作者：李学森,汤晓伟,王洪海,姜鹏
出版社：航空工业出版社
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多媒体技术及应用项目教程试读：
项目一 多媒体技术基础
项目描述
多媒体技术是当今世界最受人们关注的热点技术之一，是一种迅速发展的综合性电子信息技术。多媒体技术的发展和应用，给传统的计算机系统、音频和视频设备带来了方向性的变革，给人们的工作、生活和娱乐带来了日新月异的变化。多媒体技术也是20世纪90年代计算机应用的时代特征，是计算机的又一次革命。
本项目将讨论多媒体技术的定义、特征、各类媒体的特点、多媒体的应用和发展及多媒体的关键技术等基础知识。
学习目标
掌握多媒体与多媒体技术的概念。
了解多媒体技术的产生和发展。
了解多媒体技术的应用领域。
掌握多媒体技术的研究内容。
掌握多媒体计算机系统。
任务一 多媒体与多媒体技术的概念
如今，多媒体技术的应用在我们的生活中无处不见，无论是使用计算机观看影片、听音乐、制作文档，还是通过Internet与他人进行视频聊天，召开视频会议……它们都属于多媒体技术的范畴。那么，什么是多媒体技术？多媒体技术有什么特点？下面便来寻找这些问题的答案。
相关知识
一、媒体与多媒体
1．媒体的概念及类型
媒体（Medium）泛指承载或传播信息的载体。由于信息被人们感知并加以表示、显现、存储或传输的载体各不相同，因此，按照ITU-T（国际电信联盟远程通信标准化组织）建议的定义，媒体有以下5种：感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体（见表1-1）。表1-1 媒体的类型（1）感觉媒体（Perception Medium）
感觉媒体是指能直接作用于人的感觉器官，使人能直接产生感觉的一类媒体。感觉媒体包括人类的各种语言、文字、音乐，自然界的其他声音，静止的或活动的图像、图形和动画等信息。（2）表示媒体（Representation Medium）
表示媒体是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为研究、构造出来的一种媒体。借助于此种媒体，能更有效地存储感觉媒体或将感觉媒体从一个地方传送到遥远的另一个地方。表示媒体包括各种编码方式，如语言编码、文本编码、静止或运动的图像编码等。（3）显示媒体（Presentation Medium）
显示媒体是指感觉媒体传输中电信号和感觉媒体之间转换所用的媒体。显示媒体又分为输入显示媒体和输出显示媒体。输入显示媒体如键盘、鼠标、光笔、数字化仪、扫描仪、麦克风、摄像机等，输出显示媒体如显示器、音箱、打印机、投影仪等。（4）存储媒体（Storage Medium）
存储媒体是用于存放表示媒体的一种媒体，又称存储介质。存储媒体有硬盘、软盘、光盘、优盘、磁带、半导体芯片等。（5）传输媒体（Transmission Medium）
传输媒体是用来将媒体从一个地方传送到另一个地方的物理载体，也就是通信的信息载体。这类媒体包括各种导线、电缆、光缆、电磁波等。
这些媒体形式在多媒体领域中都是密切相关的，但一般说来，如不特别强调，我们所说的媒体是指表示媒体，因为作为多媒体技术来说，研究的主要还是各种各样的媒体表示和表现技术。
2．多媒体及多媒体技术
在给多媒体下定义前，首先应认识一下单媒体。我们日常使用的语言、音乐、报纸、书籍、文件、邮件、电话、广播等用来作为信息传递和存取的最基本媒体技术都是单媒体。
多媒体（Multimedia）的英文单词由media和multi两部分组成。一般理解为多种媒体的综合。多媒体的实质是将自然形式存在的各种媒体数字化，然后利用计算机对这些数字信息进行加工或处理，以一种最友好的方式提供给用户使用。因此，多媒体是一个丰富多彩的感官世界，它能使人的眼睛、耳朵，特别是大脑兴奋起来。
多媒体技术（Multimedia Technology）是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息进行综合处理，建立逻辑关系和人机交互作用的技术。简单地说，多媒体技术就是把声、文、图、像和计算机结合在一起的技术。实际上，多媒体技术是文字处理技术、音频技术、视频技术、图像压缩技术、计算机技术、通信技术等综合的技术。
我们常说的多媒体最终被归结为一种技术。由于计算机技术和信息处理技术的实质性进展，使我们今天拥有了处理多媒体信息的能力，使多媒体成为一种现实。所以现在所说的多媒体，不是指多媒体本身，而是指处理和应用它的一整套技术。因此，多媒体实际上就常常被当做多媒体技术的同义词。
二、多媒体技术的关键特性
多媒体技术的关键特性主要包括信息载体的多样性、交互性和集成性3个方面，这是多媒体的主要特征，也是在多媒体研究中必须解决的主要问题。在多媒体发展的早期，这3个特性是显而易见的。但随着多媒体应用的深入和发展，许多设备与设施都具备了不同层次的多媒体水平，如我们一般不再通过字符命令来操作计算机了，但多媒体的这3个特性仍然是最关键的，只是又具备了更多的含义。
1．信息载体的多样性
信息载体的多样性是相对于计算机而言的，指的就是信息媒体的多样化，有人称之为信息多维化。把计算机所能处理的信息空间范围扩展和放大，而不再局限于数值、文本或是被特别对待的图形或图像，这是使计算机变得更加人性化所必须具备的条件。
人类对于信息的接收和产生主要在5个感觉空间内，即视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉，其中前三者占了95%以上的信息量。借助于这些多感觉形式的信息交流，人类对于信息的处理可以说是得心应手。
但是，计算机以及与之相类似的一系列设备，都远没有达到人类处理信息能力的水平。因此，人们在传统的信息处理过程中不得不忍受着种种不适：信息只能按照单一的形态才能被加工处理，只能按照单一的形态才能被理解；计算机在许多方面需要把人类的信息进行预处理之后才可以使用，如将中文变换成某种代码才能输入计算机。可以说，在信息交互方面计算机还处于初级水平。
