数字媒体概论——绪论

Posted 2022-11-28 _瞳孔

一：从数据到媒体

多媒体计算机理事会主席 Glenn Ochsenreiter：
计算机多媒体能力的实现只是下面很多过程中的最近发生的一个新纪元:山洞壁画、手抄的手稿、印刷出版物、无线电和电视……这些发明反映的人类想要表达创造力，想要利用技术和想象力来获得思维上的进步和自由的强烈愿望。

数据 Data：在计算机科学中，数据是所有能输入计算机并被计算机程序处理的符号的介质的总称，是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。计算机系统中，数据以二进制信息单元0、1的形式表示。

数据→信息 Information

• 信息是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容
• 香农（Shannon）认为信息是用来消除随机不确定性的东西
• 计算机领域认为信息是电子线路中传输的以信号作为载体的内容

计算机图形界面发展：

• 图形用户界面 Graphical User Interface GUI
• 1945 年，Vannevar Bush（范内瓦·布什，美国）写了一篇文章题为“As We May Think” 描述了计算机“Memex”中存储、检索和交互信息的方式。他所描述的是超文本、结构化文件系统、广域网和图形用户界面等事物。
• 1973 施乐推出了Alto(非商业)
• 1984 Apple公司的Macintosh图形界面
• Commodore公司的Amiga系统
• Philips/Sony公司的CD-I系统
• Intel和IBM公司的DVI系统

二：一些术语

媒体 Media：

• 媒体一词来源于拉丁语Medius，意为两者之间。媒体是传播信息的媒介。它是指人借助用来传递信息与获取信息的工具、渠道、载体、中介物或技术手段，也指传送文字、声音等信息的工具和手段。也可以把媒体看作为实现信息从信息源传递到受信者的一切技术手段。
• 媒介: 承载信息的载体（传递信息的载体，如数字、文字、声音、图像等）
• 媒质: 信息表示和传输的载体（存储信息的实体，如纸张、磁带、磁盘、光盘等）

媒体的分类：
国际电话电报咨询委员会CCITT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，引起视觉反应的图像等
  • 视觉类：位图/图像/符号/视频/动画
  • 听觉类：波形声音/语音/音乐
  • 触觉类：指点/位置跟踪/力反馈/运动反馈
• 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。
  • 借助于此种媒体，便能更有效的存储或传送感觉媒体
  • 如图像编码（JPEG、MPEG等）、文本编码（ASCII码、GB2312等）和声音编码等
  • 模拟信号、数字信号
• 表现媒体（Presentation Medium）：又名“显示媒体” ，指进行信息输入和输出的媒体。
  • 输入输出设备
  • 键盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像机等输入媒体
  • 显示器、打印机、喇叭等输出媒体。
• 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。如电缆、光缆、电话线、空气等。

多媒体 Multimedia：多种媒体的综合：

• 在计算机系统中，多媒体指组合两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体。使用的媒体包括文字、图片、照片、声音、动画和影片，以及程式所提供的互动功能。
• 多媒体技术就是通过计算机对语言文字、数据、音频、视频等各种信息进行存储和管理，使用户能够通过多种感官跟计算机进行实时信息交流的技术。多媒体技术所展示、承载的内容实际上都是计算机技术的产物

数字媒体：

• 狭义：以二进制数的形式记录、处理、再现的信息载体，包括数字化的文字、图形、图像、声音、视频影像和动画等，将感觉媒体转化为表示媒体及使用的方法（主要是视觉和听觉）
  • 数字化+常见表示媒体：文字、图形、图像、声音、视频影像和动画等
• 广义：泛指与媒体存储、处理、再现相关的逻辑媒体（软件和编码）和实物媒体（输入输出硬件）

数字媒体的分类：

• 根据时间性质：静止媒体（Still media）和连续媒体（Continues media）
• 根据来源属性：自然媒体（Natural media）和合成媒体（Synthetic media）
• 根据组成元素：单一媒体（Single media）和多媒体（Multimedia）

数字媒体专业：

• 数字媒体技术：培养德智体美全面发展的、面向当今信息化时代的、从事数字媒体开发与数字传播数字媒体技术的研究内容的专业人才。毕业生将兼具信息传播理论、数字媒体技术和设计管理能力，可在党政机关、新闻媒体、出版、商贸、教育、信息咨询及IT相关等领域，从事数字媒体开发、音视频数字化、网页设计与网站维护、多媒体设计制作、信息服务及数字媒体管理等工作

