教學(xué)課件：《多媒體技術(shù)應(yīng)用》(武大)

●任務(wù)一認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)●任務(wù)二多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景多媒體技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目1●任務(wù)三多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)1認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)

【任務(wù)情景】眾所周知，信息是所有消息的總稱，而人類傳遞信息，是通過各種信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的?？梢?，信號(hào)是傳送信息的載體。如通過聲音和語音信號(hào)刺激人的聽覺器官來得到各種信息；再進(jìn)一步，通過視頻圖像信號(hào)，尤其是動(dòng)態(tài)視頻圖像信號(hào)，給人的視覺帶來更生動(dòng)、真實(shí)的信息。當(dāng)然，僅有圖像是不夠的，還必須配合聲音、文字等多種形式的信號(hào)。通過聽覺、視覺和其他感覺，使人類獲取信息的效果更全面。人類通過感官，用多種形式的信號(hào)交換信息，這便是我們所要討論的多媒體技術(shù)。任務(wù)1認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)【任務(wù)描述】本次任務(wù)需要同學(xué)們首先了解媒體的概念及分類，然后理解多媒體技術(shù)的含義、特征及產(chǎn)生背景?！救蝿?wù)分析】（1）了解多媒體概念及媒體的概念和分類；（2）理解多媒體技術(shù)的含義、特征及產(chǎn)生背景。任務(wù)1認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)【現(xiàn)場(chǎng)演練】一、什么是多媒體什么是多媒體?我們首先了解媒體(Medium)方面的知識(shí)。媒體也稱為媒質(zhì)或媒介，在計(jì)算機(jī)行業(yè)里，其有兩種含義：其一是指?jìng)鞑バ畔⒌妮d體，如語言、文字、圖像、視頻、音頻等等；其二是指存儲(chǔ)信息的載體，如ROM、RAM、磁帶、磁盤、光盤等，目前，主要的載體有CD-ROM、VCD、網(wǎng)頁等。多媒體是出現(xiàn)的新生事物，正在飛速發(fā)展和完善之中。我們所提到多媒體技術(shù)中的媒體主要是指前者，就是利用電腦把文字、圖形、影像、動(dòng)畫、聲音及視頻等媒體信息都數(shù)位化，并將其整合在一定的交互式界面上，使電腦具有交互展示不同媒體形態(tài)的能力。它極大的改變了人們獲取信息的傳統(tǒng)方法，符合人們?cè)谛畔r(shí)代的閱讀方式。國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)對(duì)媒體進(jìn)行了如下的分類：任務(wù)1認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)(1)感覺媒體(PreceptionMedium)：直接作用于人的感官，產(chǎn)生感覺(視、聽、嗅、味、觸覺)的媒體即稱為感覺媒體。如語言、音樂、音響、圖形、動(dòng)畫、數(shù)據(jù)、文字、文件等都是感覺媒體。(2)表示媒體(PresentationMedium)：為了對(duì)感覺媒體進(jìn)行有效的傳輸，而人為地構(gòu)造出的一種媒體稱為表示媒體。例如語言編碼、靜止和活動(dòng)圖像編碼以及文本編碼等都是表示媒體。(3)顯示媒體(DisplayMedium)：顯示媒體是顯示感覺媒體的設(shè)備。它又分為兩類：一類是輸入顯示媒體，如話筒、攝像機(jī)、光筆以及鍵盤等；另一類是輸出顯示媒體，如揚(yáng)聲器、顯示器以及打印機(jī)等。(4)傳輸媒體(TransmissionMedium)：傳輸媒體是傳輸信號(hào)的物理載體，如同軸電纜、光纖、雙絞線以及電磁波等都是傳輸媒體。(5)存儲(chǔ)媒體(StorageMedium)：用于存儲(chǔ)表示媒體，即存放感覺媒體數(shù)字化后代碼的媒體。如磁盤、光盤、磁帶和紙張等。我們通常所說的多媒體就是上述媒體的組合，即聲音、圖像、圖形、動(dòng)畫、文字、數(shù)據(jù)、文件等各種媒體的組合。任務(wù)1認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)二、什么是多媒體技術(shù)1.多媒體技術(shù)的含義多媒體技術(shù)（MultimediaTechnology）是一種將文本(Text)、圖形(Graphics)、圖像(Images)、動(dòng)畫(Animation)和聲音(Sound)等形式的信息結(jié)合在一起，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合處理和控制，能支持完成一系列交互式操作的信息技術(shù)。2.多媒體技術(shù)的特征多媒體技術(shù)具有集成性、交互性、實(shí)時(shí)性、多樣性和控制性等特征。（1）集成性多媒體技術(shù)的集成性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是把存儲(chǔ)信息的實(shí)體集成，即把音響設(shè)備、視頻設(shè)備、存儲(chǔ)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成；另一方面是把承載信息的載體集成，即對(duì)文本、數(shù)字、圖形、動(dòng)畫、聲音和視頻影像等整合。任務(wù)1認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)（2）交互性多媒體技術(shù)最重要的特征是人機(jī)交互功能。多媒體技術(shù)向用戶提供了有效地使用和控制多媒體信息的手段，用戶可以充分享受計(jì)算機(jī)提供的信息資源，還能主動(dòng)地進(jìn)行檢索、提問與回答。（3）實(shí)時(shí)性聲音、動(dòng)態(tài)圖像（視頻）隨時(shí)間的變化而變化。（4）多樣性多樣性是指計(jì)算機(jī)所能處理信息媒體的多樣性。早期的計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)值、文字和簡(jiǎn)單的圖形等，形式比較單一。而具有多媒體功能的計(jì)算機(jī)可以綜合地處理圖形、圖像、動(dòng)畫、聲音、視頻信號(hào)等多種媒體信息。（5）控制性多媒體并不是多種設(shè)備的簡(jiǎn)單組合，而是以計(jì)算機(jī)為控制中心來加工處理來自各種不同設(shè)備的多媒體數(shù)據(jù)，使其在不同的流程上出現(xiàn)（即整個(gè)多媒體系統(tǒng)的控制中樞）。任務(wù)1認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)三、多媒體技術(shù)的產(chǎn)生多媒體技術(shù)最早起源于20世紀(jì)80年代中期。1984年，美國Apple公司在Macintosh上為了改善人機(jī)之間的界面，首先大膽地引入位映射（Bitmap）的概念對(duì)圖像進(jìn)行描述，并使用了窗口和圖符作為用戶接口。1985年，美國Commodore公司推出世界上第一臺(tái)真正的多媒體計(jì)算機(jī)Amiga，具有動(dòng)畫、音響和視頻功能。同年，CD-ROM問世，實(shí)現(xiàn)大容量多媒體信息的存儲(chǔ)和處理。1986年3月，荷蘭Philips公司和日本Sony公司聯(lián)合研制并推出了交互式緊湊光盤系統(tǒng)CDI(CompactDiscInteractive)，同時(shí)還公布了CD-ROM文件格式，并成為ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，得到了同行的承認(rèn)。1987年，美國RCA公司推出交互式數(shù)字視頻系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(DVI)，規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化了交互式視頻技術(shù)。1990年11月，Microsoft和Philips等十多家廠商召開了多媒體開發(fā)者會(huì)議，會(huì)議成立了多媒體計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)，并制定了多媒體計(jì)算機(jī)MPC1.0標(biāo)準(zhǔn)。1993年，建立了多媒體微機(jī)的性能標(biāo)準(zhǔn)2，其性能與原有的MPC標(biāo)準(zhǔn)兼容。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景【任務(wù)情景】多媒體技術(shù)是從20世紀(jì)80年代中后期開始逐漸發(fā)展起來的，已是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中一個(gè)被廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域。它與通信、網(wǎng)絡(luò)及傳媒等相結(jié)合，對(duì)人類的學(xué)習(xí)、生活、工作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。多媒體技術(shù)是使用計(jì)算機(jī)交互式綜合技術(shù)和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)處理多種媒體信息——文本、圖形、圖像、視頻和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個(gè)系統(tǒng)并具有交互性的技術(shù)。多媒體具有多樣性、交互性、集成性、協(xié)同性、實(shí)時(shí)性等特性。它把機(jī)器處理的信息多維化，通過信息的捕獲處理與展現(xiàn)，使之在交互過程中具有更加廣闊和自由的空間，滿足人類感官空間全方位的多媒體信息需求?！救蝿?wù)描述】本次任務(wù)需要同學(xué)們首先了解多媒體技術(shù)的具體應(yīng)用情況，隨后了解多媒體技術(shù)的發(fā)展前景和趨勢(shì)。【任務(wù)分析】（1）了解多媒體技術(shù)的應(yīng)用；（2）掌握多媒體技術(shù)的發(fā)展前景和趨勢(shì)。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景【現(xiàn)場(chǎng)演練】一、多媒體技術(shù)的應(yīng)用1.多媒體技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用多媒體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如將多媒體技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)合，超越時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)信息的交換、處理和共享。包括多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)、多媒體遠(yuǎn)程教育、多媒體遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、多媒體電子出版物和多媒體數(shù)據(jù)庫等。(1)多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)在不同地理位置，人們可以交流（通常是指以會(huì)議的形式），包括語言、圖像、動(dòng)畫、視頻、數(shù)據(jù)等的傳遞和交流。這種多媒體系統(tǒng)大大提高了工作效率。(2)多媒體遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)多媒體遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們提供醫(yī)療服務(wù)。如請(qǐng)醫(yī)學(xué)專家進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診、指導(dǎo)當(dāng)?shù)蒯t(yī)生進(jìn)行復(fù)雜的手術(shù)等。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景(3)多媒體遠(yuǎn)程教育多媒體遠(yuǎn)程教育可以讓學(xué)習(xí)者足不出戶就能進(jìn)行學(xué)習(xí)，為人們提供了更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。而且還可以利用多媒體的多種表現(xiàn)形式及方便的交互方式，讓學(xué)習(xí)者打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，調(diào)整學(xué)習(xí)的進(jìn)度。(4)多媒體電子出版物近年來，多媒體電子出版物以其信息容量大、易于檢索、成本低等優(yōu)點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展。并且取代了一些傳統(tǒng)的出版物。多媒體電子出版物包括各種百科全書、電子辭典、技術(shù)手冊(cè)和電子書刊等。目前，一般采用CD

