計(jì)算機(jī)導(dǎo)論第5章-多媒體技術(shù)課件

1、第5章 多媒體技術(shù)本章講解提綱5.1多媒體技術(shù)基礎(chǔ)5.3圖像5.2音頻5.4動(dòng)畫 5.5視頻 5.6多媒體數(shù)據(jù)壓縮5.1 多媒體技術(shù)基礎(chǔ)5.1.1多媒體相關(guān)概念 1.媒體 在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，所謂媒體是指?jìng)鬟f信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖像和圖形。例如大家使用的智能手機(jī)，我們每天都刷朋友圈，那么獲得信息的媒介就是上面的圖文并茂。2.媒體的種類1）感覺媒體2）表示媒體3）顯示媒體4）存儲(chǔ)媒體5）傳輸媒體 5.1 多媒體技術(shù)基礎(chǔ)5.1.1多媒體相關(guān)概念 3.多媒體的定義 多媒體是多種信息載體的表現(xiàn)形式和傳遞方式，就是用多種媒介方法傳輸信息。在計(jì)算機(jī)的控制下，多媒體是將文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫和

2、視頻等多種類型的媒體混合在一起的信息交流和傳輸工具。觸摸屏查詢系統(tǒng)是一個(gè)多媒體實(shí)例，我們不但能交互操作而且能聽到各種聲音，看到圖像和文字等。現(xiàn)在流行的各種大型游戲也是多媒體的一個(gè)典型代表，它將活動(dòng)圖像與音響效果等混合起來。5.1 多媒體技術(shù)基礎(chǔ)5.1.1多媒體相關(guān)概念 4.多媒體技術(shù)的定義 用計(jì)算機(jī)綜合處理多媒體信息-文本、圖形、圖像、聲音等，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)。并能對(duì)多種媒體信息進(jìn)行獲取、壓縮編碼、編輯、加工處理、存儲(chǔ)和展示。5.2音頻 5.2.1聲音的特性 聲音的定義：聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，是一種機(jī)械振動(dòng)波?？梢杂谜也▂=Asin(x)或余弦y=

3、Acos(x)來模擬表示。聲源：是一種振動(dòng)源，它使周圍的介質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)，并以波的形式進(jìn)行傳播。傳播介質(zhì)：主要指空氣、液體、固體等。聲音主要有兩個(gè)參數(shù)：頻率（反映音調(diào)）和振幅（反映強(qiáng)弱）。人可聽到的頻率范圍：20Hz20kHz。低于20Hz為次聲波，比如大象的叫聲；高于20kHz為超聲波，比如海豚的叫聲。聲音的分類：根據(jù)聲波的特征，可以將其分為規(guī)則聲音和不規(guī)則聲音。其中規(guī)則聲音又可以分為語音、音樂和音效。不規(guī)則聲音指的是噪音。5.2音頻 5.2.1聲音的特性 聲音4級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)字激光唱盤CD-DA質(zhì)量，其信號(hào)帶寬為1020kHz;調(diào)頻廣播FM質(zhì)量，其信號(hào)帶寬為2015kHz; 調(diào)幅廣播AM質(zhì)量，

4、其信號(hào)帶寬為507kHz; 電話的話音質(zhì)量，其信號(hào)帶寬為2003400Hz。其中數(shù)字激光唱盤的聲音質(zhì)量最高，電話的話音質(zhì)量最低。5.2音頻 5.2.1聲音的特性 聲音的基本表示形式：模擬音頻和數(shù)字音頻。模擬音頻：所謂模擬音頻是指用電信號(hào)(電壓、電流)來模仿聲音物理量的變化。因?yàn)槁曇羰窃跁r(shí)間和幅度上都連續(xù)變化的信號(hào)，所以模擬電信號(hào)在時(shí)間和幅度上也是連續(xù)變化的，故稱之為模擬音頻信號(hào)。數(shù)字音頻信號(hào)是以數(shù)字化形式對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理，它在時(shí)間和幅度上都是離散的。隨著大規(guī)模集成電路以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，加之?dāng)?shù)字信號(hào)處理理論和技術(shù)的成熟和完善，數(shù)字信號(hào)處理已逐漸取代了模擬信號(hào)處理。因?yàn)閿?shù)字音頻信號(hào)抗干擾

5、性強(qiáng)，無噪聲積累可做到多代復(fù)制和長(zhǎng)距離傳輸無失真。 5.2音頻 5.2.1聲音的特性 2.聲音的三要素 （1）音調(diào)（2）音強(qiáng)（3）音色5.3圖像 5.3.1圖像的基本概念及屬性 1.圖像信號(hào)的分類計(jì)算機(jī)中的圖形圖像分為矢量圖和位圖。（1）矢量圖 矢量圖（Vector - based image）是用一系列計(jì)算機(jī)指令來描述和記錄一幅圖，這些指令是用來描述點(diǎn)、線、面等幾何圖形的大小、形狀、及其位置、維數(shù)的集合，能夠描繪出物體的輪廓、形狀或外部的界限。 （2）位圖 圖像是指由輸入設(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。靜止圖像是由一些排列成行和列的點(diǎn)組成的矩陣，數(shù)組中的各項(xiàng)數(shù)字是用來描

