一 发展多媒体的意义和目的

　　多媒体计算机集声音、图像和文字于一体，集电视、录像、光盘存储、电子印刷和计算机通信技术之大成，它将把计算机应用引入一个无所不能的广阔领域，成为未来的主要技术之一。通过多媒体，计算机把人们进一步引入信息领域，并以最直观的方式表达多媒体信息。因此，发展多媒体技术的意义在于：

　　1、大大增强了计算机处理和存储信息的能力。

　　2、多媒体技术的运用使计算机系统的人—机交流界面更加友好，操作更加方便，信息的表达方式更加符合人的习惯。

　　3、多媒体技术使音像技术、计算机技术和通信技术这三大信息处理技术紧密地结合在一起，为信息处理技术的发展开拓了新的途径，同时也大大拓展了计算机的应用范围。

　　4、多媒体使人们能自动接受自然信息。

　　5、多媒体的组合文档输出，真正做到所见即所得。

　　6、多媒体利用数据压缩和大容量数据存储技术，配以宽带网络传递，使得实现无纸世界成为可能。

　　7、多媒体技术和通信技术相结合，实现远距离服务，极大地xx了由于地理障碍而带来的不便。

　　8、多媒体技术在教育和人才培训方面将有用武之地，它有力地推动计算机辅助教育和计算机辅助教学的发展，并将有可能促进人工智能技术和知识信息处理的结合。

　　9、多媒体技术使得辅助决策表现得更为现象。多媒体技术和数据库、通信技术、专家系统、知识信息处理相结合，可开发更好的具有一定智能的决策支持系统，建立面向对象的多媒体数据库，能有效地综合利用多媒体信息为决策服务。

　　10、应用面向对象编程技术，使软件部件化，使得开发多媒体应用变得快捷，且易于维护。

　　多媒体技术不仅使计算机应用更有效，更接近人类习惯的信息交流方式，而且将开拓前所未有的应用领域，信息空间走向多维化，使人们思想的表述不再局限于顺序的、单调的、狭窄的范围，而有了一个充分的自由空间。多媒体技术为这种自由提供了多维化空间的交互能力，目前在电影、电视和文艺创作方面已取得了可喜的成果，今后将会越来越多地利用多媒体技术进行各种创作活动。多媒体技术将引起信息社会的一场划时代的革命。

　　二   无限的“0”和“1”

　　信息技术是人类信息获取功能的增强和扩展，它经历了从简单到复杂、单一到综合的发展过程，从传输话音的电话、无线电广播到传输活动图像的电视、电影以及能够处理文字、数字数据的电子计算机。现在，计算机网络综合了许许多多先进的信息技术，已经成为现代甚至未来社会信息网络的重要基础设施之一，其应用也越来越广泛地深入到我们社会生活的方方面面。我们能从计算机网络系统中得到各种各样服务的同时，自然希望这些服务也能像我们观察自然界和生活以及直接进行人与人的交往那样，得到具有声音、图像、图形和文字等多种信息形式的综合感受。正是我们人类的信息器官对多媒体的这种自然需求，推动了各种信息技术与多媒体技术的结合，特别是计算机网络与多媒体技术的结合。而计算机网络能把信息采集、处理、存储、传输和显示、控制技术高度一体化地综合在一个系统平台中，而且不断地融合各种新的信息技术，反过来又推动了多媒体技术的发展和推广，从而更好地适应和满足我们对各种网络信息服务的多媒体要求。

　　这时可能你会产生这样一个疑问：既然多媒体信息是声音、文字、图像等多种信息类型的综合，它应该跟单一的声音信息、文字信息不一样，那么它需要新的技术和方法以完成在计算机网与通信网中的存储、传输、显示和处理过程吗？

　　或许你会知道，文字信息、声音信息和图像信息，一旦进入计算机和通信系统中，就会被转换成“0”和“1”的数字组合来表示，我们把这种处理方法称为二进制编码，把这种数字组合的结果称为数字信号。虽然多媒体信息要比单一的文字信息、声音信息和图像信息复杂的多，也丰富得多，但在计算机和通信系统中，同样是利用“0”和“1”的组合来表示出所有的多媒体信息，在本质上没有什么根本区别。

　　我们知道，从理论上讲，只要数字的长度没有限制，“0”和“1”所能产生的组合是无限的，所以我们就能相信，通过“0”与“1”的无限组合就能表示所有多媒体信息。虽然我们目前的计算机和通信系统中的设备能处理的由“0”和“1”组成的数字长度有限，但随着我们的技术的不断发展，计算机和通信设备的处理能力的不断提升，这种处理方法应该是能满足我们获取多媒体信息的要求的。

