书城科普读物青少年知识博览4
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第15章 信息高速公路(2)

DVD-ROM同CD-ROM相比,容量为其7.3倍,速度为其8倍以上。CD-ROM采用MPEG-1规格,只能存放74分钟的影像节目,DVD-ROM采用分辨率为其4倍的MPEG-2规格,清晰度可达500线,而且能存放长达134分钟的节目。因此,今后DVD-ROM将取代CD-ROM。

各取所需视像——VOD

原先人们观看电视节目完全是被动的,电视台播放什么便只能观看什么。交互式电视则可以做到观众想看什么节目,电视台(电视中心)便可通过CATV(有线电视)网把该节目传送到观众家里的电视屏幕上,单独为其播放。这样,可使千家万户能同时观看各自喜爱的节目。

这种想看什么便播什么的服务,便是VOD(各取所需视像,又称点播视像)服务。它是交互式电视所提供的最有魅力的服务,此外,交互式电视还可提供在家购物、交互式游戏、多媒体电视会议、多媒体信息服务、远程教育、远程医疗等多种服务。

经过大约三年多的实践,说明利用交互式电视实现VOD,存在费用高(需要专门建立电视中心,用户还要另外添置硬件,而且要计时收费)、节目来源有限的缺点。而在这一时间内,因特网得到巨大改进,出现了第二代万维网,它提高了传输速度,能够传输彩色动画像,而且拥有交互性能,因此人们觉得通过PC或专门的Web TV(因特网电视机)来实现VOD,要比用交互式电视来实现VOD)更为合理。

现在人们已经普遍利用因特网来实现当初要由专门的电视中心和有线电视网来实现的交互式电视。而利用交互式电视而发展起来的各种远程服务,也因能够通过因特网实现,也变得更加便宜、更容易实现而迅速发展起来,达到了千里之遥、犹如咫尺的效果。这些远程服务有在家购物(网上购物,已成为电子商务的重要组成部分)、多媒体信息服务(已通过PC成为信息媒体实现)、远程教育、远程医疗、多媒体电视会议等。

真正清晰的电视——数字电视

现有的模拟电视无论是图像和声音用的都是模拟信号。而数字电视则是指从发射端至接收端,所有图像和声音信号全都采用数字信号。这是出现电视以来,继1953年开始出现彩色电视之后,又一次的电视技术革命,这一革命是以提高清晰度为目的,以数字技术为手段,使整个电视都完成数字化的过程。

当前数字电视存在着18种不同图像格式,如CBS(哥伦比亚广播公司)采用隔行扫描的1080线扫描方式,ABC(美国广播公司)则采用逐行扫描的720条线扫描方式,因此今后将会出现清晰程度不同、收视效果各异的情况。用户将根据自己不同的经济能力选购不同档次的电视机获得不同的图像质量。这同现在模拟电视大不相同,目前在同一制式下扫描线都一样,因此不同的电视机图像质量没有多大差别。

数字化电视

1998年下半年起,国内彩电市场刮起一股“数字风”。“数字王”、“数码王”、“数字化”、“全媒体全数字”等五花八门的彩电称谓充斥于各种广告中,使消费者如坠五里雾中,无所适从。许多厂家以这样的产品标榜自己是数字彩电、数字电视,希图利用消费者对数字电视的仰慕来达到促销的目的。

这一切往往容易给消费者误导,而且混淆了数字电视同数字化电视之间的概念差别,不利于我国发展真正的数字电视事业。

其实,我们目前出现的种种“数字”电视、种种冠以“数字”称谓的电视,包括所谓的数字彩电,都只是数字化电视,数字化电视同数字电视的根本差别,在于数字电视从发射端至接收端用的全都是数字信号,也就是包括传输、接收、处理、存储、控制等所有环节用的都是数字信号;而数字化电视是指在不改变现行模拟电视信号传输制式的前提下,采用数字技术来处理电视广播中的视频、音频和画中画等信号。它们使用的数字技术比重可以不同,所取得的效果也不一样。尽管比纯模拟电视的图像、声音质量有不同程度的提高,但同真正的数字电视还是有很大差别。因为数字化电视接收到的毕竟还是模拟信号,模拟信号固有的缺点,难以从根本上去除。

聚焦CCD——数码相机

从外表上看,数码相机同传统相机没有太大不同。例如,当今最适合家庭用户使用的数码单反(单镜头反光式)相机便是由传统的单反相机改造而来。二者的机身也都采用相同的构造。不同的是用CCD(电荷耦合器件)取代胶卷,并加上模/数变换器等部件组成整机。相机的光学系统以及智能化电子操作程序都和传统相机完全一样。它的绝大多数功能如自动对焦、自动曝光等功能,以及曝光、聚焦等操作,也同传统相机的大同小异。

