《大學計算機基礎(chǔ)》課件第11章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用

2023/12/161第11章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用11.1多媒體數(shù)據(jù)處理的特點及應(yīng)用11.2聲音處理11.3圖形圖像處理11.4多媒體視頻與動畫本章小結(jié)11.1多媒體數(shù)據(jù)處理的特點

及應(yīng)用2023/12/16311.1.1多媒體與多媒體技術(shù)媒體（medium）是信息表示和傳輸?shù)妮d體。媒體在計算機領(lǐng)域有兩種含義：一是指媒質(zhì)，即存儲信息的實體，如磁盤、光盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲器等；二是指傳遞信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等。2023/12/164多媒體（Multimedia）是指能夠同時獲取、處理、編輯、存儲和展示兩種以上不同類型信息媒體的技術(shù)。這些信息媒體包括文字、聲音、圖形、圖像、動畫與視頻等。多媒體技術(shù)：計算機綜合處理文本、圖形、圖像、音頻與視頻等多種媒體信息，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)并且具有交互性。2023/12/16511.1.2多媒體信息的類型1.文本（Text）計算機中基本的信息表示方式，包含了字母、數(shù)字以及各種專用符號。文本分為非格式化文本和格式化文本。2.圖形（Graphics）一般是指通過繪圖軟件繪制的由直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等組成的畫面。常用的矢量圖形文件格式有.3ds（用于3D造型）、.dxf（用于計算機輔助設(shè)計CAD）及.wmf（用于桌面出版）等。2023/12/1663.圖像（Image）通過掃描儀、數(shù)字照相機、攝像機等輸入設(shè)備捕捉的真實場景畫面，或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。圖像文件在計算機中的存儲格式常用的有：

.bmp、.tif、.gif及.jpg等。4.音頻（Audio）包括話語、音樂以及各種動物和自然界（如風、雨、雷等）發(fā)出的各種聲音。常見的文件格式有.wav、.mid、.mp3、.ra等。2023/12/1675.視頻（Video）視頻圖像來自錄像帶、攝像機、影碟機等視頻信號源的影像，是對自然景物的捕捉，數(shù)字化后以視頻文件格式存儲。常見的文件格式有.avi、.mpg、.mov等。6.動畫（Animation）利用了人眼的視覺特性所得到的，當一系列形或像的畫面按一定的時間在人的視線中經(jīng)過時，人腦就會產(chǎn)生物體運動的印象。常見的文件格式有.flc、.mmm等。2023/12/16811.1.3多媒體信息處理的關(guān)鍵技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)存儲技術(shù)集成電路制作技術(shù)多媒體輸入/輸出技術(shù)多媒體通信技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)2023/12/16911.1.4多媒體系統(tǒng)的組成

具有多媒體功能的微型計算機系統(tǒng)習慣上被人們稱為“多媒體個人計算機”（MPC）。1.多媒體個人計算機標準

“多媒體個人計算機市場協(xié)會（MultimediaPCMarketingCouncil）”對個人計算機的多媒體技術(shù)進行規(guī)范化管理而制定了相應(yīng)標準。MPC1標準公布于1991年，1993年5月公布MPC2標準，1995年6月又推出了MPC3。MPC3標準內(nèi)容如表所示。2023/12/1610設(shè)備與軟件配置標準中央處理器Pentium或兼容CPU系統(tǒng)時鐘75MHz內(nèi)存8MB硬盤540MB鼠標2鍵鍵盤101鍵接口串行接口、并行接口、游戲棒接口MIDI接口具備MIDI合成與混音功能的MIDI輸入輸出接口顯示模式VGA或更高等級顯示模式，分辨率為640×480，65536（64K）色光盤驅(qū)動器4倍速CD-ROM，數(shù)據(jù)傳輸率600KB/s，平均訪問時間<250ms600KB/s傳輸時，CPU占用量<=40%；300KB/s傳輸時，CPU占用量<=20%音頻16位數(shù)字聲音，波表合成功能，MIDI回放視頻回放支持MPEG1視頻文件播放（硬件或軟件）操作系統(tǒng)Windows3.11和DOS6.02023/12/16112．多媒體系統(tǒng)的組成多媒體個人計算機包括硬件和軟件兩個方面。（1）硬件音頻設(shè)備：錄放音設(shè)備、MIDI合成器、高性能的聲卡、話筒、耳機等；圖像設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機、數(shù)字化儀、打印機；視頻設(shè)備：視頻播放機、視頻采集卡、視頻編輯卡、動態(tài)壓縮卡、數(shù)字錄像機、數(shù)字攝像機、投影儀等；存儲部分：光盤、光盤驅(qū)動器、光盤刻錄機等。2023/12/1612（2）多媒體系統(tǒng)的軟件組成系統(tǒng)軟件：包括多媒體操作系統(tǒng)、多媒體設(shè)備驅(qū)動程序、多媒體素材制作軟件、多媒體編輯與創(chuàng)作工具等。應(yīng)用軟件：如多媒體課件、多媒體演示系統(tǒng)、多媒體模擬系統(tǒng)、多媒體導(dǎo)游系統(tǒng)等。

