多媒體

多媒體

多媒體(Multimedia)是多種媒體綜合,一般包括文本,聲音圖像等多種媒體形式。

計算機系統中,多媒體指組合兩種或兩種以上媒體的一種人機互動式信息交流傳播媒體。使用的媒體包括文字、圖片照片聲音動畫影片,以及程式所提供的互動功能。

多媒體是超媒體(Hypermedia)系統中的一個子集,而超媒體系統是使用超連結(Hyperlink)構成的全球信息系統,全球信息系統網際網路上使用TCP/IP 協定和UDP/IP 協定的套用系統。二維的多媒體網頁使用HTMLXML等語言編寫,三維的多媒體網頁使用VRML等語言編寫。許多多媒體作品使用光碟發行,以後將更多地使用網路發行。

基本介紹

多媒體特點,技術,套用,多媒體計算機,個人機,配置,播放器套用,圖像圖形,色彩,圖像,聲音,音頻處理技術,MIDI的概念,檔案格式,視頻,壓縮編碼,工具綜述,創作工具,套用工具,套用,軟體,教學,發展歷史,

多媒體特點

多媒體技術有以下幾個主要特點:
諸多媒體光碟刻錄諸多媒體光碟刻錄
(1)集成性 能夠對信息進行多通道統一獲取、存儲、組織與合成。
(2)控制性 多媒體技術是以計算機為中心,綜合處理和控制多媒體信息,並按人的要求以多種媒體形式表現出來,同時作用於人的多種感官。
(3)互動性 互動性是多媒體套用有別於傳統信息交流媒體的主要特點之一。傳統信息交流媒體只能單向地、被動地傳播信息,而多媒體技術則可以實現人對信息的主動選擇和控制。
(4)非線性 多媒體技術的非線性特點將改變人們傳統循序性的讀寫模式。以往人們讀寫方式大都採用章、節、頁的框架,循序漸進地獲取知識,而多媒體技術將藉助超文本連結(Hyper Text Link)的方法,把內容以一種更靈活、更具變化的方式呈現給讀者。
(5)實時性 當用戶給出操作命令時,相應的多媒體信息都能夠得到實時控制。
(6)互動性,它可以形成人與機器、人與人及機器間的互動,互相交流的操作環境及身臨其境的場景,人們根據需要進行控制。人機相互交流是多媒體最大的特點。
(7)信息使用的方便性 用戶可以按照自己的需要、興趣、任務要求、偏愛和認知特點來使用信息,任取圖、文、聲等信息表現形式。
(8)信息結構的動態性 “多媒體是一部永遠讀不完的書”,用戶可以按照自己的目的和認知特徵重新組織信息,增加、刪除或修改節點,重新建立連結。
多媒體信息的類型及特點
(1)文本文本是以文字和各種專用符號表達的信息形式,它是現實生活中使用得最多的一種信息存儲和傳遞方式。用文本表達信息給人充分的想像空間,它主要用於對知識的描述性表示,如闡述概念、定義、原理和問題以及顯示標題、選單等內容。
(2)圖像圖像是多媒體軟體中最重要的信息表現形式之一,它是決定一個多媒體軟體視覺效果的關鍵因素。
(3)動畫動畫是利用人的視覺暫留特性,快速播放一系列連續運動變化的圖形圖像,也包括畫面的縮放、旋轉、變換、淡入淡出等特殊效果。通過動畫可以把抽象的內容形象化,使許多難以理解的教學內容變遷生動有趣。合理使用動畫可以達到事半功倍的效果。
(4)聲音聲音是人們用來傳遞信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。在多媒體課件中,按其表達形式,可將聲音分為講解、音樂、效果三類。
(5)視頻影像 視頻影像具有時序性與豐富的信息內涵,常用於交待事物的發展過程。視頻非常類似於我們熟知的電影和電視,有聲有色,在多媒體中充當起重要的角色。

技術

由於多媒體系統需要將不同的媒體數據表示成統一的結構碼流,然後對其進行變換、重組和分析處理,以進行進一步的存儲、傳送、輸出和互動控制。所以,多媒體的傳統關鍵技術主要集中在以下四類中:數據壓縮技術、大規模積體電路(VLSI)製造技術、大容量的光碟存儲器(CD-ROM)、實時多任務作業系統。因為這些技術取得了突破性的進展,多媒體技術才得以迅速的發展,而成為像今天這樣具有強大的處理聲音、文字、圖像等媒體信息的能力的高科技技術。
可視電話可視電話
但說到當前要用於網際網路的多媒體關鍵技術,主要有以下6點:
(1)多媒體數據壓縮/解壓縮技術: 數據壓縮算法分為無損壓縮和有損壓縮兩種,無損壓縮適用於重構的信號與原始的信號完全相同的場合,一般很常見的例子就是磁碟檔案的壓縮,他要求還原後不能有人任何的差錯。有損壓縮指的是重構的信號未必和原始的信號是完全一樣的,對圖像,聲音,視頻都可以採用有損壓縮;
(2)超大規模積體電路(VLSI)晶片技術;
(3)大容量光碟儲存技術;比較流行的載體有,CD-ROM光碟(約700M),DVD光碟(單層面的DVD為4.7GB,雙層面的可達17GB),閃盤(最大的達64GB);
(4)多媒體網路通信技術;
(5)多媒體系統軟體技術;
(6)多媒體流技術;