6、述構(gòu)成圖像的各個(gè)點(diǎn)的強(qiáng)度與顏色等信息，稱之為位圖。 5.3圖像 5.3.1圖像的基本概念及屬性 （3）矢量圖與位圖的比較圖像類型文件內(nèi)容文件大小顯示速度應(yīng)用特點(diǎn)矢量圖圖形指令與圖的復(fù)雜程度有關(guān)，文件數(shù)據(jù)量小圖越復(fù)雜，顯示越慢易于編輯，適合“制”，但表現(xiàn)力弱位圖圖像點(diǎn)陣數(shù)據(jù)與圖的尺寸和顏色有關(guān)，文件數(shù)據(jù)量大與圖的內(nèi)容有關(guān)適合“獲取”和“復(fù)制”表現(xiàn)力強(qiáng)，但編輯比較復(fù)雜5.3圖像 5.3.1圖像的基本概念及屬性 2.分辨率（1）顯示分辨率 （2）圖像分辨率 （3）打印分辨率5.3圖像 5.3.2圖像的顏色構(gòu)成1.顏色的定義美國的色度學(xué)委員會(huì)對(duì)顏色的定義：顏色是除了空間的和時(shí)間的不均勻性以外光的一種特

7、性，即光的輻射能刺激視網(wǎng)膜而引起觀察者通過視覺而獲得的景象。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5698-85中，把顏色定義為：色是光作用于人眼引起除形象以外的視覺特性。 5.3圖像 5.3.2圖像的顏色構(gòu)成2.色彩三要素每一種色彩都同時(shí)具有三種基本屬性，即明度、色相和飽和度。它們是決定畫面色彩的主要因素。（1）明度（2）色相（3）飽和度5.3圖像 5.3.2圖像的顏色構(gòu)成3.顏色深度 顏色深度簡(jiǎn)單說就是最多支持多少種顏色。一般是用“位”來描述的。 （1）黑白圖像指圖像的每個(gè)像素只能是黑或者白，沒有中間的過渡，故又稱為二值圖像。二值圖像的顏色深度為1。（2）灰度圖像指每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化的灰度級(jí)來描述的圖像，

8、沒有彩色信息，只有256級(jí)的明暗變化，顏色深度為8。（3）彩色圖像指每個(gè)像素的信息由RGB三原色構(gòu)成的圖像，其中RGB是由不同的灰度級(jí)來描述的，顏色深度為24。5.4 動(dòng)畫 5.4.1動(dòng)畫的基本概念 1.動(dòng)畫的產(chǎn)生原理 動(dòng)畫是一門通過在某種介質(zhì)上記錄一系列單個(gè)畫面，并通過以一定的速率回放所記錄的畫面而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)視覺的技術(shù)。它的基本原理與電影、電視一樣，都是視覺原理，也稱視覺暫留現(xiàn)象。醫(yī)學(xué)已證明，人類具有“視覺暫留”的特性，就是說人的眼睛看到一幅畫或一個(gè)物體后，在1/24秒內(nèi)不會(huì)消失。5.4 動(dòng)畫 5.4.1動(dòng)畫的基本概念 2. 動(dòng)畫的分類（1）傳統(tǒng)動(dòng)畫（2）計(jì)算機(jī)動(dòng)畫（3）全動(dòng)畫（4）半動(dòng)畫5.

9、4 動(dòng)畫 5.4.2計(jì)算機(jī)動(dòng)畫1.計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的分類（1）按動(dòng)畫制作的原理分類1）二維動(dòng)畫。2）三維動(dòng)畫。5.4 動(dòng)畫 5.4.2計(jì)算機(jī)動(dòng)畫1.計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的分類（2）按運(yùn)動(dòng)的控制方法分類1）關(guān)鍵幀動(dòng)畫。2）算法動(dòng)畫。5.4 動(dòng)畫 5.4.2計(jì)算機(jī)動(dòng)畫1.計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的分類（3）按動(dòng)畫設(shè)計(jì)方法分類1）幀動(dòng)畫。2）造型動(dòng)畫。5.5視頻5.5.1視頻的基本知識(shí)1.視頻的概念視頻是實(shí)時(shí)獲取的自然對(duì)象。視頻信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之分，模擬視頻信號(hào)就是常見的電視信號(hào)和錄像機(jī)信號(hào)，采用模擬方式對(duì)圖像進(jìn)行還原處理，這種圖像被稱為“視頻模擬圖像”。5.6多媒體數(shù)據(jù)壓縮5.6.1數(shù)據(jù)壓縮的必要性和可能性1. 數(shù)據(jù)壓

10、縮的必要性多媒體數(shù)據(jù)包含文本、數(shù)字、圖形、圖像、動(dòng)畫、音頻和視頻等。在多媒體系統(tǒng)中圖像和動(dòng)態(tài)視頻信息數(shù)據(jù)量非常之巨大，所需要的存儲(chǔ)空間是十分巨大和驚人的。為了存儲(chǔ)和傳輸這些數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行有效壓縮將是多媒體發(fā)展中必須要解決的最關(guān)鍵的技術(shù)之一 。2.數(shù)據(jù)壓縮的可能性 1）人的聽覺和視覺等具有有限性和不敏感性是多媒體數(shù)據(jù)壓縮提供了一種可能性。 2）存在各種數(shù)據(jù)冗余5.6多媒體數(shù)據(jù)壓縮5.6.2數(shù)據(jù)壓縮的技術(shù)指標(biāo)衡量一種多媒體數(shù)據(jù)壓縮方法的好壞主要有如下的性能指標(biāo)：1）壓縮比。指原始數(shù)據(jù)量與壓縮后的數(shù)據(jù)量之比。2）壓縮算法的復(fù)雜程度。指實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)壓縮的算法要簡(jiǎn)單。3）壓縮與解壓縮速度。指解壓速度快，盡可能地做到實(shí)時(shí)壓縮和解壓。4）解壓縮后的恢復(fù)效果。指解壓縮后的效果要好，要盡可能的完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。 5.6多媒體數(shù)據(jù)壓縮5.6.3數(shù)據(jù)壓縮的方法分類1.無損壓縮無損壓縮是指對(duì)壓縮后的