多媒體（Multimedia）是多種媒體的綜合，一般包括文本，聲音和圖像等多種媒體形式。
多媒體技術就是通過計算機對語言文字、數(shù)據(jù)、音頻、視頻等各種信息進行存儲和管理，使用戶能夠通過多種感官跟計算機進行實時信息交流的技術。多媒體技術所展示、承載的內(nèi)容實際上都是計算機技術的產(chǎn)物。
我們所謂的媒體就是指承載和傳輸某種信息或物質(zhì)的載體。
可分為五大類：感覺媒體、表示媒體、表現(xiàn)媒體、存儲媒體和傳輸媒體。
在計算機領域里，媒體主要是傳輸和存儲信息的載體，傳輸?shù)男畔ㄕZ言文字、數(shù)據(jù)、視頻、音頻等等；存儲的載體包括硬盤、軟盤、磁帶、磁盤、光盤等等。多媒體是把各種媒體的功能進行科學地整合，聯(lián)手為用戶提供多種形式的信息展現(xiàn)，得到的信息更加直觀生動。
多媒體技術則是利用計算機把文字材料、影像資料、音頻及視頻等媒體信息數(shù)位化，并將其整合到交互式界面上，使計算機具有了交互展示不同媒體形態(tài)的能力。
那么，這五種媒體分別指的是什么呢？
媒體的種類，依據(jù)定義可以分成五個類別
感覺媒體是抽象的，沒有實際存在，需要通過顯示媒體（表現(xiàn)媒體）觸動感覺媒體。
表示媒體也是抽象的，表示媒體是各種數(shù)據(jù)的集合后，能表現(xiàn)出有意義的信息的形式，需要保存在存儲媒體中，依托顯示媒體（表現(xiàn)媒體）表現(xiàn)出來。
在需要把數(shù)據(jù)從一個存儲媒體到另一個存儲媒體時，就需要用到傳輸媒體。
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習目標：
1．理解什么是多媒體和多媒體的基本特性；
2．理解聲音、圖像、動畫、視頻等媒體信息的特性及其制作技術；
3．理解多媒體教學軟件的設計與開發(fā)；
4．了解多媒體技術及其應用。
計算機以高速的計算速度、海量的存儲空間、豐富的色彩表現(xiàn)為媒體在計算機上進行處
理和應用提供了廣闊的舞臺。多媒體的開發(fā)與應用，使人與計算機之間的信息交流變得生動
活潑、豐富多彩。
本章介紹多媒體技術的基本概念和關鍵技術，常用的媒體類型和基本應用，多媒體教學
軟件的基本特點和開發(fā)流程，通過學習上述內(nèi)容幫助讀者理解多媒體技術的內(nèi)涵。
第一節(jié) 多媒體概述
多媒體技術以形象豐富的聲、文、圖信息和方便的交互性，極大的改善了人機界面，改
變了使用計算機的方式，從而為計算機進入人類生活和生產(chǎn)的各個領域打開了方便之門，給
人們的工作、生活和娛樂帶來深刻的變化。因此學習多媒體技術的有關原理知識，掌握流行
的多媒體的工具，是享用信息技術成果、在信息社會中發(fā)展提供必備的基礎。
一、多媒體的定義
1.媒體
一般來說，媒體（Medium）是指承載或傳遞信息的載體。媒體可理解為承載信息的實
際載體，如紙介質(zhì)、磁盤、光盤、錄像帶和錄音帶等；媒體也可以理解為表述信息的邏輯載
體，如文字、圖像、語言等。日常生活中，大家熟悉的報紙、書本、雜志、廣播、電影、電
視均是媒體，都以各自的媒體形式進行著信息傳播。按照國際電信聯(lián)盟（ITU）建議的定義，
媒體有以下 5 種：感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲媒體和傳輸媒體。感覺媒體指的是
人接觸信息的感覺形式，如視覺、聽覺、觸覺等；表示媒體則指的是信息的表示形式，如圖
形、圖像、聲音、視頻等；顯示媒體（又稱表現(xiàn)媒體）是表現(xiàn)和獲取信息的物理設備，如顯
示器、揚聲器、攝象機等；存儲媒體是存儲數(shù)據(jù)的物理設備，如磁盤、光盤、優(yōu)盤等；傳輸
媒體是傳輸數(shù)據(jù)的物理設備，如光纜、電纜、電磁波、交換設備等。
在計算機領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
半導體存儲器；一是指信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像、視頻和動畫等。多
媒體技術中的媒體是指后者。
2．多媒體
多媒體一詞譯自于 20 世紀 80 年代初出現(xiàn)的英文單詞“Multimedia”。關于多媒體的定
義或說法有多種多樣，各自從自己的角度對多媒體有不同的認識。在信息領域中，多媒體是
指文本、圖形、圖像、聲音、影像等這些“單”媒體和計算機程序融合在一起形成的信息媒體，是指運用存儲與再現(xiàn)技術得到的計算機中的數(shù)字信息。換句話說：文本、聲音、圖形、
圖像、動畫和視頻是信息的載體，其中兩個或多于兩個的組合構成了多媒體。
3．多媒體信息的主要元素
（1）文本：文本一般由文字、數(shù)字和符號等構成，在計算機中文本是用字符代碼及字
符格式表示出來的數(shù)據(jù)。文本是一種最基本的傳播媒體，也是多媒體信息系統(tǒng)中出現(xiàn)最頻繁
的媒體。
（
2）圖形：圖形也稱矢量圖形，一般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。矢量圖形文件中只記錄生成圖的算法和圖上的某些特征點，因此對
矢量圖形的各個部分分別進行控制（放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、變形、扭曲、移位等）很方便。矢
量圖形一般在多媒體素材（如圖像和動畫）的創(chuàng)建過程中使用，但最后需導出為圖像文件供
網(wǎng)頁編輯使用。
（
3）圖像：圖像是指由照相機和攝像機等數(shù)字化采集設備捕捉的實際場景畫面，或用
計算機圖像處理軟件創(chuàng)建的景物。圖像是由許多的像素按照其在圖像中所處的位置排列所構
成的平面點陣圖。
（
4）音頻：音頻（一般指人耳能聽到的聲音）包括語音、音樂和效果聲。
（
5）動畫：動畫是運動的畫面，實質(zhì)是一幅幅靜態(tài)圖像的連續(xù)播放所形成的動態(tài)感覺。
動畫一般是指人們的主觀設計而非攝像機攝下的影像。動畫可分為二維動畫（平面）和三維
動畫（立體）兩類。
（
6）視頻：視頻一般是指用攝像機拍攝的動態(tài)影像。視頻可記錄和反映真實世界的實
際場景和畫面。模擬視頻信號需要有專用的設備轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號。
4．多媒體技術
多媒體技術是一種基于計算機科學的綜合技術，它包括數(shù)字化信息處理技術、音頻和視
頻技術、計算機軟件和硬件技術、人工智能和模式識別技術、通信和網(wǎng)絡技術等。或者說，
所謂多媒體技術是以計算機為中心，把語音、圖像處理技術和視頻技術等集成在一起的技術。
具有這種功能的計算機稱為多媒體計算機。
二、多媒體的關鍵特性
多媒體具有信息載體多樣性、集成性和交互性。
1．多樣性
信息載體多樣性指的是信息媒體的多樣化，有人稱之為信息多維化。計算機所能處理的
信息不再局限于數(shù)值、文本。多媒體體信息的多維化不僅僅指輸入，還有輸出。但輸入和輸
出不一定都是一樣的。對于應用而言，前者稱為獲取（capture）后者稱為表現(xiàn)（presentation）。
如果兩者一樣稱之為“記錄”和“重放”。如果對輸入進行變換、組合和加工，就可以大大
豐富信息的表現(xiàn)力和效果，從而使用戶更全面、更準確地接受信息。
2．交互性
交互性是多媒體計算機可以與使用者作交互性溝通的特性。交互性不僅能夠為使用者提
供按照自己的意愿解決問題的性能，而且可以幫助使用者通過交談式的溝通進行學習，以達
到增進知識及解決問題的目的。可以想象，交互性被引入到使用者的活動中，將會帶來多大
的作用。
3．集成性
信息媒體的集成包括信息的多通道統(tǒng)一獲取、多媒體信息的統(tǒng)一存儲與組織，以及多媒體信息表現(xiàn)合成等各方面。也就是說不再使用單一的形態(tài)對媒體進行獲取、加工和理解，而
是注意保留媒體之間的關系及其所蘊涵的大量信息。
第二節(jié) 多媒體的關鍵技術
一、數(shù)據(jù)壓縮
數(shù)據(jù)壓縮技術是多媒體技術的關鍵技術，也是多媒體技術發(fā)展的基礎。
1．什么是數(shù)據(jù)壓縮
數(shù)據(jù)壓縮就是以最少的數(shù)碼表示信源所發(fā)的信號，減少容納給定消息集合或數(shù)據(jù)采樣集
合的信號空間。定義中的“信源”可以是數(shù)據(jù)、靜止圖象、語音、電視或其他需要存儲和傳
輸?shù)男盘枺弧靶盘柨臻g”是指信號集合所占的空域、時域和頻域空間。“最少”是指在保證
信源的一定質(zhì)量或者說是有效的前提下的最少。數(shù)據(jù)壓縮也可以簡單的定義為是信源的有效
數(shù)字表示。就是說，用盡可能少的比特數(shù)來表示源信號并能將其還原。因此，數(shù)據(jù)壓縮的任
務是信源信號在一個可以接受的狀況的前提下把需要的比特數(shù)減到最少程度。數(shù)據(jù)壓縮包括
信源的有損壓縮和無損壓縮，有損壓縮是指經(jīng)過壓縮后經(jīng)解碼再還原的信號與原信號不能嚴
格一致，無損壓縮是指壓縮后經(jīng)解碼還原的信號與原信號嚴格一致。
2．數(shù)據(jù)壓縮的必要性
多媒體數(shù)據(jù)壓縮的必要性也就是說為什么要對多媒體數(shù)據(jù)進行壓縮，主要原因就是多媒
體數(shù)據(jù)的海量性，多媒體數(shù)據(jù)包括文本、聲音、動畫、圖形、圖象以及視頻，數(shù)據(jù)的海量性
主要表現(xiàn)在聲音、圖像和視頻數(shù)據(jù)數(shù)字化方面。下面可以舉幾個未經(jīng)壓縮信源的大致比特率
的例子來說明其海量性，如表 3.1。
