1.1 多媒体的概念

1.1.1 媒体

媒体（Media）是信息表示和传输的载体，是人与人之间沟通及交流观念、思想或意见的中介物。国际电报电话咨询委员会（CCITT，Consultative Committee of International Telegraph and Telephone）对媒体进行了如下的分类。

（1）感觉媒体（Perception Medium）

感觉媒体指直接作用于人的感官，产生感觉（视、听、嗅、味、触觉）的媒体，例如，语音、音乐、音响、图形、动画、数据、文字、文件及物体的质地、形状、温度等。

（2）表示媒体（Representation Medium）

表示媒体指传输感觉媒体的中介媒体，即用于数据交换的编码，如图像编码（JPEG、MPEG）、文本编码（ASCII、GB2312）和声音编码等。

（3）显示媒体（Presentation Medium）

显示媒体指进行信息输入和输出的媒体，分为输入显示媒体和输出显示媒体两种，例如，话筒、摄像机、数字化仪、光笔、扫描仪、麦克风、鼠标、键盘等属于输入显示媒体，扬声器、显示器、投影仪、打印机等属于输出显示媒体。

（4）传输媒体（Transmission Medium）

传输信号的物理载体称为传输媒体，例如，同轴电缆、光纤、双绞线、电磁波等。

（5）存储媒体（Storage Medium）

存储媒体用于存储表示媒体，即存放感觉媒体数字化后的代码的媒体，例如，磁盘、光盘、磁带、纸张等。

在计算机领域中，“媒体（Media）”包括两个含义，即CCITT定义的存储媒体和表示媒体：一是指信息的物理载体（即存储和传递信息的实体），如手册、磁盘、光盘、磁带及相关的播放设备等；二是指承载信息的载体，即信息的表现形式（或者说传播形式），如文字、声音、图像、动画、视频等。多媒体技术中的媒体一般指后者。表示媒体又可以分为3种类型：视觉类媒体（位图图像、矢量图形、图表、符号、视频、动画），听觉类媒体（音响、语音、音乐）和触觉类媒体（点、位置跟踪，力反馈与运动反馈）。视觉类媒体和听觉类媒体是信息传播的内容，触觉类媒体是实现人机交互的手段。

1.1.2 多媒体与多媒体技术

1.多媒体技术的定义

多媒体技术的定义从不同的角度有着不同的定义，至今没有一个标准的定义。有人定义多媒体计算机是一组硬件和软件设备，结合了各种视觉和听觉媒体，能够产生令人印象深刻的视听效果。也有人定义多媒体是文字、图形、图像及逻辑分析方法等与视频、音频，以及知识创建和表达的交互式应用的结合体。

概括起来，多媒体技术一般是指将文本、音频、图形、图像、动画和视频等多种媒体信息，通过计算机进行数字化采集、编码、存储、传输、处理和再现等操作，使多种媒体信息建立起逻辑连接，并集成为一个具有交互性的系统的技术。简言之，多媒体技术就是具有集成性、实时性和交互性的计算机综合处理声、文、图信息的技术。在应用上，多媒体一般泛指多媒体技术。

2.多媒体技术的特征

（1）多样性。多样性指信息载体的多样性，即信息多维化，同时，也符合人是从多个感官接收信息的这一特点。

（2）交互性。交互可以增加对信息的注意力和理解力，延长信息保留的时间。当交互引入时，“活动”本身作为一种媒体介入到数据转变为信息、信息转变为知识的过程中。其中，虚拟现实（Virtual Reality）是交互式应用的高级阶段，可以让人们完全进入到一个与信息环境一体化的虚拟信息空间中自由遨游。

（3）集成性。多媒体技术的集成性包括多媒体信息媒体的集成和处理这些媒体的设备与设施的集成两个方面。

（4）实时性。由于多媒体系统需要处理各种复合的信息媒体，这决定了多媒体技术必然支持实时处理。接收到的各种信息媒体在时间上必须是同步的，其中以声音和活动的图像的同步尤为严格。对于电视会议系统等多媒体应用，更要求强实时（Hard Real Time），例如，声音和活动图像不允许停顿，必须做到“唇音同步”等。

（5）非线性。多媒体技术的非线性特点改变了人们传统循序性的读/写模式。多媒体技术借助了超文本链接的方法，把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给读者。

（6）信息使用的方便性。可以按照自己的需要、兴趣、任务要求、偏爱和认知特点来使用信息，获取图、文、声等信息表现形式。

（7）信息结构的动态性。可以按照自己的目的和认知特征重新组织信息，即增加、删除或修改节点，重新建立链接等。

3.多媒体信息的特点及产生的问题

多媒体信息包括文本、图形、图像、视频、音频、动画等，它们具有以下特点。

（1）类型多。多媒体信息有多种类型，不同的信息类型在速率、时延及误码等方面有不同的要求，且每种信息类型还具备各种不同的格式。因此，多媒体通信系统必须采用多种形式的编码器、多种传输媒体接口及多种显示方式，并能与多种存储媒体进行信息交换。

（2）码率可变。各种信息媒体所需的传输码率不同，例如，低速数据的码率每秒仅几百比特，而活动图像的传输码率高达每秒几十兆比特，因此，多媒体通信码率必须可变。

（3）时延可变。压缩后的语音信号时延较小，而压缩后的活动图像信号时延较大，由此产生的时延可变使多媒体通信中不同类型的媒体间需要同步。

（4）连续性和突发性。多媒体通信系统在传输数据信息时是离散的、非实时的，而活动图像则是连续的、突发的，数据传输速率更高，这对传输的实时性要求更高。

（5）数据量大。例如，一张650MB的CD-ROM盘片仅能存储74分钟的经MPEG-1标准压缩后的数字录像信号，而经MPEG-2标准压缩后的一部平均码率为3Mbps的故事片（片长约2小时）则需要约3GB的存储空间。当传送未经压缩的HDTV信号时，数据传输速率更要高达1Gbps。由此可见，多媒体通信系统要求存储空间大的数据库和高数据传输速率的通信网络。

