計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第6章

1、多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)概述概述多媒體文件格式多媒體文件格式多媒體數(shù)據(jù)描述多媒體數(shù)據(jù)描述8基本概念基本概念8多媒體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域多媒體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域認(rèn)識(shí)多媒體制作軟件認(rèn)識(shí)多媒體制作軟件在計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域中泛指一切信息載體：一種指信息的存儲(chǔ)實(shí)體，如、等。另一種指信息的表現(xiàn)形式，如、等。是融合兩種或兩種以上媒體的一種人機(jī)交互式信息交流和傳播媒體。8基本條件：以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心8具有人機(jī)交互的特點(diǎn)8多媒體技術(shù)所處理的多種媒體是邏輯關(guān)聯(lián)的復(fù)合數(shù)據(jù)是利用計(jì)算機(jī)通過、等多種信息的交互混合，以數(shù)字化的方式集成在一起，從而使計(jì)算機(jī)具有、多媒體信息的綜合能力和交互能力。多媒體在商業(yè)娛樂8演示文

2、稿、商業(yè)廣告、產(chǎn)品演示、人員培訓(xùn)、多媒體游戲系統(tǒng)、影視創(chuàng)作（電腦特技）等等乘客是對(duì)數(shù)字化演員著色而成計(jì)算機(jī)建模（45英尺長(zhǎng)）船尾流和海水來自膠片，遠(yuǎn)處的海面由計(jì)算機(jī)生成天空和云彩使用繪圖軟件繪制軟件制作煙效果風(fēng)速、風(fēng)向等多媒體在學(xué)校家庭8教學(xué)演示、多媒體課件、電子相冊(cè)、裝潢設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程教育等等視頻剪輯主題按鈕超文本超媒體信息檢索圖片鏈接多媒體在公共場(chǎng)所8各類信息查詢系統(tǒng)、各類銀行提款系統(tǒng)等。虛擬現(xiàn)實(shí)（ irtual eality）是利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境（如飛機(jī)駕駛艙、操作現(xiàn)場(chǎng)等），通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行“自然”交互的技術(shù)。8多通道8存在感8交互性

3、8自主性不僅含有“多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)”之意，而且還代表MPC的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。MPC標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容包括：8對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)增加多媒體功能所需的軟硬件進(jìn)行最低標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。8規(guī)定多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)等的量化指標(biāo)。8制定高于MPC標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)部件的升級(jí)規(guī)范。8確定MPC的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：MPC1、MPC2和MPC3。8CPU： Intel Pentium 4或AMD 648內(nèi)存：不低于512MB8硬盤：120GB到200GB8光驅(qū)：優(yōu)先選擇DVD刻錄機(jī)8聲卡：支持44.1KHz或48KHz采樣，16bit量化的聲卡8顯示卡：主流32M或64M緩存的顯示卡8網(wǎng)卡：內(nèi)置10 /100 Mbps網(wǎng)卡是人與計(jì)算

4、機(jī)之間進(jìn)行信息交換的主要媒體。用來補(bǔ)充文字信息，可以增強(qiáng)人們對(duì)展示信息的理解和記憶。是人們最熟悉、最習(xí)慣的方式交換信息。與與是計(jì)算機(jī)在平面坐標(biāo)系和空間坐標(biāo)系中，通過對(duì)運(yùn)算表達(dá)式進(jìn)行矢量運(yùn)算和對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述而形成的運(yùn)算結(jié)果。由于圖形具有方向和長(zhǎng)度，又被稱作“”。是自然界中的客觀景物通過某種系統(tǒng)的映射，使人們產(chǎn)生視覺感受。在計(jì)算機(jī)中，圖像用像素點(diǎn)進(jìn)行描述。有序排列的像素點(diǎn)表達(dá)了自然景物的形象和色彩，而像素點(diǎn)又是由二進(jìn)制進(jìn)行描述的。因此，圖像又稱作“”。圖像分和兩種。由于人眼睛的視覺滯留效應(yīng)，當(dāng)多幅圖像連續(xù)放映時(shí)，就看到了所謂的動(dòng)態(tài)圖像（標(biāo)準(zhǔn)25-30幀/秒）。動(dòng)態(tài)圖像可分為兩種類型。當(dāng)人工繪制

