《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》課件第11章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用

2023/12/161第11章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用11.1多媒體數(shù)據(jù)處理的特點及應(yīng)用11.2聲音處理11.3圖形圖像處理11.4多媒體視頻與動畫本章小結(jié)11.1多媒體數(shù)據(jù)處理的特點

及應(yīng)用2023/12/16311.1.1多媒體與多媒體技術(shù)媒體（medium）是信息表示和傳輸?shù)妮d體。媒體在計算機(jī)領(lǐng)域有兩種含義：一是指媒質(zhì)，即存儲信息的實體，如磁盤、光盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲器等；二是指傳遞信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等。2023/12/164多媒體（Multimedia）是指能夠同時獲取、處理、編輯、存儲和展示兩種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、動畫與視頻等。多媒體技術(shù)：計算機(jī)綜合處理文本、圖形、圖像、音頻與視頻等多種媒體信息，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)并且具有交互性。2023/12/16511.1.2多媒體信息的類型1.文本（Text）計算機(jī)中基本的信息表示方式，包含了字母、數(shù)字以及各種專用符號。文本分為非格式化文本和格式化文本。2.圖形（Graphics）一般是指通過繪圖軟件繪制的由直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等組成的畫面。常用的矢量圖形文件格式有.3ds（用于3D造型）、.dxf（用于計算機(jī)輔助設(shè)計CAD）及.wmf（用于桌面出版）等。2023/12/1663.圖像（Image）通過掃描儀、數(shù)字照相機(jī)、攝像機(jī)等輸入設(shè)備捕捉的真實場景畫面，或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。圖像文件在計算機(jī)中的存儲格式常用的有：

.bmp、.tif、.gif及.jpg等。4.音頻（Audio）包括話語、音樂以及各種動物和自然界（如風(fēng)、雨、雷等）發(fā)出的各種聲音。常見的文件格式有.wav、.mid、.mp3、.ra等。2023/12/1675.視頻（Video）視頻圖像來自錄像帶、攝像機(jī)、影碟機(jī)等視頻信號源的影像，是對自然景物的捕捉，數(shù)字化后以視頻文件格式存儲。常見的文件格式有.avi、.mpg、.mov等。6.動畫（Animation）利用了人眼的視覺特性所得到的，當(dāng)一系列形或像的畫面按一定的時間在人的視線中經(jīng)過時，人腦就會產(chǎn)生物體運動的印象。常見的文件格式有.flc、.mmm等。2023/12/16811.1.3多媒體信息處理的關(guān)鍵技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)存儲技術(shù)集成電路制作技術(shù)多媒體輸入/輸出技術(shù)多媒體通信技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)2023/12/16911.1.4多媒體系統(tǒng)的組成

具有多媒體功能的微型計算機(jī)系統(tǒng)習(xí)慣上被人們稱為“多媒體個人計算機(jī)”（MPC）。1.多媒體個人計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)

“多媒體個人計算機(jī)市場協(xié)會（MultimediaPCMarketingCouncil）”對個人計算機(jī)的多媒體技術(shù)進(jìn)行規(guī)范化管理而制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。MPC1標(biāo)準(zhǔn)公布于1991年，1993年5月公布MPC2標(biāo)準(zhǔn)，1995年6月又推出了MPC3。MPC3標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容如表所示。2023/12/1610設(shè)備與軟件配置標(biāo)準(zhǔn)中央處理器Pentium或兼容CPU系統(tǒng)時鐘75MHz內(nèi)存8MB硬盤540MB鼠標(biāo)2鍵鍵盤101鍵接口串行接口、并行接口、游戲棒接口MIDI接口具備MIDI合成與混音功能的MIDI輸入輸出接口顯示模式VGA或更高等級顯示模式，分辨率為640×480，65536（64K）色光盤驅(qū)動器4倍速CD-ROM，數(shù)據(jù)傳輸率600KB/s，平均訪問時間<250ms600KB/s傳輸時，CPU占用量<=40%；300KB/s傳輸時，CPU占用量<=20%音頻16位數(shù)字聲音，波表合成功能，MIDI回放視頻回放支持MPEG1視頻文件播放（硬件或軟件）操作系統(tǒng)Windows3.11和DOS6.02023/12/16112．多媒體系統(tǒng)的組成多媒體個人計算機(jī)包括硬件和軟件兩個方面。（1）硬件音頻設(shè)備：錄放音設(shè)備、MIDI合成器、高性能的聲卡、話筒、耳機(jī)等；圖像設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字化儀、打印機(jī)；視頻設(shè)備：視頻播放機(jī)、視頻采集卡、視頻編輯卡、動態(tài)壓縮卡、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、投影儀等；存儲部分：光盤、光盤驅(qū)動器、光盤刻錄機(jī)等。2023/12/1612（2）多媒體系統(tǒng)的軟件組成系統(tǒng)軟件：包括多媒體操作系統(tǒng)、多媒體設(shè)備驅(qū)動程序、多媒體素材制作軟件、多媒體編輯與創(chuàng)作工具等。應(yīng)用軟件：如多媒體課件、多媒體演示系統(tǒng)、多媒體模擬系統(tǒng)、多媒體導(dǎo)游系統(tǒng)等。

