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1引言
多媒體技術是計算機技術和社會發展進程中人類總需求的結合。計算機技術發展的初期解決的是數值計算問題,誕生的緣由是美國為了研究軍事技術,對攻擊精度的計算。計算機硬件設備的發展,使計算機處理數據的能力越來越強,逐漸從處理數值發展到對復雜的多種形式媒體的處理。多媒體技術融合了對數據、多種媒體、復雜的智能化處理和交互,并在高速信息網的作用下實現了信息資源的共享。目前,計算機多媒體技術已經改變了人類的生活方式,促進了現代文明的進程,廣泛應用于軍事、工業、通信、教育、金融、娛樂等諸多領域。
2多媒體技術的特征
從計算機處理多媒體的種類和處理的效果、人類接受的方式來分析,計算機多媒體技術主要具有多樣性、集成性、數字化、實時的交互性等特征。
2.1多樣性
計算機多媒體技術面向的媒體種類眾多(章惠,多媒體技術和教學的有機結合:洛陽大學學報,2003),從最初的數值處理發展到了人類感官能觸及到的文字、圖像、聲音、動畫、視頻等多種形式媒體的處理。媒體的多樣性,使媒體形式變得豐富多樣,這必將使表達更為自然生動,表現更為靈活,解決問題更為便捷。
2.2集成性
為了獲得更好的展示效果,各種媒體并不是各行其是的。計算機使用不同的媒體,共同展示相同的內容,媒體與媒體之間的融合集成、充分展示,讓人們的不同感官得到充分刺激,使人們更易于接受(孫濤,計算機多媒體技術的應用:長春理工大學學報,2011)。為了多媒體后期的運用,各種媒體會被進行數字化處理,然后由多通道統一采集、編輯、存儲、檢索、顯示、傳輸與合成。計算機領域內最新的硬件和軟件技術也將促使多種媒體更好的處理效果和更快的處理速度。
2.3數字化
多媒體中的各種媒體,進入計算機后,已全部轉化為了數字,以數字的形式展示和存儲。圖像經采樣量化后,以BMP、RGB、CMYK、黑白灰度圖等數字化形式顯示、存儲;聲音是通過一定的采樣頻率和采樣周期,實現模擬到數字的過程;而視頻是在每幀圖像和聲音的采樣、數字化基礎上,形成的連續信息。
2.4實時的交互性
傳統媒體是指報紙、廣播、電視、雜志,這些媒體只能單向、被動地傳播信息,不能稱其為多媒體。多媒體技術與傳統媒體最大的區別就是實現了人機交互,使用戶能對多媒體信息進行主動選擇、操縱和控制,使得獲取和使用信息變被動為主動,同時被人的多種感官所感受、體驗。不僅如此,因為多媒體的實時性,即是視頻、聲音等媒體是沒有延遲的,隨著時間的變化而變化。所以,多媒體的交互在高速網絡的幫助下,能做到沒有延遲的做出實時反饋。
3計算機創新技術在多媒體技術上的應用
多媒體技術涉及范圍非常廣泛,包括了計算機軟硬件技術、數字信息處理技術、數據壓縮、高性能大容量存儲、網絡通信技術等等。這些日新月異發展的新手段、新技術,推動多媒體系統逐步進入人類社會許多領域。多媒體新的技術不時涌現,帶給人們新的驚喜。人工智能是一門新的科學技術,甚至有些大學將人工智能從計算機科學與技術專業剝離出來,獨立成一個專業,在學生本科期間就進行相關研究。但事實上,人工智能是建立在數學和計算機科學與技術基礎上的高層次學科,是一門近幾年出現的最引領人類研究興趣的技術。人工智能研究的最終結果就是機器人,而事實上,機器人集多種媒體表現于一生,通過機器人的觸感模仿人類去理解和辨別外界。人工智能研究的圖像識別、自然語言處理、語言識別融合在了機器人身上,與多媒體技術廣泛結合,應用于人類生活。我們從機器人身上看到了人工智能對多媒體技術的影響。下面從涉及到的幾個方面去分別探討。
3.1計算機視覺
人們通過感官獲取外界信息,僅視覺就能獲得外界80%-90%的信息(王守佳,基于圖像的人體檢測跟蹤和人臉識別的研究:吉林大學,2013)。計算機視覺是一門屬于計算機智能的學科,采用了動物視覺原理,具有獲取圖像、分析圖像到理解圖像的工作過程。計算機視覺通過鏡頭等圖像傳感設備代替人類的眼睛來獲取周圍環境的圖像,依靠計算機來代替人類大腦的工作,將采集到的圖像進行分析和處理。人類處于一個三維的環境之中,計算機視覺技術可以幫助分析處理。處理的手段可分為三個層次,底層、中間層、高層。底層就是圖像處理技術,將二維圖像去噪、邊緣檢測后進行分割、根據圖像特征進行提取、圖像識別等。中間層是指對圖像、視頻外在特征的歸納判斷,譬如形狀、顏色、運動軌跡等。高層,即是對外界事物和環境的觀察和理解。由以上三個層次可見,利用計算機視覺技術能對數字化圖像改變形態、尺寸、色彩調整、文件格式轉換等。目前,計算機視覺技術還能對圖像進行高效的檢測、高速的識別,對運動軌跡進行精準判斷。而這些已被廣泛地應用于多媒體產品中。
