多媒体计算机技术：全面解析多媒体计算机软件系统

任何计算机系统都是由硬件和软件构成，如果说硬件是多媒体系统的物质基础，那么软件就是多媒体系统的灵魂。多媒体系统除具有前述的有关硬件外，还需配备有相应的软件。多媒体软件常常要反映多媒体技术的特有内容，如数据压缩、各类多媒体硬件接口的驱动和集成、新型的交互方式等等，要具有综合使用各种媒体的能力，能灵活地调度多种媒体数据，并能进行相应的传输和处理，且使各种媒体硬件能和谐地工作。多媒体软件的主要任务就是要使用户方便地控制多媒体硬件，并能全面有效地组织和操作各种媒体数据。因此多媒体软件是多媒体技术的核心。多媒体软件只有运行于多媒体硬件系统之中，才能发挥多媒体系统的功效。

§3.3.1 多媒体软件的概念及分类

多媒体系统的软件基本特点在于：它运行于某种多媒体操作系统平台之上，如当前流行的Windows；软件可高度地集成各种媒体信息，把它们融合在一起，进行综合的处理；为用户提供良好的交互式界面，用户能够随意控制软件和媒体。

多媒体软件可以划分成不同的层次或类别，这种划分是在发展过程中逐步形成的，一般的来说，多媒体系统的软件主要可划分为图3-4的层次或类别。

图3-4 多媒体软件层次结构

1.多媒体驱动软件

多媒体驱动软件是多媒体计算机中直接和硬件打交道的软件，或称为驱动程序。它完成设备的初始化、各种设备操作以及设备的打开与关闭、基于硬件的压缩解压缩、图像快速变换、基本硬件功能调用等等。驱动软件通常常驻内存，一种多媒体硬件需要一个相应的驱动软件。

2.多媒体环境支撑软件

在多媒体信息的播放过程中，音频信号要保持连续，视频图像要以固定的速率显示，而且还要保持两者之间的同步。这样，多任务实时操作系统和接口管理系统就是多媒体必不可少的软件支撑环境，即多媒体的操作系统。

多媒体环境支撑软件是多媒体软件的核心，它负责多媒体环境下多任务的调度，保证音频、视频同步控制及信息处理的实时性；它提供多媒体信息的各种基本操作和管理；它具有对设备的相对独立性和可扩展性。

目前，较为通用的微机上的支撑软件有Windows 3.x或Windows 95，另外有CD-I系统的CD-RTOS，Amiga系统的Amiga-MOS等。

3.多媒体数据准备软件

多媒体数据准备软件是用于采集多种媒体数据的软件，主要包括数字化声音的录制和编辑软件、MIDI文件的录制与编辑软件、全运动视频信息的采集软件、动画生成编辑软件、图像扫描及预处理软件等等。

4.多媒体创作工具软件

多媒体创作工具软件主要用于创作多媒体特定应用领域的应用软件，是多媒体专业人员在多媒体操作系统之上开发的，例如Microsoft Multimedia Viewer。与一般编程工具不同的是，多媒体创作工具能够对声音、文本、图形和图像等多种媒体信息流进行控制、管理和编辑，按用户要求生成多媒体应用软件。功能齐全、方便实用的创作工具是多媒体技术广泛应用的关键所在。

目前市场上的创作工具有高、中、低三个档次。高档适用于电影、电视系统的专业创作编辑、动画制作、特技效果；中档适用于教育、娱乐系统的制作与编辑：低档适用于商业信息的介绍、简报、家庭学习等。

5.多媒体应用软件

应用软件是在系统软件的基础上开发出来的。这是多媒体开发人员利用所提供的开发平台或创作工具，组织编排大量的多媒体数据而制作的最终多媒体产品，最典型的就是目前广泛提供的CD-ROM多媒体应用软件，这些软件已广泛应用于教育、培训、电子出版、咨询服务、演示系统等。具体来说，多媒体应用软件可以是一套小学生的教学课本，也可以是一部声像俱全的百科全书，还可以是一部能参与操作的电影游戏。

上述高层软件是建立在低层软件的基础之上的，开发的顺序由低层至高层。一般来说，驱动软件、多媒体操作系统、数据准备软件和创作工具都是由计算机专业人员编制的，驱动软件和数据准备软件与硬件设备有关，数据准备软件和创作工具有时也可集成在一起，多媒体应用软件则需各类专业人员配合才能完成。

多媒体软件的发展也极为迅速，已不断开发研制出许多新的多媒体操作系统、多媒体窗口系统、多媒体数据库系统等。MIT媒体实验室，IBM，Apple及Macro Mind结合应用推出了一些软件工具和应用系统，如：Hypercards、Director、AuthorWare Professional、Linkway、Multimedia等，受到用户广泛欢迎。Microsoft公司的Windows3.1更是广为流传的多媒体应用平台。

