多媒体技术基础

大学计算机基础 多媒体技术概述 专题 一 多媒体技术是一种多技术交叉的综合性 技术，是在数字技术发展中产生的由计算机 技术、通讯技术与电视广播技术相互渗透、 相互融合的产物。 我们可以从以下几方面来认识多媒体技术 大学计算机基础 1. 多媒体技术的概念 * 多媒体技术概述 专题 一 1. 媒体 “ Medium” 2. 多媒体 “ Multimedia” 大学计算机基础 1. 多媒体技术的概念 * 多媒体技术概述 专题 一 3. 多媒体 技术 是利用计算机对文字、图形、图像、音频、动画 及视频等多种信息进行综合处理，建立逻辑关系 和人机交互的产物。 大学计算机基础 1. 多媒体技术的概念 * 多媒体技术概述 专题 一 3. 多媒体 技术 多媒体技术能对多种载体 （媒介） 上的信息和多 种存储体 （媒质） 上的信息进行综合处理，这些 工作都是以计算机技术为支持，并以计算机作为 主体来完成的。 大学计算机基础 1. 多媒体技术的概念 * 多媒体技术概述 专题 一 4. 多媒体的基本特征 (1) 信息载体的多样性 (2) 信息载体的交互性 (3) 信息载体的集成性 大学计算机基础 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 1. 多媒体计算机系统 大学计算机基础 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 1. 多媒体计算机系统 多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机软件系统 多媒体操作系统 多媒体素材处理软件 多媒体创作平台软件 多媒体应用软件 大学计算机基础 7.1.2 多媒体计算机系统与 MPC (1) 多媒体计算机硬件系统 (2) 多媒体操作系统 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 大学计算机基础 7.1.2 多媒体计算机系统与 MPC (3) 多媒体素材处理软件 文字处理与编辑软件 （ Word、 WPS、写字板、记事本） 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 大学计算机基础 7.1.2 多媒体计算机系统与 MPC (3) 多媒体素材处理软件 一张图片有两种表现形式： 一种是用一粒粒不同颜色的小点点组成一副画面，可 以想象成油画，用画笔沾着不同颜色的颜料，在画板上点 点画画，最后成为一副漂亮的画面，用这种方式表现的图 象称为点阵图，处理点阵图的软件称为 图象处理软件 。 另一种表现形式是确定两个点，用一条线通过这两个 点，画出一条曲线，将很多这样的曲线组合成的画面，称 为矢量图，就象拿着尺规做图，用很多弯的、直的线段组 合，最后画出一幅设计图等等，处理矢量图的软件就叫做 图形处理软件 。 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 大学计算机基础 7.1.2 多媒体计算机系统与 MPC (3) 多媒体素材处理软件 图形处理与编辑软件 （ CorelDRAW、 Freehand、 Illustrator、 UG、 AutoCAD、 3D Max ） 图像处理与编辑软件 （ Photoshop、 Fireworks ） 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 大学计算机基础 7.1.2 多媒体计算机系统与 MPC (3) 多媒体素材处理软件 音频处理与编辑软件 （ GoldWave、 Cool Edit Pro） 动画处理与编辑软件 （ Flash、 3D Studio Max、 Maya、 Morph） 视频处理与编辑软件 （ Premiere、 After Effects ） 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 大学计算机基础 (4) 多媒体创作平台软件 多媒体集成软件 专用的多媒体合成软件（ Authorware、 Director ） 通用的高级程序设计语言 （ Visual Basic、 Visual C+） (5) 多媒体应用软件 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 大学计算机基础 (1) MPC与 MPC标准 MPC（ Multimedia Personal Computer） 原意是 “ 多 媒体个人计算机 ” ，它同时还代表了 MPC的工业标准。 为了使多媒体计算机保持良好的兼容性和一致性，微 软公司与诸多的多媒体厂商联合组成了多媒体个人计 算机市场协会。其后，该组织又与全球的数千家计算 机厂商组成了多媒体个人计算机工作组。