多媒体计算机系统的设计与实现
1.3 多媒体的关键技术
1.3 多媒体的关键技术在开发多媒体应用系统中，要使多媒体系统能交互地综合处理和传输数字化的声音、文字、图像信息，实现面向三维图形、立体声音、彩色全屏幕运动画面的技术处理和传播的效果，它的关键技术是要进行数据压缩、数据解压缩、生产专用芯片、解决大容量信息存储等问题。
1.3.1 视频音频数据压缩／解压缩技术研制多媒体计算机需要解决的关键问题之一是要使计算机能适时地综合处理声、文、图信息。
由于数字化的图像、声音等媒体数据量非常大，致使在目前流行的计算机产品，特别是微机系列上开展多媒体应用难以实现。
例如，未经压缩的视频图像处理时的数据量每秒约28MB，播放一分钟立体声音乐也需要100MB存储空间。
视频与音频信号不仅需要较大的存储空间，还要求传输速度快。
因此，既要对数据进行压缩和解压缩的实时处理，又要进行快速传输处理。
这对目前的微机来说无法胜任。
因此，必须对多媒体信息进行实时压缩和解压缩。
如果不经过数据压缩，实时处理数字化的较长的声音和多帧图像信息所需要的存储容量、传输率和计算速度都是目前PC机难以达到的和不经济实用的。
数据压缩技术的发展大大推动了多媒体技术的发展。
目前的研究结果表明，选用合适的数据压缩技术，有可能将字符数据量压缩到原来的1/2左右，语音数据量压缩到原来的1/2~1/10，图像数据量压缩到原来的1/2~1/60。
数据压缩理论的研究已有40多年的历史，技术日趋成熟。
如今已有压缩编码／解压缩编码的国际标准JPEG和MPEG，并且已经产生了各种各样针对不同用途的压缩算法、压缩手段和实现这些算法的大规模集成电路和计算机软件。
1.3.2 多媒体专用芯片技术专用芯片是多媒体计算机硬件体系结构的关键。
因为，要实现音频、视频信号的快速压缩、解压缩和播放处理，需要大量的快速计算。
而实现图像的许多特殊效果(如改变比例、淡入淡出、马赛克等)、图形的处理(图形的生成和绘制等)、语音信号处理(抑制噪声、滤波)等等，也都需要较快的运算和处理速度。
多媒体教学软件的设计与制作
多媒体教学软件的设计与制作多媒体教学软件的设计与制作摘要：时代的变⾰带动教育模式的转变，如今已是信息技术占据主导地位，传统的教学模式已经远远不能满⾜现代化教育的需求。
在我国计算机技术发展迅猛的基础上，多媒体教学已经逐渐进⼊教学领域，成为其必不可少的⼀部分，⽽研究这种多媒体这种教学⽅式不能离开其软件的设计与制作。
本⽂就介绍了多媒体教学软件以及它的设计与制作。
关键词：多媒体教学软件；设计；制作⾃从进⼊⼆⼗世纪九⼗年代，我国着重对教育⽅⾯做出了重⼤改⾰，多媒体教学这种新兴⽅式慢慢融⼊到了教学环节之中，兴起了⼀股前所未有的研究各种多媒体教学软件的热潮。
在教育领域中多媒体教学的应⽤主要是对多媒体教学软件的设计及制作，合理开发并且合理应⽤，多媒体教学软件应⽤在教学领域，既是培养了⼴⼤学⽣的基本素养，也是提⾼了⽼师们的基本素质，在这种教学⽅式下，课堂的效率会有很⼤程度上的提⾼。
⼀、什么是多媒体教学软件多媒体教学软件是指运⽤了多媒体制作的教学软件，它以计算机为核⼼，使图像，声⾳，⽂字等形式交杂在⼀起，⼈为的对其进⾏管理。
多媒体教学软件的基本特性便是交互性。
多媒体教学软件也叫做多媒体“CAI”，翻译出来是计算机辅助教学，这也突出了多媒体教学是以计算机为核⼼的⼀种教学⽅式。
⼆、多媒体教学软件的设计（⼀）软件与硬件的准备多媒体教学软件是以计算机为核⼼的，这使得其离不开硬件环境的⽀持，多媒体硬件系统是由计算机传统硬件设备PC机，光盘存储器（CD⼀ROM），⾳频输⼊/输出及处理设备以及视频输⼊/输出及处理设备等⽹络接⼊设备选择性组合⽽成。
多媒体软件系统主要使⽤Windows环境，（⼆）类型设计多媒体教学软件可以分为两类，即交互型和演⽰型。
