多媒體技術是一門涉及數字信號處理技術、音頻和視頻技術、計算機軟件和硬件技術、人工智能技術和模式識別技術、計算機網絡與通信技術等綜合的技術，是一門跨學科的高新技術。多媒體技術的發展及多媒體產品的不斷推陳出新使得計算機能夠以形象、豐富的多媒體信息和方便的交互性進入人類生活和生產的各個領域。它極大地改善了人機界面，改變了使用計算機的方式，給人們的工作、生活以及娛樂帶來了深刻的變革，因此人們迫切需要學習多媒體技術的基礎理論知識和應用技術。

本書按照普通高等院校本科生的培養目標，從多媒體應用的實際出發，在理論上重視培養基礎知識，提高分析問題的能力；在實踐與實用性方面，加強實驗和實用性的引導，注重培養學生解決實際問題的能力；全面系統地介紹了多媒體計算機的相關技術。

在當前，網絡和計算機技術大量應用著多媒體技術和產品，為了適應多媒體技術迅速發展的要求，我們在編寫這本教材的時候，盡力收集并且把新的技術和科研成果都納入其中。本書具有以下特點：

（1）緊貼發展，注重理論和實踐的結合。本書共分10章，第1章介紹了多媒體計算機技術的定義、關鍵技術、現狀以及未來的發展趨勢；第2章介紹了多媒體的硬件技術；第3章和第4章分別介紹了音頻信號和視頻信號的獲取和處理技術；第5章介紹了多媒體數據的壓縮技術和國際標準；第6章介紹了多媒體人機交互技術；第7章介紹了多媒體計算機存儲技術；第8章介紹了多媒體計算機管理技術；第9章介紹了多媒體的傳輸技術；第10章介紹了多媒體技術的實現。各章節內容均反映了多媒體各領域的最新研究成果和發展趨勢。

（2）知識豐富，內容全面。本書力圖創造一個全面學習多媒體技術的機會，其主要內容為理論的闡述、產品和成果的介紹。

（3）結構合理，敘述流暢。在學習本書的過程中，可以對本書的內容加以選擇和裁剪，以適應不同的學習需求，合理安排知識點。

本書由任正云主編，參加編寫的人員還有陳萬華、嚴永松、張其成、劉珊燕、趙運紅、游明坤、劉青筱、沈成濤、賴玲、李敏、王曉雨、方紅彬、胡玉榮和肖衡。全書由任正云完成統稿和校對，由劉青筱插圖，在編寫和修改的過程中，作者從同行中學到了大量的知識，并參閱了相關網站資料，聽取了田原、李素若等教師的意見和建議，在此一并感謝！