数码相机的前端使用镜头、光圈和快门来聚焦成像,这同传统相机并无多大区别。但是聚焦成像所用的载体却不大一样。传统相机拍摄的图像系聚焦在光敏卤化银的胶卷上,利用每一颗粒感光程度不同形成图像,并通过显影、定影等冲洗过程,把图像固定在底片上,并用它冲洗出相片。

数码相机拍摄的图像系聚焦在CCD芯片上,其上有许多CCD单元,每一单元相当于一个像素,任何光线都可分解为红、绿、蓝三种原色,因此可把成像的光经过滤镜分解成红、绿、蓝三色分别投到每一CCD单元上,各个单元根据感受到的不同光的强度作出不同反应,这一反应得出的信号是模拟值。经过模/数变换器把所得的模拟信号转换为数字信号,然后把表示拍下图像的数据存入到存储器中。通常用8位表示一种光的强度,因此一个像素所获得的光的强度和颜色(要用24位表示)总共要用4字节表示。

现在数码相机的图像采用不同的格式,它们拥有不同的像素。通常数码相机所带的存储器足以存放80个至110个画面的数据,也就是可以拍摄80-110张照片。

许多数码相机带有LCD(液晶显示器),可以通过LCD取景,或者拍下的照片立即通过LCD显示出来。如果感到不满意,可以立即将旧的照片数据删去而进行重拍,不会出现使用传统相机时的事后遗憾。不过使用LCD非常耗电,因此四节5号高能电池在使用液晶取景的工作模式下,只能支持拍摄70-80张照片。

拍摄后的图像数字数据,要通过DSP(数字信号处理器)按照JPEG规格进行信息压缩后才送往存储器存放。JPEG规格是由ISO(国际标准化组织)下属的JPEG(同照片有关的专家小组)制定的全色静止画面数字压缩的规格,和MPEG一样,也以制定它的机构命名。

由于数码相机每拍摄一张照片,CCD需要清除其上的电荷,相机内部还需要进行重新设置;另外还需要DSP把所获数据生成图像、进行压缩,并存放到存储器中。这些都需要时间,因此数码相机每拍摄一张照片需要停顿片刻才能继续往下拍摄。最初停顿的时间需要四五秒钟,现在已缩短到不超过1秒钟。今后,随着相机内部存储器的增大,压缩技术的改进,这种停顿时间将越来越短,直到消失。

数字电影

数字电影又叫数字电影视觉特技,主要指使用计算机图形技术处理用胶片拍摄出来的影像以制作电影的技术。它不仅能对现实中真正存在的影像进行加工,而且还能创造出现实生活中不存在的影像。数字电影大大丰富了艺术家实现其艺术构思的手段,使摄影机不再是制作电影的惟一手段。它能创造出只在人们想像中存在的事物,甚至创造人们连想都没有想过的事物,真正达到“源于生活、高于生活”的境界。

制作数字电影,首先需要“建模”,就是在计算机上建立所要描述对象几何特征的数学模型。在数字电影中,建模的方法往往使用三维扫描仪,把与真实尺寸成严格比例的实物模型通过扫描输入计算机中。计算机记录下该实物的形体特征后,便可利用这些特征数据对其外观、动作、神态等进行模拟。然后将模拟好的形象与实地拍摄的影像融合在一起。演放出来就会产生栩栩如生的视觉效果。一些特技场面利用数字电影技术拍摄,会产生前所未有的震撼力。

从票房收入也能看出数字电影的魅力。据统计1996年美国电影在本土的票房收入超过1亿美元的有:《独立日》(4.13亿美元)、《谍中谍》(2.68亿美元)、《龙卷风》(2.49亿美元)。而开数字电影先河的《侏罗纪公园》的票房收入更是高达8.68亿美元。这些影片取得如此巨大成功,无不同大量使用数字电影技术有关。

不需纸的出版物——电子出版物

又叫无纸出版物。它采用两种形式,一种是CD(袖珍激光光盘)或光盘版,它最适合于存放容量巨大而又经常需要检索的工具书,如百科全书、报纸合订本等等。如果将它放进计算机里阅读,很快就能检索出所要的内容,而且可以配合彩色插图、声音说明甚至彩色的动画,使人更容易明白。例如介绍某一种鸟时,可配以介绍这种鸟的彩色动画,使人可看到这种鸟的动作习性,听到它的鸣叫声,真正做到绘声绘色。这是一般出版物所无法做到的。但是像小说这类需要连续阅读和消闲的读物,通过计算机屏幕进行阅读当然有许多不便。因此在相当长时间内,电子出版物和传统出版物将同时并存,各有各的用途。

另一种是网络版,即把出版物内容输入网络,让全世界读者能以最快速度读到它。所以网络版最适于报纸、杂志的发行。包括我国在内,许多国家的报纸、杂志,都已在因特网上发行了自己的网络版。我国最有代表性的报刊网络版,有《人民日报》、《计算机世界》报等。《人民日报》在网上建立了收录该报多年出版内容的庞大数据库,堪称中国社会的一部百科全书。《计算机世界》是国内第一个每日更新的网站,具有信息量大、更新频率快等特点,这两个站点每天都在接受大量读者访问,阅读它们的网络版。

