3G網(wǎng)絡(luò)上的視頻應(yīng)用

講授人：Terry Windeatt 2004/07/26

實(shí)施總述

　　在經(jīng)過(guò)了3年的期盼之后，等待終于結(jié)束了：第3代移動(dòng)通訊服務(wù)（3G）終于在英國(guó)開(kāi)始展開(kāi)了。在2003年的3月3日，和記電訊向全英國(guó)推出了名為"3"服務(wù)的市場(chǎng)推廣攻勢(shì)。在承諾提供一系列嶄新的諸如視頻呼叫、衛(wèi)星定位和高速上網(wǎng)等的服務(wù)內(nèi)容的同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)為有史以來(lái)最具風(fēng)險(xiǎn)性的一項(xiàng)投資的大肆宣傳，實(shí)質(zhì)性地做了一項(xiàng)值得眾人矚目和敬佩的工作。

　　本報(bào)告提供了有關(guān)在3G網(wǎng)絡(luò)的視頻性能背后技術(shù)和服務(wù)方面的深入論述，并以3G提供給移動(dòng)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)性能為中心概要介紹3G的架構(gòu)，同時(shí)也簡(jiǎn)述在英國(guó)的3G實(shí)施現(xiàn)狀。

　　"多媒體消息服務(wù)（MMS）"標(biāo)準(zhǔn)的審定，主要著重對(duì)其視頻媒體能力和所要求的視頻編碼算法等方面評(píng)估。這些算法，如隨后介紹的H.263和MEPG-4將根據(jù)其在手持式終端上的移動(dòng)無(wú)線環(huán)境中的使用進(jìn)行比較。

　　現(xiàn)時(shí)3G網(wǎng)絡(luò)所提供視頻服務(wù)，以Sony Ericsson Z1010此種3G終端作為應(yīng)用實(shí)施對(duì)象來(lái)進(jìn)行推介。這些服務(wù)包括視頻呼叫，視頻消息傳送和通過(guò)消息及流方式的內(nèi)容分發(fā)。

　　在今后的應(yīng)用中，將針對(duì)潛在的廣泛的可利用的移動(dòng)視頻服務(wù)而展開(kāi)。新產(chǎn)生的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)將與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)一同呈現(xiàn)在大眾面前供作比較。

一、 介紹

　　當(dāng)前，移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，給個(gè)人通訊提供一個(gè)新的方式。在現(xiàn)時(shí)可行的新服務(wù)和應(yīng)用中，移動(dòng)視頻技術(shù)是最為吸引人的一種。它使得移動(dòng)用戶在分享他們的體驗(yàn)、情感以及他們?cè)L問(wèn)信息和娛樂(lè)內(nèi)容的方式發(fā)生了巨大的變化。

　　第一波"實(shí)況"3G網(wǎng)絡(luò)所提供的視頻服務(wù)可分為如下三類：呼叫，消息傳送和內(nèi)容分發(fā)�；趥鹘y(tǒng)陸路通訊網(wǎng)絡(luò)的視頻呼叫未曾實(shí)現(xiàn)過(guò)，這部分歸咎于成本方面的問(wèn)題但主要還是由于視頻質(zhì)量偏低。3G網(wǎng)絡(luò)所提供的帶寬終于為視頻呼叫提供了一個(gè)適合的傳送媒體，而且，由于近期在視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)方面的進(jìn)步，所傳送圖象質(zhì)量也顯著提高。

　　視頻消息傳送旨在建立在過(guò)往5年里文本式（SMS）消息傳送的爆炸性增長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，使得用戶能創(chuàng)造及分享媒體內(nèi)容。就如同新近在2.5G網(wǎng)絡(luò)上所實(shí)現(xiàn)的相片消息傳送一樣，視頻消息傳送是基于多媒體信息服務(wù)（MMS）標(biāo)準(zhǔn)的，它是一個(gè)由稱為"第三代合作計(jì)劃（3GPP）"的組織所開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　盡管"視頻消息傳送"主要還是限于用戶間的通訊，"視頻內(nèi)容分發(fā)"則將由服務(wù)供應(yīng)商發(fā)送給用戶。這種應(yīng)用的可能范圍幾乎是無(wú)限的，如在英國(guó)，首個(gè)3G供應(yīng)商"3"在初期提供的服務(wù)包括了ITN新聞公告板、英國(guó)超級(jí)足球聯(lián)賽精選以及電影發(fā)行時(shí)的介紹短片等。同時(shí)，這些信息是以視頻消息傳送的形式，下載（通過(guò)所謂的"推"或者"拉"的方法）到終端并由用戶在其方便的時(shí)候進(jìn)行回放的。在未來(lái)，服務(wù)供應(yīng)商分發(fā)模式的發(fā)展趨勢(shì)將是在實(shí)況（例如突發(fā)性新聞）和離線內(nèi)容（例如整部電影宣傳短片）上實(shí)現(xiàn)流式傳送的實(shí)時(shí)化。

　　雖然在成本和電池壽命上，仍然制約著用戶從現(xiàn)有的移動(dòng)服務(wù)遷移到新的技術(shù)，但移動(dòng)終端技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)將高分辨率彩色屏幕和照相機(jī)結(jié)合于一體。

　　為3G服務(wù)所作出的等待是漫長(zhǎng)的，這部分要?dú)w咎于為了保證相互兼容性和互可操作性所做出的涉及面廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化工作。這些標(biāo)準(zhǔn)保證了在用戶體驗(yàn)上的達(dá)到一個(gè)可以接受的水平，如果沒(méi)有它們，那么移動(dòng)通訊巨大的潛在能力將被拙劣的兼容性、不可靠的服務(wù)以及有限的漫游能力所阻礙。本報(bào)告將深入探討部分標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)發(fā)送視頻服務(wù)到3G終端起到了一定的幫助。

二、 3G網(wǎng)絡(luò)概述

1. 什么是3G？
　　移動(dòng)通訊的集聚以及因特網(wǎng)一直領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)稱為第三代移動(dòng)服務(wù)的技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)旨在高速帶寬無(wú)線鏈路上實(shí)現(xiàn)基于IP（網(wǎng)際協(xié)議）的服務(wù)。在這技術(shù)之前，已經(jīng)在80年代出現(xiàn)了最初的第一代模擬移動(dòng)電話網(wǎng)以及在過(guò)去10年里爆炸性擴(kuò)張的第二代數(shù)字GSM網(wǎng)絡(luò)。第三代（3G）服務(wù)不僅僅是提供移動(dòng)設(shè)備的Web快速接入，而且在通訊、信息訪問(wèn)、商業(yè)運(yùn)作、學(xué)習(xí)和娛樂(lè)方面都采用煥然一新的方式�？焖俚臄�(shù)據(jù)速率與擴(kuò)展多媒體和娛樂(lè)內(nèi)容一道將以一種革命性的方式，增強(qiáng)移動(dòng)因特網(wǎng)的使用效能，而不象2G網(wǎng)絡(luò)時(shí)WAP技術(shù)所帶給人那樣的失望。

