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多媒体技术在公路设计中的应用
赵海军 2009-10-30
（新疆公路规划勘察设计研究院）引言
科学技术的发展，促进了传统的公路设计理念、设计手段的改进。如何将先进技术与公路设计结合起来，使公路设计水平产生质的飞跃，是当前设计行业面临的迫切任务。由于受设计手段的限制，传统的设计将立体的公路人为地分离为平、纵、横独立设计，设计中仅凭设计人员的经验考虑平纵协调、土石方平衡等来控制设计质量，无法反映公路的真实效果以及与周围景观的协调，在进行方案优选及项目决策时，也仅能依靠路线平面图、纵断面图，以及一些生硬的图表做出判断，无法提供形象、生动的资料表达公路的设计成果，对项目的正确决策有很大影响。随着计算机软、硬件技术的飞速发展，计算机多媒体技术在我们的日常生活和工作中逐步普及并呈现不断向各领域渗透之势，它从文字、声音、图形、图像等多种媒介实现人与计算机的无间沟通。尽管多媒体的发展只有短短的十几年时间，但它带给我们的变革却是无法估量的，这也就是为什么需投入大量人力、物力对其进行研究和探讨的关键所在。
近年来，伴随着信息技术的飞跃发展，CAD 应用水平的提高，公路设计已完成了从手工设计到计算机辅助设计，从平纵横分离的二维设计到最终形成路基精确模型的三维设计的技术转化。高水平的公路桥梁CAD 软件，先进的Photoshop、3DSMAX 等图形图像处理软件，Author ware、PowerPoint 以及Flash 等多媒体制作软件的应用使公路设计水平上了一个新台阶，将公路美学及环保原则真正引入了公路设计理念，保证了公路“快速、安全、舒适、经济”设计原则的实现。特别是多媒体技术在公路设计中的应用，既丰富了公路三维设计的内容，又逼真地表现了设计成果，既提高了设计质量，又为项目决策提供了更好的基础。多媒体技术介绍
多媒体技术是随着计算机科学技术的迅速发展而发展的，是集文字、声音、视频、图像、动画等各种信息媒体于一体，并通过计算机进行综合处理和控制，能支持完成一系列交互式操作的信息技术。它可以接收外部图像、声音、录像及各种其他媒体信息，经过计算机加工处理后，以图片、文字、声音、动画等多方式输出，实现输入输出方式的多元化，改变了计算机只能输入输出文字、数据的局限，使计算机变得能说会唱了。多媒体技术有两个显著特点：一是它的综合性，它将计算机、声像、通信技术合为一体，是计算机、电视机、录像机、录音机、音响、游戏机、传真机的性能大综合。二是友好的人机交互性。以多媒体技术制作的产品演示为企业提供了一种全新的广告形式，企业通过多媒体演示可以将产品表现得淋漓尽致，客户则可通过多媒体演示随心所欲的观看广告，直观、经济、便捷，效果非常好。而 在公路行业，则广泛应用于各种汇报、宣传、设计过程演示等，既方便了用户和设计人员对项目的了解，又有利于项目的正确决策。
目前，用于多媒体制作的软件很多，在公路行业，主要使用PowerPoint、Author ware、Flash、Director 等来设计制作。现分述如下：
2.1 PowerPoint ：是微软开发的用于制作多媒体演示文稿的软件，隶属于Office 系列，目前最高版本是PowerPoint XP，它提供了对字幕、声音、图形、图像等的广泛支持。而且，由于Office 系列软件具有相同的用户界面，使得PowerPoint 的使用变得非常简单，即使是初学用户，也能通过其向导轻松制作出专业级别的多媒体演示文稿。
2.2 Author ware ：是Macromedia 公司推出的功能强大的多媒体创作工具，是一个优秀的基于流程图标的交互式多媒体制作软件，它允许开发者使用文字、图片、动画、声音、数字电影等信息来创作交互式应用程序，是一种面向对象的、以图形流程线逻辑编辑为主导、以函数变量为辅助、以动态连接库（D LL）为扩展机制的多媒体工具软件。Author ware 为创作者提供了一个基于流程图和设计图标的开发环境，具备多媒体素材的集成能力和超强的交互控制能力，同时融合了许多程序设计语言的特色，提供了丰富的函数及程序控制功能，特别适合于制作交互能力强、流程控制复杂的多媒体作品，这也是Author ware 区别于其他多媒体创作软件（如Action , Tool Book , Director 等）的最大特点。最新版的Authorware6.0更提供了对Flash 矢量图形和动画、ActiveX 控件、流式传输技术、虚拟现实技术的完善支持，成为多媒体软件开发的首选工具。
