多媒體計(jì)算機(jī)的發(fā)展史

1、多媒體計(jì)算機(jī)的進(jìn)展史上世紀(jì)九十年月初期至中期,當(dāng)電腦還屬于一種“鋪張”的消費(fèi)品時(shí),“多媒體電腦”的概念便已經(jīng)在我國“狂轟爛炸”了?；蛟S現(xiàn)在很多人已經(jīng)忘卻了“多媒體電腦”這個(gè)詞,但 1995 年出版的尼葛洛龐帝的數(shù)字化生存這部轟動(dòng)全球的著作,已把我們再拉回到了多媒體世界的現(xiàn)實(shí)與將來中。從數(shù)字化生存這部書來看,它是一部對(duì)將來式的預(yù)言,但我們不妨將它看作是一部媒體技術(shù)的進(jìn)展簡史。一、阿斯彭方案、MIT 媒體試驗(yàn)室與尼葛洛龐帝1、阿斯彭方案:1976 年 7 月 3 日以色列突擊隊(duì)千里奔襲烏干達(dá)恩德培機(jī)場造就的世界上最為成功的反劫機(jī)大事給美國軍方留下了極為深刻的印象,軍方要求國防部高級(jí)爭辯方案署(AR

2、PA)爭辯如何用電子方式來模擬這種現(xiàn)實(shí),而 ARPA 出于麻煩又求助于麻省理工學(xué)院(MIT)。1978 年,依據(jù) MIT 制定的“阿斯彭方案”,MIT 將在科羅拉多州阿斯彭市拍攝的影像片段進(jìn)行了電腦處理,全部的影像即刻變成了奇異的電影,它模擬出了阿斯彭市的全部地形,其效果可與人工建筑的實(shí)體模型相媲美。尼葛洛龐帝說:“由此誕生的,正是多媒體”。2、MIT 媒體試驗(yàn)室:它是由 MIT 第十三任校長魏斯納及尼葛洛龐帝于 1985 年共同創(chuàng)辦的。媒體試驗(yàn)室的宗旨是:致力于研發(fā)最新的計(jì)算機(jī)科技。MIT 媒體試驗(yàn)室創(chuàng)辦之初就備受爭議,由于該試驗(yàn)室爭辯的都是最前沿的科技創(chuàng)造,可說是以概念性產(chǎn)品為主,在這里創(chuàng)

3、造的很多東西當(dāng)時(shí)被人們認(rèn)為是“不切實(shí)際”的、“荒涎不經(jīng)”的非科技產(chǎn)品化的事物,如懸浮于空中的立體影像、會(huì)交談的計(jì)算機(jī)等。然而, 從創(chuàng)辦至今,MIT 媒體試驗(yàn)室技術(shù)成果累累,比如計(jì)算機(jī)可編程玩具 Logo/Logo、可穿戴 PC 等,而“多媒體電腦”的概念及其很多創(chuàng)新理論正是出自該試驗(yàn)室。因此,MIT 媒體試驗(yàn)室占據(jù)著勿庸置疑的“IT 業(yè)界的圣地”的地位。3、尼葛洛龐帝(NicholasNegroponte,圖 1):誕生于 1943 年,是個(gè)混血兒,有名將來學(xué)家,“阿斯彭方案”主持人及 MIT 媒體試驗(yàn)室主任,建筑學(xué)出身,愛好藝術(shù), 數(shù)學(xué)特棒。但尼氏早在讀爭辯生期間就“不務(wù)正業(yè)”,成天與計(jì)算機(jī)