　　3G以WCDMA的形式推出寬帶無(wú)線通訊服務(wù)，這種形式理論上的訪問(wèn)速度達(dá)到了每秒2兆比特（2Mbits/s）。相比較今天的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，3G顯著提高了網(wǎng)絡(luò)的容量，這對(duì)于高度密集的區(qū)域來(lái)說(shuō)是相當(dāng)需要的。這樣一來(lái)，運(yùn)營(yíng)商可以給更多的用戶提供支持，同時(shí)提供更為豐富的服務(wù)。WCDMA同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)聲音、視頻和電郵等幾項(xiàng)數(shù)據(jù)服務(wù)的同步訪問(wèn)。

　　除了基于數(shù)據(jù)包的核心網(wǎng)絡(luò)和WCDMA無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)之外，3G技術(shù)還包括了許多2G系統(tǒng)的革新。一個(gè)典型的例子就是MMS服務(wù)，它使得豐富的多媒體信息交換成為可能。

2. 線路交換和數(shù)據(jù)包交換

　　在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上有兩種數(shù)據(jù)通訊的方法。線路交換法包含了數(shù)據(jù)呼叫的建立，它類似于建立一個(gè)語(yǔ)音呼叫，但數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而非語(yǔ)音的傳遞則除外。數(shù)據(jù)可以在呼叫正在進(jìn)行中時(shí)在呼叫線路上進(jìn)行傳送。另外的一個(gè)方法就是數(shù)據(jù)包交換。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備有一數(shù)據(jù)包需要傳送時(shí)，它將此數(shù)據(jù)包在沒(méi)有建立呼叫的情況下傳送到網(wǎng)絡(luò)上。由于無(wú)須建立呼叫，數(shù)據(jù)包交換方式有時(shí)被稱為"總是在線"。有關(guān)2G（GSM）網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包服務(wù)的補(bǔ)充，常被稱為2.5G（GSM-GPRS）。如果網(wǎng)絡(luò)是支持?jǐn)?shù)據(jù)包交換并且提供了寬帶接入的，那它就被稱為3G。

　　3G標(biāo)準(zhǔn)所要求的最低數(shù)據(jù)傳輸速率,在線路交換方式上為64Kbps，而在數(shù)據(jù)包交換方式上為144Kbps帶寬。

3. 3G在英國(guó)
　　2000年春季所進(jìn)行的20年期限3G許可牌照的拍賣，為英國(guó)政府獲得了多達(dá)222億英鎊的巨額收入，而第一個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)才剛剛在英國(guó)推出。在為獲取許可而進(jìn)行的巨額投資以及建立新網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的巨額成本之下，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商正為能從其投資中獲取回報(bào)而面臨前所未有的壓力。網(wǎng)絡(luò)的推出一次次地被推遲，而且直到現(xiàn)在仍然有四個(gè)獲得許可的運(yùn)營(yíng)商仍然未有任何推出該網(wǎng)絡(luò)的跡象。

　　運(yùn)營(yíng)商們傾向于等待，但同時(shí)他們也在為3G電話開(kāi)發(fā)出更多的應(yīng)用程序，以此來(lái)幫助其獲得最大的回報(bào)。缺少賣點(diǎn)的產(chǎn)品自然難以吸引用戶從成熟的2G市場(chǎng)上遷徙到3G上，尤其是在手持設(shè)備和線路租用成本的增加更是致命的因素。3G的成功，必須依靠適路可銷的產(chǎn)品并結(jié)合優(yōu)秀的用戶體驗(yàn)。而且，到現(xiàn)在也很難說(shuō)是否"3"能兌現(xiàn)其所承諾的。

三、3GPP MMS標(biāo)準(zhǔn)概述

1. 介紹
　　3GPP多媒體消息系統(tǒng)（MMS）標(biāo)準(zhǔn)的的主要目標(biāo)是提供一個(gè)框架，以供進(jìn)行豐富媒體的消息交換，這類似于在GSM網(wǎng)絡(luò)上流行的基于文本的SMS服務(wù)。和SMS一樣，MMS不是實(shí)時(shí)的，但卻已經(jīng)突破了其前者（僅支持最多160個(gè)字符的文本）的限制，它準(zhǔn)許用戶深入使用從圖象到音頻、視頻等范圍廣泛的各種類型媒體。MMS標(biāo)準(zhǔn)可以在WAP或者IP協(xié)議上實(shí)現(xiàn)消息的交換，同時(shí)也迎合了對(duì)未來(lái)各種新內(nèi)容類型的支持需要。3GPP并沒(méi)有對(duì)MMS服務(wù)本身進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，而是詳細(xì)闡明了MMS服務(wù)推行上服務(wù)能力特性的標(biāo)準(zhǔn)化集合。


　　本概述提供了有關(guān)MMS標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)要介紹，主要針對(duì)視頻內(nèi)容交換方面的內(nèi)容�；镜腗MS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖 1。

2. 所支持的媒體類型
　　指定由MMS標(biāo)準(zhǔn)支持的媒體格式現(xiàn)行集合如表1所示。SMIL和XHTML標(biāo)準(zhǔn)用于定義在MMS消息里各種各樣的媒體組件的布局和行為。

媒體 格式
文本 純文本，純Unicode字符
語(yǔ)音 AMR和AMR-WB
聲頻 MPEG-4 AAC LC （LTP可選）
合成聲頻 SP-MIDI
靜態(tài)圖象 JPEG和JFIF
位圖圖象 GIF87a，GIF89a，PNG
視頻 （如下）
矢量圖形 SVG-Tiny

表1 MMS所支持的媒體格式

3. 所支持的視頻解碼器

　　考慮現(xiàn)有的一一系列視頻解碼器，對(duì)于移動(dòng)設(shè)備而言，要支持其中大部分的類型是不切實(shí)際的。為了克服這一問(wèn)題并且減少移動(dòng)設(shè)備為支持視頻回放所需要的支持，MMS標(biāo)準(zhǔn)聲明只明確支持一種視頻解碼器，另外的2個(gè)作為候選支持。所列明的解碼器如表2所示。

視頻解碼器 需求性
H.263 Profile 0 Level 10 要求
H.263 Profile 3 Level 10 可選
MPEG-4 Visual Simple Profile Level 0 可選

