多媒体技术与应用
沈洪洲
shzsys@
教材
参考教材
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多媒体通信技术基础
蔡安妮等
参考教材
课时安排
• 总课时32学时
• 讲授24学时，上机8学时
• 上机时间等课堂上通知
考核标准
• 平时成绩占30％（出勤、作业、课堂表现、
上机实验）
• 期末考试的成绩占70％
本课程的特点
• 综合性
“多”媒体
• 理论性
信息理论、各种算法
• 实践性
多媒体的制作、和我们生活密切相关
看看以往的作品吧…
如何学习？
• 定位：
掌握多媒体技术的基本原理，能够基于
软件工具，制作出媒体作品。
• 理论+实践
• 课堂学习+自我专研（兴趣）
答疑安排
• 地点：每周二第10小节课（1课时）圆楼
318室
• 电子邮件（shzsys@）
课程体系
共八章内容：
• 第一章 多媒体技术概述
• 第二章 多媒体音频处理技术
• 第三章 多媒体数据压缩技术
• 第四章 多媒体图像处理
• 第五章 数字视频技术
• 第六章 多媒体光存储系统
• 第七章 多媒体网络应用
• 第八章 多媒体软件系统
Chap 1 多媒体技术概述
本章内容：
• 多媒体技术的基本概念
• 多媒体系统构成
• 多媒体技术的应用和发展
学习目标：
通过本章的学习，能够理解多媒体的基
本概念，了解多媒体系统的基本结构，了
解多媒体的应用领域和发展前景。
多媒体技术的基本概念
• 何谓多媒体呢？
“多媒体”一词译自英文“Multimedia”，即
“Multiple”和”Media”的合成，其核心词是媒
体。
• 媒体在计算机领域有两种含义：即媒质和媒介。
• 媒质：存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、
半导体存储器等。（信息的存储介质）
• 媒介：传递信息的载体，如数字、文字、声音、
图形和图像等。 （信息的表现方式）
多媒体的定义
“多媒体 ”是指融合两种或两种
以上媒体的一种人-机交互式信息交
流和传播媒体，这些信息媒体包括：
文字、声音、图形、图象、动画、视
频等。
媒体的类型
根据国际电信联盟电信标准局ITU-T（原
CCITT）的定义，“媒体”可分为五类：
感觉媒体
表示媒体
显示媒体
存储媒体
传输媒体
感觉媒体：能直接作用于人们的
感觉器官，从而能使人产生直接感觉
的媒体。如语音、音乐、各种图像、
动画、文本等。
表示媒体：为了传送感觉媒体而
人为研究出来的媒体。借助于此种媒
体，便能更有效的存储或传送感觉媒
体。如语言编码、电报码、乐谱等。
显示媒体：用于通信中使电信号和感觉
媒体之间产生转换用的媒体。如输入、输出
设施，键盘鼠标器、显示器、打印机等。
存储媒体：用于存放某种媒体的媒
体如纸张、磁带、磁盘、光盘等。
传输媒体：用于传输某些媒体的媒体，
如电话线、电缆、光纤等。
超媒体的概念
• 超文本
——是以文字的形式表示信息，建立的链接关系
主要是文句之间的链接关系。
传统文本是以线性方式组织的，而超文本是
以非线性组织的。
• 超媒体
——除了使用文本外，还使用图形、图像、声音、
动画、或影视片断等多媒体来表示信息，这些媒
体之间也是用超级链接组织的。
标准通用标记语言SGML
SGML是1986年出版发布的一个信息管理方面
的国际标准，用来定义文档的结构和指示文档结构
的标签。
（1）结构：为了描述文挡的结构，SGML定义了
一个称为“文档类型定义”的文件，它为组织文档
的文档元素提供了一个框架。
（2）内容：这里指的内容就是信息本身。
（3）样式：指文档元素显示的格式，如字体
大小、黑体、颜色等
超文本标记语言（HTML）
• 是一种用来创作万维网页面的描述语言，
使用HTML标签来定义文档的格式、组成和
链接关系，如字型、字体、表单、标题和
统一资源地址等。
• HTML是从SGML导出的语言，是SGML的
一个子集。使用HTML创作的文档是带有一
套固定标签的SGML文档。
虚拟现实建模语言（VRML）
• 是一种用来描述万维网页面上三维交互环
境的格式。体验三维世界需要有能接受和
再现VRML文件的浏览器。
• 目前有两种类型，一种是插入型，把VRML
浏览软件插入到HTML万维网浏览器：另一
种是单独的VRML浏览器。
多媒体的特性
• 多样性
指信息媒体的多样性。
• 交互性
用户与计算机的多种信息媒体交互操作。
• 集成性
多媒体信息的集成
多媒体设备和软件的集成
多媒体中的媒体元素及特征
多媒体媒体元素是指多媒体应用中可显示
给用户的媒体组成。
音频
动画
视频
文本 图形 图像
文本
文本
