多媒体技术
第一章绪论
1有关多媒体的基本概念
·多媒体信息处理技术：是指能够同时捕捉、处理、编辑、存储和播放两种以上不同类型信息媒体的技术。常见信息媒体类型包括：文本、图形、图像、动画、音频、视频等。
·静态媒体与连续媒体：
静态媒体（如文本）是没有时间维的媒体，即其播放速度不会影响所含信息的再现。
连续媒体（如视频和音频）是由媒体“量子”（如音频采样和视频帧）组成的，具有隐含的时间维，播放速度影响其所含信息的再现，因此，需要在一段特定的时间里按特定的速度播放；如果播放速度得不到满足，媒体信息的完整性就会受到影响。
·捕捉媒体与合成媒体
捕捉媒体是指从现实世界中捕捉到的真实媒体信息。
合成媒体是指通过计算机合成的媒体。
2单机与网络化多媒体
单机多媒体是指完全由本机提供多媒体应用所需的全部资源。例如，基于计算机的培训与教育（CBT 与CBE）、多媒体制作、多媒体写作、多媒体演示。多媒体计算机
网络多媒体是指基于计算机网络（LAN，MAN，W AN）的多媒体应用。例如，多媒体电子邮件、计算机会议、Internet电话，等等。多采用客户/服务器模式，也有对等模式。
3多媒体应用领域
·多媒体出版
·多媒体办公自动化系统
·计算机会议
·多媒体信息查询系统
·交互式电视与视频点播
·交互式影院与数字化电影
·数字化图书馆
·家庭信息中心：回家工作
·远程教育
·远程医疗
·计算机支持下的协同工作（Computer Supported Cooperative Work）
·媒体空间（MediaSpace）与赛博（CyberSpace）空间
将办公室、公共活动区、公共资源设备等通过计算机网络互联起来，形成超越时空距离的环境，供工作人员交换信息、传递数据或进行讨论，就形成了所谓的媒体空间。
当媒体空间发展到相当大的范围，信息内容极其丰富，用户访问的界面更加方便而且更具沉浸感时，就成为赛博空间。
·虚拟现实（Virtual Reality）
第二章数字化多媒体系统
1基本概念
计算机化的数字式多媒体信息系统。
数字式不等于计算机化。例如，数字式影碟机就不能称为是数字化多媒体系统。
2基本特征
·计算机化
至少对终端用户来说媒体信息的播放是由计算机控制的。
·集成化
涉及的设备的类型与数量尽可能地单一。包括存储集成化、捕捉集成化、播放集成化、网络集成化（ISDN与ISPN）
·数字化
主要是指媒体信息表示的数字化
模拟信号-->数字信号：采样、量化、编码、AD/DA
优点：有利于计算机化与集成化，方便存储、传输与处理
缺点：失真
权衡：数字化的精确性（采样速率与编码位数）与（存储器与网络）带宽
·交互性
四种用户定制化程度：媒体播放开始时间、媒体播放次序、媒体播放速度、播放形式
第三章常见媒体类型
1文本
·非格式化文本：可以使用的字符个数有限（即简单的字符集，如ASCII）而且通常字符的大小固定，仅能按照一种形式和内容使用。纯文本文件
·格式化文本：字符集丰富（如增加罗马字母、各种特殊符号），多种字体、多种大小、多种排版格式。
文本外观可与印刷文本媲美。
2图形与图像
·图形：是可修正的文件，在文件格式中必须包含结构化信息即语义内容被包含在对图形的描述中，作为一个对象存储。一般是用图形编辑器产生或者由程序产生，因此也常被称作计算机图形。
·图像：是不可修正的，在文本格式中没有任何结构信息，因此没有保存任何语义内容，作为位图存储。
图像有两种来源：扫描静态图像和合成静态图像。前者是通过扫描仪、普通相机与模数转换装置、数字相机等从现实世界中捕捉；后者是由计算机辅助创建或生成，即通过程序、屏幕截取等生成。
象素是图象数字化的基本单位。每一个象素对应一个数值，称为象素的振幅。数字化位数称为振幅深度或者象素深度，如1（黑白图象）和24（真彩色图象）
3视频与动画
·帧：一个完整且独立的窗口视图，作为要播放的视图序列的一个组成部分。它可能占据整个屏幕，也可能只占据屏幕的一部分。
·帧速率：每秒播放的帧数。两幅连续帧之间的播放时间间隔即延时通常是恒定的。
在什么样的帧速率下会开始产生平稳运动的印象取决于个体与被播放事物的性质。通常，平稳运动印象大约开始于每秒16帧的帧速率。
电影24帧/秒。美日电视标准30帧/秒，欧洲25帧/秒。HDTV60帧/秒。
·视频（运动图象）：以位图形式存储，因此缺乏语义描述，需要较大的存储能力，分为捕捉运动视频与合成运动视频。前者是通过普通摄像机与模数转换装置、数字摄像机等从现实世界中捕捉；后者是由计算机辅助创建或生成，即通过程序、屏幕截取等生成。
·动画（运动图形）：存储对象及其时空关系，因此带有语义信息，但是在播放时需要通过计算才能生成相应的视图。通常是通过动画制作工具或程序生成。
4声音
录制、存储、播放与合成
5其他类型媒体
以上媒体类型实质上只涉及到视听。人类的认知媒体除此之外还包括触觉、味觉、嗅觉等。因此，多
媒体与多感知是两个不同的概念。
第四章多媒体数据压缩
1基本概念
数字化的音频与视频信息的数据量极其庞大-->数据存储与网络带宽的压力极大-->需要压缩
多媒体信息存在自然冗余，例如，帧与帧之间的象素具有极大的相关性-->能够压缩
无损压缩与有损压缩
衡量一种数据压缩技术优劣的指标：压缩比、压缩算法是否适于实现、恢复效果
2常见压缩标准
2.1 ISO指定的国际标准
. JPEG标准
JPEG（Joint Photographic Expert Group）小组1991年3月提出了ISO CD10918号建议草案：“多灰度静止图象的数据压缩编码”，用于连续色调灰度级或彩色图象的压缩标准，采用离散余弦变换、量化、行程与哈夫曼编码等技术，支持几种操作模式，包括无损（压缩比2:1）与各种类型的有损模式（压缩比可达30:1且没有明显的品质退化）。
Motion JPEG-->Motion Video
.JBIG标准
JBIG（Joint Bi-level Image Group）是一种无损的二值图象压缩标准。JBIG可以支持很高的图象分辨率，常用的文件格式为1728×2376或2304×2896，压缩比可达10:1。
虽然JBIG是二值图象的编码标准，但是它也可以对含灰度值的图象或彩色图象进行无失真压缩，在这种情况下，JBIG是对图象的每个比特面作压缩变换。
.MPEG系列标准
ISO于1992年制定了运动图象数据压缩编码的标准ISO CD11172，简称MPEG（Motion Picture Expert Group）标准，它是视频图象压缩的一个重要标准。MEPG编码技术的发展十分迅速，从MPEG-1、MPEG-2到MPEG-4，不仅图象质量得到了很大的提高，而且在编码的可伸缩性方面，也有了很大的灵活性。
MPEG-1
是以1.5Mbps的速率传输电视质量的视频信号，其亮度信号的分辨率为352×240，色度信号的分辨率为180×120，每秒25或30帧。MPEG-1标准有三个部分组成：MPEG视频（速率小于1.5Mbps）、MPEG 音频（速率为64.2Kbps和19.2Kbps）和MPEG系统（视频和音频的同步）。因此MPEG-1涉及的问题是视频/音频压缩和多种压缩数据流的复合和同步问题。
采用两个基本技术：一是基于16×16子块的运动补偿，可以减少帧序列的时域冗余度；二是基于DCT 的压缩技术，可以减少空域冗余度。设计MPEG算法本身面临着一个矛盾：为了满足随机访问的需要，最好对其使用帧内编码，但是，仅靠帧内编码是无法达到在保证画面质量的前提下而满足高压缩比的需要的。因此，MPEG采取了预测和插值两种帧编码技术。MPEG中的DCT技术不仅用于帧内压缩，而且对于帧间预测误差也作了DCT变换，大大减少了空间域的冗余，达到了进一步压缩的目的。
I帧（I-Frame）（Intracoded Frame）：基准帧（reference frame）。
P帧（P-Frame）（Predicted Frame）：只能根据I帧重建，同时作为重建B帧的基准帧之一。
B帧（B-Frame）（Bidirectional Frame）：根据I帧与P帧重建。
MPEG-1是为中等分辨率视频图象制定的一个标准，特别适合于VCD的性能要求。
MPEG-2
1993年ISO/IEC/JTC/SC29/WG11推出的ISO/IEC 13818标准，是一种高带宽的视频数据流标准。MPEG-2既可以工作在隔行扫描模式下，也可以工作在逐行扫描模式下，最多支持5个音频声道，可以实现立体声环绕。MPEG-2提供了较为广泛的应用，典型的应用有HDTV。
MPEG-2标准主要包括四个部分：
1)MPEG-2视频：主要定义了视频数据的编码表示和图象再现的解码方法及过程；
2)MPEG-2音频：主要定义了音频数据的编码表示和音频编码信息的解码方法及过程；
3)MPEG-2系统：该部分定义了包含视频/音频的复合结构，以及实时播放视频/音频所需的时间同
步信息；
4) MPEG-2的一致性测试规范。
MPEG-3： 是为1920 x 1080 x 30Hz 的HDTV 制定的。后来，人们又发现MPEG-2标准也能够很好地支持这种应用，所以MPEG-3后来成为MPEG-2标准的一部分，称为MPEG-2
High-1440。 MPEG-4
是一种低带宽的视频标准，主要用于视频会议，其视频速率只有64Kbps ，分辨率为176 x 144 x 10Hz 。极低比特率（V ery Low Bit Rate Transfer ）
向前预测
双向预测
2.2 ITU 指定的国际标准
T.120
有关电视会议的国际标准T.120，但不太成功，没有被广泛使用。
H.320
H.320（其原名为Narrow Band ISDN visual telephone systems and terminal equipment ），但是H.320标准还是只适合在ISDN 、E1、T1等高速率的数字网上运行，而并不适合于象在电话线这种窄带网上使用。因此，ITU 从1993年开始着手制定一套新的标准H.324。
表2.6 MPEG-2的级别
H.261P ×64数字通道(64Kbps 到2.048Mbps ，即P=1-30)。图象将会及时压缩及解压，这样就将发出方和接收方之间的等待时间减至最低。H.261唯一的缺点是图象的质量低，后面介绍的H.263标准将取代H.261规范。 H.324标准
H.324是通过一般电话线传送音频及视频信息，并对音频及视频信息进行编码及解码的国际标准。一般电话系统获得广泛采用的原因是使用方便，而且有数量庞大的用户。H.324标准可以将电视会议带给数以百万计的、没有加入ISDN 的用户。
H.324是为与V .34
调制解调器一起使用而设计的。这种调制解调器的总频宽为28.8Kbps ，系统设计者可能会选择质量较低的音频，使图象信号能够有较大的频宽。这项标准亦包括动态频宽分配模式，这样音频频宽就能够在没有音频需要传送时给其他数据使用。
H.324的视频编码器规范比起H .320规范有很大的改进。H.263在图象质量方面可能会较H.261高百分之二十至百分之百。
虽然H.324标准是针对电话线路这种低速率的通信网络制定的，但是由于它采用了很多最新的技术，所以，它肯定也将会取代旧的H.320标准而应用到高速数据网中去，其速率最高可允许2.048Mbps ，它的整体框图如图2.13所示。
视频输入输出音频输入输出用户应用数据 T.120
系统控制电视编码解码器 H.264
音频编码解码器 G.723
数据协议接收传输 延时多路复用 H.223 数据调剂解 调器 MODEM V34/V.8 MODEM 控制 V.25公共网络
控制协议 H.245SRP/LAPM 处理
图2.13 H.324多媒体系统框图
从总体上来看，H.324和H.320的一个重大区别就在于它增加了一个数据通信接口。这是因为H.320主要用在会议电视，H.324则是主要用在多媒体通信，在多媒体通信中，不但要传送电视信号和语音信号，而且还要传送各种计算机数据，尤其是电子通信公告栏的各种数据。具体地说，数据通信接口主要支持多媒体通信的应用，例如电子公告栏，静止图象传输，文件交换，数据库的存取，音频图形会议，设备(如摄像机)的远程控制，网络协议等。所以，它们的最大区别在于H.324不但有视频和音频编码解码器，而
且它还有文件会议系统。H.324与H.320之间的另一个区别在于，H.324把数据Modem及其控制也包括了进去。这是因为本来电话网只是一个模拟信号通信网，只有通过数据调制解调器才能把数据信号经过模拟网络来传输。正因为如此，它的多路复用部分H.223，要比过去的H.221复杂(H.221主要是视频和音频信号的多路复用)。其中视频编码解码器H.263实际上是电视信号的压缩和解压缩技术。如果说H.261吸取了MPEG-1的一些优点，则可以认为H.263吸取了MPEG-2的一些优点。
音频编码解码器G.723主要是用来作为语音信号的压缩和解压缩，本来采用G.723编号，但因为后来发现G.723已经作为ADPCM的标准，所以最近可能会改为G.723.1。
标准的数据通信应用包括应用于实时语音图形会议的T.120、用于简单的点对点静止传输的T.84、用于简单的点对点文件传输的T.434、用于远程设备控制的H.224/H.281，以及包括PPP和IP在内的ISO/IEC TR 9577网络协议，用户数据缓存的V.14或LAPM/V.42也包括在内。最近ITU又对最新标准V.34做了修订，使得它的最高传输速率从28.8Kbps又提高到了31.2Kbps和33.6Kbps。正因为有了这个改进，使得电视电话的传输变得更加方便和现实。
第五章网络化多媒体
5.1 网络化多媒体应用需求
近年来，随着高速网络技术、多媒体信息处理技术的不断发展，出现了很多网络化多媒体应用，如远程学习、远程医疗诊断、计算机会议系统、视频点播V oD（Video on Demand）等。这些网络环境下的网络化多媒体应用对数据存储技术、数据处理技术、通信技术等都提出了很多新的需求。本节首先介绍网络化多媒体系统中涉及到的一些重要的基本概念，然后从多媒体数据的存储与管理、通信方面出发讨论网络化多媒体应用的基本需求。
一．连续媒体数据基本特征：
．实时性
连续媒体录制设备（如视频摄像机）连续生成媒体量子流，这些媒体量子必须实时录制。例如，满足NTSC质量的视频应用每秒将产生30个视频帧（参见表1.1）。从本质上讲，连续媒体的播放过程是其录制的逆过程，而且应该使用与捕捉媒体量子时所用的相同定时顺序来播放这些媒体量子。对该定时顺序的任何偏离都可能导致不良的后果，例如视频运动中出现的痉挛、音频中出现的间断、甚至音频和视频无法分辨。因此，在处理连续媒体时，必须保持同一媒体内的时间连续性。
