书城科普读物趣味科学馆丛书:走进信息化时代
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第16章 信息化生活(4)

交互式电视

交互式电视是一种双向电视,用户能通过这种电视屏幕上的信息窗对信息作出回应,使观众和电视机屏幕上的信息或节目建立一种双向联系。交互式电视,并不复杂,只需要一台普通的电视机、一个普通的遥控器,再加上一个与电话线相连的转换器三个部件就可以了。

1995年6月22日,英国电信公司在英国科尔切斯特和伊普斯威奇进行了世界上最大的一次交互式电视实验,涉及2500个用户,在公布的实验调查结果中,他们称:“用户对交互式电视的所有服务项目均感兴趣,他们的反映是积极的。”

通过交互电视,观众可以检索播放影片。影片可以像放录像那样快进、快退和暂停,画面、声音质量可与激光视盘相媲美。这些影片是通过电话线从英国电信公司的计算机中心传输过来的,那里存有大量影片资料。技术人员首先将普通电影转换成计算机能够处理的数字信息,经过数据压缩后存在计算机中。观众选择某部影片时,该影片的数字信息就传输到交互式电视中。由于采用了并行处理技术,存在磁盘上的一部影片可供518个用户同时观看。英国电信公司的技术人员解释说,电影是由一个个画面组成的,用户同时观看时开机时间也有先有后,每个用户在某个时刻需要的画面通常不会相同,计算机依次将不同的画面传到用户的电视上,所以影片能够同时让多个用户观看。

除了观赏电影,英国电信公司的交互式电视还提供节目点播服务,包括儿童节目、教育节目、音乐节目、当地动态、电视购物和电子银行、电子游戏以及电子广告等项目。用户只需支付几英镑至几十英镑就可享受这些服务。

最能体现“交互”效果的是电子游戏项目。在演示中心的工作人员表演了电子台球游戏:游戏的参观者可不在一个地方,他们通过电话线联接起来。当一个选手在交互式电视上“击”出一球时,所有参加者的电视屏幕上都会出现这一杆的结果,如果轮到下一位,那么他们就可接着玩下去,如同真的在同一个台球桌上比赛一样。

英国电信公司进行交互式电视实验的主要目的是进行市场调查,以摸清用户到底喜欢什么,并愿意为这种服务支付多少钱。

交互式电视的发展无疑会戏剧性地改变大众收看电视的方式,例如可利用交互式电视购物,开展远方课堂教学,搞大型集体电视游戏,进行投票选举和民意测验,或者进行证券交易等。

家庭影院

家庭影院,顾名思义,就是将电影院搬到家中,使您在家中能够获得身临其境的现场感、惊心动魄的紧张感。家庭影院之所以能够使您体验身临其境的强劲震撼,除了家庭影院必须配置的大屏幕彩色电视机播放的现场画面外,另一个更重要的原因,就是家庭影院营造的特殊的声音气氛。

在标准的电影院里,在银幕左右、电影院两侧和后墙上都挂着一些音箱,随着电影情节的改变,声音的位置在电影院左右前后甚至上下移动,从而使看电影的人受到紧张的刺激、现场的陶醉和震撼。这种现场感正是眼睛看到的画面和耳朵听到的到处移动的声音共同刺激的结果。而声音到处移动,就是这些音箱制造出来的。家庭影院类似电影院,在大屏幕彩色电视机两旁、上面、观众背后等位置,配备了5~6个音箱,这些音箱把声音进行科学、有机地组合,播放出杜比定向逻辑环绕声,从而使您产生了非常真实的身临其境的感觉。

家庭影院需要特别指出的是,播放杜比定向逻辑环绕声的5~6个音箱,它们的作用各不相同:紧靠在电视机左右两边的两个主音箱主要营造身临其境的动态气氛,它既能渲染强烈的现场声音环境,比如万马奔腾、千蹄竞踏的震撼,又能表现出现场一些细微的声音变化,比如“铃铛”从奔马的脖子上跌落下来碰撞石头、又从石头上反弹起来的清脆回声;放置在电视机上面的中置音箱主要传出清晰传神的人物对话;观众背后左右两个后环绕音箱主要表现四周空间的声音气氛,比如,小鸟鸣叫着从您右侧绕到身后、在您身后上下鸣叫一番后又绕到左侧鸣叫的声音效果,这两个后环绕音箱最能表达声音可以四边跑的现象。家庭影院中还有一个超低音音箱,俗称“低音炮”,它和上面讲的两个主音箱中的低音喇叭配合,更能真实地再现沉闷的回声,比如大象、恐龙粗大的脚步在地上奔跑的回声、脑袋砸在空心木板上沉闷的回声等等,低音炮表达这种雄浑、厚实的声音,可以比现场更加传神。不仅如此,家庭影院还能模拟出圆顶教堂、拱形体育馆的回声效果,模拟歌舞厅、爵士俱乐部表演的现场传声效果。