多媒体技术在软件环境方面也不断提出了新的要求，由于多媒体系统要同时处理多个实时事件，因此需要实时多任务操作系统，以便呈现视频图像、伴音、解说词等，并同时进行实时处理。另外，多媒体信息之间还需要同步协调配合。例如，显示画面与解说词必须同步播放，也需要一个软件环境来统一管理多媒体信息，并且这个软件环境要便于用户使用，这就需要发展多媒体著作工具语言。

§3.3.2 多媒体环境支撑软件

1.多媒体环境支撑软件需要解决的关键问题

环境支撑软件（即操作系统）是计算机软件的核心，它负责管理计算机的所有软硬件资源，对各种资源进行合理的调度、分配与使用，并改善资源的共享和利用状况，协调软、硬件运行，向用户提供友好的人机界面，最大限度地发挥计算机的功能。多媒体操作系统一直是多媒体系统软件的核心，它与普通的操作系统相比，至少应解决以下几个关键问题：

（1）解决音频、视频以及动画等多媒体数据在采集和播放过程中，其空间结构与时间序列的紧密关联问题，必须为其建立具有时间参数的标准文档格式，这也是实现音频和视频同步的基础。

（2）解决图像数据和声音数据实时同步播放所需要的同步控制机制，这是多媒体节目播放时的一个关键问题。数字化信息的同步与模拟信息的同步在处理方法上存在着很大的差异。模拟信息的同步仅通过硬件设备即可实现，数字化信息的同步是软硬件结合完成的。

（3）为了解决声音和图像数据量特大的存储和处理，节省存储空间，特别是降低存取时间，达到人们对视频画面响应的要求，必须对声像数据进行压缩和还原处理，需要专用的芯片和针对性的算法，以及相应的软硬件接口和驱动程序。

（4）解决标准化的对硬件透明的新的应用程序接口（API），统一的具有图形功能和声像功能的用户接口（GUI或MMUI）以及接口功能的完善性决定了系统的使用价值，这也是应用多媒体技术的基本要求。

从早期的Commodore公司的Amiga操作系统，到Philips和Sony公司的CD-RTOS（CD实时操作系统）及Microsoft公司的Windows 3.1、Windows 95等，都是多媒体操作系统的典型例子。

例如CD-RTOS操作系统能接受用户发出的命令，解释并执行各种命令；能对多媒体的音频和视频等多种信息的混合数据进行分析，分离出各种不同类型的数据，再作相应的处理，然后把各种媒体数据送到相应的设备。并具有多任务功能，实时响应机制；支持多种算术和I/O协处理器；独立的设备中断处理功能；能管理多级树型结构目录；支持随机文件和实时文件等特性。

2.DOS环境

最初在PC机上的多媒体功能都是在DOS环境下实现的，但DOS操作系统本身并未提供任何多媒体环境或功能。只是由于PC机的用户相当广泛，而且都是采用DOS操作系统，所以在多数的多媒体硬件中都配备了在DOS环境下的软件开发包或接口。

如前一章介绍的DVI Action MediaⅡ，其系统软件的第一代产品AVSS就是在PC/AT机或OS/2平台的MS-DOS下运行的。Sound Blaster声音卡最初也只是配备了DOS环境下的驱动和高、低两层次的软件开发接口。正是这些硬件专门配备的软件开发包和接口，使得多媒体的功能可在DOS环境下实现。尽管DOS的功能也在不断增强，但是由于DOS系统的某些局限，使之不可能成为开发多媒体技术的最佳环境。这些局限主要表现在：

（1）DOS内存管理的限制。传统的DOS环境只能管理640KB内存，虽然在5.0版以后得以扩展，实行了扩展内存的管理与使用，但程序设计时仍不如Windows环境方便、透明。这对于数据量巨大的多媒体软件无疑是一种限制，设计者总要在内存管理上煞费苦心。

（2）在DOS环境下进行软件的开发很难做到与外部多媒体设备的无关性，即DOS环境没有对高层屏蔽具体的设备，软件对不同的多媒体设备都要做专门处理。

（3）DOS环境不支持多任务机制，但通过增加适当的驱动程序和接口也可以实现多媒体的功能。

下面就是一个在DOS环境下实现的多媒体功能的示例程序，其是利用Sound Blaster声音卡提供的高层音乐开发接口，播放CMF音乐文件。

CMF（Creative Music File）是Sound Blaster声音卡及其兼容卡支持的一种在DOS环境下的音乐媒体文件格式。CMF文件由三部分组成：

（1）首引区（Header Block）

包含CMF文件的基本信息，如版本号、时间及其它两块的偏移地址等。

（2）乐器区（Instrument Block）

定义有乐器的种类形式，每种乐曲用16个字节描述。

（3）音乐区（Music Block）

定义播放的音乐内容，如演奏的音符、节拍、速度、音调等。音乐内容都是用标准的MIDI格式描述的。

在DOS环境播放CMF音乐文件要首先启动音乐驱动。Sound Blaster声音卡提供了两种驱动方式，即在播放前启动驱动程序SBFMDRV.COM，或是在播放程序中连入含驱动库函数的SBCXR.LIB。示例程序采用的是第二种方式。

