多媒体装置指利用2种以上的媒体显示内容,例如利用影像、声音、文字、图片…等2种以上媒介的内容。IT与CE设备中,各种多媒体产品如雨后春笋,种类与数量都愈来愈多,体积也愈做愈小,例如多媒体个人计算机、笔记型计算机、手机、游戏机/专业机(如电子字典、电子书阅读机)、MP3/iPod…等音乐播放机、可携式多媒体播放机(PMP)、个人数字导航设备(PND)…等。
目前能够播放影像的多媒体产品,愈来愈热门、强势,这是由于人类80%的感官资源都投注在视觉上,因此影像是人类重要的讯息来源,若加上声音协助,几乎是人类最自然的沟通方式,因此影音多媒体相关产品与应用,自然也成为最受重视的主流媒介。
数字视讯技术自上个世纪90年代开始窜红,首先是VCD这类的数字影像媒介,取代传统模拟的VHS录像带,接着DVD更成为高画质影片播放的代名词,而在2005年起,在消费市场上窜红的可携式多媒体播放机,更彰显这个趋势。原本并不是多媒体播放工具的手机,也加入愈来愈强的影像播放功能,甚至成为比语音通讯更为重要的营销重点。
据DIGITIMES调查,全球数字可携式数字娱乐播放器,预计到2009年都将高速成长,在2009年达到5.78亿台数量。未来,行动电视及PND将整合到数字多媒体播放器中,有些厂商更试着将所有行动需求,包含个人数据处理器、上网浏览、MP3/MP4播放器、影片档案下载、游戏机及电子字典…等功能,通通整合在同1平台上,与多媒体影像功能愈来愈强的手机较量。

图说:具有影像显示能力的PMP播放机,许多专家看好将统一行动视讯接口。(刘家任摄)

图说:手机也是相当被看好的行动视讯平台,不过要在体积愈来愈小的行动装置中,加入强大的影像处理能力,将带给设计者相当大的挑战。(刘家任摄)
看似简单的数字影像播放 实需大量资源支持
以目前科技而言,大量多媒体装置都具有影像播放能力,看起来相当容易,实际上,影像从现实世界抽离出来,并且能够在模拟或是数字的世界播放,却相当困难,主要是视觉是相当复杂的结构,而原本不存在的画面,要让人类感觉到真实的存在与运作,第一要素就是流畅,毕竟现实生活中的影像是实时变化。
要做到真正实时的画面相当困难,通常是利用人类视觉暂留原理来弥补,即短时间内的视觉变化,可以把2以上的影像保留在视网膜上。因此流畅的影像在模拟媒体中,即利用模拟的胶卷不断快速前进,每秒通过镜头24格的方式,播放出在人类眼睛中,感觉流畅的影像。
在数字的世界播放影像,其实也运用类似原理,每秒显示24格以上的画面,不过在数字的世界并没有胶卷,这每秒24格以上的画面,通通需要数字设备由储存装置中撷取出来,再经过一定处理,最后经由数字转模拟过程,才能透过屏幕看到。
以目前视讯标准NTSC(National
Television Standard
Committee)来说,为522线,其中480行被用于画面表现上。如果将NTSC模拟信号转成数字化数据,采用4:3的横纵比,则意味着每行有720个像素。以一张720×480,24位的全彩的NTSC位图来看,其大小为720×480×3Bytes
= 1036800Bytes,约1.037MB。
NTSC电视系统每秒显示29.97张画面,换句话说,当影像讯号以数字化方式呈现时时,每秒大约是29.97×1.0367MB =
31.072MB的数据流过,还不包括声音。在计算机上播放该视讯,则需以每秒超过30MB的速度,将数据由储存媒体中提取,处理后再显示于屏幕上。
未压缩的情况下,1时视讯的流量即可达到97.2GB,显然对于多媒体数据来说,未经压缩处理的原始资料(Raw
data),存放及传输甚至播放都会有问题。因此适当的对多媒体数据进行压缩,以利播放及传递与储存,相当重要。因此从1992年MPEG1影像压缩规格正式成为标准,影像压缩标准就一直呈现进步与发展。
不过就算经过影像压缩,播放数字影像仍然需要消耗大量资源,例如储存数据、流畅译码,甚至稳定的电源供应能力,因此连PC都花了很长一段时间发展,才拥有堪用的影像播放能力。
目前在PC平台上,就连行动为主的笔记型计算机,都已经拥有了强力的中央处理器,相比90年代初期,多媒体处理性能为好几千倍的成长。因此在装上高效能处理器后,一般的纯软件解压缩方案在个人计算机平台上,已经可以达到完美的播放质量与速度。
但是行动装置受限于功耗,几乎不能采纯CPU处理的软件模式,因此都具备了视讯加速芯片,现在市面上的产品,多能够对应MPEG1、MPEG2甚至MPEG4…等影音标准,不过在新趋势下,这样的产品又面临更艰难的挑战。

图说:H.264压缩格式让运算资源充沛的PC,都遇到软件译码的困境,甚至需要强化GPU的硬件译码能力,才能顺畅播放,不过PC的处理模式,消耗太多资源与电力,无法套用到CE产品上。(唐鸿摄)
高画质与网络化要求 新一代视讯播放又遇难题
数字视讯技术面对的各项议题,包括数字视讯的编/译码算法,如MPEG-4、H.264、VC-1、数字视讯的接口端子HDMI、DisplayPort、数字视讯的广播技术DVB-H、MediaFLO…等发展。
视讯相关应用的装置也相当热门,例如新次代的电视游乐器如:Nintendo Wii、Sony
PS3…等,都内建视讯播放功能、Apple也发表Apple
TV、Google收购YouTube影音网站…等重要发展、还有IPTV、HDTV的蓄势待发,视讯会议与视讯电话逐渐发展,甚至各种视讯监控保全的重要性愈来愈被重视,即可得知视讯应用的蓬勃发展。
