多媒體套用基礎(圖文、動畫等互動處理的信息技術)

多媒體技術一般是指把動畫、聲音等。它的主要特點有實時性和互動性等。

今天，多媒體技術已經發展成為一門綜合的技術，它把微電子、計算機、通信等相關的技術合為一體，充分地利用了各種技術的優點，恰到好處地相互取用，使它得以飛速地發展。它這種量的集成，質的改進，對現在乃至今後社會的發展，人們的工作、學習、生活和娛樂等必將產生巨大的影響。

今後的多媒體將更加貼近我們社會生活的方方面面，它將是我們以後信息交流的重要手段。本章將就多媒體技術的基本概念、常見的多媒體檔案格式、面向普通用戶的多媒體工具軟體、多媒體製作開發工具、web頁、列印和輸出等作一個簡要介紹。

基本介紹

• 中文名：多媒體套用基礎
• 對象：圖象、文本、
• 特性：多樣性、集成性
• 作用：融為一體的技術

內容介紹

隨著社會的發展進步，科技的改革創新，“多媒體”這個詞在我們的日常生活中出現的頻率也越來越高了。

主要特性

多媒體技術是一種把文本、圖形、影像、動畫和聲音等形式的信息結合在一起，並通過計算機進行綜合處理和控制，能支持、完成一系列互動式操作的信息技術。

(1) 多樣性：信息載體的多樣性是相對於計算機而言的，即指信息媒體的多樣性。多媒體就是要把計算機處理的信息多樣化或多維化，從而改變計算機信息處理的單一模式，使人們能互動地處理多種信息。

(2) 集成性：能夠對信息進行多通道統一獲取、存儲、組織與合成。

(3) 互動性：互動性是多媒體套用有別於傳統信息交流媒體的主要特點之一。傳統信息交流媒體只能單向地、被動地傳播信息，而多媒體技術則可以實現人對信息的主動選擇和控制。

(4) 實時性：當用戶給出操作命令時，相應的多媒體信息都能夠得到實時控制。

(5) 非線性：多媒體技術的非線性特點將改變人們傳統循序性的讀寫模式。以往人們讀寫方式大都採用章、節、頁的框架，循序漸進地獲取知識，而多媒體技術將藉助超文本連結（Hyper Text Link）或超媒體連結（Hyper Media Link）的方法，把內容以一種更靈活、更具變化的方式呈現給讀者。

(6) 信息使用的方便性：用戶可以按照自己的需要、興趣、任務要求、偏愛和認知特點來使用信息，任取圖、文、聲等信息表現形式。

(7) 控制性：多媒體技術是以計算機為中心，綜合處理和控制多媒體信息，並按人的要求以多種媒體形式表現出來，同時作用於人的多種感官。

(8) 信息結構的動態性：“多媒體是一部永遠讀不完的書”，用戶可以按照自己的目的和認知特徵重新組織信息，增加、刪除或修改節點，重新建立連結。

其中的前四項是多媒體技術的主要特點。

發展簡史

初始發展階段

在人類發展過程中，報紙可能是第一種重要的大眾性通信介質，它主要使用文字內容，也使用圖形和圖像。

1895年，俄羅斯亞?斯?波波夫和義大利工程師馬可尼（Gugliemo Marconi）分別在俄羅斯和義大利獨立地實現了第一次無線電傳輸。稍後，到了1901年12月，馬可尼又完成跨越大西洋、距離為3700公里的無線電越洋通訊。無線電最初作為電報被發明，現在成了最主要的音頻廣播介質。

電視是20世紀出現的新媒介，它帶來了視頻，並從此改變了群體通信世界。

Vannevar Bush(1890-1974)在1945年發表的論文“As We May Think”中提出了Memex系統：圖書館將各種信息存儲在縮微膠片中，各書目之間的連線可自動跳轉。Memex提供一種方法，使任何一條信息都可以隨意直接自動地選擇另一條信息。而且，更重要是將兩條信息連線到一起。這就是超文本（Hypertext）的概念。

