多媒体计算机技术-1.ppt

第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,媒体的定义和分类,什么是媒体 媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义，一是指用以存储信息的实体，如磁盘、磁带、光盘和半导体存储器；一是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形图像和视频等。 CCITT曾给媒体做了如下的分类 感觉媒体（Perception Medium） 表示媒体（Representation Medium） 显示媒体（Presentation Medium） 存储媒体（Storage Medium） 传输媒体（Transmission Medium）,几种媒体的关系,感觉媒体,感觉媒体是指能直接作用于人的感官，使人能直接产生感觉的一类媒体。感觉媒体有人类的各种语言 、音乐，自然界的各种声音 、图形、静止和运动的图像等。,图形,静止图像,运动图像,媒体的定义和分类,什么是媒体 媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义，一是指用以存储信息的实体，如磁盘、磁带、光盘和半导体存储器；一是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形图像和视频等。 CCITT曾给媒体做了如下的分类 感觉媒体（Perception Medium） 表示媒体（Representation Medium） 显示媒体（Presentation Medium） 存储媒体（Storage Medium） 传输媒体（Transmission Medium）,表示媒体,表示媒体是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为地研究、构造出来的一种媒体。其目的是能将感觉媒体从一个地方向另一个地方传送，以便于加工和处理。表示媒体有各种编码方式如语音编码、文本编码、静止和运动图像编码等。,表示媒体举例,时间属性/空间属性/生成属性,图象（image）,图形（graphics）,文本（text）,视频（video）,动画（animation）,合成语音,MIDI音乐MIDI,MP3音乐,波形声音wave,,,表示媒体的时间属性,time-independent discrete media（离散媒体，值不会随着时间而变化） text , graphics , static image, . time-dependent continuous media （连续媒体，值随着时间而变化） speech , music , video , animation, .,表示媒体的空间属性,1D媒体 单声道speech , music , 2D媒体 双声道music ; text , image , 2D graphics , 3D及多维媒体 3D graphics , 全景图像 , 空间立体声music ,,表示媒体的生成属性,自然媒体使用数字化方法从现实世界获取的媒体 取样声音 , image , video 合成媒体使用计算机创建的媒体 合成语音, MIDI , graphics , animation,自然媒体与合成媒体的区别,自然媒体 合成媒体 来源获取创建 表示方法取样表示符号表示 表现能力 真实感强 真实感有限 可编辑性有限全部 存储数据量很大数据量很小 检索困难容易 传输要求高要求低 展现处理容易处理复杂,语音编码,Goodmorning.wav 文件的编码,RIFF 资源交换文件格式（Resources lnterchange File at）,文本编码,Philosophy.txt 文件的编码,静止图象编码,Synthetic.bmp 文件的编码,运动图象编码,Skiing.avi 文件的编码,媒体的定义和分类,什么是媒体 媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义，一是指用以存储信息的实体，如磁盘、磁带、光盘和半导体存储器；一是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形图像和视频等。 CCITT曾给媒体做了如下的分类 感觉媒体（Perception Medium） 表示媒体（Representation Medium） 显示媒体（Presentation Medium） 存储媒体（Storage Medium） 传输媒体（Transmission Medium）,显示媒体,显示媒体是指感觉媒体与用于通信的电信号之间转换用的一类媒体。 它包括输入显示媒体（如键盘、摄像机、话筒等）和输出显示媒体（如显示器、喇叭和打印机等）。