多媒體技術(shù)第一章

多媒體技術(shù)

任課老師：詹玲超電話一章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)1.1多媒體介紹1.1.1什么是多媒體一、人類感知信息的途徑：（1）視覺，70%-80%；（2）聽覺，10%；（3）嗅覺、味覺、觸覺，約占10%。二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史：（1）計(jì)算機(jī)發(fā)展初期：用0、1兩種符號(hào)表示信息，應(yīng)用領(lǐng)域局限于專業(yè)人員。（2）20世紀(jì)50年代到70年代：文字作為信息的載體，一般科技人員也可使用計(jì)算機(jī)。（3）從80年代開始：聲音、圖形、圖像等新的媒體，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用擴(kuò)展到一般公眾。三、媒體的含義媒體(medium)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有兩種含義：指存儲(chǔ)信息的實(shí)體，如磁盤、光盤、硬盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等，中文常譯為媒質(zhì)；指?jìng)鬟f信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像和視頻等，中文譯作媒介，多媒體技術(shù)中的媒體是指后者。四、媒體的類別：感覺媒體，表示媒體，顯示媒體，存儲(chǔ)媒體，傳輸媒體1、感覺媒體：能直接作用于人們的感覺器官，從而能使人產(chǎn)生直接感覺的媒體。如語(yǔ)言、音樂(lè)、自然界中各種聲音、各種圖形、圖像、動(dòng)畫、文本等。2、表示媒體：為了傳送感覺媒體而人為研究出來(lái)的定義信息特性的數(shù)據(jù)類型，用信息的計(jì)算機(jī)內(nèi)部編碼表示。借助于此種媒體，能更有效地存儲(chǔ)感覺媒體或?qū)⒏杏X媒體從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方。3、顯示媒體

用于將表示媒體和感覺媒體之間相互轉(zhuǎn)換用的媒體。指人們?cè)佻F(xiàn)信息的物理工具和設(shè)備（輸出設(shè)備），或者獲取信息的工具和設(shè)備（輸入設(shè)備）。4、存儲(chǔ)媒體

用于存放表示媒體的媒體。5、傳輸媒體

用于傳輸表示媒體的媒體。五、多媒體技術(shù)定義“多媒體”是指能夠同時(shí)獲取、處理、編輯、存儲(chǔ)和展示兩個(gè)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(dòng)畫、視頻等。從這種意義中可以看到，“多媒體”最終被歸結(jié)為是一種“技術(shù)”，即多媒體技術(shù)。1.1.2多媒體的特征和組成一、多媒體的基本特性（1）多樣性：多種媒體（文本、圖形、聲音、動(dòng)畫、視頻等）；（2）交互性：指用戶可以與計(jì)算機(jī)的多種信息媒體進(jìn)行交互操作；（3）集成性：指以計(jì)算機(jī)為中心綜合處理多種信息媒體，包括信息媒體的集成和處理這些媒體的設(shè)備的集成。二、把一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)變成多媒體計(jì)算機(jī)要解決的關(guān)鍵技術(shù)：（1）視頻音頻信號(hào)獲取技術(shù)；（2）多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼和解碼技術(shù)；（3）視頻音頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和特技；（4）視頻音頻數(shù)據(jù)的輸出技術(shù)；三、多媒體計(jì)算機(jī)的分類，從開發(fā)和生產(chǎn)廠商以及應(yīng)用的角度出發(fā)可以分成兩大類：（1）家電制造廠商研制的電視計(jì)算機(jī)Teleputer，是把CPU放到家電中，通過(guò)編程控制管理電視機(jī)、音響，有人稱它為“靈巧”電視（SmartTV）；（2）計(jì)算機(jī)制造廠商研制的計(jì)算機(jī)電視Compuvision，采用微處理器作為CPU，其他設(shè)備還有VGA卡、CDROM、音響設(shè)備以及擴(kuò)展的多窗口系統(tǒng)，有人說(shuō)它的發(fā)展方向是TV-KILLER。四、多媒體系統(tǒng)的組成多媒體的組成實(shí)際就是多媒體系統(tǒng)的組成，凡是由文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫和視頻等形式的兩種或兩種以上組合而成的應(yīng)用系統(tǒng)都可稱為多媒體系統(tǒng)，分為如下幾種：（1）音頻/視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，包括視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播、可視電話、網(wǎng)絡(luò)音/視頻聊天、網(wǎng)絡(luò)電話等。（2）遠(yuǎn)程教育，包括遠(yuǎn)程教學(xué)、電視教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)等。（3）遠(yuǎn)程醫(yī)療，包括遠(yuǎn)程手術(shù)、病理信息交換、遠(yuǎn)程診斷等。（4）協(xié)同工作環(huán)境，包括幾個(gè)人編輯一個(gè)共享的文檔或玩同一個(gè)游戲的工作環(huán)境等。（5）基于內(nèi)容檢索，包括在大型視頻和圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索可視化對(duì)象等。（6）虛擬現(xiàn)實(shí)及場(chǎng)景重建，包括將計(jì)算機(jī)制作的圖形或視頻對(duì)象放入場(chǎng)景或計(jì)算機(jī)構(gòu)建場(chǎng)景等。（7）基于語(yǔ)音識(shí)別的系統(tǒng)，包括語(yǔ)音輸入、基于語(yǔ)音的計(jì)算機(jī)交互系統(tǒng)等。1.1.3多媒體的研究?jī)?nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域：一、多媒體制作①電子商務(wù)②多媒體課件③多媒體游戲娛樂(lè)④影視創(chuàng)作⑤家居設(shè)計(jì)與裝潢、商業(yè)廣告⑥電子出版

