【正文】 《多媒體技術(shù)教程（第三版）》習(xí)題解答第1章 緒 論1．多媒體信息系統(tǒng)和多媒體計(jì)算機(jī)有什么不同？在概念上應(yīng)如何看待兩者之間的關(guān)系？多媒體信息系統(tǒng)是新一代高度集成的、功能強(qiáng)大的、智能化的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，它是提供多媒體信息、輔助人們對環(huán)境進(jìn)行控制和決策的系統(tǒng)，是基于計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化的工具和手段，服務(wù)于管理領(lǐng)域的信息處理系統(tǒng)。而多媒體計(jì)算機(jī)指的是硬件設(shè)施，多媒體計(jì)算機(jī)是多媒體信息系統(tǒng)得以應(yīng)用的平臺。2．試歸納敘述多媒體關(guān)鍵特性以及這些特性之間的關(guān)系。多媒體的關(guān)鍵特性主要包括信息載體的多樣性、交互性和集成性這三個方面，這既是多媒體的主要特征，也是在多媒體研究中必須解決的主要問題。信息載體的多樣性是相對于計(jì)算機(jī)而言的，指的就是信息媒體的多樣化，有人稱之為信息多維化；多媒體的第二個關(guān)鍵特性是交互性，多媒體系統(tǒng)將向用戶提供交互式使用、加工和控制信息的手段，為應(yīng)用開辟更加廣闊的領(lǐng)域，也為用戶提供更加自然的信息存取手段；多媒體的集成性主要表現(xiàn)在兩個方面，一是多媒體信息媒體的集成，二是處理這些媒體的設(shè)備與設(shè)施的集成。信息載體的多樣性是集成性的基礎(chǔ)，沒有多種信息媒體，也就無法進(jìn)行多媒體信息的集成化處理；而處理多媒體的設(shè)備與設(shè)施的集成性是實(shí)現(xiàn)交互性的前提，沒有系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、軟硬件設(shè)施的集成，就無法為用戶交互式使用、加工和控制信息提供平臺。3．為什么說多媒體縮短了人類信息交流的路徑？人類與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的目的是什么？與以往的方法相比，計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面有了很大的改善。計(jì)算機(jī)所提供的功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)組織和構(gòu)造技術(shù)，如傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)組、向量、隊(duì)列、堆棧、樹和堆等，為動態(tài)地加工和處理數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)。高效的算法和高速的網(wǎng)絡(luò)通信，大大地加強(qiáng)了用文字和數(shù)據(jù)表示概念的能力并加速了它的傳遞過程。但人類并不是僅僅依賴文本這一類單一的數(shù)據(jù)形式來傳遞所有的信息和接受概念的，圖像、聲音等多媒體信息都是人類獲取和傳遞信息極為重要的渠道。圖像的信息量最大，一幅畫勝過千言萬語，最直觀、最能一目了然。而動態(tài)的影像視頻和動畫則更生動、更逼真、更接近客觀世界的原型、更能反映事物的本質(zhì)和內(nèi)涵。聲音和文字也是信息的重要媒體，綜合應(yīng)用不僅有利于接受，也有利于存儲（記憶）和保留。這就意味著必須同時啟動大腦的形象思維和邏輯思維，才能更好地獲得更多更有用的信息。因此，通過多種感覺器官用多種信息媒體形式向人提供信息才算是更好的表達(dá)方法，它不僅加速和改善了理解，并且提高了信息接受的興趣和注意力。多媒體正是利用各種信息媒體形式，集成地用聲、圖、文等來承載信息，也就是縮短信息傳遞的路徑。人類與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的目的是為了高效的獲取、傳遞以及使用信息。計(jì)算機(jī)的發(fā)展使得人類的信息處理手段得到加強(qiáng)，高速的計(jì)算能力擴(kuò)展了對數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)計(jì)算的能力，大規(guī)模的存儲擴(kuò)展了記憶信息的范圍，高速通信網(wǎng)使得我們可以同遠(yuǎn)在異地他鄉(xiāng)的同事、朋友、親人甚至陌生人進(jìn)行快速的信息交換。這些機(jī)器成為我們與他人進(jìn)行交流的中介。4．有人說，在未來信息系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)和電視將合為一體，這意味著產(chǎn)生了新一代的信息系統(tǒng)，是革命性的轉(zhuǎn)變，而不僅僅是某種設(shè)備功能的增強(qiáng)。