表 3.1 未壓縮信源的大致比特率
電話（200~3400Hz）
8000 樣本數(shù)/秒×12 比特/樣本=96kbps
寬帶語音（50~7000Hz）
16000 樣本數(shù)/秒×14 比特/樣本=224kbps
寬帶音頻（20~20000Hz）
44100 樣本數(shù)/秒×2 信道×16 比特/樣本=1.412Mbps
圖像
512×512 像素色彩圖像×24 比特/像素=6.3 兆比特/圖像（幅）
視頻
640×480 像素色彩圖像×24 比特/像素×30 圖像/秒=221 Mbps
高清晰度電視
1280×720 像素色彩圖像×60 圖像/秒×24 比特/像素=1.3Gbps
從以上的例子中可以看到：經(jīng)過數(shù)字化處理后其數(shù)據(jù)量是非常大的，如果不進行數(shù)據(jù)壓
縮處理，計算機系統(tǒng)就無法對它進行存儲和傳輸。解決這一問題的辦法，數(shù)據(jù)壓縮技術是個
行之有效的方法。
3．數(shù)據(jù)壓縮的可能性
多媒體數(shù)據(jù)壓縮是必要的，那么能否對多媒體數(shù)據(jù)進行壓縮呢？根據(jù)信息論，只要信源
中存在數(shù)據(jù)冗余就存在壓縮的可能性。“信息量”與“數(shù)據(jù)量”之間的關系：信息量=數(shù)據(jù)
量-冗余量，通常用“
I”表示信息量；“D”表示數(shù)據(jù)量；“du”表示冗余量，即 I=D - du。
多媒體數(shù)據(jù)能不能被壓縮關鍵是多媒體數(shù)據(jù)中存在不存在“數(shù)據(jù)冗余”？答案是肯定的。以
圖像數(shù)據(jù)為例，圖像數(shù)據(jù)存在著大量的空間冗余和時間冗余。
（1）空間冗余
空間冗余也稱為空域相關，一幅圖像是由若干個像素組成的，在相鄰像素之間相關性很大，有很大的信息冗余，這就是空間冗余。自然界的許多圖像都是一種連續(xù)變化的圖像，其
重要的特點是相鄰的像素是相關的，彼此間變化不大。
（
2）時間冗余
時間冗余也稱為時域相關。在運動圖像中，相鄰真之間也存在著很大的相關性。比如，
課堂直播中主講教師的講授，電視會議中講話人的發(fā)言，新聞聯(lián)播中主持人的播音等，背景
可能沒有多大變化，而對人物來說也可能只有某些部分的變化，相鄰的兩真圖像是相關的，
它表示在時間軸上相鄰的兩真圖像是相似的，這種冗余為時間冗余。
（
3）其它類型的冗余
① 結(jié)構冗余
② 知識冗余
③ 視覺冗余
④ 圖像區(qū)域的相同性冗余
⑤ 紋理的統(tǒng)計冗余
4．數(shù)據(jù)壓縮技術實現(xiàn)的可能性
從數(shù)據(jù)壓縮技術的發(fā)展歷程來看，目前有五個因素成就了計算機多媒體數(shù)據(jù)壓縮的可能
性。第一，經(jīng)典的數(shù)據(jù)壓縮技術，建立在信息論的基礎上，成功的研究了數(shù)據(jù)壓縮的理論極
限和數(shù)據(jù)壓縮的基本途徑。系統(tǒng)的理論研究成就了今天的壓縮技術。第二，信號處理能力迅
速提高，VLSI 在數(shù)字信號處理器上的應用和高速微處理器在計算機中的應用，大大提高了
計算機能力，使原來很復雜的壓縮算法能夠得到迅速的處理。第三，基于主觀感覺的失真衡
量體系解決了多媒體應用產(chǎn)品的性能評價問題。多媒體的應用大多在聲音、音樂和視頻方面，
接受者最終是人的耳朵和眼睛，這樣是有損壓縮得到廣泛的應用，提高了壓縮比。第四，壓
縮編碼標準的建立，奠定了技術產(chǎn)業(yè)化的基礎，減少了制造商和服務商的風險，他們在產(chǎn)品
中融入了壓縮方法。第五，網(wǎng)絡、計算機和通信技術的不斷融合和進步提供了新的需要并提
供高了數(shù)據(jù)壓縮實現(xiàn)的接受程度，使數(shù)據(jù)壓縮技術得到迅速的提高。
5．數(shù)據(jù)壓縮標準及應用
多媒體技術的關鍵技術之一是關于多媒體數(shù)據(jù)壓縮（編碼）和解壓（解碼）算法。為了
解決不同廠家產(chǎn)品的兼容性問題，國際標準化協(xié)會 ISO（International Standardization
Organization），國際電子學委員會 IEC（International Electronics Committee ）,國際電信協(xié)
會 ITU（International Telecommunication Union）等國際組織于 90 年代領導制定了三個重要
的多媒體國際標準：JPEG 標準；H.261 標準；MPEG 標準。
JPEG 標準全稱為“多灰度靜態(tài)圖像的數(shù)字壓縮編碼”，是用于靜態(tài)圖像壓縮的國際標
準。目前已有 MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 等 3 個國際標準，正在完成的有 2 個：MPEG-7
和 MPEG-21。MPEG 壓縮標準用于數(shù)字衛(wèi)星廣播、高清晰電視、數(shù)字錄象機以及網(wǎng)絡環(huán)境
下的電視點播（VOD）、DVD 等各方面。所熟悉的 VCD 采用的是 MPEG-1 標準；DVD 采
用的 MPEG-2 標準；MPEG-4 標準主要用于網(wǎng)絡環(huán)境中流媒體數(shù)據(jù)的壓縮。MPEG-7 標準
（ISO/IEC 15938）名稱叫“多媒體內(nèi)容描述接口”，是一個關于表示音/視信息的信息的標
準。MPEG-21 標準（ISO/IEC 18034），正式名稱叫“多媒體框架”。MPEG-21 的目標是用
于通過網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)字內(nèi)容的電子交易。把支持分布在大范圍網(wǎng)絡和設備中的多媒體資源的技
術透明地集成起來以支持多種功能。H.261 標準主要用于視頻電話和視頻會議。目前還有
H.263 標準和 H.264 標準。H.263 標準是 ITU-T 于 1995 年制定的甚低比特率視頻壓縮編
碼標準，其傳輸碼率可以低于 64kbps。H.263 特別適用于無線網(wǎng)絡、PSTN 和因特網(wǎng)等環(huán)
境下的視頻傳輸。H. 264 標準是 ITU-T 和 ISO/ IEC 的 MPEG 共同成立的聯(lián)合視頻小組 JVT
于 2003 年公布的視頻編碼標準。其目標是為視頻編碼應用提供下一代的解決方案，提供顯著增強的編碼效率,，同時減少 H. 263 中一些混亂的可選模式。優(yōu)點是更高的壓縮比和更好
的信道適應性； 缺點是計算復雜度的大大增加。H.264 的目標應用涵蓋了目前大部分的視
頻在數(shù)字視頻應用產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展中，面對視頻應用不斷向高清晰度、高幀率、高壓縮率
方向發(fā)展的趨勢，當前主流的視頻壓縮標準協(xié)議 H.264（AVC）的局限性不斷凸顯。
VC-1 基于微軟 Windows Media Video 9(WMV9)格式， 2006 年成為活動圖像和電視工
程師協(xié)會(SMPTE) 視頻標準。主要應用于 IPTV，HD TV，HD DVD 和移動設備。
目前，最值得一提的是 AVS 標準，AVS 是我國具有自主知識產(chǎn)權的視音頻編碼標準。
2006 年 9 月，AVS 已正式成為國際電聯(lián) ITU-T 的聯(lián)絡組織，意味著 AVS 標準已具備選入
ITU-T 標準體系的資格,為 AVS 的國際化道路打開了大門。 2002 年，數(shù)字音視頻編解碼技
術標準(AVS)工作組成立。 2006 年 1 月 6 日，信息產(chǎn)業(yè)部批準通過 AVS 視頻部分。 2006
年 2 月，《信息技術 先進音視頻編碼 第二部分：視頻》國家標準 GB/T 20090.2-2006 發(fā)布。
2006 年 3 月 1 日， GB/T 20090.2-2006 正式實施。 2007 年 4 月，ISO/IEC MPEG 在新一代
標準框架 RVC 要求支持的第一個非 MPEG 視頻編碼標準就是 AVS。 2007 年 5 月，AVS
列入 ITU-T IPTV FG 的內(nèi)容編碼標準文件，成為與 H.264、VC-1 并列的選項。
同時，面向更高清晰度、更高幀率、更高壓縮率視頻應用的 HEVC（High Efficiency Video
Coding）協(xié)議標準應運而生。2010 年 1 月，ITU-T VCEG(Video Coding Experts Group) 和
ISO/IEC MPEG（Moving Picture Experts Group）聯(lián)合成立 JCT-VC（Joint Collaborative Team
on Video Coding）了聯(lián)合組織，統(tǒng)一制定下一代編碼標準：HEVC。HEVC（H.265）標準于
2013 年 2 月發(fā)布正式版本，由于其在壓縮效率、并行處理能力以及網(wǎng)絡適應性方面的極大
改進，它的發(fā)展和應用必將把視頻編解碼理論和應用推向一個新的高度。
二、超文本與超媒體
1．定義
文本是我們最熟悉的信息表示方式。文章、程序、書、文件等都以文本出現(xiàn)，文本的最
顯著特點是他在組織上是線性的和順序的。科學研究表明，人類的記憶是一種聯(lián)想式的記憶，
它構成了人類記憶的網(wǎng)絡結(jié)構。超文本結(jié)構就類似于人類的這種聯(lián)想記憶結(jié)構，它采用一種
非線性的網(wǎng)狀結(jié)構組織塊狀信息，沒有固定的順序，也不要求讀者必須按某個順序來閱讀。