总的来讲,作为现代电子科学技术结晶的家庭影院,完全可以真实地再现雄浑激昂的盛大场面,演绎细腻传神的自然音色,人们在小居室就能感受身临其境的强劲震撼。

CD

CD是一种存放数字音频信号的光盘,通常被称为激光唱片。它是用聚碳酸酯作片基,表面镀有一层银色金属薄膜的圆形盘片。录制时,声音信号先通过话筒转变成相应的声音电流,再在一种叫做“模/数转换器”的装置中,通过取样、量化、编码等技术处理,转换成一组组用“0”和“1”数字表示的脉冲电流(“0”表示无电流,“1”表示有电流),它可以控制激光发射器,使激光在有脉冲电流时就发射,在盘片上打击出一个极微小的凹坑。一张直径为12厘米的标准型CD盘片上的凹坑多达25亿个,因而可贮藏大量信息,记录或重放时间可长达74分钟。采用这种“数字化”方法在盘片上录制的声音信号,只是一连串的凹坑,它不受环境及物理条件的影响,保真度极高,几乎没有噪声。

在CD机上重放时,激光束照射在CD片的凹坑上,随着CD片的转动,激光束会从凹坑上不断反射出来。由于激光束在凹坑中和平面上的反射光束具有截然相反的特征,因此,在光接收器中通过光电转换,就会输出一连串对应于“0”与“1”的脉冲电流,再在数/模转换器中还原出声音电流。在这个过程中,没有失真,也没有机械磨损。此外,CD机中配置的放大器和扬声器,大多有很高的保真度,可允许通过的电流信号的频率变化范围也十分宽广平坦,覆盖了人耳的听觉范围,能真实地重现出录制时的音响效果。

在制作CD时,将所得的音频数据进行编码而不作任何方式的数据压缩,再按一定的格式用压膜的方法写入直径为12厘米的空白光盘上。所以CD盘可播放一个多小时的音乐,但是没有图像。

VCD

大家知道,数字化的图像和声音信号的数据量是非常大的。一般来说,屏幕上图像变换在每秒10帧左右时,观看者会觉得图像是间断的;每秒图像变换在15帧左右时,仍然会让人有跳跃感;只有当图像变化达到每秒25帧以上时,才能使人觉得画面是连续变换的。每帧画面所含的信息量是用来显示图像的屏幕大小、分辨率高低、色彩的丰富程度不同而有所差异。如果将未经压缩的活动图像的数据直接记录到直径为12厘米、容量为650M字节的光盘上,那么每片光盘只能记录24秒左右的电视信号,这显然没有实用价值。

VCD光盘为了能在一张光盘上存放较长时间的音频和视频信号,在CD家族中又诞生了新秀VCD。它大小和CD一样,但在制作时采用了一种叫做“MPEG-1”的编码规则对数据进行压缩。制作时先将声音和图像数据进行压缩处理,然后把压缩后的数据“刻”录到空白的光盘上。通过这样的制作,一张空白CD上就能存放74分钟左右的电影或卡拉OK节目。在播放VCD时,通过激光阅读装置读取的数据,必须借助于计算机或专用微处理器芯片进行解压缩,经过压缩后的数字视频信号和音频信号才能送到图像和声音输出装置,使观众听到美妙的音乐,看到清晰的图像。

通常用VCD机来放VCD,也可用配置了相应软件的计算机来放VCD。VCD机除了能放VCD外,还能播放CD,但专用的CD机却不能播放VCD。

知识点差错控制

差错控制是在数字通信中利用编码方法对传输中产生的差错进行控制,以提高数字消息传输的准确性。通信过程中的差错大致可分为两类:一类是由热噪声引起的随机错误;另一类是由冲突噪声引起的突发错误。突发性错误影响局部,而随机性错误则影响全局。

电子阅读与信息化

电脑辞典

随着科学技术的发展,一种称为电脑辞典的高技术产品从日本以及中国的香港特区、台湾地区等地开发生产,并迅速在全球推广开来。不光是那些小学生、中学生,就是那些商人也人手一台,随时记录和查找经济活动中的重要信息。那些政府官员、企业领导及事务活动繁忙的工作人员,也开始感受到电脑辞典的重要性,纷纷在自己的衣袋里换上了电脑辞典,以此提高工作效率。