Sound Blaster声音卡播放CMF音乐文件的过程为：

①检测Sound Blaster声音卡；

②打开一个.CMF文件；

③初始化音乐驱动；

④读取CMF音乐文件首引区，设定音乐演奏速度；

⑤读取CMF音乐文件乐器区段偏移地址及乐器栏内使用乐器数量；

⑥读取CMF音乐文件乐器区段偏移地址，由声音卡输出音乐；

⑦测试音乐输出过程；

⑧可以使用暂停、继续、中止函数来控制音乐输出；

⑨音乐输出结束，重设驱动状态。

希望通过这个示例程序，加深读者对DOS环境下多媒体功能实现的理解。

3.Windows环境

Windows软件是微软（Microsoft）公司开发的一个有别于DOS的操作系统。早期的Windows并没有多媒体功能。但是由于多媒体技术的高速发展及其具有强大的生命力，可将出版、发行、娱乐和计算机技术融为一体，成为全新的信息交换媒体，使得多媒体具有很大的发展潜力，因此Microsoft公司便在原Windows 3.0的基础上添加多媒体扩充软件，推出Multimedia Extention 1.0版。而现在广为使用的Windows 3.1、Windows 3.2和Windows 95就成了带多媒体扩充的Windows，它为多媒体提供了基本的软件环境支持，可称为多媒体Windows平台。

Microsoft公司的WME（Window Multimedia Extensions，即Windows的多媒体扩展版），是在操作系统的层次上增加了对多媒体功能的支持，它的MCI（Media Control Interface，媒体控制接口）可直接控制多媒体的硬件，其多媒体设备驱动程序可执行为各类多媒体设备规定的标准功能。

多媒体Windows为利用多媒体个人计算机开发多媒体应用程序的软件人员提供了一个标准的系统平台，可支持各种媒体设备，用户在此基础上可以设计自己的多媒体应用程序，多媒体Windows提供下列各种低级的和高级的服务功能。

（1）用于控制各种媒体控制接口MCI设备（Media Control Interface）

通过Media Control Interface（多媒体控制接口MCI）控制媒体，可接受任何媒体设备，包括数字音频设备、扫描仪、视频卡及录像机等。

（2）提供对标准的MIDI乐器合成音色的管理能力

支持标准的MIDI合成音色服务。允许由不同用户在不同的MIDI（Music Instrumental Digital Interface）硬件上编写MIDI文件，无须修改即可在多媒体PC上播放。

（3）在支持数字音频和MIDI设备的同时，还支持CD AUDIO，即光盘数字音频。

（4）提供多媒体设备驱动程序

可用于演奏和记录波形音频、演奏MIDI文件，播放FLI、FLC动画文件、播放DVI的AVI文件，以及从CD-ROM驱动器上演奏光盘音频，并且能够控制VCD影碟机的播放。

（5）对VGA卡的驱动程序的扩充

提供一些新的VGA视频显示驱动程序，支持在16色的显示器上，以16色来模拟256色，支持320×200的解析度来显示256色位图。

（6）提供新的可扩展控制面板

控制面板的应用驱动程序，允许程序开发人员在其中增加自己制作的控制面板，使用户可以安装媒体设备驱动程序，改变显示驱动程序，设置屏幕保护，选配与系统相关的声音，配置MIDI映射，使外部生成的MIDI文件不需修改即可播放等。

（7）支持对操纵杆（Joy Stick）的模拟

可从操纵杆上接收模拟输入。并提供精确定时器的低层支持。

（8）提供多媒体文件I/O服务

它支持带缓冲的或不带缓冲的文件1/O，支持标准的RIFF（资源交换文件格式）文件。

多媒体Windows的多媒体扩充软件可以看作由若干软件模块构成，Windows多媒体扩展包括下列软件模块：

（1）MMSYSTEM库

提供了多媒体控制接口服务和低层的多媒体支持函数。

（2）多媒体设备驱动程序

提供低级MMSYSTEM函数与多媒体设备（如波形音频设备，MIDI设备、操作杆、定时器）之间的通信。

（3）媒体控制器接口（MIC）驱动程序

提供了对媒体设备、视盘和激光唱盘的高级控制。多媒体扩充的系统结构的设计遵循了两个原则：一是可扩充性，二是独立于设备。可扩充性允许软件结构方便地适应于技术的发展而不影响系统本身结构，独立于设备则方便了多媒体软件程序的开发，使得开放的应用程序可在多种硬件支持下运行。

多媒体Windows将一个多媒体扩充软件组合进来，并支持对象的连接与嵌入（OLE）技术，使得用户可以更方便地将一个声音片段、图形等多媒体对象嵌入到应用程序中。

4.Windows 95的多媒体功能简介

1995年4月24日美国微软公司正式发表了人们期待已久的台式机和便携机的标准主流操作系统Windows 95，这标志着全球范围内的微型计算机应用进入了一个新的时代。

Windows 95是一个新的高性能多媒体平台，其卓越的性能主要表现在如下四个方面：

（1）简化多媒体操作

①支持“即插即用”