套用

多媒體的套用領域已涉足諸如廣告、藝術,教育,娛樂,工程,醫藥,商業及科學研究等行業。
利用多媒體網頁,商家可以將廣告變成有聲有畫的互動形式,可以更吸引用家之餘,也能夠在同一時間內向準買家提供更多商品的訊息,但下載時間太長,是採用多媒體製作廣告的一大缺點。
利用多媒體作教學用途,除了可以增加自學過程的互動性,更可以吸引學生學習、提升學習興趣、以及利用視覺聽覺觸覺三方面的反饋(feedback) 來增強學生對知識的吸收。
多媒體技術是一種迅速發展的綜合性電子信息技術,它給傳統的計算機系統、音頻和視頻設備帶來了方向性的變革,將對大眾傳媒產生深遠的影響。多媒體計算機將加速計算機進人家庭和社會各個方面的進程,給人們的工作、生活和娛樂帶來深刻的革命。
多媒體還可以套用於數字圖書館、數字博物館等領域 此外,交通監控等也可使用多媒體技術進行相關監控。

多媒體計算機

個人機

在多媒體計算機之前,傳統的微機或個人機處理的信息往往僅限於文字和數字,只能算是計算機套用的初級階段,同時,由於人機之間的互動只能通過鍵盤和顯示器,故交流信息的途徑缺乏多樣性。為了改換人機互動的接口,使計算機能夠集聲、文、圖、像處理於一體,人類發明了有多媒體處理能力的計算機。我們這裡重點談談個人機(就是現在說的PC啦)。所以你該明白,所謂多媒體個人機(Multimedia Personal Computer,MPC)無非就是具有了多媒體處理功能的個人計算機(如早期的586機型),它的硬體結構與一般所用的個人機並無太大的差別,只不過是多了一些軟硬體配置而已。一般用戶如果要擁有MPC大概有兩種途徑:一是直接夠買具有多媒體功能的PC機;二是在基本的PC機上增加多媒體套件而構成MPC。對計算機廠商和開發人員來說,MPC已經成為一種必須具有的技術規範。

配置

一般來說,多媒體個人計算機(MPC)的基本硬體結構可以歸納為七部分:
★ 至少一個功能強大、速度快的中央處理器(CPU);
★ 可管理、控制各種接口與設備的配置;
★ 具有一定容量(儘可能大)的存儲空間
★ 高解析度顯示接口與設備;
★ 可處理音響的接口與設備;
★ 可處理圖像的接口設備;
★ 可存放大量數據的配置等;
這樣提供的配置是最基本MPC的硬體基礎,它們構成MPC的主機。除此以外,MPC能擴充的配置還可能包括如下幾個方面:
光碟驅動器:包括可重寫光碟驅動器(CD-R)、WORM光碟驅動器和CD-ROM驅動器。其中CD-ROM驅動器為MPC帶來了價格便宜的650M存儲設備,存有圖形、動畫、圖像、聲音、文本、數字音頻、程式等資源的CD-ROM早已廣泛使用,因此光碟機對廣大用戶來說已經是必須配置的了。而可重寫光碟、WORM光碟價格較貴,還不是非常普及。另外,DVD出現在市場上也有些時日了,它的存儲量更大,雙面可達17GB,是升級換代的理想產品。
★ 音頻卡:在音頻卡上連線的音頻輸入輸出設備包括話筒、音頻播放設備、MIDI合成器、耳機、揚聲器等。數字音頻處理的支持是多媒體計算機的重要方面,音頻卡具有A/D和D/A音頻信號的轉換功能,可以合成音樂、混合多種聲源,還可以外接MIDI電子音樂設備。
圖形加速卡:圖文並茂的多媒體表現需要解析度高,而且同屏顯示色彩豐富的顯示卡的支持,同時還要求具有Windows的顯示驅動程式,並在Windows下的像素運算速度要快。所以帶有圖形用戶接口GUI加速器的局部匯流排顯示適配器使得Windows的顯示速度大大加快。
★ 視頻卡:可細分為視頻捕捉卡視頻處理卡、視頻播放卡以及TV編碼器等專用卡,其功能是連線攝像機、VCR影碟機、TV等設備,以便獲取、處理和表現各種動畫和數位化視頻媒體。
★ 掃描卡:它是用來連線各種圖形掃瞄器的,是常用的靜態照片、文字、工程圖輸入設備
★ 印表機接口:用來連線各種印表機,包括普通印表機、雷射印表機、彩色印表機等,印表機現在已經是最常用的多媒體輸出設備之一了。
★ 互動控制接口:它是用來連線觸控螢幕、滑鼠、光筆等人機互動設備的,這些設備將大大方便用戶對MPC的使用。
★ 網路接口:是實現多媒體通信的重要MPC擴充部件。計算機和通信技術相結合的時代已經來臨,這就需要專門的多媒體外部設備將數據量龐大的多媒體信息傳送出去或接收進來,通過網路接口相接的設備包括視頻電話機、傳真機、LAN和ISDN等。