ROM光盤為存儲(chǔ)介質(zhì)。(5)多媒體數(shù)據(jù)庫多媒體數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它可以將文字、數(shù)據(jù)、圖形、圖像、聲音、視頻等媒體信息集成管理并綜合表示。而且要建立對(duì)多媒體數(shù)據(jù)庫信息的檢索和查詢。使之應(yīng)用到更為廣泛的領(lǐng)域中。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景2.多媒體在較高層次上的應(yīng)用當(dāng)前的多媒體技術(shù)應(yīng)用在較高層次上可以分為：多媒體演示系統(tǒng)的制作、多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)字電視的應(yīng)用等方面。（1）多媒體演示系統(tǒng)的制作多媒體演示系統(tǒng)的制作是目前多媒體技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一，它包括計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）光盤制作、公司和地區(qū)的多媒體演示、引導(dǎo)及介紹系統(tǒng)等。目前，多媒體制作工具的相關(guān)技術(shù)相對(duì)來說已經(jīng)非常成熟，在大多時(shí)候主要是內(nèi)容上的變化，已經(jīng)不再單純屬于多媒體技術(shù)要解決的問題。這方面的發(fā)展，更多的是需要實(shí)現(xiàn)技術(shù)和創(chuàng)意兩個(gè)方面的緊密結(jié)合。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景(2)多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸長(zhǎng)期以來，多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸一直是多媒體應(yīng)用的一個(gè)重要方面。由于多媒體的傳輸涉及到圖像、聲音和數(shù)據(jù)等多個(gè)方面，因此需要寬頻帶（國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸頻帶還不能適應(yīng)）。在這方面多媒體應(yīng)用發(fā)展受到了一定的限制。目前的目標(biāo)是使多媒體用戶可以通過現(xiàn)有的電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)交互式寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸。另外，由于多媒體網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸主要有兩種形式：一種是視頻會(huì)議的形式；另一種是采用MPEG-1和MPEG-2壓縮（也就是VCD和DVD）的傳輸方式。多媒體寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用具有多種，主要包括遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷、視頻點(diǎn)播以及各種多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。遠(yuǎn)程教學(xué)是最近發(fā)展較為突出的一個(gè)多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)用。(3)數(shù)字電視的應(yīng)用多媒體技術(shù)的主要特點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)上處理視頻信息，即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和電視的結(jié)合。數(shù)字電視實(shí)際上是多媒體的一種應(yīng)用?？傊嗝襟w技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于教育、軍事、醫(yī)學(xué)、工程建筑、商業(yè)、藝術(shù)和娛樂等社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，并且具有十分廣闊的應(yīng)用前景。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景二、多媒體技術(shù)的發(fā)展前景1.流媒體技術(shù)。傳統(tǒng)多媒體手段由于其數(shù)據(jù)傳輸量大的特點(diǎn)而與現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境發(fā)生了矛盾，面臨發(fā)展相對(duì)停滯的危機(jī)。解決問題的一個(gè)很好的方法就是采用流媒體技術(shù)。所謂“流”，是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，使用這種方式，信息的接收者在沒有接到完整的信息前就能處理那些已收到的信息。這種一邊接收、一邊處理的方式，很好地解決了多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸問題。流媒體技術(shù)，大大地促進(jìn)了多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)的多媒體化趨勢(shì)是不可逆轉(zhuǎn)的，相信在很短的時(shí)間里，多媒體技術(shù)一定能在網(wǎng)絡(luò)這片新天地里找到更大的發(fā)揮空間。2.智能多媒體技術(shù)。多媒體技術(shù)充分利用了計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算能力，綜合處理聲、文、圖信息，用交互式彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)智能的不足。發(fā)展智能多媒體技術(shù)包括很多方面：（1）文字的識(shí)別和輸入。（2）語音的識(shí)別和輸入。（3）自然語言理解和機(jī)器翻譯。（4）圖形的識(shí)別和理解。（5）機(jī)器人視覺和計(jì)算機(jī)視覺。（6）知識(shí)工程以及人工智能的一些課題。把人工智能領(lǐng)域某些研究課題和多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)很好地結(jié)合，就是多媒體計(jì)算機(jī)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展方向。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景3.虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)是一項(xiàng)與多媒體密切相關(guān)的邊緣技術(shù)，它通過綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像處理、模擬與仿真、傳感、顯示系統(tǒng)等技術(shù)和設(shè)備，以模擬仿真的方式，給用戶提供一個(gè)真實(shí)反映操作對(duì)象變化與相互作用的三維圖像環(huán)境，從而構(gòu)成一個(gè)虛擬世界，并通過特殊的輸入輸出設(shè)備提供給用戶一個(gè)與該虛擬世界相互作用的三維交互式用戶界面。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合了人工智能、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等多種技術(shù)，它的應(yīng)用廣泛，發(fā)展?jié)摿Σ豢晒懒?。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，能對(duì)多媒體領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，因此我們希望能夠盡快獲得突破性成果，以推出功能更強(qiáng)大的多媒體系統(tǒng)，服務(wù)于人類。任務(wù)2多媒體技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景三、多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.進(jìn)一步完善計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作環(huán)境。多媒體融合了計(jì)算機(jī)的交互性、網(wǎng)絡(luò)的分布性以及多媒體的綜合集成性，它在工業(yè)產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)制造、遠(yuǎn)程會(huì)診、不同地域位置的同行學(xué)術(shù)交流、師生間的協(xié)同式學(xué)習(xí)等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。2.將多媒體和通信技術(shù)融合到CPU芯片中。多媒體技術(shù)正朝以下方向發(fā)展：高分辨率（以提高顯示質(zhì)量）高速度化（以縮短處理時(shí)間）簡(jiǎn)單化（以便于操作）智能化（以提高信息識(shí)別能力）標(biāo)準(zhǔn)化（以便于信息交換和資源共享）從多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來看，多媒體技術(shù)的數(shù)字化將會(huì)是未來技術(shù)擴(kuò)張的主流，而作為多媒體技術(shù)賴以存在和發(fā)展的重要基石，數(shù)字多媒體芯片技術(shù)將成為未來多媒體技術(shù)革命中的焦點(diǎn)，不管是從以PC技術(shù)為依附的計(jì)算機(jī)多媒體應(yīng)用，到移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的各種多媒體實(shí)現(xiàn)，以及未來3G時(shí)代各種電子化裝置的多媒體大融合，數(shù)字多媒體芯片都是無可置疑的主角。