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研究和开发多媒体技术的必然

书籍:工程师手册

出处:按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第948页(3413字)

人类传送和交换信息,最早是通过声音和语言,并附加手势辅助。随着信息技术的发展,又增加图形,以方便和简洁的方式表述信息。后来又出现图像,特别是视频图像,虽然一幅图像的数据量很大,但一幅图像胜过行千言万语,尤其是动态视频图像更生动、逼真,更接近真实现场。人们获取的信息有80%以上是通过人的视觉而获得。但只有图像还不够,最好再有交互式声音、语言和文字说明。多种形式的信息,通过听觉、视觉和感觉同时启动在大脑的形象思维和逻辑思维,使人类获取信息的效果最佳。

通过上述可以看出,人们使用多种感官,用多种形式交换信息,这正是我们所讨论的多媒体技术。多种媒体传送感觉和演示,不仅加速改善了理解,而且可以使接受信息的兴趣更浓,我们所指的多媒体技术,即利用现代的计算机技术把视、听、说、写集成一体化,使其更具有自然属性的特征。

众所周知,电子计算机的问世,标志着人类进入信息社会。特别是随着微型机的飞速发展,计算机的应用几乎渗透到人类活动的所有领域。人们经常赞扬计算机“神通广大”,但是,目前大多数计算机应用的普及和推广还经常受到人机接口界面的制约。特别是对于非专业人员来说,复杂的编程经常使人望而生畏。目前常用的键盘输入也相当复杂,往往使人头痛。尽管进入80年代以后引入了标器(Mouse)驱动和窗口技术及图符,人机界面得到一定的改善,但和人们的需求相比,还相距遥远。也就是说,目前人机界面与人们交互的要求相比还仅仅处于初级阶段。随着数字化音像技术的发展,长期使用的模拟技术也远不能满足需要。另一方面,随着计算机应用的进步,智能化技术也推动了计算机应用接口和人机界面的改进。上述几个方面的进步,极大地推动了多媒体技术的进步和应用。

下面从几个方面来说明多媒体技术是信息技术发展的必然趋势

1.信息多样性和综合一体化是信息技术发展的必然趋势

传统的计算机系统,信息的表示和传输采用的形式是正文和图形。正文(数字和文字)是最为原始的信息表示和交换方式,它的最大特点是简单,但是很呆板、难于理解。虽然人们大量应用,但并不理想。图形要比文字显得更直观,易于理解,特别是计算机处理、计算机功能和图形等相结合,出现了计算机辅助设计和制造,使计算机应用前进了一大步。

声音和语音是人类交往中最普遍使用、最早的信息表达方式。声音本身是一种波,如果以极小的间隔把波形取样就变成一系列数字。从技术上讲这就是完成从模拟量向数字化的转换,也就是对声音的取样。到重放时再倒过来处理,即D/A变换,把数字还原成波。声音信号作为一个重要的媒体长期以来常被人们忽视或重视不够。实际上,在现实生活中,我们每时每刻都在和声音打交道,例如汽车常喇叭声、紧急情况报警报声等。甚至在睡眠状态,视觉系统已停止工作,而声音能把人们从睡梦中唤醒。随着计算机应用的拓宽,声音在人机交互式界面中充当着越来越重要的角色。特别是伴随着多媒体技术的发展,声音给电脑增加了很多功能,如采样和重放、CD光盘存盘储和重放、通过MIDI驱动内置和外置的声音合成器等等。

视频图像是人们生活中最方便的也是最有效的交流形式,人类接受的信息中约有80%是来自视觉-周围的影物在眼睛视网膜上的成像就是图像。人们对电视是最“喜闻乐见”的,但电视最大的缺点是只能被动地看。

上述的各种媒体大都是单独存在,且有一定的局限性。随着信息社会的发展,特别是近几年多媒体技术的飞速发展,集文字、声音、图形和静止及活动图像一体化技术的出现,即通过计算机把多种媒体信息进行获取、存储、加工、处理综合一体化,导致了计算机应用领域的一场革命。多媒体技术把信息社会推向了一个新的历史时期,对人类社会产生深远的影响。