Windows 95的“即插即用”技术将简化多媒体硬件的安装。只要插上一块支持即插即用的声音卡，就可以使用该卡播放音乐了。Windows 95甚至能简化老式多媒体设备的安装，因为它包含了可以很方便地识别和解决非即插即用设备之间冲突的工具。Windows 95内置大部分流行声音卡的驱动程序，尽量减少安装过程中的麻烦。

即插即用对于多媒体市场有如下三点贡献：

·不用购买新的CPU，通过即插即用升级工具箱，就可以提供多媒体PC机的基本性能。因为Windows 95的基本体系结构支持对声音、MIDI和数字视频的处理，只要插入一块声音卡和一个CD-ROM驱动器，每一台Windows 95 PC机即可变成一台多媒体PC机。

·大大减少安装和支持多媒体设备的花费，将加快其商业适应性。

·由于多媒体标准（如CD-ROM速度）不断提高，即插即用有利于消费者分别升级多媒体设备。同时，即插即用对采用新的多媒体设备（如MPEG卡）至关重要。

②自动播放：插入光盘即可播放

Windows 95实现自动播放（Auto Play）功能，允许软件开发人员开发出易于用户安装和运行的产品。当把光盘插入到CD-ROM 驱动器时，Windows 95自动旋转光盘寻找AUTORUN.INF文件，如果该文件存在，Windows 95就打开它并按文件中的指令开始运行。

该功能使基于Windows95的多媒体游戏和光盘节目Title的安装非常简单。

③内置对数字视频的支持

Windows 95将Microsoft Video for Windows集成在操作系统中。使Microsoft Windows的每一版将具有播放数字视频图像的能力。这具有以下含义：

·用户可大胆使用.AVI文件格式分发数字视频文件，这和分发Windows支持的其它格式的.TXT、.WRI、.BMP、.PCX和.WAV文件没有什么两样。

·由于Microsoft Video for Windows的许可证和安装问题已不复存在，将鼓励更多的人从事多媒体Title和工具的开发。

④内置对声音和MIDI支持

Windows 95内置了对MIDI和波形音频格式（.WAV）的支持。

⑤CD Player：支持后台播放

Windows 95中创建了一个CD Player，提供边工作边听音频CD音乐，该Player的控制看上去就像一台CD播放机，并且支持许多高档CD播放机的功能。例如：可随机播放、可编程定序播放和存储节目。

（2）增强多媒体的吸引力

①Windows 95内置的CD＋支持

Windows 95是第一个宣布支持新的Sony/Philips“CD＋”格式的操作系统。CD＋是一种新的CD格式，允许音频CD播放机和多媒体PC机播放同一种压缩盘片，这种格式允许音频信号和数据集成在同一张CD中，这有助于音频CD和PC机CD-ROM的用户。

新的CD＋格式实际导致了新一类CDTitle的出现。该CDTitle完全可以作为一张音乐唱片欣赏，但当它插入一台Windows 95的PC机后，该CD能以音乐视频、抒情歌曲、自传或其它文本的形式提供数字信息，甚至与音乐家联机交换信息。新的格式充分利用Windows 95的独特功能，提高了多媒体的吸引力。

如Windows 95自动播放功能使用户插入压缩光盘后就可以立即自动播放。Windows95的32位多媒体子系统提供了优质的播放性能。

②宽幅、快速、精美画面的32位数字视频回放

Windows 95从根本上提高了多媒体的性能。Windows 95设计的一个目标是将16位系统处理数字视频图像的显示升级为32位体系结构，其产生的效果是显而易见的。对于多媒体用户，安装Windows 95就意味着获得了快速而廉价的多媒体开放系统。不需要添加任何软件， Windows 95就能使用户显示比以往更大、更平稳、更加丰富多彩的数字视频图像，并与16位多媒体节目完全兼容。

③多任务处理和线程：使程序不被中断地运行

多媒体应用程序不允许中途被打断。Windows 95的多任务处理以其“抢占式”不同于以往的Windows版本。在Windows 95中，多个32位进程能同时共享CPU。这些进程可由不同应用程序初始化（“多任务”）或一个应用程序初始化（“线程”）。

上述技术将大大改善多媒体节目的播放效果。线程使多媒体节目和游戏给人平稳的播放感觉。例如，游戏可以有一个线程连续不断地播放后台音乐。当游戏程序的另一个线程调入新数据时，连续的后台音乐将弥补一下画面切换之间的断续。(www.xing528.com)

升级到32位增强了多媒体节目的外观效果。由于应用程序、工具和压缩/解压缩都用32位重写了，因此视频图像和其它多媒体进程很少被其它的应用程序中断。Windows 95中一个简单例子是播放视频图像时，可在不中断播放的情况下移动视频图像窗口。

④内置对高速CD-ROM的支持

使用高速CD-ROM驱动器有助于提高多媒体计算机的性能。高速CD-ROM驱动器包括倍速、四倍速或六倍速。为了最大限度地利用新设备的优异性能，Windows 95包含一个新的32位CD-ROM文件系统（CDFS），用于尽快地从CD-ROM驱动器中读取文件，为了与Windows 3.1兼容，Windows 95也包含了它的CD-ROM文件读取系统（MSCDEX.DLL）。