演⽰型可以表现为软件⾃动运⾏和⽼师控制其运⾏两种⽅式，这种演⽰型的教学⽅式主要是将教学内容转换或者说是投射到屏幕上，放⼤其的影响范围，这种⽅式的主要特点是提供⽰范，减轻负担和⽅便灵活。
相对于其他媒体，多媒体的优势在于它是双向的交互⽅式，远远优于其他媒体的单向的沟通⽅式。
多媒体应用系统设计
多媒体应用系统设计方法通过前面的学习我们已经知道，多媒体应用系统提供大量的文本、图形、图像、声音、动画、视频等多媒体信息供用户快速查询，多媒体应用系统已成为计算机应用的重要组成部分。
下面将对多媒体应用系统的设计方法进行简要的介绍。
一、多媒体应用系统工程化设计1．多媒体软件工程概述从程序设计角度看，多媒体应用系统设计属于计算机应用软件设计范畴，因此可借鉴软件工程开发方法进行。
软件工程是一种用系统的方法来开发、操作、维护及报废软件的过程。
这一全过程被称为软件的生命周期(Life Cycle)，传统的软件生命周期通常也称为瀑布式(Waterfall)生命周期(见下图)。
其优点在于：（1）便于控制开发的复杂性；（2）便于验证程序的正确性。
其缺点在于：（1）太强调规格说明；（2）设计者早期必须设计出每个细节；（3）需求规格说明文档编写不仅费力，且一致性、充分性和完整性不能保证；（4）需增加交互性和互动性。
鉴于瀑布式生命周期的缺点，科学家布恩（Boehm）提出了称为螺旋式生命周期（Spiral LifeCycle Model）的模型和概念,如下图所示。
螺旋式生命周期模型（Spiral Life Cycle Model）采用面向对象的程序设计方法（Object OrientedProgramming）与瀑布模型相比较，区别是：（1）以演示代替传统说明方式；（2）非常适合逻辑问题与动态展示的多媒体设计；优点是：（1）开发周期短，效率高；（2）软件产品可重用性、移植性好；（3）版本升级方便。
采用螺旋生命周期再配合面向对象的程序设计OOP (Object-Oriented Programming) 方法，是开发多媒体应用系统的主流。
采用面向对象设计程序应符合两个条件:（1）对象为包含具有状态(State)与功能(Function) 的集合（类是具有共同属性与方法的对象的封装，是实现对象的模板）；（2）对象只有在其功能被激活时才能被处理（对象是类的具体实现）。
多媒体计算机房综合控制系统设计与实现
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０ 引 言
如今高 校均建 有 数 量可 观 的 多媒 体 计 算 机房 ， 它 集 传统 计算 机房 和多 媒 体投 影 教 室 于一 身 ， 师 讲授 教 使用 多媒体 教 学设 备 ， 于 Ｖ 基 Ｂ和单 片机 设 计 实 现 了 多媒体 计算 机房 综合 控 制 系 统 。对 管理 员 来 讲 ， 系 该 统利用 远程 控制 技术能 够控 制机房 局域 网内学生 机 的 批量 开启 、 闭和 重启 ， 关 使其从 Ｅ常维护 的重 复劳 动 中 ｌ
与学 生实践 在这里 得 到 融合 ， 为 信 息 时代 先 进 的教 作
学 手段 和设施 ， 受 师生 欢 迎 。为 便 于 多媒 体 计 算机 备
房 管理 员管 理众 多 的计 算 机 ， 同时 方 便授 课 教 师 灵 活
解放 出来 ， 提高机 房 的管理效 率 和水平 ； 对授 课教 师而
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摘 要 ： 于 Ｖ 基 Ｂ和 单 片机设 计 实现 了 多媒 体计 算机 房 综合 控 制 系统 。该 系统
演 示 Ｐ Ｔ课 件 。 该 系统 使 用 简 便 ， 应 迅 速 ， 能 帮 助 管 理 员 完 成 繁 复 的 工 作 ， Ｐ 响 既
