1、第一章 概述,数字媒体技术导论,教材数字媒体技术导论詹青龙、董雪峰主编，清华大学出版社，2014年版授课方式成绩考核10、30、60上课要求：笔记本,问题：你所了解的数字媒体有哪些？你所了解的数字媒体技术有哪些？,2019央视春晚的科技流,4K、5G、VR、AR、AI,4K,4K，是一种高清显示技术。主要应用于电视行业、电影行业、手机行业等。高清视频是相对于播放端的设备而言的，通常说的2K，4K，8K，10K，是指视频的分辨率，即为视频的宽高，指屏幕的大小。4K超高清数字电影是指分辨率为40962160，即横向有4千个像素点，是目前分辨率最高的数字电影。目前，大多数的数字电影是2K，分辨率为2
2、0481080，还有部分是1.3K（12801024）的。真正意义上的4K电影由4K摄像机拍摄，用4K放映机放映。,5G,5G，是一个行业标准，即“第五代移动通信技术标准”。其峰值理论传输速度可达每秒数10 Gb，这比4G网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在1秒之内下载完成。,VR（Virtual Reality）,VR，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。可以这么理解：VR（虚拟现实），看到的场景和人物都是假的，是用计算机做出来的，是让你沉浸到一个虚拟的世界。,
3、AR（Augmented Reality）,AR，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，该技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。可以这么理解：AR（增强现实），看到的场景和人物有真有假，是将虚拟的信息带人到现实世界中。,AI（Artificial Intelligence）,AI，人工智能是利用计算机研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。AI研究领域的包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。,课程架构,第1章 数字媒体与数字媒体技术,1.1 数字媒体与数字媒体技术,1.1.1
4、 数字媒体技术简介1媒体 媒体 medium含义是两者之间，中介、中间的意思，常用复数形式media。在现代汉语词典（1997年修订本）中的解释是：“指交流、传播信息的工具，如报刊、广播、广告等”。,1媒体 我们通常所说的“媒体”包括其中的两点含义：一是指信息的物理载体（即存储和传递信息的实体），如书本、挂图、磁盘、光盘、磁带以及相关的播放设备等；另一层含义是指信息的表现形式（或者说传播形式），如文字、声音、图像、动画等。概括地说，媒体是存储信息的实体和传递信息的载体两部分组成，它是承载和传播信息的媒介。,磁盘,1媒体,1媒体 按出现的顺序可以划分为：报纸刊物应为第一媒体、广播应为第二媒体、电
5、视应为第三媒体、互联网则应被称为第四媒体、移动网络应为第五媒体。按形式可以划分为平面、电波、网络三大类，即：平面媒体：主要包括印刷类、非印刷类、光电类等；电波媒体：主要包括广播、电视广告（字幕、标版、影视）等；网络媒体：主要包括网络索引、平面、动画、论坛等。,1媒体 国际电话电报咨询委员会CCITT（Consultative Committee on International Telephone and Telegraph，国际电信联盟ITU的一个分会）把媒体分成5类：感觉媒体（Perception Medium）：指直接作用于人的感觉器官，使人产生直接感觉的媒体。如引起听觉反应的声音，引起
