1、第一章 多媒体总论 一、信息与媒体简单地说，信息是“有关事物运动状态和方式的知识，它用于消除不确定性”。比如：招生的广告、股票的价格表、一幅香港的地图、一段录像内容、一个呼机的响声都是信息，它们都向人们传递着关于特定事物的知识。一般讲，信息是通过编码形成的可加以识别处理的数据。信息已成为当今世界的一项重要资源，与物质和能源一样受到人们极大的重视。信息产业被称作“现代社会的先驱产业”，在发达国家将其视为第一产业，信息科学技术革命已成为现代科学技术革命的主流。信息不是物质，它必须依附于一定的载体，表示、传输、存储信息的载体也称作媒体。信息的媒体可分为表示媒体、存储媒体和传输媒体。表示媒体是用于表征
2、信息内容的媒体，例如图书中的文字；存储媒体是记载信息的媒体，例如图书的纸张；传输媒体是传递信息时的媒体，例如看书时需要有光线，光线就是图书信息的传输媒体。 二、多媒体技术多媒体技术是随着计算机的发展而发展起来的。早期的计算机以科学计算为主。随着计算机的发展，人机的交流大大增加，人们希望机器能说话，能看东西，与人有更好的交流，为人们提供更多的信息。多媒体技术实际上就是音频技术、视频图像技术及通讯传输技术在计算机上的实现。通过多媒体计算机可以处理声音、视频图像（静态、动态）并在与人交互的方式下进行工作，为人类提供更大的方便，帮助人们记忆巨大的文字信息、图像信息、声音信息并能快速地提取为人类服务。
3、三、多媒体计算机多媒体计算机又称为 M P C ，对于多媒体计算机，人们要求它是能处理多种感觉的媒体，一般包括文字、图形、图像、声音、动画、活动影像，前三种称为静态媒体，后三种称为动态媒体，而在所说的多媒体计算机中至少包括一种是动态媒体，并且各种媒体协同动作以达到同一目的。比如：一个最简单的儿童英语教学的软件，在屏幕上有一个老虎，当鼠标点击老虎后，会出现 t i g e r 这个英文单词和一个老虎的动画镜头，同时从音箱里发出老虎的叫声。一般来讲多媒体只有在计算机中才能实现，因为只有计算机技术可以将文字、图形、图像、声音、动画、活动影像综合处理，并且有人机的交互性，而录像机、电视机不可以称为多媒
4、体。M P C （M u l t i m e - d i a P e r s o n a lC o m p u t e r ）即多媒体个人计算机，1 9 9 0 年 1 1月，由 M i c r o s o f t公司联合、A T T 、N E C 等全球十多家计算机厂商提出的一个新概念，并制定了相应的标准，M P C是未来高性能多媒体应用的最佳机种，可用来作为电子图书、地图等的工作平台，未来的 w i n d o w s操作系统将具备 T V / P C多任务功能，使 M P C既可作 P C 使用，又可作 T V 的 C o n t r o l B o x ，甚至可自行通过 P C 附加多
5、媒体信息到电视节目上。 四、多媒体技术发展简史在多媒体技术的发展过程中，1 9 8 4 年 A p p l e 公司推出的 M a c i n t o s h 机被认为是多媒体计算机的开始。M a c i n t o s h 机使用 B i t m a p （位图）和 I c o n （图标）作为用户界面，在此基础上，A p p l e 公司又于 1 9 8 7 年使用了 H y p e r C a r d（超级卡），使 M a c i n t o s h 机成为当时极为流行的多媒体计算机，直到今日M a c i n t o s h 机在多媒体计算机界仍占很重要的地位。美国 C o m m o
6、 d o r e 公司1 9 8 5 年推出A m i g a 计算机也是多媒体计算机的早期产品。1 9 8 6 年 P h i l i p （菲利普）和 S o n y （索尼）两家公司联合推出了交互式光盘系统C D - I （C o m p a c t D i s c I n t e r a c t i v e ）系统，将文字、图像、声音存贮于 6 5 0 兆的只读光盘介质上，用户能以交互的方式同时播放光盘中的文字、图像、声音等内容。1 9 8 7 年 3 月， 美国 R C A 公司展示了交互式数字影像系统D V I（D i g i t a lV i d e o I n t e r r