表2 MMS所支持的視頻解碼器

4. 文件格式

　　MMS標(biāo)準(zhǔn)所指定的文件格式是3GGP文件格式，它帶有3GP的文件擴(kuò)展名，并且是在ISO基礎(chǔ)上的媒體文件格式。一個(gè)3GP文件可以包含多種媒體類型但最多僅支持一條視頻通道，一條音頻通道和一條文本通道。該中文件必須完全獨(dú)立封裝并且不包含文件外部的媒體引用。

　　這種文件格式可以用來(lái)發(fā)放采用MMS的媒體片段。為了對(duì)用戶在媒體方面的要求更予更好的回應(yīng)，該文件格式支持累進(jìn)式的下載，這樣一來(lái)終端就可以在文件被完全下載前開(kāi)始回放。為了支持累進(jìn)式的下載方式，文件的創(chuàng)作必須遵循某些指引。首先，文件的開(kāi)頭必須放置會(huì)話信息，這樣一來(lái)終端才能判斷媒體的類型。媒體通道必須插入到文件中，這樣一來(lái)客戶端才能輪流接收到每種媒體類型。

5. 尋址
　　MMS標(biāo)準(zhǔn)要求以移動(dòng)用戶的電話號(hào)碼（MSISDN）或者電郵接收人（例如joebloggs@hotmail.com）為標(biāo)識(shí)來(lái)發(fā)送消息。更而且，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)指定單一消息必須可以為多個(gè)接收人設(shè)定地址。這種可圈可點(diǎn)的增強(qiáng)特性使得SMS系統(tǒng)的單一移動(dòng)接收尋址相形見(jiàn)絀。

6. 發(fā)送
　　MMS標(biāo)準(zhǔn)訂明了可供消息提交和傳送的幾個(gè)不同的選擇。首先，用戶可以從他們的移動(dòng)終端上提交消息，這與現(xiàn)有的SMS服務(wù)是一樣的。另外的一個(gè)方式就是網(wǎng)絡(luò)能自動(dòng)地將消息"推"給接受人（例如由于新聞?dòng)嗛喎⻊?wù)的需要）或者從一個(gè)用戶所要求的終端上"拉"來(lái)消息（例如一個(gè)需要公司傳送財(cái)務(wù)報(bào)表的請(qǐng)求）。MMS標(biāo)準(zhǔn)提供了信息傳送上的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能，而不僅僅是一種郵箱類型的模式（電郵類型）。

　　在其他各種服務(wù)當(dāng)前正處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)（例如瀏覽Web），移動(dòng)終端必須能同時(shí)接收MMS的消息，并且必須能將消息發(fā)送進(jìn)行流式化。這樣一來(lái)，用戶能在消息完全下載到電話之前打開(kāi)并且查看它。

四、3G視頻標(biāo)準(zhǔn)

1. 介紹
　　3G網(wǎng)絡(luò)上用于視頻通訊的3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義了使用于視頻消息傳送（參看3.3部分）和視頻呼叫的視頻解碼器。在交換線路上實(shí)行64kbps速率的實(shí)時(shí)呼叫時(shí)，H.263是推薦標(biāo)準(zhǔn)，如圖2所示。可選的其他視頻解碼器中，MPEG-4和H.261不是標(biāo)準(zhǔn)所要求的，但可作為可能的候選標(biāo)準(zhǔn)。


2. 用于視頻會(huì)議的H.261運(yùn)動(dòng)視頻編碼
　　作為標(biāo)準(zhǔn)中的H.320組的視頻解碼器組件，ITU-T Recommendation H.261標(biāo)準(zhǔn)支持視頻會(huì)議應(yīng)用方面的視頻編碼。H.261算法原先是作為在ISDN上的視頻會(huì)議和視頻電話所開(kāi)發(fā)的，提供數(shù)倍于64Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。在以前，它設(shè)計(jì)用于雙路視頻通訊但僅停留再兩種固定圖象的解析方式，即公有媒介格式（CIF）和四分之一CIF格式。視頻信息以Y，Cr，&Cb組件表示，如表3所示。

解析方式 亮度（Y） Cr Cb 最大幀速率/秒
QCIF 176X144 88X72 88X72 29.97
CIF 352X288 176X144 176X144 29.97

表3 H.261所支持的分辨率

　　許多的H.261應(yīng)用包含有在64Kbps或者128Kbps ISDN連接上的視頻通訊。在采用這些傳輸速率的情況下，需要較大的壓縮比率，通常選擇QCIF作為解析方式，在這種情況下，源幀率限制在約每秒10幀左右。H.261編碼算法是以離散余弦變換（DCT）壓縮方式和宏塊子圖象運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間預(yù)測(cè)的方式的。當(dāng)H.261此種解碼方式工作于128Kbps的速率或之下時(shí)，一個(gè)明顯的特征就是所解碼視頻訊號(hào)衰減，如果運(yùn)動(dòng)突然增加的話圖象會(huì)被"分解"。由于3G網(wǎng)絡(luò)上可提供64Kbps的線路交換通道，很顯然，H.261標(biāo)準(zhǔn)以前是不適合的，這也促成了對(duì)H.263標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)。

3. 用于低速率通訊的H.263視頻編碼
　　ITU-T H.263編碼算法是H.261的擴(kuò)展。H.263描述了一種算法，有如H.261，該算法在宏塊結(jié)構(gòu)上采用了DCT、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、可變長(zhǎng)編碼（VLC）和標(biāo)量量子化等技術(shù)。該推薦標(biāo)準(zhǔn)在低速率的情況提供了更高質(zhì)量的視頻，這與H.261有如下幾方面的不同：

　　
  • 帶半象素預(yù)估的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償（這與H.261中的全象素正好相反），產(chǎn)生了有所改善的動(dòng)態(tài)預(yù)估并減少了預(yù)測(cè)錯(cuò)誤。

    • 　　
  • PB幀模式（可選）。兩個(gè)幀被編碼為一個(gè)單位：通過(guò)前后P幀的雙向預(yù)測(cè)，使得下一個(gè)P幀（從前一個(gè)P幀中預(yù)測(cè)到轉(zhuǎn)發(fā)）與B幀結(jié)合在一起。這種模式是基于使用在MPEG標(biāo)準(zhǔn)中B圖象的。

    • 　　
  • 重合塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償

    • 　　
  • 與先進(jìn)的預(yù)測(cè)模式配合實(shí)現(xiàn)無(wú)限制的運(yùn)動(dòng)矢量作業(yè)，允許運(yùn)動(dòng)矢量在圖象區(qū)域意外布點(diǎn)。


