第六章_多媒體技術(shù)及應(yīng)用

1、第六章 多媒體技術(shù)及其應(yīng)用v問(wèn)題的提出：現(xiàn)代人為什么喜歡計(jì)算機(jī)？喜歡不斷推出的新手機(jī)？計(jì)算機(jī)是如何處理文本、圖形/圖像、視頻和音頻等媒體的？ 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)v 本章主要講解多媒體計(jì)算機(jī)的音頻處理、視頻處理和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)等知識(shí)，最后講解多媒體軟件。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該掌握以下內(nèi)容：v 了解多媒體計(jì)算機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)v 掌握音頻、視頻處理技術(shù)v 了解多媒體軟件v 掌握多媒體的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)6.1 多媒體技術(shù)概述多媒體技術(shù)概述v多媒體技術(shù)：多媒體技術(shù)：多媒體技術(shù)就是把聲、圖、文、視頻等媒體通過(guò)計(jì)算機(jī)集成在一起的技術(shù)。即通過(guò)計(jì)算機(jī)把文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫和視頻等多種媒體綜合起來(lái)，

2、使之建立起邏輯連接，并對(duì)它們進(jìn)行采樣量化、編碼壓縮、編輯修改、存儲(chǔ)傳輸和重建顯示等處理 多媒體技術(shù)具有以下幾項(xiàng)特性： （1） 信息媒體的多樣化和媒體處理方式的多樣化。 （2） 集成性。 （3） 交互性。 （4） 實(shí)時(shí)性。 v多媒體（多媒體（Multimedia）v（1）表示媒體(Reprception Medium)：指的是計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示信息的方法，一般以編碼的形式描述，如說(shuō)明交換信息的類型，定義信息的特征，如聲音編碼、圖像編碼、文本編碼等。常見的有以下類型：用ASCII、EBCDIC和Unicode編碼表示文本字符。用CEPT或CAPTAIN視頻文本標(biāo)準(zhǔn)或GKS圖形標(biāo)準(zhǔn)編碼表示圖形.用脈碼調(diào)

3、制方法PCM和16位線形量化技術(shù)表示視頻數(shù)據(jù)流。用傳真編碼、BMP或JPEG格式等表示圖像編碼。用PAL、SECAM、NTSC等電視標(biāo)準(zhǔn)格式表示一段連續(xù)的音頻/視頻，或用MPEG格式將信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。v(2) 感知媒體（Perception Medium）：表示人對(duì)外界的感覺(jué)，如聲音、圖像、文字、動(dòng)畫等。感知媒體可以幫助人們理解自身周圍的環(huán)境，通常人們可以通過(guò)視覺(jué)、聽覺(jué)、嗅覺(jué)和觸覺(jué)來(lái)感知周圍的信息。就目前的技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)主要是通過(guò)視覺(jué)、聽覺(jué)來(lái)感知信息，也許將來(lái)還可以以其他形式來(lái)感知信息。v（3）存儲(chǔ)媒體（Storage Medium）：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理設(shè)備，如磁盤、磁帶、光盤、內(nèi)存等。v（

4、4）傳輸媒體(Transmission Medium)：傳輸數(shù)據(jù)的物理設(shè)備，如電纜、光纖、無(wú)線電波等。v（5）顯示媒體（Preseatation Mediuw）：獲取和顯示信息的設(shè)備，如顯示器、打印機(jī)、音箱等輸出設(shè)備，也包括鍵盤、鼠標(biāo)、攝像機(jī)等輸入設(shè)備。1,2,3,4 6.1.3多媒體技術(shù)的特點(diǎn) (1) (1) 集成性集成性 多媒體的集成性主要表現(xiàn)在在兩個(gè)方面，一方面是信息媒體的集成，多媒體的集成性主要表現(xiàn)在在兩個(gè)方面，一方面是信息媒體的集成，即將各種不同的媒體信息有機(jī)地同步，集成為一個(gè)完整、協(xié)調(diào)的多媒體信即將各種不同的媒體信息有機(jī)地同步，集成為一個(gè)完整、協(xié)調(diào)的多媒體信息；另一方面是各種不同的

