前言

　　《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》第3版教材于2008年定稿出版發(fā)行。從技術(shù)上看，當(dāng)時(shí)許多新技術(shù)正處在開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)過(guò)程中，如H.265/HEVC、移動(dòng)多媒體等技術(shù)，現(xiàn)已趨成熟。從國(guó)外的多媒體技術(shù)課程來(lái)看，教學(xué)內(nèi)容已不再局限于多媒體本身，已經(jīng)擴(kuò)展到多媒體系統(tǒng)。

　　“多媒體系統(tǒng)”這個(gè)名稱(chēng)已在科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)中頻繁出現(xiàn)，越來(lái)越多地把它作為學(xué)術(shù)雜志的名稱(chēng)、學(xué)術(shù)會(huì)議的名稱(chēng)、教科書(shū)的名稱(chēng)，國(guó)外許多高等院校把它作為本科生、研究生的課程名稱(chēng)。從多媒體系統(tǒng)角度考慮，本版教材在內(nèi)容上做了較大幅度的增減，使《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》更趨完整，可把它理解為“多媒體系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)”。

　　一、教材內(nèi)容的組織

　　與第3版相比，《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》第4版教材變動(dòng)較大的部分如下:

　　(1)增加了字符編碼和字體技術(shù)，系統(tǒng)介紹了漢字編碼的過(guò)去和現(xiàn)在，彌補(bǔ)了過(guò)去多媒體教材沒(méi)有字符技術(shù)的遺憾。

　　(2)參照國(guó)外多媒體系統(tǒng)課程的教學(xué)大綱，較系統(tǒng)地介紹了多媒體互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和寬帶接入因特網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。寬帶接入包括有線寬帶、無(wú)線寬帶和移動(dòng)寬帶接入，技術(shù)基礎(chǔ)包括有線和無(wú)線數(shù)據(jù)通信學(xué)科方面的知識(shí)。

　　(3)為減少教材篇幅，第3版中的不少內(nèi)容沒(méi)有保留，但仍然有參考價(jià)值，如介紹HTML和XML的多媒體內(nèi)容處理語(yǔ)言。

　　《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》第4版教材的內(nèi)容組織成如下三個(gè)部分。

　　第一部分:多媒體壓縮和編碼(第2～14章)，介紹文字、聲音、圖像和數(shù)字電視媒體的基本知識(shí)、壓縮技術(shù)和編碼方法。

　　第二部分:多媒體光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)(第15～17章)，介紹CD、DVD、HD�睤VD和藍(lán)光盤(pán)的存儲(chǔ)原理和存儲(chǔ)格式。

　　第三部分:多媒體網(wǎng)絡(luò)(第18～32章)，以多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)質(zhì)量(QoS)為中心，介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、寬帶(有線、無(wú)線和移動(dòng))接入因特網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)。

　　每章均附有練習(xí)和思考題，用于輔助讀者掌握本章的要點(diǎn)；每章內(nèi)容的來(lái)源都列出了參考文獻(xiàn)和站點(diǎn)，讀者可用于加深對(duì)教材內(nèi)容的理解和擴(kuò)大知識(shí)面。

　　二、教材的使用建議

　　本版教材系統(tǒng)介紹了多媒體系統(tǒng)的核心技術(shù)，在內(nèi)容上力求選用相對(duì)成熟和實(shí)用的新技術(shù)，在技術(shù)原理闡述和解釋上力求清楚準(zhǔn)確。

　　為保持多媒體技術(shù)基礎(chǔ)教材內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，本教材不免與其他學(xué)科教材有些交集。此外，教材中包含許多技術(shù)背景和技術(shù)細(xì)節(jié)，目的是為更好地理解技術(shù)原理。在上述思想指導(dǎo)下，使本教材的篇幅較大。

　　對(duì)本教材的使用，編者還是建議，教師有所教有所不教，學(xué)生有所學(xué)有所不學(xué)。具體建議詳見(jiàn)本教材第3版前言。

　　三、衷心感謝

　　《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》由林福宗主持編寫(xiě)，參加編寫(xiě)工作的教授、專(zhuān)家和高級(jí)程序員有黃民德、汪健如、黃國(guó)健、林彩榮和張哲等。特別感謝中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)張鈸教授長(zhǎng)時(shí)期的直接指導(dǎo)和各方面給予的實(shí)質(zhì)性支持；感謝我們課題組所有老師和碩博研究生為本教材所做的貢獻(xiàn)；感謝使用本教材的師生和技術(shù)人員給予我們的熱情鼓勵(lì)和提出的寶貴建議。