电脑辞典如此受到人们的青睐,从外观看,其大小同普通的笔记本相仿,小的只有名片大。其核心是用超大规模集成电路做成的微型处理器和数据存储器,由处理器控制电脑辞典的运行。通过上面的标准英文键盘,能够输入英文、汉字、数字等信息,然后在其液晶屏幕上显示出来,完全是一台独立运行的掌上型个人计算机。

电脑辞典既然称为电脑辞典,那么其主要功能就应该体现在查阅英汉、汉英字典上。目前的电脑辞典里一般装有5万到50万个不等的英文单词,还有10多万条英文整句。不仅能够在液晶屏幕上显示翻译出来的句子和单词,还能自动模拟真人的声音读出来。

除此之外,当前的电脑辞典还扩展了许多功能。它的第二项功能便是记事功能,也就是人们通常所说的电子记事簿。人们将所要记录的信息存到机器中去,并设定重要事情的约会提醒,名片上的姓名、单位、地址、电话、手机号等信息可按顺序录入,随时查找或修改,形成自己的名片数据库。容量较大的电脑辞典能存13万个汉字的信息。

电脑辞典的第三项功能是名目繁多的计算功能。在电脑辞典上,不仅具备传统的运算功能,还有利息计算、汇率换算、度量衡转换、统计公式等经济工作中要用到的所有计算方法。运算结果能在液晶屏幕上以曲线和图表的形式直观地显示出来,这些都远远超过了人们常用的微型计算器所具备的功能。

电脑辞典的第四项主要功能是计时功能。电脑辞典不但有日期和时间显示,还有万年历及公历农历对照。为了方便国际旅行,还带有世界各地时区的转换功能。

丰富多彩的学习娱乐项目也是电脑辞典独特的优势。像电子游戏,历史事件,大事年表,财务账目,飞机、火车、汽车、轮船时刻表,电话区号,邮政编码等常用信息均可在电脑辞典中找到。

一些用惯了电脑辞典的人士称其为集传统辞典、计算器、记事簿、游戏机、高级时钟于一身的信息百宝囊。

电子墨水与电子图书

现在,电脑已经走进了普通人的生活。虽然台式电脑可以存储大量的信息,笔记本电脑更可以让你随身携带这些信息,但是由于笔记本电脑以及类似的便携式信息装置使用液晶显示屏,工作起来耗电大,液晶显示在阳光下也看不清楚等,所以,一种装有计算机芯片的电子图书便大行其道,为了使电子图书比笔记本电脑更携带方便、显示清晰、功耗又低,有人想到了使墨水电子化的方法。美国麻省理工学院把这项研究计划变成了现实,并且其基本技术已由物理学家乔·雅各宾领导的一个小组在该学院的媒体实验室里研究成功。

电子图书工作原理简单地说,就是使其电子图书中的每页纸上埋有千百万颗装在微囊体(microcapsules)中的微粒。各个微囊体均能独自与电荷发生作用:囊中微粒向后移动呈现暗黑色,向前移动则呈现亮白色;微粒移动方向取决于所施加的是正电荷(亮白)还是负电荷(暗黑)。每个微囊体约为40微米大小,比人的头发丝还要细一半。

一个给定的页面要用的微囊体,数目十分巨大。譬如,页面上一个字母“A”可能是用1000个微囊体组成的。雅各宾说,字母越小,所用的微囊体数目越多,清晰度才会越好。计划要实现的目标是,电子图书“纸面显示分辨率”要比今天的电脑屏幕高。目前,字母本身是静态的,要进行动态变化还有问题。但从理论上讲,微囊体可以通过编程在黑白两种状态间快速翻转,这样便可给人以图像运动的感觉,例如以此表示汽车是如何开动的。

由于采用电子墨水,电子图书接收藏在书脊中的电子设备对每一页所发出的指令,就可自身进行排版。从耗电角度考虑,此过程令电子图书工作效率非常高。它与液晶显示屏完全不同:液晶显示屏工作时始终要耗电,而电子图书页面排版一旦完成,人们阅读时不再耗电。也就是说,笔记本电脑及其液晶显示屏需要使用大电源,而电子图书只要求使用一个小电源,两者截然不同。

电子图书吸引人们的主要特点就是方便。这里不是仅仅指携带方便而言。由于信息是以电子方式存储的,人们可方便地对其进行各种处理。例如,为了便于阅读,可让字体显示大一些;还可用电子笔在页边作注释,把自己的评论存放在书脊中可插拔的刷新存储卡上。