．媒体间同步
在多媒体应用中，还必须兼顾不同媒体间的同步问题。例如，播放一部影片，就不仅需要维持视频和音频信号本身的时间连续性，而且需要在视频与音频信号之间进行严格的同步，维持严格的“对口型”关系。又如，在播放动画片时，图象和伴音（包括背景音乐和解说词）之间也必须保持同步。
．高数据传送速率和大存储空间
数字视频和音频播放产生的实时数据的数量庞大，例如NTSC质量的视频每秒产生高达27M字节的数据（参见表1.1），因此，需要网络提供高数据传送速率支持连续媒体的实时传送，需要多媒体服务器和用户工作站具有足够的存储空间存储这些连续媒体数据。这就要求多媒体系统必须高效地实时存储、检索和处理连续媒体数据。
实际上，多媒体信息处理的复杂性主要来源于连续媒体数据，多媒体数据对存储、管理和通信等技术提出的新的需求主要来源于连续媒体。
表1.1连续媒体数据类型特征举例
媒体类型说明数据速率
语音质量音频１个信道，８KHz采样速率，每次采样８位64Kbps
CD质量音频２个信道，44.1KHz采样速率，每次采样16位 1.4Mbps
MPEG-2编码视频640*480象素／帧，24位／象素，30帧／秒0.42M字节／秒
NTSC质量视频640*480象素／帧，24位／象素，30帧／秒27M字节／秒
HDTV质量视频1280*720象素／帧，24位／象素，30帧／秒81M字节／秒
2·等时通信与异步通信
根据媒体类型，我们可以将网络中的多媒体通信分解成以下两类：
．等时通信
等时通信用于在端系统之间传送诸如语音与视频之类需要实时处理的连续媒体数据，生成低延迟、低抖动的连续位流。例如，对于PAL制式的视频信号，网络应该每隔40 ms就向播放场地提交一视频帧；对于NTSC制式的视频信号，网络应该每隔33ms就向播放场地提交一视频帧。由于连续媒体通信具有等时性，因此，通常用“流”（stream）这一术语来抽象表示端到端连续媒体通信。
．异步通信
异步通信用于在端系统之间交换那些不需要实时存储或者处理的静态媒体数据。面向分组的通信技术最适合于这些突发性通信量。
显然，这两类通信必须以并行或者“混合”方式在同一个网络（如100 Mbps 的高速Ethernet、FDDI、B-ISDN等)中传送，才能较好地支持多媒体通信。
3·网络化多媒体应用程序分类
网络环境下的网络化多媒体应用程序可以分成以下四类：
第一类是点对点非实时交互式应用程序，如个人多媒体电子邮件。这类应用程序可以利用现有的点对点通信技术实现，不需要进行实时交互式访问。
第二类是点对多点非实时交互式应用程序，例如多媒体新闻发布。这类应用程序需要将多媒体信息传送到多个目的地，但不需要实时交互式访问。广播可以看做是该类通信的特例。
第三类是实时交互式点对点应用程序，如网络环境下的可视电话。这类应用程序所涉及的通信双方需要进行实时交互式通信。例如，用户可接受的往返延迟一般不能超过800 ms。
第四类是多点实时交互式应用程序，例如桌面计算机会议。这类应用需要在多个参加者之间进行实时交互式通信，而这些参加者可能分散在不同的地点。例如，对于大多数会议应用来说，端到端延迟应该保持在250 ms以下，否则就会使会议参加者感觉信息交流不便利。
显然，具有实时交互作用的第三和第四类应用程序对网络通信系统的要求更高。
二．网络化多媒体应用基本需求
下面，我们就基于客户/服务器模式讨论网络化多媒体应用的需求。图1.1是简化的基于客户/服务器模式的网络化多媒体系统构成逻辑示意图。
因此，在设计网络化
多媒体系统时，必须
考虑以下关键子系
统：
·存储与管理子系图1.1 简化的基于客户/服务器模式的网络化多媒体系统
统：支持多媒体数据的存储、管理、检索与播放。这涉及到媒体服务器与客户端的组织。
·通信子系统：支持客户机与服务器之间的多媒体信息传送。
1·网络化多媒体应用对存储与管理子系统的需求
多媒体数据特别是连续媒体数据对网络化多媒体系统中的存储与管理子系统提出了很多新的需求，要求存储与管理子系统至少应满足如下几个方面的需求：
．实时录制、存取与检索：
视频数字化产生连续记录的视频帧序列；音频数字化则产生连续记录的音频采样序列。由于只有在连续及时播出时媒体量子才能传递其中的含义，因此，多媒体服务器必须保证每一媒体流的录制与播出都是以实时数据速率进行。例如，在录制期间，服务器必须连续存储输入设备（如麦克风或摄像机）产生的数据以
防止设备上的缓冲区溢出。另一方面，在播出期间，服务器从磁盘检索数据的速率必须足以避免输出设备（如扬声器或视频显示器）出现“饥饿”。
因此，连续媒体的检索、计算与播放依赖于时间。数据必须在一个严格定义的最后期限之前播放或读取，而且抖动要小。因此，存储与检索连续媒体数据的算法必须考虑时间限制，需要提供附加的缓冲区来平滑数据流。
．文件长度
同文本和图形相比，视频与音频这样的连续媒体数据需要极大的存储空间。多媒体文件系统需要存储的信息的范围非常宽广，从文本文件到视频及其伴随音频文件，因此必须在磁盘上合理地组织数据以便有效地利用有限的存储容量。例如，未经压缩的CD 质量的立体声音频实时产生的数据量大约是每秒1.4M 位，质量不高但还可接受的MPEG-1压缩视频实时产生的数据量大约是每秒1.5M 位，质量较高的MPEG-2压缩视频实时产生的数据量更高。
．多数据流
存储与管理子系统需要在同一时刻支持多种不同的媒体。它不仅需要确保每个媒体流获得足够的资源以保证对其访问的实时性，而且要考虑来自不同源的不同媒体流之间的同步关系。例如，对影片的检索就不仅需要处理视频与音频信息流，还必须对它们进行严格的同步。这就需要存储与管理子系统提供适当的存储、检索与播放机制。
常规的数据存储与管理机制（如UNIX 系统的存储与管理机制）难以满足这些多媒体数据特别是连续媒体数据的上述要求。首先是吞吐量不够。例如，多数UNIX 系统的文件系统只能同时提交很少的几条连续媒体流。然而，这还不是唯一的问题。现有的存储与管理技术同样不能很好地满足连续媒体的实时性需求。例如，常规磁盘缓存策略就不大适合于连续媒体文件，因为对连续媒体的访问模式通常是顺序的，然而现有系统的策略一般都是为访问具有时间局部性的数据而优化设计的。这些都要求我们重新考虑存储与管理子系统的设计。
2·网络化多媒体应用对通信子系统的需求
通过上面的介绍，我们可以看出多媒体通信的复杂性主要来源于连续媒体。下面，我们就讨论多媒体特别是连续媒体通信的需求。
·压缩与解压缩
我们从表1.1可以看出，多媒体、特别是连续媒体信息源产生的实时数据量非常大，直接进行传送对网络带宽的压力太大。因此，在网络上传送多媒体数据之前，一般都是在信息源对其进行压缩，而在目的地解压缩后播出。图1.2是多媒体数据在网络中传送的示意图。
.高带宽
即使是经过压缩之后，多媒体数据、特别是连续媒体数据的网络带宽需求依然相当可观，例如MPEG-1I 压缩编码的视频流的网络带宽需求依然高达0.42 M 字节／秒。现有的多数网络（10 M bps 的Ethernet 、4/16Mbps 的令牌环、Internet ）的带宽难以满足连续媒体数据的实时传送需要，特别是在有多个用户同时需要通过网络实时传送连续媒体数据时更是如此。因此，多媒体通信需要有高速网络技术提供强有力的技术保证。
数字化压缩传送解压缩播放
源目的地网络
图1.2多媒体数据在网络中的流动
·QoS 支持
服务质量QoS （Quality of Service ）说明网络服务的“良好”程度。随着数字视频、音频以及其它连续媒体类型的出现，对QoS 支持的要求也不断提高。例如，为了支持视频连接，就需要高吞吐量，因此，必须保证提供高带宽。相比之下，音频则不需要很高的带宽。此外，视频和音频数据都可以容忍一定比例之内的分组丢失与位出错；当然，这也依赖于各媒体数据使用的编码技术。表1.2列出了几种通信量所需的QoS 参数值。
为了满足上述需求，多媒体通信网络必须进行必要的增强，以便能够支持更为灵活、更为动态的QoS 选择，从而使传送用户可以对传送连接进行适当的剪裁以满足自己的特定需要。在建立连接时，用户应能量化和表达对这些QoS 参数的希望值、可接受值和不可接受值。随后，通信双方应该就这些参数进行完全端到端的协商。最终达成一致的QoS 参数值应该在连接持续期内得到保证，或者至少在违背协商好的QoS 值时应该提供一定的指示信息；前者称为QoS ‘硬’保证，后者称为QoS ‘软’保证。
·连接
由于多媒体通信特别是连续媒体通信具有通信量大、实时性强等特点，因此在多媒体通信中一般是使用面向连接的服务而不是无连接服务。同时，在连续媒体通信中，提供单工连接似乎比提供全双工连接更好一些，因为许多连续媒体传送从本质上讲都是单工的。例如，在多媒体会议应用中，远程摄像机到本地视频监视器的连接就是单工的。由于必须为连续媒体连接明确地预约资源，因此，在只需要单工传送的时候使用全双工连接会造成网络容量的浪费。如果需要全双工通信，则通过建立第二条单工连接，通常也可以满足需要。此外，对于连续媒体传送来说，两个方向对服务质量的要求往往不同，例如，我们可能希望在一个方向上传送彩色视频而在另一个方向上传送单色视频，此时，使用两条单工连接就比使用一条全双工连接更为适宜。
·协议与服务类型的选择
网络化多媒体应用的种类繁多、需求各异。例如，仅就带宽而言，一个未经压缩的真彩色视频应用需要高达220 Mbps 的传送带宽（即720*512*24位／帧*25帧／秒），而一个电话质量的音频应用只需要64 Kbps 的传送带宽。因此，很难设想能有一种全能的通用通信协议可以同样好地满足所有类型通信量的需要。不同类型的通信量和控制数据往往需要不同类型的通信协议，这就要求系统应该能够依据应用通信量的特征为其选择适当类型的通信协议。
除了提供协议类别选择机制之外，为了支持多媒体数据通信，我们还需要对目前OSI 标准使用的服务类别概念进行扩充。在当前的OSI 框架中，传送服务类别的选择是根据其下的网络服务类型进行的，也就是说，根据网络服务是面向连接的还是无连接的、是可靠的还是不可靠的等因素来选择适当的传送服务类型。对于未来的多媒体应用来说，需要进一步扩充服务类型选择概念，使之包含更多的面向用户的功能。例如，为了提供差错控制领域所需的灵活性，就应该允许传送用户选取符合自己应用要求的差错控制策略，如差错检测与指示策略，差错检测与纠正策略，差错检测、纠正与指示策略，忽略差错策略，等等。
·连续媒体数据传送界面
在传送服务中，常规数据传送界面，例如A T&T 系统V 传送层界面TLI 和BSD 套接字（socket ）中的send()和recv()之类的调用、OSI 中的数据请求data.request 和数据指示data.indication 原语，对于连续媒
表1.2 QoS 参数举例
最大延迟（s ） 最大延迟抖动（ms ） 平均吞吐量（Mbps ） 可接受位出错率 可接受包出
错率
语音
0.25 10 0.064 <101- <101- 视频（TV 品质） 0.25 10 100 102-
103- 压缩视频 0.25 1 2-10 106- 109-
数据（文件传送） 1
- 1-100 0 0 实时数据
0.001-1 - <10 0 0 图象 1 - 2-10 104-
109-
体传送来说都不太理想，因为这些界面都没有为连续媒体等时传送服务提供必要的支持。每次数据传送都是独立的，根本不考虑与其前趋和后继的时间关系。对于连续媒体等时传送来说，发送方应该每隔一段特定的时间间隔就发送一个媒体量子，接收方应该每隔一段相同的时间间隔就收到一个媒体量子，这样才能满足连续媒体应用需要。但是，对于到底应该向客户提供什么样的连续媒体数据传送界面还没有达成共识。
·组通信
很多网络化多媒体应用，特别是CSCW领域的应用，都涉及分散的用户组之间的交互作用。在有许多用户同时接收视听信息的多媒体会议系统中就是如此。其它的多媒体应用系统，如共同编辑系统，也有组行为存在。因此，网络化多媒体系统应该支持组（group）概念。这就要求多媒体通信网络必须提供多点播送（multicast）能力，而且为了适应组规模的动态扩张与收缩要求，通信系统还应该支持动态组拓扑结构。
三．网络化多媒体系统模型
综上所述，为了满足网络化多媒体应用提出的新的需求，网络化多媒体系统需要同时在客户机和服务器所在的端系统和连接客户机与服务器的通信网络提供必要的功能来满足这些需求。本节首先讨论适合于网络化多媒体应用的端系统模型，然后讨论适合于网络化多媒体应用的网络化多媒体系统模型。
1．端系统模型
从功能角度来看，网络化多媒体系统中的端系统至少应该具有以下几个模块：获取／输入模块，播放模块，对象处理模块，数据库子系统和通信界面，如图1.3所示。
获取模块与一组输入设备（如键盘，鼠标，麦克风，扫描仪，摄像机等）打交道，负责获取各种媒体类型的数据。
播放模块管理系统输出。对于多媒体信息的播放来说，需要有适当的设备提供物质支持。例如，
我们需要有高分辨率显示器来播放高质量的图象。更为重要的是，在播放多媒体信息时，必须对相关
的各种媒体信息进行适当的时空同步，才能获得满意的有意义的播放效果。
获取模块和播放模块与媒体类型密切相关，因为它们必须同专门的硬件打交道。
对象处理模块需要执行多种任务。压缩和解压缩就是两项几乎为所有媒体类型都必需的操作。其他功能，例如索引与分类，也可能赋予该模块。对于图象对象，还有很多任务，如平滑与加强，也是必需的。为了进行分段（segmentation）、特征提取和内容描述，还应具备图象分析能力。
多媒体数据库管理系统负责实现DBMS的功能：对象，对象性质，对象之间相互关系的建模；存储系统结构，位置管理与版本控制；安全机制与恢复技术，等等。典型情况下，用户都是通过管理访问和检索活动的查询语言同系统交互作用。
查询模块支持对多媒体对象的检索与处理。用户一般是通过查询或浏览方式访问多媒体系统中的数据。在不能形成精确查询时（多半是由于用户对问题没有精确的认识），用户往往求助于浏览。在许多拥有大量非传统数据的应用领域，如科学数据库中，这样做相当普遍。在多数情况下，用户是想得到有关某个主题的一般信息或者为每个假说寻找支持证据。
对多媒体对象的检索方法可以分成以下四种：
．按标识符（例如索引）检索；
．按条件语句检索；
．借助于例子的相似性检索（similarity retrieval），也称“按实例检索”QBE（Query By Example）；
