計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用分析

【摘 要】當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，多媒體技術(shù)成為當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快、最活躍的技術(shù)，是新一代電子技術(shù)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。多媒體技術(shù)融計(jì)算機(jī)、聲音、文本、圖像、動(dòng)畫、視頻和通信等多種功能于一體，經(jīng)過(guò)一系列的變換，轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信息，同時(shí)，借助日益普及的高速信息網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的全球聯(lián)網(wǎng)和信息資源共享，因此被廣泛應(yīng)用在教育等諸多行業(yè)，并正潛移默化地改變著我們生活的面貌。

【關(guān)鍵詞】多媒體技術(shù)；音頻視頻圖像

隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的突飛猛進(jìn)，多媒體憑借著自身的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越被受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用，已經(jīng)在不知不覺中影響到了我們生活的很多方面。

一、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的概述

（一）計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的概念

多媒體，Multimedia，一種全新的信息表現(xiàn)形式，誕生于20世紀(jì)90年代，是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它是一種將信息學(xué)，心理學(xué)，傳播學(xué)、美學(xué)融于一體的傳播媒體。 所謂多媒體，就是融合了兩種或兩種以上媒體的一種人機(jī)交互式信息交流和傳播的媒體，其使用的媒體包括文字（Text）、圖像（Image）、圖形（Graph）、動(dòng)畫（animation）、音頻（audio）、視頻（Video）。各種媒體表現(xiàn)形式各不同。但都為數(shù)字化形式存在，即計(jì)算機(jī)二進(jìn)制數(shù)字文件。

多媒體集成了文字、圖像、動(dòng)畫、影視、音樂等多種媒體的特點(diǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)的交互功能，圖文并茂，生動(dòng)活潑。優(yōu)雅的文字、生動(dòng)的畫面、奇妙的動(dòng)畫、優(yōu)美的解說(shuō)、充滿動(dòng)感和活力的表達(dá)方式能夠緊緊抓信客戶的目肖，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊力。巨大的信息容量和交互式的閱讀方式可以滿足客戶的各種信息需求。它既具有平面廣告的特點(diǎn)，又能達(dá)到影視廣告的效果，還能同軟件一樣讓觀從參與其中，是兼三者之長(zhǎng)最為理想的整合媒體。

多媒體信息處理技術(shù)：是指能夠同時(shí)捕捉、處理、編輯、存儲(chǔ)和播放兩種以上不同類型信息媒體的技術(shù)。常見信息媒體類型包括：文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、音頻、視頻等。

（二）靜態(tài)媒體與連續(xù)媒體

靜態(tài)媒體（如文本）是沒有時(shí)間維的媒體，即其播放速度不會(huì)影響所含信息的再現(xiàn)。連續(xù)媒體（如視頻和音頻）是由媒體“量子”（如音頻采樣和視頻幀）組成的，具有隱含的時(shí)間維，播放速度影響其所含信息的再現(xiàn)，因此，需要在一段特定的時(shí)間里按特定的速度播放；如果播放速度得不到滿足，媒體信息的完整性就會(huì)受到影響。捕捉媒體與合成媒體：捕捉媒體是指從現(xiàn)實(shí)世界中捕捉到的真實(shí)媒體信息。合成媒體是指通過(guò)計(jì)算機(jī)合成的媒體。

（三）單機(jī)與網(wǎng)絡(luò)化多媒體

單機(jī)多媒體是指完全由本機(jī)提供多媒體應(yīng)用所需的全部資源。例如，基于計(jì)算機(jī)的培訓(xùn)與教育（CBT與CBE）、多媒體制作、多媒體寫作、多媒體演示。多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多媒體是指基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（LAN，MAN，WAN）的多媒體應(yīng)用。例如，多媒體電子郵件、計(jì)算機(jī)會(huì)議、Internet電話，等等。多采用客戶/服務(wù)器模式，也有對(duì)等模式。

二、常見的計(jì)算計(jì)多媒體應(yīng)用類型

（一）文本

非格式化文本：可以使用的字符個(gè)數(shù)有限（即簡(jiǎn)單的字符集，如ASCII）而且通常字符的大小固定，僅能按照一種形式和內(nèi)容使用。純文本文件如格式化文本：字符集豐富（如增加羅馬字母、各種特殊符號(hào)），多種字體、多種大小、多種排版格式。文本外觀可與印刷文本媲美。