    • 　　總的看來(lái)，對(duì)于同等圖象尺寸和可覺(jué)察的圖象質(zhì)量來(lái)說(shuō)，H.263系統(tǒng)主要提供了比H.261高150%的性能上改進(jìn)。

    　　對(duì)于有限屏幕尺寸的移動(dòng)終端而言，H.263推薦標(biāo)準(zhǔn)最為顯著的意義就是準(zhǔn)許sub-QCIF(或者4CIF和16CIF)附加輸入解析方式。Sub-QCIF(SQCIF)圖象格式提供了128X96象素的亮度分辨率，這對(duì)于移動(dòng)終端上的視頻呼叫而言是相當(dāng)足夠的了。

    　　指定用于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的特性和層次關(guān)系到H.263標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)附件，該附件定義了一部分優(yōu)選的特性組合。表2中所列出的必選和可選的H.263信號(hào)編碼器，都共同采用同一層（10）但在特性方面則有所不同（0-要求；3-可選）。相關(guān)的描述可以在表4中查得�？蛇x的第3個(gè)特性描述了一個(gè)采用H.363更多特性的、更為復(fù)雜的編碼解碼技術(shù)，該技術(shù)能對(duì)圖象質(zhì)量的改進(jìn)和減少移動(dòng)終端的速率起到一定作用，但這同時(shí)可能會(huì)消耗更多的電力并降低回放性能。

    H.263特性/層次 總結(jié)
    第10 層 - 支持QCIF和SQCIF解碼方式
      - 數(shù)據(jù)流達(dá)到了64Kbps
      - 幀速率最大可達(dá)15fps
    特性 0 基線特性
      有關(guān)H.263推薦標(biāo)準(zhǔn)（不帶可選特性）的基本操作
    特性 3 第2版本交互及流式無(wú)線特性
      基線特性再加上如下特性：
      - 高級(jí)INTRA編碼方式
      - 解鎖式過(guò)濾器
      - 切片式結(jié)構(gòu)
      - 改良的量子化方式

    4. MPEG-4 Visual

    　　MPEG-4 Visual標(biāo)準(zhǔn)是全面的MPEG-4基于對(duì)象的媒體工具集的一個(gè)子集，主要針對(duì)一系列范圍廣泛應(yīng)用的視頻編碼方式，包括移動(dòng)通訊。容錯(cuò)性以及高效率的特點(diǎn)使得這種編碼方式尤其適合于3G的應(yīng)用。

    　　MPEG-4 Visual以特性進(jìn)行組織并在這其中定義了不同的層次。特性定義了工具集的子集，而層次則關(guān)系到計(jì)算方面的復(fù)雜程度。在這些特性中，"簡(jiǎn)單可視化特性"提供了容錯(cuò)（通過(guò)數(shù)據(jù)分割，RVLC，再同步標(biāo)識(shí)和頭部擴(kuò)展編碼等方式）和較低的復(fù)雜性，這對(duì)于諸如移動(dòng)終端等嵌入式應(yīng)用程序而言是尤其重要的。MPEG-4允許不同的輸入格式，包括常見(jiàn)的QCIF和CIF解析方式。同時(shí)它在基線方便也與H.263相兼容。

    　　3GPP文件格式列明了對(duì)MPEG-4 Visual簡(jiǎn)單特性0層次的可選性支持。該特性被設(shè)計(jì)用來(lái)針對(duì)屏幕尺寸小、能耗低的無(wú)線嵌入式的應(yīng)用。0層次有如同其他簡(jiǎn)單特性層的功能性但有著如下的局限性：最大分辨率是QCIF，最大幀速率是15fps并且對(duì)象最多只有1個(gè)。

    五、3G上的視頻應(yīng)用

    　　近來(lái)，英國(guó)的大眾人士已經(jīng)可以嘗試使用3G供應(yīng)商（和記電訊3G，商標(biāo)為"3"）首次提供的嶄新服務(wù)。雖然這些服務(wù)并不代表著一種綜合或者成熟的視頻應(yīng)用方面的選擇，但不管怎么樣他們還是提供了跨越不同機(jī)制的內(nèi)容。這些應(yīng)用的實(shí)例按照Sony Ericssond的第一款3G手機(jī)Z1010（即將面市）的具體情況總結(jié)如下。Z1010是一種雙模式手機(jī)，支持WCDMA（3G）和GSM-GPRS（2.5G）。它支持語(yǔ)音、線路交換數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)等傳送方式。


    1. 呼叫
    　　可以證明，3G電話最具傳奇性、最可稱得上賣點(diǎn)的就是它能實(shí)現(xiàn)兩路視頻呼叫的能力。視頻呼叫在兩個(gè)3G用戶間的64Kbps交換線路上實(shí)現(xiàn)。置于電話前面板頂部照相頭以15fps的速率捕獲SQCIF或QCIF格式的圖象。所獲取的視頻信息進(jìn)而使用H.263（0特性10層）進(jìn)行編碼并發(fā)送到其他用戶的屏幕上，反之亦然。

    　　Z1010提供了多達(dá)65536種顏色、176X220分辨率的屏幕，這樣在進(jìn)行視頻呼叫時(shí)其他信息可以同時(shí)顯示于屏幕上�；赥FT技術(shù)的屏幕還可以在較暗的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)背光。多數(shù)的電話還可以選擇在屏幕中顯示一個(gè)更小的窗口，這樣一來(lái)，用戶既可以看到自己，也可以看到接收人的圖象了。

    　　當(dāng)然，由于，由于用戶雙方都必須在同一個(gè)WCDMA發(fā)射器覆蓋范圍內(nèi)，這種服務(wù)還是有著局限性的。這是由于GSM-GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)法提供供視頻呼叫的足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

    　　很明顯，視頻呼叫設(shè)備的硬件要求包括了照相機(jī)和大彩色屏幕等。實(shí)時(shí)視頻編碼解碼所需的能耗也是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。拋開(kāi)編碼器緩存因素不說(shuō)，由于數(shù)據(jù)是以流式進(jìn)行實(shí)況傳送的而非存儲(chǔ)后播放的，所以這種應(yīng)用不需要終端上其他額外的存儲(chǔ)空間。

    2. 消息傳送
    　　除了現(xiàn)行的MMS照片消息傳送之外，3G網(wǎng)絡(luò)還可以用于將較短的視頻剪輯傳送到其他移動(dòng)用戶或其他因特網(wǎng)用戶。視頻剪輯的尺寸根據(jù)3GPP規(guī)范的定義，限制在100千字節(jié)下的SQCIF或QCIF分辨率模式。根據(jù)分辨率選擇的不同，可供發(fā)送的錄制時(shí)長(zhǎng)最大約為15秒。