,媒体的定义和分类,什么是媒体 媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义，一是指用以存储信息的实体，如磁盘、磁带、光盘和半导体存储器；一是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形图像和视频等。 CCITT曾给媒体做了如下的分类 感觉媒体（Perception Medium） 表示媒体（Representation Medium） 显示媒体（Presentation Medium） 存储媒体（Storage Medium） 传输媒体（Transmission Medium）,目录,存储媒体,存储媒体是用来存放表示媒体，以方便计算机处理加工和调用，这类媒体主要是指与计算机相关的外部存储设备。,媒体的定义和分类,什么是媒体 媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义，一是指用以存储信息的实体，如磁盘、磁带、光盘和半导体存储器；一是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形图像和视频等。 CCITT曾给媒体做了如下的分类 感觉媒体（Perception Medium） 表示媒体（Representation Medium） 显示媒体（Presentation Medium） 存储媒体（Storage Medium） 传输媒体（Transmission Medium）,传输媒体,传输媒体是用来将媒体从一个地方传送到另一个地方的物理载体。传输媒体是通信的信息载体，如双绞线、同轴电缆、光纤等。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,多媒体的定义,“多媒体”译自20世纪80年代初产生的英文词“multimedia”，最早出现于美国麻省理工学院MIT递交给国防部的一个项目计划报告中。 多媒体是指信息表示媒体的多样化，常见的多媒体有文字、图形、图像、声音、音乐、视频、动画等多种形式。 多媒体技术是利用计算机技术把文本、声音、视频、动画、图形和图像等多种媒体进行综合处理，使多种信息之间建立逻辑连接，集成为一个完整的系统。,多媒体技术,单一媒体文本 声音 视频 动画 图形 图像 ,集成的多媒体系统,综合处理各种媒体，建立信息间的逻辑链接,多媒体的特征,多媒体从本质上来说具有四个最重要的特征 -- 多维化 -- 集成性 -- 交互性 -- 实时性,多维化,多维化是指信息媒体的多样化。它使人们思想的表达不再限于顺序的、单调的、狭小的范围内，而有充分自由的余地。 多媒体信息多维化不仅是指输入，而且还指输出，目前主要包括听觉和视觉两个方面。,集成性,这不仅是指多媒体设备集成，而且也包含多媒体信息集成或表现集成。 早期的各项技术都可以单一使用和应用，但很难有大的作为，因为它们是单一的、零散的，如声音、图像和交互式技术等。 信息空间的不完整（例如，仅有静态图像而无动态视频、仅有声音而无图形等）都限制了信息空间中的信息组织，也就限制了信息的有效使用。,交互性,这是人们获取和使信息变被动为主动的最为重要的特征。 多媒体信息空间中的交互性向用户提供更加有效地控制和使用信息的手段，同时也为应用开辟了更广阔的领域，交互可以增加对信息的注意和理解，延长保留的时间。,实时性,实时性又称为动态性，是指多媒体技术中涉及的一些媒体，例如，音频和视频信息具有很强的时间特性，会随着时间的变化而变化。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,多媒体计算机技术及其发展历史,19411945美国政府为了准确计算导弹的弹道，秘密地进行全电子计算机PX计划的开发 1945 美国罗斯福总统的科学顾问Bush 1894 1974 在大西洋月刊上发表的“As we may think”的著名论文，提出了采用设备或技术来帮助科学家检索、记录、分析及传输各种信息的新思路和名为“Memex”的一种工作站构想，影响着一大批最著名计算机科学家 1946美国宾夕法尼亚大学电机工程系科学家研制超过首部电子计算机ENIACElectronic Numerical Integrator And Computer，它采用18 000个电子管，体积达3 000ft3 1947 发明晶体管，为计算机的微型化打通道路,多媒体计算机技术及其发展历史,1951美国RemingtonRand公司首次使用磁带来存储IBM商用计算机的资料，这种磁带一直使用到20世纪60年代初期 1959 发明集成电路 1960-1970 美国空军研究部门与IBM合作，研究中文处理方法，耗资6000多万美元，但没有成功 1963 美国麻省理工学院Sutherland 开创了计算机图形学的新领域，并获1988年ACM 图灵奖。他还在1968年开发了头盔式立体显示器，奠定了现代虚拟现实技术的重要基础,多媒体计算机技术及其发展历史,1963 美国斯坦福研究所的Engelbart发明了鼠标，当时它的外壳是用木头做的。