2023/12/161311.1.5多媒體技術(shù)的特點集成性交互性實時性2023/12/161411.1.6多媒體技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展1.多媒體技術(shù)的應(yīng)用多媒體演示系統(tǒng)多媒體網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視應(yīng)用2.多媒體技術(shù)的發(fā)展智能化立體化11.2聲音處理2023/12/161611.2.1聲音的特性聲音是由空氣中分子的振動而產(chǎn)生的。自然界的聲音是一個隨時間而變化的連續(xù)信號，通常用模擬的連續(xù)波形描述聲波的形狀?；€是測量模擬信號的基準(zhǔn)點。振幅A，表示聲音信號的強(qiáng)弱程度，即反映音量。周期T，周期的倒數(shù)1/T即為頻率f，以赫茲（Hz）為單位。周期及頻率反映出聲音的音調(diào)。2023/12/1617基線振幅周期單一頻率聲波2023/12/1618單音，振幅和頻率不變的聲音信號。一般只能由專用電子設(shè)備產(chǎn)生。帶寬，聲音信號的頻率范圍。聲音按頻率可分為：次音信號—頻率小于20Hz的信號，或稱為亞音信號；音頻信號—頻率范圍為20Hz～20kHz的信號；話音信號—音頻范圍內(nèi)，人的發(fā)音器官發(fā)出的聲音頻率大約是80～3400Hz，人說話時信號頻率通常為300～3000Hz，稱為話音信號；超音頻信號—高于20kHz的信號，或稱超聲波信號。2023/12/161911.2.2聲音信號的數(shù)字化1.聲音信號的數(shù)字化數(shù)字化的過程由聲卡中的模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換功能來完成。一般經(jīng)過聲音的采樣、量化和編碼三個階段。聲音的模擬信號量化采樣編碼聲音的數(shù)字信號2023/12/16202.數(shù)字音頻的技術(shù)指標(biāo)采樣頻率：單位時間內(nèi)的采樣次數(shù)，通常用赫茲（Hz）表示。量化位數(shù)：存放采樣點振幅值的二進(jìn)制位數(shù)。聲道數(shù)：聲音產(chǎn)生的波形個數(shù)。單聲道只記錄和產(chǎn)生一個波形；雙聲道產(chǎn)生兩個波形，即立體聲。記錄每秒鐘存儲聲音容量的公式為：采樣頻率×采樣精度（位數(shù)）×聲道數(shù)÷8=字節(jié)數(shù)例如，采樣頻率為44.1kHz，采樣精度16位的立體聲聲音，其1秒鐘聲音的數(shù)據(jù)量為：44100×16×2÷8=176400（字節(jié)）2023/12/162111.2.3常用的聲音文件格式WAVE文件格式（擴(kuò)展名為.wav）MPEG文件MIDI文件（擴(kuò)展名是.mid）RA文件CD-DA2023/12/162211.2.4聲音的錄制與播放打開“錄音機(jī)”程序執(zhí)行“開始|所有程序|附件|娛樂|錄音機(jī)”命令。錄制聲音刪除聲音文件中的一部分在當(dāng)前文件中插入另一個聲音文件用錄音機(jī)程序混合聲音文件此外，使用“效果”菜單中的命令，還可以進(jìn)行“加速”、“減速”、“添加回音”和“反向”等編輯。2023/12/162311.2.5音量的控制執(zhí)行“開始|所有程序|附件|娛樂|音量控制”命令或：雙擊任務(wù)欄右鍘“音量”圖標(biāo)，可以打開“主音量”窗口，如圖所示。11.3圖形圖像處理2023/12/162511.3.1圖形/圖像的獲取與輸入1.用圖形工具軟件生成利用PaintBrush、Photoshop等圖形軟件創(chuàng)作圖形。2.圖像掃描利用圖像掃描儀對圖紙之類平面圖像的采集。3.數(shù)字?jǐn)z像輸入利用電視攝像機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)，把照片、藝術(shù)作品甚至實際場景輸入計算機(jī)從而獲得一幅數(shù)字圖像。4.利用錄像機(jī)和電視機(jī)捕獲圖像對錄像機(jī)和電視機(jī)的視頻輸出進(jìn)行采集，通過視頻卡和有關(guān)軟件生成數(shù)字圖像。5.從圖片庫中獲取在已有的各類圖片庫中選擇。