多媒体就是要把机器处理的信息多样化或多维化，使之在信息交互的过程中具有更大的自由度。多媒体的信息多维化不仅仅指输入，还指输出，但输入和输出的处理并非都相同。对于应用而言，前者称为获取，后者称为表现。如果两者完全一样，这只能称为记录和重放，从效果上来说并不是很好。如果对其进行变换、组合和加工，亦即我们所说的创作或综合，就可以大大丰富信息的表现力和增强作品的效果。
这些创作与综合不仅仅局限在对信息数据方面，还包括对设备、系统、网络等多种要素的重组和综合，目的都是为了能够更好地组织、处理和表现信息，从而使用户更全面、准确地接收信息。
2．交互性
长期以来，人们在很多情况下已经习惯于被动地接收信息，如看电视、听广播。多媒体系统向用户提供交互式使用、加工和控制信息的手段，为信息的应用开辟了更加广阔的领域，也为用户提供了更加自然的信息存取手段。
交互可以增强对信息的注意力和理解力，延长信息在人脑中保留的时间。但在单向的信息空间中，这种接收的效果和作用就很差，只能“使用”所给的信息，很难灵活地控制和干预信息的获取和处理过程。
多媒体信息在人机交互中的巨大潜力，主要来自于它能提高人对信息表现形式的选择和控制能力，同时也能提高信息表现形式与人的逻辑和创造能力结合的程度。对人而言，多媒体信息比单媒体信息具有更大的吸引力，它有利于人对信息的主动探索而不是被动地接收。因为，在动态信号与静态信号之问，人更倾向于前者。多媒体信息所提供的种类丰富的信息源恰好能够满足人在这方面的需要。
当交互性被引入到多媒体活动时，“活动”本身作为一种媒体便介入到了数据转变为信息、信息转变为知识的过程之中。因为数据能否转变为信息取决于数据的接收者是否需要这些数据，而信息能否转变为知识则取决于信息的接收者能否理解这些信息。借助于交互活动，我们可以获得自己所关心的内容，获取更多的信息。
例如，对某些事物进行选择，有条件地找出事物之间的相关性，从而获得新的信息内容。对某些事物的运动过程进行控制可以获得某种奇特的效果，如倒放、慢放、快放、变形、虚拟等，从而激发学生的想象力、创造力，产生各种讨论的主题。在某些娱乐性应用中，用户可以改变故事的结局，从而使用户可以介入到故事的发展过程之中。
即使是最普遍的信息检索应用，用户也可以迅速找出想读的书籍、想看的电视节目，可以快速跳过不感兴趣的部分，可以对某些所关心的内容进行编排、批注等，从而改变现有的信息使用方法。
可以想象，交互性一旦被引入到用户的活动之中，将会带来多大的作用。从数据库中检录出某人的照片、声音及文字材料，这是多媒体的初级交互应用；通过交互特性使用户介入到信息过程中（不仅仅是提取信息），才达到了中级交互应用水平。当我们完全地进入到一个与信息环境一体化的虚拟信息空间自由遨游时，这才是交互式应用的高级阶段，这就是虚拟现实（Virtual Reality）。
因此，人机交互不仅仅是一个人机界面的问题，它与人类的智能活动有着密切的关系。
3．集成性
多媒体系统充分体现了集成性的巨大作用。事实上，多媒体中的许多技术在早期都可以单独使用，但作用十分有限。这是因为它们是单一的、零散的，如单一的图像处理技术、声音处理技术、交互技术、电视技术、通信技术等。
但当它们在多媒体的旗帜下集合时，一方面意味着技术已经发展到了相当成熟的程度；另一方面，也意味着各种技术独自发展不再能满足应用的需要。如仅有静态图像而无动态视频，仅有语音而无图像等，都将限制信息空间的信息组织，限制信息的有效使用。同样，信息交互手段的单调性、通信能力的不足、多种设备和应用的人为分离，也会制约应用的发展。
因此，多媒体系统的产生与发展，既体现了应用的强烈需求，也顺应了全球网络一体化、互通互连的要求。多媒体的集成性主要表现在两个方面，一是多媒体信息媒体的集成，二是处理这些媒体的设备与设施的集成。
首先，各种信息媒体应该能够同时并且统一地表示信息。尽管可能是多通道的输入或输出，但对用户来说，它们都应该是一体的。
这种集成包括信息的多通道统一获取，多媒体信息的统一存储与组织，以及多媒体信息表现合成等各方面。由于多种媒体中的每一种媒体都会对另一种媒体所传递信号的多种解释产生某种限制作用，所以多种媒体的同时使用可以减少信息理解上的多义性。总之，不应再像早期那样，只能使用单一的形态对媒体进行获取、加工和理解，而应注意保留媒体之间的关系及其所蕴含的大量信息。
其次，多媒体系统是建立在一个大的信息环境之下的，系统的各种设备与设施应该成为一个整体。从硬件来说，应该具有能够处理各种媒体信息的高速及并行的处理系统、大容量的存储设备、适合多媒体多通道的输入输出能力，以及适合多媒体信息传输的多媒体通信网络。对于软件来说，应该有集成一体化的多媒体操作系统、适合于多媒体信息管理的数据库系统，以及各类应用软件等。
多媒体的集成性应该说是多媒体技术的一次飞跃。无论是信息、数据，还是系统、网络、软硬件设施，都可通过多媒体的集成性构造出支持广泛信息应用的信息系统，1+l＞2的系统特性将在多媒体信息系统中得到充分的体现。
任务二 多媒体技术的产生和发展
相关知识
一、多媒体技术的产生
多媒体技术的概念起源于20世纪80年代初期，但真正蓬勃发展起来是在90年代。多媒体并不是新的发明，从某种意义上说，它是信息技术与应用发展的必然。多媒体是在计算机技术、通信网络技术、大众传播技术等现代信息技术不断进步的条件下，由多学科不断融合、相互促进而产生出来的。
1984年美国Apple公司在研制Macintosh计算机（麦金塔电脑，简称Mac，亦有人称作苹果机）时，为了增加图形处理能力，改善人机交互界面，创造性地使用了窗口（Windows）、图标（Icon）等技术，这一系列改进所带来的图形用户界面（GUI）深受用户欢迎，同时鼠标（Mouse）作为交互设备引入，配合GUI使用，大大地方便了用户的操作。
1985年，Microsoft公司推出了Windows，它是一个多任务的图形操作环境。Windows使用鼠标执行电脑操作，是一个用户界面友好的视窗操作系统，为多媒体功能的实现和应用奠定了良好的基础。