多媒體技術的一些概念和方法，起源於20世紀60年代。1965年，納爾遜（Ted Nelson）為計算機上處理文本檔案提出了一種把文本中遇到的相關文本組織在一起的方法，並為這種方法杜撰了一個詞，稱為“Hypertext”。與傳統的方式不同，超文本以非線性方式組織文本，使計算機能夠回響人的思維以及能夠方便地獲取所需要的信息。全球資訊網（WWW）上的多媒體信息正是採用了超文本思想與技術，組成了全球範圍的超媒體空間。

1967年，Nicholas Negroponte在美國麻省理工學院（MIT）組織體系結構機器組（Architecture Machine Group）。

1969年，納爾遜（Nelson）和萬戴蒙（Van Dam）在布朗大學（Brown）開發出超文本編輯器。

1976年，美國麻省理工學院體系結構機器組向DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency）提出多種媒體（Multiple Media）的建議。

多媒體技術實現於20世紀80年代中期。1984年美國蘋果（Apple）公司在研製麥金塔也稱麥金托什（Macintosh）計算機時，為了增加圖形處理功能，改善人機互動界面，創造性地使用了位映射(Bitmap)、視窗（Window）、圖符（Icon）等技術。這一系列改進所帶來的圖形用戶界面（GUI：Graphical User Interface）深受用戶的歡迎，加上引入滑鼠(Mouse)作為互動設備，配合GUI使用，大大方便了用戶的操作。Apple公司在1987年又引入了“超級卡”（Hypercard），使Macintosh機成為更容易使用、學習並且能處理多媒體信息的機器，受到計算機用戶的一致讚譽。

1985年，Microsoft公司推出了Windows，它是一個多用戶的圖形操作環境。Windows使用滑鼠驅動的圖形選單，從Windows 1.x，Windows 3.x，Windows NT，Windows 9x，到Windows 2000，Windows XP等，是一個具有多媒體功能、用戶界面友好的多層視窗作業系統。

1985年，美國Commodore公司推出世界上第一台多媒體計算機Amiga系統。Amiga機採用Motorola M68000微處理器作為CPU，並配置Commodore公司研製的圖形處理晶片Agnus 8370、音響處理晶片Pzula 8364和視頻處理晶片Denise 8362三個專用晶片。Amiga機具有自己專用的作業系統，能夠處理多任務，並具有下拉選單、多視窗、圖符等功能。

1985年，Negroponte和Wiesner成立麻省理工學院媒體實驗室（MIT Media Lab）。

1986年荷蘭Philips公司和日本Sony公司聯合研製並推出CD-I（Compact Disc Interactive，互動式緊湊光碟系統），同時公布了該系統所採用的CD-ROM光碟的數據格式。這項技術對大容量存儲設備光碟的發展產生了巨大影響，並經過國際標準化組織（ISO）的認可成為國際標準。大容量光碟的出現為存儲和表示聲音、文字、圖形、音頻等高質量的數位化媒體提供了有效手段。

關於互動式音頻技術的研究也引起了人們的重視。自1983年開始，位於新澤西州普林斯頓的美國無線電公司RCA研究中心，組織了包括計算機、廣播電視和信號處理三個方面的40餘名專家，研製互動式數字視頻系統。它是以計算機技術為基礎，用標準光碟來存儲和檢索靜態圖像、活動圖像、聲音等數據。經過4年的研究，於1987年3月在國際第二屆CD-ROM年會展示了這項稱為互動式數字視頻（DVI：Digital Video Interactive）的技術。這便是多媒體技術的雛形。DVI與CD-I之間的實質性差別在於，前者的編、解碼器是置於微機中，由微機控制完成計算的，這就把彩色電視技術與計算機技術融合在一起；而後者的設計目的只是用來播放記錄在光碟上的按照CD-I壓縮編碼方式編碼的視頻信號（類似於後來的VCD播放器）。這便是在DVI技術出現之後，人們就立即對CD-I失去興趣的原因。

儘管考證出“多媒體”這個詞是由誰和什麼時候開始第一次運用的不是一件容易的事，但是，1985年10月IEEE計算機雜誌首次出版了完備的“多媒體通信”的專集，這是文獻中可以找到的最早的出處。

多媒體技術的出現，在世界範圍引起巨大的反響，它清楚地展現出信息處理與傳輸（即通信）技術的革命性的發展方向。國際上在1987年成立了互動聲像工業協會，該組織1991年更名為互動多媒體協會（IMA：Interactive Multimedia Association）時，已經有15個國家的200多個公司加入了。