5、的圖形或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖形以動(dòng)態(tài)形式表現(xiàn)出來時(shí)，稱為“”；當(dāng)圖像是實(shí)時(shí)獲取的自然景物時(shí)，稱為“”。就是常見的電視信號(hào)和錄像機(jī)信號(hào)，視頻模擬圖像的存儲(chǔ)通常采用磁介質(zhì)。PAL（歐洲大部分國(guó)家、中國(guó)，每秒25幀）NTSC（美國(guó)、日本，每秒30幀）SECAM（法國(guó)，每秒25幀）：技術(shù)成熟、價(jià)格低、系統(tǒng)可靠性較高。：不適宜做長(zhǎng)期存放，不適宜做多次復(fù)制。隨著時(shí)間的推移，錄像帶上的圖像信號(hào)強(qiáng)度會(huì)逐漸衰減，造成圖像質(zhì)量下降、色彩失真等現(xiàn)象。：模擬視頻輸入（視頻采集卡）數(shù)字視頻輸入（1394卡）：Quick Time（蘋果機(jī)）Video for Windows （PC機(jī)）：保存時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)信號(hào)衰減問題?？梢詿o(wú)限制地

6、復(fù)制副本，永遠(yuǎn)不存在失真問題。動(dòng)畫由很多內(nèi)容連續(xù)但各不相同的畫面組成。由于每幅畫面中的物體位置和形態(tài)不同，在連續(xù)觀看時(shí)，給人以活動(dòng)的感覺。隨著動(dòng)畫的發(fā)展，除了動(dòng)作的變化，還發(fā)展出顏色的變化、材料質(zhì)地的變化、光線強(qiáng)弱的變化等。三個(gè)發(fā)展階段：再現(xiàn)繪畫過程形狀變化 純電腦動(dòng)畫按動(dòng)畫性質(zhì)分：和按表現(xiàn)形式分：、和是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的波。當(dāng)聲波進(jìn)入人耳，鼓膜振動(dòng)導(dǎo)致內(nèi)耳里的微細(xì)感骨的振動(dòng)，將神經(jīng)沖動(dòng)傳向大腦，聽者感覺到的這些沖動(dòng)就是。模擬音頻技術(shù)通過模擬電壓的幅度表示聲音的強(qiáng)弱。模擬聲音的錄制是將代表聲音波形的電信號(hào)轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)拿襟w上。聲音信息的數(shù)字化過程是每隔一個(gè)時(shí)間間隔在模擬聲音波形上取一個(gè)幅度值（稱為

7、，采樣的時(shí)間間隔稱為采樣周期），并把采樣得到的表示聲音強(qiáng)弱的模擬電壓用數(shù)字表示（稱為）。采樣頻率越高，數(shù)字化音頻的質(zhì)量也就越高。量化位數(shù)越大，對(duì)音頻信號(hào)的采樣精度就越高。奈奎斯特采樣定律 人耳20Hz20kHz之間 44.1kHz以視頻信號(hào)為例：8每秒播放25幀畫面（PAL）8每幀影像像素?cái)?shù)為7205768全彩方式存儲(chǔ)1幀1.2MBA4幅面（21cm29.7cm）的彩色照片，用掃描儀采樣（300dpi)，像素用24bit彩色信號(hào)表示。數(shù)據(jù)量 ：(21/2.54 300) (29.7/2.54 300)*24/8 = 26MBCD音質(zhì)信號(hào)，采樣頻率44.1KHz，量化位數(shù)16。（立體聲CD 音質(zhì)