1968年12月9日，鼠标的使用在旧金山一次计算机展上得以示范；其后，施乐在其操作系统中加入了鼠标操作的设计 1965 Ted Nelson提出Hypertext概念，它日后成为WWW的理论基础 1968 Gordon Moore、Robert Noyce和葛罗夫成立Intel公司。“Intel”这个字是由“Integrated Electronics”集成电子两个英文单词组合成的 1969-05-01 AMD公司成立,多媒体计算机技术及其发展历史,1971-11-13 Intel工程师成功开发出首枚微处理器，即4位的4004，它包含2 300个晶体管 1972 Intel推出8位的微处理器8008 1972-09 PHILIPS展示了长时间播放电视节目的光盘系统，光盘上记录的是模拟信号 1975-07 盖茨和爱伦成立了微软公司 1976 首部超级计算机问世。同年制成了没有声音、图像、键盘和外壳的计算机Apple。 1978-06-08 Intel推出16位的8086处理器，集成2 900个晶体管，主频为5MHz、8MHz和10MHz 1979-06 Intel推出8088处理器，主频为5MHz和8MHz,多媒体计算机技术及其发展历史,1981-08-12 IBM推出首部PC，采用DOS 1.0操作系统。从此，与PC兼容的计算机铺天盖地地发展起来 1982 Intel推出16位的80286处理器，集成134 000个晶体管，主频为8MHz、10MHz、12MHz 1982 SONY推出了世界上第一台CD播放机CDP-101，并生产了第一张CD 1983-11 微软推出Windows操作系统，只预装在计算机里，不作零售。1985年11月，又推出1.0零售版 1985-10-17 Intel推出首枚32位处理器80385DX，集成275 000个晶体管，主频16MHz、20MHz、25MHz和30MHz 1985 PHILIPS和SONY定义了CD-ROM标准。,多媒体计算机技术及其发展历史,1986 PHILIPS和SONY公司联合推出了交互式紧凑光盘系统，能够将声音、文字、图形、图像等数字化信息存储到光盘上 1989 Tim Berners-Lee在日内瓦的CERN用HTML及HTTP开发了WWW网，,随后出现了各种浏览器网络用户界面，使互联网飞速发展起来 1989-04-10 Intel推出80486处理器，集成120万个晶体管，并首次内置浮点运算器和8KB缓存，其速度比8088快50倍以上。 1990-05-22 Windows 3.0推出； 1992年4月6日，经过改进的Windows 3.1推出，年销量2 700万套，席卷全球。由微软公司联合一些主要PC厂商和多媒体产品开发商组成了MPC联盟。并制定了第一代多媒体计算机标准--MPC1标准 1991在日内瓦确定HTML格式，为WWW发展奠定了基础 1992-08 Intel推出486DX2-66处理器,多媒体计算机技术及其发展历史,1993-04 美国伊利诺州大学推出首个WWW浏览器Mosaic；次年，浏览器的主要设计员Marcandreessen和Silicon Graphics的创办人James H. Clark合作创办Netscape公司，同年10月14日推出Navigator浏览器测试版，12月推出正式版，到1995年，Navigator浏览器市场占有率达90 1993-05 Intel推出其第五代处理器，集成310万个晶体管，并首次放弃以数字命名的方式，取名Pentium。同年，IBM、Motorola和苹果公司合作开发PowerPC处理器，次年3月14日，苹果公司推出的Power Macintosh首次采用PowerPC处理器 1993-05 MPC联盟制定了第二代多媒体计算机标准--MPC2标准，该标准提高了基本部件的性能指标,多媒体计算机技术及其发展历史,1994-10 IBM推出OS/2 WARP 3.0操作系统，1996年10月，又推出WARP 4版本，但仍无法扭转微软在PC操作系统的优势 1995 Internet热潮兴起 1995-06 MPC联盟制定了第三代多媒体计算机标准--MPC3标准。该标准在进一步提高对基本部件的要求的基础上，增加了全屏幕、全动态（30帧/秒）视频及增强版的CD音质的视频和音频硬件标准。MPC3指定了一个更新的操作平台可以执行增强的多媒体功能，首次将视频播放的功能纳入MPC标准,多媒体计算机技术及其发展历史,1995-08-24 Windows 95推出；微软调动500名程序员开发的Internet Explorer（简称IE）浏览器推出1.0版本，1996年8月推出3.0版本，直接对Netscape公司造成威胁；IE不仅可以免费下载，更免费供应ISP，1998年则内置在Windows 98中，蚕食Navigator浏览器的市场 1995-09SONY和其他8家公司共同建立了DVD格式的统一标准 1995-11-01 Intel推出其第六代处理器Pentium PRO，集成550万个晶体管，出世一年半即被Pentium II取代 1997Intel推出Pentium II，集成750万个晶体管。