可控制 学生机 的批 量开 启 、 闭和 重 启 ， 关 可发 送 即 时短 消 息 并 支持 通 过 遥控 器
第二章 多媒体计算机系统
第二章多媒体计算机系统通过本章学习，了解多媒体系统的硬件、软件以及多媒体计算机系统的层次结构。
重点是学会CD-ROM光盘信息的读取、扫描仪和数码相机的使用，了解多媒体系统软件的种类和多媒体计算机的性能。
对多媒体计算机体系结构有一个初步的认识。
2.1多媒体系统硬件多媒体设备包括所有可以处理多媒体数据的设备。
例如，多媒体数据的输入、编辑、输出、存储等设备。
多媒体计算机系统是指能对文本、图形、图像、音频、动画和视频等多媒体信息，进行逻辑互连、获取、编辑、存储和播放等功能的一个计算机系统。
通常多媒体系统由多媒体硬件系统、多媒体操作系统、多媒体创作工具和多媒体应用系统等四部分组成。
一、多媒体系统硬件由计算机传统硬件设备（CPU、存储器等）、光盘存储器、音频输入／输出和处理设备、视频输入／输出和处理设备、多媒体通信传输设备等选择性地组合起来，构成多媒体硬件系统。
二、光盘驱动器光盘存储器是由光盘驱动器和盘片组成的，它可以存储声、文、图等多媒体信息。
光盘驱动器是读取CD-ROM盘片中信息的设备。
1．CD-ROM的特点⑴标准化⑵存储容量大⑶只读属性⑷播放CD音乐⑸交叉平台兼容性⑹快速的检索方法⑺多种媒体融合⑻价格低廉2．光盘驱动器与计算机的接口光盘驱动器与计算机常用的接口有SCSI接口、专用接口、IDE接口和AT接口等。
⑴SCSI接口⑵专用接口⑶IDE接口⑷AT接口3．数据传输速率数据传输速率是指光盘驱动器随机读取数据到计算机的内存的速度。
数据传输速率在很大程度上取决于光盘驱动器中的CD-ROM盘片的转速。
4．光盘驱动器光盘驱动器可以分为内置式光盘驱动器和外置式光盘驱动器。
光盘驱动器硬件通常包括三个部件：CD-ROM驱动器、电缆和控制卡。
三、音频卡音频卡是处理和播放多媒体声音的关键部件，它通过插入主板扩展槽中与主机相连。
音频卡从声源获取声音后，进行模拟／数字转换或压缩等处理，然后存入计算机中进行处理。
音频卡还可以把经过计算机处理的数字化声音通过解压缩、数字／模拟转换后，送到输出设备进行播放或录制。
交互式多媒体系统设计与实现
交互式多媒体系统设计与实现近年来，随着技术的不断发展，交互式多媒体系统逐渐成为了人们生活中不可或缺的一部分。
交互式多媒体系统的发展，使得人与计算机之间的交互变得更加灵活、自然，大大提升了用户体验和参与感。
本文将结合实际案例，探讨交互式多媒体系统的设计与实现。
一、需求分析在进行交互式多媒体系统的设计与实现之前，首先需要进行需求分析。
需求分析是系统设计的重要一步，也是确保系统能够满足用户需求的关键。
在本案例中，我们设计的是一款多媒体智能家居系统。
在进行需求分析时，我们需要考虑客户的需求以及用户的需求。
客户的需求包括系统所需要实现的功能、技术要求等等；而用户的需求则体现在系统的易用性、可靠性、安全性等方面。
因此，我们需要对客户进行深入的了解，以确定系统所需实现的功能以及技术要求，并对用户的需求进行分析，以确保系统的设计能够尽可能的满足用户的实际需求。
二、系统设计在进行系统的设计过程中，需要综合考虑多种因素，包括硬件配置、软件开发、系统结构等等。
在本案例中，我们所设计的多媒体智能家居系统，主要由以下模块组成：1. 语音识别模块：该模块采用语音识别技术，能够通过语音指令控制家居设备的开关，如灯光、空调、电视等。
2. 视频监控模块：该模块主要通过网络摄像机实现，能够实时监控家庭周围的环境，并将监控画面传输到用户的手机或电脑上。
3. 多媒体娱乐模块：该模块主要实现多媒体的娱乐功能，如音乐播放、电影播放等。
用户可以通过手机或遥控器来控制多媒体播放。
4. 安防模块：该模块主要实现家庭安防功能，如门磁、烟雾感应器等安防设备的实时监控。