你的看法呢？1計(jì)算機(jī)和電視合為一體，是多媒體信息系統(tǒng)應(yīng)用的一個實(shí)例，將提高家庭自動化程度，而并不是意味著新一代信息系統(tǒng)的產(chǎn)生。通過這種方式，將改變?nèi)藗冮L久依賴被動接收信息的情況。將交互式手段融入到人們的日常生活中。交互可以增加對信息的注意力和理解力，延長信息在頭腦中保留的時間。而在單向的信息空間中，這種接收的效果和作用就很差。借助于交互活動，人們可以獲得所關(guān)心的內(nèi)容，獲取更多的信息；用戶也可以找出想看的電視節(jié)目，可以快速跳過不感興趣的部分，可以對某些所關(guān)心的內(nèi)容進(jìn)行編排等，從而改變現(xiàn)在觀看電視節(jié)目的方法。5．有人說，多媒體是界面技術(shù)，即人機(jī)接口技術(shù)，你同意嗎？為什么？多媒體技術(shù)包括人機(jī)接口技術(shù)，但不僅僅是人機(jī)接口技術(shù)。而人機(jī)接口技術(shù)也不僅僅在多媒體領(lǐng)域得到應(yīng)用。人機(jī)接口技術(shù)的目的是讓一般用戶利用計(jì)算機(jī)完成他們在某一工作領(lǐng)域中的任務(wù)。隨著多媒體技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，人機(jī)交互的接口已經(jīng)開始向更加自然，更加人性化的方向發(fā)展。例如多模態(tài)接口，它將手勢識別、語音識別、自然語言理解甚至面部表情識別等綜合應(yīng)用于人機(jī)交互。當(dāng)然，人機(jī)交互接口不僅僅是一個人機(jī)界面的問題，對于媒體的理解和人機(jī)通信過程可以看成是一種智能的行為，它與人類的智能活動有著密切的關(guān)系。而多媒體技術(shù)的涵蓋面更加寬泛，包括多媒體數(shù)據(jù)模型、多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、多媒體內(nèi)容處理與檢索技術(shù)、多媒體表現(xiàn)與同步技術(shù)、多媒體人機(jī)交互接口技術(shù)、多媒體通信與分布處理技術(shù)等等。略為全面的，多媒體技術(shù)可以定義為：以數(shù)字化為基礎(chǔ)，能夠?qū)Χ喾N媒體信息進(jìn)行采集、編碼、存儲、傳輸、處理和表現(xiàn)，綜合處理多種媒體信息并使之建立起有機(jī)的邏輯聯(lián)系，集成為一個系統(tǒng)并能具有良好交互性的技術(shù)。2第2章 媒體及媒體技術(shù)1．為什么說媒體具有不同的抽象層次？對媒體的抽象層次和性質(zhì)進(jìn)行小結(jié)。在獲得媒體語義的過程中，抽象起著十分重要的作用，這種抽象是復(fù)雜的，而且與任務(wù)有關(guān)。通常包括若干抽象層，每一個抽象層都包含著與具體的任務(wù)和問題域有關(guān)的模型。從接近具體感官的信息表示層到接近符號的信息表示層，信息的抽象程度遞增，而數(shù)據(jù)量則遞減。語義就是在從感官數(shù)據(jù)到符號數(shù)據(jù)的抽象過程中逐步形成的。對不同媒體來說，媒體的語義是處于不同層次上的。抽象的程度不同，語義的重點(diǎn)也就不同。2．媒體的空間含義是指什么？媒體的時間含義是指什么？媒體的時空綜合是指什么？什么是媒體的時空“上下文”？多媒體信息的空間意義有兩種解釋。第一種是指表現(xiàn)空間，尤其是指顯示空間的安排，目前在大多數(shù)研究中指的都是這一類。第二種空間意義是把環(huán)境中各種表達(dá)信息的媒體按相互的空間關(guān)系進(jìn)行組織，全面整體地反映信息的空間結(jié)構(gòu)，而不僅僅是零散的信息片斷。媒體的時間也有兩種含義。一是表現(xiàn)所需的時間，這是所有媒體都需要的。第二種時間意義即同媒體的空間一樣，媒體的時間也可以包含媒體在時間坐標(biāo)軸上的相互關(guān)系。媒體的時間關(guān)系存在于同步、實(shí)時等許多方面?？臻g和時間組成了一個三維的時空坐標(biāo)系統(tǒng)。時間與空間的聯(lián)系構(gòu)成了媒體的時空“上下文”。3．媒體的結(jié)合為什么會產(chǎn)生“感覺相乘”的效果？試舉幾個例子對此加以說明。多媒體的作用在很大程度上是媒體之間結(jié)合產(chǎn)生的影響。這種結(jié)合可以是低層次的，如在顯示窗口中提供多種媒體信息片斷，并將視覺、聽覺相互結(jié)合，造成一種比較適合的媒體表現(xiàn)環(huán)境；也可以是高層次的，由各種媒體組成完全沉浸的虛擬空間，但應(yīng)該如何結(jié)合現(xiàn)在還缺乏理論上的指導(dǎo)。媒體之間可以相互支持，也可以相互干擾。如果媒體之間是相互支持的關(guān)系，則這種媒體結(jié)合所產(chǎn)生的效果就是“感覺相乘”效應(yīng)?！