5月，国际象棋大师卡斯帕罗夫被IBM深蓝击败，在前一年2月，他曾战胜过深蓝，有人怀疑人类制造的机器是否会将人击败；8月6日，苹果公司宣布，微软入股苹果公司1.5亿美元,多媒体计算机技术及其发展历史,1999 Intel推出Pentium III CPU，其中集成了2400万个晶体管 1999ICQ和免费电子邮件的浪潮势不可挡，吸引了数以千万的用户登记 2000Intel推出Pentium4CPU，其中集成了4200万个晶体管 2002-11-14Intel发布3.06GHz Pentium4。这款具有创新意义的含超线程技术新款英特尔奔腾Pentium4处理器，主频为3.06GHz，是世界上第一款采用业界最先进的0.13m制造工艺、每秒计算速度超过30亿次的量产微处理器 2003-03-12 Intel正式发布名为迅驰（Centrino）的移动计算技术。迅驰是一项移动计算技术，它具有集成的无线局域网连接能力；突破性的移动计算性能；延长的电池使用时间；更轻、更薄的外形设计,多媒体计算机技术及其发展历史,2004年6月21日，Intel发布新的i915/925芯片组，i915/925芯片组带给我们更多的思考，以前，我们习惯了说处理器有多少多少针，接口是SocketXXX，但是现在，随着LGA775封装的Prescott处理器发布，我们的认识被全部推翻在地，处理器变得没有了“脚”，取而代之的是一个一个的触点。我们以前习惯的AGP总线标准也在这一系列的芯片组中消失了，取代它的是PCI Express总线标准，这也意味着升级可以保留原有显卡的认识也必须抛弃，从使用AGP总线标准的主板升级到使用PCI Express总线标准的主板，原有的显卡可能必须被舍弃 2005年来自IBM的蓝色基因Blue Gene/L，每秒可进行70.7万亿次计算，一度称霸世界的最快超级计算机 2006年，苹果推出基于Intel Core Duo处理器的笔记本，每秒运算次数可达20亿次，其售价约为2000美元,中国计算机发展史,1956年，周总理将计算机发展列入国家科学技术重 1956年，周总理亲自主持制定的十二年科学技术发展规划中，就把计算机列为发展科学技术的重点之一，并筹建了中国第一个计算技术研究所。根据中央的指示，以华罗庚教授和钱三强教授为首的科学前辈们便开始了共和国计算机的研究工作，并首次派出一批科技人员赴苏联实习和考察。同年，夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作，同时编写了我国第一本电子计算机原理讲义,中国计算机发展史,1959年，中国研制成功第一台大型数字电子计算机104型，运算速度每秒1万次；1960年，中国第一台大型通用电子计算机107型通用电子数字计算机研制成功，都是不小的突破。 1964年，中科院计算技术研究所吴几康、范新弼领导的自行设计119机（通用浮点44二进制位、每秒 5万次）也交付使用，这是中国第一台自行设计的电子管大型通用计算机，也是当时世界上最快的电子管计算机，对于中国计算机行业来说，这是一个里程碑式的突破,中国计算机发展史,1963年，我国第一台大型晶体管计算机109机研制成功。次年，哈尔滨军事工程学院，即国防科技大学前身的441B全晶体管计算机也研制成功，标志着我国的计算机也进入到了第二个发展阶段。 1970年中科院计算所的小规模集成电路通用数字电子计算机“111机”研发成功，标志着我国进入到了计算机发展的第三个阶段。 1965年，中国自主研制的第一块集成电路在上海诞生，仅比美国晚了5年。1965年，中国第一台百万次集成电路计算机“DJS”型操作系统编制完成。 1973年，北京大学与“738厂”联合研制的集成电路计算机150问世，150机采用通用浮点48二进制位、每秒可进行1百万次计算，这是我国拥有的第一台自行设计的百万次集成电路计算机，也是中国第一台配有多道程序和自行设计操作系统的计算机。,中国计算机发展史,1973年，北京大学与“738厂”联合研制的集成电路计算机150（通用浮点48二进制位、每秒1百万次）问世。 1979年，中国研制成功每秒运算500万次的集成电路计算机--HDS9。 1981年，中国研制成功的260机平均运算速度达到每秒100万次。 1983年11月，中国研制成功的“757”大型向量流水并行机，运算速度达到每秒向量运算0.1亿次。 1983年12月，“银河号”巨型计算机研制成功，运算速度达每秒1亿次。 1993年5月，“曙光一号”诞生，运算速度每秒6.4亿次，达到世界先进水平。 1993年，中国第一台10亿次巨型银河计算机型通过鉴定。 1995年，曙光1000大型机通过鉴定，其峰值可达每秒25亿次。 