　　林福宗

　　退休單位:清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系

　　電子郵件地址:linfz@mail.tsinghua.edu.cn

　　2017年3月1日第3版前言

　　本教材第2版于2001年定稿，2002年9月第一次印刷。當(dāng)時(shí)許多新技術(shù)還沒(méi)有出現(xiàn)或正在開(kāi)發(fā)之中，如MPEG��4AVC/H.264(2003年)和XML1.1(2006年)。有些當(dāng)時(shí)認(rèn)為比較有前途的技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)更新，如普遍認(rèn)為2002年公布的SIP(RFC3261)比1996年公布的H.323更簡(jiǎn)單。根據(jù)筆者過(guò)去幾年的科研、教學(xué)和觀察，教材中的大部分內(nèi)容都適合當(dāng)前使用，因此確定第3版教材的修改方針是保留第2版的體系結(jié)構(gòu)、更新部分章節(jié)內(nèi)容和增加新內(nèi)容。

　　一、教材的組織結(jié)構(gòu)

　　為保持多媒體技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的完整性，第3版教材仍由多媒體壓縮和編碼、多媒體存儲(chǔ)、多媒體傳輸和多媒體內(nèi)容處理語(yǔ)言共四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成。

　　第一部分：多媒體壓縮和編碼(第2～13章)，主要介紹聲音、圖像和數(shù)字電視的基本知識(shí)、壓縮與編碼方法。

　　第二部分：多媒體存儲(chǔ)(第14～16章)，主要介紹CD、DVD、HD�睤VD和BD(Blu�瞨ayDisc)光盤(pán)的存儲(chǔ)原理和多媒體在光盤(pán)上的存放格式。

　　第三部分：多媒體傳輸(第17～20章)，主要介紹多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、因特網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議和多媒體傳輸?shù)幕�礎(chǔ)知識(shí)。

　　第四部分：多媒體內(nèi)容處理語(yǔ)言(第21～22章)，主要介紹HTML和XML的基礎(chǔ)知識(shí)。

　　為幫助讀者加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，每章后面都有練習(xí)和思考題，但這些題目沒(méi)有難度，教師可增加一些有一定深度的練習(xí)和思考題。

　　每章后面都有參考文獻(xiàn)和站點(diǎn)，列出它們有兩個(gè)目的：(1)表示在編寫(xiě)本教材過(guò)程中訪問(wèn)過(guò)相關(guān)站點(diǎn)，參考或引用了相關(guān)內(nèi)容；(2)更重要的是為讀者提供進(jìn)一步學(xué)習(xí)的指南，教師要鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)上網(wǎng)查閱。雖然到本書(shū)截稿時(shí)每個(gè)網(wǎng)址都有效，但以后可能會(huì)有變化。

　　二、教材修改的內(nèi)容

　　在第2版教材基礎(chǔ)上，第3版教材做了如下修改：

　　(1)考慮到視像壓縮技術(shù)在多媒體產(chǎn)品和各種服務(wù)中的重要性，因此增加了一章專(zhuān)門(mén)用來(lái)介紹MPEG��4AVC/H.264。此外，考慮到光盤(pán)存儲(chǔ)器在多媒體存儲(chǔ)方面的重要性，因此增加了HDDVD和Blu�瞨ayDisc的內(nèi)容。

　　(2)考慮到網(wǎng)上多媒體應(yīng)用如火如荼，如IP電視、IP電話、即時(shí)通信和多媒體會(huì)議，因此重寫(xiě)了第三部分(第17～20章)，突出了多媒體傳輸或稱(chēng)多媒體通信技術(shù)。

　　(3)考慮到20世紀(jì)90年代末期開(kāi)展的內(nèi)容處理已成為重要的研究方向，因此在第22章（XML語(yǔ)言）中增加了XML新版本的內(nèi)容。HTML和XML等標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)并將繼續(xù)對(duì)日益增長(zhǎng)的包括移動(dòng)通信在內(nèi)的多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和多媒體電子出版業(yè)等行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