7、a c t i v e ）系统。这是一个使用 P C 技术、光盘技术来存储和检索活动景象、静止图像、声音和其它数据的系统。之后，I n t e l 公司买下了 D V I技术，I n t e l 公司于 1 9 8 9 年 3 月宣布将把 D V I 开发成普及的大众化商品，并将 D V I 芯片用于 I B M P S / 2 机主板上。在 1 9 9 1 年的美国计算机展览会上，D V I系统获“C o m d e x 9 1 ”最佳奖。1 9 9 0 年 1 1 月，由 P h i l i p s 等 1 4 家厂商组成的多媒体市场协会成立，制定了 M P C 这个计算机标志及技术规范。
8、M P C 标准的第一级为 M P C 1 ，随后又制定了 M P C 2 及以后的一系列标准。 这标志着多媒体技术的发展必然产生了相应的国际标准。1 9 9 1 年，第六届国际多媒体技术和 C D R O M 大会标志着多媒体技术进入新的发展阶段，大会宣布的 C D R O M X A 标准是对原有 C D R O M 标准在音频方面的扩充。1 9 9 3 年发布的 2 级 M P C 标准包括了全活动的视频图像， 使用 1 6 位的音频信号采样。J P E G 成为 I S O / I E C 的 1 0 9 1 8 号标准。1 9 9 4 年 1 1 月，M P E G 1 成为国际标准
9、。 五、多媒体技术的应用与发展多媒体技术主要有以下几个方面的应用：（1 ）教育。多媒体技术特别适应于教学，多媒体在教学中的应用，丰富了人们学习时的感觉，特别是声音和视频动画等给人的印象极深。许多的软硬件厂商都看好这一领域，如C S C 电脑家庭教师、S t u d i o C l a s s r o o m o nC D R O M 空中英语以及多种计算机的交互式教程：如中文版 N T 4 . 0 教程等。（2 ）家庭娱乐。家用电脑进入家庭还是近二三年的事，但多媒体电脑却已成为购买的对象。一台配置齐全的多媒体电脑，在家庭中相当于一台 C D唱机、一台 V C D 影碟机、配上电视卡还可以当作电
10、视机、配上视频捕捉卡和C C D 镜头相当于一台数字照相机、加装正版游戏软件就是一台高档次的 3 D 级游戏机，更不用说多媒体电脑还可以加工人的声音、图片、制作电子 M I D I音乐等等。（3 ）商业展示、广告业及公用设施。多媒体在商业及传媒业中的应用也极其广泛。许多厂商利用多媒体技术展示自己的产品；许多部门将多媒体引入原有系统，使其更加生动丰富并有吸引力；在公用设施方面我们也会见到商场的指示图变成了触摸屏，破烂不堪的邮局的邮政编码本变成了及其方便的触摸屏，指点江山便会得到邮政编码（4 ）电子出版。由于光盘的超大储存容量，莎士比亚全集、伊索寓言、安徒生童话、世界博物馆、世界美术馆、贝多芬交响
11、乐等等，从纸上出版品到音像出版品，都已经以多媒体方式呈现在读者眼前。除了一般图书外，字典、百科、期刊、报纸也都有了光盘版。它那声色俱全的形式很快吸引住出版人的眼光，他们纷纷和计算机界结合，试图在这新的出版领域中抢得先机。（5 ）专业影视制作与音频制作。我们见到的侏罗纪公园、灭绝者、玩具总动员等影视作品中饱含制作人员的多媒体技术，影片中的许多精彩镜头都是利用多媒体技术制作出来的，这些镜头不可能用通常的摄制方法获得，是人类想象利用多媒体技术的完美再现。在音响方面，许多的发烧友利用 3 2位或 6 4位的声卡创造着迷人的 M I D I音色组合，体验古典音乐、现代流行音乐的听觉感受。今后多媒体的发展
12、主要在以下技术领域：视频的硬件与软件技术；音频的硬件与软件技术；多媒体演示系统的制作工具；支持多媒体的数据库及其管理系统；支持多媒体的操作系统；数据压缩与还原技术；支持多媒体的外部设备（C D R O M 与触摸屏）；支持多媒体 A / V 功能的芯片；多媒体信息的网络传输；多媒体计算机的体系结构；动画、广告与可视化技术。第二章 多媒体信息的计算机表示 一、文字文字是计算机中的一种最常用的表达方法，多媒体信息也少不了使用文字。 西文文字通常用A S C I I 码表示。 A S C I I 是美国信息交换标准代码 （A m e r i c a nS t a n d a r d C o d e
13、f o r I n f o r - m a t i o n E x c h a n g e ）的缩写，是由 7 位二进制编码组成的字符集，包括大小写字母、标点、数字、数字符号及控制字符等共1 2 8 个字符。中文文字目前使用的是 1 9 8 0 年制定的国家标准 G B 2 3 1 2 8 0 ， 分二级字库共 6 7 6 3 个汉字和 8 5 0 个符号。采用双字节编码，即两个 A S C I I 码大小表示一个汉字。港台地区与海外使用的另一种汉字编码标准是 B G 5 ，它的字符集更大一些，但仍不能满足对古今所有汉字的编码。目前，国际计算机界已开始采用了共同的标准，即 I S O 1 0