2003年，曙光4000L通过国家验收，这是一台运算速度达万亿次的超级计算机，再一次刷新国产超级计算机的历史纪录。 2009年6月15日，曙光公司开发的我国首款超百万亿次超级计算机曙光5000A正式开通启用,图形用户界面的发展,最早提出“图形用户界面”这一概念的是Vanaver。在1945年，他想象用户可以通过简单的机械装置与容易识别的直观图形与计算机进行交互，并大体提出了一些设计思想。 20世纪50年代，道格拉斯Douglas C.Engelbart发展了他的设想并着手将其变成现实。他召集了一起在国防部研究部门工作的一些天才的计算机科学家们致力于这一具有革命意义的计算机系统的研究工作。,图形用户界面的发展,他们这个小组做出许多有趣且有用的发明，其中最著名的就是在1963年开发成功的一个有3个按钮、拖着一根电线的定点设备。因为这三个按钮象是两只眼睛和一个鼻子，而且那根电线则象是一条长尾巴，于是这一定点装置就被自然而然地称之为“MOUSE”。 不幸的是，在研究的中途，经费被取消了，许多杰出的工程师离开并到加利福尼亚的PARCPalo Alto Research Center工作。该部门是XEROX公司于1970年创办的。,图形用户界面的发展,1973年，XEROX ALTO个人计算机诞生了。它拥有当时的计算机所不曾有过的许多特点。最让人激动的是，它是第一台面向个人设计的计算机。因为在这之前，计算机还是个只能被少数人使用的巨型“怪物”。 另一个令人激动的创新是其显示信息的方式屏幕不仅可以显示文本，还可以像电视机一样利用像素来显示图形。每个像素可以单独地被控制和处理，这就是我们今天所说的位图（bitmap）。,图形用户界面的发展,通过工程师的不断改进，这种计算机能显示像真正的图画一样清晰的图形。工程师们一改当时用绿色显示屏的作法，使用了黑白显示屏，并实现在内存当中控制位图的显示，最终实现了图形和文本前所未有的显示精度808像素606像素。 这台机器的其他创新还有可移动显示器、工作区域像窗口一样可以用光标移动位置，使用了类似于我们今天使用的鼠标器、用鼠标在菜单中选择要执行的任务等。,图形用户界面的发展,位图显示方式需要大量的内存，大大提高了机器的价格，每台40000美元。XEROX公司考虑到如此昂贵的价格是难以在个人用户中推广的，所以并没有向市场推出。8年以后，随着技术的进步和关键部件价格的下调，他们才向市场推出了1600美元的XEROX Star。但此时，计算机市场已经被便宜的苹果计算机和IBM-PC机所控制。 XEROX造的计算机只卖出了极少。面对飞速发展的计算机技术，XEROX起步很早，却没有在最关键的时候冲刺。,图形用户界面的发展,苹果计算机公司借鉴了PARC的技术。之后15位XEROX的工程师投向苹果的怀抱，在这之前操作系统的程序已经完成了。双击、拖曳、下拉菜单等技术也已基本成熟。 Macintosh 研究小组开始了大胆的创新，他们的设计宗旨是功能更强、价格更便宜、使用更简单，并允许第三方在此之上开发软件。他们在ROM中设计了工具条，并给出了许多应用实例来鼓励和引导大家使用苹果机。苹果公司还自己开发了大量优秀的应用软件，包括图形、电子表格等，但内存仍是限制其功能进一步提高的瓶颈。,MPC标准,1990年Philips等十多家厂商成立了多媒体市场协会，并制定了MPC多媒体计算机的市场标准MPC1 1993年5月MPC联盟又制定了第二代多媒体计算机标准MPC2，主要是提高了基本部件的性能指标 1995年6月制定了MPC第三代的标准。增加了全屏幕、全动态30帧/秒视频及增强版CD音质的视频和音频硬件标准,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 高速处理器 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,多媒体的软硬件平台,软件及硬件平台是实现多媒体系统的物质基础，其中每一项重要的技术突破都直接影响到多媒体的发展与应用的进程。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 高速处理器 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,高速处理器,数字化后的音频和视频数据量非常大，因此必须进行压缩并需要大容量的存储器；音频和视频的输入和输出是实时的，需要高速度。要实现以上最基本的要求，在很多情况下，需要专用硬件支持。 计算机上不断涌现的新兴使用模式让最终用户对处理器的处理能力即性能提出了更高的要求,高速处理器,提高计算机处理能力的最重要的一种手段是扩大处理器中晶体管的数量，英特尔的奔腾Pentium四至尊版840处理器，晶体管数量已经增加至2.5亿个，其主频也从1971年推出的微处理器4004的740kHz每秒钟可进行74万次运算，增长到3GHz每秒钟运算30亿次以上。 巨大的晶体管数量意味着巨大的能耗，随之而来的散热问题也日益凸显。