美國無線電公司RCA後來把推出的互動式數字視頻系統DVI賣給了美國通用電氣 （GE）公司。1987年，Intel公司又從GE把這項技術買到手，並經過改進，於1989年初把DVI技術開發成為一種可普及商品。隨後又和IBM公司合作，在Comdex/Fall’89展示會上推出Action Media 750多媒體開發平台。該平台硬體系統由音頻板、視頻板和多功能板塊等專用插板組成，其硬體是基於DOS系統的音頻/視頻支撐系統（AVSS：Audio Video Support System）。1991年，Intel和IBM合作又推出了改進型的Action Media II。在該系統中硬體部分集中在採集板和用戶板兩個專用外掛程式上，集成程度更高；軟體採用基於Windows的音頻視頻核心（AVK：Audio Video Kernel)。Action Media II在擴展性、可移植性、視頻處理能力等方面均大大改善。

標準化階段

自20世紀90年代以來，多媒體技術逐漸成熟。多媒體技術從以研究開發為重心轉移到以套用為重心。

1989年，Tim Berners-Lee向核研究歐洲委員會（CERN：European Council for Nuclear Research）建議建立全球資訊網。

1990年，K. Hooper Woolsey建立100人的蘋果公司多媒體實驗室（Apple Multimedia Lab）。

由於多媒體技術是一種綜合性技術，它的實用化涉及到計算機、電子、通信、影視等多個行業技術協作，其產品的套用目標，既涉及研究人員也面向普通消費者，涉及各個用戶層次，因此標準化問題是多媒體技術實用化的關鍵。在標準化階段，研究部門和開發部門首先各自提出自己的方案，然後經分析、測試、比較、綜合，總結出最優、最便於套用推廣的標準，指導多媒體產品的研製。

1990年10月，在微軟公司會同多家廠商召開的多媒體開發工作者會議上提出了MPC 1.0標準。1993年由IBM，Intel等數十家軟硬體公司組成的多媒體個人計算機市場協會（MPMC，The Multimedia PC Marketing Council）發布了多媒體個人機的性能標準MPC 2.0。1995年6月，MPMC又宣布了新的多媒體個人機技術規範MPC 3.0。

1992年，實現網路上的第一個多址傳送骨幹（M-Bone）音頻廣播。

1993年，在美國伊利諾斯大學的美國超級計算套用國家中心（NCSA：National Center for Supercomputing Applications）開發出第一個全球資訊網瀏覽器Mosaic。

1994年，Jim Clark和Marc Andreesen開發出全球資訊網瀏覽器Netscape。

1995年，與平台無關的套用開發語言Java面世。

多媒體技術的關鍵技術之一是關於多媒體數據壓縮（編碼）和解壓（解碼）算法。

國際電信聯盟（ITU）的前身CCITT推出的CCITT Group 2(G2)是一種非常早的壓縮方案，用於傳真系統。隨後推出的有CCITT Group 3(1980年)和CCITT Group 4(1984年)。

20世紀多媒體套用出現了翻天覆地的變化，各個企業在多媒體套用領域不斷的更新開發，多媒體成為了人們生活和企業商務活動不可缺少的一部份。多媒體領域的令軍企業，深圳市盈富通科技有限公司為了在多媒體業務上得到更高更快的發展，推出了企業多媒體套用網大大的促進了企業多媒體設計製作的業務量，保持了企業較快的向前發展。

靜態圖像的一個標準，是國際電信聯盟（ITU）的T.81。靜態圖像的主要標準稱為JPEG標準（ISO/IEC 10918）。它是ISO和IEC聯合成立的聯合圖像專家組JPEG(Joint Photographic Experts Group)建立的適用於單色和彩色、多灰度連續色調靜態圖像國際標準。該標準在1991年通過，成為ISO/IEC 10918標準，全稱為“多灰度靜態圖像的數字壓縮編碼”。