    　　MMS標(biāo)準(zhǔn)允許所捕獲的視頻內(nèi)容嵌入到小型的媒體演示中，可以包括聲音、圖象和文本等信息。隨后，它可以通過(guò)移動(dòng)終端或者電郵地址發(fā)送到任意數(shù)量的接收者那里。那些沒(méi)有適合電話可以接受信息的的接收著將得到一個(gè)文本消息，告訴他們?nèi)绾螐腗MS的Web門戶網(wǎng)站上檢索到MMS消息。設(shè)想一下有這樣一個(gè)用于創(chuàng)作MMS消息的移動(dòng)終端支持累進(jìn)式文件下載方式，那么接收者可以在消息完成全部下載前開(kāi)始查閱信息。

    　　MMS消息傳送預(yù)計(jì)會(huì)延續(xù)GSM電話上SMS系統(tǒng)那種廣受歡迎的局面，尤其是當(dāng)越來(lái)越多人升級(jí)到帶相機(jī)的手機(jī)并能夠快速方便地創(chuàng)作他們自己的多媒體內(nèi)容時(shí)。由于MMS視頻消息儲(chǔ)存方面存在的問(wèn)題，那些首先沾手這類電話的人們，很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)其本身內(nèi)存空間的不足。其中的一個(gè)解決的方法（已經(jīng)由T-Mobile在2.5G網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施）就是為服務(wù)訂戶們提供個(gè)人的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)空間，減少電話內(nèi)存方面的壓力。同時(shí)可移動(dòng)存儲(chǔ)記憶槽的加入也將緩解內(nèi)存問(wèn)題，諸如Sony的DUO記憶棒。

    3. 內(nèi)容分發(fā)：消息傳送
    　　除了視頻呼叫和點(diǎn)到點(diǎn)視頻消息傳送之外，"3"的市場(chǎng)推廣活動(dòng)同時(shí)也著重于為用戶提供多種多樣的內(nèi)容。這些內(nèi)容使用和MMS同樣的分發(fā)模式但可以讓用戶下載更大型的文件。這樣一來(lái)，將內(nèi)容"推"給 大眾用戶就成為了可能�？梢垣@得的這些內(nèi)容包括來(lái)自ITN的新聞公告板和英超聯(lián)賽精選等，而且?guī)缀趺刻於紩?huì)陸續(xù)有新種類的內(nèi)容加入近來(lái)。

    　　圖4展示的是一個(gè)英超聯(lián)賽精選節(jié)目屏幕截圖。這個(gè)文件的擴(kuò)展名是MP4，這正好于3GP是同樣的。（標(biāo)準(zhǔn)化文件擴(kuò)展名）。


    　　再一次的，手機(jī)上有限的視頻存儲(chǔ)空間的問(wèn)題被凸顯了出來(lái)，尤其是對(duì)于尺寸較大的媒體文件來(lái)說(shuō)。

    4. 內(nèi)容分發(fā)：流式發(fā)送
    　　在3G電話上所有傳送方式中，流式應(yīng)用尚未得到充分的開(kāi)發(fā)，但同時(shí)也在未來(lái)也有著最大增長(zhǎng)潛力。在"3"上面，唯一使用流式傳送是一個(gè)電影回顧門戶，該門戶允許用戶可以觀看一小段電影剪輯。但整部電影預(yù)告片仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)流式化播放，即使終端設(shè)備上的屏幕尺寸是有限的。

    　　由于多數(shù)的移動(dòng)終端已經(jīng)配備和必要的解碼器和媒體播放器，真正的流式傳送將對(duì)其有著數(shù)個(gè)要求。對(duì)于用戶或者網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商而言，最大的限制是在過(guò)長(zhǎng)連接到流媒體時(shí)耗費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)資源，這方面顯得極其的昂貴。Z1010電話支持IP上的流式傳送，并使用"實(shí)時(shí)流式協(xié)議"（RTSP）。

    流式應(yīng)用的增長(zhǎng)潛力可以從如下例子中看出：
    <　　li>樂(lè)電視 - 允許用戶多次收聽(tīng)音樂(lè)電視或者音頻唱片，這樣可以讓用戶選擇是否購(gòu)買，還可供其選擇是以電子方式還是用郵寄方式來(lái)送交
    　　
  • 電視 - 錯(cuò)過(guò)了你最喜歡的節(jié)目是嗎？看看或者聽(tīng)聽(tīng)一段5分鐘的精選視頻片段吧。

    • 　　
  • 體育報(bào)道 - 不能到現(xiàn)場(chǎng)觀看大型的重要賽事嗎？看看直播或者精選片段吧。

    • 　　
  • 旅游 - 一路上堵車嗎？調(diào)到當(dāng)?shù)氐穆愤呎障鄼C(jī)去查查合適的路線吧。


    • 　　當(dāng)前只有在遠(yuǎn)東地區(qū)（在那里3G的市場(chǎng)較為成熟些），上述的這些服務(wù)才可以看到。在韓國(guó)3G服務(wù)供應(yīng)商將很可能會(huì)以流的方式實(shí)況傳送電視臺(tái)的節(jié)目到移動(dòng)終端上面了。

    六、移動(dòng)視頻的未來(lái)

    1. 新興標(biāo)準(zhǔn)：H.264/AVC
    　　在接下來(lái)的數(shù)年里，對(duì)于移動(dòng)通訊供應(yīng)商最大的挑戰(zhàn)是如何跟上用戶對(duì)服務(wù)期望的腳步。移動(dòng)終端的改進(jìn)將體現(xiàn)為屏幕和照相機(jī)質(zhì)量在分辨率與對(duì)比度上的迅速提高。用戶理所當(dāng)然地希望在硬件方面的進(jìn)步的同時(shí)，視頻呼叫的質(zhì)量也得到相應(yīng)的提高，但考慮到可供帶寬的現(xiàn)實(shí)情況，唯一可以改進(jìn)的就是視頻編碼方面的算法了。

    　　H.264/AVC是ITU-T視頻編碼專家組（VCEG）和ISO/IEC運(yùn)動(dòng)圖象專家組（MPEG）的現(xiàn)行視頻標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目。該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)旨在開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)單直接的視頻編碼設(shè)計(jì)方案，這種設(shè)計(jì)方案帶有增強(qiáng)的壓縮性能并提供了適用于網(wǎng)絡(luò)的視頻表示方式，這主要用于解決兩路視頻電話和應(yīng)用方面的存儲(chǔ)、廣播和流式化。H.264/AVC已經(jīng)在速率失真效率提供方面取得了明顯的進(jìn)步，它是在與現(xiàn)有的諸如MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)（注意3G的任何終端都沒(méi)有使用該解碼器）的比較中2個(gè)速率保存因素中一個(gè)。