播放器套用

我們知道,由於聲音點播和影視點播套用還沒有完全直接集成到常用的Web瀏覽器中,這就需要一個單獨的應用程式來幫助,通常我們使用媒體播放器(Media player)來播放聲音和影視。典型的媒體播放器要執行好幾個功能,包括解壓縮、消除抖動、錯誤糾正和用戶播放等功能。可以使用像外掛程式這種技術把媒體播放器的用戶接口放在Web客戶機的用戶界面上,瀏覽器在當前Web頁面上保留螢幕空間,並且由媒體播放器來管理。大多數客戶機使用如下幾種方法來讀取聲音和影視檔案:
★ 通過Web瀏覽器把聲音/影視從Web伺服器傳送給媒體播放器;
★ 直接把聲音/影視從Web伺服器傳送給媒體播放器 ;
★ 直接把聲音/影視從多媒體流放伺服器傳送給媒體播放器;
在這個過程中,媒體播放器的主要功能表現在如下四個方面:
解壓縮:幾乎所有的聲音和電視圖象都是經過壓縮之後存放在存儲器中的,因此無論播放來自於存儲器或者來自網路上的聲音和影視都要解壓縮。
★ 去抖動:由於到達接收端的每個聲音信息包和電視圖象信息包的時延不是一個固定的數值,如果不加任何措施就原原本本地把數據送到媒體播放器播放,聽起來就會有抖動的感覺,甚至對聲音和電視圖象所表達的信息無法理解。在媒體播放器中,限制這種抖動的簡單方法是使用快取技術,就是把聲音或者電視圖象數據先存放在緩衝存儲器中,經過一段延時之後再播放。
★ 錯誤處理:由於在網際網路上往往會出現讓人不能接收的交通擁擠,信息包中的部分信息在傳輸過程中就可能會丟失。如果連續丟失的信息包太多,用戶接收的聲音和圖象質量就不能容忍。採取的辦法往往是重傳。
★ 用戶可控制的接口:這是用戶直接控制媒體播放器播放媒體的實際接口。媒體播放器為用戶提供的控制功能通常包括聲音的音量大小、暫停/重新開始和跳轉等等。

圖像圖形

色彩

我們知道,只要是彩色都可用亮度、色調和飽和度來描述,人眼中看到的任一彩色光都是這三個特徵的綜合效果。那么亮度、色調和飽和度分別指的是什麼呢?
★ 亮度:是光作用於人眼時所引起的明亮程度的感覺,它與被觀察物體的發光強度有關;
★ 色調:是當人眼看到一種或多種波長的光時所產生的彩色感覺,它反映顏色的種類,是決定顏色的基本特性,如紅色、棕色就是指色調;
★ 飽和度:指的是顏色的純度,即摻入白光的程度,或者說是指顏色的深淺程度,對於同一色調的彩色光,飽和度越深顏色越鮮明或說越純。通常我們把色調和飽和度通稱為色度。你該明白了,亮度是用來表示某彩色光的明亮程度,而色度則表示顏色的類別與深淺程度。除此之外,自然界常見的各種顏色光,都可由紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色光按不同比例相配而成;同樣絕大多數顏色光也可以分解成紅、綠、藍三種色光,這就形成了色度學中最基本的原理----三原色原理(RGB)。

圖像

一般來說,圖形(圖像)格式大致可以分為兩大類:一類為點陣圖;另一類稱為描繪類、矢量類或面向對象的圖形(圖像)。前者是以點陣形式描述圖形(圖像)的,後者是以數學方法描述的一種由幾何元素組成的圖形(圖像)。一般說來,後者對圖像的表達細緻、真實,縮放後圖形(圖像)的解析度不變,在專業級的圖形(圖像)處理中運用較多。
在介紹圖形(圖像)格式前,我們實在有必要先了解一下圖形(圖像)的一些相關技術指標:解析度、色彩數、圖形灰度。
★ 解析度:分為螢幕解析度和輸出解析度兩種,前者用每英寸行數表示,數值越大圖形(圖像)質量越好;後者衡量輸出設備的精度,以每英寸的像素點數表示;
★ 色彩數和圖形灰度:用位(bit)表示,一般寫成2的n次方,n代表位數。當圖形(圖像)達到24位時,可表現1677萬種顏色,即真彩。灰度的表示法類似;
下面我們就通過圖形檔案的特徵後綴名(就是如圖.bmp這樣的)來逐一認識當前常見的圖形檔案格式:BMPDIBPCP、DIF、WMFGIFJPGTIFEPSPSDCDR、IFF、TGAPCDMPT、PNG。
★ BMP(bit map picture):PC機上最常用的點陣圖格式,有壓縮和不壓縮兩種形式,該格式可表現從2位到24位的色彩,解析度也可從480x320至1024x768。該格式在Windows環境下相當穩定,在檔案大小沒有限制的場合中運用極為廣泛。
★ DIB(device independent bitmap):描述圖像的能力基本與BMP相同,並且能運行於多種硬體平台,只是檔案較大。
★ PCP(PC paintbrush):由Zsoft公司創建的一種經過壓縮且節約磁碟空間的PC點陣圖格式,它最高可表現24點陣圖形(圖像)。過去有一定市場,但隨著JPEG的興起,其地位已逐漸日落終天了。
★ DIF(drawing interchange formar):AutoCAD中的圖形檔案,它以ASCII方式存儲圖形,表現圖形在尺寸大小方面十分精確,可以被CorelDraw,3DS等大型軟體調用編輯。
★ WMF(Windows metafile format):MicrosoftWindows圖元檔案,具有檔案短小、圖案造型化的特點。該類圖形比較粗糙,並只能在Microsoft Office中調用編輯。
★ GIF(graphics interchange format):在各種平台的各種圖形處理軟體上均可處理的經過壓縮的圖形格式。支持多圖像檔案和動畫檔案。缺點是存儲色彩最高只能達到256種。
★ JPG(joint photographics expert group):可以大幅度地壓縮圖形檔案的一種圖形格式。對於同一幅畫面,JPG格式存儲的檔案是其他類型圖形檔案的1/10到1/20,而且色彩數最高可達到24位,所以它被廣泛套用於Internet上的homepage或internet上的圖片庫。
★ TIF(tagged image file format):檔案體積龐大,但存儲信息量亦巨大,細微層次的信息較多,有利於原稿階調與色彩的複製。該格式有壓縮和非壓縮兩種形式,最高支持的色彩數可達16M。
★ EPS(encapsulated PostScript):用PostScript語言描述的ASCII圖形檔案,在PostScript圖形印表機上能列印出高品質的圖形(圖像),最高能表示32點陣圖形(圖像)。該格式分為PhotoshopEPS格式adobeillustrator EPS和標準EPS格式,其中後者又可以分為圖形格式和圖像格式
★ PSD(photoshop standard):Photoshop中的標準檔案格式,專門為Photoshop而最佳化的格式。
★ CDR(coreldraw):CorelDraw的檔案格式。另外,CDX是所有CorelDraw應用程式均能使用的圖形(圖像)檔案,是發展成熟的CDR檔案。
★ IFF(image file format):用於大型超級圖形處理平台,比如AMIGA機,好萊塢的特技大片多採用該圖形格式處理。圖形(圖像)效果,包括色彩紋理等逼真再現原景。當然,該格式耗用的記憶體外存等的計算機資源也十分巨大。
★ TGA(tagged graphic):是True vision公司為其顯示卡開發的圖形檔案格式,創建時期較早,最高色彩數可達32位。VDA,PIX,WIN,BPX,ICB等均屬其旁系。
★ PCD(Photo CD):由KODAK公司開發,其它軟體系統對其只能讀取。
★ MPT(macintosh paintbrush)或MAC:Macintosh機所使用的灰度圖形(圖像)模式,在macintosh paintbrush中使用,其解析度只能是720x567。
★PNG (Portable Network Graphics)攜帶型網路圖形,是一種無損壓縮的點陣圖圖形格式,支持索引、灰度、RGB[A]三種顏色方案以及Alpha通道等特性,最高支持48位真彩色圖像以及16位灰度圖像。較舊的瀏覽器和程式可能不支持 PNG 檔案。
除此之外,Macintosh機專用的圖形(圖像)格式還有PNT、PICT、PICT2、MNG等。

