多媒体软件的设计与实现.docx

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多媒体软件的设计与实现

多媒体软件的设计与实现

内容提要：

多媒体技术诞生于20世纪末，它以传统计算机技术为平台，以实现电子信息技术为先导，成为当代科学、技术领域迅速崛起和发展的一门重要学科。

它为传统计算机技术带来了深刻变革，使计算机具有综合处理文本、声音、图形、图像、动画和视频的能力，并在此基础上发展产生了如虚拟现实等前沿学科技术，使现代科技进一步贴近生活，更好的服务于社会。

将多媒体技术引入计算机创业领域，不仅可以灵活地产生、集成、存储和应用多种多媒体信息，更可以有效地曾强计算机软件产品的人机交互能力和知识表达效果，从而显著地提高产品综合质量。

关键字：

计算机多媒体软件多媒体技术教学

Thedesignandimplementationofmultimediasoftware

Student：

RenYuSupervisor：

HuangRenyong

Abstract：

Multimediatechnologywasborninthelate20thcentury,itstraditionalcomputertechnologyasaplatformtoachieveelectronicandinformationtechnologyastheguide,contemporaryscience,technology,therapidriseanddevelopmentofanimportantdiscipline.Itisthetraditionalcomputertechnologyhasbroughtprofoundchangestothecomputerwiththeintegratedtreatmentoftext,sound,graphics,images,animationandvideocapabilities,andonthisbasisresultedinthedevelopmentofleading-edgesubjectssuchasvirtualrealitytechnologytomodernscienceandtechnologytofurtherclosetolife,andbetterserviceinthecommunity.

Multimediatechnologyintothefieldofcomputerbusiness,notonlytheflexibilitytoproduce,integration,storageandapplicationofavarietyofmultimediainformation,butalsoeffectivelyhavestrongcomputersoftwareproducts,capabilitiesandknowledgetoexpresshuman-computerinteractioneffects,thussignificantlyimprovingproductquality,comprehensive.

Keywords：

computerMultimediasoftwareMultimediatechnologyTeachingapplication

目录

1、多媒体的定义和发展……………………………………………………………1

（一）多媒体的定义………………………………………………………………1

（二）多媒体的发展………………………………………………………………1

2、多媒体技术的特征………………………………………………………………2

（一）多媒体技术的主要特点……………………………………………………2

（二）多媒体系统的组成…………………………………………………………3

3、多媒体的类型及技术……………………………………………………………3

（一）多媒体的类型………………………………………………………………3

（二）多媒体软件的主要技术……………………………………………………3

四、多媒体软件的设计………………………………………………………………6

（一）多媒体设计中视觉传达的形式特征……………………………………6

（二）多媒体软件的组合…………………………………………………………7

5、多媒体的应用……………………………………………………………………9

六、参考文献…………………………………………………………………………12

多媒体软件的设计与实现

一、多媒体的定义和发展

（一）多媒体的定义

“多媒体”一词译自英文“Multimedia”，媒体（medium）原有两重含义，一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译作媒质；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形等，中文译作媒介。