    　　H264/AVC劃分為截然不同的兩個(gè)層，即網(wǎng)絡(luò)抽象層（NAL）和視頻編碼層（VCL）。NAL負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體上、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)以適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行打包。VCL僅負(fù)責(zé)視頻數(shù)據(jù)的表示。這樣一來(lái)，NAL負(fù)責(zé)對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)并給VCL一個(gè)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立接口。

    　　對(duì)于易出錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)而言，比較前一標(biāo)準(zhǔn)，H.264/AVC提供更好的容錯(cuò)能力。它引入了"柔性宏塊排序（FMO）"和交錯(cuò)的概念，這一方式允許在無(wú)光柵掃描排序的條件下實(shí)現(xiàn)宏塊傳送。"數(shù)據(jù)分割"則是標(biāo)準(zhǔn)所包含的另一個(gè)容錯(cuò)機(jī)制。在底層網(wǎng)絡(luò)所提供的是不對(duì)等的錯(cuò)誤保護(hù)條件下，這三個(gè)特性根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先性的不同來(lái)減少視覺(jué)贗象的產(chǎn)生。另外的兩個(gè)特性，冗余切片和零碎宏塊則提供了針對(duì)預(yù)估間錯(cuò)誤擴(kuò)散的額外保護(hù)措施。

    　　即便在高速帶寬應(yīng)用中已經(jīng)取得了巨大的改進(jìn)，但看來(lái)H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)也準(zhǔn)備對(duì)現(xiàn)在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中列明的視頻編碼技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。由于在壓縮算法方面涉及到增長(zhǎng)的復(fù)雜性，這將會(huì)在解碼器處理上產(chǎn)生巨大的成本。在嵌入式平臺(tái)（ARM922處理，運(yùn)行頻率為200Mhz）上所最初加入的一個(gè)H.264/AVC解碼器，實(shí)現(xiàn)了在QCIF解析方式下25fps的幀率，這對(duì)未來(lái)的移動(dòng)應(yīng)用起到了一定的鼓勵(lì)作用。

    　　在2003年的第二季度，這樣新的標(biāo)準(zhǔn)將被公開(kāi)，同時(shí)將如H.264和MPEG-4 AVC（同一標(biāo)準(zhǔn)）一樣為眾人所知。

    2. 未來(lái)的應(yīng)用

    　　視頻服務(wù)在未來(lái)的應(yīng)用潛力正于基于因特網(wǎng)的視頻服務(wù)一樣變得多樣化，尤其是對(duì)于處于3G技術(shù)核心的IP網(wǎng)絡(luò)而言更是如此。有關(guān)流式應(yīng)用開(kāi)發(fā)的建議已經(jīng)在第5.4部分列出，當(dāng)然還有可能包括如下的數(shù)種應(yīng)用類型。

    2.1 約會(huì)服務(wù)

    　　采用帶有照相機(jī)功能的電話進(jìn)行內(nèi)容創(chuàng)作的所具備的簡(jiǎn)易性，已經(jīng)讓傳統(tǒng)的5線私人對(duì)話成為遙遠(yuǎn)的過(guò)去。簡(jiǎn)短的視頻消息可以于個(gè)人的文本介紹以及相片一同上傳到服務(wù)供應(yīng)商那里，這樣單身人士可以瀏覽相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)尋找潛在的對(duì)象。當(dāng)他們找到適合的人選時(shí)，他們可以下載其"視頻人物"并決定是否于其聯(lián)系。

    2.2 居家監(jiān)控
    　　與居所聯(lián)系的日益緊密（例如總是處在高速因特網(wǎng)上面）為流式監(jiān)視圖象和視頻的應(yīng)用提供了可能性，這樣以來(lái)居所所有者就可以遠(yuǎn)離居所卻能對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視了。

    2.3 購(gòu)物
    　　無(wú)論是衣物、汽車、休假目的地或者是電腦游戲，有機(jī)會(huì)能看到產(chǎn)品的視頻圖象對(duì)于購(gòu)物者所具備的吸引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜態(tài)的圖象。能在無(wú)須到商店就能看到一件衣服穿戴于身，這樣一來(lái)就可以大大節(jié)省精力和舟車勞頓的時(shí)間。以廣告模式而言，新產(chǎn)品的展示加上以通俗易懂的方式來(lái)指引用戶去購(gòu)物，可能會(huì)產(chǎn)生非常有趣的結(jié)果來(lái)。

    七、結(jié)論

    　　在英國(guó)，3G網(wǎng)絡(luò)的到來(lái)所帶給客戶的，最起碼是一個(gè)建立在量多質(zhì)優(yōu)基礎(chǔ)上的視頻應(yīng)用，盡管其價(jià)格不菲。即使在目前看來(lái)在內(nèi)容的選擇上，在穩(wěn)步增長(zhǎng)的同時(shí)還是相當(dāng)有限的，但其所留給首次使用的用戶們的印象還是鼓舞人心的。修修補(bǔ)補(bǔ)的WCDMA網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于其本身大部分已經(jīng)建成的設(shè)施來(lái)說(shuō)，無(wú)論是針對(duì)于呼叫還是下載等的視頻應(yīng)用來(lái)說(shuō)，其用戶的增長(zhǎng)規(guī)模還是極其有限的。究其原因，主要是因?yàn)槿绻殖衷O(shè)備的用戶無(wú)法在其鄰近找到WCDMA的基站（所覆蓋的區(qū)域），那么也自然無(wú)法享受到視頻方面的服務(wù)，進(jìn)而，取而代之的是他們將不得不接入到2G或者2.5G的網(wǎng)絡(luò)。
    視頻服務(wù)使用得以增長(zhǎng)，前提條件是WCDMA基站的大規(guī)模建立。要吸引更多的服務(wù)訂戶，視頻方面的服務(wù)就必須迅速地多樣化，并且3G電話應(yīng)該成為一個(gè)"必須"的設(shè)備而不是一種高級(jí)的玩具。手持設(shè)備目前存在的問(wèn)題是電池壽命短，但隨著新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，其性能和視頻處理方面的能力將能得到相應(yīng)的提高。