聲音

音頻處理技術

多媒體涉及到多方面的音頻處理技術,如:音頻採集、語音編碼/解碼、文一-語轉換、音樂合成、語音識別與理解、音頻數據傳輸、音頻一-視頻同步、音頻效果與編輯等。其中數字音頻是個關鍵的概念,它指的是一個用來表示聲音強弱的數據序列,它是由模擬聲音經抽樣(即每隔一個時間間隔在模擬聲音波形上取一個幅度值)量化和編碼(即把聲音數據寫成計算機的數據格式)後得到的。計算機數字CD、數字磁帶(DAT)中存儲的都是數字聲音。模擬一-數字轉換器把模擬聲音變成數字聲音;數字一-模擬轉換器可以恢復出模擬來的聲音。
一般來講,實現計算機語音輸出有兩種方法:一是錄音/重放,二是文一-語轉換。第二種方法是基於聲音合成技術的一種聲音產生技術,它可用於語音合成和音樂合成。而第一種方法是最簡單的音樂合成方法,曾相繼產生了套用調頻(FM)音樂合成技術和波形表(wavetable)音樂合成技術。

MIDI的概念

現在我們用的最多的音頻名詞之一MIDI(musical instrument digital interface)是作為“樂器數字接口”的縮寫出現的,並用它來泛指數字音樂的國際標準。由於它定義了計算機音樂程式、合成器及其他電子設備交換信息和電子信號的方式,所以可以解決不同電子樂器之間不兼容的問題。另外,標準的多媒體PC平台能夠通過內部合成器或連線到計算機MIDI連線埠的外部合成器播放MIDI檔案,利用MIDI檔案演奏音樂,所需的存儲量最少。
至於MIDI檔案,是指存放MIDI信息的標準檔案格式。MIDI檔案中包含音符、定時和多達16個通道的演奏定義。檔案包括每個通道的演奏音符信息:鍵通道號、音長、音量和力度(擊鍵時,鍵達到最低位置的速度)。由於MDDI檔案是一系列指令,而不是波形,它需要的磁碟空間非常少;並且現裝載MIDI檔案比波形檔案容易的多。這樣,在設計多媒體節目時,我們可以指定什麼時候播放音樂,將有很大的靈活性。在以下幾種情況下,使用MIDI檔案比使用波形音頻更合適:需要播放長時間高質量音樂,如想在硬碟上存儲的音樂大於4分鐘,而硬碟又沒有足夠的存儲容量;需要以音樂作背景音響效果,同時從CD-ROM中裝載其它數據,如圖像、文字的顯示;需要以音樂作背景音響效果,同時播放波形音頻或實現文一語轉換,以實現音樂和語音的同時輸出。

