专题论文
题目：多媒体的过去、现在和未来
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指导教师：
完成时间：2013年11月21日
电子信息工程系
信息科学与工程学院
多媒体的过去、现在和未来——之树形发展
摘要：多媒体，是一种集语音、视频、数据、消息、文本、图片、超文本业务于一体的综合业务。多媒体及应用通常包括：即时消息（InstantMessaging）、好友呈现（Presence）、短消息/彩信、POC（PushtoTalkOverCell）、定位服务、点对点语音、点对点视频、语音会议、视频会议、聊天（CHAT）、数据（白板、应用共享、文件传送、下载、网页浏览、邮件等）、流媒体等。
关键词：媒体多媒体音频视频图像处理网络树形发展
引言：
一棵树的成长过程，包括孕育，萌芽，幼苗，幼树，小树，分枝，茁壮，繁盛，森林等九个阶段。其中孕育，萌芽，幼苗，幼树，小树，分枝，茁壮等七个阶段是一棵树的过去，繁盛这个阶段是一棵树的现在，而由树发展成为一片森林，则是一棵树的未来阶段。如果把多媒体比作一棵树的话，通过类比来发现它的这九个阶段又各有着怎样的不同和区别。让我们拭目以待。
孕育阶段
时间：1900年以前
阶段特点：树的种子在黑暗的地下开始酝酿着生命奇迹，正努力的生根，汲取养分，期待着破土而出的那一刻。
主要方式：报纸电报电话
这一阶段，是多媒体这一概念的孕育期。多媒体这一概念尚未形成，纸质的媒体占据着统治地位。这一时期，还只有媒体这一种说法。这一时期，在1844年美国人莫尔斯发明了电报，三十年后美国人贝尔发明了电话。这一时期，媒体技术有了较大的发展，纸质媒体不再是人与人之间的唯一通信、交互方式。
萌芽阶段
时间：1900--1930
阶段特点：种子冲破黑暗，破土而出，生命开始诞生。它是那么的稚嫩脆弱，又是那么的弱不禁风。但又是那么的充满了希望，一切皆有可能。
主要方式：报纸电报电话电影照相机留声机收音机
这一阶段，是多媒体这一概念的逐步形成期。多媒体在这时仍然没有具体的概念，但人们已经可以从多种媒体中体会到这一技术的开端，一种只可意会不可言传的微妙。这一时期，是报纸、电话、电报、电影、照相机、留声机以及收音机交相辉映的时期。报纸这一占据统治地位的媒体深深地被动摇了。广播事业开始了它的蓬勃发展快车道。而媒体的多样化，为多媒体的诞生打下了坚实的基础。
幼苗阶段
时间：1930--1948
阶段特点：稚嫩的幼芽开始长成了幼苗，开始了自己的光合作用，有了生存的最基本的条件。但生存下去不容易，优胜劣汰的自然法则只那么的残酷，它还需要更大的生存空间。
主要方式：报纸电话电影留声机收音机黑白电视机
这一阶段，多媒体初步的形成了。它像一个藏在深闺的少女，是那么千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面。这一时期的重大成就太多太多了，也实在是太重要了。第一台黑白电视机的诞生，对人们的传统媒体概念产生了巨大的冲击。第一台电子计算机的诞生，在现代科技史上起到了一个开天辟地的作用，从此以后，计算机开始从这里走向千家万户，开始了它的多媒体领域的霸主之路的征程。也就是这一时期，媒体的概念彻底的走向了成熟，走向了多样化。多媒体就这样，经过了无数年，众多时期的酝酿准备阶段，终于诞生了。
幼树阶段
时间：1948--1958
阶段特点：种子终于长成了树，有了一副树的形体。这是一个过渡时期。它虽然仍然需要小心的呵护，但已经不再是那么的弱不禁风。它是那样默默的积蓄着力量，要为自己的一生打下一个坚实的基础。
主要方式：报纸电话电影收音机彩色电视机电脑