任務(wù)3多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成【任務(wù)情景】多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)是集電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、工程技術(shù)于一體，能夠完成數(shù)據(jù)計(jì)算、信息以及圖像、聲音處理及控制的一項(xiàng)新技術(shù)。應(yīng)用多媒體計(jì)算機(jī)可以表現(xiàn)一些在普通條件下無法完成或無法觀察到的科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程；可以利用人們豐富的想象力把抽象的思維與現(xiàn)實(shí)存在的畫面有機(jī)地結(jié)合在一起；可以制作或完成一些能反映物質(zhì)結(jié)構(gòu)的三維動(dòng)畫；可以進(jìn)行工業(yè)、商業(yè)等方面新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)；還可以實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的對(duì)話。【任務(wù)描述】本次任務(wù)需要同學(xué)們首先理解多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念，隨后，掌握多媒體計(jì)算機(jī)硬件體系構(gòu)成和多媒體計(jì)算機(jī)的軟件環(huán)境構(gòu)成。【任務(wù)分析】（1）理解多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念；（2）掌握多媒體計(jì)算機(jī)硬件體系構(gòu)成和軟件環(huán)境構(gòu)成。任務(wù)3多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成【現(xiàn)場(chǎng)演練】一、多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是指能綜合處理多媒體信息，使信息之間能建立聯(lián)系，并具有交互性的完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多媒體計(jì)算機(jī)與其他具有聲音、影像播放功能的電視機(jī)、錄像機(jī)等家用電器的根本區(qū)別在于多媒體計(jì)算機(jī)具有信息集成、交互等特有的功能。其是對(duì)基本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件功能的擴(kuò)展，作為一個(gè)完整的多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它應(yīng)該包括5個(gè)層次的結(jié)構(gòu)(如圖1.1所示)。圖1.1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)任務(wù)3多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成第一層為多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。其主要任務(wù)是能夠?qū)崟r(shí)地綜合處理文、圖、聲、像信息，實(shí)現(xiàn)全動(dòng)態(tài)視像和立體聲的處理，同時(shí)還需對(duì)多媒體信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的壓縮與解壓縮。第二層是多媒體的軟件系統(tǒng)。它主要包括多媒體操作系統(tǒng)、多媒體通信軟件等部分。操作系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度、多媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和同步控制、多媒體設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制以及圖形用戶界面管理等功能。為支持計(jì)算機(jī)對(duì)文字、音頻、視頻等多媒體信息的處理，解決多媒體信息的時(shí)間同步問題，提供了多任務(wù)的環(huán)境。目前在微機(jī)上，操作系統(tǒng)主要是Windows視窗系統(tǒng)和用于蘋果機(jī)（Apple）的MACOS。多媒體通信軟件主要支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多媒體信息的傳輸、交互與控制。第三層為多媒體應(yīng)用程序接口（API）。這一層是為上一層提供軟件接口，以便程序員在高層通過軟件調(diào)用系統(tǒng)功能，并能在應(yīng)用程序中控制多媒體硬件設(shè)備。為了能夠讓程序員方便地開發(fā)多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，Microsoft公司推出了DirectX設(shè)計(jì)程序，提供了讓程序員直接使用操作系統(tǒng)的多媒體程序庫的界面，使Windows變?yōu)橐粋€(gè)集聲音、視頻、圖形和游戲于一體的增強(qiáng)平臺(tái)。任務(wù)3多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成第四層為多媒體著作工具及軟件。它是在多媒體操作系統(tǒng)的支持下，利用圖形和圖像編輯軟件、視頻處理軟件、音頻處理軟件等來編輯與制作多媒體節(jié)目素材，并在多媒體著作工具軟件中集成。多媒體著作工具的設(shè)計(jì)目標(biāo)是縮短多媒體應(yīng)用軟件的制作開發(fā)周期，降低對(duì)制作人員技術(shù)方面的要求。第五層是多媒體應(yīng)用系統(tǒng)。這一層直接面向用戶，是為滿足用戶的各種需求服務(wù)的。應(yīng)用系統(tǒng)要求有較強(qiáng)的多媒體交互功能，良好的人--機(jī)界面。二、多媒體計(jì)算機(jī)硬件體系構(gòu)成由計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)硬件設(shè)備、音頻輸入／輸出和處理設(shè)備、視頻輸入輸出和處理設(shè)備、多媒體傳輸通信設(shè)備等選擇性組合，就可以構(gòu)成一個(gè)多媒體硬件系統(tǒng)，其中最重要的是根據(jù)多媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而研制生產(chǎn)的多媒體信息處理芯片、板卡和外圍設(shè)備等如圖2.2，主要分為下述幾類。任務(wù)3多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成1）芯片類：音頻／視頻芯片組、視頻壓縮／還原芯片組、數(shù)模轉(zhuǎn)化芯片、網(wǎng)絡(luò)接口芯片。數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）、圖形圖像控制芯片等。

2）板卡類：音頻處理卡、文一語轉(zhuǎn)換卡、視頻采集／播放卡、圖形顯示卡、圖形加速卡。光盤接口卡、VGA/TV轉(zhuǎn)換卡、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（SCSI）、光纖連接接口（FDDI）等。

3）外設(shè)類：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、激光打印機(jī)、液晶顯示器、光盤驅(qū)動(dòng)器、觸摸屏、鼠標(biāo)／傳感器、話筒／喇叭、傳真機(jī)等、頭盔顯示器、顯示終端機(jī)、光盤盤片制作機(jī)、傳感器、可視電話機(jī)。圖1.2多媒體計(jì)算機(jī)硬件體系任務(wù)3多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成三、多媒體計(jì)算機(jī)的軟件環(huán)境構(gòu)成與多媒體計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起的多媒體軟件主要有如下幾種：1.支持多媒體功能的主要是Windows系列操作系統(tǒng)，如Windows3.X、Windows95、Windows98、Windows2000和WindowsXP等。2.多媒體素材制作（數(shù)據(jù)處理）軟件。它們主要用來完成聲音錄制與編輯、圖像掃描輸入與處理、視頻采集與壓縮編碼、動(dòng)畫制作與生成等。下面列舉一些常用的聲音制作與編輯軟件：(1)Windows中的錄音機(jī)程序?yàn)槁曇舻匿浿婆c編輯提供了一個(gè)基本的工具。 (2)CreativeWaveStudio是一個(gè)在Windows下用于錄制、播放和編輯波形文件的應(yīng)用軟件程序，它有很強(qiáng)的功能并支持Windows的MIDI設(shè)備。(3)WindowsMultimediaDeveloperKit帶有一個(gè)簡(jiǎn)單的編輯器WaveEdit,它可以做一些簡(jiǎn)單的編輯。3.多媒體創(chuàng)作軟件。它是用來編制與生成各種多媒體應(yīng)用軟件。多媒體創(chuàng)作軟件是處理和統(tǒng)一管理文本、圖形、聲音、靜態(tài)圖像、視頻圖像和動(dòng)畫等多種媒體信息的一個(gè)或一套編輯、制作工具，也稱多媒體開發(fā)平臺(tái)。不同類型的開發(fā)平臺(tái)有不同的功能特點(diǎn)，Authorware、Director、MultimediaToolBook等都是比較有名的多媒體創(chuàng)作工具。項(xiàng)目小結(jié)通過本項(xiàng)目的介紹，首先，使同學(xué)們理解了媒體、多媒體及多媒體技術(shù)的含義，了解了多媒體技術(shù)的產(chǎn)生背景；其次，使同學(xué)們了解了多媒體技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展前景及趨勢(shì)；最后，使同學(xué)們理解了多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念及其硬件構(gòu)成和軟件構(gòu)成。

