数字媒体技术及其发展

1．2．1 数字媒体技术及其发展

数字媒体技术是近年来新兴的信息技术，它是以计算机技术和网络通信技术为主要通信手段，综合处理文字、声音、图像等媒体信息，实现数字媒体的表示、记录、处理、存储、传输、显示、管理等各个环节，使抽象的信息变成可感知、可管理和可交互的一种软硬件技术。因此，数字媒体技术的应用极其广泛，在数字游戏、数字影视、数字动漫等领域也大量采用了新兴的数字媒体技术。随着数字媒体技术及其分支技术的不断发展和相互融合，数字媒体相关产业呈迅速发展之势。数字媒体技术主要包括以下分支技术。

1．数字视频技术

数字视频是指以数字形式记录的视频内容。数字视频技术指对数字视频进行采集、编解码、存储、传输、处理及应用的相关技术，广泛应用于影视、广告、摄影、新闻传播、娱乐等领域。数字视频技术研究的热点是数字视频编解码技术和相关标准。目前，国际标准组织已经制定了一系列的数字视频技术标准，主要的视频压缩编码标准有两个系列：国际电联（ITU－T）制定的应用于网络通信行业的H．26x系列标准和国际标准化组织（ISO）运动图像专家组（MPEG）制定的应用于媒体业务的MPEG－X系列标准。我国也制定了自己的视频编码AVS标准。目前最新的国际标准为ISO和ITU－T联合研制的MPEG－4H．264／AVC标准，其编码效率比之前的MPEG－2和MPEG－4标准提高了50%左右。高清晰度视频、移动视频是今后数字视频技术的发展方向。

2．数字音频技术

数字音频技术是一种用数字化手段对声音进行录制、压缩、存储、分发、编辑和处理的技术，它是随着数字信号处理技术、计算机技术的发展而形成的一种全新的声音处理手段。数字音频技术作为应用最广泛的技术之一，具有高保真、大动态范围和稳健性的优点，已经伴随着CD、VCD、MP3、DVD等大众消费类产品走进千家万户。数字音频技术的基础是各种高质量的数字音频编码压缩技术及其标准。其中MPEG系列音频标准是公认的国际标准之一。从MPEG－1、MPEG－2到MPEG－4的音频技术，在数字音频领域都得到了广泛的应用。针对环绕立体声、多声道应用的MPEG－2AAC标准以及Dolby AC－3标准实现了人类身临其境的听觉享受。随着移动通信网络技术的发展和应用，移动音频广播、移动音频会议等新型音频应用也开始快速发展。

3．数字动漫技术

动漫是动画和漫画的合称与缩写。数字动漫技术是借助计算机技术来制作动漫作品的系列技术，包括二维动画、数字三维动画等。随着计算机图形学和软件技术的发展，各种数字动画制作软件和平台不断涌现，如著名的二维动画软件Flash、三维动画软件3DMax和Maya等。另一方面，数字动画技术在提高传统动画制作技术的质量和效率方面发挥着越来越重要的作用，如动画关键帧生成技术就极大地减少了手工绘画的工作量，加快了动漫产品制作的速度。当前，数字动漫技术的热点是三维动漫、手机动漫等。三维动漫特技、动作捕捉技术在影视、娱乐、教育节目制作等领域都得到了广泛的应用。

4．数字游戏技术

数字游戏即以数字技术为手段设计开发，并以数字化设备为平台实施的各种游戏。数字游戏技术包括电子游戏技术、视频游戏技术以及正蓬勃发展的网络游戏技术。目前数字游戏技术的重点之一是三维数字游戏技术，其核心是高性能的三维游戏渲染引擎技术、三维场景与角色的真实感建模技术以及相关的网络通信技术，而基于各种手机平台的3D手机游戏和社交游戏正成为未来发展的方向之一。

5．数字媒体存储技术

随着数字媒体数据的爆炸性增长，大容量、高可靠性的数字媒体存储技术也得到了深入的研究和快速发展，主要包括磁存储技术、光存储技术和网络存储技术。磁存储技术的发展表现在不断提高的存储容量方面：最新的磁带存储容量已经提高至35TB；光存储技术则从最初的VCD、DVD光盘技术发展到存储容量提高数倍、数十倍的高清晰度光存储技术，例如采用红光技术的EVD、NVD、FVD和采用蓝光技术的BD、HD DVD、CBHD等；网络存储技术则从最初的直接依附存储（DAS）和网络附加存储（NAS）发展到SAN存储区域网络，具有更大的存储容量、更高的读取速度和可靠性。

