1.2 多媒體的概念與含義

1984年美國RCA公司在普林斯頓的DavidSarnoff實驗室，組織了包括計算機、廣播電視和信號處理三個方面的40余名專家，綜合了前人已經取得的科研成果，經過4年的研究，將彩色電視技術與計算機技術融合在一起，于1987年在國際第二屆CD-ROM年會上展出了世界上第一臺多媒體計算機。這項技術后來定名為DVI（Digital Video Interactive）。這便是多媒體（Multimedia，由Multiple Media兩個詞組合而成）技術的雛形。

多媒體技術一出現，在世界范圍內立即引起巨大的反響，因為它清楚地展現出信息處理與傳輸（即通信）技術的革命性的發展方向。國際上在同一年內立即成立了交互聲像工業協會，當該組織1991年更名為交互多媒體協會IMA（Interactive Multimedia Association）時，已經有15個國家的200多個公司加入了。

多媒體計算機與普通計算機有什么不同，它的出現何以如此引人矚目？早期的計算機只能進行數學運算，后來又具有了文字處理能力，經過若干年的發展之后又增加了圖形與動畫的功能。而多媒體計算機則是增加了對包括伴音在內的活動圖像（即動作連續的電視圖像）的處理、存儲和顯示的能力。這在技術上是一個質變性的飛躍。

為了比較深入地理解這一飛躍，首先讓我們來作一個簡單的計算。我國的電視制式在一幀圖像內有625行，去掉在掃描逆程（不顯示圖像的部分）中占去的約50行，出現在一幅畫面上有效的掃描行數是576行左右。電視畫面的寬與高尺寸之比是4∶3，要保證圖像在水平方向上單位距離內可分辨的像素數與垂直方向上相等，那么在圖像水平方向上的像素數應為576×4/3＝768。將這樣一幅單色的電視圖像數字化，其取樣點數應不少于768×576。

根據三基色原理，一幅彩色圖像是由紅、綠、藍3幅單色圖像組成的，每秒鐘要傳送25幅彩色圖像才能保證電視圖像的連續性。如果每一個像素采用8比特量化，1秒鐘時間內需要傳送的數據量則為

768×576×3×8×25≈265（Mb）＝33（MB）

1部2小時電視電影的總數據量為

33×60×60×2＝238（GB）

在20世紀80年代，計算機硬盤的容量是40MB，總線傳輸能力在3Mb/s左右，由此可見，普通微機不具有存儲未經壓縮的活動圖像信號的能力，也無法通過總線將其送到顯示器上進行連續顯示。

多媒體計算機的出現，標志著人們已經在電視圖像信號（或稱視頻信號）的實時壓縮（使得能在實時的條件下存儲、傳送活動圖像）、實時解壓縮（以顯示活動圖像）等技術上取得了突破性的進展，具有劃時代的意義。

多媒體計算機區別于普通計算機的第二個技術特征，是解決了同時存儲、讀取和顯示兩個在時間上緊密相關的數字信號（即伴音信號和圖像信號）時，如何在時間上保持同步的問題。同步的必要性很容易理解，屏幕上說話的人嘴形與聲音配不上就是不同步。在電視系統中，圖像信號與伴音信號是組合成一個信號傳送的，二者之間總是保持著同步。在多媒體計算機中，數字形式的伴音與視頻圖像信號是可以作為兩個信號分別存儲的，要保證同步就需要考慮二者在讀取、處理和顯示過程中的正確時間關系。在單純處理數字、文字和圖形的普通計算機中并不需要維護這種嚴格的時間約束關系。當多媒體擴展到遠程應用時，服務器與客戶端（或兩個對等的終端）通過網絡連接，由于網絡延時和延時抖動的存在，保證聲/像信號在傳輸過程中的同步也是有別于傳統數據傳輸的新問題。

根據以上分析我們看到，多媒體計算機所增加的處理包括伴音在內的電視圖像的功能，不僅使計算機在功能數量上多了一項，而是一個質變的過程。聲音和電視圖像在傳統上是屬于通信技術和電視技術的研究對象的，多媒體計算機已經將計算機延伸到電視技術和通信技術領域了。

前面的簡單計算表明，包括伴音在內的電視信號，是各種媒體中數據量最大的一種。既然技術已經發展到了能用計算機處理這種數據量最大的業務，其他數據量小的，如信息查詢、電子郵件、電話、傳真、可視電話等項業務，都將可以融合到一起，在一臺多媒體終端上實現。這是多媒體中“多”字的另一層含意。也有人用集成一詞來描述多媒體將多種媒體、多項業務集合在一起的這一特點。

有的學者從數據本身的特點來理解多媒體技術與其他技術的區別。多媒體數據是由內容上相互關聯的文本、圖形、圖像、聲音、動畫、活動圖像等媒體的數據所形成的復合數據。這一數據合成的過程是在計算機控制下完成的。在這里首先說明了多媒體所涉及的信號是數字化的，而不是模擬的；其次應當注意“內容上相互關聯”和“合成”這兩個要點，內容上毫不相干的文字、圖形、聲音、活動圖像等數據的集合并不是多媒體數據。通常對時間敏感的聲音、活動圖像的數據稱為實時數據，其他類型的數據則是非實時數據。如果說某個數據是多媒體數據，則意味著該復合數據中至少包含有一種實時數據和一種非實時數據。

能夠通過計算機對視頻數據進行操作，形成了多媒體技術的另一個基本特征，即交互性（Inter-active）。人—機交互是計算機固有的技術特征。通過鍵盤或鼠標打開一個文件，就會顯示你所要的內容，經過修改、補充之后，再寫入到給定的文件名下，或者通過一條打印指令則可在打印機上將文章打印出來。這種人與計算機之間通過指令“對話”式的操作就是交互操作，這已經是人們幾十年來所熟知的常識。而多媒體強調的是以交互的方式對活動圖像（包括伴音）進行操作，例如，對其進行“快進”、“暫?！钡蠕浵駲C式的操作。

值得注意，人—機交互與傳統的通信領域中的雙向通信（Two Ways）是不同的兩個概念。雙向通信意味著通信可以在兩個方向上進行，如圖1-1（a）所示，北京的電視節目經過線路1傳到上海，上海的電視節目經過線路2傳到北京，二者使用了對稱的信道，但相互獨立。所謂對稱是指兩條線路的信道帶寬或數據率等傳輸參數與指標是相同的。而圖（b）表示由北京的通信終端自動地從位于上海的數據庫內調取電視節目時的交互工作。這項業務使用了雙向的非對稱信道，上行線（由用戶向信息中心）傳送指令，是低速率的；下行線傳送讀取的電視信號，是高速率的。需要強調的是，這項業務中的上、下行信道中傳輸的信息是相互關聯的，體現了人—機交互操作。

除了人—機交互之外，一些多媒體系統支持人與人之間的交互，例如，可視電話、多媒體會議和協同工作就是典型的例子。傳統的電話也是實現人與人交互的通信系統；支持人與人之間交互的多媒體系統與電話的最大區別在于，它使用了更多的媒體（除相互聽得見外還相互看得見）和允許同時進行更多的業務（如除通話外還可以共同觀看、修改文件等）。

通過上面的討論，我們可以對多媒體的特征作一個簡要的總結，即它具有集成性、同步性和交互性。其中集成性包括多種媒體的集成和多種業務的集成；交互性包括人與人的交互和人—機交互。