第第0 0 章章多媒體概論多媒體概論

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多媒體導論與應用

多媒體導論與應用 -第三版 - 第三版

0.1 多媒體與電腦 0.1 0.2 多媒體的種類 0.2 0.3 多媒體的硬體設備 0.3 0.4 多媒體技術發展 0.5 多媒體應用

第 第 0 章 0 章 多媒體概論 多媒體概論

多媒體有多普遍？2008 北京奧運一度是全民所關注的焦眼，

而中華電信的MOD 服務則是當時國內唯一能輕鬆選看各項 賽況的管道；它其實就是電腦多媒體發展下的產物。

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0. 0. 1 多媒體與電腦 1

0.1.1 多媒體的由來

„

每個人都有五官與六識，可以感受到周遭環境的 狀況與種種變化，並且解讀它所代表的訊息：

„

眼－視覺

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耳－聽覺

„

鼻－嗅覺

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舌－味覺

„

皮膚－觸覺

„

每種訊息的格式、傳播媒介與收發裝置各有不 同，負責傳送這些訊息的媒介都稱為「媒體」；

„

人類是一種典型的「多媒體動物」

„ „

電腦雖沒有五官六識，也不會主動表達有意義的電腦雖沒有五官六識，也不會主動表達有意義的 訊息，然而只要將多種生活中不同形態的訊息數 訊息，然而只要將多種生活中不同形態的訊息數 位化並輸入，它依然可以予以儲存、傳送，再 位化並輸入，它依然可以予以儲存、傳送，再

「重現」給人們產生知覺。

「重現」給人們產生知覺。

„ „

目前電腦所能傳達的媒體仍僅限於視覺與聽覺的目前電腦所能傳達的媒體仍僅限於視覺與聽覺的 範疇；但已能組合出許多種不同類別的訊息。

範疇；但已能組合出許多種不同類別的訊息。

„

„

電腦只要具有多種媒體（訊息）的展現能力與技電腦只要具有多種媒體（訊息）的展現能力與技 術，概念上來說即可稱為多媒體電腦。

術，概念上來說即可稱為多媒體電腦。

„ „

電腦多媒體除了「展現」的能力之外，其「處電腦多媒體除了「展現」的能力之外，其「處 理」與「應用」的能力更是強大。

理」與「應用」的能力更是強大。

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電腦應用實例 電腦應用實例

直接展現出來，只是一張平凡無 奇的旅遊照片

照片進行「浮雕」特效處理後，就是 很特殊的作品；這樣的特效不易在傳 統暗房中達成

0.1.2

0.1.2電腦多媒體能力的演進

1. 給少數專業人士因為工作上需要而使用的電腦：

„

主要的功能在於文、數字資訊的處理，所以只能看到文、數字 等單調的符號，它們本身並不具有任何美感或意念，只有當這 些文、數字組合起來而產生人類經由學習始能辨讀的語意，這 些資訊才能帶給人們有效的感知

„

整個電腦環境大體而言為單色的螢幕，只能顯示一行行的文 字、以及偶爾因為故障而透過蜂鳴器發出的「嗶嗶」聲。

„

幾無多媒體效果可言。

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電腦剛開始有螢幕時只能顯示英、數文字與少數特殊符號，而且只有單 色，展現的內容比這個Linux開機畫面還單調

2. 8 位元個人電腦問世以後

„

使用者對象漸漸轉移到一般大眾，所以開始有了 一些可以在電腦上執行的娛樂遊戲。。

„ „

為了提昇遊戲效果，於是發展出了影像與圖形，為了提昇遊戲效果，於是發展出了影像與圖形，

同時還可搭配一些單音的旋律。

同時還可搭配一些單音的旋律。

„ „

此時電腦的主記憶體極小（以此時電腦的主記憶體極小（以KB計算），顯示KB計算），顯示 卡的容量也很有限，所以畫面的解析度低且只有 卡的容量也很有限，所以畫面的解析度低且只有 單色螢幕。

