【文章內容簡介】 準和實用化成為大家關注的問題。 　　1990 年， Microsoft 公司與多家廠商召開多媒體開發(fā)工作者會議，共同對多媒體技術的規(guī)范化管理制定了相應的技術標準，即多媒體個人計算機標準 MPC1 ，對多媒體計算機所需配置的軟硬件規(guī)定了最低標準和量化指標。 　　1991 年，在第六屆國際多媒體和 CD － ROM 大會上宣布了擴展結構體系標準 CD － ROM/XA ，從而填補了原有標準在音頻方面的空缺。 　　1992 年， Microsoft 公司推出了 Window3 ． 1 操作系統。它不僅綜合了原有操作系統的多媒體擴展技術，還增加了多個多媒體功能軟件（媒體播放器、錄音機等），同時加入了一系列支持多媒體的驅動程序、動態(tài)鏈接庫和對象鏈接嵌入（ OLE ）等技術。同年，在美國拉斯維加斯舉行的 COMDEX 博覽會上出現了兩大熱點：筆記本電腦和多媒體計算機，并在同年正式公布 MPEG － 1 數字電視標準，它是由活動圖像專家組（ MovingPictureExpertsGroup ）開發(fā)制定。 　　1993 年， MPC 機在美國引起巨大興趣，各種多媒體產品不斷出現，使人目不暇接，多媒體技術已進入突飛猛進的時代。多媒體個人計算機協會進一步發(fā)布了多媒體個人計算機標準 MPC2 ，使多媒體計算機的功能標準有了大幅度的提高。 1995 年， MPC3 標準推出，使多媒體計算機的性能更進一步完善，人們在計算機上可以看到高品質的視頻圖像，也能聽到 CD 音質的聲音。 　　1993 年，美國伊利諾斯大學的超級美國計算應用國家中心開發(fā)出第一個萬維網瀏覽器 Mosaic 。 　　1994 年，吉姆 克拉克（ JimClark ）和馬克 安德森（ MarcAndreesen ）開發(fā)出萬維網瀏覽器 Netscape 。 　　靜態(tài)圖像的主要標準稱為 JPEG 標準，它是專家組 JPEG （ Joint Photographic Experts Group ）建立的適用于單色、彩色及多灰度連續(xù)色調靜態(tài)圖像的國際標準。該標準于 1991 年通過，成為 ISO/IEC10918 標準，全稱為 “ 多灰度靜態(tài)圖像的數字壓縮編碼 ” 。它不僅適于靜態(tài)圖像的壓縮，電視圖像序列的幀內圖像的壓縮編碼，也常采用 JPEG 壓縮標準。 　　視頻 / 運動圖像的主要標準是國際標準化組織下屬的一個專家組 MPEG （ Moving Picture Experts Group ）制定的五個標準 MPEG1 、 MPEG2 、 MPEG4 、 MPEG7 和 MPEG21 標準。與 MPEG1 、 MPEG4 等效的國際電信聯盟（ ITU ）標準，在運動圖像方面有用于視頻會議的 H ． 261 、用于可視電話的 H ． 263 。 (3) 蓬勃發(fā)展階段 　　多媒體各種標準的制定和應用極大地推動了多媒體產業(yè)的發(fā)展。很多多媒體標準和實現方法已做到芯片級，并作為成熟的商品投入市場。 1997 年 1 月， Intel 公司推出了具有 MMX 技術的奔騰處理器，使它成為多媒體計算機的一個標準。 　　多媒體技術蓬勃發(fā)展的另一代表是 AC97 （ AudioCodec97 ）杜比數字環(huán)繞音響的推出。在視覺進入 3D 境界后，對聽覺也提出了環(huán)繞及立體音效的要求。 　　隨著網絡及新一代消費性電子產品（如電視機頂盒、 DVD 、可視電話、視頻會議等）的崛起，強調應用于影像及通訊處理上最佳的數字信號處理器，經過結構包裝，可由軟件驅動的方式進入消費性的多媒體處理器市場。 　　