二、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)①多媒體信息檢索和查詢；②商用電話系統(tǒng)；③旅游業(yè)信息管理。

三、多媒體通信的業(yè)務(wù)①遠(yuǎn)程教育；②多媒體會(huì)議與協(xié)同工作；③點(diǎn)播電視；④多媒體信件；⑤遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷；⑥遠(yuǎn)程圖書館。

1.2多媒體項(xiàng)目創(chuàng)作簡(jiǎn)介一、多媒體創(chuàng)作：將多媒體素材（聲音、圖形、圖像、視頻、動(dòng)畫等）有機(jī)地結(jié)合在一起，成為交互式多媒體應(yīng)用。二、多媒體創(chuàng)作工具：完成多媒體創(chuàng)作的工具。典型的多媒體創(chuàng)作工具：Authorware、Flash、Dreamweaver等1.3顏色基礎(chǔ)1.3.1顏色的表示方法一、物體的顏色物體由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，受光線照射后，產(chǎn)生光的分解現(xiàn)象，一部分光線被物體吸收，其余的被物體反射或透射出來(lái)，成為物體的顏色。二、可見光顏色是通過(guò)光被感知的，光是電磁波，當(dāng)電磁波的波長(zhǎng)在380-780nm之間時(shí)，可以被人感知到，就成為可見光。頻率

(Hz)波長(zhǎng)

(m)無(wú)線電波紅外線紫外線X-外線宇宙外線可見光源紅橙黃綠青藍(lán)紫三、視覺系統(tǒng)對(duì)顏色和亮度的響應(yīng)特性

視覺系統(tǒng)對(duì)顏色和亮度的響應(yīng)情況是不同的，人眼對(duì)亮度比對(duì)顏色敏感。四、三基色原理自然界常見的各種彩色光，都可由紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種顏色按不同的比例相配而成，同樣絕大多數(shù)顏色也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色光，這是色度學(xué)中最基本的原理——三基色原理。將光譜中不能再分解的可見光稱為單色光，由單色光混合而成的光稱為混合光。三基色的選擇必須遵循一條規(guī)律：任一種顏色都不能由其他兩種顏色合成。人的眼睛對(duì)紅、綠、藍(lán)這三種色光最敏感，以這三種顏色作為基色相配來(lái)獲得彩色得到了最為廣泛的應(yīng)用。五、色彩的三要素：任何色彩都有色相、亮度、飽和度三個(gè)方面的性質(zhì)，又稱色彩的三要素。人眼看到的任意彩色都是這三個(gè)特性的綜合效果。1、亮度亮度即顏色明亮的程度，是光作用于人眼時(shí)引起的明亮程度的感覺。亮度最高的是白色，最低的是黑色。