这一阶段，是多媒体发展的一个重要的阶段，很重要的一个阶段。这一时期，半导体晶体管诞生了，它将电子计算机以几十倍的规模迅速的缩小。这一时期，硬盘也诞生了，它将终结纸带、磁带的存储命运，从此一家独大。这一时期，伟大的科学家香农发表了他的信息论方面的重要论著，发明了香农编码，开创了信息论与编码的新纪元。这一时期，作为三网之一的电视网络开始诞生，并从此影响了世界。这一时期，多媒体迅速的扩展着自己的领地，不停地抢占纸质报纸媒体的生存空间。
小树阶段
时间：1958--1975
阶段特点：积蓄了足够多的力量，小树开始有了自己的一片天地，走向了独立自主的发展道路。麻雀虽小五脏俱全，这是一个全新的阶段。
主要方式：报纸电话彩色电视机电脑手机
这一阶段，多媒体技术取得了前所未有的快速发展，几项核心技术就是在这一阶段形成的。这一时期，彩色电视快速发展，新的编码技术不断涌现，飞速发展。这一时期，集成电路的诞生，开创了另外一个新纪元。这一时期，美国人摩尔发现了摩尔定律，为多媒体技术的发展打下了坚实的理论基础。这一时期，互联网络的前身ARPANet组件使用，开始了网络实验性的阶段。这一时期，移动通信迈开了矫健的步伐，快速前行。这一时期，卫星升空，开始了通信的新篇章。这一时期，Intel的四位、八位的CPU技术，为即将到来的个人电脑时代打下了坚实的基础。这一时期，图像处理技术也开始崭露头角。多媒体技术在这一时期取得了重大成就，让人们第一次真真切切的感受到了它那独特的魅力，令人们开始欲罢不能。
分枝阶段
时间：1975--1990
阶段特点：小树更加健壮的生长，出现了不同的分枝，有了更多的发展方向。
主要方式：报纸电话彩色电视机电脑手机互联网络
这一阶段，多媒体技术开始走向成熟，有了不同的发展方向。这一时期，数字信号处理技术(DSP)、互联网络、数字图像、Intel80x86系列CPU、个人电脑、TCP/IP协议、蜂窝移动通信、数字技术等一系列的、有着重大影响力的新技术、新方案不断涌现，并快速变换着。从此，网络改变了人们的生产生活方式，并对此产生了深远的影响。多媒体技术实现了音频与视频的同步传输，实现了真正的多媒体。
茁壮阶段
时间：1991--2003
阶段特点：一棵树经历了前面种种的各种阶段，终于迎来了自我发展的高峰期。在这里，各项分枝逐步走向成熟，一些新的分支正不断的大量的涌现。
主要方式：电脑手机互联网络
这一阶段，多媒体技术在众多的新的领域，不断涌出新的应用，新的发展。这一时期，各国政府开始前所未有的重视起多媒体技术，并为之投入了大量的财力物力。最著名的要数美国的“国家信息高速公路”计划。这一时期，互联网络以指数形式飞速的发展着，并成为世界级的交互应用平台，一大批围绕在互联网络的各种应用不断涌现，像远程教育、远程医疗、数字家庭、电子政府、电子商务、信息家电、三网融合、即时通信、电子邮箱、超文本传输。
繁盛阶段
时间：2003至今
阶段特点：这是一棵大树的现在阶段，枝繁叶茂，欣欣向荣，头顶蓝天，脚踏沃土，撑起了一片天空。
主要方式：电脑手机互联网络云技术
这一阶段，整个多媒体市场高度繁荣，繁荣的令人眼花缭乱。各种先进的技术、应用也从根本上改变了人们的生活。
8.1多媒体数据处理技术的应用
计算机多媒体技术是处理文字、数据、图像、声音、视频及各种感知、测量等信息的技术。它集合了数据的转化、存储和传输。数字化了的各种信息的数量是非常之大的，多媒体数据处理目前严重依赖处理器的能力、存储器的存储容量、通信传输的能力以及这些系统的处理效率。多媒体数据处理技术涉及音频技术，视频技术、图像技术、压缩与编码和虚拟现实等。
(1)视频技术。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。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为视频信号，从而可以录制或播放。对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。