檔案格式

再接下來我們介紹七種最為流行的多媒體聲音檔案效果讓你認識認識:
★ WAVE,擴展名為WAV:該格式記錄聲音的波形,故只要採樣率高、採樣位元組長、機器速度快,利用該格式記錄的聲音檔案能夠和原聲基本一致,質量非常高,但這樣做的代價就是檔案太大。
★ MOD,擴展名MOD、ST3、XT、S3M、FAR、669等:該格式的檔案里存放樂譜和樂曲使用的各種音色樣本,具有回放效果明確,音色種類無限等優點。但它也有一些致命弱點,以至於已經逐漸淘汰,只有MOD迷及一些遊戲程式中尚在使用。
MPEG-1layer 3,擴展名MP3:現在最流行的聲音檔案格式,因其壓縮率大,在網路可視電話通信方面套用廣泛,但和CD唱片相比,音質不能令人非常滿意。
★ Real Audio,擴展名RA:這種格式真可謂是網路的靈魂,強大的壓縮量和極小的失真使其在眾多格式中脫穎而出。和MP3相同,它也是為了解決網路傳輸頻寬資源而設計的,因此主要目標是壓縮比和容錯性,其次才是音質。
★ Creative Musical Format,擴展名CMF:Creative公司的專用音樂格式,和MIDI差不多,只是音色、效果上有些特色,專用於FM音效卡,但其兼容性也很差。
★ CD Audio音樂CD,擴展名CDA:唱片採用的格式,又叫“紅皮書”格式,記錄的是波形流,絕對的純正、HIFI。但缺點是無法編輯,檔案長度太大。
★ MIDI,擴展名MID:最成熟的音樂格式,實際上已經成為一種產業標準,其科學性、兼容性、複雜程度等各方面當然遠遠超過本文前面介紹的所有標準(除交響樂CD、Unplug CD外,其它CD往往都是利用MIDI製作出來的),它的General MIDI就是最常見的通行標準。作為音樂工業的數據通信標準,MIDI能指揮各音樂設備的運轉,而且具有統一的標準格式,能夠模仿原始樂器的各種演奏技巧甚至無法演奏的效果,而且檔案的長度非常小。
總之,如果有專業的音源設備,那么要聽同一首曲子的HIFI程度依次是:
原聲樂器演奏 〉 MIDI 〉 CD唱片 〉 MOD 〉 所謂音效卡上的MIDI 〉 CMF,而MP3及RA要看它的節目源是採用MIDI、CD還是MOD了。
另外,在多媒體材料中,存儲聲音信息的檔案格式也是需要認識的,共有:
WAV檔案、VOC檔案、MIDI檔案、RMI檔案、PCM檔案以及AIF檔案等若干種。
★ WAV檔案:Microsoft公司的音頻檔案格式,它來源於對聲音模擬波形的採樣。用不同的採樣頻率對聲音的模擬波形進行採樣可以得到一系列離散的採樣點,以不同的量化位數(8位或16位)把這些採樣點的值轉換成二進制數,然後存入磁碟,這就產生了聲音的WAV檔案,即波形檔案。Microsoft Sound System軟體Sound Finder可以轉換AIF SND和VOD檔案到WAV格式
★ VOC檔案:Creative公司波形音頻檔案格式,也是聲霸卡(sound blaster)使用的音頻檔案格式。每個VOC檔案由檔案頭塊(header block)和音頻數據塊(data block)組成。檔案頭包含一個標識版本號和一個指向數據塊起始的指針。數據塊分成各種類型的子塊。如聲音數據靜音標識ASCII碼檔案重複的結果重複以及終止標誌,擴展塊等。
★ MIDI檔案:Musical Instrument Digital Interface(樂器數字接口)的縮寫。它是由世界上主要電子樂器製造廠商建立起來的一個通信標準,以規定計算機音樂程式 電子合成器和其它電子設備之間交換信息與控制信號的方法。MIDI檔案中包含音符定時和多達16個通道的樂器定義,每個音符包括鍵通道號持續時間音量和力度等信息。所以MIDI檔案記錄的不是樂曲本身,而是一些描述樂曲演奏過程中的指令。
★ RMI檔案:Microsoft公司的MIDI檔案格式,它可以包括圖片標記和文本。
★ PCM檔案:模擬音頻信號經模數轉換(A/D變換)直接形成的二進制序列,該檔案沒有附加的檔案頭和檔案結束標誌。在聲霸卡提供的軟體中,可以利用VOC-HDR程式,為PCM格式的音頻檔案加上檔案頭,而形成VOC格式。Windows的Convert工具可以把PCM音頻格式的檔案轉換成Microsoft的WAV格式的檔案。
★ AIF檔案:Apple計算機的音頻檔案格式。Windows的Convert工具同樣可以把AIF格式的檔案換成Microsoft的WAV格式的檔案。