5. 智能家居中心控制台：该模块是整个系统的核心，所有的设备都通过中心控制台进行控制和管理。
三、系统实现在确定了系统的整体设计方案之后，我们需要考虑系统实现的细节问题。
系统实现需要针对具体的场景进行开发和调试，确保系统的稳定性与可靠性。
在本案例中，我们采用了以下技术：1. 语音识别技术：采用百度语音识别API，通过提供语音指令控制家居设备的实现。
基于嵌入式Linux的无线多媒体传输系统设计与实现
浙江工业大学硕士学位论文基于嵌入式Linux的无线多媒体传输系统设计与实现姓名：戴洁申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：俞立;孟利民20071118Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）。
Ｈ．２６４支持的视频源格式包括４：２：ｏ’４：２：２和４：４：４，ｆ司时支持逐行扫描和隔行扫描的视频序列，对于隔行扫描的视频帧，Ｈ．２６４支持将奇偶场独立编码．也支持将奇偶场一起编码的方式１３０］。
２３音视频同步技术在无线多媒体通信系统中，除了音视频流能连续地在接收端播放，即实现媒体内同步外，音视频流同步的表现，图像和声音的同步程度也是一项重要的性能指标。
在流媒体开发中，经常会遇到的一个问题就是音视频同步，包括同步插放和同步存储。
由于网络阻塞，服务器延迟或是客户端接收延迟，都可能造成音视频的不同步。
因此如何解决音视频同步是流媒体开发中的一个重要问题。
引起音视频流不同步的原因大致可分为两种：一种是终端处理数据引起的，发送端在处理采样、编码、打包等模块和接收端在处理解包、解压、播放等模块时，由于音频和视频的数据量以及编码算法各不同而引起的时间差：另一种是网络传输时延，网络传输时延是受到网络的实时传输带宽、传输距离和网络节点的处理速度等诸多因素的影响，在网络阻塞时，媒体信息不能保证以连续的。
流”数据方式传输，特别是不能保证数量巨大的视频信息的联系传输，从而引起媒体帧内和帧问的异步【３１】，如图２－２所示。
图２－２网络传输时延导致的媒体内异步和媒体间异步因此，从媒体流间异步的原因来看，同步地解决主要分为：（１）发送端同步：有效地控制源节点上音视频帧的发送时间，相同时间采集的音视频帧应当同时发送。
但当网络传输时延抖动严重时，该方法难以取得较好的效果。
（２）接收端同步：目标节点设置缓冲区，消除网络传输产生的抖动，使系统能够同一１９一４．３．２．２ｖｉｖｉ编译步骤嵌入式有很多Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ可用，我们选择的是基于韩国ｍｉｚｉ公司开发的ｖｉｖｉ。
(2024年)《计算机多媒体技术》课件(完整版)
视频编辑软件介绍及应用
1
Adobe Premiere Pro
专业的视频编辑软件，提供丰富的剪辑、特效、 音频处理等功能，支持多种格式导入和输出。
2 3
Final Cut Pro
适用于Mac系统的专业视频编辑软件，具有直观 的界面和强大的剪辑功能，支持多轨道编辑和多 种特效处理。
DaVinci Resolve
编码标准
介绍国际通用的音频编码 标准，如MPEG音频编码 标准等。
9
音频编辑与处理软件介绍
专业音频编辑软件
音频处理插件
如Adobe Auditபைடு நூலகம்on、Audacity等，提供音 频录制、编辑、混音等功能。
如WAVES、iZotope等，可用于音频降噪 、均衡、压缩等处理。
音频工作站
手机APP
如Pro Tools、Logic Pro等，集音频录制、 编辑、混音、母带处理等功能于一体。
21
虚拟现实系统硬件设备简介
输入设备
如数据手套、三维鼠标等，用于捕捉用户的 动作和指令。
跟踪定位设备
如光学跟踪器、超声波定位器等，用于确定 用户在虚拟环境中的位置和方向。