采用這種網(wǎng)狀結(jié)構，各信息塊很容易按照信息的原始結(jié)構或人們的“聯(lián)想”關系加以組織。
圖 3.1 是一個完整的小型超文本結(jié)構。
圖 3.1 具有 6 個結(jié)點和 9 條鏈的超文本結(jié)構示意圖
從圖中可以看到超文本是由若干內(nèi)部互連的文本塊（或其他信息）組成，這些信息塊可
以是計算機的若干屏，也可以是若干窗口、文件或更小信息塊。這樣一個信息單元就稱為一
個結(jié)點（node）。每個結(jié)點都有若干指向其他結(jié)點或從其他結(jié)點指向該結(jié)點的指針，這些指
針被稱為鏈（link）。那么，超文本可以定義為由結(jié)點和表示信息結(jié)點間相關性的鏈構成的
一個具有一定邏輯結(jié)構和語義的網(wǎng)絡。超文本的主要特點可以概括為超文本不是順序的，而
是一個非線性的網(wǎng)狀結(jié)構。
能對超文本進行管理和使用的系統(tǒng)叫超文本系統(tǒng)。超文本與超文本系統(tǒng)的關系和數(shù)據(jù)庫
與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)類似。一個超文本系統(tǒng)一般具有以下特點：
① 在用戶界面中包括對超文本的網(wǎng)絡結(jié)構的一個顯示表示，即向用戶展示結(jié)點和
A
B
C
D
E
F鏈的形式。
② 給用戶一個網(wǎng)絡結(jié)構的動態(tài)總貌圖，使用戶在每一時刻都可以得到當前結(jié)點的鄰接
環(huán)境。
③ 超文本系統(tǒng)一般使用雙向鏈，這種鏈應支持跨躍各種計算機網(wǎng)絡，如局域網(wǎng)和因特
網(wǎng)。
④ 用戶可以通過自己思想的聯(lián)想及感知，根據(jù)自己的需要動態(tài)地改變網(wǎng)絡中結(jié)點和鏈，
以便對網(wǎng)絡中的信息進行快速、直觀、靈活的訪問，如瀏覽、查詢、標注等。這種聯(lián)想和感
知被準確地定義，并要求有良好的性能/價格比。
⑤ 盡可能不依賴它的具體特性、命令或信息結(jié)構，而更多地強調(diào)它的用戶界面的“視
覺和感覺”。
隨著科學技術的進步，人們不僅只是利用文本，還可以利用圖形、動畫、聲音、視頻圖
像等各種媒體信息進行信息的傳遞。超文本的結(jié)點不再僅是文本，而可以是圖形、動畫、聲
音、視頻圖像等各種媒體信息時，稱之為超媒體，即超媒體=超文本+多媒體。超文本系統(tǒng)
與多媒體技術結(jié)合起來，為強調(diào)處理多媒體信息的能力而稱為超媒體（Hypermedia）系統(tǒng)，
即多種媒體的超文本系統(tǒng)。
2．結(jié)點、鏈和網(wǎng)絡
結(jié)點和鏈是超文本與超媒體的組成要素。結(jié)點有許多種，而且分類方法也不盡相同。在
早期超文本中結(jié)點的內(nèi)容一般是有形的結(jié)點，內(nèi)容主要是文本、符號或數(shù)字。現(xiàn)在根據(jù)媒體
的種類、媒體的內(nèi)容和功能的不同，結(jié)點可以是媒體結(jié)點，其中可以包含各種媒體，也可以
包含數(shù)據(jù)庫、文獻等；也可以是動作類結(jié)點、組織類結(jié)點、推理類結(jié)點等。
鏈，又稱超鏈（hyperlink），是結(jié)點間的信息聯(lián)系，它以某種形式將一個結(jié)點與其他結(jié)
點連接起來。由于超媒體沒有規(guī)定鏈的規(guī)范與形式，所以分類方法也不盡相同。但最終達到
的效果卻是一致的。即建立起結(jié)點之間的聯(lián)系。鏈是有向的，一般結(jié)構可分為三個部分：鏈
源、鏈宿及鏈的屬性。鏈源是導致瀏覽過程中結(jié)點遷移的原因，可以是熱標、媒體對象或結(jié)
點等。鏈宿是鏈的目的所在，可以是結(jié)點，也可以是其他任何媒體內(nèi)容。鏈的屬性決定鏈的
類型。用于導航和信息檢索的鏈類型有：基本鏈、移動鏈、縮放鏈、全景鏈和視圖鏈等；用
于推理和組織的鏈類型有：索引鏈、執(zhí)行鏈、蘊含鏈、Is_a 鏈和 Has_a 鏈等。
超文本是一種網(wǎng)絡信息結(jié)構形式，按照信息在現(xiàn)實世界中的自然聯(lián)系以及人們的邏輯思
維方式有機地組織信息，使其表達的信息更接近現(xiàn)實生活。超文本中由結(jié)點和鏈構成網(wǎng)絡信
息獲取的路徑，通過交互式的瀏覽、查詢來獲取信息。
3．導航
超文本的信息網(wǎng)絡在建立信息聯(lián)系的同時，也表達出作者的思維軌跡。在瀏覽較大型超
文本系統(tǒng)時，很容易迷失方向，在超文本網(wǎng)絡中不知道身在何處。所以超文本系統(tǒng)中要有強
有力的導航工具，以便查看瀏覽線路和判斷當前結(jié)點位置。目前解決迷路問題的方法主要有：
用戶界面法、結(jié)構化方法、搜尋/查詢方法等。
4．超文本與超媒體的發(fā)展前景
（1）由超文本向超媒體發(fā)展
從超文本到超媒體是技術發(fā)展的進步，也是技術發(fā)展的必然性。超文本向超媒體的轉(zhuǎn)變
不僅是將文本媒體擴展到其他媒體，而且還要能使系統(tǒng)自動地判斷媒體類型，并執(zhí)行對應的
操作。對圖像的熱區(qū)，視頻的熱點等都能引起類似于熱字的反應，多媒體的表現(xiàn)及基本內(nèi)容
的檢索等。超文本向超媒體的轉(zhuǎn)變，大大地增強了功能和性能，也增加了系統(tǒng)實現(xiàn)的難度。
（
2）由超媒體向智能超媒體發(fā)展在超媒體技術的研究中,有人提出智能超媒體或?qū)＜页襟w（Expertext）。這種超媒體
打破了常規(guī)超媒體文獻內(nèi)部和它們之間嚴格的鏈的限制，在超媒體的鏈和節(jié)點中嵌入知識或
規(guī)則,允許鏈進行計算和推理,使得多媒體信息的表現(xiàn)具有智能化。
（
3）由超媒體向協(xié)作超媒體發(fā)展
超媒體建立了信息之間的鏈接關系，那么也可用超媒體技術建立人與人之間的鏈接關系，
這就是協(xié)作超媒體技術。超媒體節(jié)點與鏈的概念使之成為支持協(xié)同性工作的自然工具。協(xié)同
工作使得多個用戶可以同一組超媒體數(shù)據(jù)上共同進行操作。這樣未來的電子郵政、公共提示
板等都可能應用到超媒體系統(tǒng)中。
三、虛擬現(xiàn)實
1．虛擬現(xiàn)實的概念
虛擬現(xiàn)實 (virtual reality，簡稱 VR ) 或稱虛擬環(huán)境 (virtual environment)，是一種逼真
的視、聽、觸覺一體化的計算機生成環(huán)境，用戶可以借助必要的裝備以自然的方式與虛擬環(huán)
境中的物體進行交互作用、相互影響，從而獲得親臨等同真實環(huán)境的感受和體驗。虛擬現(xiàn)實
=virtual + reality。虛擬現(xiàn)實的概念模型如圖 3.2 所示。
圖 3.2 虛擬現(xiàn)實的概念模型
虛擬現(xiàn)實方法是將計算科學處理對象統(tǒng)一看作一個計算機生成空間（虛擬空間或虛擬環(huán)
境），并將操作它的人看作是這個空間的一個組成部分(man-in-the-loop)。人與計算機空間
的對象之間的交互是通過各種先進的感知技術與顯示技術（即虛擬現(xiàn)實技術）完成。人可以
感受到虛擬環(huán)境中的對象，虛擬環(huán)境也可以感受到人對它的各種操作（類似于人與真實世界
的交互方式）。虛擬現(xiàn)實的主要實現(xiàn)方法是借助必要的裝備，實現(xiàn)人與虛擬環(huán)境之間的信息
轉(zhuǎn)換，最終實現(xiàn)人與環(huán)境之間的自然交互與作用。
2．虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本組成
一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)一般至少包括四個基本的組成成分：輸入、仿真、輸出（修飾）和數(shù)
據(jù)庫。每一部分都需要實時處理，否則響應時間的延時會減弱虛擬現(xiàn)實的臨場感。
輸入過程完成向虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)輸入信息的任務，主要設備包括：鍵盤、鼠標、跟蹤球、
游戲桿、數(shù)據(jù)手套、頭部跟蹤器和數(shù)據(jù)衣等。輸入過程主要完成了實物虛化的任務。
一般說來虛擬環(huán)境是一個動態(tài)變化的環(huán)境，仿真的目的是根據(jù)某些理論或物理規(guī)律確定
虛擬環(huán)境在每一時刻的狀態(tài)，包括物體的位置、方向、變形、分解與聚合。仿真過程一般是
一個離散的過程，它以一定的時間間隔更新虛擬環(huán)境中每個物體的狀態(tài)，這種更新可以根據(jù)
真實的或假想的物理規(guī)律進行，也可以根據(jù)預先定義好的腳本進行。
輸出（修飾）過程完成顯示任務，這里的顯示不僅僅包括圖像的顯示，還包括聲音、觸
覺乃至味覺的“顯示”，即根據(jù)虛擬環(huán)境的當前狀態(tài)，生成虛擬環(huán)境對用戶的視覺、聽覺、
觸覺和味覺等多種感知，將虛擬環(huán)境“顯示”給用戶。這個過程是一個虛物實化的過程。
人
虛擬環(huán)境
實物虛化
虛物實化數(shù)據(jù)庫則記錄了虛擬環(huán)境的當前狀態(tài)。
3．虛擬現(xiàn)實的三個特征
（1）沉浸感
沉浸感（immersion）是指參與者對虛擬現(xiàn)實的融入程度，即參與者全身心地沉浸于計