6、视觉反应的图像等。,1媒体 表示媒体（representation Medium）：指传输感觉媒体的中介媒体，即用于数据交换的编码。如图像编码（JPEG、MPEG等）、文本编码（ASCII码、GB2312等）和声音编码等。表现媒体（Presentation Medium）：指进行信息输入和输出的媒体。如键盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像机等为输入媒体；显示器、打印机、喇叭等为输出媒体。,打印机,1媒体 存储媒体（Storage Medium）：指用于存储表示媒体的物理介质。如硬盘、软盘、磁盘、光盘、ROM及RAM等。传输媒体（Transmission Medium）：指传输表示媒体的物理介质。如电
7、缆、光缆等。,光盘,2数字媒体 数字媒体就是以数字化形式（“0”或“1”）传送信息，并通过计算机存储、处理和传播信息的媒体。数字媒体是利用数字电视、网络技术，通过互联网、宽带局域网、无线通信网和卫星等渠道，以电视、计算机和手机为终端，向用户提供视频、音频、语音数据服务、连线游戏、远程教育等集成信息和娱乐服务的一种传播模式。,数字媒体 数字信息的最小单元就是比特“0”或“1”，通过比特可以表述各种媒体信息。比特没有颜色、尺寸和重量，它只是一种存在的状态：开或关、真或假、高或低、黑或白，总之简记为0或1。比特易于复制，而且复制的质量不会随复制数量的增加而下降。比特可以以极快的速度传播，而且在传播时
8、不受时空的限制。比特可以用来表现文字、图像、动画、影视、语音及音乐等信息,2数字媒体 数字媒体具有数字化特征和媒体特征。数字化特征是指数字媒体是以数字化的形式记录、处理、传播、获取信息的媒体，这些媒体包括数字化的文字、图形、图像、声音、视频影像和动画及其编码等逻辑媒体和存储、传输、显示逻辑媒体的实物媒体。,3数字媒体的分类 时变属性 数字媒体按照时变特征可以分为离散媒体和连续媒体。离散媒体是指以空间为基础的而与时间无关的媒体，如文本、图形、图像等。连续媒体是指以时间为基础的、与时间有关的媒体，如声音、动画、视频影像等。,3数字媒体的分类 来源属性 数字媒体按照媒体的获取方式可以分为捕获媒体和合
9、成媒体。捕获媒体是指通过扫描、采样和量化等手段，从现实世界中捕获的媒体信息，如图像、视频和声音等。合成媒体是指由计算机通过程序等方式，直接生成的媒体信息，如文本、图形、动画和合成音乐等。,3数字媒体的分类 感知属性 数字媒体按照人类的感觉特征可以分为视觉媒体、听觉媒体以及视听媒体。支持视觉的媒体有文本、图像、图形、动画等。支持听觉的媒体有语音、音乐等。同时支持听觉和视觉的媒体有带有声音的视频影像等。,3数字媒体的分类 组成属性 数字媒体按照组成属性可分为单一媒体和多媒体。单一媒体是指单一信息载体组成的媒体。多媒体指的是多种信息载体的表现形式和传递方式。,1.1.2 数字媒体技术1数字媒体技术的
10、概念 数字媒体技术是通过现代计算和通信手段，综合处理文字、声音、图形、图像等信息，使抽象的信息变成可感知、可管理和可交互的一种技术。是多学科与计算机综合应用的技术，包含计算机软硬件技术、信号的处理化技术、音频视频处理技术、图像压缩处理技术、现代通信技术、人工智能和模式识别技术，以及正在不断发展和完善的多学科综合应用技术。主要研究与数字媒体信息的获取、处理、存储、传播、管理、安全、输出等相关的理论、方法、技术与系统。,2数字媒体技术的分类 数字媒体媒体信息获取与输出技术：数字媒体信息获取技术 包括声音和图像等信息获取技术、人机交互技术等。主要设备包括键盘、鼠标、光笔、跟踪球、触摸屏、语音输入和手
11、写输入、数字化仪、数码相机、数码摄像机、扫描仪、视频采集系统等。数字媒体信息的输出技术 包括显示技术、硬拷贝技术、声音系统，三维显示技术等、数字媒体内容输出的载体有各类光盘和其他数字出版物。,鼠标,2数字媒体技术的分类 数字媒体信息处理技术：主要包括数字音频处理技术和数字图像处理技术等。数字媒体传播技术：主要包括数字传输技术和网络技术等。数字媒体信息检索与信息安全技术：主要包括数字媒体数据库技术、数字媒体信息检索技术和信息安全技术等。其他技术：数字压缩技术、流媒体技术、计算机图形技术、计算机动画技术及虚拟现实技术等。,1.2 数字媒体技术的基本特征,1.2.1 技术性特征1数字化2非线性3实时