8、信號(hào)）音頻信號(hào)和視頻信號(hào)等原始數(shù)據(jù)通常存在很多用處不大的空間，空間越多，數(shù)據(jù)的“冗余度”也越大。對(duì)某些頻率的音頻信號(hào)不敏感；人眼也存在“視覺掩蓋效應(yīng)”，即對(duì)亮度比較敏感，而對(duì)邊緣的強(qiáng)烈變化不敏感；并且對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨能力遠(yuǎn)比亮度細(xì)節(jié)的分辨能力低。：規(guī)則物體的表面具有物理相關(guān)性，將其表面數(shù)字化后表現(xiàn)為數(shù)據(jù)冗余。是指信息所具有的各種性質(zhì)中多余的無(wú)用空間，其多余的程度叫做“冗余度”。顏色相同的區(qū)域規(guī)則有序排列的圖形：視頻信號(hào)和動(dòng)畫一般為位于一時(shí)間軸區(qū)間的一組連續(xù)畫面，其中的相鄰幀往往包含相同的背景和移動(dòng)物體，只不過移動(dòng)物體所在的空間位置略有不同，所以后一幀的數(shù)據(jù)與前一幀的數(shù)據(jù)有許多共同的地方，這種共

9、同性是由于相鄰幀記錄了相鄰時(shí)刻的同一場(chǎng)景畫面。8壓縮前后文件大小之比，越高越好，但受速度、消耗資源等的影響8還原后與原圖像相比，評(píng)估的方法有客觀評(píng)估和主觀評(píng)估8與壓縮方法和壓縮編碼的算法有關(guān)，一般壓縮比解壓縮計(jì)算量大，因而壓縮比解壓縮慢8對(duì)稱壓縮，適用于：實(shí)時(shí)系統(tǒng)，例如視頻會(huì)議。8不對(duì)稱壓縮，適用于：例如VCD 的制作與播放。音頻壓縮依據(jù)8人耳對(duì)各頻率的靈敏度是不同的8頻率之間的掩蔽效應(yīng)8短暫掩蔽效應(yīng)ISO的“”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聲音的編碼進(jìn)行規(guī)定，其中包括音頻編碼方法，存儲(chǔ)方法和解碼方法MPEG音頻壓縮利用編碼技術(shù)，將源文件重新進(jìn)行編碼壓縮，其次是利用數(shù)據(jù)壓縮，將人類聽覺中的不敏感部分刪除，從而達(dá)到縮小

10、文件尺寸的目的。音頻層根據(jù)壓縮質(zhì)量和編碼復(fù)雜度分為、三層1:4的壓縮比1:61:8的壓縮比1:101:12的壓縮比Wave原始文件MPEG-1 Audio Layer1MPEG-1 Audio Layer2MPEG-1 Audio Layer3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT）制定用于多媒體圖像壓縮的標(biāo)準(zhǔn)支持有損壓縮，壓縮比可用參數(shù)調(diào)整，在壓縮比達(dá)25:1時(shí)，壓縮后還原的圖像與原始圖像相比較，人們很難區(qū)分其中的差別。MPEG-1和MPEG-2提供了壓縮視頻音頻的編碼表示方式，為VCD、DVD、數(shù)字電視等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。MPEG-4采用了基于對(duì)象的編碼方法，使壓

11、縮比和編碼效率得到了顯著的提高。MPEG-7采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)對(duì)多媒體內(nèi)容進(jìn)行描述和檢索。MPEG-21的重點(diǎn)是為從多媒體內(nèi)容發(fā)布到消費(fèi)所涉及的所有標(biāo)準(zhǔn)建立一個(gè)基礎(chǔ)體系，支持連接全球網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備透明地訪問各種多媒體資源。8計(jì)算機(jī)聲音有兩種產(chǎn)生途徑4一種是通過數(shù)字化錄制直接獲取（波形音頻）4另一種是利用聲音合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)（MIDI）是用微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器代替發(fā)聲部件，模擬出聲音波形數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)并發(fā)送到放大器，合成出聲音或音樂。（樂器數(shù)字接口）是在1983年有MIDI制造者協(xié)會(huì)（MMA）提出作為一個(gè)控制電子樂器的標(biāo)準(zhǔn)化串行通信協(xié)議提出的。該協(xié)議允許電子合成器互

