《多媒体技术》电子教案：多媒体技术概述

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/ 学年 第 学期 课程 多媒体技术

第一章 多媒体技术概论 讲授 月 日 节 所需教具 月 日 节

目的要求：

1. 理解：多媒体的概念、多媒体技术的内容和多媒体系统的组成 2. 了解：多媒体技术的发展过程、多媒体系统的特点和分类 旧知复习：介绍本课程的性质和任务

重点难点：多媒体的概念、多媒体系统的特点和分类

教学过程：（包括主要教学环节、时间分配） 一、复习提问（5分） 二、讲授新课

1. 多媒体技术的形成和发展（13分） 2. 多媒体系统的分类（15分） 3. 多媒体系统的组成（30分） 4. 多媒体网络应用系统（20分） 三、总结（5分）

四、布置作业（2分）

课后作业： 教学后记：

任课教师：

教研室主任

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新课导入：多媒体以其美妙的声音、精彩的图形和图象、动感的画面赢得了用户和社会各界的广泛关注，并以惊人的发展速度将人类文明提前带入新世纪

一、 课程的性质、目的与任务

1． 性质：是计算机应用专业计算机应用软件开发方向必修的专业基础课。该课程

的特点是概念多、实践性强、涉及面广，并有极广泛的实用性

2． 目的与任务：多媒体技术把计算机技术的交互性和饿视化的真实感结合起来，

使其应用渗透到各个领域。目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解多媒体技术的基本概念和主要功能；掌握常用的多媒体工具软件的使用方法，了解如何进行多媒体软件开发和多媒体制造，从而为学生以后的学习和工作打下基础。

二、 课程的教学要求

基本概念和基本知识：多媒体、位图、矢量图、图象、图形、MIDI、图象文件件的格式、信息压缩和解压、超文本与超媒体、动画、数字音频的制作、数字图象的制造、多媒体开发环境、多媒体开发工具、音频卡、视频卡、数据传输速度、多媒体项目开发；及有关多媒体技术方面的基本知识。

基本技能：能够使用多媒体系统、并能利用多媒体工具进行较简单的多媒体制造 重点：多媒体工具的使用、多媒体环境的选择、信息压缩方法 难点：信息压缩技术 三、 学习方法

第一章 多媒体技术概论

【学习目标】

1． 理解：多媒体的概念、多媒体技术的内容和多媒体系统的组成 2． 了解：多媒体技术的发展过程、多媒体系统的特点和分类 【学习要点】

多媒体的概念、多媒体系统的特点和分类

1.1多媒体技术的形成和发展

应用始于20世纪80年代 1.1.1 多媒体的有关概念

多媒体：文本、声音、图形、图象和动画等是信息的载体，其中两个或多于两个的组合构

成了多媒体

多媒体计算机技术：运用计算机综合处理多媒体信息（文本、声音、图形、图象等）的技

术，包括将多种信息建立逻辑连接，进而集成一个具有交互性的系统等等。

多媒体系统：利用计算机技术和数字通讯网络技术处理和控制多媒体信息的系统。如：电

视节目，动画片、CAI课件、视频/音频演示系统等

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1．促进多媒体技术发展的关键技术

（1） 视频音频信息的获取技术

获取视频信号的方法：

? 利用计算机产生彩色图形、静态和动态图象 ? 利用彩色扫描仪，扫描输入彩色图形和静态图象 ? 利用识字信号数字化仪得到视频信息 （2） 多媒体数据压缩编码和解码技术 （3） 视频音频数据的实时处理和特技 （4） 视频音频的输出技术 （5） CD-ROM解决了多媒体信息的存储问题 （6） 高速计算机网络可以传送多媒体信息 （7） 高速位处理技术

