第1章融媒體技術基礎

1.1融媒體

1.1.1相關概念

1.1.2媒體分類

1.2融媒體技術及其發展

1.2.1融媒體概念發展

1.2.2融媒體產業發展

1.3融媒體技術的研究領域

1.3.1媒體信息處理技術

1.3.2融媒體網絡傳播技術

1.3.3智能媒體技術

1.4融媒體技術的特點及應用

1.4.1融媒體技術的特點

1.4.2融媒體技術的應用

本章小結

本章習題

第2章數字圖像及視頻技術

2.1數字圖像基礎知識

2.1.1圖像和數字圖像的定義

2.1.2數字圖像的歷史

2.1.3數字圖像的獲取

2.2數字圖像處理的關鍵技術

2.2.1圖像增強

2.2.2圖像去噪

2.2.3空間域上圖像的幾何變換

2.2.4頻率域上圖像的變換

2.3數字視頻基礎知識

2.3.1視頻定義

2.3.2視頻的歷史

2.3.3視頻流的特征

2.3.4視覺暫留

2.3.5主要視頻編碼標準

2.4數字視頻關鍵技術

2.4.1運動特征提取

2.4.2視頻修復

2.4.3視頻檢索

2.5圖像及視頻技術的應用

2.5.1OCR文字識別

2.5.2多媒體通信

2.5.3遙感影像

2.5.4安防監控

本章小結

本章習題

第3章計算機視覺技術及應用

3.1計算機視覺的定義與發展

3.1.1計算機視覺的定義

3.1.2計算機視覺的發展

3.1.3計算機視覺相關學科

3.2深度學習與計算機視覺

3.2.1深度學習

3.2.2深度學習在計算機視覺中的應用

3.3計算機視覺關鍵技術

3.3.1特征檢測

3.3.2圖像分割

3.3.3RCNN繫列算法

3.3.4立體視覺

3.4計算機視覺的實際應用

3.4.1人臉識別

3.4.2三維重建

3.4.3自動駕駛

本章小結

本章習題

第4章數字音頻技術及應用

4.1數字音頻基礎知識

4.1.1基本概念

4.1.2發展歷史

4.1.3數字音頻基本知識

4.2心理聲學模型

4.2.1聲學基本物理量

4.2.2人耳相關發聲及聽覺特性

4.3數字語音技術

4.3.1語音基本概念

4.3.2語音基本特性

4.3.3數字語音通信

4.4語音識別

4.4.1語音識別概述

4.4.2說話人識別

4.5語音編碼與合成

4.5.1語音編碼

4.5.2語音合成

4.5.3AI主播

本章小結

本章習題

第5章計算機圖形與動畫技術

5.1計算機圖形學概念

5.1.1計算機圖形學定義

5.1.2計算機圖形學的研究內容

5.1.3計算機圖形學的相關學科

5.2計算機圖形學的發展及應用

5.2.1計算機圖形學的發展歷史

5.2.2計算機圖形學的應用

5.3色彩

5.3.1色彩基礎

5.3.2色彩三屬性

5.3.3色彩模型

5.3.4色彩對比和感覺

5.4真實感圖形學相關技術

5.4.1基本光學原理和光照模型

5.4.2透明與陰影

5.4.3紋理映射技術

5.5計算機動畫

5.5.1動畫的起源

5.5.2傳統動畫的發展史

5.5.3計算機動畫的發展史

5.5.4計算機動畫關鍵技術

本章小結

本章習題

第6章虛擬現實技術及應用

6.1虛擬現實基本概念

6.1.1虛擬現實定義

6.1.2虛擬現實發展情況

6.1.3虛擬現實主要特征

6.1.4虛擬現實典型設備

6.2虛擬現實關鍵技術

6.2.1動態環境建模技術

6.2.2實時三維圖形生成技術

6.2.3立體顯示和傳感器技術

6.2.4繫統集成技術

6.3在融媒體中的應用

6.3.1沉浸式影視娛樂

6.3.2沉浸式教育培訓

6.3.3虛擬旅遊

6.3.4虛擬醫學

6.3.5模擬軍事

6.3.6虛擬航天航空

6.4AR與MR

6.4.1AR和MR定義

6.4.2AR關鍵技術

6.4.3AR和VR應用領域的區別

本章小結

本章習題

第7章數字遊戲產業與開發

7.1遊戲的界定與分類

7.1.1遊戲的基本概念

7.1.2遊戲的分類

7.2遊戲產業現狀

7.2.1當前世界及國內遊戲產業概述

