第8章 多媒體技術(shù)

第8章多媒體技術(shù)理解多媒體技術(shù)的概念。掌握多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成。理解多媒體技術(shù)的主要特性。掌握多媒體元素的基本類型。了解多媒體技術(shù)的應(yīng)用。了解常用多媒體軟件的使用，學(xué)會(huì)使用常用多媒體工具進(jìn)行媒體處理。8.1概述8.2多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)8.3媒體元素及其數(shù)字化8.4常用多媒體工具軟件8.1概述媒體——媒體是信息表示和傳播的載體。媒體在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有兩種含義：一種是指媒質(zhì)，即存儲(chǔ)信息的實(shí)體，如磁盤(pán)、光盤(pán)、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等；另一種是指?jìng)鬟f信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等。多媒體——它是指多種媒體的綜合，即把文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等多種媒體有機(jī)結(jié)合成一種人機(jī)交互式信息媒體。1、媒體和多媒體的概念2、媒體的分類

感覺(jué)媒體直接作用于人體的感覺(jué)器官的媒體，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的文字、數(shù)據(jù)和文件等。表示媒體傳輸感覺(jué)媒體的中介媒體，指用于數(shù)據(jù)交換的編碼如語(yǔ)音編碼、圖像編碼、文本編碼等。表現(xiàn)媒體進(jìn)行信息輸入和輸出的媒體如顯示器、打印機(jī)等輸出類顯現(xiàn)媒體。存儲(chǔ)媒體

存儲(chǔ)表示媒體的物理介質(zhì)，如硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)等。傳輸媒體傳輸表示媒體的物理介質(zhì)，如雙絞線、同軸電纜、光纖等。3、多媒體技術(shù)的特點(diǎn)多樣性

主要特性之一，多媒體需要解決的基本問(wèn)題。集成性

對(duì)多種信息進(jìn)行集成，體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是多媒體信息的集成；二是操作這些媒體信息工具和設(shè)備的集成。交互性

關(guān)鍵特性，他為用戶提供了更加有效的控制和使用信息的手段和方法，有巨大的應(yīng)用前景。實(shí)時(shí)性

對(duì)聲音、圖像和時(shí)間的相關(guān)性進(jìn)行處理，有嚴(yán)格的時(shí)序和很高的速度要求。4、多媒體技術(shù)的應(yīng)用

教育與培訓(xùn)商業(yè)領(lǐng)域電子出版物信息點(diǎn)播娛樂(lè)與游戲8.2多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1、多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般由多媒體硬件系統(tǒng)和多媒體軟件系統(tǒng)兩部分組成，主要包括多媒體終端設(shè)備、多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、多媒體服務(wù)系統(tǒng)、多媒體軟件和其他有關(guān)的設(shè)備。（1）多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

除了常規(guī)的硬件如主機(jī)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、顯示器、網(wǎng)卡等，多媒體計(jì)算機(jī)還要有音頻信息處理硬件、視頻信息處理硬件及光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。（2）多媒體計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)8.3媒體元素及其數(shù)字化1、圖形與圖像圖形是指由外部輪廓線條構(gòu)成的矢量圖，如直線、圓、圓弧、矩形、曲線和圖表等。圖像是由掃描儀、攝像機(jī)等輸入設(shè)備捕捉的實(shí)際場(chǎng)景或以數(shù)字化形式存儲(chǔ)的任意畫(huà)面，是由像素點(diǎn)陣構(gòu)成的位圖。

2、常見(jiàn)矢量圖文件DXF文件CDR文件WMF文件3、常見(jiàn)位圖文件BMP文件JPEG文件GIF文件TIFF文件PSD/PDD文件TGA文件4、圖形與圖像格式的轉(zhuǎn)換硬轉(zhuǎn)化硬轉(zhuǎn)化是根據(jù)對(duì)象輸入過(guò)程所用的設(shè)備和處理的性質(zhì)來(lái)轉(zhuǎn)化的，例如工程圖紙的硬轉(zhuǎn)化過(guò)程為：工程圖紙經(jīng)過(guò)掃描儀掃描到電腦上后，利用圖像處理軟件Photoshop轉(zhuǎn)化，就可以得到位圖，即圖像信息。

軟轉(zhuǎn)化軟轉(zhuǎn)化是對(duì)象文件格式之間轉(zhuǎn)化，圖形軟件CorelDraw、Photoshop均提供所有文件格式的轉(zhuǎn)化。