（二）圖形與圖像

圖形：是可修正的文件，在文件格式中必須包含結(jié)構(gòu)化信息即語(yǔ)義內(nèi)容被包含在對(duì)圖形的描述中，作為一個(gè)對(duì)象存儲(chǔ)。一般是用圖形編輯器產(chǎn)生或者由程序產(chǎn)生，因此也常被稱作計(jì)算機(jī)圖形。圖像：是不可修正的，在文本格式中沒有任何結(jié)構(gòu)信息，因此沒有保存任何語(yǔ)義內(nèi)容，作為位圖存儲(chǔ)。圖像有兩種來(lái)源：掃描靜態(tài)圖像和合成靜態(tài)圖像。前者是通過(guò)掃描儀、普通相機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)字相機(jī)等從現(xiàn)實(shí)世界中捕捉；后者是由計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)建或生成，即通過(guò)程序、屏幕截取等生成。象素是圖象數(shù)字化的基本單位。每一個(gè)象素對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)值，稱為象素的振幅。數(shù)字化位數(shù)稱為振幅深度或者象素深度，如黑白圖象和真彩色圖象。

（三）視頻與動(dòng)畫

幀：一個(gè)完整且獨(dú)立的窗口視圖，作為要播放的視圖序列的一個(gè)組成部分。它可能占據(jù)整個(gè)屏幕，也可能只占據(jù)屏幕的一部分。幀速率：每秒播放的幀數(shù)。兩幅連續(xù)幀之間的播放時(shí)間間隔即延時(shí)通常是恒定的。在什么樣的幀速率下會(huì)開始產(chǎn)生平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的印象取決于個(gè)體與被播放事物的性質(zhì)。通常，平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)印象大約開始于每秒16幀的幀速率。電影24幀/秒。美日電視標(biāo)準(zhǔn)30幀/秒，歐洲25幀/秒。HDTV60幀/秒。視頻（運(yùn)動(dòng)圖象）：以位圖形式存儲(chǔ)，因此缺乏語(yǔ)義描述，需要較大的存儲(chǔ)能力，分為捕捉運(yùn)動(dòng)視頻與合成運(yùn)動(dòng)視頻。前者是通過(guò)普通攝像機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等從現(xiàn)實(shí)世界中捕捉；后者是由計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)建或生成，即通過(guò)程序、屏幕截取等生成。動(dòng)畫（運(yùn)動(dòng)圖形）：存儲(chǔ)對(duì)象及其時(shí)空關(guān)系，因此帶有語(yǔ)義信息，但是在播放時(shí)需要通過(guò)計(jì)算才能生成相應(yīng)的視圖。通常是通過(guò)動(dòng)畫制作工具或程序生成。

（四）聲音

錄制、存儲(chǔ)、播放與合成。

（五）其他類型媒體

以上媒體類型實(shí)質(zhì)上只涉及到視聽。人類的認(rèn)知媒體除此之外還包括觸覺、味覺、嗅覺等。因此，多媒體與多感知是兩個(gè)不同的概念。

三、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用

Dexter超媒體參考模型：HTML、HTTP、

CGI、VRML，超文本傳送協(xié)議HTTP（HyperText

Transfer Protocol），HTTP規(guī)定了WWW瀏覽器和WWW服務(wù)器之間的交互規(guī)則。目前在Web中廣泛采用的是HTTP 1.0版本，即RFC1945，它還存在著性能缺陷和功能上的不足。為此，HTTP工作組在1996年6月提出了其新版本1.1。HTTP具有面向?qū)ο蟮奶匦裕Y源對(duì)象和相應(yīng)的操作方法可以一起傳送，一個(gè)典型的例子是Java字節(jié)碼傳送，它實(shí)現(xiàn)了軟件在網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)態(tài)執(zhí)行。HTTP協(xié)議規(guī)定了以下主要操作：GET操作，表示以實(shí)體的形式取回所標(biāo)示的任何信息，如果所標(biāo)示的是一個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程，比如公共網(wǎng)關(guān)界面CGI程序，就返回處理后的數(shù)據(jù)；HEAD操作，與GET語(yǔ)義基本相同，但是HEAD規(guī)定應(yīng)答消息包中不能含有消息凈荷，它經(jīng)常被用來(lái)測(cè)試超文本鏈的有效性、可訪問性和最近的修改狀態(tài)；此外，還有POST操作、PUT操作、OPTIONS操作等。