7.2.25G和虛擬現實等新技術對遊戲產業的影響

7.2.3電子競技遊戲產業

7.3遊戲核心模塊與開發

7.3.1遊戲開發核心模塊

7.3.2遊戲開發基本流程

7.4遊戲引擎簡介

7.4.1遊戲引擎基本概念

7.4.2遊戲引擎基本組成

7.4.3當前主要商業引擎

本章小結

本章習題

第8章數字媒體壓縮技術

8.1數據壓縮的基本原理

8.1.1數字媒體在計算機中的表示

8.1.2數據壓縮的意義

8.2音頻數據的壓縮編碼

8.2.1數字音頻壓縮的基本原理

8.2.2音頻壓縮方法

8.2.3常見音頻壓縮格式

8.3數字圖像的壓縮編碼

8.3.1數字圖像壓縮基本原理

8.3.2二值圖像壓縮

8.3.3圖像壓縮編碼技術

8.3.4圖像的常見壓縮格式

8.4數字視頻的壓縮編碼

8.4.1視頻壓縮基本原理

8.4.2幀間預測

8.4.3編碼標準的發展歷程

8.4.4MPEGX繫列標準

8.4.5H.26x繫列標準

8.4.6AVS繫列標準

本章小結

本章習題

第9章媒體大數據與可視化技術

9.1大數據概述

9.1.1數據的概念

9.1.2大數據的定義

9.1.3大數據的特點

9.2數據分析和數據挖掘

9.2.1數據分析和數據挖掘的定義

9.2.2數據挖掘的作用

9.2.3數據挖掘的標準流程

9.2.4數據分析和數據挖掘的工具

9.3視覺大數據及應用

9.3.1視覺大數據概念

9.3.2視覺大數據應用

9.4可視化技術

9.4.1可視化的概念

9.4.2大數據與可視化

9.4.3可視化發展歷程

9.4.4可視化主要技術

本章小結

本章習題

第10章媒體存儲及網絡傳輸技術

10.1存儲的基本概念及發展歷史

10.1.1數據與信息概述

10.1.2存儲繫統介紹

10.1.3存儲架構的發展

10.2融媒體數據中心

10.2.1數據中心基礎設施

10.2.2數據中心的運作與結構

10.2.3多媒體數據庫

10.3雲計算與融媒體

10.3.1雲計算簡介

10.3.2分級存儲繫統

10.3.3邊緣計算與邊緣緩存

10.3.4現代存儲應用

10.4網絡傳輸技術

10.4.1通信網絡概念

10.4.2有線電視網絡傳輸

10.4.3衛星廣播傳輸

10.4.4移動通信網絡

10.4.55G超高清傳輸

10.4.6視頻會議

10.5三網融合

10.5.1政策及概念

10.5.2技術基礎

10.5.3發展與應用

本章小結

本章習題

第11章融媒體安全技術及應用

11.1融媒體安全概述

11.1.1融媒體安全播出需求

11.1.2相關標準及政策

11.1.3融媒體安全播出機制

11.2密碼學及加密算法

11.2.1密碼學的歷史

11.2.2古典加密算法

11.2.3對稱加密算法

11.2.4非對稱加密算法

11.3數字水印

11.3.1數字水印的概念

11.3.2圖像數字水印算法

11.3.3音頻數字水印算法

11.3.4視頻數字水印算法

11.4生物認證技術

11.4.1生物認證概述

11.4.2生物認證特點

11.4.3生物認證算法

本章小結

本章習題

第12章人機交互技術

12.1人機交互概述

12.1.1人機交互定義

12.1.2人機交互的研究內容

12.1.3人機交互的發展

12.2自然人機交互技術

12.2.1自然人機交互技術的概念

12.2.2自然人機交互技術分類

12.2.3典型示例

12.3交互設計

12.3.1概念

12.3.2研究背景及研究內容

12.3.3設計流程

12.3.4谷歌眼鏡介紹

12.3.5網絡電視

本章小結

本章習題

參考文獻

附錄A縮略詞

數字媒體技術主要研究與數字媒體信息的獲取、處理、存儲、傳播、管理、安全、輸出等環節相關的理論、方法、技術與繫統。它包括計算機技術、通信技術和信息處理技術等各類信息技術，所涉及的關鍵技術主要包括數字媒體信息的獲取與輸出技術、數字媒體存儲技術、數字媒體處理技術、數字傳播技術、數字媒體管理與安全等。“文化為體，科技為媒”是數字媒體的精髓。