(2)音频技术。音频技术主要包括4个方面：音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。音频技术发展较早，一些技术已经成熟并产品化，已经大量进入了家庭。越来越多的声像信息以数字形式存储和传输，这为人们更灵活地使用这些信息提供了可能性。语音的识别长久以来一直是人们的美好梦想，让计算机听懂人说话是发展人机语音通信和新一代智能计算机的主要目标。
(3)数据压缩技术。数据压缩技术包括图像、视频和音频信号的压缩，文件存储和利用。图像压缩一直是技术热点之一，是计算机处理同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，同时使计算机实时处理音频、视频信息，以保证播放出高质量的视频、音频节目。
虚拟现实。多媒体计算机和仿真技术结合可以产生一种仿佛使人置身其中的虚拟世界巾，对其真实毫不怀疑，通常把这种技术称之为“虚拟现实”(VtualReality，简称VR)。。目前VR技术还主要是应用于少数高难度的军事和医疗以及一些研究部门，但是在教育与训练领域VR技术有不可替代的非常令人鼓舞的应川前景，所以这一发展趋势也应引起我们的注意。
8.2多媒体通信技术的应用
计算机多媒体通信是指能同时提供多种媒体信息——声音、图像、图形、数据、文字等的新型通信方式。它是通信技术和计算机技术相结合的产物。
(1)多媒体数据的压缩编码。多媒体系统中需要对多媒体数据进行捕获、存储、传输和播放等处理工作．数据压缩技术是多媒体通信技术的核心问题之一。
(2)多媒体数据的同步。在多媒体通信括术领域同步技术十分重要。
(3)多媒体数据库。在l983年第九届国际超大规模数据库会议上，D．Tsichritzis等人就提出了多媒体数据库的概念。近年来由于数据压缩、海量存储、宽带网络、高速计算机技术的发展，使得多媒体很快成为计算机和通信行业的热点，而数据库作为信息管理的有效手段也成了多媒体研究的重要方向之一。
8.3人工智能多媒体应用
(1)计算机辅助系统。根据一定的目标，在计算机上编制一系列的程序，设计和控制过程，使用者通过使用该程序，完成任务，这一系列计算机程序称为计算机辅助软件(ComputerAssist)。
(2)智能信息系统。智能信息系统是获取、处理、应用信息的，主要应用信息领域。与语音图像处理技术比较，智能软件起点较高，应用的专业程度相对也较高，随着计算机技术的发展，智能信息技术逐步形成为一门新的发展方向。
(3)多媒体智能监控技术。智能化图像处理、声音处理、检索查询等多媒体技术综合应用到实时监控系统中，大大提高了系统功能，使监控系统更广泛地应用到生产、交通、安全、管理、教育、服务、科技、军事等领域中。它能够及时应对各种复杂情况，迅速作出反应，同时将信息存储到数据库中以备查询，并交互地综合图、文、声、动化等多种媒体信息，使监控的表现形式更为生动、直观，人机界面更为友好。
8.4计算机多媒体技术网络化的发展
计算机多媒体技术网络化的发展主要取决于通信技术的发展，随着网络通信等技术的发展和相互融合，多媒体技术进入生活、科技、生产、企业管理、办公自动化、教育、医疗、交通、军事、文化娱乐、测控等领域。
