数字媒体技术导论

第1章计算机基础概述1

1.1计算机技术概述1

1.1.1计算机发展简史1

1.1.2计算机的应用3

1.1.3电子计算机的分类5

1.2数字技术基础6

1.2.1计算机中的数据7

1.2.2计算机中常用的几种记数制8

1.2.3几种数制之间的转换9

1.2.4二进制数的运算12

1.3计算机中数据的表示15

1.3.1数值数据的表示15

1.3.2数值数据的表示18

1.4计算机系统21

1.4.1硬件系统概述21

1.4.2软件系统概述22

思考与练习23目

录第2章计算机硬件系统25

2.1计算机硬件系统的组成25

2.1.1CPU26

2.1.2存储器27

2.1.3主板29

2.1.4输入设备30

2.1.5输出设备31

2.2微机的接口31

2.2.1微机接口概述31

2.2.2标准接口32

2.2.3扩展槽接口34

2.3计算机外设34

2.3.1键盘34

2.3.2鼠标35

2.3.3打印机36

2.3.4扫描仪37目

录 2.3.5相机37

2.3.6摄像机38

2.3.7录音笔41

2.3.8MP系列播放器41

2.4智能手机和平板电脑43

2.4.1智能手机43

2.4.2平板电脑45

思考与练习46

第3章计算机软件及其技术47

3.1系统软件47

3.1.1操作系统47

3.1.2语言处理程序52

3.1.3数据库管理工具55

3.1.4服务程序56

3.2应用软件56

3.2.1办公自动化软件56

3.2.2下载56目

录 3.2.3即时通信软件58

3.2.4防毒杀毒软件59

3.2.5图形图像处理软件61

3.2.6媒体播放软件61

3.2.7多媒体及动画制作软件62

3.2.8文件压缩/解压缩软件62

3.3数据库系统62

3.3.1数据库系统简介62

3.3.2数据库系统的特点63

3.3.3数据模型64

3.3.4SQL语句的使用66

3.4软件开发方法73

3.4.1结构化开发方法73

3.4.2面向对象的开发方法75

思考与练习77

第4章网络基础79

4.1概述79目

录 4.1.1计算机网络的定义79

4.1.2计算机网络的功能79

4.1.3计算机网络的组成80

4.1.4计算机网络的分类81

4.1.5计算机网络的拓扑结构82

4.2网络体系架构83

4.2.1协议三要素84

4.2.2OSI/RM体系结构85

4.2.3TCP/IP体系结构86

4.2.4OSI与TCP/IP体系结构的比较87

4.3Internet及其应用87

4.3.1IP地址和域名88

4.3.2维网91

4.3.3Internet上的服务92

4.4计算机网络安全94

4.4.1计算机网络安全概念94

4.4.2计算机网络安全的威胁94

4.4.3Internet的安全隐患96目

录 4.4.4计算机网络信息安全的预防措施96

思考与练习97

第5章数字媒体概述99

5.1媒体与数字媒体99

5.1.1信息及其数字化99

5.1.2媒体100

5.1.3数字媒体101

5.2数字媒体的界定102

5.2.1多媒体103

5.2.2新媒体103

5.2.3数字内容产业104

5.3数字媒体的特点104

5.3.1以数字化为基础104

5.3.2以多媒体形式呈现105

5.3.3以多渠道方式分发107

5.3.4以个性化方式传播108目

录 5.3.5以技术和艺术相融合为需要109

思考与练习110

第6章数字媒体的技术体系111

6.1数字媒体产业角度的技术体系111

6.1.1内容生成技术112

6.1.2内容服务技术113

6.2数字媒体流通过程角度的技术体系114

6.2.1数字信息获取与输出技术115

6.2.2数字信息存储技术117

6.2.3数字信息处理与生成技术118

6.2.4数字传播技术133

6.2.5数字信息管理135

6.2.6数字信息安全138

思考与练习141

第7章数字动画143

7.1动画概述143目

录 7.1.1动画基本概念143

7.1.2动画分类144

7.2动画的制作过程146

7.2.1传统笔绘动画的制作过程146

7.2.2二维数字动画的制作过程147

7.2.3三维数字动画的制作过程148

7.3二维数字动画的制作技术148

7.3.1时间轴和层148

7.3.2帧149

7.3.3动画类型149

7.4三维数字动画的制作技术150

7.4.1三维视图150

7.4.2建模151

7.4.3贴图153

7.4.4灯光154

7.4.5渲染155

7.4.6动画类型156目

录7.5数字动画的应用158

7.5.1影视特技158

7.5.2科学研究仿真159

7.5.3产品设计159

7.5.4教学159

7.6数字动画系统159

7.6.1硬件系统160

7.6.2软件平台160

7.7常用动画制作软件161

7.7.1Flash161

7.7.2SoftimageTOONZ164

7.7.33ds Max165

7.7.4Maya166

思考与练习167

第8章数字游戏168