12、相通信，而不考慮制造廠家是誰(shuí)。 媒體格式 擴(kuò)展名 相關(guān)公司或組織 主要優(yōu)點(diǎn) 主要缺點(diǎn) 適用領(lǐng)域WAVwav Microsoft可通過增加驅(qū)動(dòng)程序而支持各種各樣的編碼技術(shù)不適于傳播和用作聆聽，Windows平臺(tái)下使用音頻原始素材保存mp3 Fraunhofer-IIS在低至128kbps的比特率下提供接近CD音質(zhì)的音頻質(zhì)量。廣泛的支持音質(zhì)欠佳一般聆聽和高保真聆聽Real Media ra, RealNetworks rma在極低的比特率環(huán)境下提供可聽音頻質(zhì)量不適于除網(wǎng)絡(luò)傳播之外的用途。音質(zhì)不是很好網(wǎng)絡(luò)音頻流傳輸媒體格式 擴(kuò)展名 相關(guān)公司或組織 主要優(yōu)點(diǎn) 主要缺點(diǎn) 適用領(lǐng)域Windows Medi

13、a功能齊全，使用方便。同時(shí)支持無(wú)失真、有失真、語(yǔ)音壓縮方式失真壓縮方式下音質(zhì)不高。平臺(tái)限制音頻檔案級(jí)別保存，一般聆聽，網(wǎng)絡(luò)音頻流傳輸wma, asfMicrosoftMID MIDI RMI XMI等音頻數(shù)據(jù)為樂器的演奏控制，通常不帶有音頻采樣沒有波表硬件或軟件配合時(shí)播放效果不佳與電子樂器的數(shù)據(jù)交互，樂曲創(chuàng)作等MIDIAssociationOgg Vorbis OGG Xiph Foundation在極低的比特率環(huán)境下提供接近CD音質(zhì)的音頻。開放源代碼，跨平臺(tái)發(fā)展較慢，推廣力度不足一般聆聽和高保真聆聽媒體格式 擴(kuò)展名 相關(guān)公司或組織 主要優(yōu)點(diǎn) 主要缺點(diǎn) 適用領(lǐng)域ape無(wú)失真壓縮。部分開放代碼由

14、于是個(gè)人作品，使用上存在一定風(fēng)險(xiǎn)高保真聆聽和音頻檔案級(jí)別保存Matthew T.AshlandMonkeysAudioaiff可通過增加驅(qū)動(dòng)程序而支持各種各樣的編碼技術(shù)一般限于蘋果電腦平臺(tái)使用音頻原始素材保存aiffApple vox vox Dialogic面向語(yǔ)音的編碼文件格式缺乏足夠的信息，不適應(yīng)作存檔用途。淘汰8位圖（光柵）圖像8在Microsoft Windows下的顯示和存儲(chǔ)8Microsoft公司8Windows Paint以及任何運(yùn)行在Windows下的軟件8在Microsoft Windows下得到廣泛支持。包含的圖像信息豐富8占用磁盤空間過大，在單機(jī)上比較流行，這是Wind

15、ows平臺(tái)上的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式8 位圖（光柵）圖像8 用于桌面排版以及與之相關(guān)的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)交換8 由Aldus和Microsoft聯(lián)合開發(fā)和積極支持8 桌面出版、圖形藝術(shù)8 跨平臺(tái)，對(duì)媒體之間的數(shù)據(jù)交換，TIFF位圖模式是最佳選擇之一8 TIFF的全面性也產(chǎn)生了一些問題8 壓縮位圖（光柵）圖像8 攝影圖像的存儲(chǔ)和顯示8 Joint Photographic Experts Group （聯(lián)合攝影專家組）8 桌面出版、圖形藝術(shù)、視頻捕獲8 支持 24 位顏色，并保留照片和其它連續(xù)色調(diào)圖像中存在的亮度和色相的顯著和細(xì)微變化，多平臺(tái)廣泛支持8 每次以 JPEG 格式存儲(chǔ)圖像時(shí)都會(huì)產(chǎn)生損失，損失累積會(huì)