算機所生成的三維虛擬環(huán)境，具有很好的臨場感，并產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實的沉浸
感來源于對虛擬世界的多感知性，常見的有視覺感知、聽覺感知、力覺感知、味覺感知、嗅
覺感知和身體感覺等。從理論上來說，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)應具備人在現(xiàn)實客觀世界中具有 所有
感知功能。
例如：參與者在“西北利亞之旅”的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，就好像坐在旅游的汽車上，觀看
窗外的情景一樣，具有很好的臨場效果。
（
2）交互性
交互性（interaction）是指參與者可以利用各種感官功能及人類自然技能虛擬環(huán)境進行
交互考察與操作。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，強調(diào)人與虛擬世界之間以自然的方式進行交互，如人
的走動、頭的轉(zhuǎn)動、手的移動等方式與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)交互，并借助于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中特殊的
硬件設備（如數(shù)據(jù)手套、力反饋設備），實時產(chǎn)生真實世界中一樣的感知，甚至連參與者都
意識不到計算機的存在。
例如：參與者可以用手直接抓取虛擬世界中的物體，手可以有觸摸感，可以感覺到物體
的重量，能區(qū)分所抓取的是石頭還是海綿，并且被抓取的物體隨手的運動而運動。
（
3）構想性
構想性（imagination）是指參與者借助虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)給出的逼真視聽觸覺信號而產(chǎn)生的
對虛擬空間的想象。可以使人類突破時間與空間，去體驗世界上早已發(fā)生或尚未發(fā)生的事件；
可以使人類進入宏觀或微觀世界進行研究和探索；也可以完成那些因為某些條件限制難以完
成的事情。
例如：在建設一座大樓之前，傳統(tǒng)的方法是要畫各種圖紙，而虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以進行設
計和仿真，反映設計者的思想。
第三節(jié) 媒體數(shù)據(jù)的加工與處理
一．音頻數(shù)據(jù)的處理
1．聲音的物理特征
人類的耳朵感覺到的空氣分子的振動即為聲音。也可以說聲音是機械振動在彈性介質(zhì)中
傳播的機械波，振動越強，聲音越大。聲音通常用一種連續(xù)的波形來表示，波形的最大位移
稱為振幅，反映音量，波形中兩個連續(xù)波峰（或波谷）之間的距離稱為周期 T，周期的倒數(shù)
1/T 稱為頻率，頻率以赫茲（Hz）為單位。周期（頻率）反映了聲音的音調(diào)。聲音按頻率可
以分為三種類型：次聲、可聽聲、超聲。人類所能聽到的聲音頻率為 20 Hz～20 kHz；低于
20 Hz 的聲音為次聲；高于 20 Hz 的聲音為超聲。
振幅和周期不變的聲音稱為純音，純音一般都是用專用電子設備產(chǎn)生的。在自然界中，
大多數(shù)聲音，如語音、樂音等都不是純音，它們都是由不同的振幅和頻率組成的復音。在復
音中最低頻一般是個常數(shù)，稱為該復音的基頻，基頻是決定聲音音調(diào)的基本因素。復音中的
其它頻率通常稱為諧音。基頻和諧音組合，形成不同音質(zhì)和音色的聲音。2． 數(shù)字化音頻的質(zhì)量與容量
采樣、量化和編碼技術是音頻數(shù)字化的關鍵技術。其中采樣頻率、采樣精度、量化精度
和音頻的聲道數(shù)目是反映數(shù)字化音頻質(zhì)量和容量的三個重要因素。采樣頻率是指錄制過程中，
聲音每秒中被采樣的次數(shù)，以赫茲為單位。每秒采樣 1000 次表示為 1000Hz 或 1kHz。高一
些的采樣率能夠增加聲音錄制的質(zhì)量，但是需要更多的存儲空間。
每個樣本的可以被存儲為 8 位（廣播音質(zhì)）或 16 位（高保真錄制音質(zhì)）的數(shù)字。音樂
商店出售的音頻 CD 是以 44.1kHz 的采樣率錄制的，而且每個樣本都使用了 16 位。也就是
說每秒對聲音進行 44100 次采樣，每采樣一次就需要一個 16 位的存儲空間。要想獲得立體
聲效果，又必須取出兩個 16 位，這樣每個樣本就需要 32 位的存儲空間。當以 44.1kHz 的采
樣率對一首CD音質(zhì)的立體聲音樂進行采樣時，一張1.44MB的軟盤僅能夠存儲8秒的音樂，
而 45 分鐘的音樂大概需要 475MB。
為節(jié)省存儲空間，一些不需要這么高質(zhì)量聲音的應用使用了較低的采樣率。經(jīng)常以
11kHz 的采樣率錄制聲音。以這個采樣率錄制的聲音質(zhì)量會低一些，但是文件大小大約僅為
44.1kHz 錄制的同樣聲音的四分之一。
3. 音頻處理的硬件
計算機的聲卡負責把存儲在音頻文件中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為音樂、音響效果或講話。聲卡
是一種包含了許多輸入和輸出插口的設備，還包含了音頻處理電路。桌面計算機的聲卡通常
是插入到系統(tǒng)單元中的 PCI 擴展插槽上，也有另一種情況，聲卡電路也可能被集成到主板
上。筆記本電腦很少會有獨立的聲卡，因為生產(chǎn)廠商會通過把聲卡電路集成到主板上來節(jié)省
空間。
聲卡中包含了稱為 DSP（數(shù)字信號處理器）的專門電路，它的功能是負責執(zhí)行三種重
要的任務：當要播放音頻文件時，負責把數(shù)字比特轉(zhuǎn)換成模擬波；當錄制聲音時，負責把模
擬波轉(zhuǎn)換成數(shù)字比特轉(zhuǎn)；當需要的時候，也負責處理壓縮和解壓縮。
當播放數(shù)字化聲音時，來自音頻文件的數(shù)字比特會首先從磁盤發(fā)送到微處理器，微處理
器把它們發(fā)送到聲卡中，接著聲卡中的 DSP 會處理任何必要的解壓縮請求，然后把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)
換成模擬波信號。最后，這些信號會被發(fā)送到揚聲器發(fā)出聲音。
4. 常用音頻文件格式
數(shù)字音頻信息在計算機中是以文件的形式保存的，為了適應不同的需要，存儲音頻的文
件可以有多種不同的存儲格式。可以通過查看文件的擴展名來識別文件格式。常見的音頻格
式有：AAC、AIFF、MP3、RealAudio、Wave、WMA。表 3.2 中提供了上述流行的音頻文
件格式的概述。
表 3.2 常用音頻文件格式表
音頻格式
文 件
擴展名
優(yōu)點
缺點
AAC（Advanced
Audio Compression
高級音頻壓縮）
.aac
非常好的音質(zhì)；壓縮
過的格式，iTunes 音樂音
樂下載站點使用了它。
文件受版權保護，并
且它的使用被限制于經(jīng)
過驗證的設備。
AIFF(Audio
Interchange Format
音頻交換文件格式)
.aif
極好的音質(zhì)；瀏覽器
不需要插件也可以支持
它
音頻數(shù)據(jù)未經(jīng)處理
就被存儲，未經(jīng)壓縮的格
式，所以文件非常大。
MP3
.mp3
雖然文件經(jīng)過壓縮，
但音質(zhì)不錯；可在 web 上
被流化處理。
需要獨立的播放器
或瀏覽器件。RealAudio
Ra、rx
高度壓縮產(chǎn)生了小
文件；數(shù)據(jù)可在 web 上被
流化處理
音質(zhì)達不到其他格
式的水準；需要播放器或
插件。
Wave
.wav
不錯的音質(zhì)；瀏覽器
不需要插件也可以支持
它
音頻數(shù)據(jù)未經(jīng)處理
就被存儲，未經(jīng)壓縮的格
式，所以文件非常大。
WMA（Windows
Media Audio,
Windows 媒體音頻）
.wma
壓縮過的格式，非常
好的音質(zhì)；常用于音樂下
載網(wǎng)站
文件可以接受版權
保護；需要 Windows
Media Play 9 或更高版
本。
5. MIDI 音樂
MIDI 是 Music Instrument Digital Interface（樂器數(shù)字接口）的縮寫。由世界上主要電子
樂器制造廠商建立起來的一個通信標準，以規(guī)定計算機音樂程序、電子合成器和其它電子設
備之間交換信息與控制信號的方法。MIDI 文件包含的是一些指令，用于創(chuàng)建不同的音高、
音量以及音調(diào)的持續(xù)時間，以使其聽起來像是不同的樂器。
MIDI 是一種音樂樂譜系統(tǒng)。計算機將音樂編碼成 MIDI 序列，并把它存儲為以.mid、.cmf
或.rol 為擴展名的文件。MIDI 序列類似于鋼琴演奏者的曲譜，里面包含了敲擊鍵盤的信息，
標明演奏的是哪個音調(diào)、音調(diào)的高低和演奏的樂器設備等。大部分計算機配備聲卡是利用
MIDI 文件演奏音樂的，而且有的聲卡也能夠從 MIDI 樂器（合成器）中采集音樂數(shù)據(jù)。
MIDI 文件的優(yōu)點是比波形文件要緊湊得多，所占存儲容量少。MIDI 音樂的最大缺點
是它不是高質(zhì)量的聲樂作品，不能回放“真實”聲音。但 MIDI 音樂仍被比較廣泛的應用。
6．常用音頻處理工具軟件
（1）Cool Edit
Cool Edit 是美國 Syntrillium Software Corporation 公司開發(fā)的一款功能強大、效果出色