2．多媒体技术的特性

（1）集成性：

包含两个方面：多媒体技术能将各种不同的媒体信息有机地进行同步组合成为一个完整的多媒体信息；把不同的媒体设备集成在一起，形成多媒体系统

(2) 实时性：由于多媒体技术是研究多种媒体继承的技术，其中声音及活动的视

频图象是与时间密切相关的，如播放时，声音和图象都不能出现停顿现象。 (3) 交互性：在多媒体系统中，除了操作上控制自如之外，在媒体综合处理上也

可以随心所欲，这种交互操作是一种实时操作，要求整个系统的软硬件系统都能实时响应。如从数据库中检索出某人的照片、声音及文字材料（初级）；通过交互特性使用户介入到信息过程中，不仅仅是提取信息，（中级交互应用）；当用户完全进入到一个与信息环境一体化的虚拟信息空间自由遨游时（高级交互应用）

(4) 高质量：多媒体技术以全数字化方式加工和处理声音和图象，精确度高，声

音和图象的质量效果好。

1.1.2 多媒体技术的发展

1．启蒙发展阶段

1983：美国无线电公司RCA的研究中心就开始研究和开发以计算机技术为基础，用标准键盘来存储和检索静态图象、活动图象、声音和其他数据，并推出了交互式数字视频系统DVI

1984：APPLE 公司 MACINTOSH 引入“位映射”图形机理，开始使用MOUSE和ICON 1985：COMMODORE推出世界上第一台多媒体计算机AMIGA ，后来不断完善，形成一个完整的多媒体计算机系列。为了适应不同用户对技术的需要，提供了一个多任务的AMIGA系统

1986：PHILIPS和SONY推出了交互式紧凑光盘系统CD-I，同时还公布了CD-ROM的文件格式，并作为国际标准

20世纪90年代：微软推出WINDOWS

2．初期应用和标准化阶段（压缩、降低多媒体产品的成本）

20实际90年代以来，多媒体应用广泛，应用范围包括有培训、教育、商业、简报和产

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品展示、产品和事物咨询、信息出版、销售演示、家庭教育和电子商务等众多领域。 1990年10月，形成多媒体PC 机技术规范1.0，简称标准1，(最低用20MHZ的386SX) 1993年标准2 ：ISOCCITT联合成立了专家组JPEG，一直致力于建立适用于彩色和单色、多灰度连续色调、静态图象的数字压缩国际标准，

1991年提出了ISO/ICE 10916G标准，即“多灰度静止图象的数字压缩编码”

1992年，运动图象专家组MPEG-1（用于数字存储多媒体运动图象，其伴音素率为1.5Mbps的压缩编码）作为ISO CDIII72号标准，用于实现全屏幕压缩编码及解码，包括：MPEG视频、音频和系统

降低多媒体产品的成本

3．多媒体技术发展所以依赖的技术 ? 超大规模集成电路的密度增加 ? 超大规模集成电路的速度增加 ? CD-ROM的低成本

? 双通道视频随机存取存储器 VRAM ? 网络技术的广泛应用

五项技术的发展使得数字音频压缩方法得到改进、视频处理器的结构得到改进、音响信息（高保真）、视频信息（彩色、全屏、全运动的视频图形、静态图象；视频特级、二维实时的圈点市信号、高保真彩色图形） 1.1.3 我国多媒体的发展现状 P5 1.2 多媒体系统的分类 1.2.1 基于功能的分类

1．开发系统（多媒体应用制作、非线性编辑器）

2．演示系统（增强型的桌上系统，用于高等教育和会议演示）

3．培训系统（单用户的多媒体播放系统，以计算机为基础，用于家庭教育、小型商业销售和教育培训等）

4．家庭系统（家庭多媒体播放系统，通常配有CD-ROM，采用一般家用电视机做显示，常用于家庭学习、娱乐） 1.2.2 基于应用的分类 1．多媒体信息咨询系统 2．多媒体管理系统

