《多媒體軟件設(shè)計技術(shù)》課件第1章

1.1多媒體和多媒體技術(shù)1.2多媒體技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展1.3多媒體研究的主要關(guān)鍵技術(shù)1.4多媒體系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及基本組成本章小結(jié)練習(xí)一

1.1多媒體和多媒體技術(shù)在20世紀(jì)80年代之前很長的一段時間里，信息媒體的交互方式僅局限于文字和文本。然而，計算機的出現(xiàn)實現(xiàn)了文字和文本的電子化，給人們提供了不少方便，大大減輕了人的勞動強度，提高了效率。但是，僅文字和文本方式的交互與人的自然交互還相距很遠(yuǎn)。因為在人的感知系統(tǒng)中，視覺所獲取的信息約占65%，聽覺所獲取的信息約占20%，另外還有觸覺、嗅覺、味覺、臉部表情、手勢等占其余部分。雖然只靠文字、文本傳輸和獲取信息也能表達(dá)信息內(nèi)容，但直觀性差，不能聽其聲、見其人。從20世紀(jì)80年代中后期開始，多媒體計算機技術(shù)逐漸成為人們關(guān)注的熱點之一。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)從根本上改變了昔日基于字符的各種計算機處理。首先是語音和圖像的實時獲取、傳輸及存儲，使人們獲取和交互信息流的渠道豁然開朗，既能聽其聲，又能見其人，千里之外，近在咫尺，大大改變了人們的交互方式、生活方式和工作方式。其次是促進了各個學(xué)科的發(fā)展和融合，開拓了計算機在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，從而對整個社會結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重大影響。多媒體計算機加速了計算機進入家庭和社會各個方面的進程，給人們的工作和生活帶來了一場革命。1.1.1多媒體與多媒體技術(shù)的概念

要弄清什么是多媒體(Multimedia)，首先要知道什么是媒體(Media)。媒體即媒介、媒質(zhì)，是信息的載體。在計算機領(lǐng)域中，媒體有兩種含義：一是指用以存儲信息的實體，如磁帶、磁盤、光盤和半導(dǎo)體存儲器；另一種是指信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖像和圖形。多媒體技術(shù)中的媒體是指后者。所謂多媒體，就是用多種媒介方法傳輸信息。例如，電影是一個很好的多媒體例子：在有聲電影發(fā)明以前，電影采用文字顯示的方法來表達(dá)人物對話的內(nèi)容。后來，人們把第二種媒質(zhì)——聲音加到電影中，使我們不但能聽到演員的對話，而且能聽到各種其他聲音，與此同時，背景音樂的加入有助于產(chǎn)生某種特殊氣氛。現(xiàn)代個人計算機程序用到了電影的所有組成部分，包括活動圖像、音響效果、語言、文字、音樂、動畫以及靜止圖像。例如，網(wǎng)絡(luò)游戲中就利用了活動圖像與音響效果。多媒體技術(shù)的內(nèi)涵和范圍極其廣泛，很難給出精確的定義。到目前為止，關(guān)于多媒體概念的標(biāo)準(zhǔn)定義還沒有統(tǒng)一，仍是眾說紛紜。但僅從字面上理解，多媒體就是多種媒體的綜合，而多媒體技術(shù)也就是怎樣進行多種媒體綜合的技術(shù)。這個定義道出了多媒體的實質(zhì)，但有些太籠統(tǒng)。本書引用Lippincott和Robinson于1990年給出的定義：多媒體技術(shù)(MultimediaComputerTechnology)是指用計算機綜合處理多種媒體信息——文本、圖形、圖像和聲音等，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)并具有交互性的技術(shù)。

多媒體的本質(zhì)不僅是信息的集成，也是設(shè)備的集成和軟件的集成，它們通過邏輯連接形成一個有機整體，同時又可實現(xiàn)交互控制?？梢哉f，集成和交互是多媒體的精髓。1.1.2多媒體技術(shù)的特性

1．信息載體的多樣性

信息載體的多樣性是多媒體技術(shù)的主要特征之一，也是多媒體研究需要解決的關(guān)鍵問題。信息載體的多樣性是相對計算機而言的，指的就是信息媒體的多樣性。把計算機所能處理的信息空間范圍擴展和放大，而不再局限于數(shù)值、文本、圖形和圖像，這是計算機變得更加人類化所必需的條件。人類對于信息的接收和產(chǎn)生主要基于五個感官空間：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺，其中視覺約占65%，聽覺約占20%，觸覺約占10%，味覺、嗅覺等其他感覺約占5%。借助于這些多感覺形式的信息交流，人類對于信息的處理可以說是得心應(yīng)手。然而，計算機以及與之相類似的設(shè)備都遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到人類的水平，在信息交互方面與人的感官空間就相差更遠(yuǎn)。多媒體就是要把機器處理的信息多維化，通過信息的捕獲、處理與展現(xiàn)，使其在交互過程中具有更加廣闊和更加自由的空間，滿足人類感官空間全方位的多媒體信息需求。

2．交互性

多媒體技術(shù)的第二個關(guān)鍵特性是交互性。所謂交互，就是通過各種媒體信息，使參與的各方(不論是發(fā)送方還是接收方)都可以對信息進行編輯、控制和傳遞。

交互性向用戶提供了更加有效的控制和使用信息的手段與方法，同時也為應(yīng)用開辟了更加廣闊的領(lǐng)域。交互可做到自由地控制和干預(yù)信息的處理，增加對信息的注意力和理解，延長信息的保留時間。當(dāng)交互性引入時，活動(Activity)本身作為一種媒體介入了信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的過程。借助于活動，我們可以獲得更多的信息，如在計算機輔助教學(xué)、模擬訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實等方面都已取得了巨大的成功。媒體信息的簡單檢索與顯示，是多媒體的初級交互應(yīng)用；通過交互特性使用戶介入到信息的活動過程中，才達(dá)到了交互應(yīng)用的中級水平；當(dāng)用戶完全進入到一個與信息環(huán)境一體化的虛擬信息空間自由遨游時，才是交互應(yīng)用的高級階段，這有待于虛擬現(xiàn)實或臨境(VirtualReality)技術(shù)的進一步研究和發(fā)展。