而且当晶体管数量增加导致功耗增长超过性能增长速度后，处理器的可靠性就会受到致命性的影响,高速处理器,多核处理器的出现为解决这个矛盾提供了一种方法。所谓多核处理器，是指将多个运算核封装在一个芯片内部。从理论上讲，由于将两个或多个运算核封装在一个芯片内部，节省了大量的晶体管和封装成本（CPU的核很小，将多个核封装在一起给外形尺寸带来的变化并不显著），同时还能显著提高处理器的性能。 但要让多核完全发挥效力，需要在硬件和软件方面更多革命性的更新。其中，可编程性是多核处理器面临的最大问题。一旦核心多过八个，就需要执行程序能够并行处理。尽管在并行计算上，人类已经探索了超过40年，但编写、调试、优化并行处理程序的能力目前还非常弱。,高速处理器,NVIDIA公司在1999年发布GeForce256图形处理芯片时首先提出GPU（Graphic Processing Unit，图形处理器）的概念。 GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件TL（Trans and Lighting，多边形转换与光源处理）、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件TL技术可以说是GPU的标志。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 高速处理器 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,数据压缩及编码技术,多媒体系统要求具有综合处理声、图、文的能力，面临的主要问题是巨大的数据量，尤其是对动态图形和视频图像 一幅中等分辨率彩色图像分辨率为640480，256色，8bit/像素大约需0.293M字节的存储空间，如果用电话线的标准速率2400bps传输约需17分钟，一幅同样分辨率的真彩色24bit/像素图像的数据量约为7.37Mbit，一个1000MB（等于8000Mbit）的硬盘只能存约1000帧静止画面，一秒钟全动态视频画面（25帧）约占23.03MB空间，650MB的CD-ROM只能存放约28秒图像信息。,1分钟数字音频信号需要的存储空间,分钟数字视频信号需要的存储空间,1,时间域压缩迅速传输媒体信源 频率域压缩并行开通更多业务 空间域压缩降低存储费用 能量域压缩降低发射功率,数据压缩的好处,数据压缩及编码技术,数据压缩问题的研究的里程碑事件被认为是D.A.Huffman在1952年发表的论文“最小冗余度代码的构造方法a for the construction of minimum redundancy codes”。 从那之后，数据压缩开始在商业程序中实现并被应用于许多领域。 早期Unix系统上1个不太为现代人熟知的压缩程序COMPACT实际就是huffman 0阶自适应编码的具体实现,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体输入输出技术 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,多媒体输入输出技术,多媒体输入输出技术包括媒体变换技术、媒体识别技术、媒体理解技术和媒体综合技术。 综合地利用这些输入输出技术实现用户和计算机之间更加自然的交互是人机界面设计的目标。,多媒体输入输出技术,人机界面设计的目的是通过对用户需求的解释达到一种人机之间较好的通信能力，为了达到这个目的，需要在以下几个方面进行研究 稳健的语言处理模式，包括语音识别和自然语言理解。 手势分析和理解模型的设计。 上述两个方面的通信模式的融合，因为二者之间在对用户需求的理解上是相互补充的。 多模式环境中的对话管理。这是保证一个连续的对话过程所必需的。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体输入输出技术 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,多媒体网络与分布式处理技术,多媒体单机系统的研究目前已相对成熟，但对多媒体计算机网络的研究目前还不够成熟 数字化的网络集多媒体信息的获取、存储、处理、编辑、综合、传输于一体，并运行于网络上，网络的任意节点都可以共享网上的多媒体信息 多媒体技术要充分发展其对多媒体信息的处理能力，必须与网络技术相结合 运行于网络环境下多媒体系统，因为它能够不受时空限制地使多个用户透明地共享网上的数据，特别是多个用户同时共同对一个数据文件进行编辑，这使得多媒体技术有了更广泛的应用,返回,多媒体网络与分布式处理技术,在分布式处理系统的发展过程中，先后出现了一些新的概念，包括集群、网格以及云计算。 集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机，它们构成了一个组，并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。 