在彩色中，黃色為亮度最高的顏色，紫色是亮度最低的顏色。2、色相色相指的是色彩的相貌，反映顏色的種類，是彩色光的基本特性。光譜中各色相由可見光光譜中各分量成分的波長(zhǎng)來(lái)決定，它們構(gòu)成了色彩體系中的基本色調(diào)。色相與波長(zhǎng)的關(guān)系光色波長(zhǎng)λ（nm)代表波長(zhǎng)紅（Red）780～630700橙（Orange）630～600620黃（Yellow）600～570580綠（Green）570～500550青（Cyan）500～470500藍(lán)（Blue）470～420470紫（Violet）420～3804203、飽和度

飽和度體現(xiàn)了色彩的飽和程度?？梢姽庾V的各種單色光是最飽和的彩色。當(dāng)光譜色加入白光成分時(shí)，就變得不飽和。

物體顏色的飽和度取決于該物體表面選擇性反射光輻射能力。物體對(duì)光譜某一較窄波段的反射率高，而對(duì)其它波長(zhǎng)的反射率很低或沒(méi)有反射，則表明它有很高的選擇性反射的能力，這一顏色的飽和度就高。圖中分光反射率曲線A比曲線B顯示的顏色飽和度高。飽和度與反射率的關(guān)系亮度中亮度高紅色相黃色相飽和度中飽和度高藍(lán)色相飽和度低亮度低4、亮度、色相和飽和度的對(duì)比1、補(bǔ)色：某一間色與另一原色之間互相補(bǔ)足三原色成分，即任何兩種色光相加后如能產(chǎn)生白光，這兩種色光就互稱為補(bǔ)色光。2、鄰近色：鄰近色是色輪中相近的兩種顏色，往往是互相摻雜在一起。在色輪中，凡在60度范圍之內(nèi)的顏色都屬鄰近色的范圍。六、補(bǔ)色與鄰近色1.3.2圖像中的顏色模型1、RGB彩色空間（1）形成：顏色可以由紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種色光按不同的比例相加混色來(lái)得到，如果將R、G、B看成三個(gè)變量，就形成RGB三維彩色空間。（2）重要性：計(jì)算機(jī)彩色監(jiān)視器的輸入需要RGB三個(gè)分量，不管采用什么形式的彩色空間表示方法，多媒體系統(tǒng)最終的輸出一定要轉(zhuǎn)換成RGB空間表示。二、CMYK模型

彩色印刷使用的一種顏色模式。由青（Cyan）、洋紅（Magenta）、黃（Yellow）和黑（Black）四種顏色組成。其中黑色之所以用K來(lái)表示，是為避免和RGB三基色中的藍(lán)色發(fā)生混淆。

CMYK模型不是靠增加光線，而是靠減去光線。下表為相加色和相減色的關(guān)系。相加混色(RGB)相減混色(CMY)生成的顏色000111黑001110藍(lán)010101綠011100青100011紅101010品紅110001黃111000白

因?yàn)樗写蛴∮湍及恍╇s質(zhì)，青色、品紅和黃色三種油墨實(shí)際上產(chǎn)生一種土灰色，必須與黑色(K)油墨混合才能產(chǎn)生真正的黑色。所以，將這些油墨混合產(chǎn)生顏色叫做四色印刷。RGB彩色空間和CMY彩色空間的對(duì)比如下圖所示：三、Lab顏色模型