3．協(xié)同性

每一種媒體都有其自身規(guī)律，各種媒體之間必須有機地配合才能協(xié)調(diào)一致。多種媒體之間的協(xié)調(diào)以及時間、空間的協(xié)調(diào)是多媒體的關(guān)鍵技術(shù)之一。

4．實時性

所謂實時，就是在人的感官系統(tǒng)允許的情況下進行多媒體交互，就好像面對面(Face-to-Face)一樣，圖像和聲音都是連續(xù)的。實時多媒體分布系統(tǒng)能把計算機的交互性、通信的分布性和電視的真實性有機地結(jié)合在一起。

5．集成性

多媒體技術(shù)是多種媒體的有機集成，它集文字、文本、圖形、圖像、視頻、語音等多種媒體信息于一體。目前，多種媒體還在進一步深入研究中，如觸覺、味覺、嗅覺。多種媒體的集成是多媒體技術(shù)的一個重要特點，但要想完全像人一樣從多種渠道獲取信息，還有相當(dāng)?shù)木嚯x。多媒體的集成性應(yīng)該說是在系統(tǒng)級上的一次飛躍。早期多媒體中的各項技術(shù)和產(chǎn)品幾乎都是由不同廠商根據(jù)不同的方法和環(huán)境開發(fā)研制出來的，基本上只能單一、零散和孤立地被使用，在能力和性能上很難滿足用戶日益增強的信息處理需求。但當(dāng)它們在多媒體的旗幟下大會師時，一方面意味著技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)成熟的程度，另一方面也意味著各自獨立的發(fā)展不再能滿足應(yīng)用的需要。信息空間的不完整，開發(fā)工具的不可協(xié)作性，信息交互的單調(diào)性等都將嚴(yán)重地制約和限制著多媒體系統(tǒng)的全面發(fā)展。因此，多媒體的集成性主要表現(xiàn)在兩個方面：多媒體信息的集成和操作這些媒體信息的工具與設(shè)備的集成。對于前者而言，各種信息媒體應(yīng)能按照一定的數(shù)據(jù)模型和組織結(jié)構(gòu)集成為一個有機的整體，這對媒體的充分共享和操作使用是非常重要的。多媒體的各種處理工具與設(shè)備集成，強調(diào)了與多媒體相關(guān)的各種硬件的集成和軟件的集成，為多媒體系統(tǒng)的開發(fā)和實現(xiàn)建立了一個理想的集成環(huán)境，目的是提高多媒體軟件的生產(chǎn)力。1.1.3多媒體中的媒體元素

多媒體中的媒體元素是指多媒體應(yīng)用中可顯示給用戶的媒體的組成，如文本、圖形、圖像、動畫、音頻和視頻，如圖1-1所示。圖1-1多媒體元素文本分為非格式化文本文件和格式化文本文件。非格式化文本文件是指只有文本信息而沒有其他任何有關(guān)格式信息的文件，又稱為純文本文件，如“.TXT”文件。格式化文本文件是指帶有各種文本排版信息等格式信息的文本文件，如“.DOC”文件。

圖形(Graphic)一般是指用計算機繪制的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等。圖形的格式是一組描述點、線、面等幾何圖形的大小、形狀及其位置、維數(shù)的指令集合。在圖形文件中，只記錄生成圖的算法和圖上的某些特征點，因此也稱矢量圖。用于產(chǎn)生和編輯矢量圖形的程序通常稱為“draw”程序。計算機上常用的矢量圖形文件有“.3DS”(用于3D造型)、“.DXF”(用于CAD)、“.WMF”(用于桌面出版)等。由于圖形只保存算法和特征點，因此其占用的存儲空間很小。但圖形顯示時需經(jīng)過重新計算，因而顯示速度相對慢些。圖像(Image)是指由輸入設(shè)備捕捉的實際場景畫面，或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。靜止的圖像是一個矩陣，陣列中的各項數(shù)字用來描述構(gòu)成圖像的各個點(稱為像素點pixel)的強度與顏色等信息，這種圖像也稱為位圖(bit-mappedpicture)。用于生成和編輯位圖圖像的軟件通常稱為“paint”程序。圖像文件在計算機中的存儲格式有多種，如?.BMP、.PCX、.TIF、.TGA、.GIF、.JPG等，一般數(shù)據(jù)量都較大。

圖像處理時要考慮三個要素：分辨率、圖像深度與顯示深度及圖像文件大小，如圖1-2所示。圖1-2圖像處理三要素數(shù)字音頻(Audio)可分為波形聲音語音和音樂。波形聲音實際上已經(jīng)包含了所有的聲音形式，它可以將任何聲音進行采樣量化，相應(yīng)的文件格式是?.WAV文件或?.VOC文件。語音也是一種波形，所以和波形聲音的文件格式相同。音樂是符號化了的聲音，樂譜可轉(zhuǎn)變?yōu)榉柮襟w的形式，對應(yīng)的文件格式是?.MID或?.CMF文件。計算機音頻技術(shù)主要包括聲音的采集、數(shù)字化、壓縮/解壓縮以及聲音的播放。數(shù)字化主要包括采樣和量化這兩個方面。采樣頻率(samplingrate)是將模擬聲音波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字時每秒所抽取聲波幅度樣本的次數(shù)，單位是Hz(赫茲)。量化數(shù)據(jù)位數(shù)(也稱量化級)是每個采樣點能夠表示的數(shù)據(jù)范圍，經(jīng)常采用的有8位、12位和16位。例如，8位量化級表示每個采樣點可以表示256個不同的量化值，而16位量化級則可以表示65536個不同的量化值。記錄聲音時，如果每次生成一個聲波數(shù)據(jù)，則稱為單聲道；如果每次生成兩個聲波數(shù)據(jù)，則稱為立體聲(雙聲道)。動畫是活動的畫面，其實質(zhì)是一幅幅靜態(tài)圖像的連續(xù)播放。動畫的連續(xù)播放既指時間上的連續(xù)，也指圖像內(nèi)容上的連續(xù)。計算機設(shè)計的動畫有兩種：一種是幀動畫，一種是造型動畫。幀動畫是由一幅幅位圖組成的連續(xù)的畫面，就如電影膠片或視頻畫面一樣，要分別設(shè)計每屏幕顯示的畫面。造型動畫是對每一個運動的物體分別進行設(shè)計，賦予每個動元一些特征，然后用這些動元構(gòu)成完整的幀畫面。動元的表演和行為是由制作表組成的腳本來控制的。存儲動畫的文件格式有?.FLC、.MMM等。視頻是由一幅幅單獨的畫面序列(幀frame)組成的，這些畫面以一定的速率(f/s)連續(xù)地投射在屏幕上，使觀察者產(chǎn)生圖像連續(xù)運動的感覺。視頻文件的存儲格式有?.AVI、.MPG、.MOV等。視頻標(biāo)準(zhǔn)主要有NTSC制和PAL制兩種：NTSC標(biāo)準(zhǔn)為30?f/s，每幀525行；PAL標(biāo)準(zhǔn)為25?f/s，每幀625行。視頻的技術(shù)參數(shù)有幀速、數(shù)據(jù)量和圖像質(zhì)量。1.2.1多媒體走進家庭