  三  多媒体系统的作用

　　我们通过感觉、视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，打开了通向世界的窗口。这些感觉器官把有关环境的数据传递给大脑，由大脑来解释这些数据，同时把当前发生的情况与先前发生的情况加以对比，最终使我们获得信息。多媒体系统作为一个建立在人与环境之间的系统，实质的目的是要协助人与环境之间的交互和操作。这种协作不同于普通的控制与交互系统，不能理解为用于协助人对机器的操纵，而在概念上是透过多媒体系统对环境进行交互和控制，这种交互由于多媒体系统的介入将我们人类对信息的获取与处理能力大大加强，既扩大了范围，加快了速度，又增加了存储，而且更易于接受。

　　1、多媒体出版

　　以光盘形式出版的各种各样的出版物已经普及。这一类光盘可以把软件、游戏、电影、书籍、教科书、杂志、报纸等以电子出版物的形式发行，我们用户通过多媒体个人电脑或其他多媒体终端设备进行阅读和使用。这种出版物不仅可以阅读，而且可以进行动态执行，演示出活动的效果，表现力更加丰富。近来，与网络结合的多媒体电子网络出版方兴未艾，产生了更加好的效果，无论时效性、消息传递效果及信息的容量，都大大优于传统出版物。

　　2、多媒体办公自动化和计算机会议系统

　　多媒体数据库和超媒体文献的大量使用，多媒体办公自动化和指挥自动化系统将为工作人员提供能够支持各种媒体查询和检索、支持协作的工作环境。这些系统不仅可以浏览处理大量通过网络来来往往的信息和数据，而且通过多媒体计算机会议系统，还可以使多个不同地点的人员参加同一个会议，通过视频、音频信息的传递，可以在不同地点之间形成面对面的效果，同时，也可以监视所需要的各种现场数据和图像。

　　3、多媒体信息咨询系统

　　由于多媒体信息非常易于理解和表现，用多媒体信息来制作信息咨询系统就顺理成章了。这一类系统包括城市道路查询、航班咨询、专业业务咨询系统等等，也包括展览、展示、广告等一系列系统。这种系统主要由用户自己操作使用，或者是自动播放。

　　4、交互式电视与视频点播

　　交互式电视将来要成为电视传播的主要方式。通过增加机顶盒和铺设高速光纤电缆，我们可以将现在的有线电视和单向电视改造成为双向电视系统。这样，用户看电视将一改过去被动的接收方式，可以使用点播、选择等方式，还可以通过交互式电视实现家庭购物、多人游戏等多种娱乐活动。

　　5、交互式影院和数字化电影

　　交互式影院是交互式娱乐的另一方面。通过互动的方式，我们观众可以以一种参与的方式去“看”电影。这种电影不仅可以通过声音、画面制造效果，通过座椅也可以产生触感和动感，而且可以控制电影情节的进展。电影全数字化后，电影制造厂只要把电影的数字文件通过网络发往电影院或家庭就可以了，而质量和效果都比普通电影高出一大截。

　　6、数字化图书馆

　　数字化图书馆是另外一种信息服务方式。一旦图书馆中的图书都数字化，今后出版的书籍又都有电子版，数字化图书馆的时代就指日可待了。这种图书馆提供的将不仅仅是图书，事实上可以提供任何种类的信息和数据，例如影片、录像、图表与软件等等。

　　7、家庭信息中心

　　家庭将是未来人们活动的主要场所。人们可以在家中休息、娱乐，也可以在家中工作，与外界的联系可以通过家庭信息中心去完成。人们通过这个系统口头打电话、发传真、收发电子邮件，处理有关的业务和工作，也可以通过视频通信与家人或同事作面对面的交谈，当然也可以通过该系统进行娱乐和休息。

　　8、远程学习和远程医疗保健

　　通过多媒体通信网络，我们可以建立起远程学习系统和远程医疗保健系统。通过该系统，可以参加学校的听课、讨论和考试，也可以得到导师的面对面的指导。远程医疗保健可以使得偏远地区的病人一样地享受到专家的诊断。

