多媒體應(yīng)用技術(shù)課件

第五章1第五章15.1多媒體技術(shù)概述一、媒體與多媒體

1.媒體(媒介、媒質(zhì))

媒體是信息表示、傳遞和存儲的載體

存儲信息的實體紙張、磁盤、光盤

表示信息的載體文本、圖形、圖像

聲音、動畫、視頻命運25.1多媒體技術(shù)概述一、媒體與多媒體命運25.1多媒體技術(shù)概述媒體的種類(CCITT)

感覺媒體人的感官，如視覺、聽覺等

表示媒體為了處理和傳輸感覺媒體而人為構(gòu)造的媒體，如文本、圖形、動畫等

顯示媒體獲取和表現(xiàn)信息的物理設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)器、顯示器和音箱等

存儲媒體用來存放表示媒體的介質(zhì)，如磁盤、光盤和內(nèi)存等

傳輸媒體傳輸數(shù)據(jù)的載體，如光纜35.1多媒體技術(shù)概述媒體的種類(CCITT)35.1多媒體技術(shù)概述2.多媒體

通常是指表示媒體，也就是

靜態(tài)媒體：文本、圖形、圖像

動態(tài)媒體：聲音、動畫、視頻多媒體是融合兩種或兩種以上表示媒體的一種人機交互式信息交流和傳播媒體。

多媒體的實質(zhì)：各種媒體數(shù)字化。45.1多媒體技術(shù)概述2.多媒體45.1多媒體技術(shù)概述二、多媒體技術(shù)

定義將多種媒體信息通過計算機進行數(shù)字化采集、編碼、存儲、傳輸、處理和再現(xiàn)等，使多種媒體信息建立邏輯連接，并集成一個具有交互性的計算機系統(tǒng)。利用計算機綜合處理圖文聲像。

特征多樣性集成性交互性、實時性55.1多媒體技術(shù)概述二、多媒體技術(shù)55.2多媒體系統(tǒng)的組成一、多媒體系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)多媒體硬件系統(tǒng)：多媒體控制板卡及I/O電路多媒體驅(qū)動程序：用來控制和操縱多媒體硬件多媒體操作系統(tǒng)：CD-RTOS(專用),Windows(通用)多媒體應(yīng)用軟件多媒體開發(fā)工具多媒體操作系統(tǒng)多媒體驅(qū)動程序多媒體硬件系統(tǒng)65.2多媒體系統(tǒng)的組成一、多媒體系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)多媒體硬件系5.2多媒體系統(tǒng)的組成二、多媒體系統(tǒng)的基本組成75.2多媒體系統(tǒng)的組成二、多媒體系統(tǒng)的基本組成75.2多媒體系統(tǒng)的組成

多媒體支持軟件(開發(fā)工具)

多媒體素材制作工具文字特效制作軟件：MSWord/藝術(shù)字音頻處理軟件：SyntrilliumCooledit

TwelveToneCakewalk圖形圖像處理軟件：CorelCorelDRAW

AdobePhotoshop85.2多媒體系統(tǒng)的組成多媒體支持軟件(開發(fā)工具)85.2多媒體系統(tǒng)的組成動畫制作軟件：MacromediaFlashMXDiscreet3dsmax視頻編輯軟件：AdobePremiere多媒體著作工具

MicrosoftPowerPointMacromediaAuthorware

多媒體編程語言

VB、VC++95.2多媒體系統(tǒng)的組成動畫制作軟件：Macrome5.3多媒體信息表示及處理一、圖形圖像信息處理

1.圖形(矢量圖形、幾何圖形)矢量圖是用一組指令來描述的，這些指令給出構(gòu)成圖形的各種屬性和參數(shù)。例如：

圓(圓心坐標(biāo),半徑及粗細,色彩)

優(yōu)缺點：①圖形文件占用空間較少②圖形復(fù)雜時耗時相對較長

繪圖軟件：CorelDRAWFreeHand105.3多媒體信息表示及處理一、圖形圖像信息處理105.3多媒體信息表示及處理2.圖像(位圖圖像、點陣圖像)位圖是指在空間和亮度上已離散化的圖像，通過描述每一像素的顏色或亮度來表示該圖像。它適應(yīng)表現(xiàn)包含大量細節(jié)的圖片，如明暗、濃淡、層次和色彩變化等。