面对着汹涌而来的数字化浪潮,国家新闻出版署从1995年起便决定用5-6年时间,投资3亿多元,启动建设我国的“金版工程”。它包括两个网络和4个大型数据库。金版工程目标之一,就是要适应出版载体变化(除纸介质出版物外还出现电子出版物)这样形势,使我们出版业无论在出版上还是发行上,都能赶上电子出版物蓬勃发展的步伐。

信息化的地球——数字地球

数字地球其实就是信息化的地球,是一个完整的地球信息模型。它把有关地球上每一点的所有信息,按地球的地理坐标加以整理,然后构成一个全球的信息模型。这样,我们就可以快速地、形象地、完整地了解我们所在这颗星球上任何方面的信息,就能实现“信息就在我们的指尖上”的理想。

在信息爆炸的今天,如何驾驭信息为我们所用,而不是被浩瀚的信息海洋所淹没,是个亟待解决的课题。对于一方面迫切需要信息,另一方面大量信息又被闲置一旁慢慢地过时而变得无用的情况,戈尔将其譬喻为一方面众多人群在挨饿,另一方面大量粮食堆积在地窖里慢慢地霉烂变质。建立数字地球就是在当前信息爆炸时代充分利用信息的有效手段。

所以需要把有关地球的各种数据,按地理坐标建立数字地球,而不是像通常那样放在数据库里,是因为这样做既便于表现出这些数据间的有机联系,又便于对它们进行检索利用。可见,数字地球将在促进经济发展和社会进步上发挥重大作用。这就是数字地球的巨大意义。

电子水印技术

电子水印使用的基础技术并不是什么新东西,它们是已经用于图像压缩和声音处理中各种信号处理技术。

电子水印技术是在图像数据和声音数据中,在对人的感觉并不重要的部分,也就是所谓的冗长部分下功夫。把透明的信息作为噪音(与正文无关的信息)埋藏于其中。因为它是作为噪音,所以尽管埋藏于其中,并不会使有效数据的数量发生变化。

对图像数据来说,系把水印信息埋藏于高频成分区域,因为这时视觉上敏感的信息系集中在低频成分区域,埋藏在高频成分区域只会增加其冗长度而不影响其观看效果。

但是,如果仅仅在冗长部分中埋藏水印信息,则通过数据压缩和低通滤波(这是经常使用的信息处理方法)便会把水印信息去除掉。而且用这样的方法去除水印信息不会降低图像和声音的质量,这就失去了用电子水印来防止非法复制的意义。因此除了在冗长部分外,在主要数据部分也要适当埋藏水印信息,这样才能有效地防止非法复制。

电子数据交换——EDI

EDI是英文“电子数据交换”的缩写,它盛行于80年代,是一种建立在计算机通信和计算机信息管理系统上的新技术,也是当今广被使用的贸易方式,并在现代电子商务中继续发挥重要作用。

在传统贸易中,必须使用订单、发票、说明书、产品规格证书等一系列书面文件。采用EDI后,这些传统的书面商业单据和贸易文件等全被采用标准格式的电子文件并由计算机经由网络进行的数据交换所取代,而且这些数据可由计算机进行处理。这样,可以简化贸易手续、缩短完成贸易的周期、节约人工和处理费用、加快资金周转,从而可准确控制货物的库存量,在减少资金占用等方面有着极为可观的经济效益,因此深受各国政府和公司的欢迎。用EDI进行贸易时不用纸面文件,故又被称为“无纸贸易”。

EDI完全在联接于网络中的计算机上进行,这和现代的电子商务完全一样,因此它可以毫不困难地作为电子商务中一个重要的环节,继续发挥重要作用。

率先使用EDI的是美国,美国大企业乃至许多中小企业都普遍采用EDI来降低成本、提高企业的竞争力。现在美国商务部和海关已明确规定,对使用EDI技术的进口许可证和相关文件,将优先审批和处理,而对使用纸面文件的,则推后处理。这一切都使要同美国进行贸易的别国企业也要使用EDI。于是,在90年代初世界各国纷纷都在朝着使用EDI的方向发展。使用EDI的高潮使电子商业出现了第二次高峰。

在各国外贸都在EDI化中,如果我国外贸企业不采用EDI,就面临着无法同别国开展正常贸易和失去贸易伙伴的危险。何况,采用EDI对我国实现贸易现代化和提高经济效益也有巨大意义。所以1993年新组建的电子工业部,在促进国民经济信息化的三金工程中的金关工程,便是要在2000年初步建成覆盖全国的通用EDI系统。

网上的圣诞节——电子圣诞节