从字面上看，多媒体就是由单媒体复合而成。

多媒体技术从不同的角度有着不同的定义。

有人定义多媒体计算机是一组硬件和软件设备；结合了各种视觉和听觉媒体，能够产生令人印象深刻的视听效果。

在视觉媒体上，包括图形、动画、图像和文字等媒体，在听觉媒体上,则包括语言、立体声响和音乐等媒体。

用户可以从多媒体计算机同时接触到各种各样的媒体来源。

也有人定义多媒体是“文字、图形、图像以及逻辑分析方法等与视频、音频以及为了知识创建和表达的交互式应用的结合体”。

概括起来就是：

多媒体技术，即是计算机交互式综合处理多媒体信息——文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。

简言之，多媒体技术就是具有集成性、实时性和交互性的计算机综合处理声文图信息的技术。

（二）多媒体技术的发展

1．初露端倪：

20世纪80年代

　多媒体技术开始进入实际应用阶段的标志——第一块声卡于1987年8月问世。

2.1988年，MPEG（专门研究运动图像压缩的专家小组）建立。

3．多媒体时代到来：

20世纪90年代

　主线：

一是视频技术的发展；二是音频技术的发展

4．视频技术发展的三个高潮

　AVI：

奠定计算机视频存储的基础MPEG：

普及了计算机视频应用

　Stream（流格式）：

网络传播视频

5．音频技术发展的两个阶段

　以单机为主的WAV和MIDA音乐

　各种网络音乐压缩技术：

（RA、RM、RAM）、MP3、VQF、WMA

图1.多媒体

图2.多媒体会议系统

多媒体技术迅速兴起，蓬勃发展，其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。

早期的人们，通过交谈与手势交流信息。

随着社会的进步，信息传播的方式发生了变化，开始有了文字和图片，后来又有了照片乃至电报、电话、录音、广播、电视、电影、计算机网络等等。

多媒体自诞生以来发展迅速，现在已逐渐家喻户晓，多媒体技术综合了计算机声音处理技术、计算机图形处理技术、图像处理技术、计算机通信技术、存储技术、计算机文字处理技术、计算机动画处理技术及活动影像技术、集成电路技术等，这些技术的有机结合，对科技界、产业界、教育界、创作、娱乐界及军事指挥等领域产生了强劲的冲击波，它给传统的微型计算机、音频、视频设备带来了革命性的变革，对大众传播媒介产生了巨大影响。

二、多媒体技术的特征

（一）多媒体技术的主要特点　

1.集成性能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成　

2.控制性多媒体技术是以计算机为中心，综合处理和控制多媒体信息，并按人的要求以多种媒体形式表现出来，同时作用于人的多种感官　

3.交互性交互性是多媒体应用有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。

传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息，而多媒体技术则可以实现人对信息的主动选择和控制　　

4.非线性多媒体技术的非线性特点将改变人们传统循序性的读写模式。

以往人们读写方式大都采用章、节、页的框架，循序渐进地获取知识，而多媒体技术将借助超文本链接（HyperTextLink）的方法，把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给读者　

5.实时性当用户给出操作命令时，相应的多媒体信息都能够得到实时控制。

6.互动性，它可以形成人与机器、人与人及机器间的互动，互相交流的操作环境及身临其境的场景，人们根据需要进行控制。

人机相互交流是多媒体最大的特点　　

7.信息使用的方便性用户可以按照自己的需要、兴趣、任务要求、偏爱和认知特点来使用信息，任取图、文、声等信息表现形式

8.信息结构的动态性“多媒体是一部永远读不完的书”，用户可以按照自己的目的和认知特征重新组织信息，增加、删除或修改节点，重新建立链接

（二）多媒体系统的组成　　

一般的多媒体系统由四个部分组成：

多媒体硬件系统、多媒体操作系统、媒体处理系统工具和用户应用软件　

多媒体硬件系统：

包括计算机硬件、声音/视频处理器、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、通信传输设备及接口装置等。

其中，最重要的是根据多媒体技术标准而研制生成的多媒体信息处理芯片和板卡、光盘驱动器等。

多媒体操作系统：

或称为多媒体核心系统（Multimediakernelsystem），具有实时任务调度、多媒体数据转换和同步控制对多媒体设备的驱动和控制，以及图形用户界面管理等。

媒体处理系统工具：

或称为多媒体系统开发工具软件，是多媒体系统重要组成部分。

用户应用软件：

根据多媒体系统终端用户要求而定制的应用软件或面向某一领域的用户应用软件系统，它是面向大规模用户的系统产品。

3、多媒体的类型及技术

（一）多媒体的类型

多媒体技术就是研究如何表示（再现、存储、传递、加工）文本、图形、图象、动画、声音等五类信息的技术。

它是计算机、图形学、数字通信和自动化技术等不同学科的多种技术的综合。

1.文本文本是以文字和各种专用符号表达的信息形式，它是现实生活中使用得最多的一种信息存储和传递方式。

用文本表达信息给人充分的想象空间，它主要用于对知识的描述性表示，如阐述概念、定义、原理和问题以及显示标题、菜单等内容。

2.图像图像是多媒体软件中最重要的信息表现形式之一，它是决定一个多媒体软件视觉效果的关键因素。

3.动画动画是利用人的视觉暂留特性，快速播放一系列连续运动变化的图形图像，也包括画面的缩放、旋转、变换、淡入淡出等特殊效果。

通过动画可以把抽象的内容形象化，使许多难以理解的教学内容变迁生动有趣。

合理使用动画可以达到事半功倍的效果。

4.声音声音是人们用来传递信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。

在多媒体课件中，按其表达形式，可将声音分为讲解、音乐、效果三类。

　5.视频影像视频影像具有时序性与丰富的信息内涵，常用于交待事物的发展过程。

视频非常类似于我们熟知的电影和电视，有声有色，在多媒体中充当起重要的角色。

（二）多媒体软件主要技术

概括起来，多媒体技术主要包括以下内容：

视频技术、音频技术、图象技术、图象压缩技术、存储技术。

1.视频技术

虽然视频技术发展的时间较短，但是产品应用范围已经很大，与MPEG压缩技术结合的产品已开始进入家庭。

视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。

视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号，使得计算机可以显示和处理视频信号。

目前采样格式有两种:

Y:

U:

V4:

1:

1和Y:

U:

V4:

2:

2，前者是早期产品采用的主要格式，Y:

U:

V4:

2:

2格式使得色度信号采样增加了一倍，视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善，是下一代产品的发展方向。

　视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带中或在电视上播放。

对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。

从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。

图3.多媒体视频播放器

2.音频技术

多媒体涉及到多方面的音频处理技术，如：

音频采集、语音编码/解码、文一－语转换、音乐合成、语音识别与理解、音频数据传输、音频一－视频同步、音频效果与编辑等。

其中数字音频是个关键的概念，它指的是一个用来表示声音强弱的数据序列，它是由模拟声音经抽样（即每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值）量化和编码（即把声音数据写成计算机的数据格式）后得到的。

计算机数字CD、数字磁带（DAT）中存储的都是数字声音。

模拟一－数字转换器把模拟声音变成数字声音；数字一－模拟转换器可以恢复出模拟来的声音。

　　一般来讲，实现计算机语音输出有两种方法：

一是录音/重放，二是文一－语转换。

第二种方法是基于声音合成技术的一种声音产生技术，它可用于语音合成和音乐合成。

而第一种方法是最简单的音乐合成方法，曾相继产生了应用调频（FM）音乐合成技术和波形表（wavetable）音乐合成技术。

图4.多媒体音箱

3.图像技术

一般来说，目前的图形（图像）格式大致可以分为两大类：

一类为位图；另一类称为描绘类、矢量类或面向对象的图形（图像）。

前者是以点阵形式描述图形（图像）的，后者是以数学方法描述的一种由几何元素组成的图形（图像）。

一般说来，后者对图像的表达细致、真实，缩放后图形（图像）的分辨率不变，在专业级的图形（图像）处理中运用较多。

相关技术有分辨率、色彩数、图形灰度。

分辨率：

分为屏幕分辨率和输出分辨率两种，前者用每英寸行数表示，数值越大图形（图像）质量越好；后者衡量输出设备的精度，以每英寸的像素点数表示；

色彩数和图形灰度：

用位（bit）表示，一般写成2的n次方，n代表位数。

当图形（图像）达到24位时，可表现1677万种颜色，即真彩。

4.图像压缩技术

图像压缩一直是技术热点之一，它的潜在价值相当大，是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础，目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG。

JPEG是静态图像的压缩标准,适用于连续色调彩色或灰度图像。

它包括两部分:

一是基于DPCM（空间线性预测）技术的无失真编码，一是基于DCT（离散余弦变换）和哈夫曼编码的有失真算法。

前者图像压缩无失真，但是压缩比很小，目前主要应用的是后一种算法，图像有损失但压缩比很大，压缩20倍左右时基本看不出失真。

　　MJPEG是指MotionJPEG，即按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。

MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法，它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则，将帧间的冗余去掉，这样大大提高了图像的压缩比例。

通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。

MPEG算法的缺点是压缩算法复杂，实现很困难。

5.存储技术

光存储技术的产品化形式是由光盘驱动器和光盘片组成的光盘驱动系统。

是通过光学的方法读写数据的一种存储技术,其工作原理是驱动器读写头是用半导体激光器和光路系统组成的光头,记录介质采用磁光材料。

改变一个存储单元的性质,使其性质的变化反映出被存储的数据,识别这种性质的变化,就可以读出存储数据。

光存储单元的性质,例如反射率、反射光极化方向等均可以改变,它们对应于存储二进制数据0（不变）、1（改变）,光电检测器能够通过检测出光强和光极性的变化来识别信息。

高能量激光束可以聚焦成约1μm的光斑,因此光存储技术比其他存储技术具有更高的容量。

多媒体设计强调的是，以计算机为中心，因为多媒体设计是建立在计算机技术基础上的；各种媒体的有机组合，意味着媒体与媒体是有着内在逻辑联系的，交互性是多媒体艺术设计的特色之一，没有交互性就不存在什么“多媒体”设计。