1．家庭教育

眾所周知，通過對人體多種感官的刺激，更能加深人們對新鮮事物的印象，從而取得更好的學(xué)習(xí)效果。將多媒體應(yīng)用到教育領(lǐng)域來幫助人們學(xué)習(xí)，其效率強于傳統(tǒng)的教學(xué)方式。這是因為，多媒體不僅能以文字和聲音的形式告訴用戶某件事物，而且還能用普通課堂上難以使用的動態(tài)影像和動畫展現(xiàn)某一文字語言難以表達(dá)的事物。1.2多媒體技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展而在計算機教學(xué)中，目前得益最深的算是語言教學(xué)，因為語言教學(xué)需要聲音，而這正是多媒體的技術(shù)優(yōu)勢。現(xiàn)在的多媒體應(yīng)用軟件中，其內(nèi)容大多為語音教學(xué)。如新加坡雙語公司出版的語言教學(xué)系列軟件，在目前的光盤軟件市場中有相當(dāng)?shù)恼加新?。多媒體學(xué)習(xí)軟件的另一種類型就是形形色色的知識性光盤，如“大百科全書”軟件等，用生動的方式展現(xiàn)了各種各樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2．信息查詢

多媒體為家庭生活提供了便利，豐富了生活內(nèi)容，例如，孩子們在計算機上通過使用鼠標(biāo)器就可查詢歷史事件，進行海底旅行和宇宙漫游。

3．娛樂

計算機剛出現(xiàn)時，人們對它的要求是數(shù)學(xué)運算和邏輯判斷，后來發(fā)現(xiàn)，還能利用計算機玩游戲。為了讓計算機游戲更加形象，能發(fā)出各種聲音，導(dǎo)致了多媒體一個重要部件——音頻卡的產(chǎn)生。隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體在娛樂中的應(yīng)用不僅包括三維游戲，還加入了欣賞音樂CD、觀看VCD、制作/聆聽計算機數(shù)字音樂(MIDI)，以及越來越完善的數(shù)字視頻(DVD)、多媒體視頻點播系統(tǒng)(VOD，如圖1-3所示)、多媒體家電(信息家電)。圖1-3多媒體視頻點播系統(tǒng)

VOD系統(tǒng)由四部分組成，即視頻服務(wù)器、數(shù)字視頻解碼器/接收器(機頂盒)、帶寬交換網(wǎng)絡(luò)和用戶接入網(wǎng)絡(luò)。視頻服務(wù)器主要用來為用戶提供視頻數(shù)據(jù)流，響應(yīng)用戶的請求，協(xié)調(diào)多個用戶的傳送。一般的視頻服務(wù)器可安裝上百至上千部電影，供用戶點播。機頂盒的功能是節(jié)目選擇、解碼以及狀態(tài)診斷和出錯處理。帶寬交換網(wǎng)絡(luò)主要提供節(jié)目和信道數(shù)據(jù)的傳輸與交換。用戶接入網(wǎng)絡(luò)是指從交換局到用戶間的線路設(shè)備，如光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)和光纖到戶(FTTH)。

VOD系統(tǒng)的主要功能是，在一個小區(qū)中用戶不需要從電視頻道上收看電視節(jié)目，而可以任意點播視頻點播系統(tǒng)中的影片，并可隨意切換、重復(fù)點播，用戶能夠控制快進與快退、向前與向后查看、開始、暫停、取消或移到別的場景。另外，用戶還可利用該系統(tǒng)對新聞、卡拉OK、游戲等進行點播，條件是這些內(nèi)容必須事先裝入系統(tǒng)中。隨著數(shù)字電視的普及，多媒體視頻點播系統(tǒng)將會得到進一步的發(fā)展。多媒體家電是多媒體應(yīng)用中一個很大的領(lǐng)域。過去，人們常說計算機和電視機合一，即計算機電視(Comvision)和電視計算機(Teleputer)?，F(xiàn)在，在計算機上插一塊板就可以看電視了。數(shù)字電視已經(jīng)進入市場，它是將電視信號進行數(shù)字化采樣，經(jīng)過壓縮后進行播放。數(shù)字電視有兩種類型：一種是投影數(shù)字電視，分辨率為1920×1080；一種是大屏幕顯像管數(shù)字電視，分辨率為1280×720，并提供16:9的寬屏。我國現(xiàn)在已有多套節(jié)目的數(shù)字電視通過衛(wèi)星播送，但由于計算機和電視的掃描方式不同，電視機為提高速率采用隔行掃描，而計算機為了提高分辨率采用逐行掃描，如何統(tǒng)一還需進一步發(fā)展。但是，數(shù)字電視必將代替模擬電視，使計算機和電視走向融合。

另外，微軟公司在我國發(fā)布了舉世矚目的“維納斯”計劃，相信其他家電(如電話、傳真機、錄像機等)也會隨著這一計劃的發(fā)展逐漸走向統(tǒng)一和融合。1.2.2多媒體進入學(xué)校

