多媒體應用技術淺析

王 頌

[摘 要]近年來多媒體技術憑借其信息展示的集成性、超文本鏈接的選擇性、高速傳輸的便捷性以及人機的交互性等優勢,迅速深入各行各業的發展,成為科技信息時代不可或缺的主力軍。本文通過對多媒體的發展歷程、傳統概念和囊括范圍進行詳細的闡述,重點突出多媒體發展現狀,提出不足,爭取將多媒體技術與科技進步完美結合。

[關鍵詞]多媒體技術 交互性信息集成網絡技術

[中圖分類號]TP393[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2009)11-0055-02

多媒體技術是當今信息技術領域發展最快、最活躍的技術之一,將是新一代電子技術發展和競爭的焦點。隨著計算機行業的不斷發展,計算機多媒體技術也在突飛猛進,并憑借其自身“多樣性,交互性,集成性,實時性”的優勢在潛移默化的改變著這個世界。

1 計算機多媒體簡述

上世紀九十年代初期至中期,當電腦還是一種高貴的“奢侈品”時,“多媒體電腦”一詞已經在我國普及開來,但當時的多媒體概念和現在的多媒體概念有很大的差別。

1.1 計算機多媒體發展史

1978年,根據MIT制定的“阿斯彭計劃”,MIT成功模擬出了阿斯彭市的所有地形,其效果可與人工建造的實體模型相媲美。尼葛洛龐帝說:“由此誕生的,正是多媒體”。

1990年11月27日,微軟聯合坦迪、NEC等10家個人電腦兼容機廠商,共同召開了多媒體大會,制定出了多媒體個人電腦的標準,該標準確定了微處理器、CD-ROM、聲卡、鼠標和視窗軟件等規格。“PC”從此演變成了“MPC”——多媒體電腦。

1.2 概念概述

所謂多媒體,就是融合了兩種或兩種以上媒體的一種人機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)、動畫(animation)、音頻(audio)、視頻(Video)。各種媒體表現形式各不同。但都為數字化形式存在,即計算機二進制數字文件。

“多媒體”一詞是由英文“Multimedia”翻譯而來,Multimedia其實是由multiple和media兩字合成的新字。Media(媒體),其種類繁多,只要在信息傳遞的過程中扮演管道的角色,都是媒體,所以通常象文字、圖案、視頻影像、電腦動畫、語音……都可以被認為是“傳遞信息的媒體”;Multimedia中的multi字首源于multiple,表示“多個、多種的”,所以multiple+media組成的Multimedia一詞就是“多種媒體”的意思。

2 多媒體涉及范圍

多媒體包括文本、圖形、靜態圖像、聲音、動畫、視頻剪輯等基本要素。

(1)文本:由語言文字和符號字符組成的數據文件。

(2)圖像:通過描述畫面中各個像素的亮度和顏色等組成的數據文件。也叫點位圖或位圖圖像。

(3)圖形:矢量圖形的簡稱。即生成一幅圖形由數學方法組成的數據文件。一般可將圖形看作是圖像的抽象。

(4)動畫:將靜態的圖像、圖形及連環圖畫等按一定時間順序顯示而形成連續的動態畫面。

(5)音頻:聲音信號,即相應于人類聽覺可感知范圍內的頻率。

(6)視頻:可視信號,即計算機屏幕上顯示出來的動態信息,如動態圖形、動態圖像、動畫等。而多媒體技術,是指采用計算機技術,將各種媒體以數字化的方式集成在一起,從而使計算機具有了能同時獲取、處理、編輯、存儲和展示多媒體信息的能力。

多媒體技術是使用計算機交互式綜合技術和數字通信網絡技術處理多種表示媒體——文本、圖形、圖像、視頻和聲音,使多種信息建立邏輯連接,集成為一個交互式系統,其涵蓋的內容相當廣泛。主要涉及如下幾個部分:

(1)多媒體數據壓縮,圖像處理:它包括HCI與交互介面設計、多模態轉換、壓縮與編碼和虛擬現實等。

(2)音頻信息處理:它包括音樂合成、特定人與非特定人的語音識別、文字——語音的相互轉換等。

(3)多媒體數據庫和基于內容檢索:它包括多媒體數據庫和基于多媒體數據庫的檢索等。

(4)多媒體著作工具:它包括多媒體同步、超媒體和超文本等。

(5)多媒體通信與分布式多媒體:它包括CSCW、會議系統、VOD和系統設計等。

(6)多媒體應用:CAI與遠程教學、GIS與數字地球、多媒體遠程監控等。

3 多媒體技術應用現狀實例

多媒體技術在數據壓縮,圖像處理等方面的應用表現的尤為卓越。多媒體計算機技術是面向三維圖形、環繞立體聲和彩色全屏幕運動畫面的處理技術。而數字計算機面臨的是數值、文字、語言、音樂、圖形、動畫、圖像、視頻等多種媒體的問題,它承載著由模擬量轉化成數字量信息的吞吐、存儲和傳輸。數字化了的視頻和音頻信號的數量之大是非常驚人的,它給存儲器的存儲容量、通信干線的信道傳輸率以及計算機的速度都增加了極大的壓力,解決這一問題,單純用擴大存儲器容量、增加通信干線的傳輸率的辦法是不現實的。

國際標準化協會,國際電子學委員會,國際電信協會等國際組織,于二十世紀90年代領導制定了三個重要的有關視頻圖像壓縮編碼的國際標準,JPEG標準;H.261標準;MPEG標準。