他们对多媒 体计算机的硬件性能和参数制定出了严格的工业标准， 即 MPC标准 。 2. 多媒体计算机系统与 MPC * 多媒体技术概述 专题 一 2. 多媒体个人计算机 MPC 大学计算机基础 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 主要有：图形、图像、文字、音频、动画、视频。 大学计算机基础 1.图形、图像与文字 计算机领域中， 图形（ Graphic）、图像（ Image） 是表示“图”的两种完全不同的处理手段，是相对 的概念。 注意： 在计算机中，对文字、动画等也有各自的定义，不 同于我们通常的理解。 3. 多媒体技术主要处理对象 * 大学计算机基础 (1)图形的概念、特点及文件格式 图形 通常是使用计算机绘图软件绘制而得来的 。 （例如： CorelDRAW、 UG、 AutoCAD及 3D Studio Max） 图形 又称为矢量图 。这种图用称作 矢量 的直线和 曲线描述图， 矢量还包括颜色和位置属性 。 1.图形、图像与文字 大学计算机基础 图 7-2 矢量图（图形） （ a ） 蝴蝶 （ b ） 蝴蝶头部（放大） 如图 7-2所示，蝴蝶图形可以由创建蝴蝶轮廓的 线 条来描述 。蝴蝶的颜色由轮廓的颜色和轮廓所包围 区域的颜色决定。 (1)图形的概念、特点及文件格式 大学计算机基础 在编辑矢量图形时，可以修改描述图形形状的线 条和曲线的属性，还可以对矢量图形进行移动、 调整大小、重定形状以及更改颜色的操作，而 不 更改其外观品质。矢量图形与分辨率无关 ，可以 显示在各种分辨率的输出设备上，而丝毫不影响 图形的品质。 (1)图形的概念、特点及文件格式 大学计算机基础 矢量图的优点 ：独立的分辨率、可无极放大、文 件尺寸很小。 矢量图的缺点 ：色彩不够丰富、缺乏细节描述、 不能用来表现复杂的画面。 常用的矢量图形文件格式 ： 3DS、 DXF、 WMF。 (1)图形的概念、特点及文件格式 大学计算机基础 (2)图像的概念、特点及文件格式 1.图形、图像与文字 图像可以使用扫描仪、数码相机、数码摄像机等设 备获得，还可使用 Photoshop、 Fireworks这样的图 像处理软件进行合成，并进一步编辑。 大学计算机基础 (2)图像的概念、特点及文件格式 1.图形、图像与文字 图像又称为 位图 。这种图使用在网格内排列的 称作 像素的彩色点来描述图 。像素是组成图像的最小元 素。 每个像素用若干个二进制位进行描述，并与显 示像素对应，这就是 “ 位映射 ” 关系 。因此，图像 又被称为 “ 位图 ” 、 “ 点阵图 ” 。 大学计算机基础 图 7-3 位图（图像） （ a ） 蝴蝶 （ b ） 蝴蝶头部（放大） 如图 7-3所示，蝴蝶的图像由网格中每个像素的 特定位置和颜色值来描述，这种创建图像的方法非 常类似于马赛克镶嵌。 (2)图像的概念、特点及文件格式 大学计算机基础 在编辑位图图像时， 修改的是像素 。 位图图像跟分辨 率有关 ，因为描述图像的数据是固定到特定尺寸的网 格上的。编辑位图图像可以更改它的外观品质，特别 是调整位图图像的大小会使图像的边缘 出现锯齿 。在 比图像本身的分辨率低的输出设备上显示位图图像时 也会降低它的品质。 (2)图像的概念、特点及文件格式 大学计算机基础 位图的优点 ：色彩丰富、表现力强、可真实地反映自 然景物。 位图的缺点 ：放大后图像的质量降低、文件的尺寸大 常用的图像文件格式： BMP、 JPEG、 TIF、 PNG、 GIF、 TGA、 PSD。 (2)图像的概念、特点及文件格式 大学计算机基础 (3)文字的概念、特点及文件格式 1.图形、图像与文字 文字是指可以在屏幕上显示的，用各种字符表示的词 句。 文字是多媒体的最基本层 ，通过文字我们可以以 最快捷的方式表达信息。 文字的输入方式除了通常使用的键盘输入方式以外， 还有联机手写输入、扫描输入和语音输入等新型输入 技术。这些输入方式都需要相应的软硬件支持 文字可以分为 文本文字、图形（或图像）文字 两种 大学计算机基础 图 7 - 4 文字（ WELCOME ） 图 7 - 5 文字（ WELCOME ） 图 7 - 6 文字（ MOVIE ） 如图 7-4图 7-6所示，制作精美的文字看 起来赏心悦目，能传递更丰富的信息。 (3)文字的概念、特点及文件格式 大学计算机基础 表 7-1 文字的分类 主要区别 文本文字 图形（或图像）文字 制作软件 Word 、 WPS 、写字板及记事本等文本编辑软件。 CorelDRAW 、 Fireworks 、 Photoshop 等图形图 像处理软件。 制作方法 生成后可修改其内容，重新设定字号、字型或颜色。 一经生成就不能再修改文字内容、字号或字型， 但可制作特效。 显示效果 显示是标准化的，需要字库的支持。有时字体会被迫 改变，甚至出现乱码。 