网格是利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务（计算、存储、访问等），彻底消除资源“孤岛”，最充分的实现信息共享。 而云计算是并行计算Parallel Computing、分布式计算Distributed Computing和网格计算Grid Computing的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 多媒体系统软件技术 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,多媒体系统软件技术,多媒体系统软件技术主要包括多媒体操作系统、多媒体编辑系统、多媒体数据库管理技术、多媒体信息的混合与重叠技术等 多媒体操作系统要求能够像处理文本、图形文件一样方便灵活地处理动态音频和视频；在控制功能上，要扩展到对录像机、音响、MIDI等声像设备以及CD-ROM光盘存储设备等的操作。多媒体操作系统要能处理多任务，易于扩充；要求数据存取与数据格式无关，提供统一友好的界面。,多媒体系统软件技术,由于多媒体信息是结构型的，致使传统的关系数据库已不适用于多媒体的信息管理，需要从以下几个方面研究多媒体数据库 研究多媒体数据模型。 研究数据压缩和解压缩的格式。 研究多媒体数据管理及存取方法。 用户界面。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 多媒体系统软件技术 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,多媒体数据存储,随着网络和存储技术的不断完善和发展，网络和存储等计算机技术已经成为现代社会生活不可或缺的重要组成部分。 在客户机-服务器（C/S）工作模式的影响下，存储技术和网络技术相结合已经成为一种必然的发展趋势。通过存储技术与网络技术的恰当结合，将传统以服务器为中心（server centric）的存储模式变成以数据为中心（data centric）的存储模式，将数据的管理与访问分离，来消除服务器的负载瓶颈，这种以数据为中心的存储模式导致了网络存储（networked storage）技术的飞速发展。,多媒体数据存储,网络存储系统建立在客户机-服务器模式的基础上，采用更优化的体系结构，将存储管理和数据存储的负载分布在网络服务器和存储设备（存储子系统）之间，彻底缓解了数据存储系统中I/O带宽与容量上的局限性，为数据存储提供了更高的存储容量和带宽，并具有高可用性、高可靠性和高可扩展性等优点。,多媒体数据存储,随着因数字化、网络化而开展的各种应用的不断增加，对网络存储系统的要求也越来越高。这些要求不仅体现在存储容量上，还包括以下几个方面。 可用性和可访问性。 可靠性。 可扩展性。 灵活性。 安全性。 易管理性。 良好的性价比。,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 多媒体系统软件技术 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒体数据传输技术 多媒体技术的应用 多媒体技术的发展趋势,虚拟现实和增强现实技术,所谓虚拟现实，就是采用计算机技术生成一个逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉的感觉世界，用户可以用人的自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互考察。这个概念包含三层含义 - 虚拟实体用计算机来生成的一个逼真的实体； - 用户可以通过人的自然技能人的头部转动、眼动、手势或其它的身体动作与这个环境交互； - 要借助于一些三维传感设备来完成交互动作，常用的如头盔立体显示器、数据手套、数据服装、三维鼠标等。,虚拟现实和增强现实技术,增强现实技术（Augmented Reality technique，简称AR技术），是指把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息视觉信息、声音、味道和触觉等通过模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。 它的出现与三种技术的发展密切相关一是计算机图形图像技术。二是空间定位技术。三是人文智能（Humanistic Intelligence）。 增强现实具有以下特点一是虚实结合。二是实时交互。三是三维注册,第一讲 多媒体技术概述,多媒体技术基本概念 媒体的定义和分类 多媒体的定义和特征 多媒体计算机技术及其发展历史 多媒体技术的主要内容 多媒体的软硬件平台 专用芯片 数据压缩及编码技术 多媒体同步 多媒体网络与分布式处理技术 信息的组织与管理 多媒体数据存储 虚拟现实技术 多媒