5、顯示或表現(xiàn)媒體設(shè)備的集成。息；另一方面是各種不同的顯示或表現(xiàn)媒體設(shè)備的集成。 (2) (2) 多樣性多樣性 信息媒體的多樣性是指計(jì)算機(jī)能處理多種信息媒體，也就是能對(duì)不同信息媒體的多樣性是指計(jì)算機(jī)能處理多種信息媒體，也就是能對(duì)不同的輸入信息可以經(jīng)過(guò)加工、變換或處理輸出新的信息，而不是簡(jiǎn)單的記錄的輸入信息可以經(jīng)過(guò)加工、變換或處理輸出新的信息，而不是簡(jiǎn)單的記錄和重放。和重放。 (3)(3)交互性交互性 多媒體計(jì)算機(jī)除了可以播放各種媒體信息外，還可以與使用者進(jìn)行信多媒體計(jì)算機(jī)除了可以播放各種媒體信息外，還可以與使用者進(jìn)行信息交換。息交換。 (4)(4)實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性 多媒體技術(shù)還表現(xiàn)在信息處理的實(shí)時(shí)性。

6、如在多媒體系統(tǒng)中，由于聲音多媒體技術(shù)還表現(xiàn)在信息處理的實(shí)時(shí)性。如在多媒體系統(tǒng)中，由于聲音和活動(dòng)視頻圖像與時(shí)間密切相關(guān)，所以要求多媒體技術(shù)必須支持對(duì)這些媒和活動(dòng)視頻圖像與時(shí)間密切相關(guān)，所以要求多媒體技術(shù)必須支持對(duì)這些媒體的實(shí)時(shí)同步處理，使聲音和圖像在播放時(shí)不出現(xiàn)停滯。體的實(shí)時(shí)同步處理，使聲音和圖像在播放時(shí)不出現(xiàn)停滯。v多媒體的兩層含義：第一是指可用于信息存儲(chǔ)、傳輸?shù)奈锢韺?shí)體；第二是指可用于信息表現(xiàn)的形式和載體。v多媒體系統(tǒng)的主要特征多媒體系統(tǒng)的主要特征 媒體的多樣性媒體的多樣性 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用戶能夠比以隨著現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用戶能夠比以往任何時(shí)候都更加和諧地

7、把現(xiàn)有的文本、聲音、圖形、往任何時(shí)候都更加和諧地把現(xiàn)有的文本、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫和視頻等多種形式的信息媒體有機(jī)的組合起圖像、動(dòng)畫和視頻等多種形式的信息媒體有機(jī)的組合起來(lái)。來(lái)。 技術(shù)的集成性技術(shù)的集成性 多媒體技術(shù)包含了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)較新的軟、硬件技術(shù)，多媒體技術(shù)包含了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)較新的軟、硬件技術(shù)，并將不同性質(zhì)的設(shè)備和信息集成為一體，實(shí)現(xiàn)了以計(jì)算并將不同性質(zhì)的設(shè)備和信息集成為一體，實(shí)現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)為中心的綜合信息處理，大大地?cái)U(kuò)展了計(jì)算機(jī)的功能。機(jī)為中心的綜合信息處理，大大地?cái)U(kuò)展了計(jì)算機(jī)的功能。 處理過(guò)程的交互性處理過(guò)程的交互性 多媒體系統(tǒng)的明顯的特點(diǎn)就是它處理信息過(guò)程的交互性，多媒體系統(tǒng)的明顯