8.1数字游戏概述168

8.1.1数字游戏的界定168目

录 8.1.2数字游戏的发展阶段169

8.1.3数字游戏的分类171

8.1.4数字游戏的功能172

8.2数字游戏开发173

8.2.1数字游戏开发团队173

8.2.2数字游戏开发流程177

8.3数字游戏开发相关技术179

8.3.1计算机图形学181

8.3.2DirectX/OpenGL182

8.3.3游戏引擎技术185

8.4网络游戏188

8.4.1网络游戏的分类188

8.4.2网络游戏体系结构190

8.5手机游戏193

8.5.1手机游戏的特点193

8.5.2手机游戏的分类194

8.5.3常见的手机游戏平台195目

录思考与练习197

第9章数字影音199

9.1数字影音概况199

9.1.1影音概述199

9.1.2数字影音概述201

9.1.3数字影音属性204

9.1.4数字影音文件格式207

9.1.5数字影音编辑软件209

9.2数字电视技术213

9.2.1电视制式简介213

9.2.2数字电视系统214

9.2.3视频信号接口215

9.3数字电影技术217

9.3.1数字电影的制作流程217

9.3.2视频拍摄218

9.3.3编辑视频219

9.3.4数字电影发行系统221目

录9.4数字音频技术222

9.4.1数字音频系统222

9.4.2音频编辑223

9.4.3MIDI数字音乐224

思考与练习227

0章数字出版229

10.1数字出版概况230

10.1.1我国数字出版的现状230

10.1.2我国主要数字出版商231

10.1.3数字出版的业务结构231

10.2数字管理技术232

10.2.1数字管理系统框架232

10.2.2数字管理技术基础234

10.3光盘存储技术239

10.3.1光盘存储器概况241

10.3.2光盘数据的读写机制242目

录10.4平面设计技术243

10.4.1设计软件243

10.4.2平面设计的一般流程247

10.4.3职位定义248

思考与练习251

1章数字学习252

11.1数字学习概述252

11.1.1数字学习体系结构252

11.1.2数字学习的特点254

11.2数字学习平台255

11.2.1数字学习平台概述255

11.2.2外的数字学习平台案例255

11.2.3MOOCs学习平台258

11.2.4SPOC学习平台261

11.3数字学习通信与网络技术261

11.3.1光纤通信技术261

11.3.2数字蜂窝移动通信技术264目

录 11.3.3卫星通信技术268

11.3.4下一代网络NGN技术270

11.4数字学习工具技术272

11.4.1HTML272

11.4.2HTML5274

11.4.3XML277

11.4.4XML Schema语言279

11.4.5XML文档的显示方法282

思考与练习287

2章数字展示289

12.1数字展示概况289

12.1.1数字展示的发展及现状289

12.1.2数字展示系统的组成293

12.1.3数字展示的特征294

12.2虚拟现实技术295

12.2.1虚拟现实技术的发展史295

12.2.2虚拟现实技术的概念与特征296目

录 12.2.3虚拟现实系统的分类 297

12.2.4虚拟现实技术的应用领域298

12.3数字展示技术及应用案例298

12.3.1多点触摸系统298

12.3.2全息成像系统299

12.3.3互动投影系统300

12.3.4多通道立体环幕投影系统302

思考与练习303

3章数字媒体服务技术304

13.1内容转码技术304

13.1.1内容转码技术概要304

13.1.2CPDT视频转码技术原理305

13.1.3常用视频转码工具介绍305

13.2内容聚合技术308

13.2.1RSS的历史308

13.2.2RSS的原理309

13.2.3RSS文件内容309目

录13.3内容搜索技术310

13.3.1基于内容的图像检索原理311

13.3.2一些成功的系统311

13.4元数据技术313

13.4.1元数据概述313

13.4.2元数据的分类314

13.4.3多媒体元数据的发展314

13.5数字媒体公共库316

思考与练习317

附录A项目驱动案例319

A.1项目1数字媒体技术应用领域发展现状调查320

A.2项目2二维动画制作321

A.3项目3游戏策划文档撰写322

A.4项目4数字电影制作原理322

A.5项目5自学DirectX和OpenGL32

第1章计算机基础概述

1.1计算机技术概述

电子计算机的产生和迅速发展是当代科学技术最伟大的成就之一。世界上第一台电子计算机于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生，取名为ENIAC（ElectronicNumerical Internal AndCalculator)。自1946年第一台电子计算机诞生以来，在半个世纪的时间里，计算机的发展取得了令人瞩目的成就，已经在科学研究、工农业生产、国防建设以及社会各个领域发挥了越来越重要的作用。

