1.1.2 信息时代的音视频技术

1946年2月14日,世界上第一台计算机ENIAC的诞生,为人类文明通向信息化时代的桥梁浇筑了最后一根桥墩,自此,信息技术驶上了发展的快车道。在科学研究、机械制造、医疗卫生和国防军工等领域,计算机凭借其高效的计算能力极大地推动了技术的进步,成为第三次科技革命的核心推动力。

尽管计算机的出现使得各行各业的面貌焕然一新,但在相当长的时间内,音视频技术并未能借助计算机实现跨越式发展。一方面,早期的视频拍摄和保存均以模拟信号的形式实现,不利于计算机处理;另一方面,早期计算机的价格较为昂贵,且运算能力难以满足音视频处理的大运算量要求。因此,早期的计算机通常仅用于处理数据和文字等单一媒体类型的数据,音视频节目则由其他专用设备处理。随着技术的发展,视频和图形加速卡、音频卡(通常简称为显卡和声卡)等计算机硬件扩展设备的出现使得计算机开始拥有处理多媒体信息的能力。音频和视频的解码加速、图像的渲染与显示等大运算量的工作逐渐从CPU转移到扩展卡的核心芯片中执行,大大提升了系统整体的运行流畅性。后来,随着游戏和娱乐需求的爆发,视频和图形加速卡在个人计算机中的地位愈发重要,成为评估计算机性能的核心指标之一。

1997年,Intel发布了当时最新的计算机CPU型号,即Pentium MMX,其与早期的Pentium处理器相比,最核心的提升是加入了MMX(Multimedia Extension,多媒体扩展)指令集。MMX指令集包括专门用于处理音频、视频和图像数据的多条专用指令。随着MMX指令集的引入,计算机CPU解除了对音视频信号处理运算的大部分限制,自此计算机真正进入多媒体时代,为随后在音视频技术基础上发展出的多种不同的新业务形态奠定了基础。

随着芯片体积越来越小,计算机系统的集成程度越来越高,终端设备的体积也逐渐变得更加轻量化,从难以移动的台式计算机,到方便随身携带的笔记本电脑,再到如今风靡整个消费电子领域的平板电脑和智能手机。时至今日,以智能手机为代表的智能移动终端不仅具有远超早期计算机的运算性能,而且自带性能极强的音视频拍摄录制模块。无论音视频的拍摄、剪辑、发布,还是实时的视频现场直播,都可以很方便地通过智能移动终端实现。各种直播、短视频、在线会议等业务形式和平台如雨后春笋般破土而出。因此,今日的音视频应用场景,再也不是早期那种只能在一个固定的台式计算机前,以节目播放的形式单项接收信息,而是可以随时随地通过移动设备接收,并且仅需简单的操作,即可作为主播通过直播、短视频等形式向大众发布信息。通过音视频的形式,人与人之间的信息传播速率达到了史无前例的水平,也彻底改变了人们的生活方式。