經過近十幾年的快速發展，數字媒體技術已經深深融入人們的生活當中。一個典型的應用場景就是媒體融合，主要以各種先進技術引領和驅動媒體的融合發展。利用5G、大數據、雲計算、物聯網、區塊鏈、人工智能等信息技術革命成果，加強新技術在數字媒體傳播領域的研究和應用，推動關鍵核心技術自主創新。通過媒體融合來深化主流媒體體制機制改革，建立適應全媒體生產傳播的一體化組織架構，構建新型采編流程，形成集約高效的內容生產體繫和傳播鏈條。

為了適應技術的快速發展，並促進數字媒體技術相關專業的建設，編者結合自己的專業特長和科研成果，並參考大量國內外的研究成果，編寫了本書。本書從融媒體技術的發展需求出發，全面梳理數字媒體領域的主要技術及其前沿知識。全書共分為12章，各章內容安排如下： 第1章主要介紹融媒體技術的概念、發展、研究領域、特點及相關應用； 第2章主要介紹數字圖像及視頻技術，包括數字圖像和視頻的基礎知識、關鍵技術及其相關應用； 第3章主要介紹計算機視覺技術，包括計算機視覺的概念、關鍵技術及其實際應用； 第4章主要介紹數字音頻技術，包括數字音頻的基礎知識、心理聲學模型以及數字語音相關的知識； 第5章主要介紹計算機圖形和動畫技術，包括計算機圖形學的概念、色彩基礎知識、真實感圖形學和計算機動畫相關知識； 第6章主要介紹虛擬現實技術及應用； 第7章主要介紹數字遊戲開發的相關知識； 第8章主要介紹數字媒體壓縮技術，包括數據壓縮的基本原理、關鍵技術和相關標準； 第9章主要介紹媒體大數據與可視化技術； 第10章主要介紹媒體存儲及網絡傳輸技術，包括存儲的基本概念、融媒體數據中心、雲計算、網絡傳輸技術及三網融合； 第11章主要介紹融媒體安全技術及應用，包括密碼學基礎知識、數字水印和生物認證技術； 第12章主要介紹人機交互技術及交互設計的相關知識。

本書在已有的慕課內容上進行了拓展，力求做到通俗易懂，讀者可以掃描本書封底的“文泉課堂”二維碼，觀看全部章節的視頻講解。本書力求讓讀者了解並掌握數字媒體技術的前沿知識，為後續數字媒體技術專業相關課程的學習打下良好的認識基礎，培養在數字媒體領域深入學習並從事相關研究的興趣。因此，本書特別適合作為高等院校數字媒體技術及相關專業的入門教材，也可以作為高等院校學生、數字媒體從業人員及融媒體行業相關人員的重要參考書。

本書的編寫得到了中國傳媒大學信息與通信工程學院的大力支持。瀋縈華、張嶽、於瀛、雷玲等老師提出了很多寶貴的修改意見，李水晶、袁慧敏、婁興睿、王林青、吳芳、羅聰等同學為部分章節整理了相關的圖表和內容，並精心設計了課後習題。本書的部分內容不僅參考了相關的學術論文，還參考了網絡文章，在此一並表示感謝。

本書盡量結合數字媒體技術的發展及研究成果，但是數字媒體技術發展迅猛，並且涉及面很廣、知識點分散，加上編者水平有限，書中難免有不足之處，懇請廣大讀者和同行批評指正。

本書配有PPT課件、教學大綱和400分鐘教學視頻。讀者掃描封底“文泉課堂”二維碼、綁定微信賬號，即可觀看視頻； 關注封底“書圈”微信公眾號，即可下載課件與大綱。關於本書及資源使用中的問題，可以發郵件至404905510@qq.com聯繫本書編輯。

編者2023年1月