視頻/運動圖像的主要標準是國際標準化組織（ISO）下屬的一個運動圖像專家組MPEG（Moving Picture Experts Group）制定的MPEG-1 ( ISO/IEC 11172)、MPEG-2(ISO/IEC 13818)和MPEG-4(ISO/IEC 14496)三個標準。與MPEG-1、4等效的國際電信聯盟（ITU）標準，在運動圖像方面有用於視頻會議的H.261(Px64)、用於可視電話的H.263。

MPEG-1標準的正式名稱叫“信息技術——用於數據率1.5Mbit/s的數字存儲媒體的電視圖像和伴音編碼”，於1991年被ISO/IEC採納，由系統、視頻、音頻、一致性測試和軟體模擬五個部分組成。MPEG-2標準的正式名稱叫“信息技術——活動圖像和伴音信息的通用編碼”。MPEG-2的基本位速率為4~8Mbps，最高達15Mbps。MPEG-2包含九個部分：系統、視頻、音頻、一致性測試、軟體模擬、數字存儲媒體命令和控制（DSM-CC）擴展協定、先進音頻編碼（AAC）、系統解碼器實時接口擴展協定和DSM-CC一致性擴展測試。MPEG-4標準的正式名稱叫“甚低速率視聽編碼”，已完成系統、視頻、音頻以及傳輸多媒體集成框架（DMIF）等部分的2000編輯版，參考軟體的2001編輯版在2001年內通過。

MPEG還曾參與了高清晰度電視（HDTV）標準的制訂。後來，由於MPEG-2已能滿足HDTV圖像要求，此項工作才於1992年7月停止。1995年11月28日美國先進電視系統委員會(ATSC， Advanced Television System Committee)向FCC諮詢委員會提交了數位電視（DTV）標準，並推薦作為高級廣播電視標準。

在多媒體數字通信方面（包括電視會議等）制定了一系列國際標準，稱為H系列標準。這個系列標準分為兩代。H.320、H.321和H.322是第一代標準，都以1990年通過的綜合業務數字網ISDN（Integrated Service Digital NeTwork）網路上的H.320為基礎。H.323、H.324和H.310是第二代，使用新的H.245控制協定並且支持一系列改進的多媒體編、解碼器。

國際標準化組織（ISO）在制定MPEG-1、MPEG-2及MPEG-4的標準基礎上，推出了新的標準MPEG-7，該標準的正式名稱為“多媒體內容描述接口”（Multimedia Content Description Interface）， 其目標就是產生一種描述多媒體內容數據的標準，滿足實時、非實時套用的需求，它既不同於基於波形和基於壓縮的表示方式如MPEG-1和MPEG-2，又不同於基於對象的表示方式如MPEG-4，而是將對各種不同類型的多媒體信息進行標準化描述，並將該描述與所描述的內容相聯繫，以實現快速有效的搜尋。它有七個組成部件，分別是系統、描述定義語言（DDL）、視頻、音頻、多媒體描述方案、參考軟體和一致性測試等。該標準於1998年10月提出，於2001年最終完成並公布。

另一個新的標準是MPEG-21標準（ISO/IEC 18034），正式名稱叫“多媒體框架”。MPEG-21的目標是，把支持分布在大範圍網路和設備中的多媒體資源的技術透明地集成起來以支持多種功能，包括：內容創作、內容生產、內容分發、內容消費和使用、內容包裝、智力財產管理和保護、內容識別和描述、財政管理、用戶隱私、終端和網路資源抽象、內容表示和事件報告等。MPEG-21多媒體框架將標識和定義支持多媒體傳輸鏈所需要的關鍵元素、它們之間的關係和它們支持的操作。

另外，ISO對多媒體技術的核心設備——光碟存儲系統的規格和數據格式發布了統一的標準，特別是流行的光碟驅動器和以光碟驅動器為基礎的各種音頻視頻光碟的各種性能有統一規定。

推動多媒體產業鏈的發展

隨著多媒體各種標準的制定和套用，極大地推動了多媒體產業的發展。很多多媒體標準和實現方法（如JPEG、MPEG等）已被做到晶片級，並作為成熟的商品投入市場。與此同時，涉及到多媒體領域的各種軟體系統及工具，也如雨後春筍，層出不窮。這些既解決了多媒體發展過程必須解決的難題，又對多媒體的普及和套用提供了可靠的技術保障，並促使多媒體成為一個產業而迅猛發展。

