多媒体技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:陈明

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2004-7-1

价格:21.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302088332

丛书系列:

图书标签:

• 多媒体技术
• 多媒体应用
• 数字媒体
• 图像处理
• 音频处理
• 视频处理
• 计算机技术
• 信息技术
• 通信技术
• 网络技术

《数字媒体概论：从信息源到呈现的变革》 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字媒体领域概览，重点关注信息从捕获、处理、存储到最终用户体验的完整生命周期。我们聚焦于支撑现代媒体内容制作、分发和消费的底层技术原理、行业标准以及最新的发展趋势。 第一部分：数字媒体的基石——理论与编码 本部分将数字媒体的本质建立在坚实的理论基础之上。我们从信息论和信号处理的基本概念入手，解释了为何需要数字化以及数字化过程中面临的挑战。 第一章：信息、信号与量化 模拟与数字的界限： 深入探讨模拟信号的连续性与数字信号的离散性，分析采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）在音视频数字化中的核心作用。 量化误差与动态范围： 详细解析量化过程引入的噪声，讨论位深（Bit Depth）如何决定信号的动态范围和信噪比（SNR），并介绍对数编码（如$mu$-law和A-law）如何优化人耳对低电平信号的感知。 色彩理论的数字表达： 区别于传统的绘画和光学理论，本章侧重于计算机图形学和图像处理中的色彩模型。我们将详尽阐述RGB、CMYK、YUV（或YCbCr）等模型的数学关系、应用场景以及它们在视频编码中的互换机制。特别会分析人眼对亮度和色度的敏感度差异，这是高效压缩的基础。 第二章：数据压缩的艺术与科学 数据压缩是数字媒体的生命线。本章将数字媒体的效率提升归功于压缩算法的精妙设计。 无损压缩技术： 探讨基于统计模型的压缩方法，包括霍夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding），分析它们如何通过概率分布实现高效编码。此外，还会介绍游程编码（RLE）在特定数据类型中的应用。 有损压缩的核心机制： 深入解析有损压缩，特别是心理声学模型（Psychoacoustics）和心理视觉模型（Psychovisual Models）如何指导信息剔除。详述离散余弦变换（DCT）在JPEG和MPEG标准中的核心地位，解释其将空域信息转换到频域的作用，以及量化矩阵如何根据人眼对不同频率的敏感度进行优化。 现代压缩标准概述： 简要介绍H.264/AVC、H.265/HEVC等主流视频编码标准中引入的帧内预测、帧间运动补偿和残差编码等高级技术框架，强调它们在时间和空间冗余去除上的协同作用。 第二部分：媒体的形态与处理 本部分关注不同类型的媒体数据——图像、音频和视频——它们各自的特性、文件格式以及处理流程。 第三章：静态图像处理与格式 像素的组织与存储： 分析位图（Bitmap）数据的内存布局、扫描线（Scanline）的概念，以及常见的像素格式（如RGBA、Indexed Color）。 主流图像文件格式的结构： 剖析TIFF、PNG、GIF、JPEG等格式的内部结构，重点解析它们如何封装元数据（Metadata，如EXIF信息）和应用不同的压缩算法。 