【架构专栏】2.7 多媒体 知识点

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【架构专栏】架构知识点


知识总览

共19章内容,主要包括:

1)1绪论、2计算机系统、3信息系统、4信息安全技术、5软件工程

2)6数据库设计、7系统架构设计基础知识

3)8系统质量属性与架构评估、9软件可靠性、

10软件架构演化与维护、11未来信息综合技术

4)12信息系统架构设计、13层次式架构设计、14云原生架构设计、

15面向服务架构设计、16嵌入式系统架构设计、17通信系统架构设计、

18安全架构设计、19大数据架构设计

每天进步一点点,加油!小伙伴们!💪


本文学习第2章 计算机系统基础知识 3/3,以下为个人笔记,希望有所帮助,共同学习。

2.1 计算机系统概述

2.2 计算机硬件

2.3 计算机软件 见【架构专栏】第2章 计算机系统基础知识 1/3

2.4 嵌入式系统及软件 见【架构专栏】第2章 计算机系统基础知识 2/3

2.5 计算机网络 见【架构专栏】2.5 计算机网络

2.6 计算机语言 见【架构专栏】2.6 计算机语言

2.7 多媒体 见【架构专栏】2.7 多媒体

2.8 系统工程 见【架构专栏】2.8 系统工程

2.9 系统性能 见【架构专栏】2.9 系统性能

第2章 计算机系统基础知识 3/3

2.7 多媒体

2.7.1.定义

媒体是承载信息的载体,即信息的表现形式(或者传播形式),如文字、声音、图像、动画和视频等。

2.7.2.分类

媒体按照ITU-T 建议的定义,可分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体。

(1)感觉 媒体,指的是用户接触信息的感觉形式,如视觉、听觉和触觉等。

(2〉表示媒体,指的是信息的表示形式,如图像、声音、视频等。

(3)表现 媒体,也称为显示媒体,指表现和获取信息的物理设备 ,如键盘、鼠标、扫描仪、话筒

和摄像机等为输入媒体;显示器、打印机和音箱等为输出媒体。

(4〉存储媒体,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。

(5)传输媒体,指传输表示媒体的物理介质,如电缆、光缆和电磁波等。

2.7.3.特征 4

多媒体有4个重要的特征:

(1)多维化。多维化是指媒体的多样化。它提供了多维化信息空间下的交互能力和获得多维化信

息空间的方法,如输入、输出、传输、存储和处理的手段与方法等。

(2〉集成性。集成性不仅指多媒体设备集成,而且指多媒体信息集成或表现集成。

(3〉交互性。交互性是人们获取和使用信息时变被动为主动的最重要的标志。交互性可向用户提

供更有效地控制和使用信息的手段,可增加人们对信息的注意和理解。

(4)实时性。实时性是指多媒体技术中涉及的一些媒体。例如,音频和视频信息具有很强的时间

特性,会随着时间的变化而变化。

2.7.4.多媒体系统的基本组成

多媒体系统,通常由 多媒体软件、硬件组成。

多媒体硬件包括:计算机主要配置、外部设备、各种外包设备的控制接口。

多媒体软件包括:多媒体操作系统、多媒体驱动软件、数据处理软件、

多媒体创作工具软件、应用软件。

2.7.5.多媒体技术应用✅

2.7.6.多媒体系统的关键技术

多媒体系统的关键技术:

2.7.6.1. 视音频技术

1.视音频技术:视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。音频技术包括音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别4个方面。

2.7.6.2**. 通信技术**

2.通信技术是多媒体系统中的一项关键技术,是指将信息从一个地点传送到另一个地点所采取的方法和措施。通信技术通常包括了数据传输信道技术和数据传输技术。

2.7.6.3**. 数据压缩技术**
  1. 数据压缩技术。数据压缩算法分为下面三类:

(1)即时压缩和非即时压缩。即时/非即时压缩的区别:信息在传输过程中被压缩还是信息压缩后再传输。即时压缩一般应用在影像、声音数据的传送中。即时压缩常用到专门的硬件设备,如压缩卡等。

(2)数据压缩和文件压缩。数据压缩是专指一些具有时间性的数据,这些数据常常是即时采集、即时处理或传输的。而文件压缩是指对将要保存在磁盘等物理介质的数据进行压缩。

(3)无损压缩与有损压缩。无损压缩是利用数据的统计元余进行压缩,通常无损压缩的压缩比比较低。而有损压缩是利用了人类对视觉、听觉对图像、声音中的某些频率成分不敏感的特性,允许压缩的过程中损失一定的信息。
备注:

1.压缩编码格式 3

包括:联合图形专家小组标准 JPEG、动态图形视频编码标准 MPEG、视频编解码器标准 H.26L

JPEG管静态图片,MPEG管动态视频,H.26L则是H.264的前身,属于视频编码里的高效方案。它们虽然都做压缩,但针对的对象、制定组织和应用场景差别挺大。

  1. 🖼️ JPEG:静态图像压缩
  • 定位 ‌:由联合图像专家组制定的‌静态图像‌压缩标准,1992年正式发布,是第一个国际图像压缩标准。
  • 核心技术‌:基于离散余弦变换(DCT)的有损压缩,结合人眼视觉特性,通过色彩空间转换、8×8分块、量化和熵编码实现高效压缩。
  • 应用场景‌:数字摄影、网页图片等,后缀通常是.jpg 或.jpeg,是当前全球最常用的数字图像存储格式之一
    2)🎬 动态视频压缩(MPEG系列)

定位 ‌:由ISO与IEC于1988年联合成立的动态图像专家组制定,专门处理‌运动图像(视频)及伴音‌的压缩编码。

  • 核心思路‌:利用运动补偿去除时间冗余(帧间预测),用DCT去除空间冗余,用熵编码去除统计冗余。
  • 主要版本‌:MPEG-1(VCD)、MPEG-2(DVD、数字电视)、MPEG-4(网络流媒体,编号ISO/IEC 14496),后续还有MPEG-5/EVC等。‌‌

3)⚙️ 视频编解码器标准 H.26L

  • 身份 ‌:H.26L是ITU-T视频编码专家组(VCEG)早期开发的新一代视频编码标准项目,‌后来正式演变为H.264/MPEG-4 AVC‌,可以说是H.264的"雏形"或开发代号。
  • 技术特点‌:采用帧内预测、整数变换、多尺寸块运动补偿等,在同等画质下比MPEG-2节省约50%码率,并分视频编码层(VCL)和网络适配层(NAL)设计,适合实时通信和网络传输。
  • 关系‌:H.264既是ITU-T的H.264,也是ISO/IEC的MPEG-4第10部分,由两方联合制定。‌‌

📊 三者区别

维度 JPEG MPEG H.26L/H.264
针对对象 静态图像 运动图像(视频+音频) 视频编码(实时通信/存储)
制定组织 ISO和CCITT联合 ISO与IEC联合 ITU-T VCEG与ISO/IEC MPEG联合
核心压缩 DCT+量化+熵编码 运动补偿+DCT+熵编码 帧内预测+整数变换+熵编码
典型应用 数码照片、网页图片 VCD、DVD、数字电视 蓝光、流媒体、视频会议

简单说,‌**JPEG管"一张图",MPEG管"一段片",H.26L/H.264是更高效的"新代码"**‌,属于视频编码里的压缩效率天花板。

2.7.6.4**.**虚拟现实 VR / 增强现实 AR技术

VR和AR的核心区别:在于‌对现实世界的处理方式完全不同‌。

1)VR完全切断现实、构建全虚拟沉浸空间。创建和体验系世界的计算机仿真系统,利用计算机生成一种模拟环境,使用户沉浸其中,有身临其境的感觉。它采用计算机技术生成一个逼真的视觉、听觉、触觉、味觉及嗅觉的感知系统,用户可以用人的自然技能与这个生成的虚拟实体进行交互,概念包括3层含义:

虚拟实体:使用计算机生成的一个逼真的实体

用户可以通过人的自然技能(头部转动、眼动、手势或其他身体动作)与该环境交互

要借助一些三维传感设备来完成交互,常用的有头盔立体显示器、数据手套、数据服装和三维鼠标等。通过不同的传感技术,分别从视觉、手部、全身、空间操作四个维度,把用户的动作和意图精准传递给虚拟环境,大幅提升沉浸交互体验。

2) AR则在真实场景上叠加虚拟信息,实现虚实共生。增强现实技术 是把原本在现实世界的一定时间和空间范围内很难体验到的实体信息,通过模拟仿真后,再叠加到现实世界中被人类感官所感知,从而超越现实的感官体验。技术包括:

计算机图形图像技术。增强现实的用户可以戴上透明的护目镜,透过它看到整个世界,连同计算机生成而投射到这一世界表面的图像,从而使物理世界的景象超出用户的日常经验之外。这种增强的信息可以是在真实环境中与之共存的虚拟物体,也可以是实际存在的物体的非几何信息。

空间定位技术。为了改善效果,增强现实所投射的图像必须在空间定位上与用户相关。当用户转动或移动头部时,视野变动,计算机产生的增强信息随之做相应的变化。

人文智能。该技术以将处理设备和人的身心能力结合起来为特点,井非仿真人的智能,而是试图发挥传感器、可穿戴计算等技术的优势,使人们能够捕获自己的日常经历、记忆及所见所闻,并与他人进行更有效的交流。

  • **VR(虚拟现实)**‌:完全由计算机生成一个独立的虚拟三维环境,用户通过头显等设备完全沉浸其中,几乎看不到周围真实世界,所有视觉内容都来自虚拟渲染。
  • AR(增强现实) ‌:不替代现实,而是通过摄像头、传感器和计算机视觉算法,把虚拟的3D模型、文本、动画等信息‌叠加到真实场景中‌,让虚拟内容和现实环境实时共存、互为补充。

🛠️ 核心技术差异

维度 VR AR
空间感知 主要靠头显内的陀螺仪、定位系统追踪头部姿态,构建纯虚拟空间 用SLAM算法实现厘米级空间定位,识别现实环境中的物体、平面和光照
显示方式 完全封闭的屏幕,画面全部由设备渲染生成 光学穿透镜片或手机摄像头画面,真实场景+虚拟内容叠加显示
交互逻辑 手柄、头部追踪为主,在纯虚拟空间内完成操作 支持手势识别、语音控制,直接和现实场景里叠加的虚拟物体互动
渲染要求 高帧率沉浸渲染,延迟通常控制在20ms以内避免眩晕 实时虚实融合渲染,单帧渲染耗时≤16ms,保证和现实画面同步

👓 代表设备差异

  • VR:Meta Quest系列、Pico VR等全封闭头显。
  • AR:微软HoloLens系列、各类AR眼镜、手机端AR应用(如宜家家具预览)。

📱 典型应用场景差异

  • VR常见场景‌:沉浸式游戏、虚拟全景旅游、全虚拟空间会议、飞行模拟训练等,完全脱离现实环境使用。
  • AR常见场景‌:工业装配指导、AR图书互动、博物馆AR导览、家居AR预览、医疗手术定位等,都需要依托真实环境发挥作用。

VR/AR技术 主要分为 桌面式、分布式、沉浸式、增强式4种。

总结:VR带你"完全进入虚拟世界",AR给"现实世界加一层信息buff",这是两者最本质的分界。

ok, 今天就到这里吧 🤗


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计算机系统基础知识 1分:概述、计算机硬件、计算机软件

操作系统 3分:进程管理、存储管理、文件管理、设备管理

数据库技术 3分:数据库设计、关系代数、范式、事务并发、数据库安全、新技术

嵌入式技术 3分:嵌入式硬件、嵌入式操作系统、嵌入式软件开发

计算机网络 3分(超纲较多):OSI七层模型、TCP/IP协议族、网络生命周期、IP地址

其他计算机系统基础知识 1分:计算机语言、多媒体、系统工程

系统性能 1分:性能指标、性能设计

信息系统基础知识 3分:信息系统生命周期、开发方法、五大典型系统

信息安全技术基础 5分:安全属性、信息安全技术、网络安全技术、安全协议

软件工程 12分:概述、需求工程、系统设计、运维、测试、基于构件;

面向对象技术 3分:面向对象基础、分析设计、UML关系、图

项目管理 1分:进度管理、配置管理、质量管理、风险管理

系统架构设计 20分:架构概念、生命周期、ABSD、DSSA、架构风格、

架构复用、质量属性、架构评估

软件可靠性 2分:可靠性建模、软件可靠性设计

软件架构的演化和维护1分:架构演化分类、评估、面向对象架构演化

未来信息综合技术 3分:信息物理系统、人工智能、边缘计算、机器人、数字李生、云计算

数学与经济管理 2分:最小生成树、最短路径、网络与最大流量、线性规划、决策论

知识产权和标准化 2分:知识产权属性、保护期限、产权人确定、侵权判定

专业英语 5分:完形填空,大学英语3级难度,自学

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