由于多媒體技術的發展極為迅速，加之時間、精力和能力有限，書中難免會有疏漏之處，敬請讀者和同行批評指正。

編 者

2009年3月

序
前言

第1章 多媒體技術概述 1
1.1 多媒體技術的基本概念 1
1.1.1 媒體 1
1.1.2 多媒體數據的特點 2
1.2 多媒體計算機系統 3
1.2.1 多媒體硬件系統 3
1.2.2 多媒體計算機軟件系統 3
1.2.3 多媒體計算機系統的層次結構 4
1.3 多媒體技術的發展 5
1.3.1 多媒體技術的歷史 5
1.3.2 發展現狀 5
1.4 多媒體系統的關鍵技術 7
1.4.1 多媒體信息的表示 7
1.4.2 多媒體輸入輸出技術 8
1.4.3 多媒體專用芯片技術 8
1.4.4 多媒體存儲設備與技術 9
1.4.5 多媒體系統軟件技術 11
1.4.6 多媒體傳輸技術 11
1.5 多媒體技術的應用前景 12
習題 13
第2章 多媒體計算機硬件 14
2.1 多媒體存儲設備 14
2.2 USB設備 14
2.2.1 USB的硬件結構 15
2.2.2 USB的軟件結構 15
2.2.3 USB的數據流傳輸 17
2.2.4 USB的應用 18
2.2.5 USB產品 18
2.3 圖形圖像信息輸入設備 18
2.3.1 掃描儀 18
2.3.2 數碼相機 19
2.3.3 數碼攝像機 20
2.4 視頻信息采集與顯示 21
2.4.1 視頻采集卡 21
2.4.2 攝像頭 22
2.4.3 多媒體投影儀 23
2.5 其他多媒體設備 24
2.5.1 打印機 24
2.5.2 觸摸屏 24
2.5.3 手柄 25
2.5.4 機頂盒 26
習題 27
第3章 音頻信息的獲取與處理 28
3.1 信號處理的基本術語 28
3.1.1 采樣和量化 28
3.1.2 采樣長度的選擇與頻率分辨率 29
3.1.3 DFT和IDFT的定義 30
3.1.4 小波變換 30
3.2 數字音頻基礎 32
3.2.1 模擬音頻和數字音頻 32
3.2.2 數字音頻的文件格式 33
3.2.3 音頻信號的特點 34
3.2.4 3D音頻 35
3.3 聲卡的組成與工作原理 36
3.3.1 聲卡的功能、技術指標與分類 36
3.3.2 聲卡的組成和布局 40
3.3.3 聲卡的工作原理 42
3.3.4 SPDIF數字音頻接口 44
3.3.5 音頻卡的發展和改進 45
3.4 音頻編碼基礎和標準 47
3.4.1 音頻編碼的基礎 47
3.4.2 音頻編碼標準 49
3.5 音樂合成和MIDI規范 59
3.5.1 音樂合成 59
3.5.2 MIDI規范 60
3.6 語音識別 63
3.6.1 語音識別的發展和分類 63
3.6.2 漢語語音識別系統的應用 64
習題 66
第4章 視頻信號的獲取與處理 67
4.1 彩色空間表示及其轉換 67
4.1.1 顏色的基本概念 67
4.1.2 彩色空間表示 69
4.1.3 彩色空間的轉換及其實現技術 71
4.1.4 彩色全電視信號 72
4.2 視頻信息獲取技術 73
4.2.1 視頻采集卡的功能簡介 73
4.2.2 視頻采集卡的工作原理 77
4.2.3 彩色全電視信號的數字鎖相和
數字解碼 82
4.3 圖像文件格式及其轉換 85
4.3.1 靜態圖像文件格式 86
4.3.2 動態圖像壓縮編碼文件格式 92
習題 93
第5章 多媒體數據壓縮編碼技術 94
5.1 多媒體數據壓縮編碼的重要性和分類 94
5.1.1 多媒體數據壓縮編碼的重要性 94
5.1.2 多媒體數據壓縮方法的分類 95
5.1.3 評價多媒體數據壓縮方法的指標 96
5.2 常用的編碼方法 97
5.2.1 信息熵編碼 97
5.2.2 詞典編碼 100
5.2.3 預測編碼 103
5.2.4 變換編碼 104
5.2.5 模型編碼 105
5.2.6 混合編碼 105
5.3 多媒體數據壓縮的國際標準 105
5.3.1 音頻壓縮標準 105
5.3.2 靜止圖像的壓縮標準 107
5.3.3 MPEG壓縮標準 111
習題 119
第6章 多媒體系統的人機交互技術 121
6.1 人機界面概述 121
6.1.1 人機界面的發展歷史 122
6.1.2 人機界面設計技術 123
6.1.3 用戶界面的設計目的以及設計原則 125
6.1.4 多媒體界面設計的藝術原則 126
6.2 多通道用戶界面 129
6.2.1 多通道概念 129
6.2.2 多通道用戶界面的特點 130
6.2.3 多通道用戶界面的主要研究內容 131
6.2.4 多通道用戶界面評價 132
6.2.5 多通道用戶界面的應用 133
6.3 三維人機交互技術 134
6.3.1 三維交互設備與交互方式 134
6.3.2 人機交互中的視線跟蹤技術 135
6.3.3 基于手勢的人機交互技術 137
6.4 視頻點播和交互電視 140
6.4.1 視頻點播與交互電視的概念 140
6.4.2 視頻點播與交互電視的結構 145
6.4.3 用戶接入網技術 150
6.4.4 視頻點播的應用 155
6.5 虛擬現實 156
6.5.1 虛擬現實的定義 156
6.5.2 虛擬現實技術的特征 158