以計算機為中心的多媒體技術(shù)的崛起，不但給現(xiàn)代教育帶來了極大的沖擊力，也給現(xiàn)代教育注入了新的生命力，使其產(chǎn)生了一次重大飛躍。教育領(lǐng)域是多媒體技術(shù)最重要、最有發(fā)展前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一。多媒體技術(shù)代表著教育技術(shù)的方向、趨勢和未來，它直接影響到學(xué)校教育、遠(yuǎn)程教育和未來的家庭教育。隨著多媒體技術(shù)進入教育領(lǐng)域，不僅傳統(tǒng)的教學(xué)思想、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)組織隨之發(fā)生變化，而且將引起傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教育體制的根本變革。多媒體的交互軟件、圖像、聲響將在教學(xué)中發(fā)揮主力軍作用，教育工作者長期追求的“寓教于樂”的理想正在逐步變成現(xiàn)實。

1．進行交互式學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是世代沿襲的面對面的單向式課堂教學(xué)。課堂上，教師主要通過第二信號系統(tǒng)(語言)傳遞信息，而第一信號系統(tǒng)(圖像)很少發(fā)揮作用。學(xué)生始終處于被動地位，不能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且教師只能根據(jù)大多數(shù)學(xué)生的水平掌握課程進度，不能兼顧“兩頭”的學(xué)生，特別是不能兼顧學(xué)習(xí)成績差的學(xué)生。學(xué)生學(xué)得累，教師教得也累。20世紀(jì)80年代初，隨著教育技術(shù)的迅速進步，幻燈機、投影機、錄音機、錄像機、計算機等教學(xué)媒體先后運用到了教學(xué)中，使教學(xué)活動變得靈活多樣，豐富了課堂教學(xué)方式，對提高教學(xué)質(zhì)量起到了極大的推動作用。但是，這些媒體在承載信息的種類和能力、使用的方便程度上都有極大的局限性。多媒體技術(shù)的崛起突破了傳統(tǒng)媒體的束縛，解決了這一難題。人們依照現(xiàn)代的教育理論，實現(xiàn)了多種媒體的優(yōu)化組合。多媒體教學(xué)軟件取代了各種單獨使用的媒體，集所有媒體的功能于一身。該軟件以配備了聲霸卡、視霸卡、電視卡、DVD-ROM的計算機為中心，統(tǒng)一調(diào)度指揮各種媒體，大大減少了人為的操作失誤，高速可靠。教師只需操作鼠標(biāo)或觸摸顯示屏的相應(yīng)部位，即可完成操作，教師用起來得心應(yīng)手，學(xué)生感知起來格外親切。這個教學(xué)過程充分發(fā)揮人機對話、雙向交互、獨立思考、強化訓(xùn)練等方面的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)教學(xué)過程所無法比擬的。由于多媒體綜合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、視聽技術(shù)，因而其既可以為學(xué)生提供傳統(tǒng)的授課方式，也可以提供交互式學(xué)習(xí)方式和以個人自學(xué)為主的個別化學(xué)習(xí)方式，而師生通過提示性界面的簡單操作，即可獲取學(xué)習(xí)資料，學(xué)習(xí)多學(xué)科知識。多媒體還可以模擬交際環(huán)境，使學(xué)生在聽到聲音的同時，看到相關(guān)的真實畫面，實現(xiàn)語畫同步，聲情并茂。學(xué)生視聽結(jié)合，如臨其境，使教材的思想性與藝術(shù)性充分結(jié)合，邏輯性與直觀性同時并重，創(chuàng)造出與講授內(nèi)容相關(guān)的豐富生動的學(xué)習(xí)環(huán)境，啟發(fā)學(xué)生的形象思維，使學(xué)生富于聯(lián)想，樂于表現(xiàn)，相互學(xué)習(xí)，逐步提高分析和解決問題的能力。更重要的是，多媒體技術(shù)出現(xiàn)以前的教學(xué)媒體，雖然引入了現(xiàn)代化的教學(xué)手段，但只是單向刺激，學(xué)生始終處于被動、從屬、消極的地位，沒有交互作用的功能，學(xué)生無法主動參與。多媒體則提供了人機交互作用的方式，計算機信息“刺激”學(xué)生，學(xué)生又把“反應(yīng)”反饋給計算機。計算機隨時可以了解學(xué)生掌握的程度，根據(jù)學(xué)生的實際水平，自動提高或降低學(xué)習(xí)進度，使個別教學(xué)和因材施教成為現(xiàn)實。這樣，教師按照預(yù)先的教學(xué)設(shè)計，根據(jù)多媒體提供的信息，依據(jù)不同的目標(biāo)，選擇相應(yīng)的教學(xué)軟件，制定優(yōu)化的學(xué)習(xí)程序，確定適宜的信息傳輸量，通過反饋調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮各要素的功能，實現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。

2．模擬試驗和演示(虛擬實驗室)

多媒體可以逼真地展現(xiàn)實驗過程。更有意義的是，利用交互式多媒體可讓學(xué)生無需顧慮實驗器材和實驗規(guī)則，隨心所欲地利用多媒體提供的“實驗材料”來完成實驗。這種未來的實驗室也稱“開放實驗室”。

3．信息查詢和檢索(虛擬圖書館)

在學(xué)?；蚣依?，學(xué)生可以使用多媒體虛擬圖書館快速地查詢所需的圖書及技術(shù)資料。1.2.3多媒體用于商業(yè)和企事業(yè)單位

多媒體技術(shù)能發(fā)揮企業(yè)的競爭優(yōu)勢，其威力已被工商界和政府所認(rèn)識，并已影響到培訓(xùn)、教育、零售、商展、通信等行業(yè)。

1．分布式多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用

分布式多媒體系統(tǒng)包括分布式多媒體會議系統(tǒng)、多媒體視頻點播系統(tǒng)、多媒體監(jiān)控及監(jiān)測系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)以及電視購物和家庭辦公等多種應(yīng)用系統(tǒng)。

1)多媒體會議系統(tǒng)