4、打交道且“沉迷其中”,并說“將來關(guān)鍵的科技是人與電腦之間的互動(dòng)”,又認(rèn)為“計(jì)算不再只和計(jì)算機(jī)有關(guān),它打算我們的生存”?；蛟S,恰是當(dāng)年他對(duì)計(jì)算機(jī)的“胡思亂想”才使他成為了無可辯駁的多媒體先驅(qū)代表人物之一,他亦因此而被當(dāng)代人譽(yù)為“數(shù)字時(shí)代的傳教士”。而 1995 年出版的數(shù)字化生存使他再次成為全球的焦點(diǎn),也使他成為我國家喻戶曉的人物之一。圖 1 尼古拉斯尼葛洛龐帝二、多媒體電腦的支撐硬件1990 年 11 月 27 日,微軟聯(lián)合坦迪、NEC 等 10 家個(gè)人電腦兼容機(jī)廠商,共同召開了多媒體大會(huì),制定出了多媒體個(gè)人電腦的標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)精確定了微處理器、CD- ROM、聲卡、鼠標(biāo)和視窗軟件等規(guī)格?！癙C”

5、從今演化成了“MPC”多媒體電 腦。但在 20 世紀(jì) 60 年月中期以前,“電腦”一詞中并沒有光驅(qū)、聲卡、鼠標(biāo)的概念,而這三者卻是多媒體電腦的必備支撐硬件,沒有它們的電腦是稱不上“多媒體電腦”的。1、光盤與光盤機(jī)1977 年,IBM 公司董事長弗蘭克卡利曾經(jīng)隱秘制定過一個(gè)爭辯家用電腦的“城堡”方案,在實(shí)施該方案時(shí),“城堡”小組想到了光盤:他們試圖在家用電腦中內(nèi)置一套可以播放 10 小時(shí)電影的“影碟”裝置。惋惜由于種種緣由,IBM 公司的“影碟夢”不久就破滅了。歷史性的創(chuàng)造機(jī)遇降落到了荷蘭的飛利浦公司。其實(shí)早在 1968 年,飛利浦的負(fù)責(zé)人柯倫漠(P.Kramer)就想用光而不是電磁方式來記錄和

6、放映電影了。經(jīng)過努力,柯倫漠小組制作出了一張光盤,并按設(shè)計(jì)裝配了電子設(shè)備和光照設(shè)備(即光盤機(jī)),但試驗(yàn)沒有取得預(yù)期的效果。經(jīng)過分析爭辯,柯倫漠想到了接受更光明、光束更集中的光源激光放射器(人類第一束激光是西奧多梅曼 1960 年 5 月在美國加利福尼亞的休斯空軍試驗(yàn)室取得的),并最終成功地在屏幕上畫出了棋盤方格黑白圖像。但當(dāng)時(shí)的光盤直徑有 30 厘米,相當(dāng)于后來市場上消滅的 LD 激光大碟。幾經(jīng)努力,歐騰斯于 1978 年把光盤直徑縮小到了 12 厘米,這就是后來全部光盤都被稱為CD(CompactDisc,壓縮唱片)的來由。因此,歐騰斯是世界上做出 CD 光盤的第一人。1982 年,飛利浦與

7、日本索尼公司共同制定了 CD 光盤的標(biāo)準(zhǔn),即 ISO9660 標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 CD 光盤的容量為 650MB,可存儲(chǔ) 74 分鐘的電影;1985 年兩公司又聯(lián)合發(fā)表了只讀光盤的標(biāo)準(zhǔn),從而導(dǎo)致多媒體電腦的關(guān)鍵器件 CD-ROM 的誕生。從 1985 年到1995 年,光盤技術(shù)進(jìn)展快速,依次消滅了交互式緊湊光盤 CD-I、可反復(fù)讀寫的磁光盤 CD-MO 等多種類型,直至 DVD-ROM(高密度激光視盤,可存儲(chǔ)長達(dá) 135 分鐘的電影), 現(xiàn)在則已有了可擦寫式的 DVD-RW 光盤。前面提到的光盤機(jī)就是目前計(jì)算機(jī)光驅(qū)的“前世”,它最初也是由飛利浦公司在研制光盤的同時(shí)期開發(fā)的,其工作原理是:由激光