Lab顏色模型由亮度分量（L）和兩個(gè)色度分量組成：兩個(gè)色度分量即a分量和b分量。

Lab顏色是由RGB三基色轉(zhuǎn)換而來(lái)的，它是由RGB模式轉(zhuǎn)換為HSB模式和CMYK模式的橋梁。四、HSB顏色模型（1）定義：指從人的視覺系統(tǒng)出發(fā)，用色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）和亮度（Brightness）來(lái)描述色彩。（2）表示：用一個(gè)三維空間的棗形立體圖來(lái)表示。圓錐截面的圓周一圈上的顏色為完全飽和的純顏色。1.3.2視頻圖像中的顏色模型一、YUV顏色模型

YUV顏色模型應(yīng)用于PAL制彩色電視，德國(guó)、英國(guó)等一些西歐國(guó)家，以及中國(guó)、朝鮮等國(guó)家采用這種制式。（1）“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰階值；（2）“U”和“V”表示的則是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。采用YUV顏色空間的好處如下：解決了彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)的兼容問(wèn)題；

亮度信號(hào)（Y）和色度信號(hào)（U、V）是相互獨(dú)立的。其中，Y信號(hào)分量構(gòu)成黑白灰度圖，U、V信號(hào)構(gòu)成另外兩幅單色圖，這樣黑白電視能接收彩色電視信號(hào)。利用人眼的特性來(lái)降低數(shù)字彩色圖像所需要的存儲(chǔ)容量；人眼對(duì)彩色圖像細(xì)節(jié)的分辨本領(lǐng)比黑白的低的多，即可以用亮度信號(hào)保證圖像的清晰度，把色度信號(hào)的帶寬變窄。2、YIQ顏色空間

YIQ顏色模型應(yīng)用于NTSC制彩色電視，是美國(guó)、加拿大等大部分西半球國(guó)家，以及日本、韓國(guó)、菲律賓等國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣采用的制式。

Y表示亮度，I、Q是兩個(gè)彩色分量，YIQ格式與YUV格式類似，但在色度矢量圖中的位置不同，IQ為互相正交的坐標(biāo)軸，與UV正交軸之間有33度夾角。IQ分量與UV分量之間的換算關(guān)系為：

YIQ與YUV顏色模型的區(qū)別

使用YIQ彩色空間的好處：

I對(duì)應(yīng)于人眼最敏感的色度，而Q對(duì)應(yīng)于人眼最不敏感的色度。這樣傳送I時(shí)用較寬的頻帶，傳送Q時(shí)用較窄的頻帶，節(jié)省了帶寬。三、YCbCr顏色模型

YCbCr顏色空間是由YUV顏色空間派生的一種顏色空間,主要用于數(shù)字電視系統(tǒng)中，也適用于計(jì)算機(jī)用的顯示器。

YCbCr彩色空間是以演播室質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)的CCIR601編碼方案中采用的彩色表示模型。

Cb與U分量對(duì)應(yīng)，而Cr與V分量對(duì)應(yīng)。在該編碼方案中，亮度信號(hào)Y與色度信號(hào)Cb、Cr的采樣比率為4:2:2。1.4美學(xué)基礎(chǔ)美學(xué)是哲學(xué)的一個(gè)分支，論述美和美的事物，尤其指對(duì)審美鑒賞力的判斷。多媒體領(lǐng)域的美學(xué)通過(guò)繪畫、色彩和版面展現(xiàn)自然美感的學(xué)科。1.4.1美學(xué)的作用（1）產(chǎn)生更好的視覺效應(yīng)，增加用戶的知覺和注意力。（2）將復(fù)雜和抽象的內(nèi)容進(jìn)行形象化表達(dá)。（3）提高產(chǎn)品的價(jià)值。在用戶的眼中，即使是同樣的產(chǎn)品，具有精美包裝的要比包裝簡(jiǎn)陋的具有更高的價(jià)格。（4）提高產(chǎn)品的親和力。美的東西總是讓人感覺到親切和喜歡。1.4.2平面構(gòu)圖構(gòu)圖是增加多媒體美感的快速有效的手段。以下為幾種最基本的方法：分割構(gòu)圖，軸線構(gòu)圖，對(duì)角線構(gòu)圖，三角形構(gòu)圖，環(huán)形構(gòu)圖，重復(fù)構(gòu)圖。