同年，美国Commodore公司首先推出世界上第一台多媒体计算机Amiga系统。Amiga机采用Motorola M68000微处理器作为CPU，并配置Commodore公司研制的3个专用芯片：图形处理芯片、音响处理芯片和视频处理芯片。Amiga机有自己的操作系统，它能够处理多任务，并具有下拉菜单、多窗口、图符等功能。
1986年，荷兰Philips（飞利浦）公司和日本Sony（索尼）公司联合推出交互式紧凑光盘系统（Compact Disc Interactive，CD－I），同时公布了该系统所采用的CD-ROM光盘的数据格式，该项技术对大容量存储设备——光盘的发展产生了巨大的影响，并经过国际标准化组织（ISO）的认可成为国际标准。大容量光盘的出现为存储表示声音、文字、图形、视频等高质量的数字化媒体提供了有效的手段。
1987年，美国无线电公司RCA研究中心发布了交互式数字视频系统——DVI（Digital Video Interactive）系统，该系统以计算机技术为基础，用标准光盘来存储和检索静态图像、活动图像和声音等数据。
1990年，在Intel公司和IBM公司的共同努力下，首次推出了DVI技术的第一代产品——Action Media 750。此后，多媒体技术逐渐成熟，从以研究开发为重心转为以应用为重心。由于多媒体技术是一种综合性技术，它的产品实用化涉及计算机、电子、通信、影视等多个行业技术协作，其产品的应用目标既涉及研究人员也面向普通消费者，涉及各个用户层次，因此标准化问题也就成为了多媒体技术实用化的关键。
二、多媒体技术的初期应用和标准化
20世纪90年代以后，多媒体技术逐渐趋于成熟，应用领域不断扩大，所涉及的学科、行业越来越多，特别是多媒体技术走向产业化后，其产品的技术标准和实用化成为大家关注的问题。
1990年，Microsoft公司与多家厂商召开多媒体开发工作者会议，共同对多媒体技术的规范化管理制定了相应的技术标准，即多媒体个人计算机标准MPC 1，对多媒体计算机所需配置的软硬件规定了最低标准和量化指标。
1991年，在第六届国际多媒体和CD－ROM大会上宣布了扩展结构体系标准CD－ROM/XA，从而填补了原有标准在音频方面的空缺。
1992年，Microsoft公司推出了Windows 3.1操作系统。它不仅综合了原有操作系统的多媒体扩展技术，还增加了多个多媒体功能软件（媒体播放器、录音机等），同时加入了一系列支持多媒体的驱动程序、动态链接库和对象链接嵌入（OLE）等技术。同年，在美国拉斯维加斯举行的COMDEX博览会（计算机经销商博览会）上出现了两大热点：笔记本式计算机和多媒体计算机。
1992年，由国际标准化组织下属的运动图像专家组（Moving Picture Expert Group）开发制定的MPEG－1音视频压缩标准正式发布，为数字音视频在计算机中的存储提供了保障。MPEG系列的其他标准还有MPEG－2、MPEG－4、MPEG－7和MPEG－21等。
1993年，MPC在美国引起巨大兴趣，各种多媒体产品不断出现，使人目不暇接，多媒体技术已进入突飞猛进的时代。多媒体个人计算机协会进一步发布了多媒体个人计算机标准MPC 2，使多媒体计算机的功能有了大幅度的提高。
1995年，MPC 3标准的推出，使多媒体计算机的性能更进一步完善，人们可以在计算机上看到高品质的视频图像，也可听到CD音质的声音。
三、多媒体技术的蓬勃发展
多媒体各种标准的制定和应用极大地推动了多媒体产业的发展。很多多媒体标准和实现方法已做到芯片级，并作为成熟的商品投入市场。
1997年1月，Intel公司推出了具有MMX（MultiMedia eXtensions，多媒体扩展）技术的奔腾处理器，并使它成为多媒体计算机的一个标准。
多媒体技术蓬勃发展的另一代表是AC 97（Audio Codec 97）杜比数字环绕音响的推出。在视觉进入3D境界后，对听觉也提出了环绕及立体音效的要求。
与此同时，MPEG压缩标准也得到推广应用，已开始把活动影视图像的MPEG压缩标准推广应用于数字卫星广播、高清晰电视、数字录像机以及网络环境下的视频点播（VOD）和DVD等各方面。而虚拟现实技术正向各个应用领域延伸。
如今，多媒体技术已经从一个乳婴成长为一个青年，并不断向高分辨化（提高显示质量）、高速度化（缩短处理时间）、简单化（便于操作）、高维化（三维、四维）、智能化和标准化（便于信息交换和资源管理）方向发展。总之，随着技术的不断发展和创新，多媒体技术将更多地融入人们的日常学习、工作和生活中。
四、多媒体技术的发展趋势
1．网络化的多媒体技术
随着网络技术的进一步发展，有线电视网、通信网和Internet这三网正在日趋统一，各种多媒体系统尤其是基于网络的多媒体系统，如可视电话系统、视频点播系统、电子商务、远程教学、远程医疗等将会得到迅速发展。一个多点分布、网络连接、协同工作的多媒体信息资源环境正在日臻完善和成熟。
2．以用户为中心的智能多媒体技术
对于未来的多媒体系统，人类可用日常的感知和表达技能与其进行自然的交互，系统本身不仅能主动感知用户的交互意图，而且还可以根据用户的需求做出相应的反应，系统本身会具有越来越高的智能性。
通过对软件做进一步的开发和研究，将使多媒体终端设备具有更高的智能手段，如文字识别、语音识别、自然语言理解和机器翻译、图形的识别和理解等。
3．嵌入式多媒体技术
近年来，随着多媒体技术的发展，TV与PC技术的竞争与融合越来越引人注目，传统的电视主要用在娱乐，而PC重在获取和处理信息。随着电视技术的发展，电视浏览收看功能、交互式节目指南、电视上网等功能应运而生。同时，PC技术在媒体节目处理方面也有了很大的突破，音视频功能得到加强。
数字机顶盒技术适应了TV与PC融合的发展趋势，延伸出“信息家电平台”的概念，使多媒体终端集家庭购物、家庭办公、家庭医疗、交互教学、交互游戏、视频邮件、视频点播等全方位应用为一身，代表了当今嵌入式多媒体终端的发展方向。
任务三 多媒体技术的应用领域
多媒体技术的应用极为广泛，对于经常与各种信息打交道的用户和部门，计算机都能够提供快速、准确和综合的服务。目前，多媒体的应用已遍及社会生活的各个领域，如教育与培训、办公自动化、电子出版、影视创作、家庭应用、广告宣传等。
相关知识
一、教育与培训
