數字化家庭

計算機的出現有力地推動了社會的進步與發展，並以其為核心導致信息時代的巨大進步。計算機技術的發展不僅可見於科學計算和軍事應用等領域，在家庭生活中，計算機應用也日新月異，家庭影院、智能電器、家庭辦公、子女教育、財務管理等，所有這些都讓人們感受到明顯的數字化特徵。數字化和進一步的多媒體化的新技術，對我們的生活產生深遠的影響。不久的將來，隨著計算機文字、動畫、視頻、圖像、聲音及網路等綜合處理功能的提高，計算機將與電視、電話等其它設備有機地結合到一起，並呈現出明顯的智能性，集成與交互將是家庭未來電器的重要特徵。互動式影視服務電視與計算機技術的不斷發展與融合，互動式電視將逐步應用於人們的生活之中，改變了用戶是電視一個被動外部觀察者的面貌，互動式電視允許用戶決定什麼時間使用哪種服務。節目的提供商不僅要能提供大量影視數據，而且還要建立一套接收用戶信息的反饋系統，使用人員按照自身的意願控制節目播放。如"視頻點播"服務可以隨意選擇影視類別，用戶選中的一部電影、戲劇或歌曲等，幾秒鐘就可以出現在屏幕上，並可以進行停止、快進等操作。"新聞點播"使用戶不必按照電視廣播公司的預告定時收看新聞節目，任意時間都能看到來自主要新聞網路（比如CCTV）的最新消息，同樣也可以得到體育點播服務。這種系統對現有電視提出了極大挑戰，其可適合於任何一類電視節目，可從理論上完全取消電視節目預告的概念。由於互動式電視存在巨大的用戶市場，世界各國都投入技術力量對其研究、試驗。如美國TimeWarnerCable公司的FullServiceNetwork系統將視頻點播、家中購物、互動式遊戲集中於一體，日本Fujitsu公司的ICLPC/TV也有效地將電視與多媒體計算機融合在一起。與互動式電視相同，互動式電影、互動式音樂也將以超出人們想象的方向發展。互動式電影將滿足人們導演一部電影並且充當一個角色的願望，其可以讓用戶從幾個層次上參與進來，根據劇情的發展，控制各種事件的出現順序並可決定影劇結局。互動式音樂也為用戶提供自由作曲和音樂家共同分享成果的樂趣。使用者可以將其自己的作品送入虛擬錄音棚中，在那裡進行選配音樂、音效或與其它作品進行混合處理。家庭辦公以Internet為代表的信息高速公路的飛速發展，將全球的計算機網路與電訊業務連在一起，人們可以通過聯結著個人、政府部門、教育、研究以及商業機構的電纜、光纖等進行訪問世界各地數萬種或數億種的信息，改變我們現有的信息獲得與交流方式。未來的工作將以家庭辦公、遠程辦公為主要特色，現在的辦公場所將縮小或消失，人們可以通過可視電話、PDA（PersonalDigitalAssistant）、多媒體計算機等進行面對面的通信。如"虛擬會議"用寬頻計算機網路將物理上分隔的與會人員聯結在虛擬場所中舉行遠距離會議，節省了大量旅行費用和時間。"虛擬會議"系統還可以用來遠程教學和遠程診病等。"電子報紙"將智能化與聲像、通訊等多媒體技術集於一身，現有的紙介質報紙將被電子瀏覽器所代替，可以通過一個瀏覽器閱讀在網路上的各種報刊、雜誌信息等，並可在數百種甚至萬種電子報紙中搜索"最有用"的信息。聯機消費信息技術的發展給人們帶來不僅是技術領域的革命，而且逐步改變著人們的生活方式。許多人都體驗郵購或電視商場的購物形式，這些服務都僅能提供有限的商品種類。未來的聯機服務遠比現在購物形式靈活。顧客可以通過高速信息網進入"虛擬商店"，在三維空間中挑選商品、閱讀說明，並可只須簡單按下手中的按鈕就可以購買商品，商品隨後送至顧客家。"虛擬商店"的作用在節省顧客大量的採購時間，在短時間內可以遍曆數家商店，在其中查詢、檢索也非常容易，對於商店可以節省大量的貨物陳列費用。多媒體互動式教育家庭多媒體教育是未來教育中的一個重要的組成部分。教育軟體以虛擬的形式產生一個多媒體課堂，其將色彩艷麗的動畫、聲音、視頻等有機地結合在一起，很難在其中區分教育與娛樂，可以將抽象的數學、文字信息轉變成容易接受的卡通動畫，這種教育方式特別適合於兒童與少年的教育，較小的兒童甚至根本不會意識到他們正在進行學習，對於年齡較大的少年，也可按自己的進度在屏幕上控索新世界，開發創造力。如英國KnowledgeAdventure公司出版的JumpstartKindergarten兒童教育軟體，用優美的帶有聲音和動畫的屏幕吸引孩子們的注意力，在不知不覺中完成學習、解決問題過程，深受兒童的喜愛。