6.5.3 虛擬現實系統的類型 158
6.5.4 虛擬現實系統的關鍵技術 160
6.5.5 虛擬現實技術的編程語言簡介 162
6.5.6 分布式虛擬現實系統 164
6.5.7 虛擬現實系統的應用 165
習題 166
第7章 多媒體數據的存儲 167
7.1 直接連接存儲技術 167
7.1.1 SCSI技術 167
7.1.2 RAID技術 168
7.2 網絡存儲系統 169
7.2.1 網絡存儲系統的體系結構 169
7.2.2 存儲區域網 169
7.2.3 聯網存儲 171
7.2.4 NAS與SAN融合統一 172
7.3 存儲網絡技術 173
7.3.1 基于光纖通道技術的存儲網絡技術 173
7.3.2 基于分組交換技術的存儲網絡技術 173
7.3.3 給予InfiniBand技術的存儲
網絡技術 175
7.4 磁帶技術 175
7.4.1 DAT技術 175
7.4.2 DLT技術 176
7.4.3 LTO技術 176
7.5 存儲虛擬化技術 177
7.6 光存儲技術 178
7.6.1 光盤的結構 178
7.6.2 光盤的制作過程 180
7.6.3 光盤數據讀出的過程 181
7.6.4 光盤的規范及格式 182
7.6.5 DVD及其關鍵技術 184
7.6.6 CD-R盤 187
7.6.7 CD-RW盤 188
7.6.8 COMBO驅動器 190
7.6.9 藍色光盤 190
習題 192
第8章 多媒體信息的管理與查詢 193
8.1 超文本與超媒體 193
8.1.1 超文本與超媒體概述 193
8.1.2 超文本系統的基本特征 194
8.2 超文本的發展歷史和典型的
超文本系統 196
8.2.1 超文本的發展歷史 196
8.2.2 典型的超文本系統 197
8.3 超文本系統的用戶接口 199
8.4 HTML語言簡介 200
8.4.1 HTML發展歷史 201
8.4.2 HTML語言結構 201
8.4.3 HTML標簽和屬性 202
8.4.4 超鏈接 203
8.4.5 用HTML實現多媒體 204
8.5 設計超文本的工具 206
8.5.1 JavaScript 206
8.5.2 動態網頁設計 212
8.6 XML簡介 213
8.6.1 XML是元標記語言 213
8.6.2 XML的嚴格格式 214
8.6.3 XML文檔的組成 215
8.6.4 VoiceXML 218
8.7 多媒體數據庫 219
8.7.1 多媒體數據的存儲問題 220
8.7.2 多媒體數據的管理 221
8.7.3 多媒體數據庫體系結構 226
8.7.4 多媒體數據庫的基于內容檢索 228
習題 235
第9章 多媒體信息的傳輸 236
9.1 多媒體計算機網絡 236
9.1.1 有線網絡接入技術 236
9.1.2 無線網絡接入技術 240
9.1.3 IPv6 242
9.2 流媒體 244
9.2.1 流媒體的誕生 244
9.2.2 流式傳輸的基礎 245
9.2.3 流媒體技術原理 246
9.2.4 支持流媒體傳輸的網絡協議 248
9.2.5 流媒體的三大平臺 250
9.2.6 流媒體文件格式 252
9.2.7 流媒體系統組成 255
9.3 移動多媒休通信技術 256
9.3.1 移動多媒體通信的關鍵要素 256
9.3.2 寬帶移動多媒體通信 258
9.3.3 WAP與GPRS 260
9.4 分布式多媒體系統中的服務質量控制 261
9.4.1 分布式多媒體計算機系統的
基本特征 261
9.4.2 服務質量控制的基本方法 262
9.4.3 網絡服務模型 263
9.5 IP多播技術 268
9.5.1 IP多播概述 268
9.5.2 IP多播路由及其協議 268
9.5.3 IP多播路由中的隧道傳輸機制 271
9.5.4 基于IP多播的視頻傳輸 271
9.5.5 IP多播技術在多點視頻數據傳輸
方面的優勢 272
9.6 多媒體信息傳輸的安全 272
9.6.1 常見的攻擊方法 273
9.6.2 安全控制目標 274
9.6.3 常用的信息加密技術 274
9.6.4 VPN 278
9.6.5 信息隱藏技術 281
習題 283
第10章 多媒體的應用 284
10.1 典型的自適應性應用——FreePhone 284
10.2 多投點傳播主干網——Mbone 285
10.3 IP電話 286
10.3.1 IP電話的基本原理和關鍵技術 286
10.3.2 基于有線電視網絡的IP電話 289
10.4 視頻會議 291
10.4.1 H.323協議棧 291
10.4.2 H.323的拓撲結構 292
10.4.3 H.323多點視頻會議 294
10.4.4 利用Windows NetMeeting 進行
視頻會議 296
10.5 Internet的回歸——P2P技術 298
10.5.1 P2P的先鋒Napster 299
10.5.2 P2P技術的實現 300
10.6 IPTV系統 301
10.6.1 IPTV系統架構 301
10.6.2 IPTV關鍵技術 302
10.6.3 IPTV終端 303
10.6.4 lPTV的發展 305
習題 305
參考文獻 306