2023/12/161311.1.5多媒體技術(shù)的特點集成性交互性實時性2023/12/161411.1.6多媒體技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展1.多媒體技術(shù)的應(yīng)用多媒體演示系統(tǒng)多媒體網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視應(yīng)用2.多媒體技術(shù)的發(fā)展智能化立體化11.2聲音處理2023/12/161611.2.1聲音的特性聲音是由空氣中分子的振動而產(chǎn)生的。自然界的聲音是一個隨時間而變化的連續(xù)信號，通常用模擬的連續(xù)波形描述聲波的形狀?；€是測量模擬信號的基準點。振幅A，表示聲音信號的強弱程度，即反映音量。周期T，周期的倒數(shù)1/T即為頻率f，以赫茲（Hz）為單位。周期及頻率反映出聲音的音調(diào)。2023/12/1617基線振幅周期單一頻率聲波2023/12/1618單音，振幅和頻率不變的聲音信號。一般只能由專用電子設(shè)備產(chǎn)生。帶寬，聲音信號的頻率范圍。聲音按頻率可分為：次音信號—頻率小于20Hz的信號，或稱為亞音信號；音頻信號—頻率范圍為20Hz～20kHz的信號；話音信號—音頻范圍內(nèi)，人的發(fā)音器官發(fā)出的聲音頻率大約是80～3400Hz，人說話時信號頻率通常為300～3000Hz，稱為話音信號；超音頻信號—高于20kHz的信號，或稱超聲波信號。2023/12/161911.2.2聲音信號的數(shù)字化1.聲音信號的數(shù)字化數(shù)字化的過程由聲卡中的模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換功能來完成。一般經(jīng)過聲音的采樣、量化和編碼三個階段。聲音的模擬信號量化采樣編碼聲音的數(shù)字信號2023/12/16202.數(shù)字音頻的技術(shù)指標采樣頻率：單位時間內(nèi)的采樣次數(shù)，通常用赫茲（Hz）表示。量化位數(shù)：存放采樣點振幅值的二進制位數(shù)。聲道數(shù)：聲音產(chǎn)生的波形個數(shù)。單聲道只記錄和產(chǎn)生一個波形；雙聲道產(chǎn)生兩個波形，即立體聲。記錄每秒鐘存儲聲音容量的公式為：采樣頻率×采樣精度（位數(shù)）×聲道數(shù)÷8=字節(jié)數(shù)例如，采樣頻率為44.1kHz，采樣精度16位的立體聲聲音，其1秒鐘聲音的數(shù)據(jù)量為：44100×16×2÷8=176400（字節(jié)）2023/12/162111.2.3常用的聲音文件格式WAVE文件格式（擴展名為.wav）MPEG文件MIDI文件（擴展名是.mid）RA文件CD-DA2023/12/162211.2.4聲音的錄制與播放打開“錄音機”程序執(zhí)行“開始|所有程序|附件|娛樂|錄音機”命令。錄制聲音刪除聲音文件中的一部分在當前文件中插入另一個聲音文件用錄音機程序混合聲音文件此外，使用“效果”菜單中的命令，還可以進行“加速”、“減速”、“添加回音”和“反向”等編輯。2023/12/162311.2.5音量的控制執(zhí)行“開始|所有程序|附件|娛樂|音量控制”命令或：雙擊任務(wù)欄右鍘“音量”圖標，可以打開“主音量”窗口，如圖所示。11.3圖形圖像處理2023/12/162511.3.1圖形/圖像的獲取與輸入1.用圖形工具軟件生成利用PaintBrush、Photoshop等圖形軟件創(chuàng)作圖形。2.圖像掃描利用圖像掃描儀對圖紙之類平面圖像的采集。3.數(shù)字攝像輸入利用電視攝像機或數(shù)碼照相機，把照片、藝術(shù)作品甚至實際場景輸入計算機從而獲得一幅數(shù)字圖像。4.利用錄像機和電視機捕獲圖像對錄像機和電視機的視頻輸出進行采集，通過視頻卡和有關(guān)軟件生成數(shù)字圖像。5.從圖片庫中獲取在已有的各類圖片庫中選擇。2023/12/162611.3.2圖像的色彩模式常見的有RGB模式、CMYK模式、灰度模式和索引模式等。