12、性和协同性,1.数字化 计算机能对数字化的多媒体信息进行存储、加工、控制、编辑、交换、查询和检索，所以各种媒体信息必须处理成数字信息。以往的媒体是通过模拟的方式进行存储和传播的，而数字信息是以比特的形式通过计算机进行存储、处理和传播的。比特易于复制和运算处理，可以快速传播和重复使用，不同媒体之间可以相互混合，大大减少了设备之间转换的麻烦。,2.非线性 多媒体的信息结构形式一般是一种超媒体的网状结构。非线性网状结构的超媒体不仅为用户浏览信息、获取信息带来极大的便利，也为多媒体的制作带来了极大的便利。,3.实时性和协同性 多媒体系统中的各种媒体有机地组合成为一个整体，各媒体间有协调同步运行的要求，
13、如影像和配音、视频会议系统和可视电话等，它们要求系统能支持实时快速响应，又能协调同步，对媒体的时序配合和速度响应要求很高。,可视电话,1.2.2 艺术性特征1集成性2多样性与传播性3交互性与趣味性4娱乐性与虚拟性,1.集成性 集成性包括信息媒体的集成和处理这些媒体的设备的集成，是指以计算机为中心综合处理多种信息媒体。信息媒体的集成包括文本、图像、声音、视频等的集成，这些媒体在多任务系统下能够很好地协同工作，有较好的同步关系。另外多媒体设备也具有集成性，包括硬件和软件两个方面。,2.多样性与传播性 多样性是指信息的多样性和信息载体的多样性。多样化的信息载体包括：磁盘介质、磁光盘介质和光盘介质等物
14、理介质载体，以及人类可以感受的语音、图形、图像、视频、动画等媒体。多媒体计算机在处理输入信息时不仅是简单的获取和再现信息，它可以根据人的构思、创意，对文字、图形及动画等媒体进行转换、组合和加工处理，达到更生动、更活泼、更自然的效果。,3.交互性与趣味性 交互是指通过各种媒体信息，使参与的各方都可以对媒体信息进行编辑、控制和传递。多媒体技术的最大特点就是交互性，通过交互，可以实现人对信息的主动选择和控制。多媒体技术的交互性为用户选择和获取信息提供了更灵活的手段和方式。,3.交互性与趣味性 交互电视的出现大大增加了用户的主动性，用户不仅可以坐在家里通过遥控器、机顶盒和屏幕上的菜单来收看自己点播的节
15、目，而且还能利用它来购物、学习、经商和享受各种信息服务。这样的交互性同样也给用户带来了趣味性，多媒体技术具有计算机的人机交互作用是数字媒体的一个显著特点，而趣味性恰恰依赖于交互性。,机顶盒,4.娱乐性与虚拟性 随着社会的发展，数字媒体技术的使用已经深入各个领域。数字电影、数字电视、数字照相机、数字摄像机、数字摄影机和DVD光碟都属于数字类产品，他们的出现给娱乐带来了翻天覆地的变化。如果说计算机的出现是娱乐发展的新革命，那么数字媒体技术就是创造游戏虚拟世界的最佳助手。利用虚拟现实技术，将多种媒体集合起来，构造数字化的虚拟时空，是现在数字媒体技术发展的趋势。例：奥斯卡奖最佳动画短片包宝宝,1.3.
16、1 数字媒体传播模式1.按传播类型分类 自我传播模式 指个体本身进行的自我信息的沟通，是个体自身的内向交流，例如浏览网页、使用搜索引擎等。人际传播模式 从狭义上来说是指人与人之间实时的信息交流，例如、微信、QQ、IP电话、E-mail等。,QQ,1.按传播类型分类 群体传播模式 是指各个个体之间在一定的群体范围内进行的信息交流活动，例如论坛、BBS、虚拟社区讨论、计算机会议等。大众传播模式 指通过现代化的传播媒介对人们进行信息传播活动，信息的传播主要是特定的传播组织完成的，而信息传播的受众则是极其广泛的。例如综合性网站、视频点播、数字书报刊、数字广播、数字电视、电影等。,2.按传播要素的关系
17、F2F模式（Face-to-Face，面对面型）F2F是面对面（face to face）营销模式的简称，其代表为诚盟网F2F平台，是全球优势产品集中营销平台，个体商家（或企业）在F2F平台上提交优势产品，经审核通过产品被收录后，平台将安排全球区域股东展开地毯式销售。,2.按传播要素的关系 数字媒体传播中F2F模式又可分为以下几种：F2F I（P2P模式，Point-to-point,点对点型）：指传播者和受传者面对面。如双向视频会议系统等。F2F II（E2E模式，End-to-End,端对端型）：指受传者和受传者面对面。F2F III（P2P模式，Peer-to-Peer,伙伴对伙伴型）：