．按内容检索（或者更为一般地说，按语义检索）。
同传统的数据检索过程不同，对多媒体数据库的检索过程不仅需要考虑如何检索用户需要的数据对象的问题，而且必须考虑如何向用户返回检索到的数据对象的问题。多媒体数据对象通常是由多个数据类型不同的媒体元素组成的聚集单元，元素之间往往存在着复杂的时间与空间同步关系，例如一部影片中的视频和与之相伴的音频之间的“对口型”关系。查询模块必须根据多媒体对象的各媒体元素之间的空间与时间特征，将这些元素有机地从时间和空间上合成起来才能形成一个完整的有意义的多媒体对象并且播放给用户。
通信界面负责与网络打交道，支持多媒体计算机之间的信息交换与共享。
图1.3所示的功能模型提供在互为客户/服务器的对等网络化多媒体应用中的端系统所需的全部功能。在非对称客户/服务器应用中，只需对上述模型提供的功能作适当的剪裁和（或）必要的增强就可构成相
应的专用服务器和客户机系统。
2．网络化多媒体系统模型
根据国内外的研究成果和我们的研究经验，我们认为网络化多媒体系统采用如图1.4所示的结构模型比较合适。
·集成式服务网络层
该层不仅能够提供诸如文本文件传送之类的传统数据通信服务，而且能够提供涉及音频和视频等连续媒体在内的多媒体通信服务，提供集成式服务。等时Ethernet 、快速Ethernet 、FDDI-II 、DQDB 、ATM 都可以提供支持网络化多媒体应用的集成式网络服务，提供下层基础网络设施。Internet 也在向集成式服务网络方向发展。为此，计算机工作者已经研究出了多种可以支持多媒体通信的网络层协议，例如IPv6、RSVP 和ST-2等。
．集成化传送协议层
传送协议层既提供支持连续媒体数据等时传送的高速传送协议、支持媒体内时间连续性的实现，也提供支持静态媒体数据异步传送的传统协议，允许高层对该层协议与服务进行适当的剪裁和配置，以便满足不同应用的特定需要。
HeiTP 、RTP 、XTP 等都是可以支持连续媒体数据传送的协议。
．协奏层
多媒体信息处理的复杂性主要来源于连续媒体数据，在处理连续媒体数据时，不仅需要保持同一媒体内的时间连续性，而且常常需要维持不同媒体间（包括连续媒体之间以及连续媒体与离散媒体之间）的同步关系。协奏层就支持这种媒体间同步（如“对口型”）关系的实现, 提供实时同步机制来控制事件定序和多媒体交互作用之间的准确定时。
．网络化多媒体应用支撑平台层
通信网络
图1.3 网络化多媒体系统中的端系统功能组成模型
网络化多媒体应用层 系 网络化多媒体应用支撑平台层 统 协奏层 集成化传送协议层 管 集成式服务网络层 理 图1.4 网络化多媒体系统模型
网络化多媒体应用支撑平台提供一种基于对象的网络化多媒体应用设计环境。在该环境下，用对象来建模组成网络化多媒体应用的各元素，对象之间的交互作用由调用机制提供，从而可以向程序员隐蔽对象的位置。当然，这需要平台提供在分布环境下定位与管理对象的机制。开放分布处理参考模型RM-ODP （Open Distributed Processing Reference Model）为该层提供了一种可资借鉴的模型。但是，由于RM-ODP 在制订时并没有充分考虑连续媒体的需要，因此需要对该模型进行必要的扩充才能使之成为充分支持网络化多媒体应用的平台模型。
．网络化多媒体应用层
网络化多媒体应用层向端用户提供各种各样的网络化多媒体应用，如计算机会议、网络化多媒体信息点播、远程学习、远程医疗诊断等。
．系统管理
同传统的分布式系统相比，网络化多媒体系统中的资源的种类与数量繁多、应用的类型与规模庞大，因此系统管理是一个非常重要的问题，必须妥善解决，才能使网络化多媒体应用真正走向实用。
系统管理贯穿参考模型的所有层次，提供保障网络化多媒体系统正常运行所需的各种管理功能。在每一层上，都要配置相应的管理器，彼此协调（包括层间协调和对等协调），共同完成整个系统的管理工作。在网络化多媒体系统中，系统管理不仅要提供传统的管理服务（如配置管理、安全管理、记帐管理，等等），而且必须提供QoS管理机制以便适应多媒体应用的新的要求、特别是连续媒体的要求。其中，故障管理负责检测、隔离和纠正系统中发生的异常操作等；记帐管理通知用户有关资源的使用情况及其所需支付的费用等；配置管理用来设置操作参数、初始化和关闭活动、收集有关运行的数据、改变系统配置、为与各种活动相关的对象集命名等；性能管理通过收集运行数据、维护和考察系统历史日志，对系统的运行情况进行评价等；安全管理提供有关鉴别、授权机制的控制与维护、访问的控制与维护、密钥管理、安全日志的维护与检查等机制；QoS管理负责与QoS有关的各项工作，保障系统提供满足用户需求的QoS，这是网络化多媒体系统有别于传统分布式系统的非常重要的一个方面。
第六章服务质量
一．QoS概念与现有网络QoS机制的不足
近年来，高速网络技术和多媒体工作站技术的飞速进步为网络化多媒体系统的发展奠定了基础，出现了很多新型的网络化多媒体应用，如远程学习、计算机会议、远程医疗诊断、远程多媒体数据库访问、多媒体电子邮件等。用户对这些网络化多媒体应用一般都有一定程度的服务质量QoS（Quality of Service）要求，要求系统对诸如网络带宽、吞吐量、端到端延迟、端到端延迟抖动、分组出错率和比特出错率等QoS参数提供一定的承诺，因此，网络化多媒体系统需要强有力的QoS管理机制来满足用户的要求。
所谓服务质量QoS是指服务性能的聚集效应，它决定用户对特定服务的满意程度。然而，现有网络对QoS概念的支持还比较薄弱。多数网络虽然允许服务用户说明对服务提供方的QoS要求，但是通常并不保证一定满足用户的QoS要求。例如，在IP协议中，只允许IP用户通过IP分组头部中的服务类型域进行简单的定性QoS说明（如低延迟、高吞吐量、高可靠性等），不能进行严格的定量QoS说明，而且下层网络机制也不提供QoS承诺。实际上，现有的多数网络系统在设计时并没有考虑对定量QoS的支持。例如，对于Internet来说，支持可靠的数据传送是它的主要设计目标，提供定量QoS保证仅属次要考虑。
其次，多数现有网络中的QoS一般都具有静态性。通信双方一经商定QoS参数值，在通信过程中，QoS参数值始终保持不变，不能对QoS参数值进行动态“再协商”。不经过拆除／重建连接阶段，用户就不能改变连接的QoS，也不能在面对有限资源时重新进行权衡。例如，用户不能选择将已有的一条视频连接的质量从彩色降级到单色，以便打开一条新的音频连接。此外，服务提供方必须承诺在整个连接生命期内提供协商好的QoS。如果不能继续维持协商一致的QoS，服务提供方往往就单方面地关闭连接，因为现有多数网络还没有能将此情况通知用户并允许用户申请可接受的较低QoS水平的机制。
因此，现有网络的QoS管理机制难以适应网络化多媒体系统及其应用的QoS要求，需要有新型的QoS 管理机制支持网络化多媒体系统的研究与发展。
二．网络化多媒体系统中的QoS管理基本观点
近年来，随着网络化多媒体系统研究工作的不断深入，人们对网络化多媒体系统中的QoS概念及其管理机制的认识也不断深化，形成了如下基本观点：
1．QoS管理机制面临的新的挑战主要来源于连续媒体
多媒体信息处理技术是指能够同时捕捉、处理、编辑、存储、传送和播放两种以上不同类型信息媒体的技术。这些信息媒体类型包括文本、图形、图像、动画、音频、视频等，可以分成静态媒体（static media）和连续媒体（continuous media）两类。静态媒体（如文本）是没有时间维的媒体，即其播放速度不会影响所含信息的再现。静态媒体也称离散媒体（discrete media）。连续媒体（如视频和音频）是由媒体“量子”（如音频采样和视频帧）组成的，具有隐含的时间维，播放速度影响其所含信息的再现，因此，需要在一段特定的时间里按特定的速度播放；如果播放速度得不到满足，媒体信息的完整性就会受到影响。
连续媒体数据的录制、访问、传送与播放过程具有较强的实时性和等时（isochronous）性。例如，NTSC 质量的视频应用每隔1/30秒就应产生１个视频帧。这就使得在录制、访问与播放连续媒体时会实时产生很大的数据量，例如未经压缩的NTSC质量的真彩色视频应用每秒可产生高达27M字节（30帧／秒＊640＊480象素／帧＊24比特／象素）的数据量。因此，在网络上传送多媒体数据之前或在多媒体计算机上存储多媒体数据之前，一般都要在信息源对其进行压缩，而在目的地解压缩后播出。图1.2是多媒体数据在网络中流动的示意图。在处理连续媒体数据时，不仅需要保持同一媒体内的时间连续性，而且通常需要维持不同媒体间的同步关系。例如，播放一部影片，就不仅需要维持视频和音频信号本身的时间连续性，而且需要在视频与音频信号之间进行严格的同步，维持严格的“对口型”关系。因此，多媒体信息处理的复杂性主要来源于连续媒体数据，网络化多媒体系统中QoS管理机制面临的新的挑战也主要来源于连续媒体数据。
２．QoS管理应该是可配置的
网络化多媒体应用的QoS需求呈多样化趋势。不同类型的媒体对QoS参数值的要求可能相距甚远。例如，一个未经压缩的NTSC制式的真彩色视频应用需要高达27 M字节／秒的带宽，而一个电话质量的音频应用只需要64Kbps的带宽。不同的网络化多媒体应用对QoS 的具体要求通常也有所不同。例如，实时交互式计算机会议系统对端到端通信延迟要求相当严格，一般要求在250ms以下；多媒体电子邮件则无此严格要求。因此，网络化多媒体系统中的QoS管理机制应该是可配置（configurable），允许用户对系统的QoS管理功能进行适当的剪裁，以便建立与特定应用相适应的QoS级别，满足用户的特定需要。
３．QoS管理应该是完全端到端的
在网络化多媒体系统中，QoS管理还应该建立在从源地到目的地的完全端到端（full end-to-end）的基础之上。例如，一个用于远程视频播放的端到端活动就可能由以下几部分组成：从媒体服务器获得视频，在源地进行压缩，将其传送到目的地，在目的地进行解压缩并根据播放窗口的大小对视频按比例进行调整，最后在视频窗口播放（参见图1.2）。在该端到端路径上，任何一个环节违背了QoS要求，都会损坏播放的完整性（除非其下游环节能够予以补偿）。因此，用户应该从各个环节所支持的QoS中抽象出来，为完全的端到端会话配置QoS；系统应该对涉及到的各个环节进行协调，以确保维持抽象的端到端QoS水平。为了体现完全端到端QoS需求这一概念，同时也为了方便地刻画连续媒体的通信特征，通常使用术语“流”（flow）来表示从媒体数据的产生、传送直至最终消费所经过的完整的端到端路径。流应该由一个QoS 语句来控制。
４．QoS管理应该是层次化的
目前，人们还没有就网络化多媒体系统的体系结构参考模型达成共识，即对体系结构到底应该由哪些层次组成、各层的功能及其相互关系是什么还没有达成完全统一的认识。但是，对于网络化多媒体系统应该采用分层体系结构这一点已为计算机工作者们普遍接受。如果将完全端到端的QoS管理观点映射到网
络化多媒体系统的分层体系结构上，就形成了层次化QoS管理观点。
５．QoS应该是动态的
在网络化多媒体系统中，仅在会话开始时说明QoS 参数值并且要求它们在会话期间都保持不变是不够的，在实际应用中也不易实现。系统应该提供一种比较灵活的界面，允许用户根据实际情况在会话期间动态地变更QoS参数值。例如，如果由于网络负载的增加而导致系统无法继续维持应用所需的QoS水平，则系统应该通知用户有关QoS降级的必要信息。在此情况下，用户可能并不是简单地关闭该条会话或者只是被动地接受QoS降级，而是可能重新评价各会话的优先级，关闭某个相对次要的会话以释放必要的资源，然后再将发生QoS降级的会话恢复到原先的级别。又如，用户也可能根据实际需要在会话期间主动调整QoS水平，将视频从彩色降级到黑白、将音频从电话音质升级到CD音质，等等。这一切都要求系统提供动态QoS控制能力。
６．QoS承诺
为了适应不同的网络化多媒体应用对QoS的不同要求和动态QoS管理的需要，网络化多媒体系统应该提供多种不同的QoS承诺，可以分成三类：
．确定型（deterministic）QoS承诺
在通信过程中，提供QoS‘硬’保证，确保通信各方协商好的各QoS参数值，不允许有任何违背，否则可能会造成严重后果。这类服务一般用于硬实时应用。例如，远程医疗诊断这样的网络化多媒体应用就需要这类服务来支持诸如患者的X 射线影像数据的实时无差错传送。
．统计型（statistical）QoS承诺
在通信过程中，提供QoS‘软’保证，允许对通信各方协商好的各QoS参数值有一定比例的违约，适合于软实时应用。例如，对于网络化多媒体信息点播服务中的影片点播来说，用户通常可以容忍一定数量的比特错和帧丢失。
．“尽全力”型（best_effort）QoS承诺
与数据报服务同义，不提供任何QoS保证。由于带宽的限制，广域网（如Inte）中的网络化多媒体服务多属于这类服务。随着全球信息高速公路的兴起，广域网中的网络化多媒体服务将逐渐向确定型和统计型发展，以提高网络服务的友好性。
三．QoS参数集
不同的网络化多媒体应用的QoS要求不同，因此应该允许用户使用QoS参数来定量和定性地说明各自的QoS要求。在图1.4所示的参考模型中，由于各层的作用不同，因此使用的QoS参数集也有所不同。下面，我们就按照图1.4所示的参考模型自底向上地依次介绍各层所用的QoS参数集。
１．多服务网络层
ITU-T（原先的CCITT）为ATM虚电路制订的QoS参数集是多服务网络层上的一组比较全面的QoS 参数，列于表1.3。
２．集成化传送层
该层使用的QoS参数主要有吞吐量、端到端延迟、端到端延迟抖动、出错率和优先级。其中，端到端延迟抖动（end-to-end delay jitter）是指在一条传送连接上T-PDU端到端延迟的最大变化量。例如，在一条连接上T-PDU的最小端到端延迟是2ms，T-PDU的最大端到端延迟是5 ms，则该连接的延迟抖动是3 ms。多媒体应用，特别是实时交互式多媒体应用对端到端延迟有严格限制，不能超过人所能容忍的极限，否则会严重影响服务质量。同样，延迟抖动也必须维持在严格界限之内，否则会造成语音的间断、视频的“痉挛”，从而严重影响人对语音和视频信息的识别。不同的网络化多媒体应用对QoS要求的严格程度不同，因此其优先级应该有所不同，如远程医疗诊断应该比多媒体电子邮件优先获得服务。
３．协奏层