　　它的最大特点就是交互性。

交互性其实就是用户在某种程度上的参与，从另一种角度而言，多媒体就是通过硬件、软件、设计师和用户的参与这四项来共同实现的高技术性艺术作品。

图5.ADV611内部框图

四、多媒体软件的设计

（一）多媒体设计中视觉传达的形式特征

多媒体是通过视觉元素引人注目而实现信息内容的传达，为了使信息传达获得最大的视觉传达功能，使之真正成为可读强性而且新颖的媒体，多媒体设计必须适应人们视觉流向的心理和生理特点，由此确定各种视觉构成元素之间的关系和秩序。

任何一多媒体设计，必须在统一中寻求变化，变化中寻找统一，打破通常的视觉传达规律，以视觉变化引导信息的传递。

同时还应满足视觉审美的需求，使得各元素在视觉上相对平稳和均衡。

1.视觉传达的引导性

视觉流程的形成是由人类自然生理特征决定的。

在通常情况下，由于生理上的原因，人们在了解视觉语言时，总会追寻某种规律。

人们在阅读某种信息时，视觉总有一种自然的流动习惯，如视觉浏览先后次序。

视觉流程往往会体现出比较明显的方向感，使整个画面的运动趋势有一个主旋律。

康定斯基在《点·线·面》中认为点和线的区别是“点本身只有张力，而不可能有方向性，那么线必然同时具有张力和方向”。

在这里，我们需要了解的是：

作为视觉流程本身是由某种元素所引导的。

比如，线本身具有方向性可给视觉信息传达以一定的方向性。

所以平面的视觉影响力在常规的视觉上的“最佳视域”，也就会被视觉传达符号所引导，情况就发生变化。

在多媒体的设计中，设计者在迎合大众的同时，要灵活而合理地运用视觉流程和最佳视域，组织好流畅的视觉导向，这直接影响到传播者传达信息的准确性与有效性。

应该注意一些重要的信息，如主题和最新的一些资讯，同时应该按照大众的心理来定位符合人们的视觉习惯的位置，从视觉上引导人们了解信息。

2.视觉传达中的交互性

视觉传达设计以信息传达为目的，但它脱离不了媒体。

“媒体与视觉传达设计之间的关系是互动的，媒体既体现了设计，又给设计带来了局限性；设计既受制于媒体，又是新媒体产生的动力之一”。

针对目前信息交流的广泛性，以往的报纸、广播和电视等在视觉传达上已经显示出单一的局限性。

所以，在多媒体的设计中，我们在遵循形式美规律的同时，还要抓住使用者的五官感受，使得多媒体设计成为更适合人类对信息采集的新媒体。

视觉传达的交互性设计，提供了一种文化创新的凝聚力，许多不同的使用者通过多媒体的形式凝结起来，更具表现性、更加个性化、更加交互性和更加有责任感。

多媒体设计中视觉传达中的交互性将有助于满足大众对更个性化的信息日益增长的需求，如将优美的界面设计成为用户所期待的形式，满足用户的参与性，或者实现某种愿望、需求、目标和能力。

3.“人性化”的本质特征

在设计的过程中，总是在强调“以人为本”的设计目的。

由于多媒体设计的使用者和设计者都是人，因此，在多媒体设计中，视觉传达设计既要满足人生理和心理的需要，又要满足物质与精神的需要。

我们知道，今天人们面对快速发展的科技与经济，在心理上和精神上都有压力，所以在他们面对荧屏的时候，要用新颖的交流方式与之“沟通”。

比如，在多媒体界面上的视觉传达方面，就需要建立一种人机互动的模式，高品质的界面会使人们愉悦地行走其间，有助于促进这两个世界间差异的消失，同时也改变了这两个世界间的联系类型。