18、指传播者和传播者面对面。如在网页上互相链接网站就是一种明显的不同传播者借助各自优势互通信息、扩大传播影响的行为。,2.按传播要素的关系 R2M模式（Receiver-to-Media，受传者对媒体型）指受传者主动通过媒体获取信息，是一种“拉”的模式。如用户用RSS阅读器订阅自己感兴趣的新闻。M2R模式（Media-to-Receiver，媒体对受传者型）指媒体通过一定技术自动向受传者“推送”信息的模式。如用户登录QQ时自动弹出的新闻列表。,3.按传播要素的多少 O2O模式（One-to-One，一对一型）。指传播者和受传者一对一，如E-mail、网络聊天。O2A模式（One-to-All，一对
19、多型）。指一个传播者对多个受传者，如FTP服务、博客。A2O模式（All-to-One，多对一型）。指多个传播者对一个受传者者，如维基百科。A2A模式（All-to-All，多对多型）。指多个传播者对多个受传者，如BBS。,4.网络传播模式 网络传播模式是以全齐海量信息为背景、以海量参与者为对象，以互联网为平台、以网络服务的提供者和使用者为主体展开的传播活动。,互联网,4.网络传播模式 不同于传统媒介传播的特点：传播形态的多样性 互联网不仅可以向全社会进行开放性的大众传播，还可以做“点对点”的人机传播、小范围的群体传播、组织结构和单位的组织传播。可见它将人际传播、群体传播、组织传播、大众传播等
20、各种传播形态集于一身。,4.网络传播模式 传播方式的综合性 互联网络将以往各自独立的单一性的传播方式综合在一起，它是电脑、电视、录音机、电话机、游戏机、传真机、打印机等的性能的总汇，它又将文字、口语、音响、图表、图片、图像等各种传播形式汇于一体，而且可以根据需要自如地从一种形式转换到另一种形式，或者让几种形式并举，做到图、文、声、像并茂，真正实现多媒体的传播。,4.网络传播模式 高度的交互性 高度的交互性是指传受双方具有很大的交互性，二者的角色可以频繁互换，网上的传播者往往也充当受传者，受传者也往往充当传播者，此时此地是传播者，彼时彼地又是受传者。,4.网络传播模式 高度的灵活性 高度的灵活性
21、是指网上传播和接收具有灵活性。通过联网的电脑，传播者可以随时随地传送信息，受传者也可以随时随地选择收看或调阅任何已进入网络的信息。这就是网络传播的五个W：Whoever，Whenever，Wherever，Whomever，Whatever。,1.3.2 数字媒体传播的特点1传播的生动性2传播的及时性3传播的多样性4传播的交互性,1.传播的生动性 数字媒体可以重复的使用和相互转换，可以处理图、文、声、像多种信息，并生动的表现出来。另外网络传播是数字媒体传播的主要途径，网络传播的个人化特征非常明显，技术带来的优势使受众灵活的利用“检索工具”在多样化的数据库中寻得所需要的信息；除此之外，还可以自由
22、的选择信息的接收的时间地点及媒体的表现形式。,2.传播的及时性 数字媒体依靠网络进行传播，自然而然的继承网络传播的很多优点，传播的及时性就是其一。根据传播媒介的不同，可以了解数字媒体传播的及时性。光纤传递数字信号的速度为每秒30万公里，瞬间可达世界上任何地方，从而在技术上保证了数字媒体网络传播的即时性。,3.传播的多样性 数字媒体传播的主要途径是网络传播。网络将全世界的计算机和计算机连接起来，形成了一个巨大无比的数据库。世界上任一时间任一地点发生的任一事件都有可能成为网络的信息被广泛传播。,3.传播的多样性 与传统媒体相比，由于它得天独厚的技术优势，它可以逃脱报纸版面、广播电视固定时段、节目容
23、量等诸多限制。技术创造的电脑网络时空，几乎可以将全世界的信息全部包揽；另外，传播者主体的多元化使得人人皆可以成为信息源，这样网络信息就可以最大程度的拓展，并且源源不断；再者，由于数据库的存在，保存信息和集结信息的广度和深度使得数字媒体的传播具有多样性和海量性的特点。,4.传播的交互性 数字媒体进行网络传播改变了传统媒体信息单向传递的现状，提供了双向传输的信息渠道，可以用“逻辑拓扑结构”分析。数字媒体的网络传播基于完全不同的一个平等交流的信息平台。网络传播的逻辑拓朴结构是环形分布式的，采用这种逻辑拓朴结构的网络传播本身就具有双向交流的特点，这使得传受双方较之传统媒体而言，双向交流的发生更为经常也
