书城计算机网络多媒体技术
13955600000004

第4章 多媒体技术概述(3)

在软件方面,随着硬件的进步,多媒体操作系统编辑创作软件、通用或专用开发软件以及大批多媒体应用软件,极大地促进了多媒体技术的发展。多媒体技术的发展也极大地促进了计算机软硬件技术、数据通信和计算机网络以及计算机图形图像处理技术的发展。

4.多媒体数据库技术

多媒体的信息数据量巨大,种类格式繁多,每种媒体之间的差别很大但又具有种种关联,这些都给数据和信息的管理带来许多困难,因此,传统的数据库已不能适应多媒体数据的管理。

处理大批非规则数据主要有两个途径:一是扩展现有的关系数据库,通过在原来的关系数据库的基础上增加若干种数据类型来管理多媒体数据,还可以实现“表中有表”的数据模型,允许关系的属性也是一种关系;二是建立面向对象的数据库系统,以存储和检索特定信息。在多媒体信息管理中,最基本的是基于内容的检索技术,其中对图像和视频的基于内容的检索方法将是多媒体检索经常遇到的问题。

随着国际互联网Internet的发展,超文本和超媒体的数据结构被广泛应用,引起了信息管理方面的巨大变革。超文本(HyperText)在存储组织上通过“指针”将数据块链接在一起,是互连的网状结构,而不是顺序结构,比较符合人的记忆对信息的管理(可以联想)。由结点和链(指针)组成的超文本结构网络称为Web,它是一个由结点和链组成的信息网络,用户可以在该信息网络中实现“浏览”功能。将多媒体信息引入超文本结构,称为超媒体。制作和管理超媒体的系统称为超媒体系统。

5.多媒体通信和网络技术

一般意义上的计算机都是指多媒体计算机或网络计算机,多媒体系统一般都是基于网络分布应用系统的。多媒体通信网络为多媒体应用系统提供多媒体通信手段。多媒体网络系统就是将多个多媒体计算机连接起来,以实现共享多媒体数据和多媒体通信的计算机网络系统。多媒体网络必须有较高的数据传输速率或较大的信道宽带,以确保高速实时地传输大容量数据的文本、音频和视频信号,并且必须制定相应的标准(如H.251远程会议标准、JPEG静态图像压缩标准、MPEG动态连续声音图像压缩标准等)。随着电子商务、远程会议、电子邮件等网络服务的发展,人们对网络安全与保密也提出了更高的要求。

6.虚拟现实技术(VirtualReality)

从本质上讲,虚拟现实技术是一种崭新的人机界面,是三维的对物理现实的仿真。虚拟现实系统实际上是一种多媒体计算机系统,它利用多种传感器输入信息仿真人的各种感觉,经过计算机高速处理,再由头盔显示器、声音输出装置、触觉输出装置及语音合成装置等输出设备,以人类感官易于接受的形式表现给用户。虚拟现实技术能实现人与环境的统一,仿真“人在自然环境之中”。

人的感觉是多方面的,要想使处于虚拟现实中的人在各种感觉上都能仿真是很困难的,要达到智能就更困难了。但是,虚拟现实技术提供了一种崭新的人机界面设计的方向,在国民经济许多领域将会有重要应用,是多媒体系统重要的发展方向。

1.4多媒体技术的应用

多媒体是一种实用性很强的技术,它一出现就引起许多相关行业的关注,由于其社会影响和经济影响都十分巨大,相关的研究部门和产业部门都非常重视产品化的工作,因此多媒体技术的发展和应用日新月异,产品更新换代的周期很短。多媒体技术及其应用几乎覆盖了计算机应用的绝大多数领域,而且还开拓了涉及人类生活、娱乐、学习等方面的新领域。多媒体技术的显着特点是改善了人机交互界面,集声、文、图、像处理于一体,更接近人们自然的信息交流方式。同时,由于其还具有直观、信息量大、易于接收和传播迅速等特点,近年来,随着国际互联网的兴起,多媒体技术也随着互联网络的发展和延伸而不断成熟和进步。多媒体技术的典型应用包括以下几个方面。

1.教育和培训

教育领域是应用多媒体技术最早,也是进展最快的领域。人们以最自然、最容易接受的多媒体技术开展培训、教学工作,寓教于乐,内容直观、生动活泼,不但扩展了信息量,还提高了知识的趣味性。多媒体技术在教育领域中的典型范例包括计算机辅助教学(CAI:ComputerAssistedInstruction)、计算机辅助学习(CAL:ComputerAssistedLearning)、计算机化教学(CBI:ComputerBasedInstruction)、计算机化学习(CBL:ComputerBasedLearning)、计算机辅助训练(CAT:ComputerAssistedTraining)、计算机管理(CMI:ComputerManagedInstruction)等。