也许计算机永远都实现不了真正意义的交互，但新颖的视觉设计将会使人与媒体之间的交流更加契合、完整，易于操作，动态性和趣味性更强。

“人性化”视觉传达设计的本质特征正好综合了视觉传达的引导性和交互性。

（二）多媒体软件的组合

1.画面构图

由于多媒体课件大多都显示在计算机荧光屏上或大屏幕投影机上，所以课件的长宽比例基本上是与3：

4比例一致。

字幕大小也有要求，特别是设计演示型的课件，文字不可太小，笔划也不可太细，否则远处看不清楚。

图6.多媒体画面构图　

　一般构图是将画面主题置于中央，其实这并非唯一的选择。

将画面平均分成三行三列，即将屏幕分成九块，可认为一般上水平线是人物眼睛的位置，下水平线是地平线的位置，上水平线与竖线的两个交点可作为透视的消失点。

这种构图在课件制作中，会显得比较稳定，对文字标题的位置也有参考价值。

　斜线与其它线条配合，能够产生立体的效果。

线条的变化还可以产生其它的效果：

竖直线条给人以明晰肯定、坚强有力的感觉；曲线条用于表现柔和、高雅；横线条给人以稳定的感觉。

　从内容要素（标题、正文、标语等）来看，这些要素的位置或区域都应以考虑整个课件的风格与习惯相适应，而造型要素（标志、文字图标、插图、动画、视频影像、选择按钮等）应考虑突出主题、次要因素服从主要因素。

按钮的设计多样化，例如为儿童设计的可卡通化，但始终要与主题相配套。

2.光线的处理

一般的文字或图形图像对光线并没有太多的要求，只需用表达清楚便可。

而在某些场合，图像尤其是视频影像对此要求甚高，在越来越多地应用视频图像的今天，极有必要将该问题提出来研究。

从造型的需要来看，可分别使用主光、副光、环境光、效果光、修饰光、光源效果光、情绪效果光。

根据作品中不同对象，分别使用正面光、侧面光、逆光、顶光和脚光。

不同的环境分别使用直射光、散射光、高色温光或低色温光。

　人物在远景和全景中是以全身动作来表现，光线处理上只要把人物全身动作表现清楚即可。

中景以表现人物动作为主，可以看到部分环境。

光线处理上，重点是表现人物上身动作、体态和空间关系，用色调、影调突出画面中的人物。

近景特写主要是表现人物的局部，即人物面孔和肢体局部。

环境已经失去了特征，只在画面中起到衬托主体的背景作用。

所以光线处理主要是刻画人物肖像，在外貌的塑造上下功夫，将那些符合人物特征的给予突出强调，对某些缺陷则尽可能给予纠正、改造或掩盖。

3.多媒体的颜色

作为多媒体，在颜色调整技术方面主要调整明度以获取相应的色彩明暗程度；调整色相以获取色彩的最大特征即色彩的不同相貌；调整饱和度以获取鲜艳或暗淡的色彩。

图7.多媒体的颜色

　关于色彩，不论是作为多媒体的主体或是背景，是可以表达感情的。

在表现某一个主题时，要考虑那一种色彩更能起到烘托、修饰、支持主题和引起共鸣。

比如：

红色是最醒目的一种颜色，有很强的穿透力、橙色是最辉煌、最具有活力、最生气勃勃的色彩、黄色是最光明的色彩，代表着鲜明、发射光亮的物质，黄色是最高贵的色彩、绿色具有平静、安详、充实的性格，绿色代表着生命和成长、白色是最明亮、最纯洁的色彩。

4.图像与视频影像的拍摄

图像与视频影像的拍摄位置与拍摄方向是相当重要的。

正面拍摄是指完全正面地对着被摄体进行的拍摄。

它有利于表现被拍摄对象的正面特征，将被拍摄对象横向的线条充分展示在画面上。

画面显得庄严雄伟，肃穆凝重，适于表现庄重、威严的气氛。

其缺点是透视感差、画面呆板，不利于立体和空间感的表达

五、多媒体的应用

目前为止，多媒体的应用领域已涉足诸如广告、艺术，教学，娱乐，工程，医药，商业及科学研究等行业。

利用多媒体网页，商家可以将广告变成有声有画的互动形式，可以更吸引用家之余，也能够在同一时间内向准买家提供更多商品的消息，但下载时间太长，是采用多媒体制作广告的一大缺点。

利用多媒体作教学用途，除了可以增加自学过程的互动性，更可以吸引学生学习、提升学习兴趣、以及利用视觉、听觉及触觉三方面的反馈来增强学生对知识的吸收。

多媒体技术是一种迅速发展的综合性电子信息技术，它给传统的计算机系统、音频和视频设备带来了方向性的变革，将对大众传媒产生深远的影响。

多媒体计算机将加速计算机进人家庭和社会各个方面的进程，给人们的工作、生活和娱乐带来深刻的革命。

多媒体还可以应用于数字图书馆、数字博物馆等领域此外，交通监控等也可使用多媒体技术进行相关监控。

下面介绍一下多媒体在教学之中的应用。