案杏X相乘”的例子很多，比如以視聽并舉的方式傳遞信息，比僅僅依靠觀察或者解說能產(chǎn)生更好的效果；為了追求更強(qiáng)的沉浸感，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的構(gòu)建往往需要綜合考慮視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺等多種感覺。4．什么是媒體的語義？什么是隱喻？各種媒體的信息在最低層次上都是二進(jìn)制位流。如果僅僅作為信息的簡單通道，系統(tǒng)不必了解媒體的語義，但如果要多媒體系統(tǒng)具有對媒體進(jìn)行選擇、合成等方面的能力，就必須賦予它媒體的語義知識，從而使得系統(tǒng)能在媒體之上對媒體進(jìn)行比較、選擇和合成。媒體被賦予的媒體的語義知識即為媒體的語義。在與多媒體系統(tǒng)交互的過程中，人所依據(jù)的是關(guān)于這種交互的概念模型，也稱心智模型（Mental Model）。這種概念模型的建立往往需要培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，不易于被用戶所接受。一種較好的方法是模擬人對其他事物的知識和技能，把它們挪到多媒體系統(tǒng)中使用，媒體的多樣性為這種模擬提供了一個很好的基礎(chǔ)，這種模擬，就是隱喻技術(shù)。5．研究聲音心理學(xué)對聲音的處理會帶來哪些好處？試舉例加以說明。說明掩蔽、臨界頻帶、相位對聲音的影響。各種聲音可以互相掩蔽，也就是說一種聲音的出現(xiàn)可能使得另一種聲音難于聽清。紙張的沙沙聲、鼓掌聲、咳嗽聲等往往會掩蓋說話聲和音樂聲。一般說來，在掩蔽音條件下，要3聽清被測量的測驗(yàn)音，就必須提高測驗(yàn)音的強(qiáng)度。由于聲音的掩蔽效果，可以欺騙人的聽覺。在頻率的某一臨界區(qū)里，各種聲音強(qiáng)度是相互作用的，合成聲音的響度由這些頻率共同決定，但在臨界區(qū)內(nèi)不會改變。如果超出臨界區(qū)，聲音的響度不再相互作用，隨頻率而變。這個臨界區(qū)就是臨界頻帶，其寬度視其中心頻率而定。從聲音的波形來看，聲音的起點(diǎn)和方向也要反映聲音的特性，這就是聲音的相位。當(dāng)兩個聲音相同而相位完全相反時，它們將相互抵消；當(dāng)兩個聲音相同而且相位也相同時，聲音就會得到加強(qiáng)。相位的確定對于多聲道聲音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，它可以應(yīng)用在回聲的消除、會議系統(tǒng)的聲音設(shè)計(jì)上等。6．聲音的數(shù)字化過程是怎樣的？什么是聲音的符號化？聲音在真實(shí)世界是模擬的，時間和幅度上是連續(xù)的，聲音的數(shù)字化主要包括采樣、量化、編碼等步驟。波形聲音可以把音樂、語音都進(jìn)行數(shù)字化并表示出來，但這并沒有將它看成音樂和語音。對聲音的抽象化（即符號化）表示包括兩種類型，一種是音樂、一種是語音。聲音的符號化即將聲音轉(zhuǎn)變?yōu)榉栃蛄械倪^程。7．聲音的三維化處理所基于的原理是什么？雙工理論的作用在何時體現(xiàn)得較為明顯、何時又會失效？耳廓模型的建立是為了達(dá)到什么樣的目標(biāo)？聲音的三維化處理基于的原理是雙工理論。人耳對聲音定位的特性，通過大腦的綜合作用后，對有差別的聲音信號進(jìn)行了相對于空間位置的定位。很顯然，如果按此方法使用計(jì)算機(jī)向人耳提供不同的聲音，人的大腦也會綜合出聲音的位置信息。雙工理論過于簡單，這一理論實(shí)際上是處于一個較理想的狀態(tài)下，即無反射、無折射和單頻率等，但實(shí)際上人耳所處的環(huán)境比雙工理論描述的環(huán)境要復(fù)雜得多。按照雙工理論，人耳應(yīng)沒有在垂直平面的定位能力，不能夠區(qū)分前后，因?yàn)樵谶@些情況下兩耳間聲音的到達(dá)時間差I(lǐng)TD和兩耳間聲音的強(qiáng)度差I(lǐng)ID都幾乎為零；而實(shí)際上，人耳確實(shí)具有這方面的能力，這就是耳廓的作用。耳廓模型的建立，主要為了模擬出人耳的聽覺特性，具體來講，就是模擬如何解析聲源的本身信號特征、聲源的空間三維位置、聲源所處的環(huán)境這3個因素。建立正確的耳廓模型有利于創(chuàng)造三維的虛擬聽覺空間。8．視覺心理學(xué)對視覺信息的處理輔助體現(xiàn)在哪些地方？如何利用這些心理學(xué)特性？雖然光的物理特性與心理知覺有關(guān)，但并不是線性的。把物理波的強(qiáng)度加倍，感受到的亮度卻并不加倍。對光的色調(diào)和亮度的感覺不僅和它的頻率與強(qiáng)度有關(guān)，而且還和它出現(xiàn)的背景有關(guān)，和同時出現(xiàn)的周圍光有關(guān)。即使是最簡單的物理因素也要受到神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜分析，從而產(chǎn)生出復(fù)雜的心理知覺反應(yīng)。