的多軌錄音和音頻處理軟件。它可以在計算機上同時處理多達 128 軌的音頻信號，具有極其
豐富的音頻處理效果，并能進行實時預覽和多軌音頻的混縮合成。
（
2）Samplitude
這是一款非常適合個人音樂工作室選用的專業(yè)級別的多軌音頻錄制、編輯處理軟件。該
軟件支持 24Bit、96KHz 的高采樣率、支持無限音軌超級縮混，更重要的是采用了精確獨特
的內(nèi)部算法，使其功能和品質(zhì)更加卓越，在音頻錄制和成品混縮方面具有壓倒性的優(yōu)勢。
（
3）Sound Forge
Sound Forge 是 Sonic Foundry 公司音頻錄制、處理類軟件的拳頭產(chǎn)品。它幾乎成了 PC
機上單軌音頻處理的代名詞，功能強大。與 Cool Edit 不同的是，Sound Forge 只能針對單音
頻文件進行操作、處理，無法實現(xiàn)多軌音頻的混編。
二、圖像數(shù)據(jù)的處理
1．模擬圖像與數(shù)字圖像
什么是圖像？所謂“圖（picture）”
,是指用描繪或攝影等方法得到的外在景物的相似物；
所謂“像（image）”,則是指直接或間接（如拍照）得到的人或物的視覺印象。一般地講，
凡是能被人類視覺系統(tǒng)所感知的信息形式或人們心中的有形想象統(tǒng)稱為圖像。傳統(tǒng)的繪畫復
制成照片、錄像帶或印制成印刷品，這樣的轉(zhuǎn)化結(jié)果稱為模擬圖像（Image）。它們不能直
接用電腦進行處理，還需要進一步轉(zhuǎn)化成用一系列的數(shù)據(jù)所表示的數(shù)字圖像。但由于在計算
機上對圖像信息的表示、處理不是唯一的，一般把它們分成不同的圖像類型，如位圖圖像、
矢量圖像、動態(tài)圖像、符號等。2．位圖圖像
位圖圖像通常用于創(chuàng)建實際的圖像，比如照片。數(shù)碼相機也將照片存儲為位圖；掃描儀
產(chǎn)生的圖像是位圖；也可以通過使用繪圖軟件提供的工具創(chuàng)建位圖圖像，如卡通片、電腦游
戲和三維圖像軟件渲染的圖像經(jīng)常使用位圖。什么叫位圖呢？將畫面中的每一點的顏色都以
二進制數(shù)字形式存儲為數(shù)字矩陣中的一個元素。數(shù)字矩陣中的元素稱為像素；數(shù)字化的矩陣
放在顯示緩沖區(qū)中，與顯示器上的點一一對應，這就是位圖圖像。位圖圖像也稱為“柵格圖
像”，將一幅位圖圖像放大到一定程度，就會發(fā)現(xiàn)它是由小方格（圖像網(wǎng)格）組成，這些小
方格就是像素。
位圖圖像有以下幾個重要的技術參數(shù)：
（1）分辨率
圖像的分辨率一般用它橫向和縱向所含像素數(shù)目來表示。如一幅圖像的分辨率為 1200
×800，說明橫向有 1200 個像素，縱向有 800 個像素，即其對應的數(shù)字矩陣為 800 行，1200
列。對于打印機和掃描儀圖像的分辨率（網(wǎng)格密度）以點/每英寸（dpi）表示，對于顯示器
則用像素/每英寸（ppi）表示。數(shù)碼相機的生產(chǎn)商一般用圖像包含的像素總數(shù)目來表示相機
的分辨率，即用百萬像素或千萬像素表示。
（
2）顏色深度
顏色深度是在圖片中可用顏色的數(shù)量。其單位是“位（bit）”，所以顏色深度有時也
稱為位深度。常用的顏色深度是 1 位、8 位、24 位和 32 位。在 1 位位圖中，每個像素的值
用 1 位存儲，1 位只有兩個可能的數(shù)值：0 或 1，也就是每個像素的顏色只能有 1 種或 2 種，
通常是黑或白。在灰度位圖圖像中，每個像素的值用 8 位存儲，每個像素可以顯示黑、白和
不同深度的灰色共 256 種，已遠遠超出了人眼所能區(qū)分的程度。24 位位圖也稱為真彩色位
圖，一個 24 位的圖像包含（224）1670 萬種顏色。
（
3）調(diào)色板
大多數(shù)圖像軟件都提供已經(jīng)準備好的調(diào)色板。一般含有灰度調(diào)色板、系統(tǒng)調(diào)色板和 Web
調(diào)色板。大多數(shù)灰度調(diào)色板都含有 256 種灰度。系統(tǒng)調(diào)色板是操作系統(tǒng)用來顯示桌面圖標和
控件顏色的選擇器。例如，Windows 操作系統(tǒng)使用的系統(tǒng)調(diào)色板包含 20 種固定顏色和 236
種可以根據(jù)應用程序需要而改變的顏色。Web 調(diào)色板，也稱為 Web 安全調(diào)色板，包含一系
列互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器使用的標準顏色。
3．矢量圖像
用位圖存儲圖像或照片，當分辨率較高時就需要很大的存儲空間。與位圖圖像不同的另
一種圖像類型是矢量圖像，其存儲空間與圖像的分辨率幾乎沒有關系，僅受輸出設備性能的
限制。矢量圖像是由一套可以重建圖像的指令構成。矢量圖像的各個部分都被創(chuàng)建為獨立的
對象，繪圖軟件存儲一幅圖像時，其圖像文件保存的不是每個像素的顏色值，而是繪圖的一
組指令，這些指令描述一幅圖像中的各個對象的形狀、大小、位置和顏色。就好象繪畫教師
給學生下達指令一樣：“畫一個 2 寸大小的圓，并把這個圓填充為黃色。” 矢量圖像適合
畫線條畫、標志圖、簡單的插圖或圖表。
矢量圖像與位圖圖像相比各有特點，用哪種方式應考慮以下幾點：
（1）當圖像需要改變大小時，矢量圖像比位圖效果更好。
當改變矢量圖像的大小時，圖中的各個對象會按比例改變，不論圖像放大多少，圖像中
的圓形物體都會顯示圓滑的邊緣，不會丟失細節(jié)或降低清晰度。位圖圖像中的圓形物體被放
大后，就會出現(xiàn)參差不齊的邊緣。
（
2）矢量圖像通常比位圖需要更少的存儲空間
矢量圖像需要的存儲空間與圖象的復雜程度密切相關，每一條繪圖指令都需要存儲空間，圖像越復雜，描繪圖像所需的線條、形狀和填充圖形就越多，需要的存儲空間也就越大。位
圖圖像文件的大小與圖像的分辨率密切相關，而與圖像的復雜程度沒有關系。
（
3）在矢量圖像中編輯對象比在位圖圖像中容易
從某些方面來看，矢量圖像就像一幅有很多對象圖形的拼接圖，每個對象都可以放置在
顯示域的任意位置，也可以放置在其它圖像之上。每個對象圖形都可以獨立的編輯，即可以
單獨地拉長、縮短、扭曲、染色、刪除或移動矢量圖像中的每個對象圖形。
（
4）矢量圖像通常不如位圖圖像逼真
矢量圖像使用色塊填充圖形對象，限制了圖形對象的明暗處理和紋理處理，從而不能得
到那種從照片中得到的逼真的圖像。因而，大部分矢量圖像具有類似卡通畫的外觀。
矢量圖像可以轉(zhuǎn)換成位圖圖像，轉(zhuǎn)換是通過被稱為光柵化的過程來完成的。光柵化是一
種通過向適量圖像添加柵格來確定每個像素顏色的過程。相對的，位圖圖像也可以轉(zhuǎn)換成矢
量圖像，但要比把矢量圖像轉(zhuǎn)換成位圖圖像困難得多。位圖圖像轉(zhuǎn)換成矢量圖像一定要使用
專門的繪圖軟件。
4．圖像文件常用格式
（1）BMP 格式
BMP 是英文 Bitmap 的縮寫，格式是 Windows 系統(tǒng)的標準圖像文件格式，能夠被多種
Windows 應用程序所支持。該格式的特點是包含的圖像信息較豐富，幾乎不進行壓縮，但
由此導致了它與生俱來的缺點是占用磁盤空間過大。
（
2）JPEG 格式
JPEG 僅僅是一種俗稱而已，其擴展名為.jpg 或.jpeg，是有損圖像壓縮格式。具有調(diào)節(jié)
圖像質(zhì)量的功能，允許用戶用不同的壓縮比例對圖像壓縮。利用 JPEG 格式可以進行高倍率
的壓縮圖像，所以壓縮后的圖像文件比較小。
EG2000 是 JPEG 的升級版，其壓縮率比 JPEG 高約 30%左右。JPEG2000 同時支持有損
和無損壓縮，能實現(xiàn)漸進傳輸（與 GIF 的“漸顯”功能類似），具有“感興趣區(qū)域”特性，
可以任意指定影像上用戶感興趣區(qū)域的壓縮質(zhì)量，還可以選擇指定的部分先解壓。
（
3）PNG 格式
PNG 是英文 Portable Network Graphics 的縮寫，是一種新興的網(wǎng)絡圖像格式，是目前保
證最不失真的格式。它吸取了 GIF 和 JPG 二者的優(yōu)點，存貯形式豐富，兼有 GIF 和 JPG 的
色彩模式；它的另一個特點能把圖像文件壓縮到極限以利于網(wǎng)絡傳輸，但又能保留所有與圖
像品質(zhì)有關的信息。PNG 格式文件顯示速度很快，只需下載 1/64 的圖像信息就可以顯示出
低分辨率的預覽圖像。支持透明圖像制作。其缺點是不支持動畫應用效果。
（
4）SVG 格式
SVG 是英文 Scalable Vector Graphics 的縮寫，意思為可縮放的矢量圖形（像）。該格式
基于 XML（Extensible Markup Language）
,可以用任何文字處理工具打開 SVG 圖像，通過改
變部分代碼來使圖像具有交互功能，并可以隨時插入到 HTML 中通過瀏覽器來觀看。可以
任意放大圖像，而不以犧牲圖像的質(zhì)量為代價，文字在 SVG 圖像中保留可編輯和可搜尋的
狀態(tài)，下載速度快。可以相信 SVG 的開發(fā)將會為 Web 提供新的圖像標準。
5．圖像處理軟件
（1）繪圖軟件
繪圖軟件能夠提供一組在屏幕上繪圖的電子筆、筆刷和顏料等，可以生成位圖圖像。比
較常見的繪圖軟件有 JACS Pain Shop Pro、Microsoft Paint（Windows 操作系統(tǒng)自帶軟件）等。
這些軟件提供了徒手繪圖、形狀填充、添加逼真陰影或設置油畫、炭畫、水彩畫等效果工具。
既可以通過線條展示你的徒手繪畫才能，也可以使用掃描儀或數(shù)碼相機創(chuàng)建位圖圖像。（
2）畫圖軟件
畫圖軟件提供一組線條、圖形和顏料工具，這些工具可以用來畫圖像、企業(yè)標志和示圖，