在教育与培训方面，世界各国的教育家们正努力研究用先进的多媒体技术改进教学方式。以多媒体计算机为核心的现代教育技术使教学手段丰富多彩，使计算机辅助教学（CAI）如虎添翼。实践证明，多媒体教学系统可以使学习效果更好，如可以提高学员的学习兴趣和投入程度，以及训练学员的创造性思维能力；而且教学信息集成使教学内容更加丰富、信息量更加大等。
二、多媒体办公
多媒体办公系统是视听一体化的办公信息处理和通信系统。它的主要功能是：进行办公信息管理，如将文件、档案、报表、数据、图形、音像等资料进行加工、整理、存储，并可形成可共享的信息资源；召开可视电话会议、电视会议；进行多媒体邮件的传递；进行多种办公设备与多媒体系统的集成等。图1-1为某公司正在召开的视频会议。图1-1 视频会议
三、电子出版物
电子出版物是指以数字方式将图、文、声、像等信息存储在磁、光、电介质上，通过计算机或类似设备进行阅读使用，并可复制发行的大众传播媒体。它的内容可分为电子图书、辞典手册、文档资料、报纸杂志、教育培训、娱乐游戏、宣传广告、信息咨询、简报等。
多媒体电子出版物是计算机多媒体技术与文化、艺术、教育等多种学科结合的产物，它将是今后数年内影响最大的新一代信息技术之一。多媒体的集成性和交互性，使多媒体电子出版物使用的媒体种类多、表现力强，信息检索和使用方式更加灵活方便，特别是信息的交互性不仅能向读者提供信息，而且能接收读者的反馈。它的制作、发行和应用已远远超出了传统出版业涉及的领域。
四、影视创作
专业的影视创作包括影片剪接、文本编排、音响、画面等特殊效果的制作等。许多原本只有专业人员才能够设计的声光艺术品，现在通过多媒体系统使业余爱好者也有机会制作出接近专业水准的影视作品。而专业艺术家也可以通过多媒体系统的帮助增进其作品的品质。如MIDI的数字乐器合成接口可以让设计者利用音乐器材、键盘等合成音响输入，然后进行剪接、编辑，制作出许多特殊效果。
利用多媒体系统进行影视创作不仅省时省力，而且可以将制作的节目存储到CD、VCD、DVD等音视频光盘上，不仅便于保存，而且图像质量好，价格也为人们所接受。
不难看出，多媒体技术在人类工作、学习、生活，乃至艺术创作等各领域中都表现出非凡的能力，并在不断开拓新的应用领域。随着社会信息化步伐的加快，多媒体的发展和应用前景将更加广阔。
任务四 多媒体技术的研究内容
相关知识
一、数据的压缩与解压缩
在多媒体计算机系统中，信息从单一媒体转到多种媒体。若要传输、处理和存储大量数字化了的声音、图片、影像视频信息等，数据量是非常大的。
例如，一个具有中等分辨率（640×480像素）的真彩色运动图像（24位/像素），它的数据量每帧约为0.88MB（640×480像素×24位/像素=7.37Mb=0.88MB）。若要达到每秒25帧的全动态显示要求，每秒所需的数据量为22MB，而且要求系统的数据传输速率必须达到22MB/s，这在目前是无法达到的。
对于声音也是如此。例如，若用16bit样值的PCM编码，采样速率选为44.1kHz，则双声道立体声声音每秒将有176KB的数据量（2声道×16位/样×44.1k=1411.2kbit=176.4KB）。
由此可见音频、视频的数据量之大。如果不进行处理，将对存储器的存储、通信线路的传输以及计算机的处理等都造成巨大的压力。因此，在多媒体计算机系统中，为了达到令人满意的图像、视频画面质量和听觉效果，必须解决视频、图像、音频信号数据的大容量存储和实时传输问题。解决的方法，除了提高计算机本身的性能及通信信道的带宽外，更重要的是对数据进行有效的压缩。
数据压缩的实质是查找和消除信息的冗余量。被压缩的对象是原始数据，压缩后得到的数据是压缩数据，两者容量之比为压缩比。目前常用的多媒体数据压缩方法有两类：一是无损压缩，二是有损压缩。
无损压缩又称冗余压缩法或熵编码法，该压缩方式算法的出发点是去掉或减少数据中的冗余，压缩过程中不能破坏数据中所包含的信息，也就是说没有任何信息损失，解压缩后的数据必须与原来的一样。无损失压缩主要用于文本数据的压缩。
有损压缩又称为熵压缩法，是指在压缩过程中减少了数据中所包含的数据量，也就是说有一定的失真，因此在解压缩中恢复的数据与原来的数据不一样。然而，正是由于减少了数据量才能获得较高的压缩比，只要这些失真在一定的范围之内，则该压缩算法是可以接受的。如用于静态图像压缩的JPEG、用于动态图像压缩的MPEG等都属于有损压缩。
提示
我们一般将对某类数据采用的压缩/解压缩技术称为编码。目前，对图像、视频（运动图像）和音频都有许多国际编码标准。例如，视频有MPEG系列编码标准；图像有JPEG编码标准等。
存储在计算机中的视频文件，都是经过编码（压缩）后得到的数字视频，而我们利用视频编辑软件输出视频，或利用视频格式转换软件转换视频格式，实质上就是对视频进行相应编码（压缩）的过程。对于其他多媒体文件，如音频、图像等也是如此。
利用多媒体播放软件播放音视频文件，实质上是对音视频文件进行解压缩的过程。假设某视频是利用H.264编码标准进行编码的，但播放软件没有内嵌该编码器，那么它将不能播放该视频文件。
二、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。此外，要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），也都需要较快的运算和处理速度。因此只有采用专用芯片，才能获得满意的效果。
多媒体计算机专用芯片可归纳为两种类型：一种是固定功能的芯片，另一种是可编程的数字信号处理器（DSP）芯片。DSP芯片是为完成某种特定信号处理设计的，在通用机上需要多条指令才能完成的处理，在DSP上可用一条指令完成。
最早出现的固定功能芯片是基于图像处理的压缩处理芯片，即将实现静态图像的数据压缩/解压缩算法做在一个芯片上，从而大大提高其处理速度。之后，许多半导体厂商又推出了基于国际标准压缩编码的专用芯片。例如，支持用于运动图像及其伴音压缩的MPEG标准芯片。
