Tecnologias de vídeos bidimensionais (2D) têm evoluído rapidamente nos últimos anos. Apesar disso, elas não permitem uma visão realista e imersiva do mundo, pois não oferecem importantes dicas de profundidade para o sistema visual humano. Tecnologias de vídeo tridimensionais (3D) têm como objetivo preencher essa lacuna, provendo representações que permitem a reprodução de informações de profundidade em displays 3D. Embora a representação baseada em vídeos estereoscópicos ainda seja a mais utilizada até o momento, novas representações de vídeo 3D têm emergido, tais como MVV (Multi-view video), 2D plus Z (2D plus depth), MVD (Multi-view plus depth) e LDV (Layered-depth video). A integração de aplicações multimídia com mídias 3D tem o potencial de permitir novos conteúdos interativos, novas experiências com o usuário e novos modelos de negócio. Nesta tese, duas abordagens para a integração de aplicações multimídia em cadeias de transmissão de vídeo 3D fim-a-fim são propostas. Primeiro, uma abordagem que é compatível com cadeias de transmissão de vídeo 3D baseado em vídeos estereoscópicos é discutida. A proposta consiste em extensões para linguagens multimídia 2D e um processo de conversão de aplicações multimídia 2D para sua versão estereoscópica. Essa proposta não requer nenhuma alteração no exibidor de linguagens multimídia 2D para a apresentação de mídias estereoscópicas. Em uma segunda abordagem, extensões adicionais a linguagens multimídia também são propostas visando a integração de aplicações multimídia em cadeias de vídeo 3D baseado em profundidade (2D plus Z ou LDV). Além disso, uma arquitetura para a composição gráfica dessas aplicações, baseada no conceito de LDV e que permite a integração de objetos de mídia baseado em profundidade em exibidores de aplicações multimídias é apresentada. Como um exemplo de aplicação prática das proposta desta tese, ambas são implementadas e integradas em um sistema de vídeo 3D fim-a-fim baseado no Sistema Brasileiro de TV Digital.