余去掉,這樣大大提高了圖像的壓縮比例。通常保持較高的圖像質(zhì)量而壓縮比高達(dá)100倍。MPEG算法的缺點(diǎn)是壓縮算法復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)很困難。
3、多媒體產(chǎn)品介紹
目前市場(chǎng)上的多媒體產(chǎn)品較多,硬件產(chǎn)品主要包括以下幾類:聲卡、語(yǔ)音合成卡、CD-ROM、視頻卡、視頻編碼卡、靜態(tài)圖像壓縮卡、動(dòng)態(tài)圖象壓縮卡等,軟件產(chǎn)品包括多媒體應(yīng)用系統(tǒng)制作工具、多媒體信息咨詢系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)等。應(yīng)用時(shí)根據(jù)不同的要求選擇合適的產(chǎn)品。
3.1多媒體音頻產(chǎn)品
聲卡是目前多媒體產(chǎn)品中市場(chǎng)最大的產(chǎn)品之一,它的主要功能是將聲音采樣存入計(jì)算機(jī),或?qū)?shù)字化聲音轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)播放,通常它還有MIDI音樂合成器和CD-ROM控制器,高檔產(chǎn)品還具有DSP裝置。聲卡的典型產(chǎn)品為聲霸卡系列。
語(yǔ)音合成卡方面國(guó)內(nèi)已研制出漢語(yǔ)合成卡,它可將正文合成語(yǔ)音而播放。語(yǔ)音識(shí)別目前還沒有相應(yīng)成熟產(chǎn)品。
CD-ROM采用與激光唱片一樣的技術(shù),可將聲音、圖象等信息存入光盤用于訪問。它的容量大,使用中無磨損,已成為多媒體的重要產(chǎn)品之一。目前MO技術(shù)的發(fā)展已產(chǎn)生了可讀寫的高速光盤驅(qū)動(dòng)器,應(yīng)用前景十分廣闊,F(xiàn)在最大的應(yīng)用市場(chǎng)是光盤節(jié)目(Title)。
3.2多媒體視頻及壓縮產(chǎn)品
視頻卡可以將電視視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),與VGA信號(hào)疊加后在VGA上顯示。同時(shí)可以捕捉視頻圖像存盤或小窗口半動(dòng)態(tài)連續(xù)捕捉視頻信號(hào)。視頻編碼卡可將VGA信號(hào)編碼為電視信號(hào)在電視上播放或錄制到錄像帶上,根據(jù)不同的應(yīng)用需求有多種不同檔次的產(chǎn)品可供選擇。
動(dòng)態(tài)視頻壓縮卡可將全動(dòng)態(tài)視頻信號(hào)直接壓縮并存入計(jì)算機(jī)中,計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)也可實(shí)時(shí)在VGA上回放。通常聲音可以同步采樣和回放。例如銀河天影小金剛。靜態(tài)圖像壓縮卡完成對(duì)圖像的壓縮,市場(chǎng)上產(chǎn)品較多,主要差別在壓縮的速度及質(zhì)量上。
專業(yè)視頻卡可以用于視頻非線性編輯,視頻質(zhì)量可達(dá)廣播級(jí)。
3.3多媒體軟件產(chǎn)品
視頻特技編輯軟件可以完成音視頻編輯、特技制作、音視頻管理、字幕疊加等多種制作功能,具有操作方便、功能豐富、效率高等優(yōu)點(diǎn),是新一代數(shù)字視頻編輯工具。軟件直接可以完成多種特技的制作,并且支持二維、三維視頻特技效果。在專用硬件的支持下,以更高效的方式完全視頻特技制作。支持SMPTE時(shí)碼控制功能,可以控制多種專業(yè)視頻設(shè)備。
多媒體應(yīng)用系統(tǒng)制作工具是用來自動(dòng)制作多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的工具,使應(yīng)用開發(fā)擺脫程序設(shè)計(jì)以及眾多多媒體產(chǎn)品的編程問題。不需編寫程序使用工具即可完成應(yīng)用系統(tǒng)的制作。
目前多媒體已經(jīng)滲透到軟件的各個(gè)領(lǐng)域,最主要的產(chǎn)品是多媒體數(shù)據(jù)庫(kù),它可以存貯和管理多媒體信息,為多媒體MIS系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前新推出的數(shù)據(jù)庫(kù)都支持多媒體信息,現(xiàn)在流行的數(shù)據(jù)庫(kù)也相繼推出了多媒體升級(jí)版。多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的基本要求是管理圖形圖像、聲音等多媒體信息,具有分布式特性并提供多媒體數(shù)據(jù)管理的工具。
4、多媒體應(yīng)用領(lǐng)域及前景
多媒體涉及聲音、圖像、視頻等與人類社會(huì)息息相關(guān)的信息處理,因此它的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛,可以說已經(jīng)滲透到了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。不僅如此,隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,一些新的應(yīng)用領(lǐng)域正在開拓,前景十分廣闊。這就是人們把多媒體技術(shù)稱為繼微機(jī)之后第二次計(jì)算機(jī)社會(huì)變革的原因。