在此受益的不光是兒童與少年，成人教育培訓也將在多媒體教育中得到豐厚的回報，大多數職業培訓將轉移到多媒體交互教育領域，職員可不必前往培訓中心，擁有一台多媒體計算機便可以在不受監督的情況下按照自己進度學習，還可以根據自己的需要選擇、剪裁、重複學習。例如美國Xebec公司的LeadingTeams是一個用於培養管理人員的交互職業培訓軟體。受訓人員通過模擬參與管理過程並且參加其中決策進行培訓，最終由軟體評價出受訓人員的綜合素質。家庭圖書館多媒體技術與通信網路的發展，讓人們能以印刷圖書無法提供的方式訪問信息。存貯技術的發展，能將海量的信息存儲於晶元或CD中，現在一張普通CDROM能存貯兩套完整的《大不列顛百科全書》。多媒體軟體設計人員不僅能把動畫、視頻影像、聲音和演講結合在一起，而且能提供超文本和超媒體鏈接以幫助用戶查找特定的信息或更深入研究某個專題。信息高速公路中網路的"虛擬圖書館"更是多媒體圖書館的發展方向，讀者可以進入"虛擬圖書館"，在其中瀏覽，並可以進行查詢、看圖書館中的書面信息和視頻信息，還可以聽到解說員或是專家的評論。如DorlingKindersley公司的VirtualRealityLib軟體將8000本圖書資料集中於一起，其軟體界面如同一座大型圖書館，讀者可以在一座像圖書館一樣真實的三維模型建築物中漫步，在虛擬圖書館中還有三維牆體和樓梯。娛樂遊戲計算機遊戲的發展幾乎與計算機同步，在過去的歲月中，遊戲已經從相對簡單的二維單色進步到今天的場面絢麗多彩和引人入勝的遊戲。如逼真的飛行模擬，快速且有時甚至是猛烈的動作遊戲，以及歷險、猜謎、謀略遊戲等，計算機娛樂軟體將在未來家庭中佔據重要作用。同時隨著計算機虛擬技術的發展成熟，虛擬現實遊戲將是家庭遊戲的主流。其利用計算機生成的互動式三維環境，並由用戶所控制，改變了以往遊戲中以控制桿、滑鼠、鍵盤等人－機交互方式，採用立體頭罩、數據手套、跟蹤感測器等最新人－機交互手段，使玩者產生身臨其境的感覺，這是當前遊戲領域中最活躍的一個分支。如美國DactylNightmare虛擬戰爭遊戲，藉助於高速乙太網，每個獨立單元包含具有位置和聲音感測器的HMD（HeadMountedDevice）,並具有控制行走和武器的操縱桿，用戶可以愉快地進入虛擬環境之中，浸心於"戰鬥"。聰明的電器未來家庭中的電器將是"聰明的"，大多數的設備都互連在一起，並且由一台或數台中央計算機集中進行控制，這是家庭中的電子中樞。這意味著空調可自動按照當日氣溫自動調節室內溫度，吸塵器將按照地面的乾淨度打掃房間等，甚至遠方的主人可以隨時開關家中電器。這些儘管不是嚴格意義上的多媒體，但它仍是多媒體革命帶來的直接技術成果。未來多媒體計算機將逐步深入我們的生活，其將更加人性化，更加適應我們的生活，甚至將來改變我們現有的生活方式，數字化生活可能成為未來生活的主要模式，人們離不開計算機，計算機也將更加豐富多彩。家庭自動化與安防向高集成度和全面數字化發展在數字家庭系統中，除了網路視頻、新潮電子和視聽享受之外，家庭自動化與安防設備也扮演著重要的角色。所謂家庭自動化，是指利用電子技術來集成或控制家中的電子電器產品或系統(例如照明燈、咖啡爐、電腦設備、保安系統、暖氣及冷氣系統、視訊及音響系統等)。其功能實現主要通過一個中央管理平台接收來自感測器(能夠感應外界環境的變化，如日升日落所造成的光線變化等)的信息，再以既定的程序控制其它電子電器產品。除了能夠通過各種界面(鍵盤、觸摸屏、按鈕、電腦、電話、遙控器等)來控制家中的電器產品外，房屋主人還可發送控制信號給中央處理設備並同時接受來自中央處理設備的信息。家庭安防設備已經搭上了數字化的列車。現代感測技術、數字信息處理技術、數字通信技術、計算機技術、多媒體技術和網路技術是其中的推動因素。而最新的安防設備也已經演進為能夠實現各種安防信息的採集、處理、傳輸以及顯示的高集成系統。一個完整的安防系統主要包含門禁、報警和監控三大部分，網路監控是其中的主要設備。全球加大打擊恐怖組織活動、煤礦瓦斯爆炸和其他突發公共安全事故的抬頭都對網路監控設備提出了越來越高的要求。此外，客戶服務現場、客戶行為分析等應用也在推動網路監控設備的發展。