上機(jī)實(shí)戰(zhàn)同學(xué)們上網(wǎng)查詢一些多媒體技術(shù)的最新進(jìn)展，并了解一些有關(guān)多媒體計(jì)算機(jī)硬件指示和軟件工具?！袢蝿?wù)一多媒體信息的處理技術(shù)●任務(wù)二多媒體信息的輸入技術(shù)多媒體信息的相關(guān)技術(shù)項(xiàng)目2任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)【任務(wù)情景】多媒體課件實(shí)際上是由一系列多媒體素材有機(jī)整合在一起的，可以說沒有素材，做課件就相當(dāng)于“巧婦難為無米之炊”。在課件開發(fā)過程中，素材準(zhǔn)備是課件目標(biāo)確定后的一項(xiàng)基礎(chǔ)工程。素材的種類很多，采集和制作素材的過程中使用的處理技術(shù)也很多，它是一件工作量極大的任務(wù)，因此，我們稱準(zhǔn)備工作為工程。在本項(xiàng)目中，我們將用較多的篇幅來研究各種多媒體數(shù)據(jù)的分類、壓縮、編碼等知識(shí)。通過對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的了解，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)多媒體信息處理技術(shù)。?！救蝿?wù)描述】本次任務(wù)我們一起來學(xué)習(xí)多媒體數(shù)據(jù)的分類及特點(diǎn)、多媒體信息的表示方式及存儲(chǔ)格式、多媒體數(shù)據(jù)壓縮和編碼技術(shù)和音頻卡和視頻卡的安裝與使用?！救蝿?wù)分析】（1）理解多媒體數(shù)據(jù)的分類、特點(diǎn)及相關(guān)的基本概念；（2）理解多媒體數(shù)據(jù)壓縮和編碼技術(shù)；（3）掌握各種多媒體數(shù)據(jù)的處理技術(shù)（4）掌握管理多媒體素材的基本知識(shí)任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)【相關(guān)知識(shí)】一、多媒體數(shù)據(jù)的分類及特點(diǎn)媒體是承載信息的載體，是信息的表示形式。客觀世界有各種各樣的信息形式，它們都是自然界和人類社會(huì)活動(dòng)中原始信息的具體描述和表現(xiàn)，信息媒體元素是指多媒體應(yīng)用中可以顯示給用戶的媒體組成元素，目前主要包括文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫和視頻等媒體。1．多媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采用編碼表示，數(shù)據(jù)量并不大。而多媒體數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量巨大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)類型間差別大、數(shù)據(jù)輸入和輸出復(fù)雜等特點(diǎn)。例如一幅640×480分辨率、256種顏色的彩色照片，存儲(chǔ)量要0.3MB，CD質(zhì)量雙聲道的聲音，存儲(chǔ)量要每秒1.4MB。多媒體數(shù)據(jù)類型多，包括圖形、圖像、聲音、文本和動(dòng)畫等多種形式，即使同屬于圖像一類，也還有黑白、彩色、高分辨率和低分辨率之分，由于不同類型的媒體內(nèi)容和格式不同，其存儲(chǔ)容量、信息組織方法等方面都有很大的差異。因此，多媒體數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)2.多媒體數(shù)據(jù)的分類（1）文字現(xiàn)實(shí)世界中,文字是人們通信的主要方式。在計(jì)算機(jī)中,文字是人與計(jì)算機(jī)之間信息交換的主要媒體。文本是各種文字的集合。它是用得最多的一種符號(hào)媒體形式,是人和計(jì)算機(jī)交互作用的主要形式。文本數(shù)據(jù)可以在文本編輯軟件里制作，如Word編寫的文本文件大多可以直接應(yīng)用到多媒體應(yīng)用系統(tǒng)中。但多媒體文本大多直接在制作圖形軟件或多媒體編輯軟件時(shí)一起制作。相對(duì)于圖像而言，文本媒體的數(shù)據(jù)量要小得多。它不像圖像那樣記錄特定區(qū)域中的所有的信息,而只是按需要抽象出事物中最本質(zhì)的特征加以表示。（2）音頻音頻泛指聲音,除語音、音樂外,還包括各種音響效果。將音頻信號(hào)集成到多媒體中,可提供其他任何媒體不能取代的效果，從而提供其他任何媒體不能取代的效果,從而烘托氣氛、增加活力。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（3）圖形、圖像一般地說,凡是能被人類視覺系統(tǒng)所感知的信息形式或人們心目中的有形想象都稱為圖像。事實(shí)上,無論是圖形,還是文字、視頻等,最終都以圖像的形式出現(xiàn),但是由于在計(jì)算機(jī)中對(duì)它們分別有不同的表示、處理及顯示方法,一般把它們看成不同的媒體形式。（4）動(dòng)畫圖像或圖形都是靜止的。由于人眼的視覺暫留作用,在亮度信號(hào)消失后亮度感覺仍可保持l/20～l/10s。利用人眼的這種視覺惰性,在時(shí)間軸上,每隔一段時(shí)間在屏幕上展現(xiàn)一幅有上下關(guān)聯(lián)的圖像、圖形,就形成了動(dòng)態(tài)圖像。（5）視頻影像視頻是動(dòng)態(tài)圖像的一種。與動(dòng)畫一樣,由連續(xù)的畫面組成,只是畫面是自然景物的圖像。視頻一詞源于電視技術(shù),但電視視頻是模擬信號(hào),而計(jì)算機(jī)視頻則是數(shù)字信號(hào)。計(jì)算機(jī)視頻圖像可來自錄像帶、攝像機(jī)等視頻信號(hào)源,這些視頻圖像使多媒體應(yīng)用系統(tǒng)功能更強(qiáng)、更精彩。但由于視頻信號(hào)的輸出一般是標(biāo)準(zhǔn)的全彩色電視信號(hào),所以,在將其輸入到計(jì)算機(jī)之前,先要進(jìn)行數(shù)字化處理,即在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成采樣、量化、壓縮和存儲(chǔ)等多項(xiàng)工作。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)二、多媒體信息的表示方式與存儲(chǔ)格式多媒體數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都有其自身的表示方式，即便是同一種素材也會(huì)因?yàn)榇鎯?chǔ)格式的不同而存在差異，接下類我們將詳細(xì)地介紹多媒體數(shù)據(jù)常用的表示方式和存儲(chǔ)格式。1.文本文件格式常用的文本文件的格式有TXT、RTF以及Word格式的DOC、DOT文件。這些都是大家比較熟悉的文件格式。2.聲音文件格式常用的聲音文件格式有WAV、MID和MP3等。（1）WAV文件Windows使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音頻稱為波形文件,文件的擴(kuò)展名為.wav,記錄了對(duì)實(shí)際聲音進(jìn)行采樣的數(shù)據(jù)。在適當(dāng)?shù)挠布坝?jì)算機(jī)控制下,使用波形文件能夠重現(xiàn)各種聲音,無論是不規(guī)則的噪音還是CD音質(zhì)的音樂,無論是單聲道還是立體聲。（2）MIDI文件MIDI是音樂與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)是指樂器數(shù)字化接口,MIDI文件的擴(kuò)展名是.mid。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（3）MP3文件隨著Internet的普及,MP3格式的音樂越來越受到人們的歡迎。MP3文件是一種壓縮格式的聲音文件,其擴(kuò)展名為.mp3。MP3文件的特點(diǎn)是音質(zhì)好、數(shù)據(jù)量小。3.圖形、圖像文件格式為了適應(yīng)不同應(yīng)用的需要,圖像可以以多種格式存儲(chǔ)。例如,Windows中的圖像以BMP或DIB格式存儲(chǔ)。另外還有很多圖像文件格式,如PCX、PIC、GIF、TGA和JPG等。不同格式的圖像可以通過工具軟件轉(zhuǎn)換。常見的圖形文件的格式有如下幾種:BMP、PCX、GIF、TIF、JPG、TGA等。4.影像文件格式影像文件通常泛指自掃描儀或視頻卡讀入的靜態(tài)畫面(影像)。因?yàn)檫@種影像不像圓、直線、方形、曲線等圖形元件那樣清楚地被定義,所以,都是以點(diǎn)陣的方式存入文件。換句話說,可以將影像文件視為位圖圖形文件。目前,在動(dòng)態(tài)圖像的文件格式中,常用的有AVI、MOV、MPG和DAT文件等。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)三、多媒體數(shù)據(jù)壓縮和編碼技術(shù)1.多媒體的數(shù)據(jù)量、信息量和冗余多媒體計(jì)算機(jī)面臨的最大難題是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳送問題。在所有可能的數(shù)據(jù)中,圖像是數(shù)據(jù)量最大的數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)是用來記錄和傳送信息的,或者說數(shù)據(jù)是信息的載體。對(duì)于人類而言,真正有用的不是數(shù)據(jù)本身,而是數(shù)據(jù)所攜帶的信息。信息量與數(shù)據(jù)量的關(guān)系是:信息量=數(shù)據(jù)量+數(shù)據(jù)冗余冗余是指媒體數(shù)據(jù)存在的各種性質(zhì)的多余度。多媒體數(shù)據(jù)中存在的數(shù)據(jù)冗余類型有:空間冗余、時(shí)間冗余、編碼冗余、結(jié)構(gòu)冗余、知識(shí)冗余和視覺冗余等。2．?dāng)?shù)據(jù)壓縮的基本方法人們發(fā)現(xiàn),在處理圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、影像等多媒體信息時(shí),必須要占用相當(dāng)大的存儲(chǔ)空間。目前硬件技術(shù)所能提供的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)資源與實(shí)際需求相差很大,這就給多媒體信息的存儲(chǔ)帶來了一定的困難,并已成為有效獲取和使用多媒體信息的瓶頸。因此,以壓縮的方式存儲(chǔ)數(shù)字化的多媒體信息是解決這一問題的唯一途徑。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮處理一般由兩個(gè)過程組成:一是編碼過程,將原始數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼進(jìn)行壓縮,以便存儲(chǔ)與傳輸;二是解碼過程,對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼,還原為可以使用的數(shù)據(jù)。可用多種方法,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。（1）按照解碼后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)一致性分類根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)是否完全一致來進(jìn)行劃分,數(shù)據(jù)壓縮方法有兩類:可逆編碼方法和不可逆編碼方法。（2）按壓縮方法的原理分類根據(jù)壓縮方法的原理進(jìn)行分類,可以劃分為預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、量化與矢量量化編碼、信息熵編碼、分頻帶編碼、結(jié)構(gòu)編碼和基于知識(shí)的編碼等。