由于压缩编码的国际标准较多，一些厂家和公司还推出了多功能视频压缩芯片。另外还有高效的可编程多媒体处理器，其计算能力可达到2Bips（Billion Instructions Per Second，每秒十亿次指令）。这些高档的专用多媒体处理器芯片，不仅大大提高了音频、视频信号处理速度，而且可在对音频、视频数据进行编码时增加特殊效果。
三、数字图像技术
在图像、文字和声音这三种形式的媒体中，图像所包含的信息量是最大的。图像的特点是只能通过人的视觉感受，数字图像技术就是利用计算机对图像进行处理，使其更适合人眼或仪器的分辨，并传达出特定的信息。
数字图像处理的过程包括输入、处理和输出。输入即图像采集和数字化，就是对模拟图像信号进行采样、量化、编码处理后得到数字图像信号，并将其存储到计算机中以待进一步处理。处理是按一定的要求对数字图像进行诸如滤波、锐化、复原。矫正和艺术化等一系列处理，以提取图像中的主要信息。输出则是将处理后的数字图像通过显示、打印等方式表现出来。
图像有静止图像和运动图像（如视频）两种类型，都有相应的输入、处理和输出技术。一般来说，运动图像比静止图像的相关技术要复杂些。
我们将在项目三具体介绍数字图像的相关概念和处理技术。
四、数字音频技术
多媒体技术中的数字音频技术包括声音采集及回放技术、声音识别技术和声音合成技术三个方面。这三个方面的技术在计算机的硬件上都是通过“声卡”实现的。声卡具有将模拟的声音信号数字化的功能。数字化后的信号可作为计算机文件进行存储或处理。同时声卡还具有将数字化音频信号转换成模拟音频信号而回放出来的功能。而数字声音处理、声音识别和声音合成则是通过计算机软件来实现的。
我们将在项目四具体介绍数字音频的相关概念和处理技术。
五、数字视频技术
数字视频技术与数字声频技术相似，只是视频的带宽更高，大于6MHz，而声频的带宽只有20kHz。数字视频技术一般包括视频采集及回放、视频编辑和三维动画视频制作。
视频采集及回放与音频采集及回放类似，需要有图像采集卡和相应软件的支持。不同的是在视频采集时要考虑制式（NTSC制、PAL制等）和每秒帧数的问题。所采集的视频数据在磁盘上存放时的文件格式多为AVI和MPG，其中MPG文件的存储量为AVI文件的1/10～1/5。
我们将在项目五具体介绍数字视频的相关概念和处理技术。
六、多媒体数据库技术
多媒体数据库是一种包括文本、图形、图像、动画、音频、视频等多种媒体信息的数据库。由于一般的数据库管理系统处理的是字符、数值等结构化的信息，无法处理图形、图像、音频等大量非结构化的多媒体信息，因而需要一种新的数据库管理系统对多媒体数据进行管理。
这种多媒体数据库管理系统（MDBMS）能对多媒体数据进行有效的组织、管理和存取，而且还可以实现以下功能：多媒体数据库对象的定义，多媒体数据存取，多媒体数据库运行控制，多媒体数据组织、存储和管理，多媒体数据库的建立和维护，多媒体数据库在网络上的通信功能。
多媒体数据具有复合性、分散性、时序性等特点。复合性指媒体数据的形式多种多样，既可以是文本、图形、图像、音频、视频等结构或非结构的数据对象，也可以是通过各种数据集成而得到复合数据的对象。分散性指关联的数据可以分散地存储在不同的计算机上。实时性则是指编组时要求保证数据对象之间时间上的同步和空间上的衔接。
七、超文本和超媒体
多媒体系统中的媒体种类繁多且数据量巨大，各种媒体之间既有差别又有信息上的关联。处理大量多媒体信息主要有两种途径：一是利用上述所讲的多媒体数据库系统，以存储和检索特定的多媒体信息；二是使用超文本和超媒体，它们一般采用面向对象的信息组织和管理形式，是管理多媒体信息的一种有效方法。
1965年Ted Nelson在计算机上处理文本文件时想了一种把相关文本组织在一起，让计算机能够响应人的思维以及能够方便地获取所需要的信息的方法。他为这种方法杜撰了一个词——超文本（Hypertext）。实际上，这个词的真正含义是“链接”的意思，用来描述计算机中的文件的组织方法，后来人们把用这种方法组织的文本称“超文本”，我们浏览的网页中的文本即为超文本，文件格式通常为html或htm。
超媒体（Hypermedia）不仅可以包含文字而且还可以包含图形、图像、声音、动画和视频片断，而且这些媒体之间也可以通过超链接组织在一起。
超媒体与超文本之间的不同之处是，超文本主要是以文字的形式表示信息，建立的链接关系主要是文句之间的链接关系。超媒体除了使用文本外，还使用图形、图像、声音、动画或影视片断等多种媒体来表示信息，建立的链接关系是文本、图形、图像、声音、动画和影视片断等媒体之间的链接关系。
八、虚拟现实技术
虚拟现实技术是用计算机生成现实世界的技术。虚拟现实的本质是人与计算机之间进行交流的方法，它以其更高级的集成性和交互性，给用户以十分逼真的体验，可以应用于模拟训练、科学可视化等领域，如飞机驾驶训练、分子结构世界、宇宙作战游戏等。
虚拟现实的定义可归纳为：利用计算机技术生成一个逼真的视觉、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。
这个定义有3层含义：首先，虚拟实体是用计算机来生成的一种模拟环境，“逼真”就是要达到三维视觉，甚至包括三维的听觉及触觉、嗅觉等；其次，用户可以通过人的自然技能与这个环境交互，这里的自然技能可以是人的头部转动、眼睛转动、手势或其他的身体动作；最后，虚拟现实往往要借助于一些三维传感设备来完成交互动作，常用的如头盔立体显示器、数据手套、数据服装、三维鼠标等。
任务五 多媒体计算机系统
完整的多媒体计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的。硬件系统主要由计算机主机和用来接收、输出多媒体信息的各种输入/输出设备组成；软件系统主要由操作系统及各种多媒体应用软件组成。
相关知识
一、多媒体硬件系统
一个完整的多媒体计算机硬件系统主要由主机、输入/输出设备、大容量存储设备等组成。目前的计算机都具有多媒体功能，能够完成常规多媒体信息的处理。
1．主机
主机是整个多媒体系统的核心。计算机的基本硬件如主板、CPU、显卡、内存、声卡、硬盘和光驱等都包含在主机中。如果要使用多媒体计算机处理大量的图形图像、视频和动画等数据，它需要具备：一个或多个高性能的CPU；一个高性能的显卡；较大的内存空间；较大的硬盘容量；主板上有较为齐全的外设接口。