14、6 4 6 ，该标准有 2 万多汉字，也可处理日本、韩国等许多国家的文字。 二、音频音频（A u d i o ）就是声音的信息表示，通常指在 1 5 2 0 0 0 H z的频率范围的声音信号。声音进入计算机的前提是对各种声音进行数字化。这个数字化过程有对声音采样和对声音加以量化两个步骤。采样就是把模拟声音信号变换成数字信号，采样的频率（一定时间内采样的数量）越高，声音“回放”的质量就会越好，但要求的记录空间也越大。量化就是把采样所得的值用二进制表示，一般可用 8 位、1 6 位、 3 2 位、6 4 位二进制数表示（也叫分辨率），位越多声音的质量越好，但存储空间也成倍增加。下表表示采样的速率
15、、分辨率与存储空间的关系。采样频率分辨率（位）立体声或单声道1 分钟（ M b y t e ）4 4 . 1 k H z3 2立体声2 14 4 . 1 k H z3 2单声道1 0 . 54 4 . 1 k H z8立体声5 . 24 4 . 1 k H z8单声道2 . 62 2 . 0 5 k H z3 2立体声1 0 . 42 2 . 0 5 k H z8单声道1 . 3因此，要获得优秀的音质必然会占用大量的存储空间，所以声音信号需要压缩存储，这将在后面的章节中讨论。还有一种声音是电子合成的声音，它分为音乐合成和语音合成。音乐合成一般采用 M I D I 标准，语音的合成没有统一标准。
16、M I D I （M u s i c a l I n s t r u m e n t D i g i t a l I n t e r f a c e ，乐器数字接口）标准是 8 0 年代初制定的，它描述一段音乐的音符、音调、使用什么乐器等，并通过音乐或声音合成器（S y n t h e s i z e r ）解释播放，产生音乐或语音。M I D I与数字化声音各有优势，数字化声音比较自然，但会占用大量的存储空间，同样播放时间长度的 M I D I音乐要比数字化音乐的存储空间小 2 0 0 1 0 0 0倍。M I D I 可以比较方便地修改、处理细节，比较适合于音乐创作。 三、图像图像是多媒体
17、信息的重要组成部分，它再现了人们的视觉。一般静态图像分为两种：位图 （B i t m a p ）和矢量图（V e c t o r D r a w n ）。位图适用于逼真、精细的照片式图像，而矢量图则适用于直线、方框、圆圈、多边形以及其它可用角度、座标和距离来进行数量化表示的图形。上述两种图像按不同文件格式存储，并且可以相互转换。位图：位图一般是用矩阵来表示，单色的图像可用一维矩阵，即 1位的位图表示。1 6 色的图像用二维矩阵，即 4位的位图表示，2 5 6色的图像用 8位的位图表示，3 2 7 6 8 色的图像用 1 6 位表示，2 4 位则可以表示 1 6 7 0 多万种颜色，即我们常在计
18、算机中说的真彩色。位图一般可用 W i n d o w s中的画笔一类的程序画出，也可以用程序从屏幕上直接抓取，甚至用扫描仪或数字化设备获取照片、电视、电影图像。比如我们经常在大商场见到的“电脑画像”、“电脑婚纱摄影”等均属后者。抓取来的图像，可在很多程序中进行编辑，替换颜色、插入文字等。位图编辑软件主要有 W i n d o w s 下的画笔，M i c i n - t o s h 机的 H y p e r C a r d ，A l d u s公司的 P h o t o s h o p ，或 H i j a a k P r o 等。矢量图：是一种描述性的图像，它存储的是量化后的数字。矢量图的
19、元素有直线、矩形、椭圆形、多边形、正文等。矢量图多用于计算机辅助设计（C A D ）、三维动画等一些电脑创作。对于一个特定的元素（如一种颜色的正方形），矢量图比位图在存储空间上要省很多，但对于复杂的图形，矢量图要用许许多多的元素来描述，并且要将他们还原到屏幕上，就会占用很多的系统资源和时间，位图的刷新速度则相对要快一些。矢量图与位图之间可以进行转换。不论用哪种表示方法，图像都要按一定的格式存储在软盘或硬盘上。W i n d o w s 平台下最通用的图像格式有以下几种：文件扩展名图像格式B M PB i t M a pD I BM i c r o s o f t W i n d o w s D