• 数字媒体艺术：教学计算机科学与技术的基本理论、知识和技能，各种数字媒体制作软件，培养较好的美术鉴赏能力和一定的美术设计能力，应用新的数字媒体创作工具从事平面设计、网络媒体制作、游戏、动画制作、数码视频编辑和数字化园林景观设计等方面专业技术人才
  

三：数字媒体研究与技术

数字媒体并非研究驱动，但其技术实施与很多研究相关

技术关注：

• 数字媒体由应用驱动，关注四个方面的技术
• 侧重于媒体的表达，了解如何去设计一个媒体系统

媒体软件：

• 媒体素材采集与制作工具：采集并编辑多种媒体数据的软件，如Photoshop、Premiere、3D Max等
• 媒体节目编辑与创作工具：组织编排多媒体数据，并把它们连接成完整的多媒体应用系统的工具，如FFMPEG、Nuke等
• 媒体数据库：传统的关系数据库已不适用于多媒体的信息管理
• 媒体应用开发：对于媒体新应用的项目规划与开发技术，如开发一个游戏引擎或者一个播客站点

网络媒体：

媒体系统-虚拟现实 Virtual Reality：利用计算机技术生成的一个沉浸感的视觉、听觉触觉及嗅觉等的感觉世界，用户可以用人的自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互考察。综合了数字媒体的软硬件技术、计算机仿真技术、传感器技术、心理学等多种科学技术，在多维信息空间上创建一个想象的环境。

媒体系统-增强现实 Augmented Reality：增强现实技术 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。这种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。

媒体系统-自由视角 Free Viewpoint：

• 子弹时间，也称为时间凝结，指固定瞬间多视角图像的连续展示
  • 优酷《这就是街舞》
  • CBA子弹时间示例
  • 冬奥测试赛子弹时间示例
• 自由视角视频：允许观看者连续时间上在多个视角间自由流畅切换观赏

自由视角、VR的技术成熟度曲线：

自由视角的实现：为了制作自由视角视频，需要在比赛现场部署一定数量的摄像机进行视频采集，一般需要18-36个，每个机位之间的角度在10-20度左右；对于每个摄像机捕获道的视频经过中转服务器（多路视频同步对齐）以及转码器等出流。

四：数字媒体应用与产业

游戏产业：

• 行业作用：内容生产、设备生产、运营支持
• 媒体对象：用交互技术将图形、图像、声音融合呈现
• 市场趋势：国内游戏市场巨大，海外市场不断扩大

影视产业：

• 行业作用：内容生产、设备生产、传输发行
• 媒体对象：图形、图像、声音、视频的融合加工、媒体编码
• 市场趋势：国外垄断软硬件，国内基础软硬件技术不足

视觉相关产业：

• 行业作用：算法研发、系统集成
• 媒体对象：图像和视频的识别处理
• 市场趋势：最近几年的创业红海

数字展示培训：

• 行业作用：内容生产、行业应用
• 媒体对象：数字媒体软硬件系统设计
• 市场趋势：最近几年由于VR/AR产业壮大

媒体基础软硬件（基础软硬件仍在追赶；关键技术缺失）：

• 平面设计：Adobe（美）、Corel（加）
• 三维设计：Autodesk（美）、达索（法）、西门子（德）
• 影视后期：Autodesk（美）、SESI公司（加）、Maxon Computer（德）
• 外设：日本（相机、投影、音箱、监视器）
• 显卡声卡：美国（NIVIDIA、AMD、创新）
• VR、AR：美国（Oculus、Hololens）

五：小结

现实的数字化：

• 对人可以感知的现实采集、加工、处理、再现
• 现实世界是连续的（ Continuous ），数字媒体是离散的（ Discrete ）
• 必须在有限的分辨率（ Resolution ）内进行采样（ Sampled ）
• 从视觉听觉扩展到视觉？触觉？味觉？

计算机的最终目的？

• 现实世界的模拟（虚拟现实 VR）
• 人的模拟（人工智能 AI）
• 社会的模拟（网络 NET）

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