从上面的定义我们可以看到,所谓"多媒体",从字面上理解就是"多种媒体的综合",相关的技术也就是"怎样进行多种媒体综合的技术"了。多媒体的定义或说法多种多样,个人从自己的角度出发对多媒体给出了不同的描述。正因为如此,很多人往往会提出以下问题:我们现在看的电视算不算多媒体?各种家电的组合算不算多媒体呢?各种彩色画报呢? 我们知道,多媒体和电视都属于大众信息传播工具。它们都大量使用活动画面和声音来表达和传播信息,也使用文字、图片和图形来点缀。当我们谈到电视时,通常是指电视节目,而显示节目的是电视机;当我们谈到多媒体时,应该联想到所指的是多种媒体信息,而显示信息的是计算机。电视有一个特性是线性播放,简单地说就是影视节目是从头到尾播放的,收看者是最活跃的人,却处于被动状态,人被电视牵着鼻子走;多媒体是由计算机参与的,计算机的一个重要特性是具有交互性,就是使用键盘、鼠标、触摸屏、声音、数据手套等,通过计算机程序,人可以控制各种媒体信息的播放。人与计算机之间,人"驾驶"多媒体,而不是多媒体控制人。 多媒体最显著的特点是,它具有媒体的多样性、交互性和集成性。判断是否是"多媒体",从这个角度就可以判断。目前的家用电视不是多媒体,因为在人与电视之间,人是被动者而电视是主动者,电视不具备像计算机一样的交互性。从这一点来看,各种家电的组合也就不算是多媒体了。而那些采用计算机集成处理多种媒体的系统,如多媒体咨询台、交互式电视、交互式视频游戏、计算机支持的多媒体会议系统、多媒体课件及展示系统等都属于多媒体的范畴。 知道了多媒体计算机的定义后,下面的问题是:普通计算机和多媒体计算机的区别在何处呢? 普通的计算机只能处理数和字,而多媒体计算机综合处理声、文、图。过去,普通计算机也企图综合处理声、文、图,但是却不可以。为什么呢?原因是多媒体计算机的关键技术。 要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第一个关键技术:视频音频信号获取技术 过去计算机只能处理数和文字,现在要综合处理声、文、图。多媒体计算机要解决的第一个关键技术视频音频信号获取问题。只有将视频音频信号获取到计算机中,才能谈到综合处理。可以自己设计声音和视频信号获取器,也可以使用声霸卡、视频卡等解决视频音频信号的获取问题。 要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第二个关键技术:多媒体数据压缩编码和解码技术 过去计算机企图综合处理声、文、图,但是不可以原因在于:文件量过大。 21世纪的人类社会将是信息化社会,数字化后的信息,尤其是数字化后的视频和音频信息具有数据海量性,它给信息的存储和传输造成较大的困难,成为阻碍人类有效地获取和使用信息的瓶颈问题之一。因此,研究和开发新型有效的多媒体数据压缩编码方法,以压缩的形式存储和传输这些数据将是最好的选择。 我们可以举一个简单的例子来加以说明。以一幅彩色静态图像(RGB)为例: ![]() 设分辨率为512×512 每一种颜色用8bit表示 即R用8bit 256级别表示 G用8bit 256级别表示 B用8bit 256级别表示 则一幅彩色静态图像的数据量为 512 ×512×3 ×8 bit PAL 制式 25帧/ 秒 NTSC 制式 30帧/ 秒 以PAL制25帧/秒为例,视频每秒钟的数据量 512 ×512×3×8×25=180Mbps 过去计算机的总线为ISA,ISA总线的数据传输率为150KB/s,变成bit为150×8=1.2Mbps,我们可以想象到,把180Mbps的视频流经过传输率为1.2Mbps (150KB/ s) 的ISA总线送到计算机的硬盘几乎是不可能的。差不多要压缩近似200倍才行。 现在VCD的标准MPEG-1的固定传输率为1.5Mbps,通过MPEG-1压缩后,可以把这个视频流传输到计算机并存储。 如何压缩数据?可以采取帧内压缩和帧间压缩的方法。 陆地卫星(Land sat-3)的例子,其水平、垂直分辨率分别为2340和3240,四波段采样精度7位,它的一幅图像的数据量为2340×3240×7×4=212Mbit,按每天30幅计每天数据为212×30=6.36Gbit,每年的数据量高达2300Gbit。这么大的数据量无疑给存储器的存储容量、通信干线的信道传输率以及计算机的运算速度都增加了极大的压力。单纯用扩大存储容量,增加通信干线的传输率是不现实的,数据压缩是行之有效的方法。例如1988年Barnsley采用分形(Fractor)的迭代函数系统IFS和递归迭代函数系统RIFS方法,对几幅图像进行压缩编码,获得了高达10000:1的压缩比。以压缩形式存储和传输信息,既节省了压缩空间,又提高了通信干线的传输率,同时也便于计算机实时处理视频和音频,高质量播放视频和音频节目成为可能。 运动图像的压缩编码技术也是多媒体计算机、多媒体数据库、多媒体通信、常规电视数字化、高清晰度电视(HDTV)以及交互电视(Interactive TV)系统中的关键技术。 ·目前正在开展的应用项目有: ·家庭用卫星广播业务(BSS-Broadcasting Satellite Service to The Home); ·地面数字电视广播(Digital Terrestrial Television Broadcast);电子影院(EC-Electronic Cinema); ·电子新闻采集系统(ENG-Electronic News Gathering); ·个人通信(IPC-Inter Personal Communication); ·多媒体邮件(MMM-MultiMedia Mailing); ·网络数据库(NDBS-Networked Database Service); ·家庭电视剧场(HTT-Home Television Theatre); ·遥控监视(RVS-Remote Video Surveillance); ·电视点播系统(VOD-Video On Demand)等。 要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第三个关键技术:视频音频数据的实时处理和特技; 实时处理--Real time 电视信号的扫描光栅扫描一行的时间为64ms 其中 正程为52.2 ms 逆程为11.8 ms 如果分辨率为512×512 则处理每个像素的时间近似为0.1ms。 实时的概念是: 512×512 处理一个像素的时间为0.1ms 256×256 处理一个像素的时间为0.2ms 经过大量的实验分析,多媒体信息的实时处理,大量运行的是8位和16位定点矩阵运算。例如抽取某图像(512×512)的边缘时,我们常用到抽边算子。 ![]() 实时:要求在0.1 ms内做9个加法和9个乘法运算,将运算结果再放到中间的点上。 解决的方法: ![]() ![]() 具体内容将在后面的章节中介绍。 要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第四个关键技术:视频音频数据的输出技术 视频数据的输出问题: 要解决视频会议中同时开多个视频窗口、画中画电视等问题 音频数据的输出问题: 从过去的单声道、到环绕立体声、Dolby Ac-3,要解决音频数据的输出问题。 多媒体计算机的分类,从开发和生产厂商以及应用的角度出发可以分成两大类: 一类是家电制造厂商研制的电视计算机Teleputer,是把CPU放到家电中,通过编程控制管理电视机、音响,有人称它为"灵巧"电视。Smart TV; 另一类是计算机制造厂商研制的计算机电视(Compuvision,采用微处理器(80×86、68×××)作为CPU,其它设备还有VGA卡、CD-ROM、音响设备以及扩展的多窗口系统,有人说它的发展方向是TV-Killer。 从开发和生产厂商以及应用的角度出发多,媒体计算机的分类可以分成两大类。理解了多媒体计算机的分类后,有助于学习1.2和1.3节内容的学习。 |