超级市场管理系统、档案管理系统、名片管理系统 3．多媒体辅助教育系统 4．多媒体通信系统

可视电话等 5．多媒体娱乐系统 1.3 多媒体系统的组成 1. 计算机硬件

基础：一般要求主频在25MHZ以上，内存在4MB以上，硬盘容量应较大，显示器最好具有256种色彩和640X480以上的分辨率 2. 多媒体计算机所配置的硬件

包括视频和音频的适时压缩和解压缩、音频信号I/O接口卡 3. 多媒体I/O控制及接口

是多媒体硬件和软件的桥梁，它与多媒体硬件设备交流信息，驱动控制这些设备，并提供软

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件接口。

4. 多媒体的核心系统

支持随时移动和扫描窗口条件下的运动和景致图象的处理和显示，为相关的语音和视频数据的同步提供需要的适时任务调度；支持标准化桌面型计算机环境；使主机CPU的开销减到最小；能够在多种硬件和操作系统环境下执行 5. 创作系统

包括开发工具，具有编辑、播放等功能。 6. 应用系统

利用创作系统制作多媒体应用系统 应用系统

创作系统

多媒体的核心系统

多媒体I/O控制及接口

多媒体计算机所配置的硬件

计算机硬件

1.4 多媒体网络应用技术 1.4.1 局域网 1．定义与功能

定义：能够把分散在一个建筑物或相邻几个建筑物中的计算机、终端、带大容量存储器的外围设备、控制器、显示器及连接其它网络而使用的网络连接器相互连接起来，以很高的速率进行通信（1~20MBPS）

组成：计算机及智能型外围设备；网络接口卡及电缆、网络操作系统及有关软件。 功能：从应用角度

（1） 设备共享 （2） 信息共享

（3） 可进行高速数据通信，也可进行多媒体信息的通信 （4） 分布式处理 （5） 提高兼容性 （6） 安全性

2．局域网应用关键技术 （1） 通信技术

① 传输介质

② 局域网的拓扑结构

③ 信息传输方式及信号变换方式 （2） 局域网的访问控制方式和通信协议

① CSMA/CD、令牌 ② 通信协议 （3） 网络操作系统

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① 硬件独立 ② 桥连接

③ 能支持多个服务器 ④ 多用户支持 ⑤ 网络管理

⑥ 安全性及存取控制 ⑦ 用户界面

1.4.2 广域网

在较大地理范围内将计算机连起来的计算机网络。 1.4.3 因特网 1．因特网的发展

2．INTERNET提供的服务方式 （1） 基本服务

① 电子邮件 ② 文件传输 ③ 远程登录 （2） 扩展服务

① 基于电子邮件的服务 ② 名录服务 ③ 索引服务 ④ 交互式服务

补充内容：

多媒体技术促进了通信、娱乐和计算机的融合

1． 多媒体技术是解决电视数字化及HDTV的可行方案

应用多媒体技术制造HDTV它可以支持任意分辨率的输出，而且输入输出分辨率可以独立，输出分辨率也可以任意地改变，可以用任意的窗口尺寸输出，同时还具备许多新的功能，如图形功能、视频、音频特技及交互功能。 高清晰度数字电视技术及交互式电视技术采用了数字式视频、数字式音频及MPEG压缩编码算法以便于数据传输、存储及计算机控制和管理。国际标准MPEG-II，提供了四种工具：空间可扩展性、时间可扩展性、信噪比可扩充性及数据分块等。 2． 利用多媒体技术制作VCD、DVD及影视音响

VCD播放系统主要有两种：MPEG播放卡、VCD播放机。MPEG卡由MEDIAMATICS公司研制，这种卡由3块主要的芯片；MX501、4MB DRAMHE 40OSC。它由视频音频解码加速器、PCI总线/主机寄存器组成

从CD-ROM驱动器上的CD盘中读出串行的MPEG数据流信息及其他控制信号，经MPEG音频译码器，解出立体声的音频信号再经过A/D转换器，通过OK处理器可以接受话筒输入的OK信号，经过混合跌价处理放大输出到音响设备或电视机。

DVD播放机的工作原理与VCD基本相同，只是音频和视频的编码和解码标准采用MPEG-II或AC-3

3． 个人信息通信中心（PIC）

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多媒体计算机由于具有录音机、可视电话、图文传真机、立体声音响设备、电视机和录象机等多种功能，通过联网在网上传输多种信息，因此有人成它为个人信息通信中心