　　(4)為降低教材篇幅，第2版中的部分內(nèi)容沒(méi)有保留，如MIDI系統(tǒng)。

　　(5)XHTML是用XML重寫(xiě)的HTML版本，2008年1月介紹的HTML5(也稱(chēng)XHTML5)也是用XML編寫(xiě)的。因此本版教材沒(méi)有保留第2版中的第23章(XHML語(yǔ)言)。

　　三、教材的使用建議

　　國(guó)內(nèi)許多大學(xué)開(kāi)設(shè)多媒體技術(shù)課程已有多年，在網(wǎng)上看到許多兄弟院校在教材建設(shè)和課程教學(xué)方面已有很多很好的經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)和借鑒他們成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為使用或打算使用本教材的老師和同學(xué)提出如下建議供參考。

　　1.有所教有所不教

　　在編寫(xiě)本教材過(guò)程中筆者注意到，國(guó)外有些信息技術(shù)學(xué)院從本科到研究生階段，每個(gè)年級(jí)都開(kāi)設(shè)內(nèi)容不同、深淺不同的多媒體課程，既有廣度又有深度。考慮到我國(guó)目前的多媒體課程教學(xué)計(jì)劃一般只安排一個(gè)學(xué)期，學(xué)時(shí)也不多，因此教師可采用有所教有所不教和有所學(xué)有所不學(xué)的策略。任課教師可根據(jù)自己的興趣和專(zhuān)長(zhǎng)、學(xué)生已有的基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)方向，有的放矢地選擇其中的部分內(nèi)容。對(duì)于不作為重點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，如果有需要，學(xué)生自己就會(huì)主動(dòng)去鉆研。

　　2.教材作為參考書(shū)

　　對(duì)于信息技術(shù)課程的教材來(lái)說(shuō)，寫(xiě)進(jìn)正式出版的教材的內(nèi)容通常是比較成熟的，即使是剛剛出版的教材，其內(nèi)容也不一定新。據(jù)觀察，許多大學(xué)的多媒體課程內(nèi)容是當(dāng)前最新的技術(shù)，教師都有自己編寫(xiě)的教學(xué)提綱和材料，而把正式出版的教科書(shū)列為必要的參考材料加以推薦。這不是說(shuō)正式出版的教材不重要，而是通過(guò)教授新技術(shù)來(lái)帶動(dòng)基本原理的學(xué)習(xí)。其結(jié)果是學(xué)的內(nèi)容先進(jìn)，學(xué)的基礎(chǔ)扎實(shí)。

　　本教材共22章，比較系統(tǒng)地介紹多媒體技術(shù)。筆者有意使本教材覆蓋多方面的重要技術(shù)，努力選取相對(duì)比較新的和實(shí)用的技術(shù)，力圖對(duì)多媒體技術(shù)原理解釋清楚和準(zhǔn)確。因此可把本教材作為多媒體技術(shù)課程的起點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上教授最新的技術(shù)。

　　3.用課程設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)

　　凡任課教師都很清楚，教一本書(shū)不等于開(kāi)設(shè)一門(mén)課程。為配合我校加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)改革，更好地激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論和技能的積極性，清華大學(xué)出版社出版了經(jīng)過(guò)多年實(shí)際使用的《多媒體技術(shù)課程設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)輔導(dǎo)》。學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)反響強(qiáng)烈，由于嚴(yán)格實(shí)施“允許參考不許抄襲”的措施，學(xué)生普遍認(rèn)為真正學(xué)到了知識(shí)。

　　輔助教材擬了多個(gè)難易程度不同的設(shè)計(jì)題目，每個(gè)題目都有原理介紹和示例。為便于學(xué)生撰寫(xiě)和教師評(píng)估課程設(shè)計(jì)報(bào)告，規(guī)范了課程設(shè)計(jì)報(bào)告的格式。由于設(shè)計(jì)題目的難度不大，任課教師可根據(jù)情況，從中選擇一個(gè)或兩個(gè)題目，也可在輔助教材所列的“參考選題”或其他參考選題中增加或更改設(shè)計(jì)題目。課程設(shè)計(jì)要求使用MATLAB語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)镸ATLAB是攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生和博士生必須掌握的基本工具。

　　4.用評(píng)估系統(tǒng)引導(dǎo)