優(yōu)缺點：①色彩和色調(diào)豐富，景物逼真

②縮放處理易失真，數(shù)據(jù)量大繪畫軟件：PhotoshopPhotoImpact115.3多媒體信息表示及處理2.圖像(位圖圖像、點陣5.3多媒體信息表示及處理圖形與圖像的比較圖形圖像文件大小與圖形的復(fù)雜程度有關(guān)，一般較小與圖像的尺寸和顏色有關(guān)，一般較大文件內(nèi)容圖形指令圖像點陣數(shù)據(jù)縮放、旋轉(zhuǎn)處理無失真有失真處理技術(shù)繪制、創(chuàng)造和藝術(shù)性獲取、復(fù)制和技巧性適合范圍表現(xiàn)變化的曲線簡單圖案、運算結(jié)果表現(xiàn)自然和細節(jié)景物層次、色彩較豐富圖形圖像真實感圖形繪制模式識別技術(shù)125.3多媒體信息表示及處理圖形與圖像的比較圖形圖像文件大小5.3多媒體信息表示及處理

3.圖像的數(shù)字化

連續(xù)空間位置的離散和數(shù)字化亮度值的離散和數(shù)字化空間位置采樣m×n20×13256亮度量化8b24b135.3多媒體信息表示及處理3.圖像的數(shù)字化空間位置5.3多媒體信息表示及處理

4.圖像的主要參數(shù)

⑴分辨率分辨率直接影響圖像質(zhì)量。

顯示分辨率：指在顯示器上能夠顯示的像素數(shù)目。(640*480,800*600,1024*768)

圖像分辨率：指數(shù)字圖像的實際像素數(shù)目，它反映圖像在屏幕中顯示的大小。

像素分辨率：指像素的寬高比(1:1),在像素分辨率不同的機器間傳輸圖像會變形。145.3多媒體信息表示及處理4.圖像的主要參數(shù)145.3多媒體信息表示及處理

⑵顏色深度指記錄每個像素所使用的二進制位數(shù)。

彩色圖像：可使用的最多顏色數(shù)目

灰度圖像：可使用的亮度級別數(shù)目位數(shù)顏色數(shù)說明4位16種Windows3.x中畫筆支持16種顏色8位256種多媒體應(yīng)用中的最低顏色深度16位32768種RGB5:5:5,剩余1位表示其它屬性(透明度)24位16M種真彩色，超出人眼所能識別的顏色范圍32位16M種RGB8:8:8,剩余8位表示其它屬性(透明度)155.3多媒體信息表示及處理⑵顏色深度位數(shù)顏色數(shù)說明5.3多媒體信息表示及處理

圖像數(shù)據(jù)量的計算圖像文件的大小是指在磁盤上存儲整幅圖像所需的字節(jié)數(shù)。

數(shù)據(jù)量＝圖像分辨率×顏色深度/8(B)[例題]一幅640×480的真彩色圖像，未壓縮的圖像數(shù)據(jù)量是多少？640×480×24/8＝921600B＝900KB165.3多媒體信息表示及處理圖像數(shù)據(jù)量的計算165.3多媒體信息表示及處理

5.圖像的文件格式

BMP：Windows標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式

JPG：一種高效率壓縮格式(1:10～20)

GIF：用于交換圖片的，對灰度

圖像表現(xiàn)佳，但不超過256色的圖像。

PNG：流式網(wǎng)絡(luò)圖形格式，它使用LZ77派生的無損數(shù)據(jù)壓縮算法。

PNG存儲灰度圖像時圖像深度達16位

PNG存儲彩色圖像時圖像深度達48位175.3多媒體信息表示及處理5.圖像的文件格式175.3多媒體信息表示及處理

6.圖像的獲取方法采用掃描儀、數(shù)碼相機進行模數(shù)轉(zhuǎn)換從數(shù)字圖像庫、網(wǎng)上獲取具有繪畫基礎(chǔ)的用戶自行繪制

7.圖像的處理技術(shù)圖像處理手段很多，所有處理都是建立在對數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)運算的基礎(chǔ)上，一般用戶可通過圖像處理軟件(Photoshop)來完成。例如：圖像亮度、對比度的調(diào)整等。185.3多媒體信息表示及處理6.圖像的獲取方法18二、音頻信息處理

1.聲音信號的類型模擬信號(自然界、物理)數(shù)字信號(計算機)