8、管發(fā)出激光束,通過透鏡集成微斑,自動(dòng)跟蹤查找光盤盤面上信息坑的軌跡,再經(jīng)過反射,由光電管接收并轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制信號(hào)。但這些設(shè)備體積大,結(jié)構(gòu)簡單,雖經(jīng)歐騰斯小組不斷努力,縮小后的光盤機(jī)體積仍有近 1 立方米。在與索尼合作之初,飛利浦將他們的光盤機(jī)帶了過去。經(jīng)過兩公司的通力合作,最終使光盤機(jī)實(shí)現(xiàn)了小型化,小型化后的光盤機(jī)的電子元件從800 個(gè)削減到了 200 個(gè),含有超小型激光管的讀寫機(jī)構(gòu)也削減到了 6 個(gè)組件。2、聲霸卡與創(chuàng)新公司多媒體電腦離不開聲卡的支持,由于聲卡能夠?qū)崿F(xiàn)聲波與數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換, 使多媒體電腦發(fā)出逼真的聲效。1986 年,一位加拿大音樂老師與日本雅馬哈樂器公司合作創(chuàng)造了“魔奇聲卡”

9、(Adlib),這是聲卡的“鼻祖”,它接受了調(diào)頻法(FM),用若干正弦波合成來模擬樂器的聲音。但真正使聲卡為民眾接受的卻是“聲霸卡”。“聲霸卡”的創(chuàng)造人沈望傅(圖 1)是新加坡創(chuàng)新科技公司的董事會(huì)主席,他是帶著兒時(shí)的“鋼琴夢”與對(duì)電腦的“癡迷”而走進(jìn)“聲卡”世界的。1981 年,26 歲的沈望傅用 1 萬新加坡元在一間僅 10 平方米的小屋里創(chuàng)辦了“創(chuàng)新科技公司”(Creative),開頭為多媒體電腦研制聲卡,但出師不利。因此,沈望傅于 1988 年8 月來到美國并新建了創(chuàng)新試驗(yàn)室。當(dāng)時(shí),由于“魔奇聲卡”已有了肯定的市場基礎(chǔ),因此沈望傅只能另格外兵,他在聲卡中增加了一組特殊的脈沖編碼調(diào)制 PC

10、M 電路, 這就使音響效果變得格外逼真。1989 年,“創(chuàng)新”的第一款“聲霸卡”快速占據(jù)美國電腦市場,引發(fā)了美國風(fēng)云乍起的多媒體浪潮;1991 年創(chuàng)新推出的另一款有 20 復(fù)音立體聲音效的“超級(jí)聲霸卡”(SBPro)被業(yè)界捧為多媒體電腦的音響標(biāo)準(zhǔn)。而此 后推出的接受波表合成技術(shù)的新一代聲霸卡 AWE32 和 AWE64 至今仍占據(jù)著多媒體個(gè)人電腦音響效果的巔峰。圖 2 沈望傅3、鼠標(biāo)鼠標(biāo)是多媒體電腦的一種必備輸入設(shè)備,美國科學(xué)家道格拉斯恩格巴特(D.Engelbart,圖 2)于上世紀(jì)六十年月初參與某個(gè)會(huì)議時(shí)在紙上畫出了一種在底部使用兩個(gè)相互垂直的輪子來跟蹤動(dòng)作的裝置草圖,這就是鼠標(biāo)的雛型。恩