知识库
CPU是整个计算机的核心，用于对信息进行处理和控制；显卡用于处理和输出图形信息；内存用于临时存储需要被CPU处理的数据；硬盘用来存储数据；主板是计算机中其他所有配件的载体。
2．输入/输出设备
在开发和发布多媒体产品时，要使用到各种输入/输出设备：
输入设备：包括摄像机、录像机、影碟机、数码相机、扫描仪、麦克风、录音机、激光唱盘和MIDI合成器等。
输出设备：包括显示器、电视机、投影仪、音箱、耳机和打印机等。
人机交互设备：包括键盘、鼠标、触摸屏和光笔等。
3．大容量存储设备
制作多媒体时，经常需要将图像、文本、声音、视频等元素结合在一起，因此需要大量的存储空间。用户可以使用大容量的硬盘、光盘等来存储这些数据。
我们将在本书项目二具体介绍常用的多媒体硬件及相关技术。
二、多媒体软件系统
如果说硬件系统是多媒体技术的基础，那么软件系统就是多媒体技术的灵魂。多媒体软件分为以下几大类。
1．多媒体操作系统
操作系统是控制和管理多媒体计算机软、硬件资源的平台。它在多媒体计算机系统中占有特殊的地位，计算机需要安装操作系统才能正常工作。这是因为：一方面，用户需要通过操作系统去操作计算机，合理、有效地利用各种资源；另一方面，计算机中所有其他软件都需要安装在操作系统上，并得到它的支持与服务。
Windows是最常用的多媒体操作系统，又包括Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8等版本。
2．多媒体应用软件
多媒体应用软件用于编辑、处理和组织多媒体数据。多媒体应用软件有很多，适用于不同元素的处理。按照处理对象的不同，可以分为文字编辑软件、图形图像处理软件、动画制作软件、视频处理软件、多媒体创作软件和多媒体播放软件等。
文字编辑软件：常用的文字编辑软件有Word、WPS等，它们都是功能强大的文档编辑软件，可以在文档中输入文本，以及插入图像、图形等多媒体元素。
图形图像处理软件：其中用于编辑和处理图像的最常用软件是Photoshop；用于绘制和处理图形的软件有Illustrator和CorelDRAW等。
音频采集与编辑软件：常用的音频采集和编辑软件有GoldWave、WaveStudio和Adobe Audition等。
动画制作软件：动画由一系列快速播放的位图或矢量图构成。动画的常用制作软件有Flash、3ds Max、Animator Pro、Maya、Cool 3D、Poser，这几个软件都拥有图形绘制和动画生成功能；还有Animator Studio和GIF Construction Set，这两个软件是动画的处理软件，用于对动画素材进行后期的合成加工。
视频处理软件：常用的视频编辑软件有Adobe Premiere和After Effects。
多媒体创作软件：利用多媒体创作软件可以对文本、声音、图像、视频等多种媒体信息进行控制和管理，组织成符合需要的多媒体作品。常用的多媒体创作软件有Authorware、PowerPoint和Dreamweaver等。
多媒体播放软件：多媒体播放软件用于播放多媒体作品。如播放音频的Winamp，播放视频的迅雷看看、暴风影音和百度影音等。
项目总结
本项目简要介绍了多媒体技术的基本概念，包括媒体及多媒体技术的定义，讨论了多媒体技术的3个主要特征，即多样性、交互性和集成，其中交互性是多媒体技术的关键特征；简单回顾了多媒体技术的发展历程和发展方向，介绍了多媒体技术的应用范围。最后对多媒体的关键技术和多媒体计算机系统进行了概括性的论述。通过本项目的学习，能够使学生掌握多媒体技术的基本概念和基本知识，从而为以后的学习奠定良好的基础。
项目考核
一、填空题
1．____________指使人直接产生感觉的媒体，如声音、文字、图形、图像和视频等。
2．多媒体技术是指利用计算机综合处理文本、图形、图像、声音、动画和视频等媒体的技术，具有____________、____________、____________等特点。
3．一个完整的多媒体计算机硬件系统主要由____________、____________、____________、____________和____________组成。
4．多媒体计算机硬件系统主要包括____________、____________和____________等设备。
5．常用的视频编辑软件有____________和____________。
二、简答题
（1）什么是媒体？媒体的类型有哪些？（2）简述多媒体技术的应用及发展方向。（3）多媒体技术主要研究哪些内容？（4）常用的多媒体应用软件有哪些？项目二 多媒体硬件及相关技术
项目描述
在现有计算机系统中，要以数字方式处理多媒体信息，要解决的首要问题是将各种多媒体信息数字化。只有将图像、音频、视频信号以数字数据形式存储到计算机中，才能使用计算机软件对它们进行有效的处理，而要完成这些工作，必须要有相应的硬件环境。
在项目一的任务五中已经简单概述了多媒体计算机系统的软硬件组成，如果仅仅是进行简单的多媒体信息处理和应用，那么我们日常使用的计算机已完全能满足需求；否则，还需要为计算机添加相应的多媒体硬件设备。本项目中，我们就来具体学习多媒体的一些硬件设备及相关技术。学习目标
了解多媒体视频与音频设备。
了解多媒体存储设备。
了解多媒体输入/输出设备。
任务一 了解多媒体音视频设备
相关知识
一、声卡
声卡是多媒体计算机的必备硬件之一，有了它计算机才能发出动听的声音。其他所有音频设备（如音箱、话筒等）都需要插在声卡的输入/输出接口上。除了利用声卡播放声音外，还可利用声卡进行数字化录音和重放，以及将高档的声卡用于作曲等。
声卡上的芯片用来完成声音的模数/数模（AD/DA）转换。模数转换就是将自然声音或保存在介质（如磁带）中的模拟声音经过变换，转化成数字化的声音。数字化声音可以以文件形式保存在计算机中，可以利用声音处理软件对其进行加工和处理。数模转换就是把数字化声音转换成作为模拟量的自然声音，将转换后的声音输出到声音还原设备，如耳机、音箱等，就可以听到声音。