2023/12/162611.3.2圖像的色彩模式常見的有RGB模式、CMYK模式、灰度模式和索引模式等。如果圖像僅用于顯示，則應(yīng)用RGB（紅、綠、藍(lán)）模式；如果圖像用于印刷輸出，則常用CMYK（青、品紅、黃、黑）模式；索引模式則常用在GIF格式的WEB圖像。2023/12/162711.3.3圖像的數(shù)字化數(shù)字化—把連續(xù)圖像變成數(shù)字圖像的過程。1.圖像數(shù)字化的過程采樣量化編碼2023/12/16282.圖像的屬性參數(shù)（1）圖像的分辨率組成一幅圖像的像素密度的度量方法，通常使用單位打印長度上的圖像像素的數(shù)目多少，即用每英寸多少點（DPI）表示。（2）掃描分辨率對圖像采樣時單位距離內(nèi)采樣的點數(shù)，掃描分辨率用每英寸點數(shù)（DPI）表示。（3）顯示分辨率確定顯示圖像的區(qū)域大小。2023/12/1629（4）圖像深度也稱圖像的位深，是指描述圖像中每個像素的數(shù)據(jù)所占的二進(jìn)制位數(shù)。（5）真彩色在組成一幅彩色圖像的每個像素值中，有R、G、B共3個基色分量，每個基色分量直接決定顯示設(shè)備的基色強(qiáng)度，這樣產(chǎn)生的彩色稱為真彩色。2023/12/163011.3.4常用圖像文件格式BMP（擴(kuò)展名.bmp）GIF（擴(kuò)展名.gif）JPEG格式（擴(kuò)展名為.jpg）WMF（擴(kuò)展名為.wmf）PCXPICTPSDPDF11.4多媒體視頻與動畫2023/12/16321.視頻技術(shù)將一幅幅獨立的圖像組成的序列按一定的速率連續(xù)播放，利用人類的視覺暫留現(xiàn)象在眼前形成連續(xù)運動的畫面，每幅獨立的圖像稱為一幀，通常每秒鐘播放25幀（PAL制，中國、歐洲用）或30幀（NTSC制，北美用）。2.視頻分類模擬視頻、數(shù)字視頻。2023/12/16333.描述視頻信息時常用的技術(shù)參數(shù)幀速每秒鐘播放的靜止畫面數(shù)，用幀/秒表示；數(shù)據(jù)量一個未經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)量是每幀圖像的數(shù)據(jù)量乘以幀速；畫面質(zhì)量與原始圖像質(zhì)量有關(guān)，也和視頻數(shù)據(jù)的壓縮比有關(guān)。2023/12/163411.4.1視頻的編輯與處理1.數(shù)字化視頻圖像數(shù)據(jù)的獲取直接選用數(shù)字化的視頻圖像；利用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)獲得數(shù)字視頻圖像；利用攝像機(jī)、視頻采集卡捕獲圖像。2.視頻圖像的數(shù)字化對于視頻采集，需要把模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能處理的數(shù)字信號。圖像的數(shù)字化過程也采用采樣、量化、編碼3個步驟進(jìn)行。2023/12/16353.視頻圖像的實現(xiàn)策略設(shè)計數(shù)字信號處理器傳真視頻圖像技術(shù)壓縮和解壓縮的非對稱性可縮放性技術(shù)4.視頻的編輯與處理實現(xiàn)數(shù)字視頻文件的創(chuàng)作步驟：捕獲、編輯、修飾、壓縮2023/12/163611.4.2主流視頻文件的格式1.影像視頻文件格式AVI（擴(kuò)展名.avi）MOV（擴(kuò)展名.mov）MPG/MPEG。DAT（擴(kuò)展名.dat）2.流媒體文件RealMedia

簡稱RM，主要包括RA（RealAudio）、RV（RealVideo）和RF（RealFlash）三部分。QuickTimeASF2023/12/163711.4.3動畫技術(shù)基礎(chǔ)

動畫就是在一定時間內(nèi)連續(xù)顯示的一系列圖像或幀。其中每一幀都會較前一幀有輕微的變化，當(dāng)這些幀被連續(xù)、快速地播放時，就會產(chǎn)生運動的視覺效果。2023/12/16381.動畫分類分為二維動畫與三維動畫。二維動畫制作軟件，常用的有UleadGifAnimator、Photoshop、Firework、MacromediaFlash、AnimoPEGS等。二維動畫被大量用于卡通片的制作，而且也是目前網(wǎng)