多媒体应用技术浅析

王 颂

[摘 要]近年来多媒体技术凭借其信息展示的集成性、超文本链接的选择性、高速传输的便捷性以及人机的交互性等优势,迅速深入各行各业的发展,成为科技信息时代不可或缺的主力军。本文通过对多媒体的发展历程、传统概念和囊括范围进行详细的阐述,重点突出多媒体发展现状,提出不足,争取将多媒体技术与科技进步完美结合。

[关键词]多媒体技术 交互性信息集成网络技术

[中图分类号]TP393[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2009)11-0055-02

多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术之一,将是新一代电子技术发展和竞争的焦点。随着计算机行业的不断发展,计算机多媒体技术也在突飞猛进,并凭借其自身“多样性,交互性,集成性,实时性”的优势在潜移默化的改变着这个世界。

1 计算机多媒体简述

上世纪九十年代初期至中期,当电脑还是一种高贵的“奢侈品”时,“多媒体电脑”一词已经在我国普及开来,但当时的多媒体概念和现在的多媒体概念有很大的差别。

1.1 计算机多媒体发展史

1978年,根据MIT制定的“阿斯彭计划”,MIT成功模拟出了阿斯彭市的所有地形,其效果可与人工建造的实体模型相媲美。尼葛洛庞帝说:“由此诞生的,正是多媒体”。

1990年11月27日,微软联合坦迪、NEC等10家个人电脑兼容机厂商,共同召开了多媒体大会,制定出了多媒体个人电脑的标准,该标准确定了微处理器、CD-ROM、声卡、鼠标和视窗软件等规格。“PC”从此演变成了“MPC”——多媒体电脑。

1.2 概念概述

所谓多媒体,就是融合了两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播的媒体,其使用的媒体包括文字(Text)、图像(Image)、图形(Graph)、动画(animation)、音频(audio)、视频(Video)。各种媒体表现形式各不同。但都为数字化形式存在,即计算机二进制数字文件。

“多媒体”一词是由英文“Multimedia”翻译而来,Multimedia其实是由multiple和media两字合成的新字。Media(媒体),其种类繁多,只要在信息传递的过程中扮演管道的角色,都是媒体,所以通常象文字、图案、视频影像、电脑动画、语音……都可以被认为是“传递信息的媒体”;Multimedia中的multi字首源于multiple,表示“多个、多种的”,所以multiple+media组成的Multimedia一词就是“多种媒体”的意思。

2 多媒体涉及范围

多媒体包括文本、图形、静态图像、声音、动画、视频剪辑等基本要素。

(1)文本:由语言文字和符号字符组成的数据文件。

(2)图像:通过描述画面中各个像素的亮度和颜色等组成的数据文件。也叫点位图或位图图像。

(3)图形:矢量图形的简称。即生成一幅图形由数学方法组成的数据文件。一般可将图形看作是图像的抽象。

(4)动画:将静态的图像、图形及连环图画等按一定时间顺序显示而形成连续的动态画面。

(5)音频:声音信号,即相应于人类听觉可感知范围内的频率。

(6)视频:可视信号,即计算机屏幕上显示出来的动态信息,如动态图形、动态图像、动画等。而多媒体技术,是指采用计算机技术,将各种媒体以数字化的方式集成在一起,从而使计算机具有了能同时获取、处理、编辑、存储和展示多媒体信息的能力。

多媒体技术是使用计算机交互式综合技术和数字通信网络技术处理多种表示媒体——文本、图形、图像、视频和声音,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个交互式系统,其涵盖的内容相当广泛。主要涉及如下几个部分:

(1)多媒体数据压缩,图像处理:它包括HCI与交互介面设计、多模态转换、压缩与编码和虚拟现实等。

(2)音频信息处理:它包括音乐合成、特定人与非特定人的语音识别、文字——语音的相互转换等。

(3)多媒体数据库和基于内容检索:它包括多媒体数据库和基于多媒体数据库的检索等。

(4)多媒体著作工具:它包括多媒体同步、超媒体和超文本等。

(5)多媒体通信与分布式多媒体:它包括CSCW、会议系统、VOD和系统设计等。

(6)多媒体应用:CAI与远程教学、GIS与数字地球、多媒体远程监控等。

3 多媒体技术应用现状实例

多媒体技术在数据压缩,图像处理等方面的应用表现的尤为卓越。多媒体计算机技术是面向三维图形、环绕立体声和彩色全屏幕运动画面的处理技术。而数字计算机面临的是数值、文字、语言、音乐、图形、动画、图像、视频等多种媒体的问题,它承载着由模拟量转化成数字量信息的吞吐、存储和传输。数字化了的视频和音频信号的数量之大是非常惊人的,它给存储器的存储容量、通信干线的信道传输率以及计算机的速度都增加了极大的压力,解决这一问题,单纯用扩大存储器容量、增加通信干线的传输率的办法是不现实的。

国际标准化协会,国际电子学委员会,国际电信协会等国际组织,于二十世纪90年代领导制定了三个重要的有关视频图像压缩编码的国际标准,JPEG标准;H.261标准;MPEG标准。