现在几乎所有计算机的主板都集成有声卡。因此，如果只是进行一般的多媒体信息处理，无需再为计算机单独配置声卡；但如果对声音的要求较高，或要利用计算机作曲等，则需要购买一块高性能的声卡，包括内置声卡（插在主板的扩展槽内）和外置声卡两种类型，如图2-1所示。图2-1 独立声卡
声卡的外部接口主要有5个：
① 线路输入接口（Line-In）：用于接收外部声源，如CD播放机、录音机等设备。
② 线路输出接口（Line-Out）：将声卡的音频信号输出到外部的功率放大器等接收装置。
③ 话筒接口（Mic-In）：用于连击话筒，将声音输入到计算机。
④ 扬声器输出接口（Speaker-Out）：用于连接音箱、耳机等设备，将计算机中的音频信号输送到这些设备中进行播放。
⑤ 游戏杆和音乐设备数字接口（MIDI）：用于连接游戏杆和MIDI设备。
二、视频卡
视频卡又称为视频采集卡，它的作用是与视频编辑软件配合，将摄像机、录像机、电视机等视频源中输出的模拟信号转变成数字信号，然后压缩编码成数字视频并存储在电脑中。将视频采集到电脑中后，就可利用相关的视频编辑软件对其进行后期编辑处理，如剪切视频片段，添加滤镜、字幕和音效，设置转场效果以及加入各种视频特效等。
大多数视频卡都具备硬件压缩的功能，在采集视频信号时首先在卡上对视频信号进行压缩，然后再把压缩的视频数据保存在计算机中。
视频采集卡按照安装方式可以分为外置采集卡（盒）和内置式板卡，如图2-2所示。图2-2 视频采集卡
任务二 了解多媒体存储设备
相关知识
一、光存储系统
1980年，日本的KDD公司推出了世界上第一台光存储系统。从那时起，世界各先进工业国就致力于光存储系统的开发和研究工作。
光存储系统由光盘驱动器和光盘盘片组成，它是利用激光原理进行工作的。光盘驱动器的读写头是用半导体激光器和光路系统组成的光学头，记录介质（光盘）采用磁光材料。光盘驱动器采用一系列透镜和反射镜，将微细的激光束引导至旋转光盘上的一个个微小区域，以此读写光盘数据。
1．光盘和光驱的分类
目前，常见的光盘主要分为CD、DVD和蓝光DVD（BD）等类型。其中，CD光盘的容量为650 MB左右，DVD光盘的容量为4.7 GB左右或更高，而蓝光光盘的容量为25 GB左右或更高。
如果按光盘的使用特点，可将其分为只读光盘和刻录光盘两种类型，其中刻录光盘又可分为一次性写入光盘和可擦写光盘两种类型。
只读光盘：包括CD-ROM和DVD-ROM等，用户只能从只读光盘中读取信息而不能写入信息。通常这些信息是厂家预先写入，如用于存储固定的软件、数据和多媒体演示节目等。
一次性写入光盘：包括CD-R和DVD-R等，该类光盘在购买时没有任何数据，用户可根据需要在光盘中写入信息，写入的信息不可擦除或更改，但对于未写完的剩余空间可进行追记。
可擦写光盘：包括CD-RW和DVD-RW等，可重复使用，就像读写硬盘中的数据一样。
根据功能及所使用的存储介质的不同，可将光驱分为DVD光驱（能读CD、DVD光盘）、DVD刻录机（能写和读CD、DVD光盘）、蓝光光驱（能读CD、DVD和蓝光光盘）、蓝光刻录机（能写和读CD、DVD和蓝光光盘）等类型。
根据与电脑连接方式的不同，可将光驱分为内置式和外置式，如图2-3所示。其中，外置式光驱通过USB接口连接到电脑上。图2-3 内置和外置式光驱
2．光盘刻录和读取原理
CD、DVD和蓝光光盘的主要结构和工作原理是相似的，下面以CD光盘为例讲解光盘的刻录和读取原理。
向刻录光盘写入信息时，光学头发出功率很强的激光束，经驱动器的透镜和反射镜聚焦后照射到光盘记录层（染料层）的某个部位，并由输入信息控制激光的强弱，当光强的时候产生的热量会将有机染料烧熔，在光道上形成光痕（凹坑），这样在盘片上有“坑”和没“坑”的状态就形成了“0”和“1”的信号；随着CD-R盘片高速旋转，在盘片上会由内向外形成凹凸不平的多螺旋轨道（这个过程称为“烧蚀”），从而记录特定的数据。
用光驱读取光盘上的信息，其原理是光学头发出激光束对旋转的盘片进行扫描并形成反射，由于从凹坑和非凹坑反射回来的激光强度不同，如果让反射率发生变化的地方代表“1”，其他反射率没有发生变化的地方代表“0”，这样就可以读出“0”、“1”信号，从而再现出光道上的信息。
提示
CD、DVD和蓝光光盘从表面上看材质都差不多，只是厚度有些差异，但是他们的容量却大不相同。DVD光盘的容量约为CD光盘的7倍，蓝光光盘则是DVD的5倍左右。它们之间为什么有如此大的差别呢？这是因为不同类型的光盘，其记录层上的凹坑大小和轨道间距不同。
CD光盘的最小凹坑长度为0.834微米，道间距为1.6微米，采用波长为780～790nm的红外激光器读取数据；DVD光盘的最小凹坑长度仅为0.4微米，道间距为0.74微米，采用波长为635～650nm的红外激光器读取数据；蓝光盘片的最小凹坑长度仅为0.14微米，道间距为0.32微米，采用波长为405nm的蓝色激光读取和写入数据，并因此而得名。
从以上的数字大家不难看出从CD光盘到蓝光光盘，记录点越来越小，采用的光波也越来越短了，所以能记录的信息就更大了。
二、移动存储设备
常用的移动存储设备包括移动硬盘、闪存等，下面分别介绍。
1．移动硬盘
移动硬盘由普通硬盘和硬盘盒组成，硬盘盒除了起到保护硬盘的作用外，更重要的作用是将硬盘的SATA接口转换成USB或其他标准接口与电脑连接，从而实现移动存储。因为使用普通硬盘作为数据载体，所以移动硬盘具有存储容量大的优点，如图2-4所示。
2．闪存
闪存是一种非易失随机访问存储器，它使用Flash Memory芯片来存储数据，特点是工作时没有运动部件，且断电后存储的数据不消失。闪存包括闪存盘和闪存卡等类型。闪存盘也就是我们通常说的U盘，如图2-5所示，它使用USB接口与电脑连接。图2-4 移动硬盘图2-5 闪存盘