作為MPC的標(biāo)準(zhǔn)配置的聲卡和CD-ROM已經(jīng)逐步成為普通PC機(jī)的基本配置,聲卡和CD-ROM市場(chǎng)的擴(kuò)大已使其價(jià)格具備了進(jìn)入家庭市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。目前多媒體節(jié)目(Title)包括電子圖書、教學(xué)、游戲、專業(yè)信息等各種內(nèi)容,在國(guó)外應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛。光盤技術(shù)的發(fā)展十分迅速,現(xiàn)在大容量、高速、可讀寫的光盤驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)問世,隨著技術(shù)的不斷完善和市場(chǎng)的擴(kuò)大,價(jià)格也會(huì)迅速降低,應(yīng)用前景非常巨大。
雖然經(jīng)過多年的努力,模式識(shí)別技術(shù)還沒有滿足人們對(duì)此的強(qiáng)烈要求,但是在諸如手寫體識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等方面已有產(chǎn)品上市。模式識(shí)別是一個(gè)非常有潛力的領(lǐng)域,手寫體、語(yǔ)音、圖像等識(shí)別技術(shù)的成熟將開創(chuàng)一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
圖像壓縮與視頻處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相結(jié)合具有廣闊的應(yīng)用前景。圖像壓縮首先為圖像的存貯、管理提供了一個(gè)高效的處理方式,存貯量減少幾十倍。圖像壓縮與視頻技術(shù)的結(jié)合使得計(jì)算機(jī)可以處理視頻信號(hào),并為家庭CD視盤打下了基礎(chǔ)。與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合使得可視電話和電視會(huì)議系統(tǒng)成為可能,并可大大減少通信的費(fèi)用。
MIS(信息管理)系統(tǒng)一直是應(yīng)用相當(dāng)廣泛的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。多媒體技術(shù)的發(fā)展已使多媒體MIS系統(tǒng)的開發(fā)成為現(xiàn)實(shí),目前多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)以及各種多媒體制作工具都已推出。多媒體MIS系統(tǒng)除了處理數(shù)據(jù)、文字以及還可以處理圖形、圖像、動(dòng)畫、聲音、錄像等信息,必將會(huì)對(duì)MIS系統(tǒng)的應(yīng)用帶來一場(chǎng)革命。
在專業(yè)視頻行業(yè)可以完成以下功能:
視頻字幕機(jī)視頻非線性編輯視頻資料庫(kù)
5、多媒體應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)
多媒體技術(shù)集成了多個(gè)領(lǐng)域的尖端技術(shù),產(chǎn)品涉及音頻、視頻、壓縮等各個(gè)領(lǐng)域。因此對(duì)于應(yīng)用領(lǐng)域巨大的多媒體應(yīng)用市場(chǎng)來說不可能再建立在傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法上,需要有一種適合于大多數(shù)人方便使用的強(qiáng)有力工具的支持,才能夠滿足多媒體市場(chǎng)不斷發(fā)展的需要。多媒體應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱平臺(tái))就是一種強(qiáng)有力高效的方式,它集成了應(yīng)用系統(tǒng)制作、多媒體設(shè)備接口、多媒體信息編輯和數(shù)據(jù)庫(kù)接口等功能,使用它就可以方便地制作出功能強(qiáng)大的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)而無需寫程序。
使用多媒體制作平臺(tái)是開發(fā)多媒體應(yīng)用系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作到系統(tǒng)的維護(hù)過程都變得十分簡(jiǎn)單和方便。與通常程序設(shè)計(jì)相比它有以下三大特點(diǎn):
·簡(jiǎn)單易學(xué),無需專門軟件背景知識(shí)
·系統(tǒng)制作及維護(hù)過程直觀方便
·可靠性高
此外由于平臺(tái)集成了多種多媒體硬件環(huán)境,因此可以方便地操作各種多媒體設(shè)備而無需對(duì)之專門學(xué)習(xí)。
目前多媒體制作平臺(tái)最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是教育培訓(xùn)和信息咨詢兩大行業(yè),,在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用已相當(dāng)普及。市場(chǎng)最大的是多媒體節(jié)目(Title)的制作,在國(guó)外已深入到家庭,無論是幼兒教育、中學(xué)、小學(xué)、大學(xué),還是專業(yè)技術(shù)的教育培訓(xùn)都有很廣闊的應(yīng)用前景。信息咨詢的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛,從公眾行業(yè)如交通旅游,到專業(yè)領(lǐng)域的信息咨詢等方面應(yīng)用前景也同樣相當(dāng)廣闊。
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