2024/3/26
输出设备
如头盔显示器、立体投影仪等，提供沉浸式 的视觉体验。
其他辅助设备
如力反馈装置、声音系统等，增强用户的沉 浸感和交互体验。
16
视频编码与压缩标准
2024/3/26
MPEG-1
用于VCD的视频编码标准，采用帧内压缩和帧间压缩技术，支持多 种分辨率和帧率。
MPEG-2
用于DVD和高清电视的视频编码标准，提供更高的压缩比和图像 质量。
H.264/AVC
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多媒体计算机系统的设计与实现
一、引言
随着科技的不断发展与进步，多媒体计算机系统的应用领域不
断拓展，成为社会中不可或缺的一部分。
本文将围绕着如何设计
和实现多媒体计算机系统进行阐述，从硬件到软件，逐步介绍其
组成和实现。
二、硬件设计
多媒体计算机系统的硬件设计是实现其功能的关键，其中包括
了多媒体处理器、显卡、音频芯片、输入设备等组件。
1. 多媒体处理器
多媒体处理器是多媒体计算机系统的核心组件，它的速度和并
发性是关键。
在处理多媒体内容时，为了提高效率，通常需要使
用多媒体指令集，如MMX指令集、SSE指令集等。
2. 显卡
显卡是将计算机处理后的图形信号转换成人类可以读取的图像，从而展示给使用者的关键组件之一。
现在的显卡通常采用分离式
设计，即显卡与计算机的主板分开，以提高计算机的性能。
3. 音频芯片
音频芯片是负责处理音频信息的基础组件，它通常包括音频采集和音频输出两个模块。
音频采集模块将来自麦克风、唱片机等的声音信号转换成数字信号，音频输出模块则将数字信号转换成模拟信号，输出到扬声器中。
4. 输入设备
输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏等各种输入设备，它们负责将使用者输入的信息传输到计算机中进行处理。
三、软件开发
多媒体计算机系统的软件开发是将硬件器件实现的功能转换成人类可以操作的界面的关键。
软件开发通常分为以下几个部分：
1. 操作系统内核
操作系统内核是多媒体计算机系统软件的基础。
在操作系统内核中，需要实现多媒体数据的产生、获取、处理和存储，以及硬件的控制。
2. 外围驱动程序
外围驱动程序主要负责控制硬件设备，将这些设备的输入输出接口整合到操作系统内核中，为用户提供一个便捷的操作界面。
3. 应用程序
应用程序是多媒体计算机系统的最终用户界面，它可以支持多
种类型的多媒体文件的播放和编辑。
由于它的用户需求会比较高，所以在设计开发时，需要关注用户体验、性能和功能的平衡。
四、实现细节
在实现多媒体计算机系统的过程中，需要重点关注以下细节：
1. 前端设计
多媒体计算机系统的前端设计是用户直接接触到的部分，必须
考虑到用户的使用体验。
使用者可以通过界面进行操作关键功能，需要采用直观易用、简单清晰的设计风格，同时注意到用户的个
性化需求，尽可能地为用户提供更多的选择。
2. 图形界面处理
图形界面处理是多媒体计算机系统的核心内容，它需要处理不
同的界面问题，包括界面的设计、交互以及视觉效果等方面，同
时也需要考虑到不同设备对计算机的影响，如分辨率、像素密度等，以便更好地适应设备。
3. 数据库和媒体数据存储
数据库与媒体数据存储是多媒体计算机系统的重要组成部分，
需要采取嵌入式式设计，在保证数据的安全性以及数据使用效率
的同时，也要考虑到用户体验。
五、总结
本文针对多媒体计算机系统的设计和实现进行了详细的介绍，
重点关注了硬件设计和软件开发，涵盖了实现的尽可能多的细节，希望这篇文章能够对读者的实际工作有所帮助。
同时也需要注意
到多媒体技术在不断发展中，需要时时刻刻关注其最新动态，以
保证系统持续的稳定性、安全性和优越的用户体验，促进其前进
的步伐。