HTML語(yǔ)言（HyperText Markup Language）：HTML是一種描述性的語(yǔ)言，主要由一些標(biāo)記（TAG）組成，每個(gè)標(biāo)記都有一個(gè)起始標(biāo)記和終止標(biāo)記，比如是黑體標(biāo)記，這些標(biāo)記具有描述從字體到頁(yè)面排版、圖形用戶界面元素、各種鏈接的功能，隨著HTML語(yǔ)言功能的不斷增強(qiáng)，其標(biāo)記也在不斷擴(kuò)充。目前在網(wǎng)上廣泛應(yīng)用的是HTML2.0，其標(biāo)準(zhǔn)在RFC1866中定義。HTML的最新版本為3.0，過(guò)去叫做HTML+，它解決了2.0的許多局限性和缺點(diǎn)，增強(qiáng)了表格控制功能，增加了數(shù)學(xué)公式描述等多種標(biāo)記。

公共網(wǎng)關(guān)界面CGI：在HTML描述的頁(yè)面里，為了實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，可嵌入JAVA語(yǔ)言、JavaScript語(yǔ)言等應(yīng)用，而最基本的方法就是直接利用HTML語(yǔ)言里的FORM這一標(biāo)記結(jié)合CGI程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。公共網(wǎng)關(guān)界面CGI提供了擴(kuò)充Web服務(wù)器功能的一種簡(jiǎn)便途徑，它為HTTP服務(wù)器定義了一種與外部應(yīng)用程序共享信息的方法。當(dāng)服務(wù)器接收到來(lái)自某一客戶機(jī)的請(qǐng)求，要求其啟動(dòng)一個(gè)網(wǎng)關(guān)程序即CGI腳本時(shí)，它把有關(guān)該請(qǐng)求的信息綜合到一個(gè)環(huán)境變量集合中，然后，CGI腳本程序?qū)z查這些環(huán)境變量，以試圖找到那些為響應(yīng)請(qǐng)求而必需的信息。此外，CGI還為它自己的腳本程序定義一些標(biāo)準(zhǔn)方法，以確定如何為服務(wù)器提供必要的信息，如腳本程序的類型。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CGI程序的工作過(guò)程如下：WWW服務(wù)器先將從瀏覽器得到的用戶的輸入傳給CGI程序，做為CGI程序的參數(shù)，調(diào)用和執(zhí)行CGI程序，并將其輸出結(jié)果（HTML文件）返回給瀏覽器。CGI的主要用途在于使用戶能夠編寫用于與瀏覽器相交互的程序。借助CGI可編寫用于處理如下工作的程序：動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建新的WWW頁(yè)面；處理HTML表格輸入，完成與用戶的交互功能；在Web和其他Internet服務(wù)之間架設(shè)溝通的渠道，如通常見到的應(yīng)用WAIS、Whois、X.500的界面程序。利用CGI可以實(shí)現(xiàn)一些非常復(fù)雜的應(yīng)用，比如WWW與數(shù)據(jù)庫(kù)的界面等。CGI程序是在服務(wù)器端運(yùn)行的，可以利用服務(wù)器支持的各種語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常有C、C++、PERL、Shell語(yǔ)言、JAVA等。

Web頁(yè)面中的動(dòng)畫圖形制作：在用WWW瀏覽Internet時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)一些制作精美的動(dòng)畫圖形。這種動(dòng)畫圖形可分成以下幾種形式：用JAVA語(yǔ)言的應(yīng)用小程序（Applet）實(shí)現(xiàn)的動(dòng)畫，GIF89a格式的GIF格式圖形。