2.聲音數(shù)字化過程采樣量化編碼模擬信號數(shù)字信號模擬信號數(shù)字信號A/DADCD/ADAC5.3多媒體信息表示及處理19二、音頻信息處理采樣量化編碼模擬信號數(shù)字信號模擬信號數(shù)字信號3.聲音數(shù)字化過程連續(xù)的模擬聲音信號聲音信號的采樣離散的音頻信號示意5.3多媒體信息表示及處理203.聲音數(shù)字化過程連續(xù)的模擬聲音信號聲音信號的采樣離4.聲音數(shù)字化三要素采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)每秒鐘抽取聲波幅度樣本的次數(shù)每個采樣點用多少二進制位表示數(shù)據(jù)范圍使用聲音通道的個數(shù)采樣頻率越高聲音質(zhì)量越好數(shù)據(jù)量也越大量化位數(shù)越多音質(zhì)越好數(shù)據(jù)量也越大立體聲比單聲道的表現(xiàn)力豐富，但數(shù)據(jù)量翻倍11.025kHz22.05kHz44.1kHz8位＝256個值16位＝65536個值單聲道立體聲5.3多媒體信息表示及處理214.聲音數(shù)字化三要素采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)每秒鐘抽取

5.聲音數(shù)字化計算公式數(shù)據(jù)量＝采樣頻率×量化位數(shù)

×聲道數(shù)/8(字節(jié)/秒)采樣頻率(kHz)量化位數(shù)(bit)數(shù)據(jù)量(KB/s)單聲道立體聲11.025810.7721.531621.5343.0722.05821.5343.071643.0786.1344.1843.0786.131686.13172.275.3多媒體信息表示及處理225.聲音數(shù)字化計算公式采樣頻率量化位數(shù)數(shù)據(jù)量(KB/

6.數(shù)字音頻的文件格式

WAV文件

WAV是Microsoft/IBM共同開發(fā)的PC波形文件。因未經(jīng)壓縮，文件數(shù)據(jù)量很大。

特點：聲音層次豐富，還原音質(zhì)好

MP3文件

MP3(MPEGAudiolayer3)是一種按MPEG標(biāo)準(zhǔn)的音頻壓縮技術(shù)制作的音頻文件。

特點：高壓縮比(11:1)，優(yōu)美音質(zhì)5.3多媒體信息表示及處理236.數(shù)字音頻的文件格式5.3多媒體信息表示及處理2

WMA文件

WMA(WindowsMediaAudio)是WindowsMedia格式中的一個子集(音頻格式)。

特點：壓縮到MP3一半

MIDI文件

MIDI(樂器數(shù)字接口)是由一組聲音或樂器符號的集合。

特點：數(shù)據(jù)量很小，缺乏重現(xiàn)自然音5.3多媒體信息表示及處理24WMA文件5.3多媒體信息表示及處理24三、視頻信息處理

1.視覺暫留現(xiàn)象人眼有一種視覺暫留的生物現(xiàn)象，即人觀察的物體消失后，物體映像在人眼的視網(wǎng)膜上會保留一個非常短暫的時間(約0.1s)。利用這一現(xiàn)象，將一系列畫面中物體移動或形狀改變很小的圖像，以

足夠快的速度連續(xù)播放，就會

產(chǎn)生連續(xù)活動的場景。5.3多媒體信息表示及處理25三、視頻信息處理5.3多媒體信息表示及處理25

2.視頻的定義

視頻又稱運動圖像或活動圖像，它是指連續(xù)地隨著時間變化的一組圖像。

幀：一幅單獨的圖像

幀率：每秒種播放的幀數(shù)，單位是f/s

典型的幀率：24f/s、25f/s、30f/s

常見的視頻信號：電影、電視5.3多媒體信息表示及處理262.視頻的定義5.3多媒體信息表示及處理26

3.電視的制式色度信息處理方法→三種彩色電視制式

⑴NTSC制式(美國、日本、中國臺灣等)

NationalTelevisionSystemsCommittee(1953，美國)①30幀/秒(29.97fps)，525行/幀

②隔行掃描：2場/幀，262.5行/場

③顏色模型：YIQ

④寬高比：4:3(幀大?。?52*240)5.3多媒體信息表示及處理273.電視的制式5.3多媒體信息表示及處理27

⑵PAL制式(中國、德國、英國、朝鮮等)