　　評(píng)估系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)形的指揮棒，可以引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向。教授本教材是多媒體技術(shù)基礎(chǔ)課程中的一個(gè)部分，而課程設(shè)計(jì)是課程的另一個(gè)重要組成部分。因此筆者的課程評(píng)估采用了“基礎(chǔ)知識(shí)書(shū)面開(kāi)卷考試約占50%，課程設(shè)計(jì)約占50%”的方法，但對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以在評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)或在所占分?jǐn)?shù)的比例上加以調(diào)整。

　　5.教學(xué)輔助材料

　　為本教材準(zhǔn)備的電子版的輔助材料有四個(gè)部分：(1)練習(xí)與思考題參考答案；(2)課程設(shè)計(jì)參考答案；(3)正式出版的本教材中的插圖，為制作電子版講課提綱提供方便；(4)講課提綱(PPT格式)。這些材料可在清華大學(xué)出版社的網(wǎng)站上下載，也可在http://www.csai.tsinghua.edu.cn/linfzmmc/上下載。

　　四、關(guān)于中文術(shù)語(yǔ)

　　隨著信息科學(xué)和技術(shù)日新月異，新術(shù)語(yǔ)不斷涌現(xiàn)，同時(shí)也給一些老術(shù)語(yǔ)賦予了新的含義，使用準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)有利于信息的交流。為使本教材中的中文術(shù)語(yǔ)盡量準(zhǔn)確，筆者查閱了許多著名的英文詞典，閱讀了許多相關(guān)的科學(xué)和技術(shù)文獻(xiàn)，參考了全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)2002年公布的《計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)名詞》。

　　在本教材中，有幾個(gè)常用術(shù)語(yǔ)有必要在此說(shuō)明：(1)用“視頻”作為video的釋義是物理概念上的錯(cuò)誤。video的真實(shí)含義是由一系列圖像組成的(電)視(圖)像，確切的中文譯名應(yīng)該是“視像”�！耙曨l(videofrequency)”是電視信號(hào)頻率的簡(jiǎn)稱(chēng)，在ITU�睷BT.601標(biāo)準(zhǔn)中，頻率范圍是0～6.75MHz。(2)不論什么場(chǎng)合，用“音頻”作為audio的釋義也是物理概念上的錯(cuò)誤。audio是指人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)可感知的聲音，是聲音(sound)的同義詞，作名詞時(shí)的確切中文術(shù)語(yǔ)應(yīng)該是“聲音”�！耙纛l(audiofrequency)”是聲音信號(hào)頻率的簡(jiǎn)稱(chēng)，頻率范圍通常認(rèn)為是15～20000Hz。(3)“分組交換(packetswitching)”是一個(gè)不確切的中文術(shù)語(yǔ)�！皃acket”的含義是一個(gè)由收、發(fā)送地址和實(shí)際數(shù)據(jù)組成的“數(shù)據(jù)包”，確切的術(shù)語(yǔ)應(yīng)該是“包交換”。(4)“組播(multicast)”是一個(gè)容易被誤認(rèn)為“收發(fā)關(guān)系顛倒”的術(shù)語(yǔ)，本教材使用“多目標(biāo)廣播”。盡管我們習(xí)慣使用2～3個(gè)字構(gòu)成的術(shù)語(yǔ)，但“多目標(biāo)廣播”是顧名就可思義的術(shù)語(yǔ)，即一個(gè)發(fā)送者向多個(gè)接收者(多目標(biāo))傳送(廣播)數(shù)據(jù)的意思。

　　五、衷心感謝

　　特別感謝中國(guó)科學(xué)院院士張鈸教授多年來(lái)的直接指導(dǎo)和各方面給予的實(shí)質(zhì)性支持；衷心感謝我們課題組(智能多媒體組)所有老師和碩博研究生為本教材所做的貢獻(xiàn)；衷心感謝使用本教材的老師和學(xué)生給予我們的熱情鼓勵(lì)和提出的寶貴建議。

　　參加本教材編寫(xiě)工作的有林彩榮、朱高建、朱高東、黃民德和謝霄艷，他們?cè)诙嗝襟w語(yǔ)言、程序設(shè)計(jì)、多媒體通信、教育技術(shù)、軟件評(píng)估、科研和教學(xué)方面都有各自的專(zhuān)長(zhǎng)。

　　林福宗

　　清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系

　　智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

　　電子郵件地址：linfz@mail.tsinghua.edu.cn

　　2008年10月15日