11、格巴特設(shè)計(jì)這個(gè)裝置的初衷是用來代表鍵盤繁瑣的指令輸入,以使計(jì)算機(jī)的操作更加簡便。1964 年,恩格巴特在對(duì)該裝置的構(gòu)思進(jìn)行完善后,動(dòng)手制作出了第一個(gè)樣品(圖 3)。1968 年,在美國舊金ft秋季聯(lián)合計(jì)算機(jī)會(huì)議上,恩格巴特用這個(gè)樣品操縱了一臺(tái)遠(yuǎn)在 25 英里之外的原始大型機(jī)。這歷史性的一幕,后來被拍成了電影。因此,恩格巴特也就被稱為“鼠標(biāo)之父”。這只鼠標(biāo)需要外置電源供電方可正常工作,其次外殼用木頭雕刻而成,僅有一個(gè)按鍵,其底部安裝著金屬滾輪,用來把握光標(biāo)的移動(dòng)。1970 年獲得專利時(shí),該小裝置的名稱是“顯示系統(tǒng) X-Y 位置指示器”,而非“鼠標(biāo)”。圖 3 道格拉斯恩格巴特圖 4 人類第一只鼠標(biāo)

12、1983 年蘋果公司受仙童公司 STAR 計(jì)算機(jī)的啟發(fā),在其當(dāng)年推出的 Lisa 電腦上第一次使用了鼠標(biāo)作為 GUI 界面操作工具,這就進(jìn)一步把鼠標(biāo)介紹給了人們,讓人們生疏到了鼠標(biāo)的作用。這一時(shí)期的鼠標(biāo)是老式的機(jī)械式鼠標(biāo),但鼠標(biāo)球已取代了不機(jī)敏的單滾球,單鍵設(shè)計(jì)也被更加機(jī)敏的雙鍵/三鍵所取代,可供電的標(biāo)準(zhǔn) RS232 串行口設(shè)計(jì)取代了早期的獨(dú)立接口,現(xiàn)代鼠標(biāo)的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)成型。在整個(gè)二十世紀(jì)八十年月,鼠標(biāo)技術(shù)的進(jìn)展是格外迅猛的,如 1982 年羅技公司創(chuàng)造了第一款光機(jī)鼠標(biāo),光機(jī)結(jié)構(gòu)是鼠標(biāo)進(jìn)展史上最大的創(chuàng)造;1984 年又是羅技公司創(chuàng)造了第一款無線鼠標(biāo)。此后,鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)的連接方式也呈多樣化了,

13、有串口鼠標(biāo)、PS/2 鼠標(biāo)和 USB 鼠標(biāo)等多種類型。三、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)簡介大家都知道,無論是音頻還是視頻,都要用到數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),由于數(shù)字化了的音頻、視頻信息的數(shù)據(jù)量是格外大的,直接使用將會(huì)給電腦造成很大的負(fù)擔(dān)。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是多媒體技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù),它是從 1948 年 Oliver 提出脈沖編碼調(diào)制編碼理論以后進(jìn)展起來的,1977 年 LempelZiv 壓縮技術(shù)的創(chuàng)造開創(chuàng)了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的先河,1989 年 8 月第一塊用于數(shù)據(jù)壓縮的硅片問世。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的進(jìn)展大致經(jīng)受了兩個(gè)階段:1984 年之前為基礎(chǔ)理論爭辯階段,1985 年至今為有用化階段。目前數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多種多樣,壓縮方式與壓縮率也不盡

14、相同,以“行程編碼”為例,它可將數(shù)碼串“000011111000”壓縮成行程碼“0453”,在“0453”中,“0”表示數(shù)碼串的首碼 0,“4”表示有 4 個(gè)連續(xù)的 0,“5”表示 5 個(gè)連續(xù)的 1,而“3”則表示以后是 3 個(gè) 0。由于二進(jìn)制數(shù)的碼非 0 即 1,因此無須在“04”后再寫“1”。這樣,12 位的數(shù)碼串就變成了 4 位,數(shù)據(jù)也就被大大壓縮了。這些,我們只要大體了解一下就成了。1984 年 Apple 公司的 Macintosh 計(jì)算機(jī)首先引入了“位映射”圖形理論,用戶接口也開頭使用鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)的窗口技術(shù)和圖符(WindowsandIcon),受到了用戶的極大歡迎。1985 年,Commodore 公司領(lǐng)先推出了世界上第一個(gè)多媒體計(jì)算機(jī)系