闪存卡（Flash Card）一般应用在数码相机、手机、掌上电脑、MP3等数码产品中作为存储介质，其样子小巧，犹如一张卡片，所以称为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡有Compact Flash（CF卡）、Multi Media Card（MMC卡）、Secure Digital（SD卡）、Smart Media（SM卡）、XD-Picture Card（XD卡）、Memory Stick（记忆棒）等类型。这些闪存卡虽然外观、规格不同，如表2-1所示，但是技术原理都是相同的。表2-1 各种闪存卡的规格参数（1）CF卡
CF卡（参见图2-6）于1994年由SanDisk公司最先推出。CF卡重量只有14g，外形尺寸为43mm×36mm×3.3mm。对所保存的数据来说，CF卡比传统的磁盘驱动器安全性和保护性都更高，且用电量仅为小型磁盘驱动器的5%。与其他存储卡相比，CF卡的优点是存储容量大，成本低，兼容性好，缺点是体积较大。（2）MMC卡
MMC（参见图2-7）是由SanDisk和Siemens公司在1997年研制的，与传统的存储卡相比，其最明显的外在特征是尺寸更小，外形尺寸只有32mm×24mm×1.4mm，而其重量不超过2g。图2-6 CF卡图2-7 MMC卡（3）SD卡
SD卡（参见图2-8）是由日本松下、东芝公司及美国SanDisk公司于1999年8月共同研制开发。SD卡数据传送和物理规范由MMC发展而来，尺寸为32mm×24mm×2.1mm，长宽和MMC一样，只是厚了0.7mm，以容纳更大容量的存储单元。
SD卡与MMC卡保持向上兼容，也就是说，MMC卡可以被新的SD设备存取，但SD卡不能被MMC设备存取。相比MMS卡，SD卡拥有更高的容量、更快的数据传输率以及更好的安全性。（4）SM卡
SM卡（参见图2-9）是东芝公司在1995年11月发布的Flash Memory存储卡，三星公司在1996年购买了其生产和销售许可，因此这两家公司成为主要的SM卡厂商。SM卡也是市场上常见的存储卡，一度在MP3播放器上非常流行。
SM卡为了节省成本，只有Flash Memory模块和接口，而不包括控制芯片，因此，使用SM卡的设备必须自己装置控制机构，因此兼容性相对较差。图2-8 SD卡图2-9 SM卡（5）XD卡
XD卡（参见图2-10）是由富士和奥林巴斯公司联合推出的专为数码相机使用的小型存储卡，采用单面18针接口。XD的名称取自于“Extreme Digital”，是“极限数字”的意思。XD卡具有兼容性好，存储容量大等特点。（6）记忆棒
记忆棒（参见图2-11）是由索尼公司开发研制的。与很多闪存卡不同，记忆棒的规范是非公开的，没有什么标准化组织进行规范，而是采用索尼自己研发的外型、协议、物理格式和版权保护技术。图2-10 XD卡图2-11 记忆棒
任务三 了解多媒体输入/输出设备
相关知识
一、手写板
手写板是计算机的一种手写绘图输入设备，主要用于手写输入文字或者绘画，也带有一些鼠标的功能。
手写板和手写笔大多是配套使用的，如图2-12所示。根据使用技术的不同，主要有3种手写板：电阻式压力板、电磁式感应板和电容式触控板。图2-12 手写板和手写笔
1．电阻式压力板
电阻式压力板由一层可变形的电阻薄膜和一层固定的电阻薄膜构成，中间由空气相隔离。其工作原理是用笔或手指对上层电阻加压使之变形，当与下层接触时，下层电阻薄膜就感应出笔或手指的位置，从而在计算机中输入字符或图形。
电阻式压力板是早期手写板采用的技术，由于其原理简单，工艺不复杂，成本较低，价格也比较便宜，所以曾风行一时。但由于它是通过感应材料的变形来工作的，材料容易疲劳，使用寿命较短。另外，由于使用时要加压，因此此类手写板实际上也不能当鼠标使用。目前，电阻式压力板已被淘汰。
2．电磁式感应板
电磁式感应板是通过为手写板下的布线电路通电后，在一定时间范围内形成电磁场，来感应带有线圈的笔尖的位置进行工作。
这种技术目前被广泛使用，这主要是由其良好的性能决定的，它可以流畅地书写且手感很好。电磁感应板分为“有压感”和“无压感”两种，其中有压感的输入板能感应笔画的粗细、着色的浓淡，这在Photoshop中画图时会有不小的作用。现在主流的电磁感应板的压感达到了512级之高，这对于专业的CAD/CAM设计也游刃有余。压感也成了评价手写板的一个很重要的指标。
但随着广泛的应用，电磁感应板也渐渐表现出了一些不足，主要有以下几点。
① 电磁板对供电有一定的要求，在供电达不到要求的情况下，电磁板工作不稳定甚至不能工作。同时电磁板相对耗电量大，笔记本电脑用电池供电时也不宜使用。
② 电磁板容易受外界环境的电磁干扰，如当有手机在旁边或手写笔接近音箱喇叭时，电磁板几乎不能工作。
③ 手写笔笔尖是活动部件，使用寿命短（一般为一年左右）。
3．电容式触控板
电容式触控板的工作原理是通过人体的电容来感知手指的位置，即当手指接触到触控板的瞬间，就在板的表面产生了一个电容。在触控板表面附着有一种传感矩阵，这种传感矩阵与一块特殊芯片一起，持续不断地跟踪着手指电容的“轨迹”，经过内部一系列的处理从而每时每刻精确定位手指的位置（x，y）坐标，同时测量由于手指与板间距离（压力大小）形成的电容值的变化，确定z坐标，从而完成x，y，z坐标值的确定。
由于电容式触控板较前两种手写板存在不少技术优势，而且成本低廉，因此，无论是从技术角度还是从厂商的角度来看，电容式触感手写板是未来手写板的发展趋势。
提示
手写笔也是手写系统的一个重要组成部分。较早的输入笔要从手写板上输入电源，因此笔的尾部均有一根电缆与手写板相连，这种输入笔也称为有线笔。较先进的输入笔在笔壳内安装有电池，还有的借助于一些特殊技术后不需要任何电源，因此不需要用电缆连接手写板，这种笔也称为无线笔。无线笔的优点是携带和使用起来非常方便，同时也较少出现故障。输入笔一般还带有2个或3个按键，其功能相当于鼠标按键，这样在操作时就不用在手写笔和鼠标之间来回切换了。
二、扫描仪
扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备，可以利用它输入各种图片；还可以配合OCR软件输入报纸或书籍的内容，免除键盘输入汉字的辛苦。图2-13和图2-14所示分别为扫描仪的外观和结构示意图。图2-13 扫描仪外观
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]