3．音頻信號(hào)的壓縮編碼音頻信號(hào)是多媒體信息的重要組成部分。音頻信號(hào)可以分成電話質(zhì)量的語音、調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻信號(hào)和高保真立體聲信號(hào)。語音信號(hào)的頻率范圍是300～3400Hz。隨著帶寬的增加,信號(hào)的自然度將逐步得到改善。高保真音頻信號(hào)的頻率范圍是20～20000Hz。從方法上看,聲音信號(hào)的編碼方式可以分為3大類:任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)波形編碼:要求重構(gòu)的聲音信號(hào)盡可能地接近于原始聲音。典型的波形編碼技術(shù)有脈沖編碼調(diào)制(PCM)、自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)、自適應(yīng)預(yù)測(cè)編碼(APC)、子帶編碼(SDC)、自適應(yīng)變換編碼(ATC)等。分析合成編碼:以聲音信號(hào)產(chǎn)生模型為基礎(chǔ),將聲音信號(hào)變換成模型參數(shù)后再進(jìn)行編碼,又稱為參數(shù)編碼方法。典型的分析和合成技術(shù)有通道聲碼器、共振峰聲碼器、同態(tài)聲碼器、線性預(yù)測(cè)聲碼器等?；旌闲途幋a:是一種在保留分析合成編碼技術(shù)精華的基礎(chǔ)上,引用波形編碼準(zhǔn)則去優(yōu)化激勵(lì)源信號(hào)的方案,可以在4.8～9.6kbps的編碼率上獲得較高質(zhì)量的合成聲音。類似于數(shù)字通信系統(tǒng),在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,聲音信號(hào)被編碼成二進(jìn)制數(shù)字序列,經(jīng)傳輸和存儲(chǔ),最后由解碼器將二進(jìn)制編碼恢復(fù)成原始的聲音信號(hào),如圖2-1所示。圖2-l聲音信號(hào)的處理過程任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)4.視頻信號(hào)的壓縮編碼近年來,圖像和視頻處理技術(shù)越來越得到人們的重視。多媒體技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一是用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和顯示靜止或活動(dòng)圖像,這就要求計(jì)算機(jī)具有實(shí)時(shí)編輯處理、存儲(chǔ)和顯示數(shù)兆字節(jié)活動(dòng)圖像的能力。（1）視頻信號(hào)的壓縮編碼分類在多媒體系統(tǒng)中,圖像壓縮方法主要是通過消除圖像在空間和時(shí)間上的強(qiáng)相關(guān)性帶來的數(shù)據(jù)冗余度來滿足應(yīng)用要求的。圖像壓縮方法可以分成兩種類型:有損壓縮和無損壓縮。（2）視頻信號(hào)的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)（3）JPEG靜止圖像壓縮算法JPEG標(biāo)準(zhǔn)是面向連續(xù)色調(diào)、多級(jí)灰度、彩色或單色靜止圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn),它定義了兩種基本的壓縮算法:一種是無失真壓縮算法;另一種是有失真壓縮算法。為了實(shí)現(xiàn)無失真壓縮,JPEG采用簡(jiǎn)單的空間線性預(yù)測(cè)技術(shù)(DPCM)算法,它是無失真壓縮編碼,其編碼處理過程如圖2-2所示。圖2-2無損壓縮編碼過程任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（4）MPEG運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法MPEG將幀率為每秒30幀或每秒25幀的幀序列圖像以3種類型的圖像表示,如圖2-4所示。

MPEG用于減少空間冗余信息的技術(shù)與JPEG標(biāo)準(zhǔn)采用的方法基本相同,分3個(gè)階段進(jìn)行:①作DCT變換,計(jì)算變換系數(shù)。②對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行量化。③對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行編碼。視頻壓縮算法必須有與存儲(chǔ)相適應(yīng)的性質(zhì),即能隨機(jī)訪問、快進(jìn)/快退檢索、倒放、音像同步、有容錯(cuò)能力,延時(shí)控制在150ms之內(nèi),具有可編輯性以及靈活的視頻窗口格式。圖2-4MPEG幀序列圖像類型任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)四、音頻卡1.音頻卡的功能音頻卡(SoundCard)也叫聲卡（港臺(tái)稱之為聲效卡）,其是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實(shí)現(xiàn)聲波/數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的一種硬件。第1塊音頻卡是在1987年由Adlib公司設(shè)計(jì)制造的，當(dāng)時(shí)主要用于電子游戲，作為一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，幾乎被所有電子游戲軟件采用。隨后，新加坡Creative公司推出了音頻卡系列產(chǎn)品，廣泛地被世界各地微機(jī)產(chǎn)品選用，并逐漸形成這一領(lǐng)域新的標(biāo)準(zhǔn)。音頻卡的出現(xiàn)，不僅為電腦進(jìn)入家庭創(chuàng)造了條件，而且也有力地推動(dòng)了多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。如圖2-5所示為音頻卡實(shí)物圖，如圖2-6所示為典型音頻卡的平面圖。音頻卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號(hào)加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口(MIDI)使樂器發(fā)出美妙的聲音。其它的主要功能包括：任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)音頻卡的主要功能包括：音頻的錄制與播放、編輯與合成、MIDI和音樂合成、文語轉(zhuǎn)換和語音識(shí)別。①錄制與播放將外部的聲音信號(hào)通過音頻卡錄入計(jì)算機(jī)，并以文件的形式進(jìn)行保存。需要播放時(shí)，只要調(diào)出相應(yīng)的聲音文件，就像普通錄放機(jī)一樣，從而使計(jì)算機(jī)既具有圖像顯示又有聲音輸出。②編輯與合成編輯與合成就像一部音頻編輯器，它可以對(duì)聲音文件進(jìn)行多種特殊效果處理：包括倒播、增加回音、靜噪、淡入淡出、往返放音、交換聲道以及聲音由左向右或由右向左移位等。③MIDI和音樂合成

MIDI和音樂合成主要指樂器與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信。MIDI是樂器數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了電子樂器與計(jì)算機(jī)之間相互通信協(xié)議。音樂合成功能和性能主要是依賴于合成芯片。目前Yamaha的合成器芯片占右率最高，其中主要是FMOPL的系列。④文語轉(zhuǎn)換和語音識(shí)別文語轉(zhuǎn)換和語音識(shí)別指的是自然語言與文件的通信及數(shù)字信息轉(zhuǎn)換。（1）文語轉(zhuǎn)換軟件：是把計(jì)算機(jī)內(nèi)的文本文件轉(zhuǎn)換成聲音文件。（2）語音識(shí)別軟件：讓計(jì)算機(jī)識(shí)別人說話。有的音頻卡提供語音識(shí)別軟件：如SoundBlaster卡上的VoiceAssist軟件，通過這個(gè)軟件可以利用語音來控制計(jì)算機(jī)或執(zhí)行windows下的命令。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)2.音頻卡的組成與工作原理（1）音頻卡的組成音頻卡的組成如圖2-7所示，主要組成部分如下：①聲音的合成與處理：這部分是音頻卡的核心，它由數(shù)字聲音處理器、FM音樂合成器及MIDI控制器組成。它的主要任務(wù)是完成聲波信號(hào)的模/數(shù)或數(shù)/模轉(zhuǎn)換，利用調(diào)頻技術(shù)控制聲音的音調(diào)、音色和幅度。②混合信號(hào)處理器及功率放大器：內(nèi)置數(shù)字/模擬混音器，混音器的聲源可以是MIDI信號(hào)、CD音頻、線性輸入、話筒和PC的揚(yáng)聲器等，可以選擇輸入一個(gè)或?qū)讉€(gè)不同聲源進(jìn)行混合錄音。立體聲數(shù)字化聲道，可編程設(shè)定16位或8位數(shù)字化立體聲或單聲道模式，可編程設(shè)定采樣頻率，使用高、低DMA通道進(jìn)行錄音和放音；可選用動(dòng)態(tài)濾波器進(jìn)行數(shù)字化音頻錄音和回放。③計(jì)算機(jī)總線接口和控制器：早期的音頻卡是ISA總線接口，現(xiàn)在，音頻卡采用PCI總線接口。總線接口和控制器由數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動(dòng)器、總線接口控制邏輯、總線中斷邏輯及DMA控制邏輯組成。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（2）音頻卡的工作原理音頻卡的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，我們知道，麥克風(fēng)和喇叭所用的都是模擬信號(hào)，而電腦所能處理的都是數(shù)字信號(hào)，音頻卡的作用就是實(shí)現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)換。從結(jié)構(gòu)上分，聲卡可分為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分,模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采到的模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電腦能處理的數(shù)字信號(hào)；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將電腦使用的數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為喇叭等設(shè)備能使用的模擬信號(hào)。3.音樂合成與MIDI（1）音樂合成自1976年應(yīng)用調(diào)頻音樂合成技術(shù)以來,音樂已經(jīng)十分逼真。1984年又開發(fā)了另一種更真實(shí)的音樂合成技術(shù)——波形表合成。目前這兩種音樂合成技術(shù)都應(yīng)用于多媒體計(jì)算機(jī)的聲卡中。一個(gè)樂音必備的3個(gè)要素是:音高、音色和音強(qiáng)。若把一個(gè)樂音放在運(yùn)動(dòng)的旋律中,它還應(yīng)具備時(shí)值,即持續(xù)時(shí)間。這些要素的理想配合是產(chǎn)生優(yōu)美動(dòng)聽的旋律的必要條件。（2）MIDI規(guī)范MIDI是音樂與計(jì)算機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物,是數(shù)字音樂的國際標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上它是對(duì)一段音樂的描述。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)五、視頻卡1.視頻卡的功能視頻采集卡（如圖2-8所示）是一個(gè)安裝在計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽上的一個(gè)硬卡。由于與主機(jī)連接接口的不同，視頻采集卡主要有內(nèi)置視頻采集卡和外置視頻采集卡，其中，最常見的內(nèi)置視頻采集卡就是PCI視頻采集卡和PCI-E視頻采集卡。視頻采集卡它可以匯集多種視頻源的信息，如電視、影碟、錄像機(jī)和攝像機(jī)的視頻信息，對(duì)被捕捉和采集到的畫面進(jìn)行數(shù)字化、凍結(jié)、存儲(chǔ)、輸出及其他處理操作，如編輯、修整、裁剪、按比例繪制、像素顯示調(diào)整、縮放功能等。同三維專業(yè)視頻卡為多媒體視頻處理提供了強(qiáng)有力的硬件支持。2.視頻卡的工作原理視頻信號(hào)源、攝像機(jī)、錄像機(jī)或激光視盤的信號(hào)經(jīng)過A/D變換，送到多制式數(shù)字解碼器進(jìn)行解碼得到Y(jié)、U、V數(shù)據(jù)，然后由視頻窗口控制器對(duì)其進(jìn)行剪裁，改變比例后存入幀存儲(chǔ)器。幀存儲(chǔ)器的內(nèi)容在窗口控制器的控制下，與VGA同步信號(hào)或視頻編碼器的同步信號(hào)，再送到D/A變換器模擬彩色空間變換矩陣，同時(shí)送到數(shù)字式視頻編輯器進(jìn)行視頻編碼，最后輸出到VGA監(jiān)視器及電視機(jī)或錄像機(jī)。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)【現(xiàn)場(chǎng)演練】一、音頻卡的安裝及應(yīng)用1.