PIC也可称为PAC和PDA，基本功能相同，主题是多媒体计算机，配上其他的辅助设备，或采用多功能合为一体的多媒体卡就能实现通信和办公自动化等。

PDA产品的关键技术：其CPU统一采用了POWERPC和INTEL系列的芯片。中文PDA系统主要由5个部分组成：硬件系统、BIOS内核、操作系统工具、数据库管理及应用模块等。其特点①采用专用弹片机及其外围设备电路作为硬件支撑环境；②CCPOS中文笔输入操作系统（一个基与笔输入的面向事务管理的操作系统）作为软件支撑环境；③扩展的通信功能：PDA与PC机、智能仪表的通信，PDA与公用电话网的通信以及PDA与无线数据网的连接；④应用程序包：名片电话管理，工作约会安排，英汉字典，资料信息查询，计算工具，通信打印，休闲娱乐及财务顾问等。中文PDA系统结构图见主教材如图1．6所示。

多媒体技术的应用和发展

4． 多媒体数据库

? 传统数据库：文字、数据等信息的处理

? 多媒体数据库：除了文字、数据外，还有图形图象、声音、动画、视频等

信息。

? 目前多媒体数据库还没有较成熟的模型，但研究表明，采用面向对象的方

法来描述和建立多媒体数据模型是较好的一种方法

? 面向对象的主要概念包括对象、类、方法、消息、封装和继承集，可以很

方便地藐视复杂的多媒体信息

? 多媒体疏忽局在传输和存储过程中均需进行压缩处理 ? 多媒体数据的存储、管理和存取方法引入了基于内容的检索方法、矢量空

间模型信息索引检索技术、超位检索技术及智能索引技术等多种方法。

5． 多媒体通信

①多媒体通信可分为两类：

? 对称全双工的多媒体通信，如分布式多媒体信息系统，食品会议系统（分为点

对点的和多点视频会议系统）以及计算机支撑的协同工作环境 ? 非对称全双工的多媒体通信：如交互式电视系统（ITV）、颠簸电视系统（VOD）、

远程教育系统、远程医疗诊断系统及远程图书馆

②多媒体通信要解决两个关键技术问题---多媒体数据压缩和高速数据通信 6． 多媒体著作工具和电子出版物

① 体著作工具可分为

? 基于图标或流线的创作工具 ? 基于卡片和页面的创作工具

? 以传统程序语言为基础的创作工具 ② 主要代表产品有：ACTION、AUTHORWARE、ICON AUTHOR、TOOLBOOK、HYPERCARD

③ 多媒体著作工具要具有良好的面向对象的变成环境、具有较强的支持多媒体数据I/O能力

④ 用途：制作各种电子出版物

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7． 多媒体计算机的发展趋势

（1） 进一步完善计算机支撑的协同工作环境（cscw）。

? CSCW系统是对完成共同任务的群体进行支持，并提出共享环境访问接

口的计算机系统。

? CSCW系统具有两个本质特征；共同任务和共同环境。

? 一般应具有以下3种活动：①通信，协同工作者之间进行信息交换；②合

作，群体协同共同完成某项任务；③协同，对协同工作进行协同，使群体工作和谐，避免冲突和重复。

? CSCW系统可分为3种类型：①交互式，既CSCW群体工作者之间的交

互可以是同步或异步；②地理位置，既参与协作的多个用户可以是远程的或本地的；③群体规模，既协作既可以是两个人之间的，也可以是多人之间的。

（2） 智能多媒体系统。多媒体计算机从发展来看应具有以下智能：

? 文字的识别和输入：印刷体汉字、联机手写体汉字的识别和输入； ? 汉语语音的识别和输入： ? 自然语言理解和机器翻译

（3）把多媒体信息实时处理和压缩编码算法集成到CPU中。计算机产业的发展

趋势应把多媒体和通信的功能集成到CPU中有几项原则：压缩算法采用国际标准的设计；多媒体功能的单独解决变成集中解决；体系结构设计和算法相结合

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