    　　由于3G電話和核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施制造商等的多樣性，為了保證這些設(shè)備的互可操作性，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化方面的問(wèn)題備受關(guān)注。在將來(lái)，H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)和3GPP標(biāo)準(zhǔn)的整合，相比較目前的編碼解碼方式而言，它將以一種"等位速率"的方式大幅度提升所有視頻應(yīng)用的圖象質(zhì)量。實(shí)際上，H.267/AVC與3GPP標(biāo)準(zhǔn)任何一種形式的整合更多的是一種表面的而非實(shí)質(zhì)性的改變。為了將對(duì)標(biāo)準(zhǔn)所做的改變保持在最低限度，H.264/AVC編碼解碼標(biāo)準(zhǔn)更多的是作為一個(gè)可選的編解碼方式而非必選方式加入到主標(biāo)準(zhǔn)中。這樣一來(lái)現(xiàn)有的硬件設(shè)備也就不會(huì)因此被廢棄。

    　　移動(dòng)電話上的視頻服務(wù)經(jīng)常被描述為"殺手應(yīng)用"，這是因?yàn)樗鼈兲峁┝俗钚路f和最具娛樂(lè)性的3G技術(shù)的應(yīng)用，并且也最能吸引新的訂戶。運(yùn)營(yíng)商們是否能在3G上取得成功還是一個(gè)未知數(shù)，但"3"在英國(guó)的運(yùn)營(yíng)，肯定會(huì)是在眾多的制造商、投資商和消費(fèi)者為了一個(gè)可以預(yù)測(cè)的將來(lái)而眾目睽睽下進(jìn)行的。

    八、多媒體技術(shù)縱覽

    　　在EEM.mms模塊上，由各位學(xué)者提供的研討會(huì)概述節(jié)選如下。

    1. 流式視頻

    　　因特網(wǎng)正日益成為豐富媒體內(nèi)容的傳播媒介，尤其是在網(wǎng)絡(luò)帶寬和最終用戶接入速度提高的情況下更是如此。此類媒體一最明顯的例子就是視頻，例如音樂(lè)錄影片，電影預(yù)告片或電視直播等。而所謂的"流式視頻"，就是一種無(wú)須下載整個(gè)文件就能播放實(shí)況或者離線視頻內(nèi)容的技術(shù)。

    　　流式傳送的最基本概念是將每一軌道（視頻和音頻）交叉嵌入到數(shù)據(jù)流中，這樣一來(lái)，解碼器將以零碎的方式來(lái)接收用于重構(gòu)原始發(fā)送內(nèi)容中一小部分片段所需的全部信息。相比較之下，傳統(tǒng)的文件格式連接了不同的軌道，并且需要在回放前完全下載文件。為了克服數(shù)據(jù)包延遲變化和其他的網(wǎng)絡(luò)阻塞，流式傳送技術(shù)采用了流緩沖技術(shù)，以此來(lái)保證被解碼的視頻內(nèi)容能經(jīng)常性地保持順暢，即便這將會(huì)造成在初始的播放中會(huì)有少許延遲。實(shí)時(shí)（或者接近實(shí)時(shí)）狀態(tài)下的視頻編碼方式，使得在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行"實(shí)況"的流式傳送成為可能，例如BBC的News 24節(jié)目。

    　　對(duì)于流式傳送技術(shù)來(lái)說(shuō)，伸縮性是重要的，因?yàn)樗鼘⑹沟孟到y(tǒng)能在無(wú)須超過(guò)用戶連接限制的情況下，為其提供一個(gè)合適的帶寬流傳送。廣大的用戶也將能從中獲益，從無(wú)線移動(dòng)用戶到高速局域網(wǎng)用戶，都可根據(jù)可用帶寬來(lái)獲取合適的媒體傳送質(zhì)量。

    　　現(xiàn)存的還有一些相互競(jìng)爭(zhēng)的流式傳送解決方案，主要的三大解決方案是Apple的QuickTime, Microsoft的Windows Media Server和Real Network Server。每一種解決方案都為各種的IP流式協(xié)議的媒體傳送提供了支持，但壓縮算法的限制性許可措施使得他們的互可兼容性受到了制約。3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的到來(lái)，將很可能出現(xiàn)對(duì)這些競(jìng)爭(zhēng)性的標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)革新，這是由于移動(dòng)設(shè)備因?yàn)槠溆邢薜某叽绾瓦\(yùn)算能力的原因，只能支持流式協(xié)議的一小個(gè)子集。

    2. 顯示技術(shù)

    　　許多年以來(lái)，可視化顯示一直是人機(jī)溝通的一種基本方法，尤其是在圖形用戶界面（GUI）的出現(xiàn)后更是如此。在我們的現(xiàn)代生活中，我們總是被家里、辦公室里、機(jī)場(chǎng)中或旅行轉(zhuǎn)車站的計(jì)算機(jī)顯示器所圍繞著，或者是諸如膝上電腦和掌上電腦等的移動(dòng)設(shè)備所包圍著。

    　　多年來(lái)用于顯示的主流技術(shù)一直是陰極射線顯象管（CRT）。技術(shù)的充分進(jìn)步和全球化的銷售，已經(jīng)使得其成本在穩(wěn)步下降，而顯示的尺寸和質(zhì)量則相應(yīng)提高。但是，CRT顯示器的能耗高，不易攜帶，用戶如果長(zhǎng)時(shí)間使用易于造成眼部疲勞（由于屏幕閃爍）。

    　　近年來(lái)所開(kāi)發(fā)出的液晶顯示技術(shù)（LCD）已經(jīng)開(kāi)始形成規(guī)模，足以取代已經(jīng)老化的CRT技術(shù)。LCD顯示屏能耗很低，重量輕且體積緊湊，并且不易抖動(dòng)和閃爍。研究表明，LCD較CRT能大大減少眼部緊張。早期的LCD由于不均一的亮度而造成了有限的視覺(jué)角度；新的顯示屏則較少存在此問(wèn)題。生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和銷售量的增長(zhǎng)已經(jīng)使得LCD的價(jià)格大幅下降，這使得它能在移動(dòng)電話、數(shù)碼照相機(jī)和移動(dòng)計(jì)算方面的應(yīng)用得以大規(guī)模采用。而在大型屏幕尺寸方面，在筆者撰寫本文的時(shí)候，LCD相比較CRT還是相當(dāng)?shù)陌嘿F的。

    　　最新的能得以大規(guī)模市場(chǎng)化的顯示技術(shù)是等離子屏幕，它主要在大尺寸屏幕上與LCD相競(jìng)爭(zhēng)（例如28英寸）。到了2010年，采用與"3D眼鏡電影術(shù)"相同原理的3D顯示屏預(yù)計(jì)將進(jìn)入市場(chǎng)，應(yīng)用到諸如電影院、視頻游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)和視頻會(huì)議等領(lǐng)域上。