1996 年， ChromaticResearch 公司推出整合了 MPEG1 、 MPEG2 、視頻、音頻、 2D 、 3D 以及電視輸出等七合一功能的 Mpact 處理器，引起市場高度重視，現已推出 Mpact2 第二代產品，應用于 DVD 、計算機輔助制造、個人數字助手和移動電話等新一代消費性電子產品市場。 　　與此同時， MPEG 壓縮標準也得到推廣應用，已開始把活動影視圖像的 MPEG 壓縮標準推廣應用于數字衛(wèi)星廣播、高清晰電視、數字錄像機以及網絡環(huán)境下的視頻點播（ VOD ）和 DVD 等各方面。虛擬現實技術正向各個應用領域延伸。 (4) 多媒體技術的發(fā)展方向 　　21 世紀將是多媒體技術飛速發(fā)展的世紀，也是多媒體應用不斷拓展的世紀。多媒體技術會進一步深入到社會的各個領域中。視頻壓縮傳輸、模式識別、虛擬現實、多媒體通信等尖端技術的發(fā)展會改變整個人類的生活方式。 ① 分布式、網絡化、協同工作的多媒體系統 　　在當前形式下，有線電視網、通信網和因特網這三網正在日趨統一，各種多媒體系統尤其是基于網絡的多媒體系統，如可視電話系統、點播系統、電子商務、遠程教學和醫(yī)療等將會得到迅速發(fā)展。多媒體通信網絡環(huán)境的研究和建立將使多媒體從單機單點向分布協同多媒體環(huán)境發(fā)展，在世界范圍內建立一個可自由交互的通信網。一個多點分布、網絡連接、協同工作的信息資源環(huán)境正在日益完善和成熟。 ② 三電（電信、電腦、電器）通過多媒體數字技術將相互滲透融合 　　多媒體技術的進一步發(fā)展將會充分地體現出多領域應用的特點，各種多媒體技術手段將不僅僅是科研工作的工具，而且還可以是生產管理的工具、生活娛樂的方式。例如信息家電新理念的提出，有人預測未來的家庭不必購買那么多名目的家用電器，而代之以一個多媒體系統。它能夠提供比現在所有家用電器更多更強的服務功能，如欣賞聲像圖書館的各種資料，向綜合信息中心咨詢、電子購物等。 ③ 以用戶為中心，充分發(fā)展交互多媒體和智能多媒體技術與設備 　　對于未來的多媒體系統，人類可用日常的感知和表達技能與其進行自然的交互，系統本身不僅能主動感知用戶的交互意圖，而且還可以根據用戶的需求做出相應的反應，系統本身會具有越來越高的智能性。 ④多媒體產品及多媒體技術的標準化 　　多媒體標準仍是研究的重點，各類標準的研究將有利于產品規(guī)范化，應用更方便。它是實現多媒體信息交換和大規(guī)模產業(yè)化的關鍵所在。 　　另外，多媒體技術與外圍技術構造的虛擬現實研究仍在繼續(xù)，多媒體虛擬現實與可視化技術需要相互補充，并與語音、圖像識別、智能接口等技術相結合，建立高層次虛擬現實系統。 　　總之，新一代的多媒體將是網絡多媒體、交互多媒體、自適應多媒體。多媒體技術作為一種整體性的技術，它的研究和發(fā)展需要多方面專家的合作，它的完善與成熟將是多學科、多領域、多技術共同發(fā)展的結果。其研究將向著以下六個方向發(fā)展： ■ 高分辨率，提高顯示質量； ■ 高速度化，縮短處理時間； ■ 簡單化，便于操作； ■ 高維化，三維、四維或更高維； ■ 智能化，提高信息識別能力； ■ 標準化，便于信息交換和資源共享。 　　多媒體系統一般是指具有多媒體處理功能的計算機系統，人們通過鍵盤、鼠標、觸摸屏等輸入設備與計算機交互，獲取需要的多媒體信息。但從更廣泛的意義來說，多媒體系統是一個集計算機、電視、電話、網絡于一體的多媒體信息綜合服務系統，在這個系統中，可以查詢信息、游戲娛樂、欣賞影視和音樂、接打可視電話、視頻聊天、購物、收發(fā)多媒體郵件等。多媒體系統能夠靈活、協調地組織和調用多種媒體信息，它是由多種硬件和軟件組合而成的復雜系統。 