该层的QoS参数应该是最大可容忍的媒体间失步。例如，在高质量远程播放一部影片时，就不仅要求系统提供对组成影片的语音流和视频流的高质量等时传送，而且必须保证语音流和视频流之间的“对口型”关系。还应指出的是，用户对两个媒体流A和B之间的最大可容忍失步程度可能是不对称的。例如，由于人们已经习惯于“观景先于听音”，因此，在播放一部影片时，可容忍的语音对视频的最大超前量比可容忍的视频对语音的最大超前量小；实验结果表明：对于NTSC制式的视频应用来说，前者的值在120ms 左右，而后者的值约为240ms。因此，更确切地说，该层的QoS应该用如下两个参数来表示：ahead(A,B)：最大可容忍的A对B超前量；
lag(A,B)：最大可容忍的A对B滞后量。
表1.3ITU-T的QoS参数集
４．平台层
有关该层的QoS应该是端到端的，应用于从源地流经网络直到目的地的完整信息流。在该层次上的QoS参数应当是面向用户的，而不应是面向系统的，低层方面的考虑应当对用户透明，以方便网络化多媒体应用的设计与实现。此外，该层的QoS参数应该是说明性的（declarative），即用户应该说明的是他们需要什么而不是这些需要如何去实现。因此，我们可以考虑将常用的各种QoS水平抽象为各种标准流，例如MPEG-I质量的视频流、MPEG-II质量的视频流、HDTV质量的视频流、CD质量的音频流等，将这些标准流作为QoS参数集，供网络化多媒体应用设计者们选择。
５．应用层
该层应该向端用户提供各种播放片断，例如用来演示具有HDTV质量视频和CD质量音频的影片播放片断等，将这些片断作为QoS参数集，以直观、形象的方式向端用户演示不同的服务质量，供用户选择。
注意，应用可能要求QoS管理机制对同一层中各QoS参数提供不同程度的QoS承诺。以传送层QoS 参数为例。文件传送应用一般要求QoS管理机制对出错率提供确定型承诺，而对吞吐量只要求QoS管理机制提供“尽全力”型承诺；计算机会议系统通常要求QoS管理机制对延迟、延迟抖动、吞吐量提供确定型承诺，而对出错率一般只要求QoS管理机制提供统计型承诺。
还应指出的是，对于各层所用的QoS参数集目前还没有完全达成共识。我们相信，随着网络化多媒体系统研究的深入，人们逐渐会对QoS参数的最优集合达成共识。
四．QoS管理机制的功能
网络化多媒体系统中的QoS管理机制应该贯穿图1.4所示的参考模型的各个层次，每一层都要有相应的QoS管理器，完成以下功能：
１．QoS协商（negotiation）
任何一个网络化多媒体应用的用户都希望网络化多媒体系统提供一定程度的QoS，因此，在使用服务之前，用户应该将其特定的QoS要求通知系统，进行必要的协商，以便就用户可接受、系统可支持的QoS 参数值达成一致，使这些达成一致的QoS参数值成为用户和系统共同遵守的“合同”。
在图1.4所示的参考模型中，用户和系统之间的协商包括双边对等协商、层间协商以及三边协商三种类型，如图1.5所示。
双边对等协商是在两个服务用户（一为呼叫方，一为被叫方）之间进行，不允许服务提供者修改由服务用户提出的建议值。双边层间协商在服务用户和服务提供者之间进行。三边协商在两个服务用户（呼叫方和被叫方）以及服务提供者之间进行，每个QoS参数用一个最小申请值和一个上限来表示。在三边协商中，呼叫方的最低目标是获得最小合同值。服务提供者可以朝着上限值方向修改最小值。被叫方作出最后决定，并将最终结果返回给呼叫方。三边协商可以看作是双边对等协商和层间协商的合成。
（N+1）层
N层
图1.5协商过程示意
２．QoS的监控、适配、再协商
当用户和系统就QoS达成一致之后，用户就开始使用网络化多媒体应用。在此期间，QoS管理机制需要对QoS合同进行适当的维护，对用户和系统的行为进行必要的监控，以便确保用户不违背协商好的QoS参数值并且确保系统维持协商好的QoS水平。
系统需要监视用户提交的数据量，使之符合QoS合同值的要求，称为通信量“定型”（traffic shaping）。当用户向系统提交的通信量超过QoS合同值时，系统将拒绝传送多出的通信量并且将有关情况通知用户；如果用户不将自己的通信量降至QoS合同值，则系统有权单方面撤回向用户提供的服务，称为通信量“管制”（traffic policing）。
如果由于网络负载增加等原因造成系统向用户提供的QoS实测水平低于合同值，则QoS管理机制可以通过适当地调整端系统和网络中间节点的CPU处理能力、网络带宽、缓冲区等资源的分配与调度算法进行细粒度调节，尽可能将QoS实测水平恢复到合同值，此即QoS适配（adaptation）。如果通过QoS适配过程依然无法将QoS恢复到合同值，QoS管理机制就把有关QoS降级的实际情况通知用户。用户可以重新与系统协商QoS，根据当前实际情况就QoS合同值达成新的共识，此即QoS再协商（renegotiation）。QoS再协商的过程实际上是对QoS进行粗粒度调节的过程。当然，用户也可以主动要求提高或降低QoS 水平，即QoS再协商也可以由用户主动发起。
３．QoS映射（mapping）
在如图1.4所示的参考模型中，不同层使用的QoS参数集是不同的。因此，在协商和再协商QoS合同值时，需要在层间进行适当的QoS参数集及各参数值的转换。例如，在计算机会议应用中，假定符合NTSC质量的视频流和电话质量的语音流提供的QoS水平属于中等质量的计算机会议。如果用户通过观看相应的演示片断后选择中等质量的QoS，则应用层QoS管理器就要将其转换成平台层所能识别的NTSC 质量的视频流和电话质量的语音流交给平台层QoS管理器，如此依次进行下去。通过映射，各层都将获得适合于本层使用的QoS参数，供协商和再协商之用。
４．计费管理
无论是局域网环境还是城域网、广域网环境，从向尽可能多的端用户提供服务的角度来看，我们都应该将计费管理纳入QoS管理机制的范畴，将用户所申请的QoS水平和应付的费用有机地结合起来。如果没有计费概念，端用户往往就会选择系统所能提供的最佳QoS而不是可接受的QoS。这通常会大大减少
系统可同时服务的端用户数。因此，QoS管理机制应该有计费管理功能，提供面向不同应用的各种不同的计费标准，以便提供“QoS越低、收费越少”的计费策略，从而鼓励用户选择性能价格比最优的可接受的QoS。只有通过引入适当的计费策略，QoS协商才有可能成为真正意义上的协商。
五．QoS管理实现支持机制
1．接纳控制和资源预约
在提供端到端QoS管理时，接纳控制与资源预约是基本手段之一。对于确定型和统计型QoS承诺，接纳控制和资源预约是必需的。随着用户数量的增加，网络化多媒体系统的负载将不断升高，其性能最终将达到一个“临界”点；在该临界点处，如果再接纳一个用户请求，就会导致系统过载，以至不能继续满足现有用户和新到来的用户的QoS要求。因此，任何一个提供QoS管理机制的网络化多媒体系统都必须在完全端到端的基础之上提供接纳控制功能，拒绝在临界点处到达的请求。
接纳控制通常分两个阶段进行。第一阶段判断能否在完全端到端路径上的端系统和沿途的各中间节点获得所需的资源，这些资源主要包括端系统以及沿途各节点上的处理机时间、缓冲空间和链路的带宽。如果第一阶段成功，则在第二阶段为用户请求预约所需的资源。第一阶段从源向目的地“前向”传播，第二阶段则从目的地向源“后向”传播。如果系统不能按用户所申请的QoS接纳用户请求，那么用户可以选择“再协商”较低的QoS。
接纳控制通过接纳测试来确定资源的可用性。通常，系统至少要进行以下三种不同类型的接纳测试：．可调度性测试：用于测试共享资源的可调度性。例如，在端系统和网络中间节点上对延迟、抖动、吞吐量和可靠性的CPU可调度性和分组可调度性进行测试。
．空间测试：用于测试缓冲区分配，以便提供延迟和可靠性保证。
．链路带宽测试：用于测试主机总线和网络带宽，以便提供吞吐量保证。
当某个用户请求在端系统和沿途各节点都通过各种接纳测试之后，网络化多媒体系统就应该向该用户提供“先验”性能保证，同时信守对其它用户已经作出的QoS承诺。Tenet方法通过对接纳测试的结果进行数学证明做到了这一点。
如果用户请求通过了接纳测试，系统就要进一步为其预约资源。在多数系统中，资源预约是单工（simplex）的，也就是说，只在源地到目的地路径上沿着一个方向预约资源。预约资源时可以采用两种不同的策略。悲观策略按照最坏情况预约资源，即预约最长的CPU处理时间、最高带宽等，从而避免冲突。这种方法将导致资源的较低利用率，但是可以避免冲突、保证质量，适合于确定型QoS承诺。乐观策略则是基于平均工作负载预约资源，因而资源利用率比较高，但是系统可能出现过载，导致QoS降级。这种策略比较适合于统计型QoS承诺。
对于多数多媒体应用来说，资源预约应该是一种分组交换类型的预约，也就是说，在一用户不使用为它预约的那些资源的时候，其他用户（特别是任务紧急的高优先级用户）应该可以使用这些资源。但是，这会相应地提高系统资源管理的难度。
“尽全力”型QoS承诺不需要进行接纳控制与资源预约，因为系统不向需要这类QoS承诺的用户提供QoS保证。用户应用结束后，系统回收相应的资源。
2．基于速率的流控
在网络化多媒体系统中，由于多媒体数据、特别是连续媒体数据的生成、传送与播放具有比较严格的连续性、实时性和等时性，因此源应该以目的地播放媒体量子的速率发送。即使发收双方的速率不能完全吻合，也应该相差甚微。这样才能保证发送方既不会“淹没”接收方，也不会使接收方产生“饥饿”。例如，在NTSC制式下，视频流的接收方应该每秒获得30个视频帧而且应该是每隔1/30秒获得一个视频帧。如果视频帧到达得过早，接收方就需要缓冲它，直到适合该帧的播放时刻到来为止。如果这种局面持续的时间较长，则由于每个视频帧需要的缓冲空间较大，连续缓冲早到的视频帧就会使系统很快用完缓冲区，造成后续视频帧的丢失；如果帧到达得太迟，图像运动就不平稳。因此，为了提供QoS保证、有效地克服抖动现象的发生、维持播放的连续性、实时性与等时性，网络化多媒体系统通常采用基于速率的流控机制，而不是采用传统的滑动窗口机制；这样做不仅可以建立连续媒体数据流与速率受控传送之间的自然对应关系、使发送方的通信量平稳地进入网络以便与接收方的处理能力相匹配，而且可以将流控和差错控制机制解耦。
漏篮（Leaky Bucket）方法是在网络化多媒体系统中比较常用的基于速率的流控方法。使用该方法时，
发送方将数据放到篮中。随着在网络上按一定速率发送数据，数据逐渐排出篮底。数据实际离开主机进入网络的速率由位于篮底的调节器控制。篮的尺寸限制因等待网络而累积的数据量。
3．差错控制
多媒体数据在网络上传送时可能会由于噪声的干扰而出现比特错，也可能由于网络带宽、缓冲区拥挤等而出现分组丢失，因此系统应该通过相应的差错控制机制向应用提供所需的端到端出错率保证。在传统的数据通信服务（如文件传送服务、电子邮件等）中，高可靠性至关重要，系统必须保证数据提交的值域正确性。而在网络化多媒体系统中，多媒体数据在目的地的正确提交通常包含两个方面的含义：值域的正确性和时间域的正确性，而且不同的网络化多媒体应用对这两方面的相对重要性的要求也往往有所不同，通常需要在两者之间进行适当的权衡。此外，传统通信服务中的差错控制机制通常只是在较低层（如数据链路层、网络层）上对数据的畸变、丢失、重复、错序等进行检测、指示与恢复，但是在应该对差错控制策略与行为作出决策的高层（如应用层），差错控制机制往往却被忽略了。因此，网络化多媒体系统不能简单地照搬传统数据通信服务中的差错控制机制，不仅需要增加高层的面向应用的差错控制手段，而且应该提供可配置能力，允许端用户对差错检测、差错指示和差错纠正进行适当的组合，以便剪裁出最适合于应用要求的差错控制策略。例如，象音频和视频之类的连续媒体都具有自然冗余性，可以容忍一定比例的的比特错和帧丢失，因此具有一定的内在容错能力。对于一般的视频应用来说，如果某帧丢失，系统可以通过简单地重播前一帧来维持播放的连续性，一般只提供差错检测与指示机制即可。对于某些应用来说，即使不提供任何差错控制机制，用户也可能接受，例如低收费“尽全力”型网络影视播放等。但是，对于诸如远程医疗诊断中的患者X 射线影像之类的实时差错敏感型数据的传送，就需要提供支持高可靠性、实时性与等时性的差错控制机制。
连续媒体及其压缩技术的引入为网络化多媒体系统中的差错检测机制提出了新的挑战。例如，在采用预测编码的视频数据中，如采用MPEG-2编码的压缩视频流，如果其B帧中的AC参数出现了某些差错，就不太要紧，因为其持续时间很短，人眼很难察觉到。但是，如果帧边界被破坏了，则差错无法恢复。因此，系统应该保护数据流中的结构信息。这就需要对现有的差错检测机制（如检查和、数据单元定序）进行必要的扩充，以便携带必要的结构信息。
超时重传机制（包括返回N重传和选择N重传）根本不适应连续媒体通信的实时性和等时性的要求，因为连续媒体播放不能容忍由于超时重传而带来的高延迟。在网络化多媒体系统中，迟到的视频帧和音频帧通常只能被丢掉，其效果等同于帧丢失。预防型（preventive）差错纠正模式，如前向纠错FEC（Forward ErrorCorrection）和优先级信道编码模式比较适合于多媒体通信、特别是连续媒体通信。采用FEC模式时，发送方可以在原始数据流中增加必要的冗余信息，如对关键帧（如MPEG视频流中的I帧）进行复制，以便接收方在检测到差错时立即通过冗余信息进行恢复，这对于端到端延迟保证的实现非常有利。此外，FEC 通常不需要在播出之前排他性地缓冲数据，一般也不需要从接收方到发送方的控制连接。但是，增加的冗余信息会相应地提高对系统吞吐量的需求，因此系统需要知道发送方与接收方之间的连接出错概率以及应用所需的可靠性，以便合理地确定所需的信息冗余量，降低对网络带宽的压力。此外，FEC也不能保证一定能从丢失的数据中恢复过来（如果丢失的数据恰好没有进行过复制或者源及其副本一同丢失，就会出现这种情况），因此应该对冗余信息的安排进行优化，尽可能地对关键信息进行复制甚至适当地提高其冗余度，从而提高系统的容错能力。
在优先级信道编码方法中，系统将媒体分成多个优先级不同的数据流，为那些所带信息对于重建原始数据流相对而言比较重要的媒体量子赋予较高优先级，其它媒体量子则赋予相对较低的优先级。例如，对于MPEG视频流，I帧的优先级应该高一些，而P帧和B帧的优先级可以低一些。在拥挤期间，系统首先丢掉低优先级的包。
还应指出，压缩技术虽然大大降低了多媒体数据对网络带宽的要求，但同时也大大降低了多媒体数据的内在冗余性，因此相应地增加了网络化多媒体系统中差错控制实现的难度。
4．调度