視頻

動態圖像的組成
動態圖像,包括動畫視頻信息,是連續漸變的靜態圖像或圖形序列,沿時間軸順次更換顯示,從而構成運動視感的媒體。當序列中每幀圖像是由人工或計算機產生的圖像時,我們常稱作動畫;當序列中每幀圖像是通過實時攝取自然景象或活動對象時,我們常成為影像視頻,或簡稱為視頻。動態圖像演示常常與聲音媒體配合進行,二者的共同基礎是時間連續性。一般意義上談到視頻時,往往也包含聲音媒體。但在這裡,視頻(動畫)特指不包含聲音媒體的動態圖像
動畫的定義
什麼是動畫?所謂動畫,就是通過以每秒15到20幀的速度(相當接近於全運動視頻幀速)順序地播放靜止圖像幀以產生運動的錯覺。因為眼睛能足夠長時間地保留圖像以允許大腦以連續的序列把幀連線起來,所以能夠產生運動的錯覺。我們可以通過在顯示時改變圖像來生成簡單的動畫。最簡單的方法是在兩個不同幀之間的反覆。這種方法對於指示“是”或“不是”的情況來說是很好的解決方法。另一種製作動畫的方法是以循環的形式播放幾個圖像幀以生成旋轉的效果,並且可以依靠計算時間來獲得較好的回放,或用記時器來控制動畫。
多媒體電話機多媒體電話機
常見格式
視頻信息在計算機中存放的格式有很多,目前最流行的兩種格式是:
蘋果公司的Quicktime和微軟的AVI。
★ Quicktime:是蘋果公司採用的面向最終用戶桌面系統的低成本、全運動視頻的方式,在軟體壓縮和解壓縮中也開始採用這種方式了。其向量量化是Quicktime軟體的壓縮技術之一,它在最高為30幀/秒下提供的視頻解析度是320x240,其壓縮率能從25到200。
★ AVI:類似於Quicktime,是微軟公司採用的音頻視頻交錯格式,也是一種桌面系統上的低成本、低解析度的視頻格式。AVI可在160x120的視窗中以15幀/秒回放視頻,並可帶有8位的聲音,也可以在VGA或超級VGA監視器上回放。AVI很重要的一個特點是可伸縮性,使用AVI算法時的性能依賴於與它一起使用的基礎硬體。

壓縮編碼

被國際社會廣泛認可和套用的通用壓縮編碼標準大致有如下四種:H.261、JPEG、 MPEG和DVI。
★ H.261:由CCITT(國際電報電話諮詢委員會)通過的用於音頻視頻服務的視頻編碼解碼器(也稱Px64標準),它使用兩種類型的壓縮:一幀中的有損壓縮(基於DCT)和用於幀間壓縮的無損編碼,並在此基礎上使編碼器採用帶有運動估計的DCT和DPCM(差分脈衝編碼調製)的混合方式。這種標準與JPEG及MPEG標準間有明顯的相似性,但關鍵區別是它是為動態使用設計的,並提供完全包含的組織和高水平的互動控制。
★ JPEG:全稱是Joint Photogragh Coding Experts Group(聯合照片專家組),是一種基於DCT的靜止圖像壓縮和解壓縮算法,它由ISO(國際標準化組織)和CCITT(國際電報電話諮詢委員會)共同制定,並在1992年後被廣泛採納後成為國際標準。它是把冗長的圖像信號和其它類型的靜止圖像去掉,甚至可以減小到原圖像的百分之一(壓縮比100:1)。但是在這個級別上,圖像的質量並不好;壓縮比為20:1時,能看到圖像稍微有點變化;當壓縮比大於20:1時,一般來說圖像質量開始變壞。
★ MPEG:是Moving Pictures Experts Group(動態圖像專家組)的英文縮寫,實際上是指一組由ITU和ISO制定發布的視頻、音頻、數據的壓縮標準。它採用的是一種減少圖像冗餘信息的壓縮算法,它提供的壓縮比可以高達200:1,同時圖像和音響的質量也非常高。通常有三個版本:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以適用於不同頻寬和數字影像質量的要求。它的三個最顯著優點就是兼容性好、壓縮比高(最高可達200:1)、數據失真小。
★ DVI:其視頻圖像的壓縮算法的性能與MPEG-1相當,即圖像質量可達到VHS的水平,壓縮後的圖像數據率約為1.5Mb/s。為了擴大DVI技術的套用,Intel公司推出了DVI算法的軟體解碼算法,稱為Indeo技術,它能將為壓縮的數字視頻檔案壓縮為五分之一到十分之一。

工具綜述

創作工具

多媒體創作系統介於多媒體作業系統與套用軟體之間,是支持套用開發人員進行多媒體套用軟體創作的工具,故又稱為多媒體創作工具。它能夠用來集成各種媒體,並可設計閱讀信息內容方式的軟體。藉助這種工具,套用人員可以不用編程也能做出很優秀的多媒體軟體產品,極大的方便了用戶。與之對應,多媒體創作工具必須擔當起可視化編程的責任,它必須具有概念清晰、界面簡潔、操作簡單、功能伸縮性強等特點。對優秀的多媒體創作工具的判斷標準是,應該具備以下八種基本的能力並能夠不斷進行增強:
★ 編輯能力及環境;
★ 媒體數據輸入能力;
★ 互動能力;
★ 功能擴充能力;
★ 調試能力;
動態數據交換能力;
資料庫功能;
★ 網路組件及模板套用能力。
系統工具的功能角度劃分,多媒體創作工具大致可以分為四類:
媒體創作軟體工具、多媒體節目寫作工具、媒體播放工具以及其他各類媒體處理工具。
★ 媒體創作軟體工具:用於建立媒體模型、產生媒體數據。
套用較廣泛的有三維圖形視覺空間的設計和創作軟體,如Macromedia公司的Extreme 3D,它能提供包括建模動畫、渲染以及後期製作等諸多功能,直至專業級視頻製作。另外,Autodesk公司的2D Animation和3D Studio(包括3D Max)等也是很受歡迎的媒體創作工具。而用於MIDI檔案(數位化音樂接口標準)處理的音序器軟體非常多,比較有名的有Music Time、Recording Session、Master Track Pro和Studio for windows等;至於波形聲音工具,在MDK(多媒體開放平台)中的Wave Edit、Wave Studio等就相當不錯。
多媒體節目寫作工具: 提供不同的編輯、寫作方式。
第一種是基於腳本語言的寫作工具,典型的如Toolbook,它能幫助創作者控制各種媒體數據的播放,其中OpenScript語言允許對Windows的MCI(媒體控制接口)進行調用,控制各類媒體設備的播放或錄製。第二類是基於流程圖的寫作工具,典型的如Authorware和IconAuther,它們使用流程圖來安排節目,每個流程圖由許多圖示組成,這些圖示扮演腳本命令的角色,並與一個對話框對應,在對話框輸入相應內容即可。第三類寫作工具是基於時序的,典型的如Action,它們是通過將元素和是檢驗時間軸線安排來達到使多媒體內容演示的同步控制。
★ 媒體播放工具: 可以在電腦上播出,有的甚至能在消費類電子產品中播出。
這一類軟體非常多,其中Video for Windows,就可以對視頻序列(包括伴音)進行一系列處理,實現軟體播放功能。而Intel公司推出的Indeo在技術上更進了一步,在純軟體視頻播放上,還提供了功能先進的製作工具。
★ 其他各類媒體處理工具
除了三大類媒體開發工具外,還有其他幾類軟體,如多媒體資料庫管理系統、Video-CD製作節目工具、基於多媒體板卡(如MPEG卡)的工具軟體、多媒體出版系統工具軟體、多媒體CAI製作工具、各式MDK(多媒體開放平台)等。它們在各領域中都受到很大歡迎。