3.2音頻技術
聲音是多媒體技術經常采用的一種媒體形式,包括了語音和音樂等。多媒體通常需要通過聲音去烘托主題氣氛,彰顯意境。特別是自學型多媒體系統和多媒體廣告,沒有人進行現場講解,那么就需要加入聲音進行解說,這樣,數字音頻信號顯得更加重要。音頻技術基于電聲技術,主要包括:去噪、壓縮、調整振幅等的數字化處理,以及語音處理和識別。長久以來,語音識別是人們的夢想,人們一直期盼計算機能夠聽懂人說話,根據人的語言做出相應動作,這也是設計智能計算機的目的之一。如今,具備多種語言識別功能已成為多媒體設備的標配,識變率也非常高。無論持哪種語言、地方口音的人們,都能通過語音轉化為文字,甚至通過語音傳送指令,得到回應、達到意圖。
3.3虛擬現實技術
虛擬現實技術是利用計算機多媒體技術,運用3D場景、燈光、聲音、動感創造模擬出真實氛圍,為用戶建立出一個虛擬環境。虛擬現實技術與計算機仿真技術相結合,將用戶置身其中進行學習、工作與娛樂。這種技術已被廣泛應用于教育教學、科普、軍事、醫療、娛樂以及大型的網絡游戲中。虛擬技術投入成本較高,成熟的設施主要運用于教學,比如多媒體航空飛行教學系統,通過該系統,可按100%比例局部展示表盤、操縱桿、艙外景物,通過配合空中場景、感知各種場景給身體帶來的變化。使用這套系統進行模擬訓練,可以有效的提高飛行員對飛機的操作水平。隨著計算機技術的迅猛發展,虛擬現實技術成為目前的高新技術。在多媒體環境中,多種媒體的相互融合,使媒體的形式更加多樣,多媒體技術在模式識別、語音識別和傳感技術基礎上,提取對象面部特征,模擬觸覺、視覺、聽覺等感官,使人處于逼真的三維世界,當人有反應或行動時,場景還會適時變化,即是讓人如臨其境的、自然的與計算機進行交互。虛擬現實技術具有非常廣闊的發展前景,為人們的日常生活提供了很多樂趣和便捷。
3.4網絡化
多媒體應用的數據通道是通信網絡,網絡給了多媒體更大的施展空間。多媒體技術的應用要想在網絡上有所建樹,必要受通信技術的影響。在網絡通信技術的進步和整合下,網絡帶寬影響傳輸速率、通信協議影響傳輸可靠性、交換方式影響信道利用率,這些勢必會影響多媒體的傳輸。計算機網絡給用戶提供了一個難以想象的龐大的信息網絡平臺,豐富的信息資源隨手拈來,方便于人們的學習、工作和生活交流。而無線網絡技術的發展,使資源變得隨手可取(李曉靜,計算機多媒體技術的應用現狀與發展前景:科技情報開發與經濟,2007),人們可隨時隨地通過訪問全球網絡和設備,便捷地實現對多媒體資源的共享,是未來發展的主題。計算機技術的不斷創新和發展,促使了巨大的變革。CPU、內存、GPU等在內的計算機終端硬件設備性能越來越先進;而網絡設備,例如服務器、路由器、網橋、交換機等也越來越強大。計算機計算的精度、速度、邏輯判斷能力和充裕的帶寬,讓人們更加游刃有余的與網絡虛擬世界互動。網絡環境的高質、高速,消除了人與人空間和時間上的困擾,能全方位的為人類效勞。動態和交互式多媒體技術還能在網絡環境中創建更形象的2D和3D場景。辦公、教學和娛樂工具在視頻、音頻設備的協助下,集成在終端多媒體計算機中,新一代用戶界面與人工智能等個性化、網絡化的多媒體軟件應用,可隨時與身處世界任何角落的人們進行交流。
4結論
在計算機技術迅猛發展的征途中,多媒體技術觸及人類生產生活的方方面面。近年來,不斷涌現的新理念、新技術,促使了多媒體技術日新月異的發展。計算機多媒體技術在人工智能的引領下,實現了新的技術革新,在高速網絡的協助下,將使多媒體有著更全面的應用前景。而在當前多媒體技術加速融合于產品的境況下,將各種多媒體技術進行整合,實現多媒體應用之間的無縫鏈接,既是這個領域的挑戰也是機遇
作者:成敏 羅四維 單位:中國人民解放軍78098部隊 中國人民解放軍66033部隊