调度机制是网络化多媒体系统向用户提供并维持所需QoS水平的又一基本手段，也是网络化多媒体系统的重要研究领域之一。最早最后期限优先EDF（Earliest DeadlineFirst）算法是非常著名的实时调度算法之一。在每一个新的就绪状态，调度器都是从那些已就绪但还没有完全处理完毕的任务中选择最后期限最早的任务，并将执行该任务所需的资源分配给它。在有新任务到来时，调度器必须立即计算EDF，排出新的定序，即正在运行的任务被剥夺，并且按照新任务的最后期限决定是否调度该新任务。如果新任务
的最后期限早于被中断的当前任务，就立即处理新任务。按照EDF算法，被中断任务的处理将在稍后继续进行。EDF算法非常适合于周期性实时任务的调度而且可以对任务的处理提供相应的保证。由于连续媒体的生成、传送与播放具有连续性、实时性和等时性，因此媒体量子的生成与处理具有明显的周期性，连续媒体流中的每个媒体量子都有一个隐含的最后期限，基于最后期限来调度进程去处理这些媒体量子非常自然，非常适合连续媒体QoS支持。这样，EDF算法就成为网络化多媒体系统中比较常用的调度算法。
延迟EDD（delay Earliest_Due_Date）算法是对EDF算法的一种扩充。服务提供者按照同每个源协商好的服务合同工作。合同申明，如果源遵守峰值和平均发送速率，服务提供方将保证提供有界延迟。服务提供者根据合同将分组的最后期限设置为应该发送该分组的时间。该时间实际上就是该分组的预计到达时间与交换机延迟界限两者之和。通过预约峰值速率带宽，延迟EDD可以确保每条连接的延迟界限。
抖动EDD（jitter Earliest_Due_Date）算法对延迟EDD做了进一步的扩充，以便提供延迟抖动界限。在为某个分组提供服务之后，交换机就为该分组打上一个“戳”。该戳用来指示该分组的最后期限和实际结束时间之差。位于下一个交换机入口处的调节器在将该分组标记为符合调度条件之前，要将该分组保留戳所指示的那段时间。这样做就提供了最小和最大延迟保证，从而有效地控制延迟抖动。
延迟EDD属于工作保养型（work-conserving）调度算法。该类算法总是以较高的速率为分组提供服务，只要这不影响对其它连接的性能保证即可。只要服务用户有分组要发送，服务提供者就不会空闲。抖动EDD属于非工作保养型（nonworkconserving）调度算法。该类算法不是在任何情况下都以较高速率为分组提供服务。使用该类算法时，每个分组都被显式或隐式地分配一个合格时间。在服务提供者空闲时，即使有分组但其合格时间未到，服务提供者也不传送分组。无论是工作保养型调度算法还是非工作保养型调度算法，都可以提供吞吐量保证。
网络化多媒体系统中使用的调度算法还有很多，如虚拟时钟（Virtual Clo）算法、加权公平排队WFQ （Weighted Fair Queueing）算法等。
5．同步
网络化多媒体应用需要实时同步机制，以便满足用户对媒体间同步的要求，提供协奏层QoS保证。网络化多媒体系统必须提供实时同步机制来控制事件定序和多媒体交互作用之间的准确定时。在网络化多媒体应用中，需要两种风格的实时同步：
．事件驱动同步
这是一种通知某一事件或事件集已经发生并且随后导致有关操作或操作集发生的同步操作。由于连续媒体通信的实时性，因此，与事件驱动同步相关的所有操作必须及时完成。例如，如果用户用鼠标点一下与停止视频播放对应的停止图标，视频播放就应该立即停止。又如，在播放到某一视频帧时在屏幕的适当位置叠加字幕，等等。
．连续同步
当需要将媒体播放设备“捆绑”在一起以便按固定速率播放媒体数据时，连续同步就会发生。视频和与之相伴的音频之间的“对口型”关系就是这种类型同步的典型例子。
一般地，我们可以将在网络化多媒体系统中实现同步的方法分成两类。一类是静态方法。在该类方法中，每个媒体量子（如视频帧或声音采样）都被分配一个时间戳。在播放场地有一个同步实体，该实体的任务就是在指定的时间播放相应的媒体量子。该类方法比较适合于预先定义好的多媒体播放，因为整个播放期间的同步需求都预先知道。但是，该类方法不适合于有动态用户交互作用来改变播放过程的实时交互式网络化多媒体应用。第二类是动态方法。在该类方法中，在播放期间，每当有媒体量子或者有来自用户的交互作用到达时，与之相关的事件就被通知给应用，但是处理这些事件的责任留给了应用程序员。实时语言Esterel可以用来描述和建立任意而且是动态的实时同步控制器，对媒体间同步进行控制并且处理与用户的交互作用。显然，用来实现媒体间同步的机制本身就应该是实时的。
QoS管理是设计网络化多媒体系统时必须解决的主要问题之一。网络化多媒体系统中的QoS管理非常复杂，不仅要支持连续媒体数据生成、传送、访问的连续性、实时性和等时性的实现，还要支持各种媒体之间的同步与集成的实现，因而需要有强有力的QoS管理机制和支持机制实现QoS管理。由于不同网络化多媒体应用的QoS需求不同，因而进一步加大了QoS管理机制设计与实现的难度。如何设计并实现一种通用的网络化多媒体系统QoS 管理机制仍然是一个没有得到很好解决的问题，需要我们进一步探索和研究。
第七章组与组通信机制
近年来，随着分布式系统的发展，组与组通信机制不仅在传统的分布式组应用领域（如复制文件系统、分布式名字服务系统）中得到进一步发展，而且在新型的网络化多媒体组应用领域（如计算机会议系统、远程学习系统、远程会诊系统等）也日益受到人们的重视。本节介绍组与组通信的有关概念和机制以及多媒体信息对组机制提出的新的需求，以期推动组机制的研究与发展。
一．组与组通信机制基本概念
开放分布处理参考模型RM-ODP将组（group）定义为一些对象的集合，这些对象由于结构上的原因或者是由于其行为具有共性而集结成组[1]。
在使用组机制时，客户希望组机制能够实现透明性，即组服务应该提供与单一服务尽可能完全一致的语法和语义，使客户使用组服务就如同使用单一服务一样而毋需知道组内部的协调细节。因此，组需要提供必要的机制来协调参与多方联编的多个对象之间的交互作用。交互作用组是参与由组管理的多方联编的对象的一个子集。对于联编到同一交互作用组的每个对象集合来说，组需要提供如下几方面的管理功能：·交互作用：根据交互作用政策决定组中的哪些成员参与哪些交互作用。
·整理（collation）：根据整理政策导出交互作用的一致视图。
·定序（ordering）：根据定序政策，确保组成员之间的交互作用排序正确。
·成员属性（membership）：根据成员属性政策确定成员的故障与恢复、成员的增加与删除。组成员关系在某一特定时刻的“快照”（snapshot）称为组视图（group view）。
由于组可以抽象出组成员及其所提供服务的共同特征，可以向客户封装组的内部状态并隐蔽组成员间的相互作用从而向外界提供一致的界面，可以作为构造更大的系统对象的组件块，因此我们可以将相关的对象集结成组。组通信是一种高级的通信抽象机制，可以向应用隐蔽组内部协调工作的细节（如组成员的变化情况），因而可以简化用户程序和组的交互作用，改善通信效率，提高使用通信机制的方便性。
实现组通信的方法有三种。第一种方法是使用网络硬件提供的多点播送（multicast）能力实现组通信，通过一次多点播送将一个组报文同时提交给多个接收方，因此可以降低发送方和网络的开销。这是一种比较理想的实现方法，但对分布应用支撑环境的要求较高。第二种方法是利用一对一进程间通信机制实现。这需要发送方追踪接收方组成员的变化情况。此外，该方法的发送方和网络的开销大，因为有多少个组成员，发送方就要发送多少次报文。第三种方法是使用网络广播机制实现。该方法不仅降低了组通信的安全性（组外用户也能收到组报文），而且会增加主机开销（所有上网的机器都要增加相应的“过滤器”以检查到来的报文是否是发往自己所属的组）。
由于组通信机制通常与多点播送机制密切相关，因此在很多文献中两者经常出现混用。我们认为多点播送和组通信是一对需要加以区分的概念。多点播送是一种能将报文从源地发送给多个目的地的网络通信机制，应该有下层基础网络硬件提供相应的支持。同多点播送这种低层网络通信抽象相比，组通信则是一种操作系统级的高层抽象机制，最好有多点播送机制作为其下层实现基础。区分这对概念有助于我们从高层理解组和组通信机制。实际上，组就是由共享相同应用语义、具有相同组标识和（或）同一多点播送地址的对象组成的集合，其中的每一对象都是组的一个成员。
二．组与组通信机制分类
为了更好地理解和应用组与组通信机制，我们有必要对其进行适当地分类。我们基于客户／服务器模式介绍几种分类标准。
服务器组中各成员之间的通信称为组内通信，客户和服务器组之间的通信称为组间通信，如图1.6(a)；由于客户也可以是由多个成员组成的组，因此也可以出现客户组对服务器组的通信，如图1.6(b)所示。
多媒体对教育技术学专业的重要性 1教育技术学对现代化教学的发展 1.1随着现代社会的不断发展，科学技术的不断进步，在教育过程中，现 代教育技术已经成为学习和知识获取的重要手段。今天的教育技术备受社会关注。教育技术作为教育深化改革的突破口和制高点已逐渐达成人们的共识，并 且与素质教育、教育信息化、人才创新培养、促进终身教育体系的建立等重大 问题紧密相关。 教育技术已经经历了八十多年的发展，在这八十多年的发展历程中，有成 功的喜悦，也有失败的遗憾。纵观人类教育发展历史，生产和科学技术的发展，始终是影响教育变革和发展的重要因素。现代科学技术的发展，已经成为现代 教育发展的重要驱动力。现代教育技术学在电子技术、传播技术和信息技术等 现代科学技术的推动和影响下，已成为正在崛起的现代教育科学的一个重要分支。现代教育技术学是在长期的教育积淀中，不断吸收现 代教育理论、心理学理论、管理和经济理论研究成果，在北京留学中介的 基础上所产生的一门新兴学科，它具有无可怀疑的科学性和应用性的特点。现 代教育技术科学的诞生与发展正在影响着教育的各个领域，传统的教育观念、 理论、内容、模式、管理和体制正在发生着变革。 教育技术学的研究发展目的是为了"促进学习"。随着信息技术在教育中的 不断应用，我们在教育方面的投资越来越大，教育技术正逐渐成为一个热门的 领域。虚拟现实技术、模拟技术、流媒体以及网络技术使我们的教育达到了前 所未有的地步。利用技术，我们可以把浩瀚的宇宙、微小的分子、原子世界展 现在学生面前；利用技术，学生不用走出教室，就可以遨游五洲，跨越四海。 我们可以利用语音识别技术来进行外语教学；我们可以创建虚拟现实的会话界 面来锻炼口语；我们可以录制发生在世界各地的事件，然后可以重播。可以说，技术的发展使我们拥有的数字资源几乎覆盖了所有相关的领域。然而面对丰富 的资源，我们的心灵似乎已经麻木，变得无所适从，更让人惊讶的是我们拥有
多媒体技术应用试题. 一、单项选择题 1、以下属于多媒体技术应用的是：（） （1）远程教育（2）美容院在计算机上模拟美容后的效果 （3）电脑设计的建筑外观效果图（4）房地产开发商制作的小区微缩景观模型 A、(1)(2) B、(1)(2)(3) C、(2)(3)(4) D、全部 ２、要将模拟图像转换为数字图像，正确的做法是：（） ①屏幕抓图②用Photoshop加工③用数码相机拍摄④用扫描仪扫描 Ａ、①②Ｂ、①②③Ｃ、③④Ｄ、全部 ３、两分钟双声道，16位采样位数，22.05kHz采样频率的ＷＡＶ文件的数据约为：（） Ａ、5.05MB Ｂ、10.58MB Ｃ、10.35MB Ｄ、10.09MB ４、衡量数据压缩技术性能的重要指标是( )。 （1）压缩比（2）算法复杂度（3）恢复效果（4）标准化 （A）（1）（3）（B）（1）（2）（3）（C）（1）（3）（4）（D）全部 ５、在多媒体课件中，课件能够根据用户答题情况给予正确和错误的回复，突出显示了多媒体技术的( )。 Ａ、多样性Ｂ、非线性 Ｃ、集成性Ｄ、交互性 ６、FLASH动画制作中，要将一只青蛙变成王子，需要采用的制作方法是：（） A、设置运动动画 B、设置变形动画 C、逐帧动画 D、增加图层 ７、要想提高流媒体文件播放的质量，最有效的措施是：（） Ａ、采用宽带网Ｂ、更换播放器Ｃ、用超级解霸Ｄ、自行转换文件格式 ８、MPEG2压缩标准的文件格式是（） Ａ、 AVI Ｂ、 JPG Ｃ、 MPEG Ｄ、 DAT 9、MIDI音频文件是（） Ａ、一种波形文件Ｂ、一种采用PCM压缩的波形文件 Ｃ、是MP3的一种格式Ｄ、是一种符号化的音频信号，记录的是一种指令序列。 １０、关于文件的压缩，以下说法正确的是（） Ａ、文本文件与图形图像都可以采用有损压缩 Ｂ、文本文件与图形图像都不可以采用有损压缩 Ｃ、文本文件可以采用有损压缩，图形图像不可以 Ｄ、图形图像可以采用有损压缩，文本文件不可以 １１、要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术是（）。 Ａ、视频音频信号的获取Ｂ、多媒体数据压缩编码和解码技术 Ｃ、视频音频数据的实时处理和特技Ｄ、视频音频数据的输出技术 １２、用于加工声音的软件是（）。 Ａ、FLASH Ｂ、premirer Ｃ、cooledit Ｄ、winamp １３、以下可用于多媒体作品集成的软件是（）。 Ａ、Powerpoint Ｂ、windows media player Ｃ、Acdsee Ｄ、我形我速 １４、想制作一首大约一分半钟的个人单曲，具体步骤是（） ①设置电脑的麦克风录音②在COOLEDIT软件中录制人声③从网上搜索伴奏音乐④在COOLEDIT软件中合成人声与伴奏⑤在“附件”的“录音机”中录制人声 Ａ、①②③④Ｂ、③①②④Ｃ、①⑤③④Ｄ、③①⑤④ １５、使用文字处理软件可更快捷和有效地对文本信息进行加工表达，以下属于文本加工软件的是( ) A 、ＷＰＳ B、搜索引擎 C、Windows move maker D、IE浏览器
多媒体信息处理教学大纲 课程名称:多媒体信息处理 适用专业: 学时:44 学分: 开课学期:第二学期 课程类别:限定选修 先修课程:计算机应用基础 一、课程性质与任务 多媒体信息处理课程分为两大块:音视频处理技术(premiere)以及多媒体综合技术(Authorware)。课程的特点是概念多、实践性强、涉及面广，并有极广泛的实用性，其应用渗透到各个领域。本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解音视频和多媒体综合技术的基本概念和主要功能，掌握相关软硬件的使用方法，具备音视频和多媒体处理的能力，从而为学生以后的学习和工作打下基础。 1、多媒体综合技术(Authorware): Authorware是多媒体信息处理中的重要综合技术。本课程基本任务是使学生掌握Authorware的具体设计方法。主要包括:基本操作，编辑功能，文件和图片的创建，显示效果，动画设计，声音、视频，流程管理，变量、函数和表达式的应用等，要求掌握有关概念，必要的理论，掌握具体操作，解决实际应用问题。 2、音视频处理技术(premiere) 主要讲授利用Premiere进行数码视频捕捉，并通过使用多轨的影像与声音合成来制作Microsoft Video for Windows(.avi)和QuickTime Movies(.mov)等动态影像格式的基础知识和基本技巧，使学生不仅使能全面地掌握Premiere软件的各