音頻卡的安裝（1）硬件安裝有一塊音頻卡，現(xiàn)在要將它安裝到計(jì)算機(jī)中，具體的硬件安裝步驟如下：①將計(jì)算機(jī)電源關(guān)閉，拔下供電電源和所有外接線插頭；②打開計(jì)算機(jī)機(jī)箱，選擇一個(gè)空閑的16位擴(kuò)展槽并將聲音卡插入擴(kuò)展槽；③連接來自CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的音頻線及聲音卡的輸入/輸出線和游戲棒等；④連接麥克風(fēng)、外部音源等其他設(shè)備；⑤蓋上機(jī)箱外殼，并將電源插頭插好。音頻卡與其他設(shè)備的連接如圖2-9所示。（2）軟件安裝軟件的安裝包括驅(qū)動(dòng)程序的安裝和應(yīng)用程序的安裝。通常，聲卡的驅(qū)動(dòng)程序包括波形聲音的驅(qū)動(dòng)程序、MIDI音樂的驅(qū)動(dòng)程序和游戲桿驅(qū)動(dòng)程序。這些驅(qū)動(dòng)程序由聲卡生產(chǎn)廠家提供。購買聲卡時(shí)，都帶有聲卡的驅(qū)動(dòng)程序。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)2.視頻信息的處理采集聲音素材的方法有兩類,一是利用現(xiàn)成的素材或者對(duì)現(xiàn)成的素材進(jìn)行修改后直接使用;一是由用戶自己創(chuàng)建。下面來看一些聲音文件的采集和制作實(shí)例。Windows中的“錄音機(jī)”可以對(duì)聲音進(jìn)行錄制、混合、播放和編輯等操作,也可以將聲音鏈接或插入到另一文檔中。如圖2-10所示為“錄音機(jī)”界面。1．錄制和播放聲音文件（1）錄音錄音時(shí),計(jì)算機(jī)必須安裝話筒,錄制后的聲音被保存為波形(.wav)文件。錄音的步驟如下:①確保音頻輸入設(shè)備(如話筒)已連接到計(jì)算機(jī)。②在“文件”菜單中,單擊“新建”命令。③開始錄音,單擊“錄音”按鈕。④停止錄音,單擊“停止”按鈕。⑤在“文件”菜單中,單擊“另存為”命令。⑥輸入要保存的文件名,則錄音完畢。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（2）播放聲音如果計(jì)算機(jī)配有揚(yáng)聲器可以播放、收聽聲音文件。播放聲音的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要播放的聲音文件,然后雙擊該文件。②單擊“播放”按鈕開始播放聲音。③單擊“停止”按鈕停止播放聲音。在聲音播放過程中,單擊“快進(jìn)”按鈕可以移動(dòng)到聲音文件的末尾,而單擊“快退”按鈕則移動(dòng)到聲音文件的開頭。2．編輯聲音文件（1）調(diào)整聲音文件的音量調(diào)整聲音文件的音量的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“效果”菜單中,單擊“加大音量(如25%)”或者“降低音量”命令。（2）調(diào)整聲音文件的質(zhì)量調(diào)整聲音文件的質(zhì)量的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“文件”菜單中,單擊“屬性”命令,打開“聲音的屬性”對(duì)話框。③在“格式轉(zhuǎn)換”欄下,單擊所需的格式。④單擊“立即轉(zhuǎn)換”按鈕。⑤指定所需的格式和屬性,然后單擊“確定”按鈕。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（3）修改聲音文件的格式修改聲音文件的格式的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“文件”菜單中,單擊“另存為”命令,然后單擊“更改”按鈕。③單擊“名稱”列表中的音頻格式。（4）修改聲音文件的速度修改聲音文件的速度的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“效果”菜單中,單擊“加速(如100%)”或者“如減速”命令。（5）反向播放聲音文件反向播放聲音文件的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“效果”菜單中,單擊“反轉(zhuǎn)”命令,然后單擊“播放”按鈕。（6）在聲音文件中添加回音在聲音文件中添加回音的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“效果”菜單中,單擊“添加回音”命令。通常,只能在未壓縮聲音文件中添加回音。如果在“錄音機(jī)”程序中未發(fā)現(xiàn)綠線,說明該聲音文件是壓縮文件,必須先調(diào)整其音質(zhì),才能對(duì)其進(jìn)行修改。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（7）刪除聲音文件的一部分刪除聲音文件的一部分的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②將滑塊移到文件中要剪切的位置。③在“編輯”菜單中,單擊“刪除當(dāng)前位置以前的內(nèi)容”或“刪除當(dāng)前位置以后的內(nèi)容”命令。在保存該文件之前,單擊“文件”菜單,然后單擊“還原”命令,可以撤銷刪除操作。（8）將聲音錄制到聲音文件中將聲音錄制到聲音文件中的步驟如下:①將音頻輸入設(shè)備(如話筒)連接到計(jì)算機(jī)。②在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。③將滑塊移到文件中要錄音的位置。④開始錄音,單擊“錄音”按鈕。⑤停止錄音,單擊“停止”按鈕。⑥在“文件”菜單中,單擊“另存為”命令。⑦在“另存為”對(duì)話框中輸入文件名,聲音文件保存完畢。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（9）將聲音文件插入到另一個(gè)聲音文件中將聲音文件插入到另一個(gè)聲音文件中的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②將滑塊移動(dòng)到另一個(gè)聲音文件中要插入的位置。③在“編輯”菜單中,單擊“插入文件”命令。④輸入要插入文件的名稱。（10）覆蓋(混合)聲音文件覆蓋(混合)聲音文件的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要修改的聲音文件,然后雙擊該文件。②將滑塊移動(dòng)到文件中要混入聲音文件的地方。③在“編輯”菜單中,單擊“與文件混音”命令。④鍵入要混合的文件名稱。（11）撤銷對(duì)聲音文件的更改撤銷對(duì)聲音文件的更改的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“還原”命令。②單擊“是”按鈕確認(rèn)還原。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)3．添加到文檔中（1）將聲音文件插入到文檔將聲音文件插入到文檔的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要插入的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“編輯”菜單中,單擊“復(fù)制”命令。③打開要在其中復(fù)制聲音的文檔,然后單擊要插入聲音的位置。④在“編輯”菜單中,單擊“粘貼插入”或“粘貼混入”命令。（2）將聲音文件鏈接到文檔將聲音文件鏈接到文檔的步驟如下:①在“文件”菜單中,單擊“打開”命令,定位要鏈接的聲音文件,然后雙擊該文件。②在“編輯”菜單中,單擊“復(fù)制”命令。③打開要在其中鏈接聲音的文檔,然后單擊要插入聲音的位置。④在“編輯”菜單中,單擊“特殊粘貼”命令。⑤單擊“粘貼鏈接”命令,然后單擊“確定”按鈕。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)二、視頻卡的安裝及應(yīng)用1.視頻卡的安裝安裝視頻卡前，首先閱讀隨機(jī)手冊(cè)，了解對(duì)系統(tǒng)的要求，避免與一些軟件或硬件的沖突。（1）硬件安裝步驟如下：①關(guān)閉電源，打開主機(jī)箱。②將隨卡提供的帶狀電纜線與視頻卡的VGA特征端口相連。③將視頻卡插入鄰近VGA卡的16位空槽。如果已插入了其他卡，將它移走。④將隨卡提供的帶狀電纜線另一端與VGA卡最頂端的連接口相連。⑤緊固接插件并蓋上機(jī)箱。⑥斷開監(jiān)視器和VGA的連接。⑦將視頻接口RCA電纜線與視頻卡上標(biāo)有“VGAin”的連接器相接，另一端與VGA卡相連。⑧將監(jiān)視器電纜線與視頻卡側(cè)面的“Videoout”連接器相連。⑨將視頻源（VideoSource）接到視頻卡上紅色的視頻輸入插頭。⑩將聲頻源與Audioline－in插頭相接。將揚(yáng)聲器（Speaker）與“Speakerout”插孔連接。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（2）軟件安裝類似于其他設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，視頻卡的驅(qū)動(dòng)程序安裝非常方便，只要運(yùn)行隨機(jī)攜帶的安裝盤上的安裝程序，然后根據(jù)屏幕提示一步步完成安裝過程。2.視頻信息的處理1）視頻處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)視頻信號(hào)的應(yīng)用大致分為三個(gè)過程：視頻信息的采集、視頻信息的編輯以及視頻信息的應(yīng)用。將模擬視頻信號(hào)經(jīng)過采樣、量化后轉(zhuǎn)換為圖像存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器的過程為視頻信息的采集過程。在此過程中，必須借助于視頻采集設(shè)備，如攝像機(jī)、錄像機(jī)以及視頻采集卡等，以完成對(duì)模擬信號(hào)的數(shù)字化。①視頻信號(hào)的捕獲多媒體計(jì)算機(jī)中，借助于視頻采集卡將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字視頻信息進(jìn)行壓縮處理，并將壓縮后的數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存或存儲(chǔ)到磁盤中，以便進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行處理與應(yīng)用。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)②視頻信息的編輯多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)視頻媒體信息的編輯處理無須利用專用的視頻編輯系統(tǒng)，可借助普通編輯軟件來完成。③視頻信息的應(yīng)用在多媒體系統(tǒng)中應(yīng)用視頻圖像信息可以為系統(tǒng)增輝添色。此外，計(jì)算機(jī)本身的性能也將影響視頻圖像的質(zhì)量。2）視頻采集和編輯軟件的功能目前常見的視頻處理軟件有Premiere，VideoforWindows和DigitalVideoProducer（DVP）等。使用視頻采集和編輯軟件可以配合多種硬件進(jìn)行視頻捕獲和輸出，并提供各種精確的視頻編輯工具，產(chǎn)生廣播級(jí)質(zhì)量的視頻文件。同時(shí)，還可以為多媒體應(yīng)用系統(tǒng)增添高水平的創(chuàng)意。視頻采集和編輯軟件的基本功能如下：①提供視頻獲取功能，可以與視頻采集卡協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)視頻圖像截取。②提供無硬件視頻回放功能。③提供AVI文件格式，它保存了聲音和視頻的所有信息，并有相應(yīng)的同步機(jī)制以確保播放時(shí)聲音和視頻同步。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)④能從硬盤或CD-ROM中有效地讀出并播放視頻信息。⑤將多種媒體數(shù)據(jù)綜合處理為一個(gè)視頻文件。