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2. 數字媒體交互設計項目式教程（微課版） [主編　蘇陸]
3. 多媒體技術與應用案例教程（第二版） [主　編　高海波　覃曉群　寧礦鳳]
4. 新媒體技術基礎 [主編 羅練 王蓉芳]
5. 數字多媒體技術案例設計（第二版） [杜文潔 宋倬 英皓 張博 茹雪]
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7. 零起點意大利語多媒體課堂：發音、詞匯、句子、會話一本就夠 [張淑娟 著]
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9. 零起點西班牙語多媒體課堂：發音、詞匯、句子、會話一本就夠 [付彩艷 著]
10. 圖解法語多媒體課堂手把手教你從入門到熟練的法語書 [宋美鈺]
11. 零起點德語多媒體課堂：發音、詞匯、句子、會話一本就夠 [王超 著]
12. 零起點俄語多媒體課堂：發音、詞匯、句子、會話一本就夠 [高帥 著]
13. 多媒體CAI課件制作教程 [主 編 范強]
14. 項目驅動——多媒體動畫設計與制作教程（Flash CS5版） [牟向宇 楊麗芳]
15. 零起點日語多媒體課堂：50音、句子、會話一本就夠 [無師自通日語研發團隊 編]
16. 多媒體技術與信息處理 [楊帆 趙立臻 編著]
17. 多媒體網頁設計教程 [主編 朱國華 齊暉 李楓]
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19. 數字多媒體技術案例設計 [杜文潔 劉洋 主 編 ]
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21. 多媒體技術基礎與應用 [賀雪晨 賈振堂 主 編 ]
22. 零起點英語多媒體課堂 [大耳朵工作室 編著]
23. 多媒體專業綜合實訓 [杜文潔 劉明國 主 編 ]
24. 多媒體技術與應用 [周朋紅 主編]
25. 多媒體制作技術及應用 [宗緒鋒 主編]
26. 多媒體軟件制作綜合實訓 [韓雪濤 主編]
27. 計算機多媒體藝術導論 [陳利群 主編]
28. 多媒體技術基礎 [雷運發 主編]
29. 多媒體應用技術基礎 [劉甘娜　翟華偉　編著]
30. Authorware 7.0中文版多媒體制作教程 [李智鑫 主編]