16、造成圖像質(zhì)量嚴(yán)重下降圖形交換格式8 壓縮位圖（光柵）圖像8 圖像網(wǎng)絡(luò)傳輸8 Unysis公司8 桌面出版、圖形藝術(shù)、視頻捕獲8 磁盤空間占用較少，支持動(dòng)態(tài)和單色透明效果，漸顯方式8 GIF是一種8位彩色文件格式，不能存儲(chǔ)超過256色的圖像原圖101K JPEG壓縮20K GIF壓縮41K原圖27K JPEG壓縮19K GIF壓縮3K同時(shí)支持有損和無(wú)損壓縮，壓縮率比JPEG高約30%左右。支持漸進(jìn)傳輸，“感興趣區(qū)域”特點(diǎn)PSD其實(shí)是Photoshop進(jìn)行平面設(shè)計(jì)的一張“草稿圖”，它里面包含有各種圖層、通道、遮罩等多種設(shè)計(jì)的樣稿一種新興的網(wǎng)絡(luò)圖像格式，結(jié)合GIF及JPG兩家之長(zhǎng)，缺點(diǎn)是不支持動(dòng)畫應(yīng)

17、用效果矢量技術(shù)制作，越來越成為網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫和網(wǎng)頁(yè)圖片設(shè)計(jì)制作的主流一種開放標(biāo)準(zhǔn)的矢量圖形語(yǔ)言可以直接用代碼來描繪圖像可以用任何文字處理工具打開SVG圖像通過改變部分代碼來使圖像具有互交功能可以隨時(shí)插入到HTML中通過瀏覽器來觀看8 是目前較為流行的視頻文件格式，采用有損壓縮技術(shù)。主要應(yīng)用在多媒體光盤上，用來保存電影、電視等各種影像信息，有時(shí)也出現(xiàn)在Internet上，供用戶下載、欣賞新影片的精彩片段。8 常用的AVI視頻編碼器有Inter Indeo 5.03、Microsoft RLE、Microsoft Video、Cinepak Codec by Radius等。常用的AVI音頻編碼器有：I

18、nter Audio Software、True Speech、Microsoft GSM、MS-ADPCM等。8 DV AVI的格式是一種伴隨著DV攝像機(jī)而出現(xiàn)的新數(shù)字視頻文件格式。8MPG文件以MPEG壓縮和解壓縮技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)全運(yùn)動(dòng)視頻圖像進(jìn)行壓縮，并配以具有接近CD音質(zhì)的伴音信息。根據(jù)內(nèi)部使用的視頻壓縮編碼不同，MPG格式還可以細(xì)分為Mpeg-1、Mpeg-2和Mpeg-4格式，通常其文件名后綴都是MPG。8SWF是Micromedia公司的Flash軟件支持的矢量動(dòng)畫格式，它采用曲線方程描述其內(nèi)容，不是由點(diǎn)陣組成內(nèi)容，因此這種格式的動(dòng)畫在縮放時(shí)不會(huì)失真，非常適合描述由幾何圖形組成的動(dòng)畫

19、，如教學(xué)演示等。由于這種格式的動(dòng)畫可以與HTML文件充分結(jié)合，并能添加MP3音樂，因此被廣泛地應(yīng)用于網(wǎng)頁(yè)上，成為一種“準(zhǔn)”流式媒體文件。文字編輯軟件、圖像處理軟件、動(dòng)畫制作軟件、音頻采集與處理軟件、視頻處理軟件等當(dāng)媒體素材完成之后，再使用著作軟件系統(tǒng)把它們結(jié)合在一起，形成一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的整體。該軟件系統(tǒng)還提供操作界面的生成、添加交互控制、數(shù)據(jù)管理等功能。Windows Media Player，QuickTime、RealOne、豪杰超級(jí)解霸Adobe Premiere、Storm Edit、貝爾FreeEditDV、Pinnacle Studio、Ulead Video Studio、MGI VideoWaveAdobe PhotoshopMcromedia FireworksUlead PhotoImpactCorel Photo HouseKais Photo SoapAdobe Photo deluxeMicrosoft PhotoDrawCorel PainterDabbler工程制圖軟件AutoCAD圖形藝術(shù)創(chuàng)作軟件FreeHand、Illustrato