單色螢幕。

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3. 286 個人電腦時代以後

„

彩色螢幕出現，電腦世界開始有了較多的色彩，

一開始是4色的CGA，接著很快的又有了16色的 EGA；不過當時這些配備的價格過於高昂，且效 果仍不佳。

„

電腦的聲音突破了單音的限制，開始有了音效 卡、並提供多聲道的發聲功能，不但具有較好的 音樂品質，也漸能展現語音、自然聲音。

4. 電腦聲光發達的時代

„

電腦的顯像能力隨著顯示卡的規格逐步提昇，卡上並擁 有一定數量的顯示記憶體。

„

彩色電腦螢幕可顯示的解析度從640×480至1920×1440甚且 更高，顏色也從16色、256色快速進展到全彩的16777216 色。高解析度的寬螢幕也陸續出現。寬螢幕也陸續出現。

„ „

音效卡進展到音效卡進展到64、64、128位元；從半雙工（只能同時播音或128位元；從半雙工（只能同時播音或 錄音）到全雙工（可同時錄音與播音）。

錄音）到全雙工（可同時錄音與播音）。

„

„

電腦的作業系統進展為視窗圖形介面，完全進入多媒體電腦的作業系統進展為視窗圖形介面，完全進入多媒體 電腦的時代。

電腦的時代。

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現在的電腦作業系統介面都是以高畫 質的圖形為主了

由於3D遊戲的盛行，以往只有特殊繪圖應用才會用到的高階3D加 速顯示卡成了許多遊戲玩家的最愛

5. 網路通訊與應用周邊發達的時代

„

公開的網路協定一一發展出來並廣泛應用，網路架構也 漸漸的成為各國的重大基礎建設。

„

網路成了最大的多媒體資訊交流媒介。

„

透過網路不僅可以有取之不盡的多媒體來源，也能即時 分享自己的作品。

„

3C產品如數位相機、數位攝影機、數位錄音機，加上以 往就常與電腦搭配使用的掃描器、手寫繪圖板等同時迅 速普及，多媒體資訊來源延伸到日常生活應用的範疇。

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0.2 多媒體的種類

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電腦上的多媒體一般可分為五大部分，即

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文字

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音訊

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影像

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動畫

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視訊

„

„

電腦多媒體在呈現上經常會以整合的面貌出現，電腦多媒體在呈現上經常會以整合的面貌出現，

同時媒體間亦有相互的關聯性 同時媒體間亦有相互的關聯性。。

0.2.1 0. 2.1 文字（ 文字（ Text Text ） ）

„

電腦與人溝通最早出現的媒體。

„

具有所佔儲存空間小、利於電腦處理、可呈現的 內容精確等特點。。

„

„

單純的文字呈現較不容易吸引人的注意力。單純的文字呈現較不容易吸引人的注意力。

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文字或符號的輸入、儲存、輸出

• 文字或符號也是一種圖像。

• 以標準編碼的方式儲存，半形的英文與數字字元以ASCII 碼為主，而台灣慣用的繁體中文則以Big-5碼為主。

• 文字輸入以透過鍵盤打字為主：英文與數字字元直接透過 鍵盤上的對應按鍵輸入即可；而以「形」為主的文字系，

像是中、日、韓文等文字，則必須透過特殊編排過的輸入 法，以多個按鍵的組合來完成輸入，常見的中文輸入法有 倉頡、注音、大易、行列、嘸蝦米… 等。

• 文字的輸出是解碼過程，即將文字碼解讀為圖像再輸出，

對象通常為螢幕或印表機；目前已可輸出為語音，即用擴 音設備將文字「唸」出來。

不管是建立文件、甚至練習上網，學習打字是電腦新手最重 要的課題之一

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輸入文字尚有其他方法： 輸 入文字尚有其他方法：

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„ 手寫辨識 手寫辨識

„ „ 語音輸入識別 語音輸入識別

„

„ 光學圖文辯識 光學圖文辯識

0.2.2 音訊 (Audio)