⑥具有多種活動(dòng)圖像的特技處理功能。有些軟件，例如VideoforWindows，還提供若干個(gè)獨(dú)立的視頻和音頻編輯應(yīng)用程序。①VideoCapture（視頻獲取程序）：用于從某個(gè)視頻輸入源捕獲單獨(dú)或連續(xù)視頻信號(hào)，外部輸入的視頻信號(hào)經(jīng)視頻卡直接捕獲并存入硬盤。②VideoEdit（視頻編輯程序）：用于對(duì)一個(gè)已獲取的視頻文件進(jìn)行各種編輯或制作，主要功能包括插入、復(fù)制、刪除、壓縮以及聲音和視頻的合成。③BitEdit（靜止圖像編輯程序）：用于對(duì)位圖圖像進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的編輯工作，它可以增強(qiáng)被掃描或獲取的圖像。類似于Windows操作系統(tǒng)的畫筆程序。④Pa1Edit（調(diào)色板編輯程序）：用于對(duì)256色圖像的調(diào)色板進(jìn)行編輯或修改等操作。⑤WaveEdit（波形音頻編輯程序）：用于播放或編輯波形文件。可以在幾個(gè)波形文件中拼接指定的段，創(chuàng)造一些特殊聲音效果，也可以在一個(gè)新的波形文件中捕獲聲音。⑥MediaPlayer（媒體播放程序）：用于播放視頻片段，并將視頻片段集成到其他類型的文件中。它完全可以替代Windows操作系統(tǒng)的媒體播放機(jī)。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)3）用“超級(jí)解霸”獲取和處理視頻信息（1）從VCD上抓取圖像用“超級(jí)解霸”可以非常方便地抓取VCD上的畫面。使用“超級(jí)解霸”抓取VCD圖像的操作步驟如下：①運(yùn)行“超級(jí)解霸”程序，打開圖2-11所示的窗口。圖2-11超級(jí)解霸界面②通過“滑塊”將畫面定格到要抓取的一幀上；③單擊“截取一幅圖像”按鈕，打開“保存圖像”對(duì)話框，如圖2-12所示。圖2-12保存圖像對(duì)話框④選擇保存文件夾，輸入文件名，在“保存類型”中選擇適當(dāng)?shù)膱D像文件類型，單擊“保存”按鈕。（2）從VCD上連續(xù)攝像用“超級(jí)解霸”不僅可以抓取單個(gè)畫面，還可以從VCD上連續(xù)攝取圖像。使用“超級(jí)解霸”從VCD上連續(xù)攝取圖像的操作步驟如下：①將畫面定位到要抓取的起始幀上；②單擊“連續(xù)攝像”按鈕，打開“保存圖像”對(duì)話框；任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)③輸入文件名，并單擊“保存”按鈕；④超級(jí)解霸將從當(dāng)前畫面開始連續(xù)抓取圖像，直到按“停止”按鈕為止。所抓取的圖像自動(dòng)生成連續(xù)編號(hào)文件名。（3）從VCD上截取片段并保存為MPG或MPV文件使用“超級(jí)解霸”截取VCD片段的操作步驟如下：①單擊“循環(huán)播放”按鈕；②拖動(dòng)滑塊定位要截取片段的起始幀，然后單擊“選擇開始點(diǎn)”按鈕；③定位要截取片段的結(jié)束幀，并單擊“選擇結(jié)束點(diǎn)”按鈕；④單擊“錄像指定區(qū)域?yàn)镸PG或MPV文件”按鈕，彈出“保存數(shù)據(jù)流”對(duì)話框;⑤選擇保存文件夾、保存文件類型，輸入文件名；⑥單擊“保存”按鈕。注意：若要同時(shí)保存圖像及聲音選“MPEG系統(tǒng)流”；若只想保存圖像而不要聲音，則選擇“MPEG視頻流”。任務(wù)1多媒體信息的處理技術(shù)（4）VCD轉(zhuǎn)為AVI相當(dāng)多的軟件只支持AVI文件格式，為此，采用“超級(jí)解霸”的實(shí)用工具“VCD（DVD）轉(zhuǎn)AVI”完成轉(zhuǎn)換操作。用“超級(jí)解霸”轉(zhuǎn)換圖像格式的操作步驟如下：①執(zhí)行“超級(jí)解霸”的實(shí)用工具“VCD（DVD）轉(zhuǎn)AVI”命令。②在“VCD（DVD）轉(zhuǎn)AVI”程序界面中，單擊“視頻文件”按鈕，彈出“OpenVideoFile”對(duì)話框。③選擇一個(gè)視頻源文件，單擊“打開”按鈕。④在“預(yù)覽”窗口下，拖動(dòng)滑塊并使用“播放”和“停止”按鈕，使視頻“預(yù)覽”窗口顯示需要轉(zhuǎn)換的視頻片段的起始點(diǎn)。⑤單擊“另保存為”按鈕，選擇文件夾、文件名。⑥單擊“開始?jí)嚎s”按鈕，打開“視頻壓縮”對(duì)話框，選擇“壓縮程序”和“壓縮品質(zhì)”。⑦單擊“確定”按鈕，開始轉(zhuǎn)換過程，此時(shí)，窗口中指示“壓縮進(jìn)度”。⑧轉(zhuǎn)換完畢，單擊“停止壓縮”按鈕，完成格式轉(zhuǎn)換。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)【任務(wù)情景】隨著科技的飛速發(fā)展，多媒體信息處理工具的數(shù)量大得驚人，而且已經(jīng)在我們的生活中隨處可見，比如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、掃描儀等等。所以本次任務(wù)主要介紹圖像的特點(diǎn)和類型；多媒體輸入設(shè)備的性能指標(biāo)、工作原理以及輸入技術(shù)等，特別生活中經(jīng)常用到的數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、掃描儀三者的相關(guān)知識(shí)和使用方法。【任務(wù)描述】

本次任務(wù)需要同學(xué)們結(jié)合生活來學(xué)習(xí)數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、掃描儀的相關(guān)知識(shí)，然后一起學(xué)習(xí)如何使用它們。【任務(wù)分析】 1、了解數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、掃描儀的相關(guān)知識(shí)；

2、掌握數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、掃描儀三者的使用方法。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)【相關(guān)知識(shí)】一、掃描儀掃描儀（scanner），是利用光電技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)，以掃描方式將圖形或圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的裝置。OfficeMate辦公伙伴認(rèn)為掃描儀通常被用于計(jì)算機(jī)外部?jī)x器設(shè)備，通過捕獲圖像并將之轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以顯示、編輯、存儲(chǔ)和輸出的數(shù)字化輸入設(shè)備。掃描儀對(duì)照片、文本頁面、圖紙、美術(shù)圖畫、照相底片、菲林軟片，甚至紡織品、標(biāo)牌面板、印制板樣品等三維對(duì)象都可作為掃描對(duì)象，提取和將原始的線條、圖形、文字、照片、平面實(shí)物轉(zhuǎn)換成可以編輯及加入文件中的裝置。1掃描儀的分類按結(jié)構(gòu)分，掃描儀可以分為：手持式、平板式（臺(tái)式）、滾筒式，如圖2-13所示。按原理分，掃描儀可以分為：反射式、透射式和多用機(jī)。2掃描儀的技術(shù)指標(biāo)任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)光學(xué)掃描分辨率：掃描儀的固有分辨率，由光學(xué)系統(tǒng)決定，一般為1200dpi。差值掃描分辨率：通過軟件計(jì)算，以補(bǔ)充像點(diǎn)的形式提高分辨率，一般為7200dpi。（a）手持式掃描儀（b）平板式（臺(tái)式）掃描儀（c）滾筒式掃描儀圖2-13掃描儀的分類（按結(jié)構(gòu)）彩色還原數(shù)量：用二進(jìn)制數(shù)表示顏色，可以分為8bit、16bit、24bit、36bit和48bit。掃描次數(shù)：分色系統(tǒng)的分色模式，分為多次掃描和一次掃描。接口形式：掃描儀與計(jì)算機(jī)的連接形式，接口形式分為IDE、USB和SCSI。

3掃描儀的工作原理掃描儀是圖像信號(hào)輸入設(shè)備。它對(duì)原稿進(jìn)行光學(xué)掃描，然后將光學(xué)圖像傳送到光電轉(zhuǎn)換器中變?yōu)槟M電信號(hào)，又將模擬電信號(hào)變換成為數(shù)字電信號(hào)，最后通過計(jì)算機(jī)接口送至計(jì)算機(jī)中。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)二、數(shù)碼相機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)碼相機(jī)是獲取圖像信息的另外一種設(shè)備。1.數(shù)碼相機(jī)的種類數(shù)碼相機(jī)大致分為簡(jiǎn)易類型、普及類型、專業(yè)類型、多功能類型和特殊類型。（1）簡(jiǎn)易型數(shù)碼相機(jī)屬于低檔相機(jī)，一般使用CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,金屬氧化物半導(dǎo)體元件)作為感光器件，分辨率在200萬像素左右，采用固定焦距鏡頭，僅有數(shù)碼變焦或者沒有任何變焦，使用旁軸取景器和1.5英寸液晶顯示屏。這種類型的數(shù)碼相機(jī)操作簡(jiǎn)單，使用方便，但無法滿足更高的拍攝要求。（2）普及型數(shù)碼相機(jī)屬于中檔相機(jī)，一般使用CCD(ChargeCoupledDevice,電荷耦合元件)作為感光器件，分辨率在300~400萬像素，采用變焦鏡頭，具有3~4倍光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦，使用旁軸取景器和液晶顯示屏。這種類型的數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)具備了數(shù)碼相機(jī)的各種基本特征，可以滿足一般的拍攝要求。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)（3）專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)屬于高檔相機(jī)，一般使用CCD作為感光器件，分辨率在400~600萬像素，采用變焦鏡頭，具有6~12倍光學(xué)變焦和3~4倍數(shù)碼變焦，使用較大的液晶顯示屏。這種類型的相機(jī)具備了數(shù)碼相機(jī)的各種高性能，可以滿足很高的拍攝要求。（4）多功能型數(shù)碼相機(jī)能將拍攝功能與MP3音樂、手表、手機(jī)和掌上電腦等產(chǎn)品結(jié)合。（5）特殊型數(shù)碼相機(jī)是指具有普通數(shù)碼相機(jī)所沒有的特殊功能的相機(jī)，如防水?dāng)?shù)碼相機(jī)、無線傳輸數(shù)碼相機(jī)、紅外線數(shù)碼相機(jī)和內(nèi)置打印機(jī)數(shù)碼相機(jī)等。2.數(shù)碼相機(jī)的技術(shù)指標(biāo)(1)鏡頭相機(jī)的鏡頭對(duì)成像質(zhì)量的好壞起著重要的作用。用過光學(xué)相機(jī)的朋友都知道，一部相機(jī)最昂貴的部分是它的鏡頭。數(shù)碼相機(jī)的鏡頭和普通光學(xué)相機(jī)鏡頭有相通之處。不過因?yàn)閿?shù)碼機(jī)的感光單元CCD相對(duì)于普通的35mm膠片來說要小很多。因此比較短的鏡頭就可以完成較大的變焦范圍。所以我們看到的數(shù)碼相機(jī)大多很小巧。但是也有例外，比如說NlKON的專業(yè)數(shù)碼相機(jī)D1的CCD大小就接近于35mm膠片，所以D1可以采用NIKONl35mm相機(jī)所用的各種鏡頭，能更換鏡頭是高級(jí)相機(jī)的必備功能，但是它的價(jià)格也不菲。