PhaseAlternationLine(1962，德國)①25幀/秒，625行/幀

②隔行掃描：2場/幀，312.5行/場

③顏色模型：YUV

④寬高比：4:3(幀大?。?52*288)⑶SECAM制式(法國、俄羅斯、東歐國家)“輪流傳送彩色與存儲”(1966年，法國)類似PAL制式5.3多媒體信息表示及處理28⑵PAL制式(中國、德國、英國、朝鮮等)5.3多媒

4.視頻的數(shù)字化掃描采樣量化編碼模擬視頻信號數(shù)字視頻信號視頻是連續(xù)的圖像圖像是離散的視頻5.3多媒體信息表示及處理294.視頻的數(shù)字化掃描采樣量化編碼模擬視頻信號數(shù)字視頻

數(shù)字視頻的優(yōu)點與模擬視頻相比，其優(yōu)點：①數(shù)字視頻便于創(chuàng)造性的編輯與合成②數(shù)字視頻可不失真地進行多次復(fù)制③在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下容易實現(xiàn)資源共享④數(shù)字視頻可與其它媒體組合使用

缺陷：①處理速度慢②數(shù)據(jù)量大(壓縮、光盤)5.3多媒體信息表示及處理30數(shù)字視頻的優(yōu)點5.3多媒體信息表示及處理30

5.視頻的文件格式

AVI文件AVI是一種音視頻交叉記錄的文件格式,微軟在1992年推出AVI文件及其應(yīng)用軟件VideoforWindows。

特點：①AVI采用幀內(nèi)壓縮，可用一般的視頻編輯軟件進行編輯。

②提供無硬件視頻回

放，其窗口大小和幀率可

根據(jù)播放環(huán)境調(diào)整。5.3多媒體信息表示及處理315.視頻的文件格式5.3多媒體信息表示及處理31

MOV文件MOV(Moviedigitalvideo)文件是Apple公司在其Macintosh機推出的視頻文件格式，其相應(yīng)的視頻應(yīng)用軟件QuickTime。QuickTimeforMacintoshQuickTimeforWindowsMOV文件格式的壓縮算法

Video編碼支持16位圖像深度

的幀內(nèi)壓縮和幀間壓縮。5.3多媒體信息表示及處理32MOV文件5.3多媒體信息表示及處理32

MPG文件MPG文件是采用MPEG算法進行壓縮的全運動視頻文件格式。它在1024*768的分辨率下可用每秒25或30幀的速率同步播放全運動視頻圖像和CD音樂伴音。

DAT文件也是基于MPEG

壓縮算法的一種文件格式,

它是VideoCD和卡拉OKCD

數(shù)據(jù)文件的擴展名。5.3多媒體信息表示及處理33MPG文件5.3多媒體信息表示及處理335.4多媒體存儲技術(shù)一、光盤刻錄技術(shù)光盤(CD-CompactDisc，高密盤)

特點：①存儲容量大：CD-ROM→650MB

DVD→4.7GB②記錄密度高：107-108bit/cm2③長期保存信息：10-100年④非接觸方式、價格低廉345.4多媒體存儲技術(shù)一、光盤刻錄技術(shù)345.4多媒體存儲技術(shù)

1.CD-ROM技術(shù)

CD-ROM是只讀光盤或固定型光盤(只能讀，不能改-重寫、擦除)。一張普通光盤可以存儲650MB數(shù)據(jù),它包括文本、表格、圖形、圖

像、視頻、音頻等文件。凹坑→0平坦→1355.4多媒體存儲技術(shù)1.CD-ROM技術(shù)355.4多媒體存儲技術(shù)

CD-ROM的工作原理：

CD-ROM驅(qū)動器讀取數(shù)據(jù)時由激光束照射到光盤的平面上，當(dāng)激光束射到光盤的平坦部分時，有70-80%的光反射并傳輸?shù)焦鈾z測器中，記下ON→1；當(dāng)激光束照在凹

坑上時，激光束由于

散射而無法接收到反

射信號，則光檢測器

記下OFF→0。365.4多媒體存儲技術(shù)CD-ROM的工作原理：365.4多媒體存儲技術(shù)

2.CD-R技術(shù)

CD-R是只寫一次型光盤或追記型光盤(可寫一次，寫過后不能修改，只能讀寫)。

CD-R光盤主要用于信

息存檔或備份大型系統(tǒng)，

它比CD-ROM多了一層塑料

層(記憶數(shù)據(jù))。375.4多媒體存儲技術(shù)2.CD-R技術(shù)375.4多媒體存儲技術(shù)

CD-R