套用工具

上面介紹的大多數都是大型的多媒體系統開發工具軟體,在桌面電腦中也許用到的時候不多,下面從家用PC的角度介紹幾款現在最為流行的多媒體套用軟體。
★ 圖形製作和圖像瀏覽工具
在圖形(圖像)領域裡,最出色的工具軟體要算Adobe PhotoShop和3DS MAX了,它們可以算是真正的設計大師。除此之外,還有專業級的圖形(圖像)處理軟體CorelDraw和Freehand。如果用戶需要傻瓜一點的工具,則可能友立公司出品的PhotoImpact和Cool 3D會更適合,前者內建了神奇的百寶箱,能讓使用者輕鬆的編輯出相當具水準的各種效果圖片,後者可以非常輕鬆的製作出很酷的立體字和GIF動畫圖,甚至是各種效果的標題、對象、標誌等等。另外,微軟麾下的Office套件----Photo Edit和FrontPage伴侶----Image等也能為眾多多媒體用戶分憂。至於圖片(圖像)瀏覽軟體,DOS模式下有“德國戰車”----Sea,Windows環境下有大名鼎鼎的ACDSee。另外,CompuPic和PicView也是值得考慮的高性能看圖軟體。這幾種軟體除了有瀏覽功能外,還可進行圖形(圖像)格式、解析度、色彩數的轉換,使用起來也特別的方便。
★ 媒體播放和音頻工具
除了上面介紹的Video for Windows可以用外,還有Multimedia Xplorer等也是不錯的軟體。但在家用中,我們對媒體播放的套用可能更多的還停留在MP3、CD等音樂檔案的播放上,所以重點介紹一下。說到MP3播放,自然是著名的Winamp一統天下了。這個著名的高保真音樂播放軟體最優秀之處在於其強大的功能和出色的音質,而且它還可以定製界面skins,並能支持增強音頻視覺和音頻效果的Plug-ins。還有較好的MP3播放軟體是Soritong和Sonique。如果用戶要從網上收聽(收看)實時Audio、Video和Flash的話,RealPlayer是個絕好的工具,特別是最新的RealSystem G2。
至於那些對音樂有著特殊愛好的多媒體用戶,多媒體播放軟體中的先驅Jet-Audio和目前最成熟的軟波表合成器Jet-MIDI實在該是上選。它們都是韓國公司COWON的產品,界面華麗、音色絕佳,支持的多媒體格式更是多達20幾種,完全可與著名的Audio Station相媲美,而後者最秒之處是提供了“State-of-the-art”----藝術級的波表模擬,只要擁有一塊16位的音效卡,就可以實現具有音樂會般臨場感的MIDI回放,體驗高保真音響帶來的聽覺震撼!另外,倘若用戶要找一個工具軟體集音樂播放器多媒體檔案管理器於一身,倒是可以用用MidiMaster 2000,大概不容易找到更好的音樂庫管理軟體了。
視頻播放工具
視頻播放在家用中,當然是看VCD或DVD了。這類軟體最好用的大概是豪傑超級解霸梁肇新先生的這款軟體是很多MPC裝機者必備的視頻播放工具,在媒體播放軟體中,號稱無出其右者。這之中或許還有些用戶使用的Windows98第二版會與超級解霸衝突,如果沒有為此而打補丁的話,就可以用用WinDVD 和Power DVD。用它們一樣可以播放MPEG、VCD、DVD碟或其它視頻文檔,而且控制功能也很完善,播放速度一流。至於著名的QuickTime,在這裡可不再是蘋果公司的一種視頻信息格式了,而是可以用來線上瀏覽MOV電影檔和QuickTime VR的虛擬實境網頁的視頻播放工具,至於播放MOV檔案和AVI等檔案,自然是不在話下了!