1.1.1计算机发展简史

电子计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子元器件来划分，至今已经历了四代，目前正在向第五代过渡。每一个发展阶段在技术上都是一次新的突破，在性能上都是一次质的飞跃。

1.第一代（1946-1957年），电子管计算机

第一代计算机（见图1-1）主要采用电子管作为元器件（见图1-2（a)）。电子管不仅体积庞大、耗电量高，而且可靠性差，维护困难，但第一代计算机的出现开辟了电子计算机的先河，使信息处理技术进入了一个崭新的时代。总结其主要特征如下：

（1）运算速度慢，一般为每秒钟1千次到1万次。

（2)使用机器语言，没有系统软件。

(3）采用磁鼓、小磁芯作为存储器，存储空间有限。

（4）输入输出设备简单，采用穿孔纸带或卡片。

（5）主要用于科学计算。

2.第二代（1958-1964年），晶体管计算机

第二代计算机（见图1-3）采用的主要元器件是晶体管（见图1-2（b））。在该阶段，计不“算机软件也有了较大发展，采用了监控程序，这是操作系统的雏形。总结其主要特征如下：

（1）采用晶体管元件作为计算机的器件，体积大大缩小，可靠性增强，寿命延长。

(2）运算速度加快，达到每秒几万次到几十万次。

（3）提出了操作系统的概念，开始出现了汇编语言，产生了如FORTRAN和COBOL等高级程序设计语言和批处理系统。

（4）普遍采用磁芯作为内存储器，磁盘、磁带作为外存储器，容量大大提高。

（5)计算机应用领域扩大，从军事研究、科学计算扩大到数据处理和实时过程控制等领域，并开始进入商业市场。

3.第三代（1965-1973年），中小规模集成电路计算机

20世纪60年代中期，随着半导体工艺的发展，已制造出了集成电路元件。集成电路可在几平方毫米的单晶硅片上集成十几个甚至上百个电子元件，如图1-4所示。计算机开始采用中小规模的集成电路元件，这一代计算机比晶体管计算机体积更小，耗电更少，功能更强，寿命更长，综合性能也得到了进一步提高。其主要特征如下：

（1)采用中小规模集成电路元件，体积进一步缩小，寿命更长。

(2)内存储器使用半导体存储器，性能优越，运算速度加快，每秒可达几百万次。

（3）外围设备开始出现多样化。

（4）高级语言进一步发展。操作系统的出现，使计算机功能更强，提出了结构化程序的设计思想。

(5）计算机应用范围扩大到企业管理和辅助设计等领域。

……

（1）为适应数字媒体技术的快速发展，本教材及时补充了较新的技术，比如数字学习的MOOC、SPOC、HTML5等，数字展示的全息3D成像等技术。（2）增加了作者对应用型本科教学的教研成果，着重从教学案例、课后习题和项目案例来体现。这些案例从应用出发，注重培养学生主动学习、动手实践的能力，从而体现以学生为主体，教师为主导的教学思想。（3）涵盖了计算机导论的主要内容，可以让学生在学习数字媒体技术导论的知识时，能够有效掌握计算机导论的相关知识，使得导论教学保持连续性。4. 编辑推荐。l 本书涵盖了计算机导论和数字媒体技术导论两部分的知识，可以有效解决教学计划中不能同时安排这两门导论课程的问题。l 数字媒体技术导论课程涉及面很广，知识点较分散，这使很多学生的学习兴趣有所降低。本书在各章中增加了现实生活中的具体应用、逸闻趣事等案例，从而增强了教材的可读性。l 每章后面都有一个探索性的题目，鼓励学生将课堂所学知识与现实应用结合起来，有利于培养主动学习、探索与创新的精神。l 附录中安排了5个项目实训，可以让学生在教师的带领下主动探寻知识，完成一个知识项目。