多媒体技术——概念、标准、应用与发展

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1、多媒体计算机技术———概念、标准、应用与发展一、多媒体计算机技术的概念具有多媒体功能的计算机被称为多媒体计算机,其中最广泛、最基本的是多媒体个人计算机(MultimediaPersonalComputer,简称MPC)。具备多媒体功能的计算机系统即是多媒体计算机系统。其基结构如图1示。@@I1;图1多媒体计算机系统的结构@@多媒体计算机技术的发展不仅对计算机技术产生了巨大的影响,而且已经并将更大地改变人们和工作的方式,这主要体现在如下几个方面:●在技术上,国际计算机专家们预测90年代到21世纪计算机技术应用和发展的四大方向是多媒体计算机技术(Multimedia

2、Computing)、开放系统(OpenSystem)、缩小化(Downsizing)和网络计算机技术(NetworkComputing)。其中最具革命性的就是多媒体计算机技术。而多媒体计算机技术与通信技术的结合将从根本上改变现代社会的信息传播方式,是信息高速公路的基础。●在信息处理的观念上,多媒体计算机技术集成处理文、图、声、视等多种信息,给人们提供了一种用计算机技术来表现、传播和处理具备"视"、"听"完整信息的数字处理方法。人类接收和传播信息的两种主要方式是用"眼睛看"和用"耳朵听",所以可看见的媒体,如文字、图形、图像、动画等,和可听见的媒体,如声音等的完

3、美结合才能完整、自然地表达和让人类最大程度地接收信息。多媒体计算机技术使计算机更加贴近人类的观念。●在计算机的使用方法上,多媒体计算机技术提供了方便使用计算机的途径,给用户提供了更多的参与感和发挥自己创造力的环境。●在计算机的应用领域上,多媒体计算机表现信息的生动性和完整性,已经把计算机的应用从人们的工作领域拓宽到了生活领域,使计算机更加深入地改变人们的生活、娱乐、交往、工作等各个方面。●正因为多媒体计算机技术具备上述特征,多媒体计算机从一开始就形成了一个新兴的产业———多媒体计算机产业,并在现代产业的支柱信息产业中占据重要地位,具有巨大的市场。普通的计算机只能

4、处理可看见的媒体,所以多媒体技术的重点是要使计算机能很好地处理可听见的信息,如声音,所以声音是多媒体最基本、最重要的要素。而同时具有视(动态)、听特性的媒体、如视频、全活动影像(Full-motionMovie)等,就是多媒体的核心要素,要使计算机能处理声音、视频等媒体信息,就需要在计算机上增加一些能处理它们的硬件设备,如声音卡、视频卡等。处理音频和视频媒体的软硬件技术就是多媒体技术的关键技术,主要包括数据压缩技术、处理音频和视频的专用芯片和多媒体核心软件技术。数据压缩和解压缩技术数字化的声音、图像和视频的数据量是非常巨大的,如以CD音质声音(44.1KHz,1

5、6Bit采样的立体声)每秒所占的数据量就为176KB;一幅640×480的256色彩色图像所占的数据量约为300KB,而同样大小的24Bit真彩色图像所占的数据量将达900KB!巨大的数据量不但要求大容量的存储设备,更主要的是影响了数据的传输和运行。如动态视频要求每秒播放25/30帧图像,这样为在640×480的窗口中播放256色、具CD音质的全动视频。就要求每秒处理9MB的数据。而计算机的数据处理能力是有限的,如IBMPC/AT机的ISA总线的数据传输率最高只有5MB/秒。因此,在多媒体计算机技术要求能实时地综合处理文、图、音、视等媒体数据与多媒体涉及的巨大数

6、据流量和计算机数据处理和传输能力的局限之间存在巨大的矛盾。解决这一矛的唯一有效方法就是采用一定的数据压缩编码算法对巨量的音、视频数据进行数据压缩。常用的压缩编码算法有PCM(PulseCodeModulation)、统计编码(哈夫曼、算术、香农-弗诺)、变换编码(K-L、DCT、FFT、FWT变换等)、插值和外推编码、游程编码等。一些国际学术组织已制定了一些压缩编码标准,主要有JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)标准、电视电话/会议电话P×64bit/s(CCITTH.281)标准以及MPEG(MovingPictureExpe

7、rtsGroup)标准等。音频/视频处理专用芯片专用芯片不仅集成度高、大大提高处理速度,而且有利于产品的标准化。对于需要大量的快速、实时进行音/视频数据的压缩/解压缩、图像处理(缩放、淡入/淡出、划像等)、音频处理(滤波、去噪等)等处理的多媒体计算机技术来说,音频/视频处理的专用芯片显得尤为重要。多媒体计算机专用芯片主要有两类,即固定功能的芯片和可编程的处理器。前者功能单一,主要用于图像数据的压缩处理;后者功能灵活,可进行编程设计,是发展的主流。此外,VRAM、A/D、D/A转换芯片、数字声音处理器(DigitalSoundProcessor)等也是多媒体计算机

8、技术所必不可少的。多媒体