多媒體第1章PPT演示課件

多媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí),武漢大學(xué)劉英,1,課程簡(jiǎn)介,本課程講解音頻信息、圖像信息、視頻信息的獲取和制作方法及相關(guān)軟件工具的使用。以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念。,內(nèi)容：多媒體技術(shù)簡(jiǎn)介，數(shù)字音頻處理及其工具，數(shù)字圖像處理及其軟件，動(dòng)畫及其處理軟件，視頻及其處理軟件，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介等。,2,課程簡(jiǎn)介,多媒體是一門綜合技術(shù)，它涉及到許多概念。并且涉及的技術(shù)范圍廣和新，研究的內(nèi)容深，是多種學(xué)科和多種技術(shù)的交叉。多媒體的展示工具以及多媒體的編輯制作工具也很多。一個(gè)工具的使用就可以作為一門課來(lái)講授。本課程的定位是讓大家對(duì)多媒體整體有稍多一些的了解，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，了解、認(rèn)識(shí)多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，初步掌握多媒體的制作方法。,3,課程簡(jiǎn)介,上課時(shí)間:3-15周周312-14節(jié)課上課地點(diǎn):105403QQ群：116927424(劉英課群)電話-mail：yingliu,參考書：圖書館有關(guān)的書籍參考資料：互聯(lián)網(wǎng),大家對(duì)課程有什么建議和意見(jiàn)可以通過(guò)以上方式提出。,4,課程簡(jiǎn)介,考核:創(chuàng)作一個(gè)多媒體作品。,5,多媒體技術(shù)基礎(chǔ),第1章,6,1.1多媒體的基本概念,“多媒體”一詞是“多”和”媒體”的合成。其核心詞是媒體。,1.1.1多媒體的定義,7,1、什么是媒體?,1.1.1多媒體的定義,8,媒質(zhì)：存儲(chǔ)信息的實(shí)體，如磁盤、光盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。媒介：傳遞信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等。,媒體（medium）在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有兩種含義：即媒質(zhì)和媒介。,1.1.1多媒體的定義,9,感覺(jué)媒體,表示媒體,顯示媒體,存儲(chǔ)媒體,傳輸媒體,1.1.1多媒體的定義,根據(jù)國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT）的定義，通常概念的“媒體”有下列五大類：,10,感覺(jué)媒體(Perceptionmedium)：指能直接作用于人們的感覺(jué)器官，從而能使人產(chǎn)生直接感覺(jué)的媒體。如多種多樣的語(yǔ)言美妙的音樂(lè)、自然界中動(dòng)聽的聲音吸引人的圖像、有趣的動(dòng)畫等。,1.1.1多媒體的定義,11,表示媒體(Representationmedium)：是指為讓傳送能更有效、更安全而研究出來(lái)的媒體。借助于此種媒體，便能更有效地存儲(chǔ)感覺(jué)媒體，或者將感覺(jué)媒體從一個(gè)地方傳送到遙遠(yuǎn)的另一個(gè)地方。如電報(bào)碼、條形碼和語(yǔ)言編碼等。,1.1.1多媒體的定義,12,顯示媒體(Presentationmedium）：指的是用于通信中使電信號(hào)和感覺(jué)媒體之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)換用的媒體，相當(dāng)于媒體的嘴巴和表情。顯示媒體能把人們很陌生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為我們能明白意思的信號(hào)。,1.1.1多媒體的定義,13,存儲(chǔ)媒體(Storagemedium)：指的是用于存放信息的媒體，相當(dāng)于存放媒體的基地，可以存放各種媒體。如磁盤、光盤、磁帶等。,1.1.1多媒體的定義,14,傳輸媒體(Transmissionmedium)：指的是用于傳輸信息的媒體。媒體的傳輸，媒體的交換、媒體的共享都要由它來(lái)提供道路。如電話線、光纖等。,1.1.1多媒體的定義,15,根據(jù)與時(shí)間的關(guān)系對(duì)媒體的分類：靜態(tài)媒體：信息的再現(xiàn)與時(shí)間無(wú)關(guān)，如文本、圖形、圖像等等。連續(xù)媒體：具有隱含的時(shí)間關(guān)系，其播放速度將影響所含信息的再現(xiàn)。如聲音、動(dòng)畫、視頻等。,1.1.1多媒體的定義,16,2、媒體分類視覺(jué)媒體類,視覺(jué),靜止信息,圖像,圖形,文字,符號(hào),抽象化,抽象化,動(dòng)態(tài)信息,圖像,圖形,動(dòng)態(tài)影像視頻,真實(shí)感三維動(dòng)畫,二維動(dòng)畫,三維動(dòng)畫,語(yǔ)言文字,1.1.1多媒體的定義,17,聽覺(jué)媒體分類觸覺(jué)媒體分類其他感覺(jué)媒體,其它（嗅覺(jué)、味覺(jué)等）,1.1.1多媒體的定義,18,1、多媒體技術(shù)的定義：利用計(jì)算機(jī)綜合處理多種媒體信息：文本、圖形、圖像、音頻和視頻，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。