图像增强与校正： 探讨数字图像处理的基本操作，包括直方图均衡化、滤波（如高斯模糊、锐化）、色彩空间转换的数学实现，以及如何利用卷积核（Kernel）进行边缘检测。 第四章：数字音频的波形与空间化 波形捕获与再现： 从麦克风的工作原理过渡到数字采样，阐述音频的比特率（Bitrate）和采样率（Sample Rate）对音质的决定性影响。讨论脉冲编码调制（PCM）的结构。 音频压缩与编码： 详细介绍MP3、AAC等感知音频编码（Perceptual Audio Coding）的原理，强调掩蔽效应（Masking Effect）在去除“不重要”声音数据中的作用。 空间音频与声场模拟： 介绍立体声（Stereo）、环绕声（Surround Sound，如5.1、7.1）的声道布局和矩阵编码技术。初步引入基于波束形成和头部相关传递函数（HRTF）的沉浸式音频概念。 第五章：视频流的编码与传输 视频是时间、空间和信息量叠加的复杂产物，其处理流程极具挑战性。 视频序列的组织： 解释视频流如何被分解为I帧（Intra）、P帧（Predicted）和B帧（Bi-directional）进行组织，以及参考帧（Reference Frame）在提高效率中的作用。 运动估计与补偿： 深入剖析块匹配算法（Block Matching）在预测相邻帧内容方面的数学模型，这是视频压缩效率的核心。 色彩子采样（Chroma Subsampling）： 解释4:4:4、4:2:2和4:2:0的数学差异及其在传输带宽和视觉效果之间的权衡。 容器格式与封装： 分析MP4、MKV、MOV等容器文件如何同步解耦的音视频流、字幕轨道和元数据。 第三部分：媒体的交互与分发 本部分关注数字媒体如何在网络环境中实现高效交互、存储和呈现。 第六章：媒体存储与文件系统 数据存储介质的演进： 概述从磁性存储到固态存储的发展对媒体文件的读写性能影响。 媒体文件系统的特性： 探讨专为大容量、顺序读取优化的文件系统（如用于专业视频编辑的系统）与通用文件系统的区别。 元数据管理与索引： 讨论如何有效管理海量媒体资产，包括使用时间码（Timecode）、描述性标签和资产管理系统（MAM）的初步概念。 第七章：网络传输与流媒体协议 随着互联网带宽的增长，媒体传输方式经历了根本性的变革。 实时传输协议（RTP/RTCP）： 解释RTP如何提供高质量的媒体数据传输保障，以及RTCP如何负责质量反馈和同步。 流媒体架构： 区分点播（VOD）和直播（Live Streaming）的需求。深入分析HTTP Live Streaming (HLS) 和Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) 的核心机制，特别是它们如何利用分段传输和自适应码率（ABR）技术来应对网络波动。 内容分发网络（CDN）的原理： 解释CDN如何通过地理分布式缓存来最小化延迟（Latency）和抖动（Jitter），确保全球用户的媒体体验一致性。 第八章：人机交互与沉浸式体验 数字媒体的最终目标是提供有效的人机交互体验。 交互设计原则： 探讨可用性（Usability）和用户体验（UX）在媒体播放器、编辑界面设计中的体现。 时间同步与延迟管理： 分析音频、视频和用户输入之间同步的挑战，尤其是在低延迟通信场景下的解决方案。 未来接口的展望： 初步引入虚拟现实（VR）和增强现实（AR）中媒体内容的呈现方式，探讨3D环境中的光照、纹理和空间音频的集成挑战。 总结 本书通过对这些关键技术领域的深入剖析，旨在构建一个完整的数字媒体技术框架，使读者不仅理解“如何观看和收听”，更理解支撑这一切背后的复杂工程与数学原理。