分割構(gòu)圖是將畫面進(jìn)行不同比例的水平或垂直的分割，這是影視畫面構(gòu)圖最常用的方法之一。分割構(gòu)圖軸線構(gòu)圖軸線構(gòu)圖以畫面中心的軸線形成等分的構(gòu)圖形式，使畫面達(dá)到均衡和對(duì)稱的美感。對(duì)角線構(gòu)圖對(duì)角線構(gòu)圖是結(jié)構(gòu)景物空間的最基本的構(gòu)圖方法之一。對(duì)角線可以有效地引導(dǎo)目光，從畫面的四周向視覺中心聚攏。三角形的構(gòu)圖是以一個(gè)中心軸為基礎(chǔ)的穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)。它擁有的兩條邊向一個(gè)角匯聚的運(yùn)動(dòng)，所以方向性更強(qiáng)。三角形構(gòu)圖象征著穩(wěn)定和崇高。三角構(gòu)圖環(huán)形構(gòu)圖環(huán)形構(gòu)圖與三角形構(gòu)圖一樣，環(huán)形構(gòu)圖也顯示同一種穩(wěn)定感。環(huán)形構(gòu)圖是一種封閉的構(gòu)圖形式，可以有方形、圓形等幾種，都會(huì)將視線引導(dǎo)向封閉的中心。重復(fù)構(gòu)圖在平面設(shè)計(jì)中，一個(gè)完整、獨(dú)立的形象被稱為單形，單形若同時(shí)出現(xiàn)兩次以上，這就是重復(fù)。重復(fù)能夠加深形象的印象，形成節(jié)奏感、統(tǒng)一感。大多數(shù)物形都是由許多相似、相同的形象所組成的整體。1.4.2平面構(gòu)圖1.4.3色彩美學(xué)一、色彩的作用色彩具有冷暖感，這是從人們的生活經(jīng)驗(yàn)中產(chǎn)生的。如：（1）太陽(yáng)、火焰的溫度很高，它們所發(fā)散的紅橙色光使人感覺到溫暖。（2）冰雪、海洋溫度很低，它們反射的藍(lán)色有寒冷的感覺。這些生活中的經(jīng)驗(yàn)積累，使人一看到紅色就感到溫暖，一看到藍(lán)色就感到寒冷。每一種顏色也能給人不同的感覺，使人聯(lián)想到不同的東西。

在色環(huán)中，可以簡(jiǎn)單地將所有顏色分為冷色和暖色兩大類，如下圖所示：二、顏色的對(duì)比（1）色調(diào)的對(duì)比：類似色對(duì)比，三原色對(duì)比，互補(bǔ)色對(duì)比；（2）亮度的對(duì)比；（3）飽和度的對(duì)比；（4）并存的對(duì)比。二、顏色的對(duì)比三原色對(duì)比類似色對(duì)比互補(bǔ)色對(duì)比亮度的對(duì)比飽和度對(duì)比三、顏色搭配顏色搭配的主要原則如下：（1）用盡量少的顏色來(lái)突出要點(diǎn)；（2）要有一種主色調(diào)，裝飾色也盡量不要超過(guò)三種；（3）主色調(diào)盡量采用相近色進(jìn)行搭配；（4）占用圖像畫面面積較小的內(nèi)容，如前景文字，可以用亮度較高的白色、黃色等顏色；占用圖像畫面的面積較大的內(nèi)容，如背景，盡量使用亮度低的藍(lán)色、黑色等顏色。1.5多媒體設(shè)備多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)際上是對(duì)具有多媒體處理能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總稱。1.5.1激光存儲(chǔ)器1、光驅(qū)類型：

CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、DVD光驅(qū)（DVD-ROM）、康寶（COMBO）和刻錄光驅(qū)等。2、安裝方式