,1.1.2多媒體技術(shù)及其特性,19,(1)信息載體的多樣性,1.1.2多媒體技術(shù)及其特性,2、多媒體技術(shù)的主要特性：,20,(2)交互性,1.1.2多媒體技術(shù)及其特性,21,(3)集成性,1+12,硬件：高速并行CPU、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、輸入輸出、網(wǎng)絡(luò)等,軟件：多媒體操作系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、創(chuàng)作工具、應(yīng)用軟件等,1.1.2多媒體技術(shù)及其特性,多種媒體信息有機(jī)組織，綜合表達(dá)一個(gè)完整信息。,多種技術(shù)的集合。,22,多：多媒體表現(xiàn)：文本、聲音、視頻多學(xué)科交匯：物理/人體工程/生物多領(lǐng)域應(yīng)用：教學(xué)、娛樂(lè)各方面媒：人-計(jì)算機(jī)-世界體：綜合集成一體化信息碼流一體化設(shè)備控制一體化交互控制一體化,1.1.2多媒體技術(shù)及其特性,23,媒體元素是指多媒體應(yīng)用中可顯示給用戶的媒體組成。,1.1.3多媒體中的媒體元素及特征,音頻,動(dòng)畫,視頻,文本,圖形,圖像,24,文本分為非格式化文本文件和格式化文本文件。非格式化文本文件：只有文本信息沒(méi)有其他任何有關(guān)格式信息的文件，又稱為純文本文件。如“.TXT”文件。格式化文本文件：帶有各種文本排版信息等格式信息的文本文件。如“.DOC”文件。,1、文本,25,圖形(Graphic)一般指用計(jì)算機(jī)繪制的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等。圖形的格式是一組描述點(diǎn)、線、面等幾何圖形的大小、形狀及其位置、維數(shù)的指令集合。在圖形文件中只記錄生成圖的算法和圖上的某些特征點(diǎn)，因此也稱矢量圖。,2、圖形,26,用于產(chǎn)生和編輯矢量圖形的程序通常稱為“draw”程序。常用的矢量圖形文件有：“.3DS”(用于3D造型)、“.DXF”(用于CAD)“.WMF”(用于桌面出版)等。由于圖形只保存算法和特征點(diǎn)，因此占用的存儲(chǔ)空間很小。但顯示時(shí)需經(jīng)過(guò)重新計(jì)算，因而顯示速度相對(duì)慢些。,2、圖形,27,圖像(Image)是指由輸入設(shè)備捕捉的實(shí)際場(chǎng)景畫面，或以數(shù)字化形式存儲(chǔ)的任意畫面。靜止的圖像是一個(gè)矩陣，陣列中的各項(xiàng)數(shù)字用來(lái)描述構(gòu)成圖像的各個(gè)點(diǎn)(稱為像素點(diǎn)pixel)的強(qiáng)度與顏色等信息。這種圖像也稱為位圖(bit-mappedpicture)。,3、圖像,28,用于生成和編輯位圖圖像的軟件通常稱為“paint”程序。圖像文件在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)格式有多種，如BMP、PCX、TIF、TGA、GIF、JPG等，一般數(shù)據(jù)量都較大。,3、圖像,29,數(shù)字音頻(Audio)可分為波形聲音、語(yǔ)音和音樂(lè)。,4、音頻,30,動(dòng)畫是活動(dòng)的畫面，實(shí)質(zhì)是一幅幅靜態(tài)圖像的連續(xù)播放。動(dòng)畫的連續(xù)播放既指時(shí)間上的連續(xù)，也指圖像內(nèi)容上的連續(xù)。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)動(dòng)畫有兩種：一種是幀動(dòng)畫，一種是造型動(dòng)畫。,5、動(dòng)畫,31,視頻是由一幅幅單獨(dú)的畫面序列(幀frame)組成。這些畫面以一定的速率(fps)連續(xù)地投射在屏幕上，使觀察者具有圖像連續(xù)運(yùn)動(dòng)的感覺(jué)。視頻文件的存儲(chǔ)格式有AVI、MPG、MOV等。,6、視頻,32,1.1.4多媒體技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容,多媒體信息壓縮技術(shù),多媒體信息存儲(chǔ)技術(shù),多媒體信息的展現(xiàn)與交互技術(shù),多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù),多媒體通信與分布處理技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),多媒體智能技術(shù),33,1.2多媒體技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,在計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，計(jì)算機(jī)承載信息的媒體只能是數(shù)值。以后人類開發(fā)出了高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，開始用文字作為信息的載體，人們可以用文字來(lái)編寫源程序。從80年代開始，人們致力于研究將聲音、圖形和圖像作為新的信息媒體輸入輸出計(jì)算機(jī)中，這將使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用更為直觀、容易。,34,1.2.1多媒體技術(shù)的發(fā)展,多媒體計(jì)算機(jī)是一個(gè)不斷發(fā)展、不斷完善的系統(tǒng)。多媒體技術(shù)最早起源于20世紀(jì)80年代中期。,1984年Apple公司首次使用bitmap概念對(duì)圖像進(jìn)行描述。,1985年，世界上第一個(gè)多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Amiga推出。,35,1991年，在第六屆國(guó)際多媒體和CD-ROM大會(huì)上宣布了擴(kuò)展結(jié)構(gòu)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM/XA，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，CD-ROM技術(shù)日趨完善和成熟。