技术的创新和发展将使诸如服务器、路由器、转换器等网络设备的性能越来越高，包括用户端CPU、内存、图形卡等在内的硬件能力空前扩展，人们将受益于无限的计算和充裕的带宽，它使网络应用者改变以往被动地接受处理信息的状态，并以更加积极主动的姿态去参与眼前的网络虚拟世界。多媒体技术的发展使多媒体计算机将形成更完善的计算机支撑的协同工作环境，消除了空间距离的障碍，也消除了时间距离的障碍，为人类提供更完善的信息服务。交互的、动态的多媒体技术能够在网络环境创建出更加生动逼真的二维与三维场景，人们还可以借助摄像等设备，把办公室和娱乐工具集合在终端多媒体计算器上，可在世界任一角落与千里之外的同行在实时视频会议上进行市场讨论、产品设计、欣赏高质量的图像画面。新一代用户界面(UI)与智能人工(IntelligentAgent)等网络化、人性化、个性化的多媒体软件的应用还可使不同国籍、不同文化背景和不同文化程度的人们通过“人机对话”，消除他们之间的隔阂，自由地沟通与了解。
现代的通信技术高速发展，有卫星通信、光纤通信等，世界已经进入数字化、网络化、全球一体化的信息时代。信息技术渗透到了人们生活的方方面面，其中网络技术和多媒体技术是促进信息世界全面实现的关键技术。新一代网络协议和与之对应的多媒体软件开发，综合原有的各种多媒体业务，将会使计算机多媒体技术无线网络异军突起，掀起网络时代的新浪潮，使得多媒体无所不在，各种事物都在互动中潜移默化中进行。计算机多媒体技术网络化可以描述成是一个决定性(关键)技术的集成，这些技术可以通过访问全球网络和设备实现对多媒体资源的使用，可以肯定是未来发展的主题。
8.5多媒体正改变我们生活的方方面面
1.视频会议系统
多媒体技术的突破、广域网的成熟以及台式操作系统的支持使视频会议系统成为多媒体技术应用的新热点。它是一种重要的多媒体通信系统，它将计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性融为一体。视频会议系统已经有了比较成熟的产品。
2.虚拟现实
虚拟现实是一项与多媒体技术密切相关的边缘技术，它通过综合应用计算机图像处理、模拟与仿真、传感技术、显示系统等技术和设备，以模拟仿真的方式，给用户提供一个真实反映操作对象变化与相互作用的三维图像环境，从而构成的虚拟世界，并通过特殊设备（如头盔和数据手套）提供给用户一个与该虚拟世界相互作用的三维交互式用户界面。
3.超文本（Hypertext）
超文本是随着多媒体计算机发展而发展起来的文本处理技术，它提供了将"声、文、图"结合在一起，综合表达信息的强有力的手段，是多媒体应用的有效工具。超文本方式在Internet上得到了广泛的应用。
4.家庭视听
其实多媒体最看得见的应用，就是数字化的音乐和影像进入了家庭。由于数字化的多媒体具有传输储存方便、保真度非常高，在个人电脑用户中广泛受到青睐，而专门的数字视听产品，也大量进入了家庭，如CD、VCD、DVD等设备。
8.6多媒体关键技术
由于多媒体系统需要将不同的媒体数据表示成统一的结构码流，然后对其进行变换、重组和分析处理，以进行进一步的存储、传送、输出和交互控制。所以，多媒体的传统关键技术主要集中在以下四类中：数据压缩技术、大规模集成电路（VLSI）制造技术、大容量的光盘存储器（CD-ROM）、实时多任务操作系统。因为这些技术取得了突破性的进展，多媒体技术才得以迅速的发展，而成为像今天这样具有强大的处理声音、文字、图像等媒体信息的能力的高科技技术。
但说到当前要用于互联网络的多媒体关键技术，有些专家却认为可以按层次分为媒体处理与编码技术、多媒体系统技术、多媒体信息组织与管理技术、多媒体通信网络技术、多媒体人机接口与虚拟现实技术，以及多媒体应用技术这六个方面。而且还应该包括多媒体同步技术、多媒体操作系统技术、多媒体中间件技术、多媒体交换技术、多媒体数据库技术、超媒体技术、基于内容检索技术、多媒体通信中的QoS管理技术、多媒体会议系统技术、多媒体视频点播与交互电视技术、虚拟实景空间技术等等。
8.7多媒体系统组成：
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。