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这本《多媒体技术与应用》的阅读体验，简直是一场知识的深度潜水。作者对基础概念的梳理极其到位，无论是图像处理中的像素矩阵变换，还是音频压缩中的心理声学模型，都用非常清晰的逻辑串联起来。我尤其欣赏它在理论讲解中穿插的实际应用案例，比如高清视频编解码标准（如H.265/HEVC）的演进过程，它不仅仅是罗列标准，更是深入剖析了为什么需要这样的迭代，解决了哪些关键瓶颈，比如如何平衡码率与视觉质量。书中对于实时流媒体传输协议（RTP/RTCP）的介绍详尽且具有前瞻性，对于网络工程师来说，这部分内容简直是宝典级别的参考资料，详细解释了拥塞控制和丢包恢复的机制，这在当前直播和在线教育爆炸性增长的背景下，显得尤为重要。此外，书中关于3D图形渲染流水线的描述，从几何数据的准备到光栅化和最终的像素填充，步骤清晰，配图精准，让一个初学者也能快速建立起完整的认知框架。读完这部分，我感觉自己对数字媒体的底层逻辑有了前所未有的掌握感，不再满足于表面的“会用”，而是开始理解“如何实现”和“为何如此设计”。

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翻阅这本书的时候，我最大的感受是它的时代前沿性。它对新兴技术领域的覆盖和分析，显示出编撰团队紧跟技术发展的步伐。尤其是在人工智能与多媒体结合的部分，关于深度学习在超分辨率重建（Super-Resolution）和场景理解中的应用，讨论得非常深入。它没有泛泛而谈，而是具体分析了GANs（生成对抗网络）如何被用于修复老旧图像或生成逼真的视频内容，并且对这些方法的局限性，比如计算资源需求和模型泛化能力，进行了坦诚的批判性评价。对于版权保护这一棘手的问题，书中介绍的数字水印技术，从可见水印到不可见隐写术的演变，阐述得非常透彻，不仅有理论基础，还涉及到了具体的实现算法和对抗性攻击的防御策略。这本书的结构非常适合专业人士进行快速的技术调研和知识回顾，它像一本工具书一样，在需要查找特定领域（比如实时通信中的QoS保证机制）时，能迅速定位并提供精准的、可立即应用的知识点，查找效率极高。

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不得不说，这本书的视角非常独特，它没有仅仅停留在技术规格的罗列上，而是巧妙地将“艺术审美”和“工程实现”两大领域进行了深度融合。例如，在探讨色彩空间转换（RGB到YUV）时，它不仅给出了数学公式，还探讨了不同色彩空间对人眼感知差异的影响，这对于从事视频后期制作或者游戏开发的同行来说，是极具启发性的。我特别喜欢其中关于用户体验（UX）在多媒体交互设计中的地位的章节。作者论证了高效的媒体加载策略和流畅的动画过渡如何直接影响用户留存率，而不是将这些视为“软件工程的附属品”。书中引用的案例大多来自业界顶尖公司的实践，比如虚拟现实（VR）内容的分发挑战和低延迟音频的优化策略，这些实战经验的分享，远比教科书式的理论传授来得更有价值。这本书的写作风格非常“务实”，它不追求华丽的辞藻，而是用精确的术语和严谨的论证构建起一个坚实的知识堡垒，让人感觉到作者是一位经验丰富、洞察深刻的行业老兵。

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这本书的叙述节奏感把握得非常好，它不会让人感到内容的堆砌或疲劳。前期的基础铺垫扎实，为后续复杂的应用场景打下了坚实的地基。我尤其欣赏它在讲解数字音频处理时，对时域和频域变换的循序渐进的引导。作者首先用傅里叶级数解释了周期信号的构成，然后自然过渡到傅里叶变换（FT）和快速傅里叶变换（FFT）在频谱分析中的应用，这种由浅入深的逻辑链条，极大地降低了理解难度。在处理视频编码时，书中对运动估计和补偿算法的描述，生动形象地解释了“时间冗余”是如何被高效利用的。我感觉作者仿佛坐在我旁边，一步步拆解复杂的编码器流程，而不是冷冰冰地给出公式。这种教学相长的文字风格，使得阅读过程充满了探索的乐趣，让我愿意主动去深挖每一个技术细节背后的原理。

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这本书的广度令人印象深刻，它似乎涵盖了从底层硬件接口到顶层应用生态的每一个关键环节。例如，它对多媒体数据在不同存储介质（如SSD与传统HDD）上的I/O性能差异进行了分析，这在关注系统级优化的开发者眼中是非常有价值的补充信息。此外，书中还专门辟出篇幅讨论了跨文化背景下的多媒体内容适应性问题，比如不同地区对隐私保护法规（如GDPR）对数据采集和传输的影响，这拓宽了传统技术书籍的视野，使其更具全球化视野。在网络传输一章，对WebRTC的P2P连接建立过程，包括ICE、STUN和TURN服务器的作用，阐述得细致入微，几乎可以作为实战部署手册来参考。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一份行业生态的深度报告，它让读者明白，多媒体技术的“应用”远不止于软件编程，它渗透在硬件设计、网络架构乃至法律合规的方方面面。

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