創(chuàng)建是矢量圖像。流行的畫圖軟件包括 Adobe Illustrator、Micromedia Freehand 和 Corel
Designer。畫圖軟件提供的工具創(chuàng)建的圖像只有“平面”的卡通圖像質(zhì)量，但是它們很容易
修改并且縮放到任意尺寸時質(zhì)量都不發(fā)生變化。畫圖軟件有時與用來生成位圖圖像的繪圖軟
件分別進行包裝，有時也會以圖像軟件套件的形式包含在位圖軟件中。
（
3）圖像編輯軟件
例如 Adobe Photoshop 是目前比較著名的圖像編輯軟件，它專門含有修改低質(zhì)量圖像的
特性，通過修改對比度和亮度，剪切不想要的對象和去除“紅眼”等方法來提高圖像的質(zhì)量。
提供了很多圖像編輯的工具和向?qū)В梢院喕Ｓ玫膱D像編輯工作。無論是平面廣告設計、
室內(nèi)裝潢、出版印刷、網(wǎng)頁圖像處理、還是處理個人照片，Photoshop 都已經(jīng)成為不可或缺
的工具。
三．視頻數(shù)據(jù)的處理
1．數(shù)字視頻的概念
視頻實際上是一幅一幅靜態(tài)的圖像，以一定的頻率快速變換播放，利用人眼“視覺暫留”
的特點，造成活動影像的效果。視頻圖像變換的頻率根據(jù)電視制式的不同而有差別，我國和
大部分西歐國家采用的 PAL 制式每秒變換 25 幅圖像，每一幅圖像稱為一幀，也就是每秒
25 幀。美國、日本等國家采用的 NTSC 制式則是每秒 30 幀。
視頻信號數(shù)字化就是對模擬視頻信號進行數(shù)字化處理，將其轉(zhuǎn)變成數(shù)字視頻信號的過程。
這個過程包括采樣、量化和編碼三個步驟。模擬視頻的數(shù)字化過程首先需要通過采樣將模擬
視頻的內(nèi)容進行分解，得到每個像素點的色彩組成，然后采用固定采樣率進行采樣，并將色
彩描述轉(zhuǎn)換成 RGB 顏色模式，生成數(shù)字化視頻。換句話說數(shù)字視頻是基于拍攝實物而得到
的影像以比特的形式存儲每個視頻幀的顏色和亮度，這個過程類似于存儲一系列位圖圖像的
數(shù)據(jù)。數(shù)字化視頻和傳統(tǒng)視頻相同，由幀（Frame）的連續(xù)播放產(chǎn)生視頻連續(xù)的效果，在大
多數(shù)數(shù)字化視頻格式中，播放速度為每秒鐘 24 幀（24fps）。
2．數(shù)字視頻的分類
數(shù)字視頻有時按其所處的平臺來分類。主要指 DVD 電影、桌面視頻、基于 Web 的視
頻和 PDA 視頻等。DVD 電影是指包含全長度影片的商用 DVD；桌面視頻是指用個人計算
機創(chuàng)建和播放的視頻；基于 Web 的視頻是指被嵌入到網(wǎng)頁中并用瀏覽器訪問；PDA 視頻是
指可在 PDA 或手機屏幕上觀看的小格式視頻。
3．視頻文件格式
（1）AVI 格式
AVI 的英文全稱為 Audio Video Interleaved，即音視頻交錯格式，所謂“音頻視頻交錯”，
就是將視頻和音頻數(shù)據(jù)交織在一起存儲。AVI 格式有著非常好的擴充性和的開放性，只要遵
循一定的標準，任何視頻壓縮編碼方式都可以用在 AVI 文件中。AVI 是最常用的一種視頻
格式，現(xiàn)在幾乎所有運行在 PC 上的通用視頻編輯系統(tǒng)，都是以支持 AVI 為主的。
（
2）MPEG 格式
MPEG 文件格式是運動圖像壓縮算法的國際標準，它的英文全稱為 Moving Picture
Experts Group，即運動圖像專家組，家庭常用的視頻光盤 VCD、SVCD、DVD 等就是以這
種格式制作的。MPEG 格式常用的有三個壓縮編碼標準，分別是 MPEG-1、MPEG-2、和
MPEG-4。
（
3）RealMedia 格式RealMedia 是 RealNetworks 公司所制定的視音頻壓縮規(guī)范，這種格式的視頻文件擴展名
包括 rm、rmvb，其中 rmvb 文件采用可變比特率編碼，壓縮效果優(yōu)于 rm。這兩種文件都可
以使用 RealPlayer 進行播放。
（
4）FLV 格式
FLV 是一種新的流媒體視頻格式，稱為 Flash Video，F(xiàn)lash MX 2004 及以后的版本對其
提供了完美的支持。將其它視頻格式轉(zhuǎn)換為 FLV 格式后有兩個優(yōu)勢，一是文件容量減小，
二是可以與 SWF 動畫結(jié)合直接通過嵌入在瀏覽器中的 FLASH 播放器播放，這樣就使得在
網(wǎng)絡環(huán)境下視頻播放效果更為流暢。
4．常用視頻處理軟件
（1）視頻播放軟件（Windows Media Player）
Windows Media Player 是 Windows 操作系統(tǒng)自帶的一種多媒體播放器，使用它可以播放
多種格式的音頻、視頻和動畫文件。如 WMV、WMA、ASF、MP3、WAV、AVI、MPEG、
MIDI 等。Windows Media Player 不僅可以播放本地的多媒體文件，還可以播放來自 Internet
的流式媒體文件。安裝插件后的 Windows Media Player 還可以播放 QuickTime 電影以及網(wǎng)上
流行的 RMVB 視頻文件。
（
2）視頻轉(zhuǎn)換軟件（豪杰視頻通）
豪杰視頻通是一款國際流行的視頻轉(zhuǎn)換軟件，它支持直接將 DVD 光盤轉(zhuǎn)換為 VCD 格
式的視頻文件，支持 AVI、DAT、VOB 和 MPG 等目前常見的視頻格式的相互轉(zhuǎn)換；支持
把各種視頻文件格式轉(zhuǎn)換為 MPEG、AVI 和 GIF 動畫；支持批量轉(zhuǎn)換；支持播放和轉(zhuǎn)換同
時進行；支持 MPG、AVI、DAT、VOB 等格式轉(zhuǎn)換為 MPEG1、MPEG2、MPEG4。
（
3）視頻編輯軟件（Adobe premiere）
Premiere Pro 2.0 是非線性視頻編輯軟件，具有強大的視頻、音頻編輯功能。幾乎所有的
視頻格式，包括 DV 和未經(jīng)壓縮的高清視頻 HD，都可以導入到 Premiere Pro 2.0 中進行編
輯, 并輸出到錄像帶、DVD 和 WEB。Premiere Pro 2.0 提供了與其他 Adobe 應用程序如
Photoshop、After Effects 的無縫集成，可以高效地完成專業(yè)級影像作品的編輯和制作。
四、計算機動畫
1．什么是動畫
所謂動畫就是利用人眼的“視覺暫留”特性，將多幅彼此獨立的、內(nèi)容相關的靜止畫面
連續(xù)播放所構成的動態(tài)效果，動畫的連續(xù)播放既指時間上的連續(xù)，也指畫面內(nèi)容上的連續(xù)。
計算機動畫是傳統(tǒng)動畫藝術和計算機技術相結(jié)合的產(chǎn)物，它采用圖形圖像處理技術，借助于
計算機編程、動畫制作軟件直接生成，或?qū)θ斯だL制的圖形進行處理后生成一系列連續(xù)畫面，
通過連續(xù)播放或?qū)崟r繪制產(chǎn)生動態(tài)畫面的效果。
計算機動畫的應用十分廣泛，包括計算機游戲、電視廣告、電視電影特技、模擬實驗和
生產(chǎn)過程以及教學演示等。
2．二維動畫和三維動畫
計算機動畫一般根據(jù)表現(xiàn)方式和透視效果分為二維動畫和三維動畫，其中二維動畫中的
物體和場景都是二維的，而三維動畫具有近似真實的透視、材質(zhì)和光照效果。盡管制作人員
在制作二維動畫時也可通過繪制明暗和透視效果來獲得三維的感覺，俗稱“假三維”，但軟
件本身不具有三維效果自動生成功能，常見的二維動畫制作軟件有 Macromedia Flash、Animo
等；三維動畫是通過計算機軟件自動生成三維效果，所以三維動畫和二維動畫在制作方式上
是不同的，常見的三維動畫制作軟件有 3DS MAX、MAYA、Softimage 3D 等。
二維動畫的畫面可以使用計算機軟件直接制作，也可以由美工以傳統(tǒng)方式創(chuàng)作好原畫后，通過攝像機或掃描儀采集輸入到計算機，然后使用動畫軟件進行后期加工處理。
三維動畫一般都需要通過動畫軟件完成，制作過程包括建立模型、賦予模型合適的材質(zhì)
和紋理、建立燈光和攝像機以及設置物體、燈光和攝像機的運動路徑等步驟。
3．幀動畫和實時生成動畫
計算機動畫從生成機制上可分為幀動畫和實時生成動畫。
幀動畫是指連續(xù)播放預先制作的圖形圖像序列，產(chǎn)生動態(tài)畫面效果的一種動畫。幀動畫
的生成與播放是兩個彼此獨立的過程，一般生成畫面序列需要一定的計算時間和較大的存儲
空間，播放時只需按順序調(diào)用每幀畫面內(nèi)容即可，這是產(chǎn)生各種動畫的基本方法。
實時生成動畫是指不預先生成完整的圖形序列，而是在播放時由計算機實時組成完整畫
面的一種動畫，實時生成動畫可以通過動畫制作軟件或編程方法實現(xiàn)。使用動畫軟件制作時，
將場景中每個活動對象分別賦予屬性特征（如形狀、顏色、大小），然后根據(jù)時間線分別對
這些對象進行狀態(tài)設計（包括對象的位置、變形、顏色變化等），播放時由計算機實時組成
完整畫面，這種方式常見的如 FLASH 制作的 SWF 動畫；使用編程方法是通過計算機程序
來控制圖形的顯示、更新和循環(huán)，常用的如 JAVA 小程序等。
4．常見的網(wǎng)絡動畫格式
（1）SWF 格式
SWF 格式是 Macromedia Flash 動畫文件格式，F(xiàn)lash 動畫是一種實時生成的矢量動畫，
這種動畫允許包含動作腳本，這樣極大增加了動畫的交互性。數(shù)據(jù)量小、交互功能強以及
SWF 文件本身可以嵌入 WEB 頁面這些特點，使得 SWF 在網(wǎng)絡上應用日益廣泛，一般所說
的網(wǎng)絡動畫多是指 Flash 動畫。SWF 格式文件能將動畫以及文字、圖片、聲音整合，甚至通