蓬勃發展的代表事件之一是發展多媒體晶片和處理器。1997年1月美國Intel公司推出了具有MMX（多媒體增強指令集Multi Media eXtensions）技術的奔騰處理器（Pentium processor with MMX），使它成為多媒體計算機的一個標準。奔騰處理器在體系結構上有三個主要的特點：(1)增加了新的指令，使計算機硬體本身就具有多媒體的處理功能（新添57個多媒體指令集），能更有效地處理視頻、音頻和圖形數據。(2)單條指令多數據處理（SIMD：Single Instruction Multiple Data process）減少了視頻、音頻、圖形和動畫處理中常有的耗時的多循環。(3)更大的片內高速快取，減少了處理器不得不訪問片外低速存儲器的次數。奔騰處理器使多媒體的運行速度成倍增加，並已開始取代一些普通的功能卡板。

除具有MMX技術的奔騰處理器外，還有AGP規格、MPEG-2、AC-97、PC-98、2D/3D繪圖加速器、Java Code(Processor Chip)等技術，也為多媒體大家族增添了風采。

蓬勃發展的另一代表事件是AC97杜比數字環繞音響的推出。在視覺進入3D立體視覺空間的境界後，對聽覺也提出環繞及立體音效的要求。電影製片商在講究大場景前，更會要求有逼真及臨場感十足的聲音效果。加上個人計算機遊戲（PC Game）的刺激，將音效的需求帶到顛峰。AC97(Audio Codec 97)在此情此景的推動下，由聲霸卡(Sound Blaster)的創始者Creative公司，及深耕此領域的Analog Device、NS、Yamaha、Intel主導生產。AC97硬體解決方案中，由Controller（聲音產生器）及Codec IC兩片IC構成。

隨著網路電腦(Internet PC、NC)及新一代消費性電子產品，如電視機頂盒（Set-Top Box）、DVD、視頻電話（Video Phone）、視頻會議（Video Conference）等觀念的崛起，強調套用於影像及通訊處理上最佳的數位訊號處理器（DSP：Digital Signal Processing），經過另一番的結構包裝，可由軟體驅動組態的方式，進入諮詢及消費性的多媒體處理器市場。

圖書信息

書名：多媒體套用基礎

多媒體套用基礎

作者：王志強

定價：42元

出版社：高等教育出版社

ISBN：9787040335545

頁碼：410 出版日期：2012-01-01

開本：16開 裝幀：平裝

內容簡介

《高等學校計算機基礎課程多元教學系列教材：多媒體套用基礎》是根據教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會制定的《高等學校計算機基礎課程教學基本要求》中“多媒體技術及套用”課程教學基本要求編寫的。

全書共分為7章，主要內容包括多媒體技術基礎、數字音頻技術及Audition的使用、數字圖像處理技術及Photoshop的使用、計算機動畫技術及F1ash的使用、數字視頻處理技術及Premiere的使用、兩個主流的多媒體著作工具Authorware和Dreamweaver的使用，以及多媒體套用系統開發等。本書在寫作過程中注重初學者的認識規律，深入淺出，強調技術的新穎性、實用性和完備性。

《高等學校計算機基礎課程多元教學系列教材：多媒體套用基礎》既可作為高等學校非計算機專業“多媒體技術及套用”課程的教材，也可作為計算機專業“多媒體技術”課程的實驗教材，還可以供從事多媒體作品設計和多媒體套用系統開發的技術人員學習和參考。