多媒體會議系統(tǒng)包括會議控制和管理系統(tǒng)、文件和程序共享并提供交互使用的電子白板、基于超文本和超媒體的文檔制作系統(tǒng)、多媒體管理數(shù)據(jù)庫以及音頻、視頻、實時采集壓縮和傳輸系統(tǒng)。多媒體會議系統(tǒng)可以是點對點多媒體信息的交互和傳輸，也可以是點對多和多對多的交互和傳輸。其網(wǎng)絡(luò)平臺可以在局域網(wǎng)上運行，也可以在令牌環(huán)網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)以及ISDN網(wǎng)上運行，甚至可以在Internet、Intranet或公用電話網(wǎng)(PSTN)上運行。其工作方式既可以是單向(如廣播方式)，也可以是雙向(信息交互雙方均可以進行信息的發(fā)送和接收)和雙工(信息交互雙方可以同時進行信息的發(fā)送和接收)的實時多媒體信息交互傳輸。目前，在局域網(wǎng)和ISDN網(wǎng)上都已推出了多媒體會議系統(tǒng)的實用產(chǎn)品。在ISDN網(wǎng)上一般按H.320協(xié)議規(guī)范，局域網(wǎng)按H.323協(xié)議規(guī)范，而公用電話網(wǎng)則按H.324協(xié)議規(guī)范。目前推出的完全按照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的多媒體會議系統(tǒng)已越來越多，這為會議系統(tǒng)的普及和推廣提供了方便。多媒體會議系統(tǒng)一般分為兩大類，一類是基于會議室的視頻會議系統(tǒng)(Room-basedVideoConferencing)，如圖1-4所示，另一類是桌面視頻會議系統(tǒng)(Desk-topVideoConferencing)。前者主要用于會議室，在室內(nèi)設(shè)一個節(jié)點(終點會議室)，當(dāng)然也可以把全部會議設(shè)備安裝在一個可移動的支架上，在不同的會議室間來回移動。全球已安裝會議室型系統(tǒng)6萬余臺，截至2006年底，我國已建立了國家會議電視骨干網(wǎng)。生產(chǎn)這類系統(tǒng)的廠家有PictureTel、美國視訊公司Vtel和CLI、英國的GPT公司和BT公司、日本的Sony公司等。桌面視頻會議系統(tǒng)是基于微機的會議系統(tǒng)，它既可以作為會議系統(tǒng)使用，也可以獨立作為微機使用，比較方便、靈活。國外著名的產(chǎn)品有：Intel公司的Proshare200系統(tǒng)，支持H.320標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在LAN和窄帶ISDN網(wǎng)上可實現(xiàn)20幀/秒的傳輸；CLI公司的DesktopVideo，在ISDN網(wǎng)上使用。國內(nèi)也有不少單位推出了多媒體會議系統(tǒng)，如深圳華為公司推出的會議室型系統(tǒng)，清華大學(xué)計算機系推出的基于MPEG-1的桌面會議系統(tǒng)，這二者利用H.323標(biāo)準(zhǔn)，在局域網(wǎng)平臺上實現(xiàn)；還有其他一些科研單位和院校也推出了相應(yīng)的系統(tǒng)。圖1-4多媒體視頻會議系統(tǒng)

2)多媒體監(jiān)控及監(jiān)測系統(tǒng)

現(xiàn)在有不少企業(yè)為了提高效率，減少人員開銷，實行了無人管理，即采用監(jiān)控、監(jiān)測系統(tǒng)，定期采集儀器儀表數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，采用自動控制或集中人工干預(yù)，如電力系統(tǒng)對電廠、變電站的管理，以及石油、化工行業(yè)中一些部門的管理。另外，一些部門因工作需要而應(yīng)進行實時監(jiān)控(如海關(guān)、銀行出納、大型運動會)，以及一些危險部門的管理監(jiān)控(如核能的監(jiān)控、水下作業(yè)的監(jiān)控等)。

3)遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)

多媒體技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已具備了進行遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程教學(xué)的條件。利用電視會議雙向或雙工音頻及視頻，與病人面對面地交談，進行遠(yuǎn)程咨詢和檢查，從而進行遠(yuǎn)程會診，甚至在遠(yuǎn)程專家的指導(dǎo)下進行復(fù)雜的手術(shù)，并在醫(yī)院與醫(yī)院之間，甚至國與國之間的醫(yī)療系統(tǒng)建立起信息通道，實現(xiàn)信息共享，國外已在不同網(wǎng)絡(luò)(如ISDN、Internet、ATM和公用電話網(wǎng))上實現(xiàn)了遠(yuǎn)程醫(yī)療。在波黑戰(zhàn)爭中，美國后方醫(yī)療中心就是借助遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)來幫助前方搶救傷員。該技術(shù)目前的瓶頸問題是網(wǎng)絡(luò)的帶寬和費用的問題需要進一步解決。至于遠(yuǎn)程教學(xué)，目前，中央電大、各大專院校都在花大力氣重點實施，以解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的教育質(zhì)量，以及進行專業(yè)文化的普及提高。遠(yuǎn)程教育一般的解決辦法是通過衛(wèi)星發(fā)射和接收，只要能接收到衛(wèi)星頻道的地方，就可以接受一流學(xué)校優(yōu)秀教師的現(xiàn)場教學(xué)。但要解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的遠(yuǎn)程教學(xué)，還有待于通信網(wǎng)絡(luò)的普及和費用的降低。

2．多媒體在工業(yè)中的應(yīng)用

計算機早已在工業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用，而多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，使計算機在工業(yè)中的應(yīng)用提升到了一個新的高度。目前，它在工業(yè)中的應(yīng)用表現(xiàn)在：

(1)改變了產(chǎn)品的設(shè)計制造方式。制造業(yè)中的虛擬制造，是指利用多媒體技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計，并仿真制造過程和最終產(chǎn)品。這種基于制造的設(shè)計方式成本低廉，豐富了設(shè)計方案，避免了無效制造。

(2)對高危險性生產(chǎn)現(xiàn)場進行監(jiān)控。在這些生產(chǎn)場所，一般不適合工作人員直接靠近或進行操作，比較先進的做法是利用閉路電視監(jiān)視，但該方法只能監(jiān)視，無法控制。而交互式多媒體則可以二者兼顧，既能直觀、實時地反映現(xiàn)場狀況，又能使工作人員在現(xiàn)場之外操縱生產(chǎn)工程。

(3)改變了人與機器設(shè)備的交互方式。多媒體豐富的圖像和語音技術(shù)，能使工作人員輕松直觀地操縱機器。例如，在煤礦報警系統(tǒng)中，如有緊急情況出現(xiàn)，計算機可以根據(jù)事故原因自動選擇相應(yīng)的語音向操縱人員播放。該技術(shù)改變了以往單調(diào)的報警方式，提高了工作效率。