　　9、媒体空间、赛博空间

　　将办公室、公共活动区以及公共资源设备等用网络连接成为一个整体，形成跨距离的信息空间环境，供工作人员交换信息、传递数据或进行讨论，这就是所谓的媒体空间。媒体空间有时候是通过复杂的会议系统实现的，有时候与计算机网络相连形成更大的信息空间。当这个空间发展到相当大的范围，信息内容更加丰富，用户存取的接口更加方便和更具沉浸感的时候，就成为赛博空间（CyberSpace，高度逼真的虚拟现实环境）。在赛博空间中，我们可以自由的进进出出，甚至还可以与人的大脑相连，获取所需的任何信息。Internet的迅速发展预示了赛博空间的可能，而虚拟现实技术的广泛应用才会使得赛博空间更像一个“空间”。这在目前还是幻想小说家的笔下之物。

　　上面所举的例子都是多媒体应用的不同形式。它们在很多方面具有相同的特点，采用的信息不再局限于文字或数据，扩展到了多种媒体信息；于人的各种活动密切相关，直接面向人进行工作；采用的技术形式大致相同，但所实现的应用却很不一样。

　　四    多媒体系统的优势

　　集成性

　　多媒体系统充分体现了集成性的巨大作用。事实上，多媒体技术中的许多技术在早期都可以单独使用，但其作用却十分有限，其原因就是因为它们是单一的、零散的，如单一的图像处理技术、声音处理技术、交互技术、电视技术、通信技术等。但当它们在多媒体的旗帜下集合起来时，一方面意味着技术已经发展到了相当成熟的程度，另一方面，也意味着各种技术独自发展不再能够满足应用的需要。信息空间的不完整，例如仅有静态图像而无动态图像、视频，仅有语音而没有图像等，都将限制信息空间的信息组织，限制信息的有效使用。同样，信息集合手段的单调性、通信能力的不足、多种设备和应用的人为分离，也会制约着应用的发展。因此，多媒体系统的产生与发展，既体现了应用的强烈需求，也顺应了全球网络的一体化、互通互连的要求。

　　多媒体系统的集成性主要表现在两个方面，即多媒体信息媒体的集成和处理这些媒体的设备与设施的集成。首先，各种信息多媒体应该能够同时地、统一地表示信息。尽管可能是多种的输入或输出，但对用户来说，它们就应该是一体的。这种集成包括信息的多种方式的统一获取、多媒体信息的统一存储与组织、多媒体信息表现的合成等方面。因为多媒体信息带来了信息冗余性，可以通过媒体的重复，另外使用别的媒体、或是并列地使用多种媒体的方法避免来自于通信双方及环境噪声对通信产生的干扰。由于多媒体中的每一种媒体都会对另一种媒体所传递信号的多种解释产生某种限制作用，所以多种媒体的同时使用可以减少信息理解上的多种意义的性质。总之，我们不应该再像早期那样，只能够使用单一的形态对媒体进行获取、加工和理解，而应该注意保留媒体之间的关系及其所蕴含的大量的信息。

　　其次，多媒体系统是建立在一个大的信息环境下，系统的各种设备与设施应该成为一个整体。从硬件上说，应该具有能够处理各种媒体信息的高速及并行处理系统、大容量的存储、适合多媒体多方式的输入输出能力及外设、带宽的通信网络接口以及适合多媒体信息传输的多媒体通信网络。对于软件来说，应该有集成一体化的多媒体操作系统、各个系统之间的媒体交换格式、适合于多媒体信息管理的数据库系统、适合使用的软件和创作工具以及各类应用软件等。

　　交互性

　　长久以来，我们在很多情况下已经习惯了被动地接收信息，例如看电视、听广播。多媒体系统将向用户提供交互性使用、加工和控制信息的手段，为应用开辟更加广阔的领域，也为用户提供更加自然的信息采存取手段。交互可以增加对信息的注意力和理解力，延长信息保留的时间。但在单向的信息空间中，这种接收的效果和作用就很差，只能使用所给的信息，很难做到自由地控制和干预信息的获取和处理过程。

　　多媒体信息在人机交互中的巨大潜力，主要来自它能够提高我们对信息表现形式的选择和控制能力，同时也能够提高信息表现形式与人的逻辑和创造力结合的程度。多媒体信息比单一信息对人具有更大的吸引力，它有利于人对信息的主动探索而不是被动地接收，如在动态信号与静态信号之间，我们往往更倾向于前者。多媒体信息所提供的种类丰富的信息源恰恰能够满足人在这方面的需要。