2.3 Flash 是Macromedia 公司的一个非常受欢迎的产品，它是一种用于制作和编辑动画及电影的软件，用它可以制作出一种扩展名为．swf 的动画文件。这种动画可以带背景声音并具有较强的交互性；可以插入HTML 里，也可以单独成为网页；可以在专业级的多媒体制作软件Author ware 中使用，还可以独立地制作多媒体教学、多媒体演示和游戏软件等。Flash MX 是Flash 的最新版本，它与以前版本相比增加了许多功能，操作更方便，交互功能也大大加强了。此外，Flash Mx 还拥有自己的编程语言Action script、共享库技术（Shared library）、智能电影片段符号（smart clip）和自定义用户接口(Custom Ul）等。Flash MX 的Action script 是一种基于面向对象的编程语言，语法结构与Java script 相同。web 和多媒体软件设计者完全可以通过Flash 创建字节数很少的、非常生动的动态网页以及多媒体应用软件。Action script 拥有更丰富的指令和函数，而且，它不像其他编程语言那样深奥难懂，它简单易学，即使是初学者也可以轻松上手。
2.4 Macromedia Director 可以说是目前世界上最好的多媒体开发工具，优秀的多媒体光盘绝大多数是用Director 开发的。不论你是多媒体设计专家，还是教育家、工程师以及艺术工作者，你都会发现Director是一套非常理想的创作工具。使用Director 不但可以创作多媒体教学软件，而且可以创建活灵活现的Internet 游戏、多媒体的互动式演示等。目前Director 己经发展到了8.0 版本，功能比以前更加强大了，使用起来也更加方便了，通过使用Behaviors（行为）编辑器，或设置好的Behaviors 库，就可轻松实现各种交互功能。3 多媒体及其主要特征
信息、交流的多媒体指传播信息的载体，主要指感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体。多媒体技术一般指一个领域：对信息处理有关的所有技术和方法。其影响和使用最多的是信息的存在和表现形式，如文字、声音、图形、图像，包括手写文字的计算机识别，文字的传输输出；语言文字的计算机识别及其计算机还原播放；菜单的触摸选择，以及利用计算机转换数字图像，处理加工图像信息。
多媒体呈现以下三大突出特征：
3.1 综合性多媒体技术在多种媒体的运作和完成工作时是力求全方位、多形式地模拟人类的感官和能力，故其应综合了当今最先进的技术和方法。
3.2 集成性指多媒体系统设备的集成，多媒体信息及其表现形式的集成。多媒体系统设备的集成指软、硬件方面具有处理大量信息的高速计算机运行系统，大容量存储系统，宽带网络通信系统，多通道输入、输出系统。多媒体信息及其表现形式的集成指多种不同的媒体信息有机的结合，并组成一个较完整的整体。
3.3 交互性指人与计算机、人与人、计算机与计算机之间的沟通和通信，相互获得对方的信息，交互性是多媒体得以广泛认可的关键。
故多媒体技术是一门计算机技术的综合技术，它包括数字信号处理技术、音频和视频技277 多媒体技术的应用
多媒体技术的开发是20 世纪90 年代计算机发展的又一里程碑，21 世纪是信息化社会，以信息技术为主要标志的高新技术产业在整个经济中的比重不断增长，多媒体技术及其产品是当今世界计算机产业发展的新领域。多媒体技术的应用是指应用多媒体制作软件，将各种媒体素材按照超文本节点和链结构的形式进行组织，形成多媒体应用系统。
4.1 总体规划