2.有效性是多媒体技术发展的重要依据

在人类社会的大量应用环境中,人们交流信息,互相通信和合作,大都希望集声、文、图、像于一体同时表达,这无疑是高效的。相比之下,任何单一媒体表达信息都远不能满足人们日益增长的需要,只有多媒体技术,集声、文、图、像和触摸同时进行,才能使各种信息系统大大提高其效率。特别是把多媒体技术和高速通信技术相结合,形成分布式多媒体系统,使用户虽相距遥远,但就象在一个房间面谈一样。这将影响和改变人们的工作、学习、娱乐和生活的方式。例如,开展计算机辅助协作研究(CSCW)和视频会议,人们可以不必长途跋去开会,也不必为了一个疑难病症而把各地的人员汇集起在一起,甚至在遥远的山村也可以很方便地调用北京图书馆的一切电子出版物……。随着多媒体技术的发展,我们将进入一个高效的信息社会。

3.交互式多媒体用户界面把人们带入一个崭新的信息时代

多媒体技术实际上是计算机人机界面发展的结果。在计算机发展的初期,人们只能使用单一的数值作为信息媒体,后来出现了高级语言,开始用文字作信息载体,可以用文字输入和输出,80年代出现了计算机图形,就更直观和方便。随着声像技术数字化的发展,声音和视频图像引入计算机,使人机之间界面有了大幅度的改善。特别是进入90年代,在一台计算机上集声、文、图、像为一体,不仅改善了人机之间的接口,而且大大拓宽了计算机的应用,使非专业的计算机应用人员仅通过触摸就获得有声有色、生动活泼的信息。多媒体改善了信息表示和传送方法,给人们以更深刻的印象,增强了人们的理解能力。

另一个重要方面,就是计算机升级为多媒体计算机系统,使计算机应用更具有实时性和多种媒体的人机交互性。多媒体技术使计算机发送和接收之间建立起实时的、声文图像一体的交换,可使声像一体的视频运动图像存入计算机,需要时可重播。更突出的是,用户可以随时对每一幅图像进行加工,甚至可以配上不同语言加以解说。这就摆脱了人们看电视只能被动接收信息的局面。多媒体不仅改善了人机之间的界面,也增加和改善了人与人之间的交互能力。交互性是多媒体技术的重要特征。通常所说的把多媒体数据库中的人像资料检索出来,再配上声音和文字背景说明,这不过是交互性的初级阶段。如果用户不仅仅是的提取信息而是介入到信息过程中去,用户通过摄像输入信息到动态视频图像中去,这就使交互性进入了更高级阶段。人们完全进入到一个虚拟世界中去,这才是真正的交互式高级阶段的应用。这种虚拟现实技术,有人称之为灵境技术,目前还正处于研究和发展阶段。

4.多媒体技术将引起一场信息社会的变革

多媒体技术是一门综合技术,它的研究和发展涉及到计算机科学技术、微电子技术、数字信号处理、声像技术、图形处理技术、通信和网络技术、人工智能技术等,它们最终对信息科学和技术将产生革命的深远影响。

多媒体技术对人类的作用和影响远不只是改善人机之间的界面,更深远的意义是它使人与信息、人与系统、信息与系统之间交互的方法改变了原有的信息理论、计算机及数字化理论和各种技术基础,迫使人们研究新的理论和技术基础,使信息系统的体系和结构引起变革。

多媒体技术不仅使计算机应用更有效,更接近人类习惯的信息交流方式,而且将开拓前所未用的应用领域。信息空间走向多维化,使人们思想的表述不再局限于顺序的、单调的、狭窄的一个很小的范围,而有了一个充分自由的空间。多媒体技术为这种自由提供了多维化空间的交互能力。目前在电影、电视和文艺创作方面已取得了可喜的成果。今后将会越来越多的利用多媒体技术进行各种创作活动。多媒体技术将引起信息社会一场划时代的革命。

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