2.信息管理系统

多媒体信息管理的基本内涵是多媒体与数据库相结合,用计算机管理数据、文字、图形、静动态图像和声音资料。以往的管理信息系统MIS都是基于字符的,多媒体的引入可以使之具有更强的功能,更大的实用价值。资料的内容很多,包括人事资料、文件、图样、照片、录音、录像等。利用多媒体技术,这些资料能通过扫描仪、录音机和录像机等设备输入计算机,存储于光盘。在数据库的支持下,需要时,便能通过计算机录音、放像和显示等手段实现资料的查询。

3.娱乐和游戏

多媒体技术的出现给影视作品和游戏产品制作带来了革命性的变化,由简单的卡通片到声、文、图并茂的实体模拟,如设备运行、化学反应、火山喷发、海洋洋流、天气预报、天体演化、生物进化等诸多方面,画面、声音更加逼真,趣味性和娱乐性增加。随着多媒体技术的发展逐步趋于成熟,在影视娱乐业中,使用先进的计算机技术已经成为一种趋势,大量的计算机效果被应用到影视作品中,从而增加了艺术效果和商业价值。

4.商业广告

多媒体在商业领域中可以提供最直观、最易于接受的宣传方式,在视觉、听觉、感觉等方面宣传广告意图;可提供交互功能,使消费者能够了解商业信息、服务信息及其他相关信息;可提供消费者的反馈信息,促使商家及时改变营销手段和促销方式;可提供商业法规咨询、消费者权益咨询、问题解答等服务。

5.视频会议系统

随着多媒体通信和视频图像传输数字化技术的发展,以及计算机技术和通信网络技术的结合,视频会议系统成为一个最受关注的应用领域,与电话会议系统相比,视频会议系统能够传输实时图像,使与会者具有身临其境的感觉,但要使视频会议系统实用化,必须解决相关的图像压缩、传输、同步等问题。

6.电子查询与咨询

在公共场所,如旅游景点、邮电局、商业咨询场所、宾馆及百货大楼等,提供多媒体咨询服务、商业运作信息服务或旅游指南等。使用者可与多媒体系统交互,获得感兴趣的对象的多媒体信息。

7.计算机支持协同工作

多媒体通信技术和分布式计算机技术相结合所组成的分布式多媒体计算机系统能够支持人们长期梦想的远程协同工作,例如远程报纸共编系统可把身处多地的编辑组织起来共同编辑同一份报纸。

8.虚拟现实

虚拟现实是一项与多媒体技术密切相关的边缘技术,它通过综合应用计算机图像处理技术、模拟与仿真技术、传感技术以及显示系统等,以模拟仿真的方式,给用户提供一个真实反映操作对象变化与相互作用的三维图像环境,从而构成虚拟世界,并通过特殊设备(如头盔和数据手套)提供给用户一个与该虚拟世界相互作用的三维交互式用户界面。

9.家庭视听

其实多媒体最常见的应用,就是数字化的音乐和影像进入了家庭。由于数字化的多媒体具有传输储存方便、保真度非常高等特点,在个人计算机用户中广泛受到青睐,而专门的数字视听产品也大量进入家庭,如CD、VCD、DVD等设备。

1.5多媒体技术的发展前景

总体来说,多媒体技术正向两个方面发展: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。

1.多媒体技术的网络化发展趋势

技术的创新和发展将使诸如服务器、路由器、转换器等网络设备的性能越来越高,包括用户端CPU、内存、图形卡等在内的硬件能力空前扩展,人们将受益于无限的计算能力和充裕的带宽,它使网络应用者改变了以往被动地接收、处理信息的状态,并以更加积极主动的姿态参与眼前的网络虚拟世界。

交互的、动态的多媒体技术能够在网络环境创建出更加生动逼真的二维、三维场景,人们还可以借助摄像机等设备,把办公室和娱乐工具集合在终端多媒体计算器上,使在世界任何一个角落与千里之外的同行可以在实时视频会议上进行市场讨论、产品设计、欣赏高质量的图像画面等。新一代用户界面(UI)与智能人工(IntelligentAgent)等网络化、人性化、个性化的多媒体软件的应用还可使不同国籍、不同文化背景和不同文化程度的人们通过“人机对话”,消除他们之间的隔阂,自由地沟通与了解。