„

聲音是一種由能量所產生的震動，通常以空氣為介質，用 波動的形式傳遞到我們的耳中。

„

聲波是很典型的連續（類比）訊號，必須透過「取樣」

（sampling）的過程將它數位化，才能儲存在電腦中。

„

電腦的音訊來源可能是麥克風或是如CD音響、收音機…

等設備。

„

與文字資料在應用上最大的不同之處，在於音訊的內容較 不易從波形直接辨認出來，因此針對音訊資料進行查詢與 檢索較為困難。

„

經常搭配其他媒體一起展現，具有輔助強化的效果。

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音訊的種類 音訊的種類

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音樂：主要由旋律所構成，有音階的高低、節拍 的長短、音量的強弱… 具有規律的特性。例如 MIDI（音樂樂器數位介面）即可將音樂的內容以 各種設計好的指令與符號表達、儲存。。

„

聲音：包括人類的語音、動物的聲音、與各種自 然與人工所產生的音效；這些聲音的變化較不規 則，通常無法像音樂一樣用簡單的符號儲存。

聲音的輸出 聲音的輸出

„ „ 傳統的單音輸出：主機板上的單音喇叭或 傳統的單音輸出：主機板上的單音喇叭或 蜂鳴器 蜂鳴器

„ „ 音樂或音效的輸出：音效卡配合合適的揚 音樂或音效的輸出：音效卡配合合適的揚 聲器甚至擴大機。從立體聲到杜比環場音 聲器甚至擴大機。從立體聲到杜比環場音 效都須有合適的音訊輸出周邊。

效都須有合適的音訊輸出周邊。

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0.2.3 影像 (Image)

„

將影像依縱、橫兩向分別切割為棋盤狀的方格小點，每個 小點都是一個像素(Pixel)，為構成完整圖像的最基本單位。

像這種以像素為單位來記錄影像內容的格式，特稱為點矩 陣影像。。

„ 影像的每一像素都有一個自己的顏色屬 性，影像資訊其實就是由這些像素點的顏 色資料所組成。

„ 同一張影像的像素切割得愈細，畫質就愈 好，但是所需要的像素點就越多。

„ 而每一個像素可使用的顏色種類愈多，則

影像的色彩組合愈豐富。

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圖形（ 圖形（ Graph）－ Graph ）－ 幾何方法產生的影像資訊 幾何方法產生的影像資訊

„ 影像中的一種特殊形式，由幾何圖案所構 成，多以向量方式繪製。圖形只要記錄下 繪圖的規格與程序，就能精確再生原始圖 像。

„ 常出現於電腦輔助設計 (Computer-Aided Design，CAD)，多應用於建築、機械等工 業方面的製圖。

0.2.4 動畫 (Animation)

„ 利用視覺暫留，將畫面以動態的方式呈 現，最常應用於各種卡通影片或電腦遊戲 片段。

„

„ 傳統以手工繪製，目前多已藉助電腦的輔 傳統以手工繪製，目前多已藉助電腦的輔

助。 助。

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電腦動畫的好處

„

應用電腦製作動畫以取代人工作業後，增加了準 確性與便利性，使動畫製作的效率大為提高。

„

電腦動畫工具所提供的物件管理功能可使動畫中 所應用到的大量前景、背景物件得到便利的管 理，以發揮更大的效果。

„

電腦3D (三維) 立體繪圖技術讓) 動畫具有十足的 立體感與光影效果。

„

以動畫取代真實場景的拍攝可大量減少影片中因 特技所需的道具製作、以及特技演員的危險動 作。許多過去被視為不可能任務的鏡頭，在電腦 動畫的效果模擬下也可以活靈活現地達成。

0.2.5 視訊 (Video)