从CD-ROM驱动器快速读取数据，将提高从CD-ROM驱动器回放音像的效果。这就从整体上增强了Windows 95的多媒体性能。

Windows 95扩展了对CD-ROM驱动器的支持，允许其读取XA编码的光盘，如Photo CD和Video CD。

⑤支持MPEG硬件，可从CD-ROM获得类似的视频效果

MPEG是一种非常复杂的压缩/解压缩系统，可将数字视频和立体声信号压缩成极小的数据流。例如，即使最精彩的巨片电影，采用MPEG压缩，都可以存放在两张CD-ROM光盘中。

由于MPEG非常复杂，从MPEG文件显示视频计算量非常大，因而大多数PC机采用硬件辅助来显示MPEG视频。

（3）增强Windows的趣味性

·高速DIB绘图

图形速度成为选择Windows作为游戏平台的最大障碍。Windows 95在保持Windows设备独立性的特点下，在Win32 API for Windows 95中新增了一个32位调用Create DIBSec tion。该功能使位图尽快显示在屏幕上，如果没有裁剪或拉伸等复杂操作，CreateDIBSection调用实际上允许应用程序将数字图像位图DIB（Digital Image Bitmap）直接写到视频帧缓冲区。允许用户在Windows中开发高速的图形游戏。

·内置的游戏杆支持

Windows95内置对游戏杆的支持，不用装入外部驱动程序，即可轻松地操纵游戏杆。

（4）强大的开发环境

①用于CD音质的声音压缩

声音可占用大块的盘片空间。完全的CD音质，未压缩的立体声也将占用大量的磁盘空间，约每秒176KB，一张完整的CD-ROM光盘只能存储一个小时的音乐。同时播放时会耗尽CD-ROM驱动器的数据传输资源。

为了减轻应用程序存储的播放声音的负担，Windows 95包含了大量声音压缩/解压缩技术。这些压缩/解压缩技术可分为两类：

·面向音乐的压缩/解压缩技术，允许CD音质的音乐压缩到四分之一。

·面向语音的压缩/解压缩技术，允许对语音数据有效地压缩。

对于声音压缩的支持是双向的——可从已压缩的声音文件中播放声音，也可通过压缩产生一个声音文件（使用内置录音或编辑实用程序）。若用麦克风录音，在录音时打开语音压缩开关，可实时压缩以产生压缩的声音文件。除了Windows 95自带的压缩/解压缩技术之外， Windows多媒体的音频体系结构可装入其它压缩/解压缩技术而得以扩展。

②对更优的音响提供支持

Windows 95允许在一次中断内同时处理多条MIDI指令。这样在播放MIDI文件时对计算的需求就减少了，而且允许开发者更成功地同时处理MIDI指令、图形和其它数据。

③多任务处理

多任务处理使Windows 95成为更加吸引人的多媒体节目制作平台。制作多媒体节目是一项很耗CPU时间的工作，而且需要很长时间才能完成。例如：根据文件的复杂性和压缩系统的性能，压缩一份数字视频文件要花费数小时。当制作者想压缩多个数字视频文件时，每次也只能压缩一个，因而需要在手工干预下一个接一个做。

在Windows 95中，即使在执行压缩操作时，制作者仍能控制PC机。所以制作者可以一次启动多个数字视频压缩。

总之，Windows 95以其强大的功能、简便的操作等诸多优点，必将成为我国广大计算机用户的当然选择。

5.Quick Time环境

Apple公司的Macintosh机是多媒体技术的先驱之一，它提供的多媒体环境有PCM音源芯片、便于使用的图形用户接口（GUI）、丰富的绘图功能以及多媒体创作工具Hypercard等。为了能增加新的多媒体功能，Apple公司于1991年上半年在Mac System 7.0中扩充了多媒体软.件环境Quick Time。

Quick Time的主要特色是使声音和图像数据同步。这一功能以实现沿着时间轴对声音和图像进行剪贴。Quick Time对多媒体的信息提供了一个标准的管理环境，大大方便了多媒体的应用。但由于Macintosh机在国内的使用远不如PC机广泛，所以Quick Time并未流行。不过它作为一种多媒体环境支持还是有必要简单的介绍一下。

Quick Time分为三个部分：Movie管理器、图像压缩管理器和部件管理器。它主要有以下三方面的功能：

（1）对多媒体数据的灵活管理

Quick Time提供了两种文件格式。第一种文件格式叫Movie。它是在系统的光盘中存入多种图像和声音组成的文件，播放时，可按指定的时间选插某个文件中的一个段落，对图像和声音可以进行组合，达到了实时编辑功能。这样，就不再需要预先编辑，因而节省了大量时间和存储容量。例如，可以为某一段活动的图像配置不同语言的解说词，在播放时根据需要灵活选用。第二种文件格式是对原先引入的PICT格式进行扩充，可在切割和粘贴图像时使用压缩格式，并能使用户很容易浏览信息文件的内容。