个知识点，还能运用这些知识点制作出实用的作品或实现某些较复杂视频、音频处理目的。其主要任务是为计算机多媒体技术人员进行多媒体视频处理奠定必要的理论基础和实际处理能力，并最终提高分析问题、解决问题的能力。 本课程注重讲解基本知识，训练基本技能，强化实践开发环节，使学生熟练运用Premiere环境进行简单视频处理，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。为最终适应实际较复杂的工作奠定坚实的基础。 二、课程的教学内容与教学要求 第一部分:多媒体综合技术(Authorware) (一)Authorware基础 , 教学要求:熟悉Authorware编辑环境的各个组成部分，掌握流程设计的基本操作、程序设 计、运行和调试的具体步骤。 , 主要内容: (1) Authorware的运行环境，编辑环境 (2) 流程线的编辑和设计 (3) 窗口 (4) 程序的运行和调试 1 (二)文本和图片的创建 , 教学要求:熟练掌握文本和图形的创建。 , 主要内容: (1) 绘图工具箱 (2) 文本对象的创建 (3) 外部文本文件的引入 (4) 图形对象的创建
巧用多媒体技术，让课堂“活”起来 发表时间：2019-07-19T11:10:37.807Z 来源：《中小学教育》2019年7月3期作者：陈春莹 [导读] 陈春莹广西钦州市灵山县檀圩镇中心小学 535413 中图分类号：G633.6 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2019）07-244-01 随着科技的发展,社会的进步，在教育教学改革进行得如火如荼的今天，伴随着经济化、信息化、多元化时代的到来，多媒体以它生动具体的画面、悦耳动听的声音等独特的优势，势不可挡地走进了课堂，成为教师得力的教学辅助工具，学生学习成长的好伙伴。教学的现代化改变了之前单一的课堂教学环境，从贴纸条到放幻灯和录音机……尽管教师为提高教学质量绞尽脑汁，但教学效果仍然欠佳，这些教辅工具非常单调呆板，要么有形无声，要么枯燥无趣，直至现在应运而生的多媒体辅助教学，它博采众长，将大容量的信息与极强的交互性给我们呈现出一种融知识性、趣味性、娱乐性为一体的民主、平等、和谐的教学氛围，使枯燥的数字文字活起来，多媒体教学开始成为孩子们学习数学的源头活水。 一、多媒体，学生的学习兴趣“源头”。 爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”一节课的初始阶段如果教师能恰当的创设问题情境、故事情境、生活情境等。借助多媒体创设一个活泼、生动的良好学习氛围，将课堂教学情境化、生活化、趣味化，那一定能让学生的眼睛亮起来，学生在头脑中产生一个或几个有价值的问题，引发学生探究新知识的欲望，这节课就成功了一半。如：在教学一年级《求原来有多少的实际问题》这课时，一上课，我就问小朋友，“你们知道小猴子最喜欢吃什么吗？”“吃桃”小朋友异口同声地回答。我接着说：“秋天到了，果园里的水果都熟了，桔子，葡萄、苹果、梨……总之，有很多很多好吃的水果。小猴子可开心了，这一天，猴妈妈带着小猴下山摘桃子了。”小朋友正听得津津有味，课件里配着音乐就形象地展示出了小猴和妈妈摘桃的情景。（当然，图画非常生动美丽。）小朋友的兴趣一下就来了。他们迫不及待地想看一看接下去的故事，我很顺利地就把学生引进了新课。 二、多媒体，让现实的生活情境成为数学的“泉”。 生活是思维的源泉，新数学教材的基本特点之一就是密切生活与数学的联系。所以，数学教师应多从生活中“找”数学素材和多让学生到生活中去“找”数学，“想”数学，真切感受到“生活中处处有数学”。这样，“身临其境”地学数学，学生不会有一种突兀的陌生感，反之具备了一种似曾相识的接纳心理。伟大的教育家苏霍姆林斯基说过：“学生来到学校里，不仅是为了取得一份知识的行囊，更重要的是为了变得更聪明。” 例如，在讲“计算两位数减两位数”时，我便利用课件创设了一幅车站下车时的生活情境，让学生从具体情境中获取相应的信息，感受生活中存在“两位数减两位数”的实际现象，激发学生的学习兴趣，并利用这一场景帮助学生理解这样的生活现象要用减法来计算，从而展开计算方法的讨论引出了新知；接着从学生熟悉的“拍球比赛”“跳绳比赛”等实际场景，让学生结合实际问题明白计算“两位数减两位数”的计算方法，让学生“结合具体情境，体会四则运算的意义”，联系自己的生活经验来学习计算，发展数学意识。因此在新课教学时，教师要善于创设情境，特别是要把社会生活中的题材引入到数学课堂教学之中，使学生对数学有一种亲近感，将数学融入生活，唤起学生学习数学的兴趣。 三、多媒体，让学生化抽象为具体 小学生的思维正处在由具体形象思维向抽象思维过渡的时期，对于抽象的事物还不是很理解，但我们可以利用多媒体进行教学，能够成功地实现由具体形象向抽象思维的过渡。由于多媒体形象具体，动静结合，声色兼备，所以恰当地加以运用，可以变抽象为具体，调动学生各种感官协同作用，解决教师难以讲清，学生难以听懂的内容，从而有效地实现精讲，突出重点，突破难点。大大提高了教学效率，培养了学生的空间想象能力。 四、多媒体，让学生思维“活”了。 学起于思，思源于疑”，疑则诱发探索，探索则发现真理。因此，问题是推动创新、培养学习兴趣的原动力。要使学生在学习中常常处于最佳心理状态，教师的设问是十分重要的。对一年级的小学生提的问题要用词准确，具有趣味性，语言要简练，表达要清晰，多使用儿童语言。最好能起到“一石激起千层浪”的效果，把学生的思维调动起来，让学生因情感的驱动而生趣，主动参与到学习活动中。学生又都迫不及待地想把自已看到的告诉小朋友，开始了热烈地讨论。苏霍姆林斯基说：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望感到自已是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童的精神世界里，这种需要更是特别强烈。我们正是要利用这一点，激起学生的学习兴趣。 五、多媒体，让学生个性展示的平台。 “激发学生的创新意识，调动其创新勇气，最根本的是要尊重学生的个性和想象力”。个性教育对教育者而言，就是承认和发展学生的个性，因材施教，因势利导，培养学生独立、进取的品质和积极主动创新的学习精神，引导学生个性在有利于自身发展，又不妨碍他人发展的前提下获得尽可能充分的发展。在数学教学中，有些学生经常会出现怕说不好而丢面子，学生的冒险精神被自我扼杀，刚点燃的创新火花被自己熄灭的现象。因此，除了采用分层次教学外，利用多媒体教学网络的辅导答疑轮流监控等功能，教师可以只在终端机前与学生建立反馈联系，借助信息传输网络及时地与有困难的学生进行对话、交流，帮助其解决困难。由于师生之间的交流其他同学听不见，因此，怕说不好丢面子的同学的个性和积极性得到了尊重和保护，同时，学有余力或有独创见解的学生，也可以根据自己的爱好选择有利于个性特长发展的内容进行学习，可以和教师在平等和谐的氛围中阐述自己的观点。 六、多媒体，让学生作业批改也精彩。 有时候学生作业做错了，由于老师的批改并没有引起学生的重视，印象不深。对于传统的学生做老师改，学生感到厌烦，兴趣不高，效果自然不佳。多媒体手段运用到作业批改环节中，使学生作业形式多样化，激发了学生做作业的兴趣，减少了老师批改作业的工作量，我先布置2～3道题，要求学生解答在自己的本子上，然后抽取他们的答案放到投影仪下。把一个学生的答案投出来后，我不急于评价，又投出另一个或更多的答案，让学生共同评价、修改。在反复的修改中提高学生的解题能力。学生讲完以后，我针对学生中各种错误的做法一一指出错误的原因，最后再补充、完善。 由此可见，信息技术的使用，不仅激发了学生学习数学的热情，挖掘了他们的数学潜力，还把学习的主动权交还给了学生。对课堂教
多媒体是一种现代化教育技术手段，它能使形、声、色、动、静发生变化，向学生展现具体、形象、直观、声画并茂的视听材料，充分调动学生的多感官参与学习。在数学教学过程中恰当地运用多媒体技术可使学生快速、高效地获取知识，发展思维、形成能力。因而在突破教学重难点，提高课堂效率，激发学生兴趣方面有显著的作用。《新课程标准》指出：“现代信息技术要改变学生的学习方式，使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。”目前，多媒体教学在农村的教学中的应用已成为广大教师的一种教学手段，使广大教师能够很好的利用多媒体这种现代设备来完成数学教学。因此，作为教育的内容及方式也必须随着改变，同时对教师也提出了更高的要求。根据我在教学时使用多媒体的体会，本文就数学课堂教学中多媒体应用谈谈个人看法。 对于我们农村的小学来说，多媒体是一个新事物，如果在教学活动中容易使用不当，要恰当地使用它，要注意以下几方面。 一、忌走马观花喧宾夺主 由于多媒体呈现信息的速度快，容量大，教师容易不自觉地加快课堂教学的节奏，因而把课上成了“走马观花”式的教学。此时，教师要适当地“停一停，顿一顿”，让学生有时间“想一想，思一思”。 教师应当根据每节课的教学目的和任务，在最需要的地方适量，适度地用活多媒体。有些教师尝到多媒体的甜头，一味追求多媒体的作用，不深入钻研教学内容，随意用多媒体。不是教学的重点和难点的地方，也让多媒体唱“主角”。由于小学生的大脑皮层对兴奋的抑制能力较弱，在利用多媒体教学中,采用过多的影音来辅助教学,容易分散学生的注意力,影响学生的学习效果。在数学课件的制作中,一些教师为了使学生产生兴趣,往往追求背景设计的华丽,有时还插入与教学内容不相关的动画,同时频繁跳转切换画面,甚至还配上与教学内容不相关的大段标题背景音乐,这种只求装饰不求效果的课件,结果导致学生的注意力迟迟不能集中到需要关注的蕴含着潜在数学内容和关系的对象上。本想吸引学生,实际却分散了学生的注意力, 不能集中到教学中来，对于教学内容的深层次内涵反而理解不深，影响了对整体教学内容的掌握。 二、忌情有独钟弄巧成拙 有些教师瞄准多媒体出图迅速，画面富有色彩及其化静为动的功能，对多媒体“情有独钟”，所有的教学内容和教学环节都做在电脑中，动静画面泛滥成灾。有时候，往往是过分强调了学生的形象思维，而忽视了抽象思维的训练。
《多媒体技术》论文——多媒体通信技术
目录 摘要 (3) 前言 (4) 1.多媒体通信特点 (5) 2.多媒体通信关键技术 (5) 2.1多媒体数据压缩技术 (5) 2.2多媒体通信网络技术 (6) 2.3多媒体信息存储技术 (6) 3．可视电话系统 (6) 3.1可视电话的组成 (6) 3.2可视电话控制器的功能 (7) 4.多媒体通信网的服务质量 (7) 4.1多媒体信息传输对网络性能的要求 (7) 4.2服务质量 (7) 5.多媒体通信的应用 (8) 6.多媒体通信技术的发展趋势 (8) 6.1多媒体通信的信息处理技术 (8) 6.2多媒体通信技术的发展趋势 (9) 6.3多媒体通信的终端技术 (9) 参考文献 (9)
【摘要】：多媒体通信是多媒体技术与通信技术的完美结合，它突破了计算机、通信、电子等传统领域的界限，把计算机的交互性、通信网络的分布性和多媒体信息的综合性融为一体，提供了全新的信息服务，从而对人类的生活工作方式产生了深远的影响。本文主要介绍多媒体通信的概念、系统、网络和分布是信息处理技术。 【关键词】：多媒体通信技术
前言 21世纪人类已经进入了信息社会。基于计算机、通信和电子等学科发展起来的多媒体作为一种新的学科领域，对信息社会产生了重大影响。由于多媒体技术具有很强的实用价值，其应用已渗透到社会生活和工作的各个方面。 多媒体 (multimedia communication)是多媒体技术与通信技术的有机结合，突破了计算机、通信、电视、等传统产业间相对独立发展的界限，是计算机、通信和电视领域的一次革命。他在计算机的控制下，对多媒体信息进行采集、处理、表示、存储和传输。多媒体通信系统的出现大大缩短了计算机、通信、和电视之间的距离，将计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性完美地结合在一起，向人们提供全新的信息服务。
现代教育技术下的多媒体教学 摘要：随着计算机硬件性价比和软件可操作性的提高,多媒体教学已广泛应用于课堂,下面根据现代教育技术的特点谈谈对多媒体教学的一些建议关键词：现代教育技术多媒体教学 一、现代教育技术的内涵 教育技术是关于学习过程与学习资源的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。教育技术的研究对象是学习过程、学习资源。现代教育技术是以现代教育理论、学习理论为指导，以计算机为核心的信息技术在教育教学领域中的应用，是当前教育教学改革的制高点和突破口，“信息技术在教育领域的全面应用，必将导致教学内容、教学手段、教学方法和教学模式的深刻变革，并最终导致教育思想、教学观念、教学理论乃至整个教育体制的根本变革”。 二、多媒体的特性与功能 1.多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥 2.多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持 3.超文本功能可实现对教学信息最有效的组织与管理 4.多媒体计算机可作为认知工具实现最理想的学习环境 三、多媒体教学的弊端与克服 现代教育技术创设了开放，合作，和谐的课堂教育模式，适应了现代教育的变革与发展。多媒体教学克服了传统教学中的不足，尤其在培养学生创新能力、个性发展等方面起到了显著效果。多媒体的介入打破了传统教学的封闭模式。在教学中，利用课件让枯燥的学习内容变成有声有色的动画，形象而直观地给学生一个印象。充分利用多媒体把形、声、色等各种信息作用于学生感官，创设出一种温馨和谐的教学氛围，增强了学生的学习兴趣，提高了他们的听说能力，以生动活泼的方式进行”听、说、读、写”，寓教于乐，彻底改变了以前那种”一言堂、满堂灌”的格局。但多媒体教学它还存在一些不足，只有通过扬长避短，才能真正发挥多媒体辅助教学的先进作用。 1.留足思维时间：课件教学若画面的切换太快，没有充分考虑学生的思维水平和思维速度,那将极大地影响教学效果，因此课件教学中要给学生留有足够的思维活动时间，确保学生理解和掌握相关的知识内容。 2.不抢思维空间：多媒体课件教学要注意体现培养学生独立思考问题能力和创新能力。如果在课件中把所有抽象思维、文字语言的理解都用多媒体形象展现出来，实际上是扼杀了学生逻辑思维能力和创造能力的培养。 3.机下留”板”：黑板是课堂教学中师生之间交流知识、经验和体会一个不可缺少的地方，一个考虑多么完善的课件，也不可能完全适合每个班集体的教学需要，黑板的作用仍是极其重要的。 4.还真实感于课堂：要尽可能使多媒体教学中的内容富有真实感，不能过分地夸大或缩小。 5.灵活的交互教学:教师的课堂教学不可能是统一模式，教师要依据教学对象的变化不断改变教学方法、统筹全局，引导学生适时开展各种教学活动，从而充分发挥教师的主导作用。 6.适应个性化的教学：多媒体课件还应能适合开展个性化教学活动的需要，