20、 I BP A LM i c r o s o f t P a l e t t eD R WM i c r o g r a f x D e s i g n e r / D d r a wG I FC o m p u S e r v e G I FJ P GJ P E GP C XP C P a i n t b r u s hP I CL o t u s 1 - 2 - 3 G r a p h i c sT G AT r u e v i s i o n T G A （T a r g a ）T I FT i f fW M FW i n d o w s M e t a f i l e 四、动画人在观察
21、过物体时，物体的影像会在视网膜上保留一段的时间。当人们看到一系列每次改变很小交替速度很快的图像，就会有物体是连续运动的感觉，动画就是利用这种原理制作出来的。计算机动画研究始于 6 0 年代初，1 9 6 3 年 B E L L 实验室制作了第一部计算机动画片。当时主要致力于研制二维动画。7 0 年代初期开始研究三维计算机动画，直至 8 0 年代中后期才进入实用阶段。随着具有实时处理能力的超级图形工作站的出现，以及三维造型技术、真实感图形生成技术的迅速发展，开发出了一些实用化、商品化的三维动画系统。到 9 0 年代初，计算机动画技术成功地应用于电影特技，取得了轰动性的效果。如电影终结者、侏罗纪公
22、园等影片，均采用计算机动画制作了大量现实生活中没有或用传统技术无法获得的镜头，与真人表演天衣无缝，给人耳目一新的感觉，前者获奥斯卡最佳电影特技奖，后者成为 9 0 年代世界最卖座片，标房收入高达数亿美元，由此可见计算机动画技术的重要作用。 五、视频（V i d e o ）视频是多媒体技术的重要组成部分。全世界广播视频标准有 N T S C 、P A L 、S E C A M 三种。N T S C 制式： 由美国国家电视系统委员会 （N a t i o n a l T e l e - v i s i o n S y s t e m sC o m m i t t e e ）于 1 9 5 3 年制
23、定的一种兼容的彩色电视制式，美国、日本等国家广为使用。这一制式又称为正交平衡调幅制。每一帧视频由 5 2 5 行水平扫描线构成，分辨率为 5 2 5 行水平扫描线。传输速率为每秒 3 0 帧，每帧由两次扫描完成，每一次扫描画出一个场 1 / 6 0 秒，两个场构成一帧。由两个场构成一帧的过程称为隔行扫描，可以防止荧光屏的闪烁。P A L 制式： 是原西德 1 9 6 2 年制定的一种兼容的彩色电视制式。 P A L（P h a s eA l t e r n a t e L i n e ）是指“相位逐行交变”。我国和大部分西欧国家使用这种制式。它是把彩色加到黑白电视中去的一种集成方法。水平扫描
24、6 2 5 行、每秒 2 5 帧、隔行扫描、每场需要 1 / 5 0 秒。S E C A M制式：法国及俄罗斯等东欧国家使用的彩色电视制式。S E C A M（S e q u e n t i a l C o l o r a n d M e m o r y ）也是 6 2 5 行，5 0 H z ，但其基本技术及广播的方法与 N T S C 和 P A L 有很大区别。除以上广为使用的广播视频标准以外，目前许多国家和厂商正致力于开发新的视频技术。1 . 高清晰度电视 H D T V （H i g h d e f i n i t i o n T e l e v i s i o n ）国际学术界也使
25、用 A T V 、H R V等其它简称。国际无线电咨询委员会 C C I R将高清晰度电视定义为：当观看距离为屏幕高度的三倍时，系统显示效果等于或接近于一名正常视力者在观看原视景物或演示时的临场印象的一种新型电视系统。通俗地说，H D T V 就是画面高度清晰、音响高度逼真的电视。与传统电视相比，主要有四大特点：（1 ）高清晰度画面。电视画面的清晰度主要取决于单位时间内所接收到的横向扫描线的条数。普通彩电的扫描线是每秒 5 2 5 / 6 2 5 条，而 H D T V 的横向扫描线则高达 1 1 2 5 / 1 2 5 0 条，因此，H D T V 能提供相当于普通彩电 4 倍5 倍的高清晰