优秀的多媒体应该具有丰富的内容，吸引人的界面，良好的交互方式等。所以，应充分考虑到多媒体所面对的对象，演示的环境以及期望达到的效果，在此基础上进行设计，形成一个总体框架。4.2 媒体素材的准备
根据设计所需，准备多媒体素材，应用多媒体编辑工具，包括字处理软件、绘图软件、图像处理软件、动画制作软件、声音编辑软件以及视频编辑软件等进行编辑处理。文字：依据汇报大纲，提炼关键文字，并对字体、大小、颜色进行设计，对段落进行排版；数据部分主要采用表格显示，既直观又清晰。
图片：通过扫描或数码相机实地拍照，再下载至计算机，然后用Photoshop进行加工处理，设置合适的图片色彩、尺寸、格式等。考虑到目前的多媒体计算机及投影仪都具备16 位以上颜色显示，所以我们将图片直接处理成真彩色。
动画：高品质的多媒体作品中离不开大量的使用动画场面，因而动画的创作成为多媒体产品必不可少的一部分。动画部分包括二维动画和三维动画，二维动画主要用Flash 或Director 来设计，主要制作片头及各方案路线走向。由于Rash 动画文件小，播放流畅，且制作方便，所以我们大部分二维动画都是用Flash 来制作的。我们利用Rash 制作出的隐藏式菜单，方便了演示时比较路线的选择，达到了很好的交互效果。三维动画制作首先要创建物体和背景的三维模型，然后让这些物体在三维空间里动起来，可移动、旋转、变形、变色等。再通过三维软件内的“摄影机”去拍摄物体的运动过程，当然，我们也要打上“灯光”最后生成栩栩如生的画面。我们主要制作道路、桥梁、立交及隧道的三维动现，通过先进的数模采集软件及CAD 软件建立道路模型，用专业桥梁建模软件建立桥梁模型，采用3DMAX 建立隧道模型，然后充分利用计算机网络系统资源，应用3DMAX8.0 的网络渲染功能对三维模型进行网络渲染生成AVI 文件。由于3DMAX 生成的A 训文件尺寸较大，在播放时对机器配置要求高，且播放速度缓慢，所以，我们还对动画文件进行后期加工处理。由于AVledit 软件对Avi 文件的压缩率高，且失真小、播放平滑，能达到很好的视觉效果，所以，我们选用A 讥edit 对AVI 文件进行压缩，生成最后演示所用AVI 动画。
声音：我们在多媒体制作过程中主要用到MIDI 音频和波形音频，MIDI 音频主要用作背景音乐，较容易取得，而波形音频要根据需要进行录制。我们一般是利用多媒体计算机，通过可视化的录音及音频处理软件Acoustic 2.02，采用22kHz 采样频率，16bit 量化位数，录音完成后，再进行去噪等操作。
视频：我们主要利用数码摄像机直接从实景中拍摄，比较容易取得，经过Premiere7.0 视频编辑软件进行影片的剪辑、特效合成、音效合成等再创作后成为我们需要的数字视频。数字视频的使用丰富了多媒体的内容，使其变得更加生动、完美，达到了以前传统汇报难以想象的效果。4.3 演示文件的制作
前期准备的多媒体素材分类整理，根据总体规划，用Author ware 构建框架，用PowerPoint 进行图文设计。由于PowerPoint 在制作字幕和图像处理方面较为方便，而Author ware 功能强大，交互性强，且提供了对PowerPoint 文件、Flash 动画、Avi 动画的良好支持，所以，我们在多媒体制作过程中充分考虑了两种软件的优点，使二者相互结合，制作出图文混排、动静相映、形象生动的多媒体演示文稿。最后通过Author ware 打包生成可执行文件。结束语
根据公路行业特点制作的多媒体演示文件，充分利用了先进的数码设备和多媒体技术，综合了各种多媒体制作软件的优点，表现力丰富、交互性强、可操作性好，在历次宣传、评审、汇报等会议上取得了良好效果，为项目的正确决策奠定了坚实的基础。通过实践完成设计、招投标过程中多媒体的制作、演示，设计文件彩色图，三维透视图，三维动画的途径。随着计算机技术朝着网络化、智能化的不断发展，多媒体作为其重要组成部分必将得到长足的发展，交通设计作为交通发展的先行，多媒体的发展更是首当其冲。利用计算机模拟拟建交通项目的现实场景空间，反映未来拟建项目状况，以期达到了解预期设计效果，超越时空的限制，展示未来将建成的项目的情况。