24、更为深入。,网络逻辑拓扑结构,4.传播的交互性 在数字媒体时代，受众是信息的使用者，同时也是生产者，在网络共享的状态下，可以从被接受的状态解放出来，形成互动的传播模式。例如互联网上有很多交流社区、BBS、ICQ、博客等及时交流的工具，轻松地实现受众之间的交流互动，甚至可以通过视频的形式进行面对面的交流。数字媒体的传播已经不再是单向交流的时代，全方位交互时代已经来临。,1.4 数字媒体技术的研究与应用领域,1.4.1 数字媒体技术的研究内容 主要技术范畴包括以下内容：数字媒体表示与操作，包括数字声音及处理，数字图像及处理、数字视频及处理、数字动画技术等。数字媒体压缩，包括通用压缩编码、专用压缩码
25、（声音、图像、视频）技术等。数字媒体储存与管理，包括光盘存储、媒体数据管理、数字媒体版权保护等。数字媒体传输，包括流媒体技术，P2P技术等。,1.4.2 数字媒体技术的应用领域1教育培训(远程教育系统、网络多媒体资源、制作数字电视等)2电子商务3信息发布4娱乐电脑游戏：实时性、逼真性蕴含了先进的图形处理技术电视广告，节目片头，科教演示（CAI）Quake III，古墓丽影、侏罗纪公园、皇帝的新衣、泰坦尼克、魔鬼终结者、玩具总动员、完美风暴、阿凡达5.数字出版,Abyss深渊,Spider Man,广告,补充：数字媒体技术的发展,电子计算机最早的计算机，主要处理数字运算。“文字处理机”或“信息处
26、理机”逐渐转向主要处理大量文字信息。再后来，用它辅助绘图，从而发展了计算机辅助设计技术（CAD）和三维图形动画技术。到今天，它已经可以处理数字视频、声频信息，即多种数字媒体信息处理阶段。,补充：数字媒体技术的发展,技术进步带来了,更快的桌面计算机计算机内增长的工作内存容量磁盘驱动器和光盘存储器中更高的数据存储能力数字音频和视频图形界面操作系统局域网和广域网使用户与世界相沟通数以千计的应用方式，范围从文字处理器到无数的已经改变的工作室、教室和家庭的数字媒体产品。,补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,Whirlwi
27、nd:early graphics using VectorScope(1951),补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,补充：数字媒体简史,分形几何学对数字媒体的发展,Benoit Mardelbrot 独特的几何视觉方法对数字媒体发展的影响分形几何学主要的应用它使创作非常精美的抽象图像成为可能提供基于数学的图像压缩方法，允许使用很小的文件存储复杂的图像分形几何形状类似于自然形状的组织规律，分形学可以用于创建超现实的数字风景，包括生动形象的云和山，整个森林以及沙滩。分形几何的第一代商业应用程序，用于描写现实的山脉；粒子系统，用于制作火焰和爆炸。比如在星舰迷航记中使用了这
28、种方法。,补充：数字媒体简史,分形图片,随着计算机科学和应用技术的发展，二维和三维数字动画设计与制作、游戏设计、数字艺术设计、工业设计、数字出版、网络新闻与文化传播、网络广告、影视特效等数字媒体技术得到了飞速发展，数字媒体作为最自由、最具创新力和想象力的视觉表现手段，成为电视、电影、平面艺术设计、工业设计、服装设计和建筑、环境设计、大众传播媒介和视觉艺术设计等领域的重要表现形式，因此产生了以数字媒体技术为主要支撑的数字媒体、数字内容产业。全世界正在迅速走向数字媒体时代。与发达国家相比，我国的数字媒体业还处于起步阶段。,补充：数字媒体简史,补充我国数字媒体技术发展,在我国，数字媒体技术及产业得到了各级领导部门的高度关注和支持，并成为目前市场投资和开发的热点方向。“十五”期间，国家863计划率先支持了网络游戏引擎协同式动画制作三维运动捕捉人机交互等关键技术研发动漫网游公共服务平台的建设在北京、上海、湖南长沙和四川成都建设了四个国家级数字媒体技术产业化基地，对数字媒体产业积聚效应的形成和数字媒体技术的发展起到了重要的示范和引领作用。云南昆明成立了第一个国家数字媒体技术重点实验室,练习,