26、度画质。（2 ）新的电视显示手段。传统的彩色电视的阴极管显示 C R T 技术带有明显的局限性，无法用来制作 7 6 . 2 厘米以上的超大屏幕彩电。（3 ）近于人类自然视域的画面结构。 H D T V 的画面纵横比由现在普通彩电的 3 4 （近似于正方形）变为 9 1 6 （长方形），这种长方形屏幕与现代电影院的电影屏幕非常相近，避免了现代宽银幕影片转为电视片播出时的画面损失。（4 ）H D T V 采用数字高频广播（D A B ）技术作为电视音响传播手段，突破了原有电视传音的模拟声道限制，使收听、收看效果大大提高。2 . 视频会议系统（V i d e o C o n f e r e n c
27、 i n g S y s t e m ）视频会议系统是多媒体网络的重要应用，不同地点的人员，可以通过显示器或电视屏幕来传达文件、进行讨论、协调工作、共享信息等。人们无需关心地理位置上的差异，只需把自己的方案、档案资料准备好，就可以随时交与“与会”各方，“面对面”地讨论问题。第三章 多媒体技术 多媒体技术涉及面很广泛，基本技术包括有信息的光存储技术、图像输入和输出技术、图像压缩技术、音频技术、视频技术、网络传输技术等。 一、多媒体信息的光存储技术光盘是一种大容量的存储介质，它成功地解决了计算机存储容量问题。和磁盘相比，光盘的主要优点是：（1 ）存储信息量大，每片可保存 6 8 0 M B 信息。
28、（2 ）记录介质磨损小，受环境污染的影响小，读写信息时光头不接触光盘表面，信息保存时间可达 5 0 年之久。（3 ）存取速度快。一般光盘采用随机存取方式，平均寻道时间低于 0 . 1秒。（4 ）单位成本低。光盘单位存储量的制造成本要大大低于磁盘。光盘主要只读型光盘 C D R O M 、一次写入型光盘 W O R M和可抹型光盘三类。C D R O M是多媒体系统中的主要支持产品。有关光盘的内容将在第五章内予以详细介绍。 二、图像输入和输出技术1 . 多媒体系统的图像来源多媒体应用中所需要的图像主要有以下几种来源：（1 ）直接购买的数字化图像。它可以存储在 C D R O M 光盘、磁盘或磁带
29、上。（2 ）通过计算机和专门软件所创作的图像。可利用 P a i n t a i r b r u s hp a i n t b r u s h 等软件生成一些图形、屏幕上的图符、动画等。（3 ）用彩色扫描仪将照片或艺术作品扫描后得到数字的图像。可以将照片、艺术作品变换为全彩色的位图图像。（4 ）利用电视摄像机捕获的图像。摄像机与插在计算机内的数字化板相连接。将来自摄像机的模拟信号转换成数字数据，从而获得所需的图像。2 . 图像的输入设备计算机输入图像的设备有扫描仪、电视摄像机、光盘和磁带放像机。（1 ）扫描仪。扫描仪在图像处理领域有广泛的应用。扫描仪的主要技术性能指标有分辨率和灰度等级。无论是
30、正片还是负片扫描仪，其分辨率均用每英寸点数 D P I 表示。 高档扫描仪分辨率可调， 调节范围较宽， 最低为 3 0 D P I ，最高达 6 0 0 D P I 。分辨率越高，识别最小细节的能力越强，产生的图像越清晰。单色扫描仪的灰度等级是指识别和反映像素点明暗程度的能力。灰度等级越高，产生的图像越逼真。彩色扫描仪扫描图像时，要对像素点分色，把一个像素点分解为红（R ）、绿（G ）和蓝（B ）三基色的组合。对第一个基色的深浅程度也用灰度等级表示，这就是采色精度。扫描仪还有其它技术性能指标，如扫描区域的尺寸、速度等。（2 ）电视摄像机、录放像等视频设备。电视摄像机、录放像机等视频设备所产生的
31、摸拟图像在垂直方向有固定的分辨率，即每帧 6 2 5 行扫描线。数字化图像的精度由视频信号捕捉卡决定，但是每帧画面的水平和垂直方向6 2 5 线。电视画面的高宽比为 3 4 ，为了保证画面的水平和垂直方向有相同的分辨率，因而水平方向的精度= 4 / 3 垂直精度4 / 3 6 2 5 = 8 3 3 列。3 . 图像的采集和存储输入的图像可分为静态图像和动态图像。静态图像的输入只须考虑分辨率、彩色精度和数字化后的数据量。对于动态图像，则还要着重考虑图像的数字化速度和输入计算机中的速度。数字化的图像产生大量的数据，尤其是动态图像，数字化后数据量大得惊人，这给计算机存贮图像带来了困难。尽管光存贮技