套用

軟體

多媒體編輯工具包括字處理軟體、繪圖軟體圖像處理軟體動畫製作軟體聲音編輯軟體以及視頻編輯軟體。
多媒體套用軟體的創作工具(Authoring Tools)用來幫助套用開發人員提高開發工作效率,它們大體上都是一些應用程式生成器,它將各種媒體素材按照超文本節點和鏈結構的形式進行組織,形成多媒體套用系統。Authorware、Director、Multimedia Tool Book等都是比較有名的多媒體創作工具。

教學

教學模式是指完成教學任務的教與學的一種範式,它包括教的模式和學的模式及有關的教學策略。
(1)課堂演播教學模式(課堂講解教學模式) 這種教學模式在課堂教學中主要有兩種方式:教學呈現和模擬演示。
(2)個別化教學模式 個別化教學模式的多媒體課件一般包括:介紹部分、教學控制、激發動機、教學信息的呈現、問題的應答、應答的診斷、應答反饋及補救、結束。與個別化教學模式相對應的多媒體課件有兩類:多媒體教材和教輔類電子讀物。
(3)計算機模擬模擬教學模式所涉及的問題有:基本模型、模擬的呈現與表現問題、系統的反應及反饋。
(4)探索式教學模式 探索式教學模式一般由以下幾個環節組成:確定問題、創設教學情境、探索學習、反饋、學習效果評價。制約因素主要有:漫遊(Wandering)和迷向(Disorientation)。
(5)協作化教學模式
(6)基於網際網路遠程教學模式
多媒體計算機教學軟體系統
(1)多媒體素材製作軟體
文字處理:記事本寫字板、Word、WPS
圖形圖像處理:PhotoShop、CorelDraw、Freehand
動畫製作:AutoDesk Animator Pro、3DS MAX、Maya、Flash
聲音處理:Ulead Media Studio、Sound Forge、Audition(Cool Edit)、Wave Edit
視頻處理:Ulead Media Studio、Adobe Premiere、After Effects
(2)創作工具
程式語言:Visual Basic、Visual C++、Delphi
多媒體寫作系統:Authorware、Director、Tool Book、Flash
(3)多媒體計算機教學軟體
各種可用於課堂教學、輔導、演示的教學課件。
多媒體課件開發組人員構成
(1)項目負責人
(2)學科教學專家
(3)教學設計專家
(4)軟體工程師(系統結構設計)專家
(5)多媒體素材製作專家
(6)多媒體課件製作專家

發展歷史

多媒體技術初露端倪肯定是X86時代的事情,如果真的要從硬體上來印證多媒體技術全面發展的時間的話,準確地說應該是在PC上第一塊音效卡出現後。早在沒有音效卡之前,顯示卡就已經出現了,至少顯示晶片已經出現了。顯示晶片的出現自然標誌著電腦已經初具處理圖像的能力,但是這不能說明當時的電腦可以發展多媒體技術, 80年代音效卡的出現,不僅標誌著電腦具備了音頻處理能力,也標誌著電腦的發展終於開始進入了一個嶄新的階段:多媒體技術發展階段。1988年MPEG(Moving Picture Expert Group,運動圖像專家小組)的建立又對多媒體技術的發展起到了推波助瀾的作用。進入90年代,隨著硬體技術的提高,自80486以後,多媒體時代終於到來。
自80年代之後,多媒體技術發展之速可謂是讓人驚嘆不已。不過,無論在技術上多么複雜,在發展上多么混亂,似乎有兩條主線可循:一條是視頻技術的發展,一條是音頻技術的發展。從AVI出現開始,視頻技術進入蓬勃發展時期。這個時期內的三次高潮主導者分別是AVI、Stream(流格式)以及MPEG。AVI的出現無異於為計算機視頻存儲奠定了一個標準,而Stream使得網路傳播視頻成為了非常輕鬆的事情,那么MPEG則是將計算機視頻套用進行了最大化的普及。而音頻技術的發展大致經歷了兩個階段,一個是以單機為主的WAV和MIDI,一個就是隨後出現的形形色色的網路音樂壓縮技術的發展。
從PC喇叭到創新音效卡,再到豐富的多媒體套用,多媒體正改變我們生活的方方面面。
多媒體技術的突破、廣域網的成熟以及台式作業系統的支持使視頻會議系統成為多媒體技術套用的新熱點。它是一種重要的多媒體通信系統,它將計算機互動性、通信的分布性和電視的真實性融為一體。視頻會議系統已經有了比較成熟的產品。
虛擬現實是一項與多媒體技術密切相關的邊緣技術,它通過綜合套用計算機圖像處理、模擬與仿真、感測技術、顯示系統等技術和設備,以模擬仿真的方式,給用戶提供一個真實反映操作對象變化與相互作用的三維圖像環境,從而構成的虛擬世界,並通過特殊設備(如頭盔和數據手套)提供給 用戶一個與該虛擬世界相互作用的三維互動式用戶界面。
3.超文本(Hypertext)
超文本是隨著多媒體計算機發展而發展起來的文本處理技術,它提供了將"聲、文、圖"結合在一起,綜合表達信息的強有力的手段,是多媒體套用的有效工具。超文本方式在Internet上得到了廣泛的套用。
4.家庭視聽
其實多媒體最看得見的套用,就是數位化的音樂和影像進入了家庭。由於數位化的多媒體具有傳輸儲存方便、保真度非常高,在個人電腦用戶中廣泛受到青睞,而專門的數字視聽產品,也大量進入了家庭,如CD、VCD、DVD等設備。

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