MPEG圖形：用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的動(dòng)畫需編程實(shí)現(xiàn)，但其控制和表現(xiàn)比較靈活。GIF89a是GIF圖形的一種新格式，它可以組合多幅普通GIF圖形，并能控制各幅圖形演播時(shí)的時(shí)間間隔、透明背景等，簡(jiǎn)單方便，這種動(dòng)畫也是Internet網(wǎng)上最常見的，在網(wǎng)上也可免費(fèi)得到制作GIF89a格式的工具，比如Gif Constructor等。虛擬現(xiàn)實(shí)與VRML語(yǔ)言VRML虛擬現(xiàn)實(shí)VR（Virtual Reality）是用計(jì)算機(jī)模擬的三維世界，它具有實(shí)時(shí)性和交互性兩大特點(diǎn)，用戶不僅可以瀏覽、展示虛擬現(xiàn)實(shí)所創(chuàng)造的環(huán)境，還可以參與到這個(gè)虛擬世界中去，達(dá)到身臨其境的感覺，因此這種技術(shù)特別適合應(yīng)用在做一些需對(duì)特殊環(huán)境進(jìn)行模擬的場(chǎng)合，比如汽車駕駛員培訓(xùn)、飛行員培訓(xùn)等。目前，VR技術(shù)已被廣泛地用來(lái)編制三維的仿真游戲，部分這類游戲允許在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，有多個(gè)人參加到所描述的虛擬現(xiàn)實(shí)中，達(dá)到與現(xiàn)實(shí)社會(huì)特別逼真的效果。VRML是虛擬現(xiàn)實(shí)的模型描述語(yǔ)言，HTML語(yǔ)言只能描述二維的、平面的頁(yè)面，而VRML可描述三維的、立體的環(huán)境。VRML是一種將三維數(shù)據(jù)應(yīng)用在Web上的規(guī)范說(shuō)明，是一種描述可以通過(guò)Internet相互連接和訪問的虛擬世界的語(yǔ)言，其目的是通過(guò)VRML不僅描述靜態(tài)事物，同時(shí)制作具有復(fù)雜動(dòng)態(tài)交互的仿真環(huán)境，給用戶一種親臨現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)感和體驗(yàn)。VRML是在1994年春天在日內(nèi)瓦舉行的第一屆WWW會(huì)議上孕育，在眾多參加者討論給WWW增加虛擬現(xiàn)實(shí)界面的驅(qū)使下提出來(lái)的，在當(dāng)時(shí)的SGI公司基于ASCII碼的Inventor格式的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展過(guò)來(lái)，而后者已具有描述虛擬現(xiàn)實(shí)的能力。VRML被設(shè)計(jì)成為Inventor格式的一個(gè)子集并增加了網(wǎng)絡(luò)支持比如超鏈接等。

目前使用的VRML規(guī)范是1.0版，其最新版2.0正在完善中。VRML規(guī)范描述了VRML文件的格式和結(jié)構(gòu)。VRML是一種描述大量對(duì)象的屬性及相互關(guān)系的語(yǔ)言，這些對(duì)象可以是3D事物或圖象、聲音、文本等。在VRML中，這些對(duì)象稱為“節(jié)點(diǎn)”，而一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有以下這些屬性：節(jié)點(diǎn)類型、節(jié)點(diǎn)名字、域、子節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)以層次結(jié)構(gòu)組織起來(lái)，形成有序的集合，在這個(gè)集合中，任何一個(gè)在特定位置的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的變化，都會(huì)影響所有跟隨其后的節(jié)點(diǎn)。比如在一立方體節(jié)點(diǎn)之前的節(jié)點(diǎn)定義了某些旋轉(zhuǎn)和紋理之后會(huì)影響該立方體的屬性。象HTML文件一樣，要想瀏覽VRML文件，需要一個(gè)VRML的解釋器。目前已有的VRML瀏覽器和在從事開發(fā)的廠家很多，有將HTML瀏覽器和VRML瀏覽器集成在一起的Netscape公司，其3.0版可通過(guò)一個(gè)VRML的解釋器插件來(lái)支持VRML，此外還有Sony公司的CyberPassage、SGI公司的WebSpace等。這些瀏覽器一般支持對(duì)VRML對(duì)象的三維轉(zhuǎn)動(dòng)和不同角度及遠(yuǎn)、近視角調(diào)整等。

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