32、术已使计算机外存容量激增，但与图像的数据量相比，存贮容量仍相差甚远。例如，以 5 1 2 5 1 2的分辨率和 2 4 b i t 精度量化动态电视画面，每分钟产生的数据为：5 1 2 5 1 22 4 2 5 6 0 / 8 = 2 3 0 0 M 即使光盘容量为 1 2 0 0 M ，一片光盘也只能存贮半分钟的电视节目。降低图像数据量的最简单办法就是牺牲图像的分辨率和彩色精度。在多媒体系统中，图像的分辨率和彩色精度要根据应用需求确定。减少图像数据量的另一个有效措施就是数据压缩。图像数据有很大的冗余度，采用压缩编码技术可以大大降低图像的数据量。4 . 图像的处理和应用图像输入到计算机后，应对
33、它进行各种处理，例如对图像进行滤波、增强、特征抽取等信号处理手段以及旋转、放缩、剪裁、着色、与文本声音混合等编辑手段，以满足各种应用需求，因此，配备有一系列的图像的编辑软件与处理软件。5 . 图像的输出设备（1 ）打印机。图像的打印输出由打印驱动程序完成，打印机的技术指标与扫描仪相同， 主要有分辨率和彩色精度， 分辨率也用D P I 表示， 一般为2 0 0 3 0 0 D P I 。彩色精度最高可达 1 6 7 7 7 2 1 6 种彩色。（2 ）监视器。大多数监视器能接收 R G B 基色信号，因而可将数字图像信号转换为 R G B模拟信号。有些监视器也接收复合视频信号或 S 视频信号，此
34、时就需要将数字化的 R G B信号转换为模拟的复合视频信号或 S 视频信号。图像信号经显示卡转变为 V G A或其它显示标准的信号，就可以在计算机屏幕上显示。显示卡有 E G A 、V G A 、S V - G A 和 X G A 等多种标准，它们提供了不同的显示分辨率和彩色精度。C G A 的分辨率为 6 4 0 2 0 0 ，E G A 为 6 4 0 3 5 0 ，其它为 6 4 0 4 0 0 ，6 4 0 4 8 0 ，8 0 0 6 0 0 ，1 0 2 4 7 6 8 ，1 2 8 0 1 0 2 4 不等，彩色精度有 1 6 色，2 5 6 色，3 2 7 6 8 色至 1 6
35、 7 7 万色。 三、音频技术多媒体系统产生声音的方法主要有数字音响、C D唱片重放、通过 M I D I驱动内置或外置的合成器三种。1 . 数字音响数字音响是计算机技术与音响相结合的产物。通过 A / D 转换对声音采样。重放时，作 D / A 转换，把数字再变回波形。数字化采样要占用很大的存储空间，采样频率越高、比特（b i t ）数越多，声音质量越好。一般来说，采样频率要高于被采样波形最高频率一倍以上，可获得满意的音质。由于人耳的听觉上限大约在 2 0 k H z ，因此，采样频率达到 C D 唱片的采样频率为 4 4 . 1 k H z ，要求 4 0 k H z 以上即可能够达到最佳
36、听觉效果。比特数（位长）也是衡量采样质量的一个参数， 它是指每次采样用几个 0 或 1 。 8 比特的采样能描绘 28= 2 5 6种变化，1 6 比特的采样则能描绘 21 6= 6 5 5 3 6 种变化。其声音质量比前者要高得多。多媒体系统声音采样的比特数有 8 和 1 6 两种。采样时可以选择单声道或立体声。采样数据存入光盘或硬盘。音频信号的数字化方法一般有下列三种：脉冲编码调制（P C M ）；差分脉冲编码调制（D P C M ）；自适应差分编码调制（A D P C M ）。这三种方法的差别在于采样频率和采样精度相同时，数字化音频数据量有所不同，前者方法比后者要多。2 . C D唱片重
37、放多媒体系统的 C D R O M 驱动器可以直接放送 C D 唱片。3 . 通过 M I D I驱动内置或外置的合成器M I D I 是乐器数字接口（M u s i c a l I n s t r u m e n t D i g i t a l I n t e r - f a c e ）的缩写，它是一个通过电缆将电子音乐设备联接起来的协议。这个协议现已成为设计人员共同遵守的一个标准。它规定了电子乐器与计算机之间进行连接的电缆与硬件方面的标准，以及电子乐器之间、电子乐器与计算机之间传送数据的通信协议。以下介绍与 M I D I 有关的几个主要概念：（1 ）M I D I 设备。它包含了处理 M
38、 I D I 信息的微机及有关硬件接口。一台M I D I设备可以有 1 3个端口，它们分别称之为 M I D I I N ，M I D I O U T ，M I D IT H R U 。M I D I I N 接收来自其它 M I D I 设备的 M I D I 信息，M I D I O U T 发送本设备生成的 M I D I 信息，M I D I T H R U 将从 M I D I I N 端口传来的信息转发到相连的另一台 M I D I 设备上。（2 ） M I D I 合成器。合成器是一种用数字信号处理器或其它类型的芯片产生音乐和声音的电子设备。它产生波形，通过声音发生器送往扬声器