„

亦是由動態的影像畫面所構成

„

分為美規(NTSC) 與歐規 (PAL) 兩大主流，台灣地 區以前者為主。

„

視訊每秒中必須播放約25~30個畫面（影像），

因此所需的儲存空間遠遠大於靜態影像。

„

視訊媒體內容往往也包含了音訊。

„

已發展出了很好的視訊資料壓縮與解壓縮方法，

使視訊媒體資料能以較小的儲存格式存放，並可 即時解開來播映。

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電腦視訊的好處 電腦視訊的好處

„ 素材來源擴大，包括原本傳統的視訊來源 與電腦中的各項數位影音資訊。

„ 可做非線性剪輯，影片與媒體素材可以任 意安排與編輯整合，十分方便。

0.2.6 多媒體整合 (Integration) 與互動 (Interaction)

„ „ 利用電腦來安排與整合多種媒體，可產生 利用電腦來 更多樣化的作品。如某一段背景配樂在影 片中的哪個時間點開始播放、新聞播報中 子母畫面的相對位置、文字字幕出現在畫 面上的位置與時間… 等。

„ 提供與使用者間的互動功能，讓使用者能

自由選擇想看的內容。

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互動式媒體是大眾廣播系統的新革命，除了應用於多媒體的 內容呈現外，也常被用於教學軟體製作、模擬系統應用、電 腦遊戲、娛樂… 等。

0.3 多媒體的硬體設備

„ 0.3.1 多媒體電腦

„

顯示卡

„

„

對螢幕界面對螢幕界面

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„ „

顯示卡的主機板界面顯示卡的主機板界面

„ 彩色螢幕

„

大致可分為傳統的CRT 與目前流行的 LCD 液 晶螢幕兩種；前者幾乎已經從一般用途的電腦配 備中消失了。

„

螢幕的大小是以對角線的長度計算，目前常見 的大小以 15 吋到 24 吋之間最為普及，長寬比有 傳統的 4：3 與寬螢幕 (16：10或16：9) 兩種。

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„ 儲存設備

„

硬式磁碟機、RAID

„

光碟、光碟機與燒錄機

„

外接及行動儲存裝置

„ 多媒體輸出與輸入設備

„

MIDI 裝置

„

音效卡、麥克風、喇叭

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0.3.2 多媒體資料傳輸介面

„ USB 介面

„ SCSI 介面

„ 1394介面

0.3.3 多媒體周邊

„ 掃描器

„ 數位相機

„ 彩色印表機

„ 數位攝影機 DV與WebCam

„ 視訊擷取卡與壓縮卡

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0.4 多媒體技術發展

0.4.1 多媒體資料壓縮 目的：

提高電腦資料儲存量與減少資料傳輸負擔。

常見壓縮對象：

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音訊資料壓縮－ex. MP3

„

影像資料壓縮－ex. JPEG、GIF

„

視訊資料壓縮－ex. MPEG系列格式

0.4.2 多媒體處理技術

„ 音訊處理技術：音訊處理、語音識別、聲 紋比對

„ 影像處理技術：數位暗房、影像識別

„ 3D繪圖技術： 3D 繪圖影像、立體畫

„ 視訊處理技術： 技術：視訊後製作、動態偵測

„ 內涵式多媒體查詢：萃取多媒體資料中的 內涵作為索引、設計查詢方法、

查詢處理

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0.5 多媒體應用

0.5.1 休閒娛樂上的應用

„ 電腦遊戲：

„ 歌曲與影片欣賞：

„ 娛樂媒體製作：

0.5.2 教學與學術上的應用

„ 電腦輔助教學：

„ 實驗模擬：

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0.5.3 工商業方面的應用

„ 設計與製造：

„ 文物保存：

0.5.4 電腦網路與多媒體

„ 線上逛街與購物：

„ 線上即時連線遊戲：

„ 語音影像通訊：