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)在數(shù)碼相機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)中，大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)都有光學(xué)變焦鏡頭，但其變焦范圍非常有限，很少有超過10倍的，所以這類相機(jī)一般都可以安裝附加的遠(yuǎn)距照相鏡頭和過濾器。有一些數(shù)碼相機(jī)還有數(shù)碼變焦功能，可以使變焦范圍再度擴(kuò)大。但是千萬不要被迷惑，因?yàn)閿?shù)碼變焦只是將像素點(diǎn)擴(kuò)大，而實(shí)際的分辨率卻絲毫未變。(2)快門快門是鏡頭前阻擋光線進(jìn)來的裝置，一般而言快門的時(shí)間范圍越大越好。秒數(shù)低適合拍運(yùn)動(dòng)中的物體，某款相機(jī)就強(qiáng)調(diào)快門最快能到1/16000秒，可輕松抓住急速移動(dòng)的目標(biāo)。不過要拍夜晚的車水馬龍，快門時(shí)間就要拉長(zhǎng)，常見照片中絲絹般的水流效果也要用慢速快門才能拍出來。至于單眼相機(jī)常見的快門功能，雖然可以自由決定曝光時(shí)間的長(zhǎng)短，拍攝彈性更高，不過目前大多數(shù)的消費(fèi)性數(shù)碼相機(jī)都還不能支持，最多提供如2秒、8秒、16秒等較慢速度的默認(rèn)值。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)（3）像素由于經(jīng)常需要輸出大幅面尺寸，擁有較大像素值的數(shù)碼相機(jī)自然是首選。這也是衡量數(shù)碼相機(jī)最重要的指標(biāo)（需要提醒的是：這里的像素是數(shù)碼相機(jī)中感光元件CCD的實(shí)際像素而不是輸出圖像的像素）。目前四五百萬像素的數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)全面進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)，它們毫無疑問會(huì)頂替300萬像素?cái)?shù)碼相機(jī)成為發(fā)燒友的新寵。（4）光敏元件——CCD和CMOS的選擇與傳統(tǒng)相機(jī)用膠卷感光原理來存儲(chǔ)圖像不同，數(shù)碼相機(jī)是利用一個(gè)感光元件將透過鏡頭照射到芯片上的光線轉(zhuǎn)換成電荷，然后電信號(hào)經(jīng)過處理后變成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過圖像處理將數(shù)字信號(hào)以一定格式壓縮后存入緩存內(nèi)產(chǎn)生數(shù)碼照片的。（5）LCD顯示屏LCD（LiquidCrystalDisplay）液晶顯示屏,有黑白和彩色，彩色中又有真彩和偽彩之分，數(shù)碼相機(jī)中用于取景和回放的LCD幾乎都是目前最好的TFT真彩。（6）數(shù)據(jù)接口為了方便下載數(shù)碼相機(jī)記憶體中的文件，數(shù)碼相機(jī)和PC的連接有多種方式，常見的就是USB接口和IEEE1394火線接口任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)3.數(shù)碼相機(jī)的工作原理傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，與其相比，數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”就是其成像感光器件，而且是與相機(jī)一體的，是數(shù)碼相機(jī)的心臟。感光器是數(shù)碼相機(jī)的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)，數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展道路，可以說就是感光器的發(fā)展道路。目前數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的CCD（電荷藕合）元件；另一種是CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體）器件。數(shù)碼相機(jī)的工作原理是：首先通過鏡頭接收光線，然后被稱為CCD（電荷耦合元件）的攝影元件（有時(shí)也使用CMOS傳感器）將所接收的光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最后將電信號(hào)作為數(shù)據(jù)記錄到內(nèi)置存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)卡中，如圖2-14所示。三、數(shù)碼攝像機(jī)1.數(shù)碼攝像機(jī)的種類數(shù)碼攝像機(jī)是指能夠拍攝連續(xù)動(dòng)態(tài)視頻圖像的數(shù)字影像設(shè)備,它能提供500線的水平解析度,色彩也較傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)高6倍之多,色彩及影像更清晰,數(shù)碼攝像機(jī)能與計(jì)算機(jī)連接，可以利用計(jì)算機(jī)來完成影像編輯、后期加工處理等。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)2.數(shù)碼攝像機(jī)的工作原理數(shù)碼攝像機(jī)進(jìn)行工作的基本原理簡(jiǎn)單的說就是光-電-數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變與傳輸。即通過感光元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流，再將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，由專門的芯片進(jìn)行處理和過濾后得到的信息還原出來就是我們看到的動(dòng)態(tài)畫面了。3.數(shù)碼攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)(1)攝像機(jī)的鏡頭數(shù)碼攝像機(jī)的鏡頭由多片鏡片組成，材質(zhì)則分為玻璃與塑料兩類。它能使數(shù)碼攝像機(jī)所拍攝出來的影像更清晰、自然。(2)光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦光學(xué)變焦是通過鏡頭、物體和焦點(diǎn)三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，視覺和焦距就會(huì)發(fā)生變化，更遠(yuǎn)的景物變得更清晰，讓人有物體遞進(jìn)的感覺。(3)接口在數(shù)碼攝像機(jī)上常用的接口有兩種，一種是IEEE1394接口，這是把DV帶上的內(nèi)容下載到PC或者非線性編輯工具上的必要接口；另一種是USB接口，這主要是為了方便把存儲(chǔ)卡上的內(nèi)容下載到電腦上去。(4)輸入/輸出端口通過模擬視頻線路，可以直接被帶有復(fù)合視頻輸入/輸出端口的播放器所識(shí)別，那么連接數(shù)碼攝像機(jī)端口的就是視頻輸入/輸出端口。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)(5)像素?cái)?shù)碼攝像機(jī)是通過感光器件，把光子轉(zhuǎn)化成電子，然后存進(jìn)記憶體內(nèi)的。像素越高的數(shù)碼攝像機(jī)能產(chǎn)生的圖像分辨率也相對(duì)更高。單CCD的感光器像素即其感光器件的像素。3CCD的像素計(jì)算方法簡(jiǎn)單，即每個(gè)CCD的像素乘以3，最后得出的就是數(shù)碼攝像機(jī)的總像素。在選購數(shù)碼攝像機(jī)的時(shí)候，不能只看像素，還要注意CCD的尺寸大小，譬如說1/6寸的3CCD可能表現(xiàn)能力并不比1/4寸單CCD理想，因?yàn)镃CD的大小決定了進(jìn)光量，也決定了圖像的清晰度。4.使用數(shù)碼攝像機(jī)時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng)：(1)不要頻繁使用快進(jìn)、快退與暫停功能。(2)不要頻繁擦拭鏡頭。(3)不要使用劣質(zhì)DV帶。(4)不要在高濕環(huán)境下使用。(5)不要用力按壓液晶顯示屏。(6)不要反復(fù)使用清潔帶。(7)不要將磁帶長(zhǎng)時(shí)間放在帶倉中。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)【現(xiàn)場(chǎng)演練】接下來我們一起來完成如何使用掃描儀和數(shù)碼相機(jī)。1.掃描儀的使用方法掃描儀已經(jīng)成了我們?nèi)粘＾k公和生活的必備產(chǎn)品。多了解一些掃描儀的使用保養(yǎng)常識(shí)有利于提高工作效率。接下來我們以帶掃描儀的一體機(jī)，電腦采用Windowsxp為例子一起來學(xué)習(xí)掃描儀的正確使用方法。使用掃描儀之前要安裝上所用掃描儀的驅(qū)動(dòng)程序，安裝過程如下：將掃描儀通過USB連接線與電腦連接，打開掃描儀電源，使用自帶的驅(qū)動(dòng)光盤安裝掃描儀驅(qū)動(dòng)或使用驅(qū)動(dòng)精靈在線安裝對(duì)應(yīng)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)驅(qū)動(dòng)程序安裝完畢時(shí)，任務(wù)欄右下角會(huì)提示（大多數(shù)品牌型號(hào)的掃描儀驅(qū)動(dòng)程序都不一樣，但安裝步驟都是通過運(yùn)行光盤中的驅(qū)動(dòng)程序，這里就不一一介紹了），成功安裝好掃描儀后任務(wù)欄右下角應(yīng)該彈出“硬件安裝已完成，并且可以使用了”的提示，如圖2-16所示。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)接下來，我們一起來完成如何使用掃描儀來掃描圖像和文字。掃描圖像步驟如下：第一步：打開一體機(jī)掃描儀上蓋，把要掃描的文件或圖片面朝下壓在下面，如圖2-17所示。圖2-17放置圖片注意：掃描儀的使用方法其實(shí)就是上述兩個(gè)步驟，為了確保掃描圖片清晰可見，請(qǐng)保持被掃描文件的清晰、平整。第二步：在電腦里雙擊“我的電腦”，在我的電腦里點(diǎn)掃描儀圖標(biāo)（一體機(jī)安裝好驅(qū)動(dòng)以后就有這個(gè)圖標(biāo)了），如圖2-18所示。圖圖2-18點(diǎn)掃描儀圖標(biāo)第三步：在彈出的對(duì)話框中選擇“掃描儀和照像機(jī)向?qū)А?，然后點(diǎn)擊“確定”，如圖2-19所示。圖2-19選擇“掃描儀和照像機(jī)向?qū)А钡谒牟剑狐c(diǎn)擊“下一步”，選擇圖片類型“彩色照片”，紙張來源“平板”，再點(diǎn)擊“下一步”，如圖2-20所示。

(a)(b)圖2-20“掃描儀和照像機(jī)向?qū)А睂?duì)話框5注意：(1)如果想要掃描彩色照片，請(qǐng)?jiān)趻呙栉募愋椭羞x擇“彩色照片”，只有這樣掃描出來的圖片才有色彩；(2)當(dāng)你想要掃描黑白文字的普通文檔時(shí)，可以選擇“黑白照片或文字”，這樣可以提高掃描速度，提高效率，同時(shí)掃描出來的圖片將是黑白的。任務(wù)2多媒體信息的輸入技術(shù)第五步：輸入文件名，文件格式，保存位置，如我輸入文件名“557”，文件格式“JPG”，保存位置“桌面”，點(diǎn)擊“下一步”，如圖2-21所示。圖圖2-21設(shè)置圖片名和目標(biāo)第六步：開始掃描，有進(jìn)度條顯示，如圖2-22所示。圖2-22掃描進(jìn)度第七步：掃描完，選擇“什么都不做，我處理完這些照片”，點(diǎn)擊“下一步”，點(diǎn)擊“完成”，如圖2-23所示。

(a)(b)圖2-23掃描完處理第八步：這時(shí)桌面上就有了一個(gè)“557.jpg”掃描圖片，看看打開后的效果吧，如圖2-24所示。(a)(b