5、圖像的數(shù)字化圖像數(shù)字化就是把圖像連續(xù)的空間和亮度進(jìn)行離散，包括空間位置的離散和數(shù)字化，亮度值的離散和數(shù)字化。圖像的數(shù)字化過(guò)程如下圖所示

⑴采樣

圖像采樣是指把圖像分割成為一系列小區(qū)域，用特定的數(shù)值來(lái)表示每一個(gè)小區(qū)域的亮度、色彩等特征。在進(jìn)行采樣時(shí)，采樣頻率是影響圖象質(zhì)量的重要指標(biāo)。采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù)，它反映了采樣之間的間隔大小。采樣頻率越高，得到的圖像樣本就越細(xì)膩逼真，圖像的質(zhì)量就越高，但圖像占用的存儲(chǔ)量就越大。所以說(shuō)采樣頻率決定了采樣后所得的圖像是否真實(shí)地反映原圖像的程度。

⑵量化量化是指要使用多大范圍的數(shù)值來(lái)表示圖像采樣之后的每一個(gè)點(diǎn)的色彩信息。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù)，它反映了采樣的質(zhì)量。例如：如果以8位存儲(chǔ)一個(gè)點(diǎn)，就表示圖像只能有256種顏色；若采用16位存儲(chǔ)一個(gè)點(diǎn)，則有216＝65536種顏色。所以，量化位數(shù)越來(lái)越大，表示圖像可以擁有更多的顏色，自然可以產(chǎn)生更為細(xì)致的圖像效果。但是，也會(huì)占用更大的存儲(chǔ)空間。⑶壓縮編碼數(shù)字化后得到的圖像數(shù)據(jù)量十分巨大，必須采用編碼技術(shù)來(lái)壓縮其信息量。在一定意義上講，編碼壓縮技術(shù)是實(shí)現(xiàn)圖像傳輸與儲(chǔ)存的關(guān)鍵。目前已有許多成熟的編碼算法應(yīng)用于圖像壓縮。常見(jiàn)的有圖像的預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、分形編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。6、數(shù)字視頻（1）視頻的概念視頻是由一系列的靜態(tài)圖像按一定的順序排列組成的，這些組成活動(dòng)圖像序列的圖片稱為幀。它以一定的速率連續(xù)的投射在屏幕上，當(dāng)速率達(dá)到24幀/秒以上時(shí)，就可以產(chǎn)生連續(xù)的視頻顯示效果。如果再把音頻信號(hào)也加進(jìn)來(lái)，便可以實(shí)現(xiàn)視頻、音頻信號(hào)的同時(shí)播放。（2）視頻的分類

模擬視頻和數(shù)字視頻。早期的電視、電影等視頻信號(hào)的紀(jì)錄、存儲(chǔ)和傳輸都是采用模擬方式，現(xiàn)在出現(xiàn)的VCD、DVD、數(shù)碼攝像機(jī)等記錄的視頻數(shù)據(jù)都是數(shù)字視頻。（3）視頻文件的格式

影像視頻文件①AVI文件②MPEG文件③MOV文件④DivX文件⑤DAT文件流媒體視頻文件①RM文件②ASF文件③WMV文件（4）視頻數(shù)字化模擬視頻一般采用分量數(shù)字化方式，先將復(fù)合視頻信號(hào)中的亮度和色度分離，得到Y(jié)UV(Y表示亮度，U、V表示色差)，然后用三個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)三個(gè)分量分別進(jìn)行數(shù)字化，最后再轉(zhuǎn)換成RGB空間，其數(shù)字化過(guò)程如圖8-4所示：（5）數(shù)字音頻聲音的三要素為：①音調(diào)：聲音的高低稱為音調(diào)。音調(diào)取決于聲源振動(dòng)的頻率。②響度：人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的主觀感覺(jué)稱為響度。響度跟聲源的振幅以及人距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)。③音色：聲音的品質(zhì)稱為音色。音色主要與發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)、發(fā)聲方式等因素有關(guān)。不同的發(fā)聲體發(fā)出的聲音音色一般不同。數(shù)字音頻的文件格式WMA格式VQF格式MP3格式WAV格式MID和RMI格式RA格式數(shù)字音頻的技術(shù)指標(biāo)采樣頻率

采樣頻率，又叫取樣頻率，決定聲音的保真度。它是將模擬聲音波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字聲音時(shí)，每秒鐘所抽取聲波幅度樣本的次數(shù)。聲道數(shù)