過內(nèi)嵌 FLV 視頻，構成多媒體信息集合，極具表現(xiàn)力和吸引力。
（
2）GIF 格式
GIF 是英文 Graphics Interchange Format（圖形交換格式）的縮寫。最初的 GIF（稱為
GIF87a）只能存儲單幅靜止圖像，以后出現(xiàn)的 GIF（稱為 GIF89a）可以存放多幅彩色圖像，
并將多幅圖像按一定次序和時間逐幅顯示就成為了動畫。GIF 格式文件顏色數(shù)量是有限制的，
最多支持 256 色，所以將圖像壓縮成 GIF 后的文件數(shù)據(jù)量大大減小。由于 GIF 動畫制作簡
單，通用性好，在網(wǎng)絡上得到廣泛的應用。使用 Macromedia Fireworks、Macromedia Flash、
Adobe ImageReady 和 Ulead Gif Animator 等都可以制作 GIF 動畫文件。
5．動畫制作軟件
（1）Flash 動畫制作軟件
Flash 是一種繪制矢量圖像（形）和創(chuàng)作互動式多媒體動畫的軟件，只用少量的矢量數(shù)
據(jù)就可以描述相當復雜的對象，所生成的文件尺寸小，便于在網(wǎng)上傳輸。支持事件響應和交
互功能，讓瀏覽者有更多的參與權。Flash 以其制作的動畫表現(xiàn)力豐富、交互性強、容量小
等特點。
（
2）Ulead GIF Animator GIF 動畫制作軟件
該軟件可以制作靜態(tài)的 GIF 文件也可以制作 GIF 動畫，提供了 20 多種 2D 或 3D 的動
態(tài)效果，使用戶制作出來的 GIF 動畫栩栩如生。支持多種文件格式，允許輸出為 Windows AVI、
QuickTime 電影、Autodesk 動畫或圖像序列。可以生成適當?shù)?HTML 代碼，以便將動畫嵌
入網(wǎng)頁中；還可以將動畫打包成獨立的 EXE 文件，以便通過電子郵件發(fā)布和查看。第四節(jié) 多媒體教學軟件設計
多媒體教學軟件，簡單來說就是輔助教學的工具，創(chuàng)作人員根據(jù)自己的創(chuàng)意，先從總體
上對信息進行分類組織，然后把文字、圖形、圖象、聲音、動畫、影像等多種媒體素材在時
間和空間兩方面進行集成，使他們?nèi)跒橐惑w并賦予它們以交互特性，從而制作出各種精彩紛
呈的多媒體教學軟件產(chǎn)品。多媒體教學軟件，具有豐富的表現(xiàn)力、良好的交互性和極大的共
享性。
一、多媒體教學軟件的基本特性
多媒體課件應具有教育性、科學性、技術性、藝術性和使用性等五個基本特性。
教學性主要表現(xiàn)在課件的教學目標、內(nèi)容的選擇及組織表現(xiàn)策略上。教學目標是課件制
作的總體方向和預計的目標，也就是說教學目標的確定要符合教學大綱的要求，明確課件要
解決什么問題，達到的教學目的。內(nèi)容的選擇是圍繞教學目標，為適應教學對象的需要選擇
恰當?shù)闹黝}。組織表現(xiàn)策略是合理設計課件結(jié)構、重點突出、分散難點、深入淺出，注意啟
發(fā)性、促進思維，有利于能力培養(yǎng)。科學性是課件評價的重要指標之一，科學性的基本要求
是不出現(xiàn)知識性的錯誤。主要表現(xiàn)在內(nèi)容正確，邏輯嚴謹，層次清楚等方面。還有場景設置、
素材選取、名詞術語、操作示范要符合有關規(guī)定。技術性是課件制作技術水平的反應，主要
表現(xiàn)在媒體制作和交互性實現(xiàn)兩個方面。媒體制作包括圖像、動畫、聲音及文字設計合理，
畫面確保清晰，動畫連續(xù)流暢，視覺效果逼真，文字醒目，配音標準，整個課件進程快慢適
度等方面。交互性實現(xiàn)表現(xiàn)在交互性設計合理，智能性好。藝術性是良好的教學效果的重要
體現(xiàn)。優(yōu)秀的課件是高質(zhì)量的內(nèi)容和美的形式的統(tǒng)一，美的形式是藝術性體現(xiàn)的。藝術性使
人賞心悅目，獲得美的享受，激發(fā)學習者的學習興趣。使用性是課件的操作簡便、靈活、可
靠，便于使用者控制。
二、多媒體教學軟件的基本要求
多媒體教學課件的基本要求有以下 4 個方面。
1．正確表達教學內(nèi)容
在多媒體教學軟件中，教學內(nèi)容是用多媒體信息來表示的。各種媒體信息都必須是為了
表現(xiàn)某一個知識的內(nèi)容，為達到某一層次的教學目標而設計或選擇的。各個知識電之間應建
立一定的關系和關聯(lián)的形式，以形成具有科學特色的知識結(jié)構體系。
2．反映教學過程和教學策略
在多媒體教學軟件中，通過多媒體信息的選擇與組織、系統(tǒng)結(jié)構、教學程序、學習導航、
問題設置、診斷評價等方式反映教學過程和教學策略。在多媒體教學軟件中一般包含知識講
解、舉例說明、媒體演示、提問診斷和反饋評介等部分。
3．具有良好的人機交互界面
交互界面是學生和教學軟件進行交互的通道。在多媒體教學軟件中，交互界面的形式包
括有窗口、菜單、按鈕、圖標和快捷鍵等。
4．具有評價和反饋功能
在多媒體教學軟件中，通常設置一些問題供學習者思考核練習。通過統(tǒng)計、判斷、識別
學習者回答的問題，及時了解學習者的學習情況，并做出相應的評價，使學習者加深對所學
知識的理解。
三、多媒體教學軟件制作流程
多媒體教學軟件本質(zhì)上是一種應用軟件，它的開發(fā)過程和方法應遵循軟件工程的開發(fā)流程，但多媒體教學軟件是面向教學的，也有其自身總結(jié)出來的開發(fā)方法和一些經(jīng)典的制作步
驟。多媒體教學軟件總的制作流程如圖 3.3 所示。下面將介紹多媒體教學軟件制作流程中的
典型步驟和方法。
圖 3.3 多媒體軟件開發(fā)流程
1．教學軟件項目的定義
多媒體教學軟件的制作是從選題開始的，選題應根據(jù)多媒體課件的必要性和可行性來確
定，以滿足教學需要、發(fā)揮多媒體特長為前提。多媒體建學軟件項目的定義，通常包括以下
內(nèi)容：
（1）制作目的。說明所制作的多媒體教學軟件的類型和用途。
（
2）使用對象。說明所制作的多媒體教學軟件適合于哪類學習者使用。
（
3）重要內(nèi)容。說明所制作的多媒體教學軟件覆蓋的主要知識點的內(nèi)容。
（
4）組成部分。說明所制作的多媒體教學軟件的大體結(jié)構和各主要模塊。
2．教學設計
教學設計的基礎是認知學習理論，它是以教育傳播過程為對象，采用系統(tǒng)科學方法進行
的一種教學規(guī)則過程和操作程序。多媒體教學軟件的教學設計，就是應用系統(tǒng)科學的觀點和
方法，按照教學目標和教學對象的特點，合理選擇和設計教學媒體信息，并在系統(tǒng)中教學軟
件中有機的結(jié)合，形成優(yōu)化的教學系統(tǒng)結(jié)構。教學設計過程主要包括以下幾個方面：
（1）教學對象分析
教學對象分析又稱學習者分析，是運用適當?shù)姆椒ù_定學習者關于當前概念的原有認知
開 始
軟件定義
教學軟件的定義
1．制作目的
2．軟件背景
3．項目定義
軟件設計
教學軟件設計
1．教學設計
2．文字腳本編寫
3．制作腳本編寫
編碼調(diào)試
教學軟件編碼
1．媒體制作
2．編碼
3．調(diào)試
測試
教學軟件測試
維護
教學軟件維護
1．評價
2．反饋
3．修改結(jié)構和原有認知能力，并將它們描述出來，作為教學目標和教學策略的主要依據(jù)，以便制作
出來的多媒體教學軟件對學習者有更強的針對性。學習者的特點多種多樣，很難對所有學習
者的特點進行面具到的分析，主要從學習者起點能力、一般特點、學習風格等方面分析學習
者的學習能力、態(tài)度、工具技能等。
（
2）教學目標分析
教學目標是指希望通過教學過程，使學習者在認知、情感和行為上發(fā)生變化的描述。教
學目標是教學活動的導向，是學習評價的依據(jù)。
確定教學目標要考慮三個因素，即教學內(nèi)容、學習者特征和社會需要。多媒體教學軟件
的教學目標應由從事實踐教學的教師根據(jù)教學的實際需要決定教學內(nèi)容，根據(jù)教學內(nèi)容，進
一步根據(jù)學科的特點，將教學內(nèi)容分解成許多知識點，并考慮到學習者的特征和社會需要，
把各知識點的教學目標確定為知識、理解、應用、分析、綜合和評價等不同層次。并將整個
教學軟件的教學目標按認知領域、情感領域和行為領域 3 類的各層次進行目標分類和分層表
述。
（
3）教學內(nèi)容分析
教學內(nèi)容的分析是對教學目標規(guī)定的期望水平以及如何將學習者的實際水平轉(zhuǎn)化為這
一期望水平所需要的各項知識內(nèi)容的詳細剖析過程。教學內(nèi)容分析包含兩個方面的含義：“教
什么”和“怎么教”。“教什么”確定教學內(nèi)容的范圍與深度；“怎么教”確定教學過程中
應采用何種教學策略。分析教學內(nèi)容的目的是為了好的選擇教學內(nèi)容表現(xiàn)的方法。
（
4）教學策略設計
教學策略設計是為了實現(xiàn)教學目標，完成教學任務所采用的教學方法、教學步驟、教學
媒體以及教學組織形式等措施構成的綜合方案。教學策略的實質(zhì)是解決如何進行教、如何引
導學的問題。教學策略主要包括學生學習活動、教學信息呈現(xiàn)、問題提供、應答判斷、反饋
與評價等的設計。
（
5）教學媒體的選擇
在多媒體教學中，必須研究媒體的基本性質(zhì)和教學特性，并根據(jù)教學內(nèi)容、教學目標和
教學對象的要求，對媒體進行合理的選擇和組合，以達到優(yōu)化教學效果的目的。媒體與學習
目標的統(tǒng)一性、媒體與教學方法的協(xié)調(diào)性、媒體與認知水平的相容性是選擇教學媒體時要考
慮的 3 個重要方面。
（
6）建立教學內(nèi)容知識結(jié)構
建立教學內(nèi)容知識結(jié)構首先分析教學內(nèi)容的知識結(jié)構，把教學內(nèi)容分解為若干個知識單