四、綜合探究 “因特網直播”服務網站，打開一直播電視節(jié)目并對照家里電視節(jié)目，看是否一致，并舉例說明。，完成下表。 比較項目 虛擬現實 三維動畫 制作過程 交互性 顯示及聲音 時間限制 功能 五、拓展延伸 　　實現流式傳輸有兩種方法：實時流式傳輸和順序流式傳輸。一般說來，如使用流式傳輸媒體服務器，或應用如 RTSP 的實時協議，即為實時流式傳輸；如使用超文本傳輸協議（ HTTP ）服務器，文件即通過順序流發(fā)送，即為順序流式傳輸。 (1)實時流式傳輸 　　實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現場廣播，也支持隨機訪問，用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內容。實時流式傳輸必須保證媒體信號帶寬與網絡連接匹配，使媒體可被實時觀看，這意味著用調制解調器連接網絡時圖像質量較差。如果加上因網絡擁塞或出現問題而導致出錯和丟失的信息都被忽略掉的因素，圖像質量會更差。如果要保證視頻質量，順序流傳輸也許更好。實時流與 HTTP 流式傳輸不同，它需要專用的流媒體服務器與傳輸協議。 (2)順序流式傳輸 　　順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時用戶可再線觀看，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的部分內容，順序流式傳輸不象實時流式傳輸在傳輸期間根據用戶連接的速度做調整。由于標準的 HTTP 服務器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他特殊協議，它經常被稱作 HTTP 流式傳輸。順序流式傳輸比較適合高質量的短片段，如片頭、片尾和廣告，由于該文件在播放前觀看的部分是無損下載的，這種方法保證電影播放的最終質量。這意味著用戶在觀看前，必須經歷延遲，對較慢的連接尤其如此。 　　順序流式文件是放在標準 HTTP 或 FTP 服務器上，易于管理，基本上與防火墻無關。順序流式傳輸不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻，如：講座、演說與演示。它也不支持現場廣播，嚴格說來，它是一種點播技術。 2．流媒體技術的應用 　　流媒體最直接的應用是實時廣播服務，也就是人們常說的網上現場直播服務，它與傳統媒體的播出方式相比更容易實現，費用更低。常見的流媒體技術應用有： (1)視頻點播 (VOD) 　　目前 VOD 技術逐漸趨于完善， VOD 技術廣泛應用于局域網及有線電視網。流媒體的視頻直播應用突破了網絡帶寬的限制，實現了在低帶寬環(huán)境下的高質量影音傳輸，其中的智能流技術保證不同連接速率下的用戶，可以得到不同質量的影音效果。 (2)視頻會議 　　采用流媒體方式傳送音視頻文件，使用者不必等待整個影片傳送完畢就可以實時、連續(xù)地觀看，雖然在畫面質量上有一些損失，但就一般的視頻會議來講，并不需要很高的圖像質量。通過流媒體進行點對點的通信，最常見的就是可視電話。只要兩端都有一臺接入 Internet 的電腦和一個攝像頭，在世界任何地點都可以進行音視頻通信。 (3)遠程教育 　　在遠程教學過程中，最基本的要求就是將信息從教師端傳到遠程的學生端，需要傳送的信息可能是多元的，如視頻、音頻、文本、圖片等。將這些信息從一端傳送到另一端是實現遠程教學需要解決的問題，在當前網絡帶寬的限制下，流式傳輸將是最佳選擇。使用流媒體的 VOD 技術還可以進行交互式教學，達到因材施教的目的。 (4)Internet 直播 　　隨著寬帶網的不斷普及和流媒體技術的不斷發(fā)展，沖浪者能夠在 Internet 直接收看體育賽事、商貿展覽等。廠商可以借助網上直播形式將自己的產品和活動傳遍全世界。網絡帶寬問題的改善促進了 Internet 直播的發(fā)展， Internet 直播已經從實驗階段走向實用，并能夠提供較滿意的音視頻效果。 (5)校園視頻網 　　校園網的建設近幾年來也逐漸呈現出蓬勃向上的態(tài)勢，隨著多媒體技術的不斷發(fā)展，特別是多媒體傳輸技術的突破，使網絡多媒體教學得以實現?，F在已經有成熟的產品，用來組建校園視頻網，提供實時廣播、定時廣播、視頻點播三種通信模式。 　　另外流媒體技術還廣泛應用于遠程監(jiān)控，智能法庭，交通監(jiān)控，遠程醫(yī)療 / 教學，報警系統等。 　　多媒體技術充分利用了計算機的快速運算能力，綜合處理文字、圖片、聲音等信息，但僅停留在對多媒體信息的編輯加工和集成上，現在人們將人工智能技術引入到多媒體技術中，以實現多媒體信息的智能化處理，促進了多媒體技術的智能化發(fā)展。例如人的面部基本特征是不會隨著人的胖瘦而產生很大變化的，面像檢測與識別技術能在人臉部進行檢測，提取面部特征，識別確認人臉。這一技術通過攝像頭，迅速獲取人的面部膚色、紋理、形狀等特征并進行分析，然后存貯這些信息，可用于以后對比和匹配。 　　虛擬現實的應用領域和交叉領域非常廣泛，應用于模擬訓練、軍事演習、航天仿真、娛樂、設計與規(guī)劃、教育與培訓、商業(yè)等領域。如虛擬現實技術戰(zhàn)場環(huán)境，虛擬現實作戰(zhàn)指揮模擬，虛擬現實駕駛訓練，飛機、導彈等的虛擬制造，虛擬現實建筑物的展示與參觀，虛擬手術等等。 (1)醫(yī)學 　　VR 在醫(yī)學方面的應用具有十分重要的現實意義。在虛擬環(huán)境中，可以建立虛擬的人體模型，借助于跟蹤球、 HMD 、感覺手套，學生可以很容易了解人體內部各器官結構，這比現有的采用教科書的方式要有效得多。 　　另外，在遠距離遙控外科手術，復雜手術的計劃安排，手術過程的信息指導，手術后果預測及改善殘疾人生活狀況，乃至新型藥物的研制等方面， VR 技術都有十分重要的意義。 (2)訓練 　　模擬訓練一直是軍事與航天工業(yè)中的一個重要課題，這為 VR 提供了廣闊的應用前景。美國國防部高級研究計劃局 DARPA 自 80 年代起一直致力于研究稱為 SIMNET 的虛擬戰(zhàn)場系統，以提供坦克協同訓練；而在航天領域，利用 VR 技術，還可以模擬零重力環(huán)境，以代替現在非標準的水下訓練宇航員的方法。 (3)輔助設計 　　各種工業(yè)產品、建筑物均需反復構思和設計，利用虛擬現實技術可以使設計人員不斷感受設計的過程，達到身臨其境的效果。美國波音公司 Butler 設計了一架稱為 VSX 的虛擬飛機，它可使設計人員有身臨其境觀察飛外形、內部結構及布局的效果。 (4)科學研究和計算的可視化 　　分子結構模型的建構、大壩應力計算的結果、地震石油勘探數據處理等，均需要三維（甚至多維）圖形可視化的顯示和交互瀏覽，虛擬現實技術為這些科學研究及探索提供了形象直觀的工具。 (5)娛樂、藝術與教育 　　豐富的感覺能力與 3D 顯示環(huán)境使得 VR 成為理想的視頻游戲工具。由于在娛樂方面對 VR 的真實感要求不是太高，近年來 VR 在該方面發(fā)展最為迅猛。如 Chicago （芝加哥）開放了世界上第一臺大型可供多人使用的 VR 娛樂系統，其主題是關于一場未來戰(zhàn)爭；英國開發(fā)的稱為“ Virtuality ”的 VR 游戲系統，配有頭盔式顯示器，大大增強了真實感； 1992 年的一臺稱為“ LegealQust ”的系統由于增加了人工智能功能，使計算機具備了自學習