多媒体交互技术的发展,使多媒体技术在模式识别、全息图像、自然语言理解(语音识别与合成)和新的传感技术(手写输入、数据手套、电子气味合成器)等基础上,利用人的多种感觉通道和动作通道(如语音、书写、表情、姿势、视线和嗅觉等),通过数据手套和跟踪手语信息,提取特定人的面部特征,合成面部动作和表情,以并行和非精确方式与计算机系统进行交互。可以提高人机交互的自然性和高效性,实现以三维的逼真输出为标志的虚拟现实。

蓝牙技术的开发应用,使多媒体网络技术无线化。数字信息家电,个人区域网络,无线宽带局域网,新一代无线、互联网通信协议与标准,对等网络与新一代互联网络的多媒体软件开发,综合了原有的各种多媒体业务,将会使计算机无线网络如异军突起,掀起网络时代的新浪潮,使得计算机无所不在,各种信息随手可得。

2.多媒体终端的部件化、智能化和嵌入化发展趋势

目前,多媒体计算机硬件体系结构、多媒体计算机的视频音频接口软件不断改进,尤其是采用了硬件体系结构设计和软件、算法相结合的方式,使多媒体计算机的性能指标进一步提高。但要满足多媒体网络化环境的要求,还需对软件作进一步的开发和研究,使多媒体终端设备更加部件化和智能化,为多媒体终端增加如文字的识别和输入、汉语语音的识别和输入、自然语言理解和机器翻译、图形的识别和理解、机器人视觉和计算机视觉等智能功能。

过去,CPU芯片设计较多地考虑计算功能,随着多媒体技术和网络通信技术的发展,需要CPU芯片本身具有更高的综合处理声、文、图信息及通信的功能,因此可以将媒体信息实时处理和压缩编码算法做到CPU芯片中。从目前的发展趋势看,可以把这种芯片分成两类:一类是以多媒体和通信功能为主,融合CPU芯片原有的计算功能,它的设计目标是用在多媒体专用设备、家电及宽带通信设备上,可以取代这些设备中的CPU及大量专用集成电路(ASIC)和其他芯片;另一类是以通用CPU计算功能为主,融合多媒体和通信功能,它的设计目标是与现有的计算机系列兼容,同时具有多媒体和通信功能,主要用在多媒体计算机中。

近年来,随着多媒体技术的发展,TV与PC技术的竞争与融合越来越引人注目,传统的电视主要用于娱乐,而PC重在获取信息。随着电视技术的发展,电视浏览收看功能、交互式节目指南、电视上网等功能应运而生。而PC技术在媒体节目处理方面也有了很大的突破,音频流功能的加强,搜索引擎的引入,网上看电视等技术相应出现。比较来看,收发Email、聊天和视频会议终端功能更是PC与电视技术的融合点,而数字机顶盒技术适应了TV与PC融合的发展趋势,延伸出“信息家电平台”的概念,使多媒体终端集家庭购物、家庭办公、家庭医疗、交互教学、交互游戏、视频邮件和视频点播等全方位应用于一身,代表了当今嵌入式多媒体终端的发展方向。此外,嵌入式多媒体系统还在智能工业控制设备、POS/ATM机、IC卡、数字机顶盒、数字式电视、WebTV、网络冰箱、网络空调、医疗类电子设备、多媒体手机、掌上电脑、车载导航器、娱乐、军事等方面有着巨大的应用前景。

思考与练习题

一、名词解释

媒体多媒体多媒体计算机技术多媒体计算机文本图形图像视频音频动画。

二、不定项选择题

1.请根据多媒体的特性判断,下列属于多媒体范畴的是。

A.交互式视频游戏B.有声图书C.彩色画报D.彩色电视

2.把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术是。

A.视频音频信号的获取B.多媒体数据压缩编码和解码技术

C.视频音频数据的实时处理和特技D.视频音频数据的输出技术

3.多媒体技术未来发展的方向是。

A.高分辨率,提高显示质量B.高速度化,缩短处理时间

C.简单化,便于操作D.智能化,提高信息识别能力

三、填空题

1.按照国际电联(ITU)电信标准部(TSS)建议的内容,媒体可分为六种,它们是。

2.多媒体计算机技术指计算机综合处理文本、和视频等多种媒体信息,使这些信息建立逻辑连接,集成为一个交互式系统的技术。

3.常用媒体元素有文本、动画。

四、简答题

1.媒体的类型有哪些?各自具有什么特点?

2.什么是多媒体技术?简述其主要特点。

3.多媒体技术的定义说明了哪几个问题?多媒体技术的基本特性有哪些?

4.多媒体计算机与普通计算机的区别有哪些?