6．数字媒体传输技术

随着计算机网络、移动通信技术的发展，数字媒体内容的传播范围不断扩大，传播速度不断提高。新型的数字媒体传输技术不断出现，包括基于移动网络的移动视频传输、基于有线电视双向网络的IPTV技术、基于计算机网络的网上广播技术等。数字媒体传输技术的未来发展集中在基于下一代互联网的数字视音频传输技术、移动媒体传输技术，以及面向普适计算环境的数字媒体分发技术等。

7．数字媒体终端技术

随着数字电视、数字游戏、移动服务的发展，各种数字媒体终端层出不穷。例如数字电视从液晶电视发展到LED电视、3D电视，并朝着更高清晰度、更高画面刷新率和更逼真的色彩还原效果的方向发展；新型的移动多媒体终端支持各种MP3、MP4等数字音视频的播放，并可以开展移动可视电话、移动定位、移动广告等应用；各种智能手持设备如智能手机、iPad、iPhone等具有更大的显示屏、更强的媒体处理能力以及触摸控制功能，为未来移动数字媒体应用技术的发展提供了必要的终端支持。

8．数字媒体处理芯片技术

目前数字媒体处理芯片一般都基于强大媒体能力的嵌入式平台SoC，以高清为主导，具有双向通信能力和强大的图形处理功能，支持各种音频、视频标准的实时编解码。下一代移动数字媒体芯片的SoC设计架构，是以多核心处理运算进一步整合绘图芯片，强调低功耗设计，并支持1080p以上高画质视频播放、3D绘图、立体3D影像等多媒体功能。

9．数字媒体版权管理技术

数字媒体版权管理（DRM）技术是信息安全技术和数字媒体技术的交叉技术，其目的是保护数字内容的版权，从技术上防止对数字内容的非法复制。国际上许多标准组织和企业联盟进行了DRM技术研究，主要有OMA DRM、ISMA、微软DRM等标准，我国也推出了自己的数字版权保护标准———AVS DRM标准。

10．计算机视觉技术

计算机视觉技术是使用计算机及相关设备对生物视觉进行模拟的技术。它的主要任务就是通过对采集的图片或视频进行处理以获得相应场景的三维信息，其目标是要为计算机和机器人开发出与人类水平相当的视觉能力。计算机视觉技术最初主要基于模式识别、空间几何的方法以及物理知识研究和发展，目前出现了如主动视觉理论、不变量理论、融合技术等新的理论和技术，其应用也从工业自动化、机器人导航、医学图像分析扩展到基于生物特征的识别、基于视觉的人机交互结构、视频监控等领域。

11．虚拟现实与增强现实技术

虚拟现实（virtual reality）技术是利用计算机技术模拟产生一个三维虚拟环境，通过视觉、听觉、触觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互，让使用者具有身临其境的真实感受。虚拟现实技术具有多感知性、交互性、沉浸感、自主性4个重要特征。虚拟现实技术在产品设计与制造、建筑设计、影视娱乐、体育健身、教育培训、军事演习、医疗诊断等领域得到了广泛应用。增强现实（augmented reality）技术，也称混合现实技术，它借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传感技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，并呈现给使用者一个感官效果逼真的新环境。因此，增强现实技术具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点。与虚拟现实技术相比，增强现实技术在机械制造与维修、机器人、医疗以及教育培训等领域具有明显的技术优势。

12．数字媒体理解与感知技术

数字媒体理解与感知技术是指利用计算机来综合、分析、理解音频、图像、视频等各种数字媒体信息。例如，数字视频理解技术主要是通过对视觉信息的分析来实现视频数据的结构化组织，如镜头分割、场景检测、关键帧提取、视频特征提取等。数字媒体理解与感知技术在基于内容的数字媒体内容检索与管理、智能视频监控、工业自动化等领域应用广泛。目前数字媒体理解与感知技术的难点和重点是如何在人类认知科学的基础上，进一步探索媒体底层特征与高层语义特征之间的映射和结合方式，使数字媒体理解与感知技术更加准确、实用。

从以上可以看出，数字媒体技术涉及范围极其广泛，应用领域和前景十分广阔。随着数字媒体技术在各行各业的广泛应用，一个巨大的数字媒体产业包括数字媒体内容产业迅速发展壮大，并带动计算机、通信等信息产业的快速发展。