学院：计算机科学与教育软件学院班级：计科138姓名：叶海峰学号：1300002032 论多媒体信息处理技术现状与应用发展 多媒体技术被广泛的应用到生活学习中，并且以发展快、技术活跃等优点独占鳌头，现已成为新一代电子技术开发和竞争的主要焦点。多媒体技术中的媒体通常是指信息载体。现下对“媒体”有多种解释，但是其主要分为五类：感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体。多媒体技术的出现使计算机领域更加的丰富多样，同时也使计算机世界充满了生机和活力。多媒体的快速发展已是当今网络趋势下的必然走势，并且会更加优质和高效地发展下去。 多媒体技术的现状： 如今，多媒体技术在私人电脑及生活中的普遍应用。 1、多媒体中的图像设计。每一个多媒体项目的创建都是十分复杂的，其中包括对图形元素、人物、截面按钮等的创建或对其他东西的创建，其都是由某种类型的图文信息来组成。直观的图像显示是媒体产品中不可或缺的一部分，二者关系的重要性不言而喻，因为图形是多媒体的基本要素之一。 2、多媒体中的动画设计。二维动画是多媒体动画中的主要表现形式。二维动画：无论是在卡通动画或是电影电视上，需要用到二维动画技术的地方较多。美工需要绘制出很多相关的画面并且要借助计算机来完成。在二维动画的制作中，计算机的作用相当重大。使用计算机进行二维动画创作可以提高工作效率和加强观赏效果。 3、多媒体中的数字视频。现代数字视频技术是将传统模拟视频片段捕获并转换成能被电脑调用的数字信号的技术。我们常见的VCD就是这样一种经过压缩而形成的数字视频媒介。数字视频有着使媒体作品生动完美、制作难度比动画制作低等优点。数字视频技术被国际标准化协会所认可，国际标准化协会对此还制定了三项有关图像压缩编码的国际标准：JPEG标准、H.261标准及MPEG标准。 4、多媒体中的数字音乐。多媒体声音主要分为两大类：音乐和音效，音乐不仅包括普通的音乐还包括MIDI音乐。 对声音的处理主要是应用音频信息处理技术，具体为：对音乐进行合成、特定对象与非特定对象的语音识别、文字到图像的相互转换。在多媒体技术被广泛应用的今天，存储信息的重要性日益明显，其包括：WAV文件、VOC文件、MIDI文件、AIF文件及AAC文件等。 5、多媒体中的语音识别。多媒体技术发展至今，由于科学技术的不断完善和发展，新技术的出现使语音识别有着实质性的发展。值得一提的是，对HMM的研究和应用推动了语音识别技术的发展。在科学技术快速发展的今天，对语音系统的研究也日益完善，之后陆续出现了很多在HMM模型基础上的多类别语音识别软件系统。 6、多媒体中的超文本。超文本是多媒体技术中的重要技术应用，超文本是在计算机和多媒体不断发展壮大的基础上发展起来的。超文本将声音、文字和图像进行了有机的结合，同时也对综合表达信息起到了至关重要的作用。超文本现在被广泛的应用同时且发挥着其巨大的作用，这对未来多媒体技术的发展起到了推动性作用。
高中信息技术多媒体技术模块知识点 第一章多媒体技术应用概述 1、多媒体的含义 媒体一词源于英文Mediu，它是指人们用于传播和表示各种信息的手段。 通常媒体分为五种类： （1）感觉媒体：是指能直接作用于人们的感觉器官，从而能使人产生直接感觉的媒体。如语言、声音、图像、动画、文本等 （2）表示媒体：是指为了传送感觉媒体而人为研究出来的媒体。如文本编码、条形码等 （3）显示媒体：是指为信息输入输出的媒体，用于电信号和感觉媒体之间产生转换。如键盘、鼠标、显示器、打印机等。 （4）存储媒体：是指用于存储表示媒体的物理介质，如硬盘、光盘、胶卷等 （5）传输媒体：是指传输表示媒体的物理介质，如电缆、光缆等 我们学习和使用的多媒体技术主要是感觉媒体。 媒体在计算机领域有两层含义：一是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘等；另一种指信息的载体，如数字、文字、图像、声音、动画和视频等。计算机多媒体技术中的多媒体指后者。 多媒体技术的主要特征表现：可集成性、交互性、超媒体的信息组织形式、通信线路的可传播性。 多媒体的发展始于20世纪80年代。 多媒体的关健性技术包括以下几个方面： （1）数据压缩和解压缩技术 （2）大容量存储技术 （3）超大规模集成电路控制技术与专用芯片 （4）多媒体同步技术 （5）多媒体系统平台技术 多媒体的相关技术包括以下几个方面： （1）超文本与超媒体技术：传统文本是以线性方式组织的，而超文本是以非线性方式组织，超文本（超媒体）以节点为单位，节点之间以链连接而形成网络，其构成的三要素：节点、链、网络。 （2）多媒体网络与通信技术 （3）智能输入与输出技术 （4）多媒体软件技术 多媒体技术的发展特点： 多学科交汇 顺应信息时代的需要 促进和推动新产业的形成和发展 多领域应用 多媒体技术的发展趋势： 进一步完善计算机支持的协同工作环境 智能多媒体技术 将多媒体和通信技术融合到CPU芯片中
多媒体技术在社会生活中的应用 一、教材内容分析 本节课内容为《多媒体技术应用》选修课程的第一章第2节，继续以认识和感受为主，引导学生观察生活，寻找身边的媒体，理解多媒体的概念，由生活中的事例分析，并让学生总结多媒体的特征和作用，让学生对这门课程产生强烈的求知欲，为以后的学习打下基础。 二、学情分析 多媒体技术是学生在信息技术学习中比较喜爱的一部分内容，但我校的学生大部分学生来自农村，学生信息技术水平不高。 三、教学目标 知识与技能： 1、了解能通过生活中的实例，描述多媒体技术的特征； 2、了解多媒体技术在现实生活及因特网上的应用； 过程与方法： 1、借助现实生活中的多媒体技术应用实例，了解多媒体最新产品。 2、实践体验网上多媒体，了解网上多媒体。 情感态度和价值观： 激发对多媒体及多媒体技术的兴趣，提高信息处理与信息交流的能力与水平。 四、教学重点难点： 重点：1、借助现实生活中的多媒体技术应用实例，了解多媒体最新产品 2、了解网上多媒体 难点：了解网上多媒体 五、教学方法 本节课通过实践体验，了解多媒体最新产品。 六、教学过程 1、新课引入： 多媒体技术兴起于20世纪80年代中期，随着计算机、通讯技术的发展，多媒体技术发展日新月异，多媒体产品层出不穷，各种应用遍地开花，并且大量进入普通百姓家庭。 面对众多的高科技多媒体产品，面对越来越贴近我们生活的多媒体技术，你知道在我们的日常生活中多媒体技术主要被应用在哪些方面吗？ 2、实践体验：了解多媒体最新产品 实践要求：通过上网查找或去商店实地调配的方式，例举3-4件多媒体新产品的信息。
3、生活中的多媒体 （1）学生讨论，交流 视频会议系统、娱乐与家用、电子出版、视频点播、咨询、演示和介绍、远程教育与培训、计算机支持协同工作 （2）我们较为熟悉的有多媒体 MP3音乐： MP3作为Internet上最为流行的音乐格式，越来越受到大多数音乐爱好者的青睐。 影视动画： 计算机动画所涉及的主要技术：运动控制技术（基于物理模型的运动控制技术）、渲染技术（光照技术、纹理技术） （3）数字电视： 数字电视是指电视信号在拍摄、编辑、制作、播出、传输、接收等方面都使用了数字技术。数字高清晰度电视是一种高标准的数字电视，简称为HDTV（high definision TV）. 数字电视的突出优点：图像质量高、节目容量大、伴音质量好。 4、网上多媒体 （1）体验网上多媒体：搜狐、网易、土豆、Pplive 引导学生举例：丰富多彩的Flash广告、电影、音乐网站、新丰、电视的网际直播和点播、电子报刊、杂志。 （2）网上多媒体=多媒体技术+网络技术 存在问题：网络带宽总是满足不了要求 解决方法：超文本标记语言、虚拟现实（virtual reality,VR）技术。 5、小结 （1）我们生活中有那些多媒体产品，那产那品令我们印象深刻？ （2）我们熟悉的有那些网上多媒体？运用了什么技术？
摘要：随着现在科学技术的发展，信息化时代已经成为现在社会的主流。信息化时代的实现主要来自于多媒体的发展。多媒体在给我们的生活带来便利的同时，也加快了社会发展的进程。多媒体具有更新快、系统复杂的特点。因此，要想适应现在社会的发展，跟上时代的脚步，必须对多媒体信息处理的技术进行探究，了解当代社会多媒体信息处理技术的发展现状。 关键词：多媒体；信息处理；发展现状 中图分类号：tp37 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2016）15-0214-02 当代社会已经进入信息化时代，信息化的发展离不开多媒体技术的进步。为了进一步了解多媒体的作用，最大限度的发挥多媒体的作用。我们就要对当前多媒体信息技术的发展现状进行研究。多媒体具有识别声、像、图的功能。多媒体是由单媒体组成的，主要包括感觉媒体、表示媒体、显示媒体、储存媒体和传输媒体五个部分。本文主要从多媒体的功能角度出发，探讨当代社会多媒体信息处理技术的发展。 1 多媒体与图像合成和编辑 图像合成是多媒体常用的一个信息处理技术。通过对多媒体的设置编程，构建出二维的图像空间。在实际的应用中，主要分为四个步骤。 1）要根据客户的需要，制定好图像的大小、颜色、版式。这一部分主要需要专业美术人员的参与制作。 2）采集图片素材。使用数码相机或摄影机，对所需的图片内容进行选景拍照。整个过程最好由专业的摄影人员进行操作。然后将所得到的素材传入到计算机中，并对多媒体图片素材进行筛选。 3）进行图片处理，合成和编辑。对筛选出的图片进行合成修饰和编辑。按照客户的需求，将二维的图片进行处理。 4）在图片中加入特效文字。图片处理完成后，可以按照客户的需要，加入一些特效的文字。特效的文字可采用透明、火焰等二维文字，也可采用立体的形象生动的三维文字。 利用多媒体进行图像合成与编辑可以应用在摄影图片、宣传广告和商业用途上。具有很高的应用价值。 2 多媒体与三维动画 现代动画的制作都离不开多媒体的制作合成。动画的制作过程主要包括二维或三维的动画图像、配音、字幕和背景音乐。通过动画制图软件，构建立体的三维动画，使其运用到商业广告、宣传片或动画片制作中。动画对于多媒体来说是一个不小的挑战。因为它所需要的素材内容信息量较大。而且现在对动画的需求越来越多，尤其是三维动画，让三维动画的虚拟空间更加接近现实空间，是现在多媒体动画制作的目标。为了实现这一目标，了解多媒体信息处理技术的发展现状成为了现在社会不可忽视的问题。 3 多媒体与教学 4 多媒体与管理信息系统 多媒体的发展给社会带来了许多的便利条件。多媒体给当代的许多管理方面带来了不小的价值。例如，利用多媒体，我们安装了电子监控系统。在刑事案件的破案中，这些系统发挥着重要的作用，是破案的关键。我们在出行时，各种售票服务窗口都与多媒体有着千丝万缕的联系。在办理银行业务时，金钱的存入与输出都离不开多媒体的服务。所以说，在信息化时代的今天，我们离不开多媒体，因此，了解多媒体信息处理技术的发展现状，是当近社会不可小觑的问题。 5 多媒体与经济发展 6 多媒体与科技的发展 众所周知，多媒体是促进科技发展的主要推动力，科技的发展也离不开多媒体的支持与运用。现在的一些科学技术，如航空航天的应用操作技术，都是是多媒体为基础的。多媒体
巧妙运用多媒体，让语文课堂更精彩 在现代信息技术日益发达的今天，多媒体信息技术的介入给我们的小学语文课堂教学注入了鲜活的血液和全新的活力，营造了一个图文并茂、生动逼真、视听说相结合的全新教学环境。在教学过程中，教师把握好尺度，找准多媒体技术辅助语文教学的最佳切入点，充分发挥多媒体的优势，巧妙、合理利用多媒体技术，可以使学生在课堂上如见其物，如闻其声，如临其境，如见其人，如经其事，使语文教学如虎添翼、锦上添花，精彩纷呈，有效地促进语文教学，提高课堂教学效率，让语文课堂更加精彩、更加高效。 1 形象导入，激情引趣 上课开始，就给学生展现出一幅幅生动形象的画面，让学生观察欣赏，这样会引起学生莫大的兴趣。 如教学《黄山奇石》一文，运用多媒体课件展示黄山奇石的奇妙景致，请学生看图想象景物，试着说说：这些奇石像什么？让学生发挥想象与联想，与同学分享你的发现。再结合图片讲述课文，深入学习课文内容。这样，学生的身心自然会沉浸到课文描写的情景中去，大大激发学生学习兴趣。课文最后，再播放其它黄山奇石的图片，让学生依照课文的写法，用表演的方式作为一名导游来为同学们讲解黄山某一景致的特点，这样更加深了学生对课文的描写片的断印象。．
再如小学课文中《小蝌蚪找妈妈》一文，充满了儿童情趣，融知识于童话之中。教学时，教师可以随机播放精心设计好的动画（小蝌蚪三次找妈妈的情境），生动有趣的动画效果、充满童趣的儿童语音，一下子吸引着双双求知的目光，孩子们强烈的好奇心一下子被激发调动起来了，急于弄明白：“小蝌蚪是怎么找到妈妈的？”多媒体课件化抽象的语言文字为形象的动画，使课堂具有更多的可感性和生动性，学生学习兴趣的火花点燃了，孩子们迫不及待地想从文中找到答案。一种自主乐学的氛围为教学奠定了基础。 2 妙用音频，强化听觉感受 如果说视觉是一种景象美，那么听觉便是一种语言美。朗朗上口的文字和幽雅动听的音乐会使学生陶醉于文本的意境中，让学生插上想象的翅膀翱翔在听觉的海洋，因为音乐是开启人们情感闸门的钥匙。 如在教学《雨》一文时，可以先播放音频，那轰隆隆、哗啦拉、噼噼啪啪的雷雨声迅速把学生带进一个紧张而又惊异的氛围之中，学生的注意力一下都集中起来。紧接着出示一幅幅图片，学生随着教师的配乐朗读：“满天的乌云，黑沉沉地压下来，树上的叶子一动也不动，闪电越来越亮，雷声越来越响……”学生入情入境，很快知道了雨前、雨中、雨后的不同景象，刚才还是满天的乌云，树上的叶子不动，蝉不鸣；一会儿狂风大作，雷雨交加，窗外什么都看不清；一阵雷雨过后，太阳出来了，彩虹挂．
