第3版前言

近年来，多媒体技术经历了翻天覆地的变化，移动多媒体技术普及，5G网络全面推进，智能视频监控系统应用广泛。多媒体技术及其产品现已成为信息时代计算机产业的重要支柱，而以应用为导向的多媒体技术受到了前所未有的关注，特别是以人工智能为核心的智能系统，包括图像分析与理解、视频分析与理解、自动化动画技术、虚拟现实和增强现实等，已成为当前的研究前沿和应用热点。在这一背景下，多媒体课程依然是计算机科学与工程学科的核心必修课程，课程内容也随着技术的飞速发展不断迭代。本书从多媒体系统的研究、开发与应用角度出发，力求全面、细致地引导读者深入理解并掌握多媒体技术及应用。

本书共分为7章，涵盖图像、音频、视频、动画4种类型多媒体处理技术及应用。教材针对这4类多媒体，先从基本概念入手，详细介绍压缩和编码技术，概述每种多媒体处理任务的操作流程，重点突出了深度学习在不同类型多媒体中的应用，阐述了每种多媒体处理任务涉及的主流工具软件，最后结合特定的软件给出多媒体处理综合应用示例。第1章介绍多媒体技术的基础知识，包括多媒体和多媒体技术的基本概念、多媒体项目的创作流程、美学与多媒体设计，以及多媒体设备的工作原理；第2章探讨数字图像的基本概念、压缩方法与标准、图像处理的常用操作、深度学习在图像理解中的应用，同时阐述了常用的图像处理工具软件，深入介绍了采用MATLAB进行图像处理综合示例；第3章介绍了音频处理技术，包括音频的基本概念、音频压缩与编码技术、水声图像处理、常用的音频处理工具软件以及基于Adobe Audition的音频处理综合示例；第4章在图像和音频处理技术的基础上，深入探索视频处理技术，包括视频压缩基础、视频压缩与编码技术、视频处理任务操作、视频处理工具软件以及基于Filmora的视频制作综合示例，为了解决传统下载式视频传输的效率问题，提供更加灵活、实时的内容交互体验；第5章深入探讨流媒体技术，包括流媒体技术基础、多媒体网络的服务质量、流媒体技术原理、边缘计算以及基于VLC的视频直播综合示例；第6章讲述动画处理技术的原理与方法，包括动画基础知识、关键帧动画、3D角色动画、动画制作工具软件以及基于3ds Max的3D动画制作综合示例；第7章探索网络多媒体程序设计，包括HTML5、CSS3、JavaScript、Python等编程语言和多媒体的交互，此外，介绍了虚拟现实和增强现实的多媒体开发技术。

在本次修订中，本书重新调整了章节结构，将上一版的第8章经典的多媒体应用系统内容深化到前7章中而删除原第8章；在第4章视频处理技术后紧接上一版的第7章流媒体技术作为新版第5章，体现流媒体技术在视频处理技术和动画处理技术中起到的承上启下作用。本书强化了以下方面的内容更新和扩展： 第1章新增了智能多媒体设备的相关内容，并结合人工智能技术探讨了这些智能设备带来的挑战和机遇；第2章增加了人眼结构相关知识，能够使读者更清晰地了解图像的基础概念，更新图像压缩技术一节，添加了最新的图像文件格式和编码标准，深入探索图像处理技术中的图像理解研究方向，添加了基于深度学习的图像目标识别模型YOLOv3和Faster RCNN，修改了基于MATLAB的图像处理综合示例；第3章增加了水声图像处理技术，将音频制作软件Goldwave修改为Audition，新增了音频处理技术的研究方向；第4章添加了视频处理任务常用操作，重点探讨了基于深度学习的视频多目标跟踪技术，修改了基于Filmora的视频制作综合示例；第5章删除了三网融合的视频监控应用，新增了关于5G和边缘计算的前沿知识，修改了基于VLC的视频直播综合示例；第6章删除了Flash相关知识，新增了3D角色动画特别是骨骼绑定、动作捕捉等智能技术，添加了动画制作常用工具软件，修改了基于3ds Max的3D动画制作综合示例；第7章全面更新了网络多媒体程序设计的内容，涵盖了现代前端开发技术的最新进展HTML5、CSS3和JavaScript及其在多媒体系统中的应用，此外还介绍了虚拟现实（VR）和增强现实（AR）开发的相关理论及应用。

多媒体技术及应用（第3版）在本书的修订过程中，我们特别注重培养学生的基础知识掌握和分析问题的能力，尤其强调了实践与应用性教学，旨在提升学生解决实际问题的能力。书中每一章均详细介绍了与理论知识相关的工具软件的使用方法，并对典型应用实例进行了深入解析，特别是通过MATLAB编程、Simulink仿真、OpenCV开发直观地讲解了图像处理和多媒体数据处理的方法。为了提高学生的自主创新能力，本书的每一章都加入了多媒体处理的研究方向，特别是深度学习在不同类型多媒体中的前沿应用，鼓励学生深入探索先进的多媒体技术。为方便教师授课和学生自学，本书配备了互动式多媒体教学课件，涵盖了各类工具软件的使用教程及相关实验的详细步骤。教师可以直接通过这些课件进行教学，学生也可以利用课件进行自学，强化实践操作能力。

本书的编写不仅强调了技术知识的传授，还融入了课程思政元素，特别是在人工智能技术和多媒体系统开发的教学中引导学生善于发现美，强调工匠精神和精益求精的态度，培养学生在实际工作中注重细节、追求卓越的品质。这种精益求精的态度不仅体现在编写代码或设计系统中，还贯穿于制作多媒体项目的每一个环节，由此着重培养学生的个人责任感、团队协作能力和自主创新精神。

在本书的编写过程中，得到了所在单位及研究室成员的大力支持，在此表示衷心感谢。作者深知书中可能仍存在不足之处，诚挚希望广大读者批评指正。

付先平2025年12月