格式化文本文件
非格式化文本文件
——只有文本信息，没有任何格式信息
——带有各种文本排版格式信息的文件
.DOCX ？
.TXT ？
图形
• 图形元素：
一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆
弧、矩形、任意曲线和图表等。
• 图形格式：
是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形
状及其位置、维数的指令集合。
• 图形文件：
在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某
些特征点，因此也称矢量图。
矢量图
看到绘图过程
管理每一小块图像
构造图库
不适用于复杂图
图像
• 图像：
是指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数
字化形式存储的任意画面。
• 像素矩阵（点位图）：
静止图像是一个矩阵，阵列中的各项数字用来
描述构成图像的各个点的颜色、亮度等信息。
• 图像文件：
在计算机中的存储格式有多种，如 BMP、
GIF、JPG 等，一般数据量都较大。
点位图
×8
（a）原始矢量图；
（b）矢量图放大8倍；
（c）位图放大8倍。
位图的放大质量较差，但是
矢量图可以不降低质量地无
限放大。
音频
• 音频，泛指声音，包括波形声音、乐音和
语音。
• 常见的数字音频的存储格式：
WAV：
MIDI：
MP3… ：
通过对模拟波形声音进行采样、量化而得
记录的是一系列指令，而不是波形数据
不同的音频压缩规范产生不同的音频文件
334B/15s
250KB/15s
动画
• 动画
——是活动的画面，实质是一幅幅静态图
像的连续播放。
• 根据动画的实现方式分类：
造型动画：
帧动画：
分别设计构成物体的每个动元特征，
然后用这些动元构成完整的帧画面。
通过一帧一帧显示位图序列来实现运动的效果
视频
• 视频是由一幅幅单独的画面序列（帧）组成 ，这些画面以
一定的速率连续地投射在屏幕上，使观察者具有图像连续
运动的感觉。
• 视频文件的存储格式有AVI、RM、MPG、MOV等。
PAL: 25帧/秒
NTSC:30帧/秒
视频就是利用人眼
视觉暂留原理，通过播
放一系列的图片，使人
眼产生运动的感觉。
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多媒体系统构成
• 多媒体计算机系统的分层结构
多媒体应用软件 第八层
软件系统
多媒体创作软件 第七层
多媒体数据处理软件 第六层
多媒体操作系统 第五层
多媒体驱动软件 第四层
多媒体输入/输出控制卡及接口 第三层
硬件系统多媒体计算机硬件 第二层
多媒体外围设备 第一层
• 多媒体系统分类
开发系统：编辑，播放双重功能
教育／培训系统
家庭系统：娱乐和学习等
多媒体软件结构
• 驱动程序；
• 系统软件与工具； 如:MCI
• 创作软件和工具； 如:Authorware
• 编辑软件和工具； 如:视频/音频的采集、编辑
• 终端用户应用程序和多媒体节目。
多媒体相关技术
• 数据压缩与编码技术
• 多媒体专用芯片技术
• 多媒体数据存储技术
• 媒体输入与输出技术
• 多媒体系统软件技术
• 超文本和Web技术
• 多媒体应用开发工具
• 多媒体通信技术
• 虚拟现实技术
多媒体操作系统
是多媒体软件的核心，负责：
• 多任务的调度；
• 保证音频、视频同步控制；
• 提供多媒体信息的各种基本操作和管理；
• 具有对设备的相对独立性与可扩展性。
Windows、OS/2 和Macintosh 操作系统
都提供了对多媒体的支持。
多媒体素材采集与制作技术
素材的采集与制作主要包括采集并编辑
多种媒体数据。如:
• 声音信号的录制编辑和播放；
• 图像扫描及预处理；
• 全动态视频采集及编辑；
• 动画生成编辑；
• 音/视频信号的混合和同步等。
多媒体编辑与创作工具
多媒体编辑创作软件，又称多媒体创作工具，
是多媒体专业人员在多媒体操作系统之上开发的，
供特定应用领域的专业人员组织编排多媒体数据，
并把它们连接成完整的多媒体应用系统的工具。
如：会声会影、Adobe premiere
多媒体数据库技术
传统的关系数据库已不适用于多媒体的信
息管理，需要从下面四个方面研究数据库：
1).多媒体数据模型
2).媒体数据压缩和解压缩的模式
3).多媒体数据管理及存取方法
4).用户界面
虚拟现实技术
虚拟现实的定义可归纳为：利用计算
机技术生成的一个逼真的视觉、听觉、触
觉及嗅觉等的感觉世界，用户可以用人的