在這些需求的推動下，網路監控設備也經歷了全模擬、部分數字化兩個發展階段，正在大踏步邁入全面數字化的發展新階段。更高集成的家庭自動化系統家庭自動化是數字家庭的一個重要系統，在數字家庭剛出現時，家庭自動化甚至就等同於數字家庭。直到今天，它仍是數字家庭的核心之一，但隨著網路技術有智能家居的普遍應用、網路家電/信息家電的成熟，家庭自動化的許多產品功能將融入到這些新產品中去，從而使單純的家庭自動化產品在系統設計中越來越少，其核心地位也將被子家庭網路/家庭信息系統所代替，作為家庭網路中的控制網路部份在智能家居中發揮作用。目前最有名的家庭自動化系統為美國的X-10。家居監控是數字家庭的重要組成部分。“家庭自動化技術的主要目標是，通過將家用電器和設備連入中央控制系統來提供豐富的生活方式，從而令家庭生活變得更加舒適、安全和高效。”意法半導體(ST)大中國區多系統業務部資深經理LeslieLeong表示。對於ST來說，家庭自動化無疑是一個較為嶄新的市場。“目前，許多設備和協議還仍然被堆積在草案桌上留待討論。”因此，在回答哪些家庭自動化產品將成為市場主流產品時，Leong指出，“在這種情況下討論哪些產品最流行、哪些產品最有前途，都是徒勞的。”很顯然，Leong已經梳理出了一個較為清晰的脈絡。他認為，目前並存著的運動控制系統和瓦斯警報系統，遠程控制系統和如“溫度控制系統”之類的舒適生活系統(Comfortlivingsystem)將在今後進一步融合。“這些系統有著不同的通訊匯流排和不同的控制介面。”他說，“但在未來，使用同一個控制平台以及同一個公共協議將把所有這些子系統集成在一起。”儘管剛剛開始進入家庭自動化市場，ST還是提供了多種方案供OEM廠商選擇。比如適於低比特率家庭自動化的電力線數據機(PowerLineModem)。另外，作為高比特率的無線技術，WiFi和藍牙也同樣被ST推薦使用在家庭自動化網路當中。“在接下來的數年，隨著最新ZigBee標準的出台，ST將提供最受認可的ZigBee網路處理器來推動家庭自動化和樓宇自動化市場。”Leong表示。通過一個採用ARM9內核搭建的平台來完成所有設備的集成(利用電力線、藍牙、ZigBee以及網際網路進行連接)，ST為家庭自動化網路提供了一個完整的解決方案。“這類似一個控制多個媒體和協議的處理器，如果缺少將會導致彼此之間無法‘通話’。”Leong介紹，“它能幫助在不同設備間實現同步。最重要的是，它擴展了‘安全’的概念，比如機密性、真實性以及數據完整性。”與半導體廠商ST的姍姍來遲相比，作為整機廠商的霍尼韋爾公司則一直都是家庭自動化市場的技術先鋒。“與其他競爭對手相比，霍尼韋爾的產品優勢可謂舉不勝舉。”霍尼韋爾公司安防集團總裁兼首席執行官BenCornett表示，“不過需要強調的兩點是：首先，我們的產品擁有全球最多的模塊和功能集成；其次，也許其他競爭對手很快也會推出類似綜合集成的家庭自動化方案，但到那個時候或許我們已經推出了下一代產品，我們始終領先對手。”霍尼韋爾的高度集成數字家庭系統將網路家電、緊急呼叫、門禁、燈光控制模塊、火警探測器、紅外探測器、電子門鎖以及觸摸屏操作終端連接起來，並且整合了安防系統、煤氣閥控制、燈光控制、窗帘控制、場景聯動控制甚至空調控制、信息家電控制、可視對講以及遠程通訊系統，並利用家庭網路系統和乙太網作為傳輸平台，通過和小區的服務系統、小區各個子系統實現數據共享和聯動控制，實現了真正意義的數字家庭。“家庭自動化控制系統‘家庭網關’是實現數字家庭的核心：空調控制、信息家電控制、安防系統、煤氣閥控制、燈光控制、窗帘控制、場景聯動控制、可視對講以及遠程通訊等等，都依託家庭網路系統和乙太網作為信息傳輸和數據共享平台。”家庭網關是霍尼韋爾為房產業主保護安全、舒適居家環境和通報家居狀況而專門設計的一種個性化網路家庭解決方案系統。由於帶有內置Linux操作系統，家庭網關係統保持高效節約，可為客戶提供比其它家庭伺服器更高的價值。家庭網關具有許多優於其它家庭伺服器的競爭優勢：首先，它可以與更多的終端設備相連，可以同時與最多8個終端聯動；其次，它更易於控制和管理；第三，家庭網關的價格更加合理，且其安裝尺寸更小；最後也是最重要的，它可以與燈光控制和窗帘控制等其它家庭設施相聯實現聯動控制。