Quick Time不仅可以同步地以相同速度播放信息文件，还可以同步那些具有不同播放速度的文件。

（2）压缩编码技术

Quick Time提供了三种压缩方案。第一种是基本压缩算法，即国际标准JPEG。其压缩比大约为10∶1，在MacⅡ上的执行时间是60秒。这种运行速度对静止图像尚可，对运动图像就显得太慢。它在解压后的重现质量是很好的，但当图像中有少量的干扰点时，这种算法会引起信息的丢失。另外两种算法都是用于处理实时录像信息的压缩。一种用于处理录像信息，另一种是在无干扰的情况下，由计算机合成制作动画。这两种算法都包含有空间域和时间域上的压缩，算法很简单，因而计算速度很快，可以在一秒钟内处理15帧（每帧240×180个点）。压缩比最高可达25，但通常只有5～6。

这三种压缩算法对用户是透明的，由图像压缩管理器自动找出其中一个合适的算法进行压缩。此外，Quick Time还允许用户增加新算法。

（3）部件管理功能

Quick Time有一个部件管理器，它处于其它两个管理器的下层，为用户的请求提供最优的服务。例如，当用户请求JPEG压缩时，部件管理器首先检查系统中是否有执行JPEG的硬件。如果有，首先使用硬件进行JPEG压缩。否则，给出JPEG软件的位置，以便应用程序调用。另外部件管理器向上层屏蔽具体的设备驱动及接口，使用户与外设打交道时做到与设备无关。

在Macintosh上开发的Quick Time也在与其它PC机兼容上做了不少工作，1992年底推出了Windows环境下运行的Quick Time1.0便是例证。

Quick Time 1.0的增强版本Quick Time 1.5提供了更高图像压缩比，从而有了更大的影像放映画面及帧率。在Macintosh LCⅡ上，可以每秒播放分辨率为320×240的画面15帧。它还支持柯达公司的照片盘Photo CD技术，可通过Quick Time的访问存储在CD-ROM光盘上的数字化照片。甚至可以用放像设备在普通彩色电视机屏幕上显示和随意检索。

§3.3.3 多媒体数据准备软件

多媒体数据准备软件主要包括数字化声音的录制、编辑软件；MIDI文件的编制、编辑软件；全动态视频片段的录制、编辑软件；图像的获取（扫描或从视频源中获得）、编辑软件；动画制作软件等。下面简单介绍几种多媒体数据准备软件。

1.Creative WaveStudio

这是一个Windows环境下的全功能波形文件编辑应用软件。支持MDI（多文档接口）和下拉菜单及鼠标操作。它能对多种音源进行录音，并将它们混合控制。编辑命令有：剪裁、贴进、回声、淡化、放大和反向等。在硬件许可的条件下，录制声音时可选择立体声或单声道、8位或是16位采样、11kHz或22kHz或44kHz采样频率，并可随时调度Creative Mixer控制音量。

2.Creative Sound OLE

该软件使用户在日常工作中也能使用多媒体，在此录下的声音文件能通过OLE技术插入到任何Windows文件中。录音时可以在多个输入源、中选择，在硬件许可的条件下，还可选择声音压缩方法，可选择立体声或单声道、8位或是16位采样、11kHz或22kHz或44kHz采样频率，获取的数据直接写入硬盘，录音时间（长度）不受内存大小的限制。

3.Cakewalk Apprenticefor Windows

这是一个256轨，对用户友好、好用易学的图形MIDI音序器。有多个控制图标可供用户在不同的形式下观看并编辑MIDI音序：钢琴滚筒、五线谱或事件表。用鼠标可以控制速度变化、调整力度或细调变音。用户甚至可以在重放音乐作品时改变音色分配或改变速度。它还能控制数字声音卡和其它多媒体设备，使其与MIDI音序同步。该软件的主要特点和功能如下：