　　当交互性引入时，“活动”本身作为一种媒体便介入到了数据转变为信息、信息转变为知识的过程之中，因为数据能否转变为信息取决于数据的接收者是否需要这些数据，而信息能否转变为知识则取决于信息的接收者能否理解。借助于交互活动，我们可以获得我们所关心的内容，获取更多的信息，例如对某些事物进行选择，有条件地找出事物之间的相关性，从而获得新的信息内容。对某些事物的运动过程进行控制可以获得某种奇特的效果，例如倒放、慢放、快放、变形等，从而激发学生的思维想像力、创造力，制造出各种讨论的主题。在某些娱乐性应用中，我们可以改变故事的结局，从而使用户介入到故事的发展过程之中。即使是最普遍的信息检索应用，用户也可以找出想读的书籍、想看的电视节目，可以快速地跳过不感兴趣的部分，可以对某些所关心的内容进行编排、插入书评等，从而改变现在使用信息的方法。可以想像，交互性一旦被引入到用户的活动之中，将会带来多大的作用。人机交互不仅仅是一个人机界面的问题，对于媒体的理解和人机通信过程可以看成是一种智能的行为，它与人类的智能活动有着密切的关系。

　　从数据库中检索出某人的照片、声音及文字材料，这是多媒体的初级交互应用；通过交互特性使用户介入到信息过程中（不仅仅是提取信息），才达到了中级应用水平；而只有当我们xx地进入到一个与信息环境一体化的虚拟信息空间中，充分利用了各种感觉器官和控制能力对空间进行控制和自由翱翔时，这才是交互性应用的高级阶段，这就是虚拟现实。虚拟现实可以提供更高层次的交互性，这种交互性将不仅仅局限于视觉与听觉，还要引入触觉、运动跟踪和反馈，使得用户的每一个动作都对他所感受到的信息（包括视觉、听觉和触觉信息）产生相应的影响。这种xxx的交互将使得用户体验到逼真的感觉，但系统也会更加复杂。

　　实时性

　　多媒体信息中，最重要的是与时间有关的媒体。多媒体系统除了能够像计算机一样处理离散媒体如文本、图像之外，它的一个基本特征就是能够综合地处理带有时间关系的媒体，例如音频、视频和动画，甚至是实况信息媒体。这就意味着多媒体系统在处理信息时有着严格的时序要求和很高的处理速度。当系统应用扩大到网络范围之后，这个问题就会更加突出，会对系统结构、媒体同步、多媒体操作系统以及应用服务提出相应的实时化的要求。

　　多媒体系统的实时性反映了应用对多媒体系统的需求，反映了系统应用范围的扩大，也就说明了多媒体系统中与时间相关的媒体已经占据了统治地位。这是传统的多媒体技术向更高层次的多媒体系统技术发展过程中新的特征和问题。实时性程度的不同，对系统的设计要求也就不同。单机的多媒体系统对系统的实时性要求较弱，而网络环境下则比较强；不需要时间同步时要求低，需要时间同步时就要求高，需要实况时时间同步的需要最强，因此，这种要求是与不同的应用种类相关的。

　　人与计算机的“合作”

　　很长时间以来，人们一直试图制造出机器生物。当计算机出现以后，这种想法就更加盛行。但在经历了一段长时间的失败和思考以后，人们才逐渐意识到，人和计算机本来就不能、也不应该互相取代。我们人有自己的长处，机器有机器的长处，各取所长构成人机共生系统才是合理的。

　　所谓人与计算机的结合，就是要发挥各自的长处，这在以前却很难做到。因为计算机对许多媒体都无法处理，长期以来人与计算机的通信手段一直局限于文本方式，这与人在自然界所使用的多种信息媒体和多种信息通信手段相比，严重限制了人本来所具有的通信技能，人与计算机之间存在着巨大的鸿沟。多媒体的出现使得基于计算机的多媒体系统可以在恰当的地方与人划清分工的界限，有些事情由计算机去做，而另一些交给人去做反而更好。例如，计算机可以快速地对数据库中的大量图像进行基本特征匹配，但如果它去理解这些图像的实际含义，就有些勉为其难了。将所查询到的图像交给用户去进一步观察并决定下一步的动作，就比采用各种各样的目前并不成熟的技术去识别要更实际一些。但这种分工并不是一成不变的，随着技术的发展和成熟，机器所能够做的事情会越来越多，人的负担也会越来越少，但最终也不会由机器xx取代人。多媒体系统的人机共生合作的性质说明了多媒体系统中人的重要性。如果我们只从人机界面来考虑人的因素，那只看到了多媒体系统的一个方面。把人作为系统综合集成的一个重要组成部分，才能确切地把握系统的核心。任何对人在系统中的作用的忽视，都是片面的、不正确的。实际上，交互性本身就已经包含了人机共生合作的内容，系统越复杂，人在系统中的作用就越明显。