聲道數(shù)表示同一時(shí)間產(chǎn)生的聲音波形數(shù)。如果每次生成一個(gè)聲波數(shù)據(jù)，稱為單聲道；每次生成二個(gè)聲波數(shù)據(jù)，稱為立體聲（雙聲道）。立體聲表達(dá)的聲音效果豐富，但存儲(chǔ)空間會(huì)增加一倍。取樣大小又叫量化位數(shù)，它是每個(gè)采樣點(diǎn)能夠表示的數(shù)據(jù)范圍。簡(jiǎn)單的講，就是描述聲音波形的數(shù)據(jù)是多少位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，通常用bit做單位，如16bit、24bit。16位量化位數(shù)可以用216表示65536個(gè)不同的量化值。量化位數(shù)的大小決定了聲音的動(dòng)態(tài)范圍，即被記錄和重放的聲音最高與最低之間的差值。當(dāng)然，量化位數(shù)越高，音質(zhì)越好，數(shù)據(jù)量也越大。數(shù)字音頻文件的存儲(chǔ)量

以字節(jié)為單位，模擬波形聲音被數(shù)字化后音頻文件的存儲(chǔ)量(假定未經(jīng)壓縮)為：存儲(chǔ)量=采樣頻率×量化位數(shù)/8×聲道數(shù)×?xí)r間。例如，用44.1KHz的采樣頻率進(jìn)行采樣，量化位數(shù)選用16位，則錄制1秒的立體聲節(jié)目，其波形文件所需的存儲(chǔ)量為：44100×16/8×2×1=176400(字節(jié))（6）音頻數(shù)字化采樣：每隔一定時(shí)間間隔對(duì)模擬波形上取一個(gè)幅度值。量化：將每個(gè)采樣點(diǎn)得到的幅度值以數(shù)字存儲(chǔ)。編碼：將采樣和量化后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以一定的格式記錄下來(lái)。音頻數(shù)字化就是將模擬信號(hào)（如語(yǔ)音、音樂(lè)等）轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，以便計(jì)算機(jī)處理，其過(guò)程如圖所示。（7）多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮分類有損壓縮所謂有損壓縮是利用了人類對(duì)圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過(guò)程中損失一定的信息。無(wú)損壓縮是利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)冗余進(jìn)行壓縮，可完全回復(fù)原始數(shù)據(jù)而不引起任何失真，但壓縮率是受到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)冗余度的理論限制，一般為2:1到5:1。壓縮編碼

預(yù)測(cè)編碼變換編碼信息熵編碼8.4常用多媒體工具軟件1、動(dòng)畫(huà)制作工具Flash

Flash是由美國(guó)Macromedia公司開(kāi)發(fā)的平面動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)軟件，主要用于網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)和多媒體創(chuàng)作等領(lǐng)域，功能非常強(qiáng)大。（1）FlashCS5界面（2）基本功能具有較強(qiáng)的矢量繪圖和動(dòng)畫(huà)制作功能具有較強(qiáng)的導(dǎo)入和發(fā)布功能采用插件的工作方式，只要電腦中的瀏覽器安裝了ShockwaveFlash插件，就可以觀看Flash動(dòng)畫(huà)采用“流式技術(shù)”播放動(dòng)畫(huà)采用與JavaScript類似的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)以及新的文本編輯區(qū)和調(diào)試區(qū)支持XML可充分調(diào)用Flash文件內(nèi)部庫(kù)中的符號(hào)，重復(fù)利用資源包含許多功能更強(qiáng)大的ActionScript函數(shù)，屬性和目標(biāo)對(duì)象，兼容并支持Flash以前的版本2、圖像處理軟件Photoshop

Photoshop是Adobe公司旗下最為出名的圖像處理軟件之一，集圖像掃描、編輯修改、圖像制作、廣告創(chuàng)意，圖像輸入與輸出于一體的圖形圖像處理軟件，深受廣大平面設(shè)計(jì)人員和電腦美術(shù)愛(ài)好者的喜愛(ài)。PhotoshopCS5有標(biāo)準(zhǔn)版和擴(kuò)展版兩個(gè)版本。（1）PhotoshopCS5的窗口組成（2）PS中常用效果制作例1

制作灰度圖像，把一個(gè)彩色的圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。方法是執(zhí)行“圖像”→“模式”→“灰度”命令，或執(zhí)行“圖像”→“調(diào)整”→“去色”命令，就可以得到一幅灰度更加細(xì)膩的圖像了。如下圖是制作好的灰度圖像。例2