（1）在多重窗口编辑中，所有的显示改变反映在全部窗口，并在重放时更新；

（2）可通过Windows3.1使用16个MIDI接口设备；

（3）放送音序时通过MCI（媒体控制接口）控制多媒体设备；

（4）在音序中嵌入波形声响文件；

（5）使用Windows的MIDIMapper设置通道、音乐、打击乐器分配；

（6）读写MIDI标准文件；

（7）主要编辑命令有剪切、复制、贴进、移调、事件过滤、添加、按百分比量化等；

（8）录音控制有重叠录音、分步录音、录音过滤、多通道录音；

（9）256轨可以分别做循环、时钟偏移、移调、改变力度、音量、声像等；

（10）轨与小节显示，钢琴滚筒记谱显示，五线谱显示；

（11）事件表与控制器。

4.Creative VideoKit

Creative Video Kit是随Creative Video Blaster发行的静态图像定格获取软件，其主要功能特点如下：

（1）帧捕获；

（2）活动/静态视频缩放；

（3）输入声音的软件调节；

（4）能以BMP、GIF、TIFF、PCX、TARGA、JPEG等格式存储图像。

5.Microsoft Video for Windows

这是一套基于Windows的全动态视频的获取及编辑软件，并能把获取的AVI格式的全动态视频片段通过Windows OLE技术嵌入到任何Windows应用程序中。

§3.3.4 多媒体创作工具软件

在开发一个多媒体应用软件项目时，需要把文字、声音、图形、动画、视频图像这样一些制作多媒体项目的“元素”或“基本构件”组织和编辑起来成为一个整体，从而为某个特定的应用目标服务。多媒体创作工具提供一种把内容和功能结合在一起的集成环境，通常它包括：创造、编辑和输入某些特定类型的数据；把原素材装配到一个回放序列或演出表中；并为响应用户的输入提供一种结构化的方法或语言等。一个功能齐全、方便实用的创作工具是多媒体技术广泛应用的关键所在。为了使非专业人员能够方便地使用多媒体计算机开发多媒体应用系统，采用专门的多媒体创作工具就显得尤其重要。多媒体创作工具除具有一般编程工具必须具备的信息控制能力外，还必须有将不同媒体技术编入程序的能力，并具有时间控制、调试能力以及动态文件输入输出的能力。站在用户的角度，可从多个方面来评测创作工具性能的优劣，如编程环境、各种媒体数据的输入和输出能力、动画的制作和演播、应用程序间的动态连接，易学易用性以及良好的扩充性等。

1.多媒体创作工具的基本功能

由于应用目标和使用对象不同，多媒体创作工具在功能上往往会有较大的差别。使用多媒体创作工具可以完成视频图像的产生、动画、演示盘和交互式导游、展示、交互式的查询系统、交互式的训练、仿真、原型和技术的可视化等等。一般的说，多媒体创作工具应具有以下几方面的功能：

（1）编程环境

多媒体创作工具应提供一个较好的编程环境，因此应具有多媒体信息流的控制能力，这意味着除了应包含普通编程工具所具有的对单一信息流（数字、字符）的操作控制能力（如循环、条件分支、数值计算、逻辑操作等）以外，还应具有对多种媒体信息的编程、时间控制、调试、动态输入输出等方面的能力。

（2）超级连接

多媒体创作工具应该具有从一个静态对象（如文字、短语、图符或屏幕上一个区域等）激活一个动作或跳转到一个相关的数据对象进行编程的能力。这种数据对象可以是基于时间的数据类型，如音乐、动画、电视画面等。为了返回到跳转的起点，给出的工具应具有编程能力来设置空间的标记，简单地说，就是具有超媒体（Hypermedia）的能力。

（3）媒体数据输入

对创作工具的最基本要求是能够输入两种或多种格式位图文件，如BMP、PCX、TIP、TGA、DIB等等。它还应能从磁盘或剪贴板上输入ASCII文件，播放数字声音和CD光盘音乐等等。

（4）动画制作

要求能播放由外部程序制作好的动画，控制动画中物体运动的方向和速度、清晰度和分辨率，并能通过程序控制位块的移动，制作简单的动画。较好的创作工具还能进行图形路径编辑、动画过渡特技（淡入淡出、透视编辑等）等工作。

（5）应用程序连接

多媒体创作工具应具有能够把外面的应用控制程序与用户自己创造的软件连接的能力，能由一个多媒体程序激活另一个应用程序，为其加载数据文件，然后返回到第一个应用程序。对其更高的要求则是能进行程序间通信的在线连接（如动态数据交换），或另一对象的连接嵌入。

2.典型多媒体创作工具

（1）Multimedia Toolbook

美国Asymetrix公司的Toolbook是基于Windows的编程环境，用于制作超文本应用软件的一个工具，与其第二代产品Multimedia Resource Kit（MRK）相结合，可使Toolbook成为多媒体创作工具。

Multimedia Toolbook是面向对象的开发工具。它的基本概念是在屏幕上画出各种对象，然后生成与该对象有关的脚本，当一给定对象以某种方式被选中或触发时，对象则按照脚本所描述的方式动作。这些脚本是用Toolbook编程语言Open Script编写的程序。

Toolbook按照书本的结构组织应用程序，每一屏被描述为一页，每页内可有多级的对象，并且被进一步分为前景和背景。可以通过背景使生成的一系列页（屏幕）共享某些公用元素，如一幅图像。

Toolbook具有很强的超文本的超级连接功能。用户可定义“热字”（Hot Spot，是超文本的链源），热字可以触发事件，以便发出消息或接受消息，或跳转到某一对象上。还可以设置“标记”，帮助用户“航行”返回到跳转的起点。

Toolbook可以显示和利用动态连接库，输入ASCII文件，读入数据库文件、矢量图形格式文件、标准位图图像格式文件等，并将这些资源嵌入到应用程序中。

Toolbook还可以播放动画文件，通过绘图工具或位图文件来生成动画的画面，可控制图形沿指定路线移动（位块移动），可在整个屏幕显示区内构造过渡显示特技等等。

（2）HyperCard

HyperCard是Apple公司为Macintosh推出的创作工具，它是众多创作工具中的先驱，并对多媒体创作工具的发展有较大的影响。Hyper Card有自己的创作语言Hyper Talk，可以使用按钮实现超级连接，并用于编写脚本，它可以通过外部命令或外部函数进行扩展。