而整機(jī)價(jià)格的下降，為多媒體技術(shù)的實(shí)用化提供了可靠的保證。1992年，正式公布MPEG-1數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，它是由運(yùn)動(dòng)圖像專家組（MovingPictureExpertGroup）開發(fā)制定的。MPEG系列的其他標(biāo)準(zhǔn)還有MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和現(xiàn)正在制定的MPEG-21。,1.2.1多媒體技術(shù)的發(fā)展,36,教育與訓(xùn)練商業(yè)展示與信息咨詢影視娛樂(lè)醫(yī)療旅游多媒體電子出版物辦公自動(dòng)化工業(yè)多媒體通信與Internet虛擬現(xiàn)實(shí),1.2.2多媒體技術(shù)的應(yīng)用,37,多媒體通信的應(yīng)用數(shù)字圖書館多媒體遠(yuǎn)程會(huì)議視頻點(diǎn)播與多媒體點(diǎn)播網(wǎng)絡(luò)游戲遠(yuǎn)程教育遠(yuǎn)程醫(yī)療遠(yuǎn)程協(xié)同工作電子商務(wù),網(wǎng)絡(luò)游戲,視頻會(huì)議,遠(yuǎn)程教育,數(shù)字圖書館,電子商務(wù),多媒體通信,1.2.2多媒體技術(shù)的應(yīng)用,38,1.3多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)MPC,MPC是MultimediaPersonalComputer的縮寫。另外，MPC也代表多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從嚴(yán)格意義上講，所謂多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)，是指符合MPC標(biāo)準(zhǔn)的具有多媒體功能的個(gè)人計(jì)算機(jī)。MPC機(jī)并不是一種全新的個(gè)人計(jì)算機(jī)，它是在一般個(gè)人計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)充使用視頻、音頻、圖形處理軟硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖形、立體聲和視頻處理能力。,39,1.3多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)MPC,MPC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定多媒體計(jì)算機(jī)包括5個(gè)基本組成部件：PC、只讀光盤驅(qū)動(dòng)器(CD-ROM)、聲卡、Windows、音箱或耳機(jī)。,40,1.3多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)MPC,MPC的一般配置,41,1.3.1多媒體硬件系統(tǒng),音頻設(shè)備:負(fù)責(zé)采集、加工、處理波表、MIDI等多種形式的音頻素材。需要的硬件有錄放音設(shè)備、MIDI合成器、高性能的聲卡、音箱、話筒、耳機(jī)等。,聲卡,麥克風(fēng),MIDI設(shè)備接口,耳機(jī),音箱,42,1.3.1多媒體硬件系統(tǒng),圖像設(shè)備:負(fù)責(zé)采集、加工、處理各種格式的圖像素材。需要的硬件有掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字化儀、打印機(jī)。,數(shù)碼相機(jī),平面掃描儀,手寫板,43,1.3.1多媒體硬件系統(tǒng),視頻設(shè)備:負(fù)責(zé)采集、編輯計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、視頻素材。需要的硬件設(shè)備有視頻播放機(jī)、視頻采集卡、視頻編輯卡、動(dòng)態(tài)壓縮卡、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、投影儀等。,視頻采集卡,攝像機(jī),投影儀,44,1.3.1多媒體硬件系統(tǒng),存儲(chǔ)部分：多媒體信息及其應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)量很大，將它們長(zhǎng)期保存在硬盤中是不現(xiàn)實(shí)的，而且多媒體軟件的發(fā)行也需要一種高容量、移動(dòng)方便的存儲(chǔ)介質(zhì)，那就是光盤。讀取光盤中的信息需用光盤驅(qū)動(dòng)器，在光盤上記錄信息需要光盤刻錄機(jī)。,45,1.3.1多媒體硬件系統(tǒng),常見(jiàn)的激光存儲(chǔ)器種類：,CD-ROM只讀式光盤存儲(chǔ)器CD-R一次寫光盤存儲(chǔ)器可擦寫光盤存儲(chǔ)器PD相變式可重復(fù)擦寫光盤驅(qū)動(dòng)器DVD,PD光盤,MO(磁光型),CDR/CDRW,DVD,46,1.3.2多媒體軟件系統(tǒng),系統(tǒng)軟件,多媒體設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,多媒體操作系統(tǒng),多媒體素材制作軟件,多媒體平臺(tái)軟件,音頻處理軟件,平面圖像制作軟件,活動(dòng)圖像制作軟件,應(yīng)用軟件,應(yīng)用軟件,工具軟件,47,多媒體操作系統(tǒng)是多媒體軟件的核心。它負(fù)責(zé)多媒體環(huán)境下多任務(wù)的調(diào)度、保證音頻、視頻同步控制以及信息處理的實(shí)時(shí)性，提供多媒體信息的各種基本操作和管理；具有對(duì)設(shè)備的相對(duì)獨(dú)立性與可擴(kuò)展性。,1、多媒體操作系統(tǒng),48,素材的