3．多媒體在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

計算機在醫(yī)療領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，多媒體技術(shù)的介入，為進一步研究人體自身提供了更便利的條件，大大提高了醫(yī)學(xué)的診斷、分析、處理和控制水平。目前，多媒體在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用較活躍的領(lǐng)域有：

(1)醫(yī)療數(shù)據(jù)庫。在信息化社會中，電子病歷應(yīng)運而生，它包括有關(guān)病人病情的一切文本、圖像、圖形和聲音信息，非多媒體數(shù)據(jù)庫不能完成。醫(yī)生能夠充分利用多媒體信息，為診斷、研究提供有效的幫助。

(2)醫(yī)療專家系統(tǒng)。采用多媒體技術(shù)作為人工智能的核心，集多種知識表達(dá)為一體(知識媒體包括文字、圖形、圖像、影像和聲音)的醫(yī)療專家系統(tǒng)可以有效模擬醫(yī)生的臨床診斷，是未來醫(yī)療專家系統(tǒng)的發(fā)展方向，如圖1-5所示。圖1-5多媒體醫(yī)療專家系統(tǒng)

4．多媒體在出版業(yè)中的應(yīng)用

電子出版物已成為出版界的新秀，多媒體出版物更是獨領(lǐng)風(fēng)騷，其主要以光盤形式出版，包括CD-ROM、VCD、DVD等。與傳統(tǒng)出版物相比，多媒體出版物的優(yōu)勢表現(xiàn)在以下方面：

(1)圖、文、聲并茂。采用多媒體技術(shù)編輯制作的電子圖書可以將彩色圖形、圖像、多文種文字、多語種聲音、音樂、三維動畫等信息進行綜合處理、表現(xiàn)，使讀者能方便、迅速、直觀地獲取圖、文、聲并茂的立體信息。

(2)價格較低。隨著壓縮技術(shù)的提高，光盤存儲量越來越大。在美國，光盤的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于圖書，一本200多頁的圖書一般售價在30美元以上，而一張具有680?MB信息量的CD-ROM僅售幾美元。

多媒體出版物還有便于攜帶、檢索和查詢等優(yōu)點，諸多優(yōu)點將給它帶來廣闊的市場。

5．多媒體在通信業(yè)中的應(yīng)用

回歸到多媒體的本質(zhì)，即多種形式的信息互動式交流，那么多媒體的應(yīng)用范圍肯定包括通信。以上的兩種多媒體應(yīng)用其實都是人和計算機之間的信息交流，其實在人際信息交流中，多媒體應(yīng)用也顯得極為重要。不同的交流形式適合不同內(nèi)容的信息，而多種信息交流形式的相互補充，又能加深信息交流的有效性，這就導(dǎo)致人們最終將多媒體技術(shù)應(yīng)用到視頻電話上，因為它能同時進行文字、語音、圖形和圖像的交流。隨著國際互聯(lián)網(wǎng)在我國的普及和提高，通過互聯(lián)網(wǎng)打國際長途電話、甚至是可視電話都已成為事實。另一方面，以往我們?yōu)g覽互聯(lián)網(wǎng)時，看到的只是文字和圖像，而如今還包括了語音、音樂、動態(tài)圖像、動畫和三維影像。用戶通過互聯(lián)網(wǎng)得到的，確確實實是多媒體信息。1.3.1多媒體的主要關(guān)鍵技術(shù)

多媒體系統(tǒng)需要將不同的媒體數(shù)據(jù)表示成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)碼流，然后對其進行變換、重組和分析處理，以進一步地存儲、傳送、輸出和交互控制。所以，多媒體的傳統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要集中在以下四類：數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、大規(guī)模集成電路(VLSI)制造技術(shù)、大容量光盤存儲器(DVD-ROM)、實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。正是因為這些技術(shù)取得了突破性的進展，多媒體技術(shù)才得以迅速發(fā)展，而成為今天這樣具有強大的處理聲音、文字、圖像等媒體信息能力的高科技技術(shù)。1.3多媒體研究的主要關(guān)鍵技術(shù)

但說到當(dāng)前用于互聯(lián)網(wǎng)的多媒體關(guān)鍵技術(shù)，有些專家卻認(rèn)為，可以按層次分為媒體處理與編碼技術(shù)、多媒體系統(tǒng)技術(shù)、多媒體信息組織與管理技術(shù)、多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體人機接口與虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及多媒體應(yīng)用技術(shù)這六個方面。另外，還應(yīng)該包括多媒體同步技術(shù)、多媒體操作系統(tǒng)技術(shù)、多媒體中間件技術(shù)、多媒體交換技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)、超媒體技術(shù)、基于內(nèi)容檢索技術(shù)、多媒體通信中的QoS管理技術(shù)、多媒體會議系統(tǒng)技術(shù)、多媒體視頻點播與交互電視技術(shù)、虛擬實景空間技術(shù)等。

由于多媒體是多學(xué)科、多領(lǐng)域的融合，因而它的研究范圍非常廣泛。與此同時，多媒體研究涉及諸多技術(shù)難題，其中主要有以下幾個方面。1.3.2數(shù)據(jù)壓縮

數(shù)據(jù)壓縮(DataCompression)技術(shù)在計算機科學(xué)中早已存在，其用途很多。當(dāng)前，由于圖像等多媒體信息的研究和實用化，以及大容量、高速度通信和處理的需求，因而使數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)變?yōu)椴豢扇鄙俚囊豁椉夹g(shù)，也使它成為計算機領(lǐng)域中的一個熱點。早期以字符信息處理為主，其信息量一般在幾萬個字節(jié)以下，一般不需要對數(shù)據(jù)進行壓縮處理。在多媒體系統(tǒng)中，各種媒體信息(特別是圖像和動態(tài)視頻)數(shù)據(jù)量非常之大，所需要的存儲空間是十分巨大和驚人的。例如，彩色電視信號一般是25幀/秒(PAL制式)或30幀/秒(NTSC制式)，如果不經(jīng)壓縮，一個1?GB的光盤(或磁盤)只能存儲約1分鐘的電視信號數(shù)據(jù)；一幅640×480分辨率的24位真彩色圖像的數(shù)據(jù)量約為900?KB；一個100?MB的磁盤只能存儲約100幅靜止圖像。語音的處理也不例外，對于音頻信號，激光唱盤(CD-DA)的采樣頻率為44.1?kHz，量化位數(shù)為16位，雙通道立體聲，100?MB硬盤僅能存儲約10分鐘錄音。