1.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。
2.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。
3.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。
4.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。
8.8多媒体教学
教学模式是指完成教学任务的教与学的一种范式，它包括教的模式和学的模式及有关的教学策略。
（1）课堂演播教学模式（课堂讲解教学模式）这种教学模式在课堂教学中主要有两种方式：教学呈现和模拟演示。
（2）个别化教学模式个别化教学模式的多媒体课件一般包括：介绍部分、教学控制、激发动机、教学信息的呈现、问题的应答、应答的诊断、应答反馈及补救、结束。与个别化教学模式相对应的多媒体课件有两类：多媒体教材和教辅类电子读物。[1]
（3）计算机模拟模拟教学模式所涉及的问题有：基本模型、模拟的呈现与表现问题、系统的反应及反馈。
（4）探索式教学模式探索式教学模式一般由以下几个环节组成：确定问题、创设教学情境、探索学习、反馈、学习效果评价。制约因素主要有：漫游（Wandering）和迷向（Disorientation）。
森林阶段
时间：未来几十年
阶段特点：森林是一棵树发展的最终归宿，是一棵树的发展未来，是一棵树发展的彻底繁荣的阶段。
主要方式：电脑手机互联网络云技术
多媒体及应用，为Internet、城域网、VoIP网络、NGN、3G等提供多媒体业务。根据网络现状、使用的终端不同，多媒体用户群可以分为高、中、低三个档次。高端用户，如大客户、电子商务用户等，具有终端设备配置精良、网络带宽、QoS等很优秀的特点；中端客户，如3G用户、Internet宽带用户等，终端配置、网络带宽等基本满足多媒体业务的需求；低端用户，如窄带上网用户，带宽资源有限、网络质量一般。目前制约多媒体业务发展的主要因素集中表现在两个方面：个人多媒体终端匮乏和网络质量较差。3G网络的建设，数据网的建设、升级，VoIP网络的大规模商用等，为多媒体业务的广泛应用提供了可能。
未来对多媒体的研究，主要有以下几个研究方面：数据压缩、多媒体信息特性与建模、多媒体信息的组织与管理、多媒体信息表现与交互、多媒体通信与分布处理、多媒体的软硬件平台、虚拟现实技术、多媒体应用开发。展望未来，网络和计算机技术相交融的交互式多媒体将成为21世纪多媒体发展方向。所谓交互式多媒体是指不仅可以从网络上接受信息、选择信息，还可以发送信息，其信息是以多媒体的形式传输。利用这一技术，人们能够在家里购物、点播自己喜欢的电视节目。21世纪的交互式多媒体技术的实现将以电视或者以个人计算机为基础，究竟谁将主宰未来的市场还很难说。
结束语：
多媒体的未来是激动人心的，我们生活中数字信息的数量在今后几十年中将急剧增加，质量上也将大大地改善。多媒体正在迅速的、意想不到的方式进入人们生活的多个方面，大的趋势是各个方面都将朝着当今新技术综合的方向发展，这其中包括：大容量光碟存储器、国际互联网和交互电视。这个综合正是一场广泛革命的核心，它不仅影响信息的包装方式和我们如何运用这些信息，而且将改变我们互相通信的方式。多媒体正如我们新技术所展示的那样，正在成为便携个人多媒体。
参考文献：
【1】施荣华，张祖平.信息学科导论北京：中国铁道出版社.2009
【2】尹敬奇.多媒体技术北京：中国机械出版社.2011
【3】周苏.多媒体技术北京：中国铁道出版社.2010
【4】百度百科词条多媒体多媒体技术
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