8、的特點(diǎn)就是它處理信息過(guò)程的交互性，這使得計(jì)算機(jī)與用戶之間建立了良好的互動(dòng)性，使得人這使得計(jì)算機(jī)與用戶之間建立了良好的互動(dòng)性，使得人們對(duì)信息的處理更加主動(dòng)和靈活，極大地激發(fā)了人的創(chuàng)們對(duì)信息的處理更加主動(dòng)和靈活，極大地激發(fā)了人的創(chuàng)造性。造性。v多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù):多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)就指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)綜合、集成處理文字、聲音、圖形/圖像、動(dòng)畫、視頻等，從而可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)多媒體的綜合處理，并與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸一起形成一種全新的信息傳播和處理的計(jì)算機(jī)技術(shù)。其基本特征就是媒體表示的數(shù)字化技術(shù)。v多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：具有多媒體功能的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)稱之為多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它

9、是一個(gè)以多媒體計(jì)算機(jī)為核心的包括多媒體終端設(shè)備、多媒體傳輸系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星、微波等），多媒體服務(wù)系統(tǒng)、多媒體軟件及有關(guān)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)組成的一個(gè)有機(jī)整體。 v多媒體中的關(guān)鍵技術(shù)多媒體中的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮和還原編碼技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮和還原編碼技術(shù)大容量的存儲(chǔ)技術(shù)大容量的存儲(chǔ)技術(shù)超大規(guī)模集成電路技術(shù)超大規(guī)模集成電路技術(shù)多媒體計(jì)算機(jī)軟件核心技術(shù)多媒體計(jì)算機(jī)軟件核心技術(shù)媒體同步技術(shù)。媒體同步技術(shù)。 多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 6.2 信號(hào)處理的一般原理簡(jiǎn)述信號(hào)處理的一般原理簡(jiǎn)述奈奎斯特（奈奎斯特（Nyquist）采樣定理：）采樣定理：奈奎斯特（Nyquist）總結(jié)得到了采樣定理，也稱采樣定理：采樣頻率必須

10、大于模擬信號(hào)的最高頻率的2倍，才能重建原信號(hào)。 預(yù)處理 采 樣 保 持模/ 數(shù)（A/D）數(shù) 字 信 號(hào)處 理 、 存儲(chǔ)模擬信號(hào)輸 入采樣數(shù)字信號(hào)輸 出計(jì)算機(jī)對(duì)音頻信號(hào)的處理計(jì)算機(jī)對(duì)音頻信號(hào)的處理采樣采樣(AD)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像和視頻的存儲(chǔ)處理(1)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像和視頻的存儲(chǔ)處理計(jì)算機(jī)對(duì)圖像和視頻的存儲(chǔ)處理(2)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像和視頻的存儲(chǔ)處理(3)v視頻的表示：視頻是圖像（幀）在時(shí)間上的表示幀幀1000001010100011多媒體系統(tǒng)的組成及應(yīng)用多媒體系統(tǒng)的組成及應(yīng)用v 多媒體硬件系統(tǒng)多媒體硬件系統(tǒng) 多媒體硬件系統(tǒng)是指支持多媒體信息交互處理所需的硬件設(shè)備。在一般的微機(jī)基礎(chǔ)上隨著硬件技術(shù)的發(fā)展和性價(jià)比的

11、提高，價(jià)格的降低，我們可以配置功能強(qiáng)大的多媒體設(shè)備。購(gòu)買時(shí)要注意CPU的頻率、內(nèi)存空間、聲卡和顯示卡等器件的綜合性能；在主板方面要注意考察其芯片和各種多媒體技術(shù)接口；顯示器除了尺寸外觀外，更重要的是分辨率；為了實(shí)現(xiàn)各種圖形/圖像轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)個(gè)識(shí)別的數(shù)據(jù)一般還要配置掃描儀等外設(shè)。v多媒體操作系統(tǒng)（多媒體操作系統(tǒng)（MPCOS） 這里主要是指多媒體操作系統(tǒng)（MPCOS）。多媒體操作系統(tǒng)應(yīng)有以下功能：一是要適應(yīng)多媒體的一切，除能處理文字、圖形外，還能處理動(dòng)態(tài)畫面文件、音頻文件和視頻文件；二是除能控制普通計(jì)算機(jī)外設(shè)外，還要能控制管理聲音和圖像的輸入，輸出和存儲(chǔ)設(shè)備，如錄音機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、錄像機(jī)、