元，每個知識單元又包含若干個知識點，然后找出各個知識點、知識單元之間的關系和聯(lián)系。
不同的聯(lián)系方式構成了不同的教學結(jié)構，不同的教學結(jié)構體現(xiàn)了不同的教學策略。
3．文字腳本編寫
文字腳本是按照教學過程的先后順序，用于描述每一環(huán)節(jié)的教學內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式的一
種形式。一般，文字腳本由學科專業(yè)教師完成。腳本編寫的方法有多種，無論采用哪一種編
寫格式，都必須從多媒體技術的角度對教學對象、教學內(nèi)容、教學目標、為達到教學目標應
采取的教學模式、表現(xiàn)媒體和相關教學策略進行描述。完整的文字腳本應包含有學習者的特
征分析、教學目標的描述、知識結(jié)構流程圖、問題的編寫和一些列腳本卡片等。
4．制作腳本編寫
制作腳本能體現(xiàn)教學軟件的系統(tǒng)結(jié)構和教學功能，并可以作為多媒體教學軟件制作的直
接依據(jù)。制作腳本應包括軟件系統(tǒng)結(jié)構說明、知識單元的分析、屏幕設計、連接關系的描述
和制作腳本卡片等。腳本制作卡片用來描述每一屏幕的內(nèi)容和要求，應包括課程名稱、頁數(shù)、
腳本設計、完成日期、本頁畫面、畫面文字、符號及圖形出現(xiàn)方式、出現(xiàn)順序說明、本頁流程圖、流程圖說明等項內(nèi)容。
本章內(nèi)容要點
1．文本、聲音、圖形、圖像、動畫和視頻是信息的載體，其中兩個或多于兩個的組合
構成了多媒體。多媒體具有信息載體多樣性、集成性和交互性。
2．數(shù)據(jù)壓縮就是以最少的數(shù)碼表示信源所發(fā)的信號，減少容納給定消息集合或數(shù)據(jù)采
樣集合的信號空間。超文本可以定義為由結(jié)點和表示信息結(jié)點間相關性的鏈構成的一個具有
一定邏輯結(jié)構和語義的網(wǎng)絡。虛擬現(xiàn)實是一種逼真的視、聽、觸覺一體化的計算機生成環(huán)境，
具有沉浸感、交互性、構想性等三個特征。
3．聲音、圖像、動畫、視頻等媒體信息數(shù)字化后可利用各自常用的工具軟件進行加工
與處理。
4．多媒體教學軟件本質(zhì)上是一種應用軟件，它的開發(fā)過程和方法應遵循軟件工程的開
發(fā)流程，但多媒體教學軟件是面向教學的，也有其自身總結(jié)出來的開發(fā)方法和一些經(jīng)典的制
作步驟。
習題
一、選擇題
1. 多媒體技術中媒體的含義是（ ）。
A．表現(xiàn)和獲取信息的物理設備
B．用以存儲信息的實體
C． 信息的載體
D．傳輸數(shù)據(jù)的物理設備
2. 判斷以下屬于多媒體范疇的是（
）。
A．交互式游戲
B．立體聲音樂
C． 彩色畫報
D．彩色電視等
3. 下列說法正確的是（
）。
A．信息量等于數(shù)據(jù)量與冗余量之和
B．信息量等于數(shù)據(jù)量與冗余量之差
C． 信息量等于信息熵與數(shù)據(jù)量之差
D．信息量等于信息熵與冗余量之和
4. 圖像序列中的兩幅相鄰圖像，后一幅圖像與前一幅圖像之間有較大的相關，這是（
）。
A．空間冗余
B．時間冗余
C． 結(jié)構冗余
D．視覺冗余
5. 超文本和超媒體是以（
）組織各種媒體信息。
A．線性形式
B．流式形式
C． 網(wǎng)狀鏈接形式D．字節(jié)形式
6. 人類所能聽到的聲音頻率范圍為（
）。
A． 20 Hz～20 kHz
B． 40 Hz～40 kHz
C． 60Hz～60 kHz
D． 80 Hz～80 kHz
7. 將圖像每一點的顏色都以數(shù)字形式存儲為數(shù)字矩陣中的一個元素是（
）。
A．符號
B．矢量圖像
C． 動態(tài)圖像
D．位圖圖像
8. 其存儲空間與圖像的分辨率幾乎沒有關系，僅受輸出設備性能限制的是（）。
A．位圖圖像
B．矢量圖像
C． 動態(tài)圖像
D．符號
9. 在大多數(shù)數(shù)字化視頻格式中，播放速度為每秒鐘（）。
A．12 幀
B．24 幀
C． 25 幀
D．30 幀
10. 計算機動畫從生成機制上可分為（
）和實時生成動畫。
A．二維動畫
B．三維動畫
C． 幀動畫
D．電腦動畫
二、簡答題
1. 多媒體信息的主要元素有哪些？
2. 多媒體技術具有哪些關鍵特性？
3. 數(shù)據(jù)為什么能夠壓縮？
4. 視頻圖像的壓縮標準都有哪些？
5. 超文本和超媒體是如何定義的？
6. 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本組成成分有哪些？
7. 矢量圖像與位圖圖像相比各有什么特點？
8. 多媒體課件應具有哪些基本特性？
三、分析與思考題
1. 上網(wǎng)收集資料，了解多媒體技術的最新發(fā)展， 說說可穿戴設備的最新進展。
2. 上網(wǎng)收集資料，了解最新的視頻、音頻、動畫制作小軟件都有哪些？
磊 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
樹莓派400 （Raspberry Pi 400），它來了！
以為只是一個鍵盤？
不不，實則是一臺內(nèi)置在鍵盤中的完整PC。
而且，售價只要70美元 （約468元）！
價格雖美麗，但到底好不好用？和樹莓派4相比，值不值得入手？
今天，外媒arstechnica率先拿到樣品，展開了一番評測。
各位看官，且來共同「品鑒」。
拆箱之前需要聲明一點，70美元的價格是指單獨一個「鍵盤電腦」。
若是入手完整套件，則需要100美元（約669元）。
搓搓小手，先來看看樹莓派400的「寶箱」里，都「囊括」了些啥*。
這就是All-in-one-Pi，來看下「上桌」效果。
沒錯，雙屏也是完全hold得住（額外的一根線需要自己買）。
接下來的重頭戲，還是聚焦在這個鍵盤電腦本身。
鍵盤頂部的一排端口分別是：
此外，樹莓派400配備4GB內(nèi)存、千兆以太網(wǎng)、藍牙5.0和802.11ac Wi-Fi。
相比樹莓派4，樹莓派400主要的改變有：
從鍵盤角度來看，功能還是比較齊全，但明顯要比標準鍵盤要窄一些。
既然是拆箱，就要「一拆到底」，接下來一起看下樹莓派400的「內(nèi)部世界」（主要還是便宜）。
拆卸樹莓派后，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部構造非常簡潔，大致就是一個主板和大面積的散熱裝置。
主板方面，就是非常典型的ARM，BCM2711 CPU在板子的中央（HDMI標識的下方）。
散熱裝置方面，樹莓派4的散熱問題一直被用戶詬病，這一次似乎是做一些改進。
有趣的是，散熱裝置上面貼的標簽竟然有中文……不愧是Made in China。
拆箱完畢，接下來就要看下樹莓派400的運行效果了。
首先測試的環(huán)境，是樹莓派400原生的Raspberry Pi OS Linux發(fā)行版。
應用程序運行方面是比較流暢的，可以說是一臺比較靠譜的臺式電腦。
評測的小哥表示：
你可能忘了正在使用一臺非常廉價的ARM設備。
接下來，是用1080p的顯示器，來測試視頻顯示性能。
在視頻網(wǎng)站觀看Netflix的紀錄片《我們的星球》(Our Planet)，可以說是播放的完美無瑕。
CPU利用率方面，在播放60 fps《哥斯達黎加》視頻時，可以檢測到1.8GHz的Broadcom四核CPU正在掙扎。
換句話說，它已經(jīng)到了極限，所有核的CPU利用率都超過了90%。
在進入/離開視頻全屏播放時，問題就比較明顯了。
這種操作在標準臺式機上基本需要100-150毫秒，但在樹莓派400上卻需要整整3到4秒的時間。
而在如此「漫長」的時間里，視頻還是繼續(xù)播放，但畫面卻在部分渲染。
從樹莓派400中獲取音頻也有些困難：它默認通過HDMI傳輸音頻，沒有3.5mm音頻輸出接口，而Raspberry Pi OS的音頻控制對話框并不是最好的。
在測試過程中，即使將輸出設備改為USB音頻（游戲耳機），視頻也沒有產(chǎn)生音頻。
但好在改變輸出設備，并重啟了瀏覽器后，這個問題得到了解決。
第二個測試環(huán)境是Ubuntu。
從大方面來看并沒有太大問題，但是如果與樹莓派400的原生系統(tǒng)相比，還是略顯卡頓一些。
視頻播放方面也是會出現(xiàn)丟幀的現(xiàn)象。
所以若是使用樹莓派400，還是建議運行其原生系統(tǒng)。
最后，是散熱問題。
在整個測試過程中，即便CPU的利用率達到了較高的值，但樹莓派400并未出現(xiàn)過熱的情況——最高溫度沒有超過52℃。
當然，與標準的臺式機相比，樹莓派400的問題肯定是存在的，但對于70美元的價格，再去吹毛求疵，也是大可不必了。
而且與樹莓派4相比，樹莓派400的整體速度提升了整整20%！
對于樹莓派400的發(fā)布，果不其然地引發(fā)了高熱度的討論。
「大吃一驚」、「革命性」，評論中不乏有這樣的評價。
也有表示可以替代Chromebook了：「起碼不會被谷歌監(jiān)督」。
但對于經(jīng)歷過上世紀「街機游戲」盛行的國內(nèi)用戶，評價清一色：「小霸王」？
那么最后，這樣的樹莓派400，你想入手了嗎？
參考鏈接：
https://arstechnica.com/gadgets/2020/11/raspberry-pi-400-the-under-100-desktop-pc-you-didnt-know-you-needed/
https://news.ycombinator.com/item?id=24965614
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