    3. 運(yùn)動(dòng)預(yù)估技術(shù)的應(yīng)用
    　　對(duì)于連續(xù)視頻幀的時(shí)間關(guān)系的分析稱為運(yùn)動(dòng)預(yù)估技術(shù)�，F(xiàn)存有多種的分析方法可供使用，例如"塊匹配"，" 傅立葉技術(shù)"和"特征抽取"等方法。運(yùn)動(dòng)預(yù)估技術(shù)可以用來(lái)改善視頻編碼算法，并對(duì)典型視頻序列中的連續(xù)幀之間關(guān)系進(jìn)行利用，以此來(lái)減少相鄰幀相似信息的重新傳送。所有的MPEG格式和許多的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)（例如H.261和H.263）都使用著運(yùn)動(dòng)預(yù)估技術(shù)的一兩種形式。

    　　運(yùn)動(dòng)預(yù)估技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)不僅僅是在視頻壓縮技術(shù)方面。在電視技術(shù)方面，運(yùn)動(dòng)預(yù)估技術(shù)可以用來(lái)對(duì)攝象機(jī)的移動(dòng)（例如鏡頭的搖動(dòng)）所造成的圖象不穩(wěn)定進(jìn)行彌補(bǔ)并且能使得圖象在平面上的重疊（例如在球場(chǎng)上草地上顯示出足球俱樂(lè)部的標(biāo)志）。

    　　在娛樂(lè)業(yè)，運(yùn)動(dòng)預(yù)估技術(shù)可能已經(jīng)在諸如面部表情識(shí)別等這些領(lǐng)域得到了應(yīng)用。它在數(shù)字化汽車后視鏡方面的使用能根除后視盲點(diǎn)的問(wèn)題，同樣也能對(duì)可能與其他車輛產(chǎn)生的碰撞提出警告。軍事方面的應(yīng)用包括了使用熱視或者夜視技術(shù)來(lái)識(shí)別運(yùn)動(dòng)，或者對(duì)諸如導(dǎo)彈等軍火的跟蹤。

    4. 圖形加速的發(fā)展趨勢(shì)

    　　現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)正日益依賴圖形加速技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)的、以現(xiàn)實(shí)情況下可利用的幀率來(lái)發(fā)送豐富的媒體內(nèi)容。尤其是現(xiàn)今的游戲，如果沒(méi)有高度復(fù)雜的設(shè)備來(lái)生成輸出顯示，那么就根本無(wú)法運(yùn)行。幾乎所有的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都采用協(xié)處理器來(lái)處理圖象的生成，該處理器被稱為圖形處理單位（GPU），它與CPU同步工作。

    　　GPU提供了在處理矢量、3D和材質(zhì)映射操作時(shí)的優(yōu)化指令集，使得現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景能得以重建、活動(dòng)化并獨(dú)立于CPU的實(shí)時(shí)導(dǎo)航。針對(duì)優(yōu)化的軟硬件解決方案，現(xiàn)存有多項(xiàng)不同的標(biāo)準(zhǔn)，例如OpenGL和DirectX，并且在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)明顯，這方面的主導(dǎo)者是NVIDEA和ATI公司。

    　　通過(guò)高級(jí)圖形接口（AGP）連接的最新圖象技術(shù)，為CPU和RAM提供了一個(gè)快速和寬闊的總線。圖形加速器的進(jìn)步所面臨的挑戰(zhàn)包括不斷增長(zhǎng)的AGP總線吞吐量和逐步減少延遲等問(wèn)題。

    5. 光纖
    　　如果沒(méi)有光纖，就沒(méi)有現(xiàn)代通訊。光纖依賴其完全的內(nèi)部反射來(lái)保證光訊號(hào)不會(huì)因?yàn)檎{(diào)制訊號(hào)端到端的傳遞而從玻璃芯部中喪失。相比較通過(guò)通過(guò)銅進(jìn)行電訊號(hào)傳送，光纖減少了損耗和噪音。配合高頻載波的話，光纖能提供更多的帶寬。

    　　載光的芯部由硅二氧化物制成，并使用鍺或鉛基合成物做保護(hù)。多模光纖芯部直徑約50-85μm，由于其較大的散射特性，其有效傳送距離相當(dāng)有限。單模光纖越為10μm，由于其散射性較小，故而傳輸距離較大。

    　　光纖的應(yīng)用并不僅僅是在通訊方面。一個(gè)非常重要的應(yīng)用是在醫(yī)療內(nèi)窺手術(shù)方面，光纖被用于在人體內(nèi)傳送光以便對(duì)手術(shù)區(qū)域照明。它們也少量用在樓宇照明和游泳池中。

    　　現(xiàn)代的光纖發(fā)展包括了"實(shí)波減少散射斜面"（RS）光纖，它提供了更大的數(shù)據(jù)帶寬。

    6.虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）
    　　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以被定義為第一人模擬環(huán)境，人在其中駕御著環(huán)境，與其交互并無(wú)法區(qū)分模擬與現(xiàn)實(shí)。

    　　VR系統(tǒng)有多種分類，按其模擬機(jī)制進(jìn)行區(qū)分。浸入式VR是指用戶的視覺(jué)角度是在模擬環(huán)境中的，例如置頭顯示器（HMD）或者模擬環(huán)境被投射到房間的墻面上等。非浸入式VR則被定義在圖形工作站上所顯示的虛擬環(huán)境。而對(duì)于混合式VR來(lái)說(shuō)，則是指將虛擬圖象疊合到真實(shí)世界的景象的一種方法（例如戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員的HMD）。

    　　VR系統(tǒng)的性能如何，通常采用"每秒最多多邊形"和"幀率"等方式來(lái)衡量。而諸如紋理映射、反鋸齒、Z緩沖法等則在所需場(chǎng)景的高質(zhì)量重建方面有所幫助。人與環(huán)境的交互，可以通過(guò)在結(jié)合3維音效的同時(shí)，采用觸摸和按壓反饋?zhàn)饔闷鱽?lái)得以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感，但這方面也存在諸如用戶的安全性和舒適性等問(wèn)題。

    　　虛擬現(xiàn)實(shí)在娛樂(lè)、醫(yī)療和軍事訓(xùn)練等方面有著廣泛的應(yīng)用。尤其是在利用飛行模擬器來(lái)訓(xùn)練戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員和商業(yè)航空駕駛員方面，可以利用其來(lái)安全地訓(xùn)練緊急著陸。

    翻譯：廣州富年電子科技有限公司 姚薇 校對(duì)：潘勇強(qiáng)

    廣州富年電子公司供稿 CTI論壇編輯


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