12、VCD、DVD、音響設(shè)備等。實(shí)際上，現(xiàn)在的windows2000/ xp等操作系統(tǒng)已經(jīng)有很強(qiáng)的多媒體功能了。當(dāng)然還可以根本個(gè)人自己的興趣再配一些專用的多媒體工具軟件，如3DMX作圖軟件、抓圖、看圖軟件以及有帶編輯功能的高級(jí)創(chuàng)作軟件等。媒體種類常見格式 說(shuō) 明文本 TXTRTFDOC文本是表達(dá)信息最快捷的方式，經(jīng)常用于表示多媒體節(jié)目中的內(nèi)容、目錄、導(dǎo)航和幫助信息。文本文件要求字體清晰易讀，格式、顏色搭配和諧。圖像 DIBBMPWMFTIF 圖像用于多媒體的界面設(shè)計(jì)，表達(dá)文本無(wú)法或很難表達(dá)的內(nèi)容，如用照片、圖像來(lái)說(shuō)明一目了然，圖像可以通過(guò)掃描儀掃描或用作圖軟件自己產(chǎn)生，最后按需要的文件格式存盤。聲

13、音 WAVMIDVOC 聲音為多媒體表現(xiàn)節(jié)目提供背景音樂(lè)，同步解說(shuō)和聲音效果。視頻 AVIAVSMPG提供電視、電影的真實(shí)效果。信息量大，可以表達(dá)文本圖像無(wú)法表示的效果。動(dòng)畫 FLCFLISWF 可以用于突出節(jié)目的要點(diǎn)，進(jìn)行動(dòng)畫、卡通制作，游戲制作，增強(qiáng)趣味性，吸引力、顯示關(guān)鍵點(diǎn)等。表61 多媒體文件類型 表62 多媒體創(chuàng)作工具 對(duì) 象 創(chuàng) 作 工 具 圖 像 處 理 Photoshop 、Director、CorelDRAW音 樂(lè) 處 理 Cakewalk 演 視 文 稿 處 理 PowerPoint動(dòng) 畫 制 作 3D Studio MAX視 頻 圖 像 處 理 Premiere多 媒 體

14、 圖 文 制 作 Authorware 文 字 處 理 Word 表62 多媒體創(chuàng)作工具 多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用v在教育方面的應(yīng)用v在商業(yè)方面的應(yīng)用：商業(yè)廣告設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的演示說(shuō)明等等。v電子出版v家庭娛樂(lè)v視頻會(huì)議v軍事v航空航天v多媒體技術(shù)初步能力的培養(yǎng)多媒體技術(shù)初步能力的培養(yǎng)v圖形圖形/圖像處理技術(shù)圖像處理技術(shù)v音頻信號(hào)處理技術(shù)音頻信號(hào)處理技術(shù)v數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)壓縮的方法多媒體數(shù)據(jù)壓縮的方法靜態(tài)圖像壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（靜態(tài)圖像壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（Joint Photogrphic Experts Group,簡(jiǎn)記為簡(jiǎn)記為JPEG） 運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)vMPEG-I視頻壓縮技術(shù)。視頻壓縮技術(shù)。vMPEG-標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。vMPEG-標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。vMPEG-標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 v音頻壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)音頻壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)v多媒體應(yīng)用中常用的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)是MPEG-I中的音頻壓縮算法。它是一個(gè)高保真音頻數(shù)據(jù)壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)提供用戶三個(gè)獨(dú)立的壓縮層次選擇：v(1)第一層，主要用于數(shù)字錄像機(jī)，壓縮后的數(shù)據(jù)速率為每通道為384kbps。v(2