使用圖層進(jìn)行圖像合成①選擇“文件”→“打開(kāi)”命令，打開(kāi)一幅圖片作為背景②打開(kāi)如下圖所示的蝴蝶圖片，由于圖片的邊緣比較明顯，可選擇工具箱中的磁性套索工具，在圖像中沿著蝴蝶的邊緣選取整個(gè)蝴蝶區(qū)域，使用Ctrl+C組合鍵將蝴蝶復(fù)制。③回到背景圖片，使用Ctrl+V組合鍵將蝴蝶粘貼到背景中，這時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成圖層1放置蝴蝶圖片。選擇工具箱中的移動(dòng)工具，調(diào)整蝴蝶的位置；選擇“編輯”→“自由變換”命令，調(diào)整蝴蝶的大?。贿x擇“編輯”→“變換”→“旋轉(zhuǎn)”命令，調(diào)整蝴蝶落在鮮花上的角度。處理后的效果如下圖所示。3、常用多媒體播放工具（1）錄音機(jī)Windows系統(tǒng)中的錄音機(jī)程序可以錄制、播放和編輯WAV聲音文件。如果使用該程序，計(jì)算機(jī)上必須安裝聲卡，如果要錄制外部聲音，還需要配置麥克風(fēng)。錄音①將麥克風(fēng)插入計(jì)算機(jī)聲卡中標(biāo)有“MIC”的接口上。②設(shè)置錄音屬性。雙擊“控制面板”中“多媒體”圖標(biāo)，打開(kāi)“多媒體屬性”對(duì)話框中的“音頻”選項(xiàng)卡，在錄音一欄中選擇相應(yīng)的錄音設(shè)備。③決定錄音的通道聲卡提供了多路聲音輸入通道，錄音前必須正確選擇。方法是雙擊桌面的右下角狀態(tài)欄中的喇叭圖標(biāo)，打開(kāi)“音量控制”，選擇“選項(xiàng)”→“屬性”菜單，在“調(diào)節(jié)音量”框內(nèi)選擇“錄音”，選中要使用的錄音設(shè)備。④錄音單擊“開(kāi)始”按鈕，選擇“程序”→“附件”→“娛樂(lè)”→“錄音機(jī)”命令，打開(kāi)“聲音-錄音機(jī)”窗口從，界面如下圖所示，單擊紅色的錄音鍵，就能錄音了。錄音完成后，按停止按鈕，并選擇“文件”菜單中的“保存”命令，將文件命名保存。調(diào)整聲音文件的質(zhì)量用“錄音機(jī)”所錄制下來(lái)的聲音文件，用戶還可以調(diào)整其聲音文件的質(zhì)量。調(diào)整聲音文件質(zhì)量的具體操作如下：①打開(kāi)“錄音機(jī)”窗口。②選擇“文件”→“打開(kāi)”命令，雙擊要進(jìn)行調(diào)整的聲音文件。③單擊“文件”→“屬性”命令，打開(kāi)“聲音文件屬性”對(duì)話框，如下圖所示：④在該對(duì)話框中顯示了該聲音文件的具體信息，在“格式轉(zhuǎn)換”選項(xiàng)組中單擊“選自”下拉列表，其中各選項(xiàng)功能如下：全部格式：顯示全部可用的格式。播放格式：顯示聲卡支持的所有可能的播放格式。錄音格式：顯示聲卡支持的所有可能的錄音格式。⑤選擇一種所需格式，單擊“立即轉(zhuǎn)換”按鈕，打開(kāi)“聲音選定”對(duì)話框，如下圖所示：⑥在該對(duì)話框中的“名稱”下拉列表中可選擇“無(wú)題”、“CD質(zhì)量”、“電話質(zhì)量”和“收音質(zhì)量”選項(xiàng)。在“格式”和“屬性”下拉列表中可選擇該聲音文件的格式和屬性。注意：“CD質(zhì)量”、“收音質(zhì)量”和“電話質(zhì)量”具有預(yù)定義格式和屬性（例如，采樣頻率和信道數(shù)量），無(wú)法指定其格式及屬性。如果選定“無(wú)題”選項(xiàng)，則能夠指定格式及屬性。⑦調(diào)整完畢后，單擊“確定”按鈕即可。注意：“錄音機(jī)”不能編輯已壓縮的聲音