圖書目錄

第1章 多媒體技術基礎

1.1 多媒體技術概述

1.1.1 媒體及其分類

1.1.2 多媒體

1.1.3 多媒體技術

1.2 多媒體系統的組成

1.2.1 多媒體系統結構

1.2.2 多媒體硬體系統

1.2.3 多媒體軟體系統

1.3 多媒體存儲技術

1.3.1 多媒體存儲技術概述

1.3.2 光碟存儲系統

1.3.3 CD存儲技術

1.3.4 DVD存儲技術

1.3.5 光碟刻錄軟體

1.4 多媒體技術的發展與套用

1.4.1 多媒體技術的發展歷程

1.4.2 多媒體技術的發展趨勢

1.4.3 多媒體技術的套用領域

本章小結

習題1

第2章數字音頻處理技術

2.1 數字音頻基礎知識

2.1.1 聲音的基本概念

2.1.2 聲音的數位化

2.1.3 音頻的檔案格式

2.1.4 音頻的採集與處理

2.2 數字音頻壓縮標準

2.2.1 音頻壓縮方法概述

2.2.2 音頻壓縮技術標準

2.2.3 音頻壓縮工具軟體

2.3 音效卡與電聲設備

2.3.1 音效卡

2.3.2 傳聲器

2.3.3 揚聲器

2.3.4 音箱

2.4 電子音樂與MIDI

2.4.1 電子音樂的發展

2.4.2 MIDI音樂技術

2.4.3 計算機音樂系統

2.4.4 音樂軟體的分類

2.5 音頻編輯軟體

2.5.1 Audition概述

2.5.2 音頻的基本操作

2.5.3 音頻的剪輯技術

2.5.4 音頻的特殊效果

2.5.5 多軌音頻的製作

2.5.6 CD音樂的刻錄

2.6 語音識別技術

2.6.1 語音識別的發展歷史

2.6.2 語音識別的基本原理

2.6.3 語音識別系統的分類

2.6.4 語音識別軟體

2.7 語音合成技術

2.7.1 語音合成的研究歷史

2.7.2 語音合成的概念

2.7.3 文語轉換技術

本章小結

習題2

第3章 數字圖像處理技術

3.1 數字圖像基礎知識

3.1.1 光和顏色

3.1.2 圖像與圖形

3.1.3 圖像的數位化

3.1.4 圖像的檔案格式

3.1.5 圖像的獲取與處理

3.2 靜止圖像壓縮標準

3.2.1 圖像壓縮方法概述

3.2.2 JPEG圖像壓縮標準

3.2.3 JPEG圖像壓縮工具

3.3 顯示設備與掃瞄器

3.3.1 顯示設備

3.3.2 掃瞄器

3.4 圖像處理軟體

3.4.1 Photoshop概述

3.4.2 圖像的基本操作

3.4.3 圖層的套用

3.4.4 通道與蒙版

3.4.5 典型濾鏡效果

3.4.6 3D圖像處理

本章小結

習題3

第4章 計算機動畫技術

4.1 計算機動畫基礎

4.1.1 動畫與計算機動畫

4.1.2 計算機動畫的分類

4.1.3 計算機動畫的檔案格式

4.1.4 計算機動畫的套用領域

4.2 計算機動畫的製作環境

4.2.1 計算機硬體與軟體環境

4.2.2 二維動畫基本製作過程

4.2.3 三維動畫基本製作過程

4.3 計算機動畫的設計方法

4.3.1 計算機動畫創意

4.3.2 動畫動作的設計

4.3.3 影視片頭的設計

4.4 矢量動畫製作軟體

4.4.1 Flash概述

4.4.2 Flash的基本操作

4.4.3 基本動畫製作

4.4.4 元件與庫資源

4.4.5 聲音與視頻

4.5 動畫在遊戲中的套用

4.5.1 Flash遊戲的特點

4.5.2 ActionScript語言基礎

4.5.3 Flash遊戲的互動編程

4.5.4 遊戲動畫製作實例

本章小結

習題4

第5章 數字視頻處理技術

5.1 數字視頻基礎知識

5.1.1 視頻的基本概念

5.1.2 視頻的數位化

5.1.3 視頻的檔案格式

5.1.4 視頻的獲取與處理

5.2 運動圖像壓縮標準

5.2.1 視頻壓縮基本原理

5.2.2 MPEG視頻壓縮標準

5.2.3 視頻轉換壓縮工具

5.3 攝像頭與數字攝像機

5.3.1 數字攝像頭

5.3.2 數字攝像機

5.4 視頻編輯軟體

5.4.1 Premiere概述

5.4.2 視頻的基本操作

5.4.3 音視頻轉場特效

5.4.4 音視頻特效

5.4.5 字幕與標題

5.4.6 視頻製作過程

5.5 視頻光碟製作

5.5.1 光碟製作系統

5.5.2 VCD與DVD製作

本章小結

習題5