39、。（3 ）M I D I 软件音序器。是用于记录、编辑和播放 M I D I 文件的软件。音序器可以帮助专业音乐工作者和音乐爱好者通过 M I D I 文件进行作曲， 也可以帮助计算机作曲，用于乐曲修改及播放。计算机作曲软件一般用高级语言编程，按照特别的作曲和算法，设置各种音乐参数（如音高、节、拍、音量、接合、音色等）写出乐曲程序。这样产生的乐曲程序还不能直接在合成器上演奏。必须经过编译，把乐曲程序文件变换成 M I D I 文件，才可以通过音序器作进一步的加工，或在合成器上播放出乐曲。（4 ）M I D I 文件。M I D I 信息用一种标准的格式记录，并作为文件而存储，这个文件称为 M
40、I D I文件。M I D I文件实际上就是数字形式的乐谱，它由一系列的乐符组成，还包括每个乐符的键，通道号、音高、音长、音量、键落下的速度，以及乐器的配置等。 四、视频技术下表说明计算机监视器显示的图像与电视机显示图像的区别：接收的图像信号形成屏幕显示产生彩色方式扫描方式计算机图像数字信号单位为 B I TV G A监视器分为横向6 4 0个像素点，纵向4 8 0 个像素点，光强一个点一个点地变化，它经过 6 4 0 个点2 5 6 种彩色通过扫描电视机图像模拟信号，连续变化。通过频率和强度的变化来承载信号，改变信号的波形则表示不同的彩色和亮度5 1 2线。光强有强有弱之分，从无到最亮，信号
41、连续经过屏幕可显示任意高度的彩色隔行扫描从上表可知，监视器显示图像与电视机显示图像有明显的差别，通过视频技术可以使 P C 显示技术与 T V 显示技术完美地结合到一起，彼此通用，发挥更大的功效。视频技术包括有视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化就是指将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转换为计算机可处理的数字信号，使计算机可以显示和处理视频信号。视频编码技术则是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带中或在电视上播放。 五、网络传输技术计算机网络是计算机技术和通信技术二者相结合的产物。计算机网络的突出特点是综合利用了当代所有重要信息技术的研究成果，通过信息的收集
42、、识别、存储、交换、传输和处理技术，把分散在广泛区域中的许多信息处理系统有机地连接起来，组合成一个规模更大、功能更强、可靠度更高的信息综合处理系统。压缩技术的发展，为多媒体信息网络传输提供了基本条件。图像压缩技术使电话网传输图像成为可能，若与视频技术结合还能实现半动态传输小窗口的视频图像。 例如在 a b o o 波特率的电话网上实现每秒 1 帧的小窗口视频图像的传输。目前，技术水平已发展到可在综合业务数字网 I S D N 上实现可视电话和电视会议系统。I S D N 的建立为活动图像和电视电话开辟了广阔的前景。由于彩色活动图像要求 2 5帧/ 秒3 0帧/ 秒，因此对压缩比要求很高，运算速
43、度要求更快。图像压缩编码解码器是电视电话的关键器件。随着多媒体技术的进步，电视电话将成为多媒体通信终端而获得巨大的发展。真正解决多媒体的传输， 还需要更高速的网络支持。 高速光缆局域网 F D D I和双绞线网络已达到 1 0 0 M 的速度，覆盖距离可达 1 0 0 千米，新的 1 0 0 0 M 的网络也正在逐步趋于成熟。网络传输技术是多媒体发展及应用的基础。 六、触摸屏技术触摸屏是指一种能对触摸产生反应的屏幕。当人的手指或其他物体触到屏幕不同位置时，计算机能接收到触摸信号并按照软件要求进行相应的处理，这种技术就是触摸屏技术。触摸屏设备由软件和硬件组成。一般的触摸屏是在手指触到显示器屏幕时
44、，将手指的屏幕位置坐标传给计算机。这种输入方法具有直观、方便、快速的特点。触摸屏主要有以下四种类型：1 . 电阻膜式触摸屏将一个两层导电且高透明度的物质薄膜涂层涂在玻璃或塑料表面上，再按将到屏上，或直接涂到屏上。当手指触到屏幕时，在接触点处产生电接触，使电阻发生改变，在屏幕的 X 、 Y 方向上分别测出电阻的变化量则可确定触摸位置，属早期产品。2 . 电容式触摸屏将一个接近透明的金属性涂层覆盖在一个玻璃涂层上，当用户接触这个涂层时，电容会改变，使连接的震荡器频率发生变化，测量频率变化的大小即可确定触摸位置。这也是早期的产品。3 . 红外线触摸屏通常在屏幕的一边用红外器件发射红外光，在另一边设置