數據壓縮技術為圖像、視頻和音頻信號的壓縮,文件存儲和分布式利用,提高通信干線的傳輸效率等應用提供了一個行之有效的方法,同時使計算機實時處理音頻、視頻信息,以保證播放出高質量的視頻、音頻節目成為可能。

2004年在法國坎城舉行一周的MIDEM國際音樂大展,秀出了最新數字音樂科技。新一代行動點唱機與手機的年代,將改變世人聽音樂的習慣。如果這項突破落實生活,世人將可透過手機和電玩機收聽歌曲并編錄曲目,或者下載音樂到行動點唱機里。最新數字音樂裝置及系統將在今年上市,但這個市場仍有障礙橫阻,其中最明顯的莫過于歐洲著作權法令,它減緩了音樂流入數字系統的速度,而且不是所有新產品都能彼此相容。在坎城國際音樂大展上,積極尋求突破的音樂業者與各家手機、電話服務業者、網絡及電子企業巨子展開嚴肅會談,商討如何讓新科技落實生活,嘉惠業者以及音樂愛好者的辦法。在這個國際音樂界最具影響力的年度聚會場所,音樂及高科技業者感受到必須盡快行動的迫切性,因為無論是科技或消費者品味,都瞬息萬變。

把我國計算機發展歷程上所出現的熱點技術按先后次序排列,你不難發現:在網絡技術風靡神州之前,多媒體技術已經在大多數的個人電腦中扎下了根。它的出現,為一向沉悶死板的計算機描繪上了一層活潑躍動的色彩,使計算機這種以往看來高深莫測的高檔儀器,有了一個友善的面孔,并使之得以迅速普及到千家萬戶。其具有的交互式和影音結合的特點,迎合了計算機發展的平民化趨勢,成為計算機發展史上不可磨滅的亮點。

4 多媒體技術的網絡應用

隨著國際互聯網的迅速普及,計算機正在經歷一場網絡化的革命。在這場變革中,傳統多媒體手段卻由于其大傳輸量的特點而與當今慢速的網絡傳輸環境發生了矛盾,面臨發展相對停滯的危機。雖然高速的網絡連接手段(如:有線電視網連接,ADSL技術等)可以從根本上解決這個問題,但是由于網絡建設和消費者擁有成本等原因,短期內還不能大范圍普及。所以,如何在慢速的網絡傳輸條件下實現多媒體技術,成了眾多軟件公司和技術組織研究的熱點。

從當前常見的解決方法來看,為適應網絡需求的多媒體主要具備了兩個大的特點。

4.1 減小多媒體文件的體積

在網絡環境下實現多媒體技術,重要的一個前提就是能在使用者能接受的品質下,將龐大的多媒體信息進行最大程度的減小。傳統的多媒體文件體積龐大是眾所周知的,那么要使它在慢速的網絡上進行傳輸,就勢必要減少需要傳輸的信息量。而要減少傳輸的信息量,首選方案就是大比例的壓縮。一個典型的動態影音文件至少需要每秒1M左右的數據傳輸,即使是達到200:1壓縮比的標準MPEG-1文件也需要至少每秒150K。所以,如果要在低速網絡上發布實時的影音圖象,就必須進行更為極端的壓縮。

4.2 信息流傳輸

除了減小多媒體文件的體積外,在網絡中的多媒體還有一個特點就是都支持"流"傳輸方式。由于網絡的傳輸速度慢,如果按傳統的計算機文件的處理方式來處理網絡多媒體信息,將會造成麻煩。通常情況下,計算機處理文件是完整地進行處理的,也就是說文件在被處理的時候必須是一個完整的整體。文件一旦遭到損壞,或者只有一半的內容,那么計算機將認為該文件是壞的,是不可處理的。

5 多媒體技術發展趨勢

5.1 發展趨勢狀況

總的來看,多媒體技術正向二個方而發展:一是網絡化發展趨勢,與寬帶網絡通信等技術相互結合,使多媒體技術進入科研設計、企業管理、辦公自動化、遠程教育、遠程醫療、檢索咨詢,文化娛樂、自動測控等領域;二是多媒體終端的部件化、智能化和嵌入化,提高計算機系統本身的多媒體性能,開發智能化家電。

5.2 蘊藏的巨大發展空間

先進的多媒體技術蘊藏著巨大的發展空間。

時代的步伐把我們帶到了21世紀,面對信息時代,世界上任何一件事物都是由信息組成的。而多媒體技術恰恰是這種信息的載體,發展前景可見一斑。

5.3 在網絡教學上的發展

“多媒體”與“網絡”的聯姻促成了“多媒體網絡教學”的產生。作為信息時代的教學媒體,多媒體網絡技術所具有的集成性、交互性、可控性、信息空間主體化和非線性等特點使其與黑板、粉筆、掛圖等傳統媒體有質的區別。多媒體與網絡技術特有的優點使其對教學的介入,不僅改變了教學手段,而且對傳統的教學、教學模式、教學內容、教學方法等產生了深遠的影響,極大地沖擊了機器工業時代“大批量生產”形式的教學。目前這一技術正向著交互性、非線性化、智能化和全球化的方向推進。

6 結語

從多媒體技術的發展趨勢來看,多媒體技術的數字化將會是未來技術擴張的主流,而作為多媒體技術賴以存在和發展的重要基石,數字多媒體芯片技術將成為未來多媒體技術革命中的焦點,不管是從以PC技術為依附的計算機多媒體應用,到移動通信業務的各種多媒體實現,以及未來3C時代各種電子化裝置的多媒體大融合,數字多媒體芯片都是無可置疑的主角。