NTSC標(biāo)準(zhǔn)的幀速率為30幀/秒，視頻信號的傳輸速率約為26.4?MB/s，遠(yuǎn)高于計算機的數(shù)據(jù)傳輸速率。在通信網(wǎng)絡(luò)上，以太網(wǎng)設(shè)計速率為100?Mb/s，實際僅能達(dá)到其一半以下的水平，大多數(shù)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)的速率都在每秒幾兆位以下。顯然，這樣大的數(shù)據(jù)量不僅超出了計算機的存儲和處理能力，更是當(dāng)前通信信道的傳輸速率所不及的。

多媒體計算機要求具有存儲容量大、速度快、頻帶寬、實時性好、能處理多種媒體的硬軟件環(huán)境。因此，為了存儲、處理和傳輸這些數(shù)據(jù)，為了使多媒體達(dá)到實用水平，除了采用新技術(shù)手段增加存儲空間和通信寬帶外，對數(shù)據(jù)進行有效壓縮將是多媒體發(fā)展中必須解決的最關(guān)鍵的技術(shù)之一。然而，值得慶幸的是，經(jīng)過多年的數(shù)據(jù)壓縮研究，從PCM編碼理論開始，到現(xiàn)今成為多媒體數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)的JPEG(JointPhotographicExpertsGroup，ISO/IEC10918，靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn))和MPEG(MotionPictureExpertsGroup，動態(tài)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn))，已經(jīng)產(chǎn)生了各種各樣針對不同用途的壓縮算法、壓縮手段和實現(xiàn)這些算法的大規(guī)模集成電路或計算機軟件，并逐漸趨于成熟，走向市場。

現(xiàn)已成熟的數(shù)據(jù)壓縮方法種類繁多，可以分為無損壓縮和有損壓縮兩大類，如圖1-6所示。圖1-6數(shù)據(jù)壓縮方法下面介紹幾種常用的壓縮方法。

霍夫曼(Huffman)編碼是一種應(yīng)用十分廣泛的壓縮算法，它是一種不等長格式的編碼方案。在各字符出現(xiàn)的頻率不均勻的情況下，它用最短的二進制位表示出現(xiàn)頻率最高的字，用較長的位表示出現(xiàn)頻率最低的字，從而使平均碼長縮短。獲得了各字符出現(xiàn)的頻率以后，可以根據(jù)這些頻率構(gòu)造一棵用于編碼和譯碼的霍夫曼樹。該樹中葉結(jié)點代表一個字符，頻率最高的字符離根最近。構(gòu)造好霍夫曼樹以后，就可以從字符序列中逐個取出字符，從根開始取該字符在樹中位置路徑上的數(shù)字作為它的編碼，以位為單位依次存放，從而實現(xiàn)壓縮目的。由于各字符在不同領(lǐng)域、不同場合出現(xiàn)的頻率往往是不相同的，為了獲得較好的壓縮效率，頻率的確定要以大量的統(tǒng)計數(shù)字為依據(jù)，這種壓縮方法稱為靜態(tài)霍夫曼壓縮。如果壓縮時動態(tài)地統(tǒng)計各字符出現(xiàn)的頻率，則這種壓縮方法稱為動態(tài)霍夫曼壓縮。實際應(yīng)用中霍夫曼編碼已有很多變種。目前圖像領(lǐng)域中數(shù)據(jù)壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)有彩色靜止圖像壓縮算法(JointPhotographicExpertGroup，JPEG)、運動圖像壓縮算法(MovingPhotographicsExpertGroup，MPEG)以及電視電話/會議電視編碼方式H.261，它們均使用了霍夫曼編碼方式。圖1-7是運動圖像壓縮算法(MPEG)的過程框圖。對于音頻處理，主要經(jīng)過音頻編碼形成數(shù)據(jù)流；對于圖像處理，則經(jīng)過活動圖像的估算和補償、離散余弦變換、量化器、霍夫曼編碼而形成數(shù)據(jù)流，完成壓縮過程?；胤艜r，數(shù)據(jù)流必須解壓縮。圖1-8表示了解壓縮的過程，它幾乎是壓縮算法的逆過程。圖1-7MPEG壓縮算法圖1-8MPEG解壓縮算法

LZ壓縮算法(LempletZiv)也是一種應(yīng)用十分廣泛的壓縮算法。目前各類微型機都采用這種算法，如MSDOS6.0也采用了這種算法。LZ算法由一個符號串分析規(guī)則和編碼方法組成，這個分析規(guī)則把字母表分解成子串或字，其長度不超過預(yù)定的長度(通常該長度被命名為L1，并被賦予一個值，比如令L1=10)，編碼方法就是把這些子串順序地映射成具有固定長度(通常該長度被命名為L2，并被賦予一個值，比如令L2=5)的可唯一譯解的碼字。選擇的串具有近似相等的出現(xiàn)概率，因此，頻繁出現(xiàn)的符號組成長的串，不常出現(xiàn)的符號組成短的串，以達(dá)到壓縮的目的。這種方法在探索符號出現(xiàn)頻率、字符重復(fù)度及高使用模式所引起的冗余度中是十分有效的。LZ算法由于壓縮率高，壓縮速度快，壓縮和解壓所用時間比合適，使它在無損壓縮(如程序)和數(shù)據(jù)庫中得到了廣泛應(yīng)用。目前比較流行的壓縮算法還有離散余弦變換(DiscreteCosineTransformation)、小波變換(WaveletTransformation)和分形壓縮(FractalCompression)，它們都是有損圖像壓縮。圖1-8中MPEG標(biāo)準(zhǔn)使用了離散余弦變換，它是一種正交變換編碼技術(shù)，MPEG采用幀內(nèi)靜態(tài)壓縮(JPEG)和幀間運動補償(預(yù)測和內(nèi)插等)相結(jié)合的方法進行壓縮。JPEG把圖像分割成8×8大小的方塊后再進行變換、量化和編碼。小波變換也是一種正交變換編碼技術(shù)，它具有付氏變換所沒有的時頻特性及多分辨率分析，它的變換是對整幅圖像進行的，量化法來自各級分辨率之間的自相似性，采用逐級逼近技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。分形壓縮主要利用分形幾何中的自相似原理，它把圖像分塊，利用仿射變換的系數(shù)表示每塊圖像數(shù)據(jù)，達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。由于分形壓縮的快速解碼及與分辨率無關(guān)的優(yōu)點，使它得以流行。數(shù)據(jù)壓縮不僅要求存儲量減少，而且對速度有較高的要求，因此，壓縮算法一般需要有快速算法，否則應(yīng)用范圍將大大減少。根據(jù)不同需要，人們創(chuàng)造了很多壓縮算法，壓縮算法已成為計算機系統(tǒng)的一部分。在應(yīng)用系統(tǒng)中，設(shè)計和選擇壓縮算法時還應(yīng)考慮其他因素，如存儲和傳送的區(qū)別，實時和非實時的區(qū)別。數(shù)據(jù)壓縮研究中應(yīng)注意的問題是：首先，編碼方法必須能用計算機或VLSI硬件電路高速實現(xiàn)；其次，要符合當(dāng)前的國際標(biāo)準(zhǔn)。1.3.3多媒體數(shù)據(jù)的模型、組織與管理