如果圖像僅用于顯示，則應(yīng)用RGB（紅、綠、藍）模式；如果圖像用于印刷輸出，則常用CMYK（青、品紅、黃、黑）模式；索引模式則常用在GIF格式的WEB圖像。2023/12/162711.3.3圖像的數(shù)字化數(shù)字化—把連續(xù)圖像變成數(shù)字圖像的過程。1.圖像數(shù)字化的過程采樣量化編碼2023/12/16282.圖像的屬性參數(shù)（1）圖像的分辨率組成一幅圖像的像素密度的度量方法，通常使用單位打印長度上的圖像像素的數(shù)目多少，即用每英寸多少點（DPI）表示。（2）掃描分辨率對圖像采樣時單位距離內(nèi)采樣的點數(shù)，掃描分辨率用每英寸點數(shù)（DPI）表示。（3）顯示分辨率確定顯示圖像的區(qū)域大小。2023/12/1629（4）圖像深度也稱圖像的位深，是指描述圖像中每個像素的數(shù)據(jù)所占的二進制位數(shù)。（5）真彩色在組成一幅彩色圖像的每個像素值中，有R、G、B共3個基色分量，每個基色分量直接決定顯示設(shè)備的基色強度，這樣產(chǎn)生的彩色稱為真彩色。2023/12/163011.3.4常用圖像文件格式BMP（擴展名.bmp）GIF（擴展名.gif）JPEG格式（擴展名為.jpg）WMF（擴展名為.wmf）PCXPICTPSDPDF11.4多媒體視頻與動畫2023/12/16321.視頻技術(shù)將一幅幅獨立的圖像組成的序列按一定的速率連續(xù)播放，利用人類的視覺暫留現(xiàn)象在眼前形成連續(xù)運動的畫面，每幅獨立的圖像稱為一幀，通常每秒鐘播放25幀（PAL制，中國、歐洲用）或30幀（NTSC制，北美用）。2.視頻分類模擬視頻、數(shù)字視頻。2023/12/16333.描述視頻信息時常用的技術(shù)參數(shù)幀速每秒鐘播放的靜止畫面數(shù)，用幀/秒表示；數(shù)據(jù)量一個未經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)量是每幀圖像的數(shù)據(jù)量乘以幀速；畫面質(zhì)量與原始圖像質(zhì)量有關(guān)，也和視頻數(shù)據(jù)的壓縮比有關(guān)。2023/12/163411.4.1視頻的編輯與處理1.數(shù)字化視頻圖像數(shù)據(jù)的獲取直接選用數(shù)字化的視頻圖像；利用數(shù)字攝像機獲得數(shù)字視頻圖像；利用攝像機、視頻采集卡捕獲圖像。2.視頻圖像的數(shù)字化對于視頻采集，需要把模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機能處理的數(shù)字信號。圖像的數(shù)字化過程也采用采樣、量化、編碼3個步驟進行。2023/12/16353.視頻圖像的實現(xiàn)策略設(shè)計數(shù)字信號處理器傳真視頻圖像技術(shù)壓縮和解壓縮的非對稱性可縮放性技術(shù)4.視頻的編輯與處理實現(xiàn)數(shù)字視頻文件的創(chuàng)作步驟：捕獲、編輯、修飾、壓縮2023/12/163611.4.2主流視頻文件的格式1.影像視頻文件格式AVI（擴展名.avi）MOV（擴展名.mov）MPG/MPEG。DAT（擴展名.dat）2.流媒體文件RealMedia

簡稱RM，主要包括RA（RealAudio）、RV（RealVideo）和RF（RealFlash）三部分。QuickTimeASF2023/12/163711.4.3動畫技術(shù)基礎(chǔ)

動畫就是在一定時間內(nèi)連續(xù)顯示的一系列圖像或幀。其中每一幀都會較前一幀有輕微的變化，當這些幀被連續(xù)、快速地播放時，就會產(chǎn)生運動的視覺效果。2023/12/16381.動畫分類分為二維動畫與三維動畫。二維動畫制作軟件，常用的有UleadGifAnimator、Photoshop、Firework、MacromediaFlash、AnimoPEGS等。二維動畫被大量用于卡通片的制作，而且也是目前網(wǎng)