数据压缩技术为图像、视频和音频信号的压缩,文件存储和分布式利用,提高通信干线的传输效率等应用提供了一个行之有效的方法,同时使计算机实时处理音频、视频信息,以保证播放出高质量的视频、音频节目成为可能。

2004年在法国坎城举行一周的MIDEM国际音乐大展,秀出了最新数字音乐科技。新一代行动点唱机与手机的年代,将改变世人听音乐的习惯。如果这项突破落实生活,世人将可透过手机和电玩机收听歌曲并编录曲目,或者下载音乐到行动点唱机里。最新数字音乐装置及系统将在今年上市,但这个市场仍有障碍横阻,其中最明显的莫过于欧洲著作权法令,它减缓了音乐流入数字系统的速度,而且不是所有新产品都能彼此相容。在坎城国际音乐大展上,积极寻求突破的音乐业者与各家手机、电话服务业者、网络及电子企业巨子展开严肃会谈,商讨如何让新科技落实生活,嘉惠业者以及音乐爱好者的办法。在这个国际音乐界最具影响力的年度聚会场所,音乐及高科技业者感受到必须尽快行动的迫切性,因为无论是科技或消费者品味,都瞬息万变。

把我国计算机发展历程上所出现的热点技术按先后次序排列,你不难发现:在网络技术风靡神州之前,多媒体技术已经在大多数的个人电脑中扎下了根。它的出现,为一向沉闷死板的计算机描绘上了一层活泼跃动的色彩,使计算机这种以往看来高深莫测的高档仪器,有了一个友善的面孔,并使之得以迅速普及到千家万户。其具有的交互式和影音结合的特点,迎合了计算机发展的平民化趋势,成为计算机发展史上不可磨灭的亮点。

4 多媒体技术的网络应用

随着国际互联网的迅速普及,计算机正在经历一场网络化的革命。在这场变革中,传统多媒体手段却由于其大传输量的特点而与当今慢速的网络传输环境发生了矛盾,面临发展相对停滞的危机。虽然高速的网络连接手段(如:有线电视网连接,ADSL技术等)可以从根本上解决这个问题,但是由于网络建设和消费者拥有成本等原因,短期内还不能大范围普及。所以,如何在慢速的网络传输条件下实现多媒体技术,成了众多软件公司和技术组织研究的热点。

从当前常见的解决方法来看,为适应网络需求的多媒体主要具备了两个大的特点。

4.1 减小多媒体文件的体积

在网络环境下实现多媒体技术,重要的一个前提就是能在使用者能接受的品质下,将庞大的多媒体信息进行最大程度的减小。传统的多媒体文件体积庞大是众所周知的,那么要使它在慢速的网络上进行传输,就势必要减少需要传输的信息量。而要减少传输的信息量,首选方案就是大比例的压缩。一个典型的动态影音文件至少需要每秒1M左右的数据传输,即使是达到200:1压缩比的标准MPEG-1文件也需要至少每秒150K。所以,如果要在低速网络上发布实时的影音图象,就必须进行更为极端的压缩。

4.2 信息流传输

除了减小多媒体文件的体积外,在网络中的多媒体还有一个特点就是都支持"流"传输方式。由于网络的传输速度慢,如果按传统的计算机文件的处理方式来处理网络多媒体信息,将会造成麻烦。通常情况下,计算机处理文件是完整地进行处理的,也就是说文件在被处理的时候必须是一个完整的整体。文件一旦遭到损坏,或者只有一半的内容,那么计算机将认为该文件是坏的,是不可处理的。

5 多媒体技术发展趋势

5.1 发展趋势状况

总的来看,多媒体技术正向二个方而发展:一是网络化发展趋势,与宽带网络通信等技术相互结合,使多媒体技术进入科研设计、企业管理、办公自动化、远程教育、远程医疗、检索咨询,文化娱乐、自动测控等领域;二是多媒体终端的部件化、智能化和嵌入化,提高计算机系统本身的多媒体性能,开发智能化家电。

5.2 蕴藏的巨大发展空间

先进的多媒体技术蕴藏着巨大的发展空间。

时代的步伐把我们带到了21世纪,面对信息时代,世界上任何一件事物都是由信息组成的。而多媒体技术恰恰是这种信息的载体,发展前景可见一斑。

5.3 在网络教学上的发展

“多媒体”与“网络”的联姻促成了“多媒体网络教学”的产生。作为信息时代的教学媒体,多媒体网络技术所具有的集成性、交互性、可控性、信息空间主体化和非线性等特点使其与黑板、粉笔、挂图等传统媒体有质的区别。多媒体与网络技术特有的优点使其对教学的介入,不仅改变了教学手段,而且对传统的教学、教学模式、教学内容、教学方法等产生了深远的影响,极大地冲击了机器工业时代“大批量生产”形式的教学。目前这一技术正向着交互性、非线性化、智能化和全球化的方向推进。

6 结语

从多媒体技术的发展趋势来看,多媒体技术的数字化将会是未来技术扩张的主流,而作为多媒体技术赖以存在和发展的重要基石,数字多媒体芯片技术将成为未来多媒体技术革命中的焦点,不管是从以PC技术为依附的计算机多媒体应用,到移动通信业务的各种多媒体实现,以及未来3C时代各种电子化装置的多媒体大融合,数字多媒体芯片都是无可置疑的主角。