4.多媒体技术的发展简史

国际上广泛认为，多媒体技术是计算机技术的一场革命。多媒体技术的发展使一些传统意义上的产业，如电视、通信、计算机、出版印刷等之间的界限逐渐消失，取而代之的是一些全新的信息产业。多媒体技术经历了以下重要历程。

（1）1982年2月，国际无线电咨询委员会（CCIR，Consultative Committee of International Radio）通过了用于演播室的彩色电视信号数字编码标准（即CCIR601建议）。

（2）1984年，苹果（Apple）公司研制了Macintosh计算机，引入了位图（Bitmap）、窗口（Window）、图符（Icon）等技术，并创建了图形用户界面（GUI）。

（3）1985年，Commodore推出第一台多媒体计算机系统Amiga。

（4）1986年，索尼（Sony）公司和飞利浦（Philips）公司联合推出了交互式光盘系统（CD-I），并公布了CD-ROM文件格式。

（5）1987年，美国RCA公司推出了交互式数字视频（DVI）技术。1989年，Intel公司和IBM公司联合将DVI技术发展为多媒体开发平台Action Media 750，配置了音频板、视频板和多功能板。

（6）1990年10月，由美国微软公司发起组建的多媒体个人计算机市场协会，提出了多媒体计算机技术规格（MPC，Multimedia Personal Computer）1.0标准。从此，标准化的速度进一步加快，1991年制定了JPEG标准，1992年制定了MPEG标准，1993年提出了MPC 2.0，1995年提出了MPC 3.0。

1992年及以后的几年时间，计算机、电视、微电子和通信等领域的专业人员进行了全方位的技术合作，使多媒体技术取得了举世瞩目的进展，多媒体与其他技术的融合越来越紧密，大大拓宽了多媒体技术的应用范围。

（7）1992年，Microsoft公司推出Windows 3.1，它综合了Windows的所有多媒体扩展技术，增加了Media Player、Sound Recorder及支持多媒体的驱动程序、动态链接库、MAPI（Media Application Interface）、MCI（Media Control Interface）和MIDI等，成为事实上的多媒体操作系统。

（8）1995年，Microsoft推出Windows 95操作系统。Windows 95以其友好的界面、简便的操作和全面支持多媒体的功能，被越来越多的微机用户采用。到后来，1998年推出Windows 98操作系统，1999年推出Windows 2000系列，2001年推出Windows XP，2006年底至2007年推出Windows Vista，2009年推出Windows 7。

（9）1996年，Intel从Pentium Pro开始，把MMX（Multimedia EXtension）技术加入CPU中，继而发展为PⅡ、PⅢ、P4及迅驰、酷睿、双核、多核处理器等。

从多媒体技术的发展趋势来看，多媒体技术的数字化将会是未来技术扩张的主流。

5.多媒体技术的应用领域

随着多媒体技术的标准、硬件、操作系统和应用软件等的变革，特别是大容量存储设备、数据压缩技术、高速处理器、高速通信网、人机交互方法及设备的改进，为多媒体技术的发展提供了必要的条件，计算机、广播电视和通信等领域正在互相渗透，趋于融合，多媒体技术越来越成熟，应用越来越广泛，几乎遍布各行各业以及人们生活的各个角落。多媒体技术的主要应用领域如下。

（1）教育领域（形象教学、模拟展示等）。教育领域是应用多媒体技术最早的领域，也是进展相对比较快的领域，包括电子教案、形象教学、模拟交互过程、网络多媒体教学、仿真工艺过程等。现在很多教师授课都使用多媒体教室与多媒体课件等。

（2）商业广告（特技合成、大型演示）。对读者而言，多媒体技术用于商业广告并不陌生。从影视商业广告、公共招贴广告到大型显示屏广告、平面印刷广告，其绚丽的色彩、变化多端的形态、特殊的创意效果，不但使人们了解了广告的意图，而且得到了艺术享受。

（3）影视娱乐业（电影特技、变形效果）。众所周知，影视娱乐业广泛采用计算机技术，以适应人们日益增长的娱乐需求。在娱乐业，电视/电影/卡通混编特技、演艺界MTV特技制作、三维成像模拟特技、仿真游戏等均采用多媒体技术。

（4）医疗（远程诊断、远程手术）。此领域主要应用多媒体技术进行网络远程诊断、网络远程操作（手术）等。

（5）旅游（景点介绍）。旅游是人们享受生活的一种重要方式，多媒体技术用于旅游业，充分体现了信息社会的特点。通过多媒体展示，人们可以全方位地了解这个星球上各个角落发生的事情。此领域的多媒体应用主要包括风光重现、风土人情介绍、服务项目等。

（6）人工智能模拟（生物、人类智能模拟）：主要包括生物形态模拟、生物智能模拟、人类行为智能模拟等。

（7）办公自动化。在办公自动化中使用多媒体技术，主要内容包括图像、音频、视频信息的采集，静态图片、动画、视频图像的处理、加工和存储等。

（8）通信。人们在网络上传递多媒体信息，以多种形式互相交流和通信，例如视频会议等。