45、接收装置来检查光线的遮挡情况。这有两种方式：一种是利用互相垂直排列的两列红外发光器件在屏幕上方与屏幕平行的平面内组成一个网格，而在相对应的另两边用光电器件接收红外光，检查红外光的遮挡情况。当手指指在屏幕上时，部分光束被接收，光电器件因接收到光线减少而发生电平改变。另一种是用扇开的光束从屏幕两角照射屏幕，在与屏幕平行的平面内形成一个光平面，人手触摸时，通过测量投射在屏幕其余两边的阴影覆盖范围来确定手指的位置。4 . 表面声波触摸屏表面声波（S u r f a c e A c o u s t i c W a v e 缩写为 S A W ）又称为表面弹性波。S A W触摸屏由压电传感器、反射器、触摸
46、屏器件组成，它们可以固定在一块用环氧化物做在平的或弯曲的玻璃表面上的小型压力楔块上，也可直接固定在一台显示器的玻璃表面上，传感器和反射器一起工作，当发射的声波穿过玻璃表面时，一只手触到 S A W 触摸屏，则被触之处使声波发生衰减，这一信号的衰减被接收到并被转换成 X Y 轴的坐标传给计算机。 七、多媒体信息的压缩技术多媒体信息的数据量是非常庞大的，不仅在网络上进行实时传输时需要的传输速率大大超过了当前网络的数据传输率，而且对网络服务器的存储容量及多媒体信息的同步也都提出了很高的要求。为了解决这些矛盾，在不断改善多媒体网络环境的同时，更重要的是必须对多媒体数据进行压缩。一幅5 0 0 5 0
47、0的 2 4 b i t真彩色图像约需 6 M B的存储量，如用传输速率为 6 4 k b p s的 I S D N 信道进行传送，需要 9 4 秒才能完成，但用 J P E G 进行压缩后，存储量可降低近 2 0 倍，用同样的信道进行传输只需 5 秒。由此可见数据压缩的重要性。多媒体数据压缩技术研究的主要问题包括：数据压缩比、压缩/ 解压缩速度、简洁的算法。根据对压缩数据进行解压缩后的数据是否与压缩前的原始数据完全一致作为标准可把数据压缩方法划分为无失真压缩 （可逆压缩） 和有失真压缩 （不可逆压缩）两类。国际通信组织 C C I T T对公用电话和公用网制定了一系列的音频压缩标准，包括 G
48、 . 7 1 1 、G . 7 2 1 、G . 7 2 2 、G . 7 2 8 ，主要是采用脉冲编码调制（P C M ）或自适应差分脉冲编码调制（A D P C M ）对采样频率为 8 1 6 k H z 的音频进行压缩。数字化视频中包含有音频信号，所以对视频的数据压缩方法一直很受重视。主要的视频压缩标准有 J B I G 、J P E G 、M P E G 、H . 2 6 1 等。（1 ）J B I G （J o i n t B i l e v e l I m a g e G r o u p ）是国际标准化组织 I S O制定的二值图像压缩标准，是一种采用累进操作方式的无失真压缩方法，
49、其压缩比可达 1 0 1 。该方法也可用于灰度值或彩色图像。（2 ）J P E G （J o i n t P h o t o g r a p h E x p e r t G r o u p ）是 I S O和 C C I T T联合制定的对连续色调、多级灰度、彩色或单色静态图像进行压缩的标准，采用顺序（S e q u e n t i a l ）和累进两种工作方式。其压缩比为 1 0 1 1 0 0 1 ，当压缩比小于 4 0 1 时，基本上可以认为是无失真的。（3 ）M P E G （M o v i n g P i c t u r e E x p e r t G r o u p ）是 I S
50、O制定的用于数字存储媒体运动图像及其伴音的压缩编码，包括三个部分即：M P E G 视频（M P E G V i d e o ），它研究视频信号的压缩算法、M P E G 音频（M P E G A u d i o ），它研究音频信号的压缩算法和 M P E G 系统（M P E G S y s t e m ），它研究音/ 视频信号的同步和复用问题。M P E G 图像采用 C I F图像格式，视频动态速率为 3 0帧/ 秒。由于视频和音频需要同步，所以 M P E G 压缩算法要兼顾对视频和音频。目前已制定出 M P E G 1 、M P E G 2 和 M P E G 4 标准。M P E