巧用多媒体技术优化课堂教学 发表时间：2011-09-15T16:20:05.027Z 来源：《数学大世界(教育新导向版)》2011年第2期供稿作者：刘卓坚 [导读] 多媒体辅助教学以全新的教学方式，充分发挥其直观、形象、新奇、促思等优势，使数学教学内容由平面到立体 广东省清远市佛冈县第一小学刘卓坚 摘要: 多媒体辅助教学以全新的教学方式，充分发挥其直观、形象、新奇、促思等优势，使数学教学内容由平面到立体，由静止到运动，由文字到声音图像，极大地增强了课堂的生动性和趣味性，调动了学生的学习热情。 关键词：直观、形象、增强生动性、趣味性 中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1009-5608（2011）02-004-01 多媒体辅助教学以全新的教学方式，充分发挥其直观、形象、新奇、促思等优势，使数学教学内容由平面到立体，由静止到运动，由文字到声音图像，极大地增强了课堂的生动性和趣味性，调动了学生的学习热情。 一、引情激趣，营造氛围，活跃气氛。 “良好的开端，是成功的一半。”运用多媒体创设学习情境，能激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，使学生的注意力很快地集中到课堂教学的内容中，让学生变被动为主动，在轻松愉快的学习氛围中学到知识。如教学《圆的认识》一课，我这样创设情境引入：给学生播放一段动画，大意是：小狗、小羊、小猫分别开着圆形、方形、椭圆形的小汽车来比赛谁的车跑得快，结果是小狗的车走得既平稳，又快捷，第一个就冲到了终点，而小羊、小猫坐在车上，颠簸不平，甚至还颠离座位，慢得很。看完后，我就让学生各抒已见，提出他们想要知道的问题，教师这时告诉他们：只要学习了“圆的认识”这节课，你们所提的所有问题都会迎刃而解。新颖有趣地引入课题，引导学生进入教学情境，极大地激发学生学习兴趣，唤醒学生的求知欲望，营造轻松的学习氛围，为学习新知识铺就了平坦大道。 二、变静为动，突破难点，启迪思维。 学生学习数学时，许多抽象的知识往往很难以直观感受，而多媒体技术具有形象、具体、逼真、生动、声情并茂的效果，如果能恰当运用多媒体教学，把教材中抽象的东西具体化，通过模拟演示，突出实际操作过程，把难以理解的内容或不容易观察到的事物充分显示出来，调动学生的视觉直观功能，能帮助学生理解其内在的规律，为突破难点创造出良好的氛围。数学知识都比较抽象，往往使学生感到枯燥乏味，而计算机则能将静态的数学知识动态化，达到突破难点，培养智能，启迪思维的目的。如：教学《相遇应用题》时，运用了两辆车同时从两地出发的直观动态演示，显现出两车相遇的全过程，通过几次演示后给学生留下深刻的印象，弄清了速度和相遇时间、相距路程之间的关系。这样使静态的知识动态化，轻易地突破了本节课的难点，使学生对知识理解得更透彻，而动态的画面与学生的思维活动是紧密相联的，学生的学习主动性得到发挥，思维能力和空间想象能力得到发展。 三、增加密度，深化训练，增强自信。 课堂教学的时间是十分有限的，借助多媒体信息量大的特点，可以进行不同形式的练习，也可进行一题多变，一题多解的训练，使课堂内容更加充实。既巩固了新知识，又发展了学生的思维，还反馈了信息，并且使不同层次的学生都有自我表现的机会，并从中体会到成功的喜悦。在练习中，由于运用了多媒体教学，省去了板书和擦黑板的时间，能在较短的时间内向学生提供大量的习题，增加了练习密度，能多方位，多角度、循序渐进地突出重难点，使学生在气氛活跃的有限时间内不知不觉地掌握知识，形成技能，达到我们的教学目的。多媒体辅助教学新颖活泼的形式激发了学生的信心，减轻了学生的负担，更能激发学生主动去寻找解决问题的方法，从而形成一个良性循环的过程。 四、模拟现实，实践感知，解决问题 课本中有些要求实践的教学内容，由于受到时间、空间的限制，不可能让学生亲临其境，从而限制了学生应用知识解决实际问题的能力。利用信息技术与数学进行整合教学，可以给学生呈现出一个真实的或虚拟现实的学习环境，让学生在其中体验，学会在信息学习环境中学数学、在生活中学数学，主动构筑自己的学习经验。如“元、角、分的认识”和“千克、克的认识”，是小学数学教材中二年级学生比较难掌握的学习内容。我校在实践活动一课中，运用模拟教学课件，创设一个“虚拟现实”——超市情境。“超市”里琳琅满目的商品，分为学习用品区、生活用品区、儿童玩具区、食品区等。这些都让学生兴奋不已，极大激发了他们强烈的参与欲望，迫不急待地想在网络中做“顾客”。根据电脑显示，学生可以自己充当售货员，点击食品到秤上去称，然后根据单价算出金额。也可以是“顾客”，自由地去花钱购物，将手中的钱计划着去用，学习热情空前高潮。其间，学生主动参与互动，得以充分展示，每个学生自然地把所学的知识与生活实际，通过信息技术紧密地整合在一起，缩短了教材内容和生活经验之间的距离，既提高了学生解决实际问题的能力，又提高了课堂教学效率。 多媒体辅助教学，作为一种重要的教学手段已越来越体现出它的优越性，但如何真正运用好，发挥它的真正的辅助功能，还有待教育工作者们不断地探讨、研究和发掘。
1、多媒体技术的产生与发展正是人类社会需求与科学技术发展相结合的结果，那么多媒体技术诞生于（ C ）。 A、20世纪60年代 B、20世纪70年代 C、20世纪80年代 D、20 世纪90年代 2.下列各组应用不是多媒体技术应用的是( B ) 。 A 计算机辅助教学 B 电子邮件 C 远程医疗 D 视频会议 3、电视或网页中的多媒体广告比普通报刊上广告的最大优势表现在（ A ）。 A、多感官刺激 B、超时空传递 C、覆盖范围广 D、实时性好 4、以下列文件格式存储的图像，在图像缩放过程中不易失真的是（ D ） A、BMP B、GIF C、JPG D、SWF 5、多媒体信息不包括 ( C ) A 音频，视频 B 动画，图像 C 声卡，光盘 D 文字，图像 6、下列关于多媒体技术主要特征描述正确的是:( D ) ①多媒体技术要求各种信息媒体必须要数字化 ②多媒体技术要求对文本，声音，图像，视频等媒体进行集成 ③多媒体技术涉及到信息的多样化和信息载体的多样化 ④交互性是多媒体技术的关键特征 ⑤多媒体的信息结构形式是非线性的网状结构. A.①②③⑤ B. ①④⑤ C. ①②③ D. ①②③④⑤
7、计算机存储信息的文件格式有多种，DOC格式的文件是用于存储( A )信息的。 A. 文本 B.图片 C.声音 D. 视频 8、图形、图像在表达信息上有其独特的视觉意义，以下不是的是（ D ）。 A、能承载丰富而大量的信息 B、能跨越语言的障碍增进交流 C、表达信息生动直观 D、数据易于存储、处理 9、1分钟双声道，16位采样位数，22.05kHz采样频率的WAV文件约为（ A ） 120秒*（22.05*1024）次/秒*16位/次*1字节/8位＝5419008字节＝5.292MB A、5.05MB B、10.58MB C、10.35MB D、10.09MB 10、在多媒体课件中，课件能够根据用户答题情况给予正确和错误的回复，突出显示了多媒体技术的( D )。 A、多样性 B、非线性 C、集成性 D、交互性 11、MIDI音频文件是（ D ） A、一种波形文件 B、一种采用PCM压缩的波形文件 C、是MP3的一种格式 D、是一种符号化的音频信号，记录的是一种指令序列 12、关于文件的压缩，以下说法正确的是（ D ） A、文本文件与图形图像都可以采用有损压缩 B、文本文件与图形图像都不可以采用有损压缩
巧用多媒体技术，提高数学教学效率 发表时间：2012-06-27T17:06:38.460Z 来源：《时代报告（学术版）》2012年5月（上）供稿作者：邹娟[导读] 以黑板与粉笔为主要工具的传统教学模式只能呈现静态的事物，而在高中数学教学中，涉及到了太多的变量与参数，很多都出现了动态变化。 邹娟（固始县第一中学河南信阳 465200）中图分类号：G633.6 文献标识码：A 摘要：随着计算机技术的迅速发展，多媒体教学手段的广泛应用，数学教学中使用多媒体技术是一种很好的教学改革与教学尝试。文章阐述了如何利用多媒体，改进高中数学教学方法和教学手段，提高教学效率。关键词：数学教学多媒体交互功能多媒体教学是运用多媒体计算机综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息，把多媒体的各个要素按教学要求，进行有机组合，并通过投影机、音响表现出来，同时通过使用者与计算机之间的人机对话，完成教学的各个环节，实现教学活动的过程。又称为计算机辅助教学CAI。利用多媒体技术可以呈现给学生视觉、听觉等多方面的信息，为学生提供了图、文、声并茂的学习环境，能有效地减轻学生课业负担，激发学习兴趣，从而提高学生的学习效率，产生不可估量的教学效果。下面就高中数学教学，谈谈如何利用多媒体技术提高数学教学的效率。 一、运用多媒体的声像效果，创设情境，激发学生兴趣 高中数学是一门知识广度和深度以及抽象性都较强的学科，传统的数学课给学生留下的印象往往是一个个死板的过程再配上一堆堆抽象、深奥的公式、定理，使人望而生畏。在数学课堂教学之中，利用多媒体的声、像、图、文并茂的教学系统，有利于学生对数学教学内容的理解和掌握，使复杂抽象的认识活动变得简单而直观，从而弥补传统教学方式的不足，最大程度地激发学生的学习兴趣，一扫数学课枯燥、乏味、深奥难懂的现状，使学生积极主动地参与学习。 例如，在设计和制作高二立体几何“直线和平面平行的性质定理”课件时，在Authorware平台上嵌入在《几何画板》中制作的文本、图形和动画。根据引入课题的需要和问题情境的创设，从复习直线和平面平行的意义和直线和平面平行的判定定理着手，提出问题：“已知直线a平行平面a，怎样在平面a内找到一条直线b使得直线b∥a？”。相当一部分学生对回答这个问题没有把握或不知从何处着手。这时，展示了利用《几何画板》制作的动画：经过直线a作平面β使β∩a=b，随着平面β的移动，直线b的位置的改变，但a、b之间的相互位置关系（平行）不变。通过观察动画过程，学生产生浓厚兴趣并且容易回答上述提出的问题。由此引入直线和平面平行的性质定理，学生对定理的题设和结论理解深刻并能牢固记忆而且过渡自然。 二、利用多媒体的动画效果，化静为动，降低教学的难度 以黑板与粉笔为主要工具的传统教学模式只能呈现静态的事物，而在高中数学教学中，涉及到了太多的变量与参数，很多都出现了动态变化。多媒体计算机以其强大的图形图象处理功能，为数学中的运动变化提供了演示的最佳工具。通过动画向学生模拟示逼真的现象和过程，提供给学生直观、形象、生动的知识，具有其他媒体不可比拟的优势。采用CAI动态图像演示，不仅能把高度抽象的知识直观显示出来，而且其突出的较强的刺激作用，有助于学生理解概念的本质属性，降低教学难度。 例如在讲解“角的概念推广”，正角和负角概念时，引入生活中常见的转动，如飞轮，钟表，采用多媒体电脑的动画功能，让角旋转（顺时针，逆时针），引出负角正角的概念，所反馈的教学效果是常规教学所无法替代的；《立体几何》是很多学生学起来感到困难的一门功课，用“割补法”求几何体体积的教学，传统方法由于不能把“割补”直观地表现出来，教师难于讲授，学生更不易理解，用计算机的动画功能却可以形象、生动地演示“割补”的过程。 三、利用多媒体的交互功能，吸引学生注意力，激发求知欲 多媒体技术能够提供文本、图形图像、音频、动画、视频等多种媒体，其表现形式的多样化不仅将学生从单调的“黑白世界”（即黑板和粉笔）带入绚丽的彩色世界，而且使图、文、声、像并茂，直观动态，富有表现力，给学生以视觉、听觉等多角度的感官刺激，给予学生的是一个不同于传统教学媒体的立体感官世界。这些琳琅满目、有声有色的活教材将刺激着学生大脑皮层的每一个细胞，并使之达到一种稳定、持久的兴奋状态，吸引学生的注意力，增强学生学习的专注性，消除学生学习上的疲劳，有效地提高课堂教学的效率。 例如在讲解《数学归纳法》第一节课中，我每次在这节课的课前都播放一段精选的多米诺骨牌视频录像，然后用多米诺骨牌的原理与数学归纳法进行类比，借助多米诺骨牌讲解数学归纳法，2分钟的视屏中充满了巧妙的骨牌摆放设计，奇妙的视觉享受不时引起学生的佩服与惊叹，立即把相对于大部分学生以主观意志力或环境压力为主要驱动力的学习状态转化为以兴趣和求知欲为主要驱动力的学习状态，成功点燃了学生的学习热情，枯燥的原理结合巧妙地视频，一切不再枯燥，大家愉悦地完成了这节课的教学，课后学生作业较前几届学生也大有改观，这些都是多媒体技术交互性带来的效果。 四、借助多媒体技术的模拟性，演示数学实验，体会数学与现实的关系 数学来源于生活，又运用于生活。华罗庚曾经说过：对数学产生枯燥乏味、神秘难懂的印象的主要原因就是脱离实际。虽然有些教学模型的显示效果比多媒体显示的效果可能更好，有些数学实验让学生动手经历比多媒体演示更深刻，但毕竟不是所有的实物都是能带进教室的，即使能带进教室的，操作起来也不一定让人顺心满意，遇到这类情况，多媒体技术的模拟性就可以得到体现。 例如在《抛物线定义及其标准方程》一节课中，有一个画抛物线的数学实验，传统的实验涉及到的器材太多，花了很多的时间，结果往往是得到一条变形了的不像抛物线的“抛物线”。 鉴于这个数学实验操作的复杂与费时性，我让学生课前预习并自己动手操作实验后，课上直接用几何画板课件模拟演示了该实验，同时还让学生了解绳长与得到的抛物线长度密切相关，只要绳够长，抛物线就可以不断变长，这是黑板上进行实验很难得到的结论。通过多媒体模拟演示，避免了时间的大幅浪费，得到了完美的抛物线形状，学生体会到了现实生活中抛物线的产生方法，还能更深层次的分析实验结果，课堂有效性得到了充分体现。 总之，多媒体技术与数学教学的有机结合，是数学教学改革中的一种新型教学手段，由于其视听结合、手眼并用的特点及其模拟、反馈、个别指导和游戏的内在感染力，故具有极大的吸引力。只要在平时的课堂教学中善于利用多媒体技术，就一定能激发学生兴趣，提高数学教学的课堂效率。