自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互
考察。
三个特征：沉浸、交互、构想
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多媒体技术应用与发展
就目前而言，多媒体技术已在商业教育
培训、电视会议、声像演示等方面得到了充
分应用。
在教育与培训方面的应用
在通信方面的应用
在其他方面的应用
在教育与培训方面的应用
多媒体技术在教育方面的作用：
• 使教材多样化；
• 使教育的表现形式多样化；
• 可以进行交互式远程教学。
CAI ( Computer Assisted Instruction ) 计
算机辅助教学 软件，即课件。
在通信方面的应用
多媒体技术在通信方面的应用主要有：
• 可视电话
• 视频会议
• 信息点播（Information Demand）
• 计算机协同工作 CSCW（Computer
Supported Cooperative Work）
信息点播有桌上多媒体通信系统和
交互电视ITV。
计算机协同工作CSCW是指在计算
机支持的环境中，一个群体协同工作以
完成一项共同的任务。
计算机的交互性，通信的分布性和
多媒体的现实性相结合，将构成继电报
、电话、传真之后的第四代通信手段。
在其他方面的应用
多媒体技术给出版业带来了巨大的影响，
其中近年来出现的电子图书和电子报刊就是
应用多媒体技术的产物。
利用多媒体技术可为各类咨询提供服务，
如旅游、商业、金融、宾馆等。
多媒体技术还将改变未来的家庭生活，
多媒体技术在家庭中的应用将使人们在家中
上班成为现实。
多媒体技术发展
计算机技术
01形式 字符代码 中文 图形图象 声音 视频影像 MPC
大众传媒技术
印刷 报纸 广播 电影电视 交互式光盘 网络传媒
通信技术
烽火通信 书信邮政 传真 计算机网 ISDN 信息高速公路
多媒体技术的兴起
1984年，美国Apple公司推出被认为是代表多媒体技
术兴起的Macintosh系列机。
1985年，美国Commodore公司的Amiga 计算机的问
世，成为多媒体技术先驱产品之一
1986年3月，飞利浦和索尼两家公司发明了光盘系统，
这是文字、图象和声音于一体化的多媒体系统。
1987年3月，美国RCA公司的萨诺夫研究实验室展示
了交互式数字影像系统（DVI），这是以PC技术为基
础，用标准光盘来存储和检索活动影像、静止图象、
声音和其它数据。
Intel公司1989年3月宣布把DVI开发为大众化商品。
包括把DVI芯片集安装在IBM PS/2 PC机的主板上
1991年第六届国际多媒体技术和CD-ROM大会标志着多媒
体技术进入新的发展阶段，宣布了CD-ROM XA扩充结构标
准的审定版本。
1991年，在美国计算机博览会上首次展出多媒体技术应用
成果以后，多媒体技术推进了计算机和通信的又一次革命。
1992年，Comdex博览会有两大热点：一是笔记本式计算
机；二是多媒体计算机。Intel 和IBM共同研制的DVI
Action Media750 ΙΙ荣获了最佳多媒体产品奖和最佳展示奖。
1993年初，美国政府提出了“世纪工程”的信息高速公路
的计划。世界范围内掀起了兴建信息高速公路的热潮。我
国于1994年召开了信息高速公路发展策略会议。
多媒体技术的发展方向
目前，多媒体主要从以下几个方向发展：
1）多媒体通信网络环境的研究和建立将使多
媒体从单机单点向分布、协同多媒体环境发展，
在世界范围内建立一个可全球自由交互的通信
网。
对该网络及其设备的研究和网上分布应用
与信息服务研究将是热点。
2）利用图像理解、语音识别、全文检
索等技术，研究多媒体基于内容的处理、
开发能进行基于内容的处理系统是多媒体
信息管理的重要方向。
3）多媒体标准仍是研究的重点：各类
标准的研究将有利于产品规范化，应用更
方便。它是实现多媒体信息交换和大规模
产业化的关键所在。
4）多媒体技术与相邻技术相结合，提
供了完善的人机交互环境。多媒体仿真、
智能多媒体等新技术层出不穷，扩大了
原有技术领域的内涵，并创造新的概念。
5）多媒体技术与外围技术构造的虚拟
现实研究仍在继续进展。多媒体虚拟现
实与可视化技术需要相互补充，并与语
音、图像识别、智能接口等技术相结合，
建立高层次虚拟现实系统。
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本章小结
本章对多媒体和多媒体技术的
定义及特点、多媒体计算机要解决
的关键技术、多媒体系统结构以及
多媒体技术的应用和发展等问题作
了较详细的讨论。