（3）IconAuthor

IconAuthor是美国Aim Tech公司推出的创作工具，它能将高分辨率的图形，全运动视频图像以及文本、动画、音频等集成在一起，生成交互式多媒体应用程序。主要应用于教育培训、信息咨询等领域的多媒体软件开发。

IconAuthor用流程图的形式建立多媒体应用程序的结构，流程图由图符连接成的应用程序的形象表示。IconAuthor提供了很多工具用于开发交互式的应用程序，并且有五个媒体编辑器，可用于制作图形和动画、生成文本、输入图像及进行格式转换。

（4）Authorware Professional

Authorware Professional是Authorware公司推出的用于交互式教育培训的多媒体应用程序创作工具，可以通过图符及流程图生成脚本，使用按钮及脚本语言实现超级连接。该系统具有很强的交互式控制能力和动画生成功能，可生成PICS的动画文件格式，并可使图形沿预定的轨迹移动。

Authorware Professional的创作环境是一组图符界面（共11个），分别用于操作各种媒体和设置应用程序的结构逻辑。通过选择这些图符可构成应用程序结构流程图，制作出产品，使用十分方便。每个图符一般都有多项功能，Authorware Professional有一组完整的多媒体开发工具，用于编辑文本、图形、动画、声音、视频和特技。还可以编译生成应用程序，使它成为一个独立的、可在Windows下运行的EXE文件。

（5）洪图多媒体编著系统

洪图多媒体编著系统是台湾汉声公司的产品，是目前国内市场上较有影响的多媒体编著系统。该系统由编辑系统、执行系统和辅助工具三部分组成。利用编辑系统可以进行软件的制作、调试和生产等工作，是多媒体系统的核心。执行系统将编辑系统制作的产品以预先的流程播放出来，并可对学生使用相应软件的学习成绩进行管理、分析。辅助工具用于处理多媒体软件所涉及的文字、图形、图像、动画、声音和视频等多种媒体信息。

该系统的功能较强，特别是其完全的汉字支持深受国内用户欢迎，可以满足一般多媒体软件的制作需要，汉声公司已使用该系统开发出数百种CAI软件和电子图书产品。

（6）Multimedia Development Kit（MDK）

MDK是由北京银河电脑公司推出的多媒体应用系统生成平台，系统开发人员只需在MDK提供的环境下进行交互式操作（不需编程）就可以集成各种多媒体设备，如声音卡、视频卡、静态图像压缩卡、实时动态图像压缩/还原卡、CD-ROM及触摸屏等，完成集声音、视频动画、图像、图形和文字于一体的多媒体应用系统制作。该工具采用了面向对象的方式，具有良好的扩展性和通用性。

（7）多媒体网络管理信息系统生成器MMG2.0

MMG（Multimedia MIS Genernator）是由深圳远望城多媒体电脑公司开发的多媒体网络管理信息系统自动生成工具，它是一个通过自定义面向对象的MIS系统的语言，并经编译和解释而生成多媒体管理信息系统MIS的运行系统。

MMG 2.0提供一种集成化的平台方式，帮助程序员以交互方式制作剧本素材，编译剧本文件，进行摄像与图像转换及录放音操作等。

MMG 2.0通过解释用户编制的MMGDL（MMGDesiging Language）程序来完成系统的生成。MMGDL是一种编译解释型的Script语言。通常把用MMGDL编写的程序称为剧本。每个剧本描述的文件称为.SDF文件，.SDF文件经编译后可生成被MMG识别和运行的文件。MMG 2.0允许菜单和数据屏幕混合编排。同时，其定时器的引入为开发自动演示系统提供了极大的方便，而且多剧本的调度，使得多系统同时演示成为可能。

MMG 2.0还引入了多窗口的概念，允许通过多窗口操作多个数据库或同一数据库的不同记录指针，实现了多种统计图形同屏分窗口显示二进制代码文件。MMG 2.0的运行核模块还能负责网络数据库管理、语音、图像处理、汉宇操作环境、流程控制等多种工作。

综上所述，多媒体计算机系统是一个集多媒体硬件和软件为一体的综合系统。

目前构造一个具有多媒体功能的系统，主要采用以下几种方法：

·在现有的个人计算机中插入多媒体硬件卡，如视频卡、声音卡、各种压缩卡等，使个人计算机升级为具有多媒体功能。国内目前大多采用这种方法构成多媒体系统。

·专门的交互式多媒体计算机系统，如以上提到的CD-I，DVI等。

·多媒体个人计算机MPC（Multimedia Personal Computer），把各种多媒体功能集成到主板之上，构成真正的多媒体计算机系统，这是多媒体技术发展的必然形式。

·分布式多媒体技术。这是多媒体信息处理、网络技术、分布式计算机技术结合的产物，它将为人类提供全新的信息服务，包括多媒体电子邮件、实时电视会议、计算机支持的协同工作、远程学习和电子报刊出版等。