數(shù)據(jù)的組織和管理是任何信息系統(tǒng)首先要解決的核心問題。在現(xiàn)代信息社會中，計算機在我們面前堆起了一座座數(shù)據(jù)大山，但我們卻常?？嘤跊]有從這些數(shù)據(jù)中獲取有用信息的方便工具和手段。多媒體的引入，更加劇了這種狀況的惡化。數(shù)據(jù)量大、種類繁多、關(guān)系復(fù)雜、超介質(zhì)性等是多媒體數(shù)據(jù)的基本特征。以什么樣的數(shù)據(jù)模型表達(dá)和模擬這些多媒體信息空間？如何組織和存儲這些數(shù)據(jù)？如何管理這些數(shù)據(jù)？如何操縱和查詢這些數(shù)據(jù)？這些都是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的能力和方法難以勝任的。目前，人們利用面向?qū)ο?ObjectOriented，OO)的方法和機制開發(fā)了新一代的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)(ObjectOrientedDataBase，OODB)，結(jié)合超媒體(Hypermedia)技術(shù)的應(yīng)用，為多媒體信息的建模、組織和管理提供了非常有效的方法。與此同時，市場上也出現(xiàn)了多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。但是，OODB和多媒體數(shù)據(jù)庫的研究還很不成熟，與實際復(fù)雜數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用要求仍有較大的差距。因而，功能強大的多媒體數(shù)據(jù)庫的研究仍是多媒體領(lǐng)域研究的重中之重。1.3.4多媒體信息的展現(xiàn)與交互

在傳統(tǒng)的計算機應(yīng)用中，因為大多數(shù)都采用文本媒體，所以對信息的表達(dá)僅局限于顯示(Display)。在未來的多媒體環(huán)境下，各種媒體并存，視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺媒體信息的綜合與合成，就不能僅僅用顯示來完成媒體的表現(xiàn)了。各種媒體的時空安排和效應(yīng)，相互之間的同步和合成效果，相互作用的解釋和描述等都是表達(dá)信息時所必須考慮的問題。有關(guān)信息的這種表達(dá)問題統(tǒng)稱為展現(xiàn)(Presentation)。時至今日，盡管影視聲響技術(shù)廣泛應(yīng)用，但多媒體的時空合成、同步效果，可視化、可聽化以及靈活的交互方法等仍是多媒體領(lǐng)域需要研究和解決的棘手問題。1.3.5多媒體通信與分布處理

多媒體通信對多媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、普及和應(yīng)用有著舉足輕重的作用，構(gòu)成了整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵和瓶頸。在現(xiàn)行使用的通信網(wǎng)絡(luò)中，如電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計算機網(wǎng)絡(luò)，其傳輸性能都不能很好地滿足多媒體數(shù)據(jù)數(shù)字化通信的需求。從某些意義上講，現(xiàn)行的數(shù)據(jù)通信設(shè)施和能力嚴(yán)重地制約著多媒體信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因而，多媒體通信一直被當(dāng)作整個產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)來對待。因此，真正解決多媒體通信問題的根本方法，有賴于信息高速公路的進一步發(fā)展。寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(BISDN)是目前解決這個問題的一個比較完整的方法，其中ATM(異步傳輸模式)是近年來在研究和開發(fā)方面的一個重要成果。多媒體的分布處理是一個十分重要的研究課題。因為要想廣泛地實現(xiàn)信息共享，計算機網(wǎng)絡(luò)及其在網(wǎng)絡(luò)上的分布式與協(xié)作操作就不可避免。多媒體空間的合理分布和有效的協(xié)作操作將極大地縮小個體與群體、局部與全球的工作差距。超越時空限制，充分利用信息，協(xié)同合作，相互交流，節(jié)約大量的時間和經(jīng)費等是多媒體信息分布的基本目標(biāo)。分布式體系結(jié)構(gòu)研究，多媒體通信、交換和協(xié)作操作是目前多媒體工作的重點，還有諸多艱難的路程要走。1.3.6多媒體的軟/硬件平臺

軟件和硬件平臺(如圖1-9所示)是實現(xiàn)任何系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，多媒體系統(tǒng)也不例外。所謂多媒體軟/硬件平臺，實際上是由開發(fā)和應(yīng)用多媒體系統(tǒng)的各種技術(shù)和各類設(shè)備組成的有效開發(fā)環(huán)境。硬件平臺主要指的是支撐多媒體系統(tǒng)的各種機器和設(shè)備，而軟件平臺主要指的是支持多媒體系統(tǒng)運行和開發(fā)的各類軟件和開發(fā)工具。圖1-9多媒體軟/硬件平臺在硬件的研究和開發(fā)方面，數(shù)字視頻交換卡——DVI和CDI作為最早的兩個典型的視頻多媒體接口，具有里程碑的意義。但隨著硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，各類成熟且廣泛應(yīng)用的多媒體接口卡件與播放和采集設(shè)備不斷更新?lián)Q代，為多媒體的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。但是，在硬件的一體化與集成方面仍然有許多重要的任務(wù)有待完成。在軟件的研究和開發(fā)方面，與硬件相比就相差甚遠(yuǎn)。不管是支撐多媒