是图形（或图像），色彩丰富且样式随意，与图 中的其他内容没有本质区别。 文件尺寸 对文字的记载简单，文件尺寸小。 尺寸要大得多。 文件格式 文本格式。常用的有 TXT 、 RTF 、 DOC 、及 WPS 等。 图形（或图像）格式。 前已介绍，不再赘述。 Photoshop 文字特效 大学计算机基础 2.音频 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 (1)声音：自然界的声音是震动的波 声波，是由许许多具 有不同振幅和频率的正弦波组成。有 3个指标： 大学计算机基础 周期 T:重复出现的时间间隔 ; 振幅 A:波形相对基线的最大位移 , 表示音量的大小 ; 频率 f:信号每秒钟变化的次数 ,即 1/T 以赫兹 (Hz)为单位 。 振幅 A A f 周期 T 大学计算机基础 2.音频 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 (2)声音的频率 大学计算机基础 声音按频率分类 正常人所能听到的声音频率范围为 20 Hz 20 kHz。 声音质量的频率范围 : CD 如随身听 FM:调频 AM:调幅 20 k HZ 2 0 H Z 次声波 可听 声波 超 声波 f(H Z ) 20 k HZ CD - DA FM 广播 AM 广播 1 0 2 0 5 0 2 0 0 3 . 4 k 7 k 1 5 k 2 0 k 次声波 可听 声波 超 声波 f ( H Z ) 20 k HZ 电话 大学计算机基础 2.音频 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 (3)声音的三要素： 音调 声音高低，与频率相关 音色 声音的特色，用于区分音源种类 音强 声音的强度 (音量、响度 )，与振幅相关 大学计算机基础 2.音频 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 (5)数字化音频信号 用计算机对音频信息处理，就要将模拟信号（如语 音、音乐等）转换成维数字信号。 模拟信号 采样 量化 编码 数字信号 采样 模拟信号 量化 编码成数字信号 0111000111000 大学计算机基础 采样 每隔一定时间间隔对模拟 波形上取一个幅度值 。 量化 将每个采样点得到的幅度值 以数字存储 。 编码 将采样和量化后的数字数据 以一定的格式记录下来 振幅 频率 1/T 采样点 T 振幅 1/T T 大学计算机基础 (6)音频的数据量 采样频率、量化位数和声道数 采样频率 ： 每秒钟的采样次数 量化位数 (采样精度 ) ： 存放采样点振幅值的二进制位数 。通常量化 位数有 8位、 16位，分别表示有 28、 216个等级。 声道数 ： 声音通道的个数 ， 立体声 为双声道。 每秒钟存储声音容量的公式为： 采样频率 采样精度 声道数 /8=字节数 例如，用 44.10 kHz的采样频率， 16位的精度存储，则录制 1秒钟的 立体声节目，其 WAV文件所需的存储量为： 44 100 16 2/8=176 400（ 字节 ） 大学计算机基础 采样频率和量化参数比较 大学计算机基础 数字音频的文件格式 Wave格式文件（ . Wav） 记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。 MIDI格式文件（ .MID） MIDI文件是一种 描述性的“音乐语言”，它将所要演奏的 乐曲信息用字节进行描述 。譬如在某一时刻，使用什么乐器， 以什么音符开始，以什么音调结束，加以什么伴奏等等，也就 是说 MIDI文件本身并不包含波形数据，所以 MIDI文件非常小巧。 大学计算机基础 数字音频的文件格式 MPEG音频文件（ .MP1/.MP2/.MP3） 采用 MPEG音频压缩标准进行压缩的文件。 RA格式文件（ .ra） RA（ Real Audio）是 Real Network公司制定的音频压缩规 范，有较高的压缩比，采用流媒体的方式在网上实时播放。 大学计算机基础 3.动画 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 动画的概念 Morph 动画欣赏 Flash 动画欣赏 大学计算机基础 3.动画 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 动画文件格式 一般来说，动画制作软件都采用各自特有的格式来 保存源文件，并允许按不同格式导出或发布成品动 画 常见的成品动画文件格式： FLC、 SWF、 GIF。 大学计算机基础 3. 多媒体技术主要处理对象 * 多媒体技术概述 专题 一 大学计算机基础 视频 是将一幅幅独立图像组成的序列按照一定的速率连续播 放，利用视觉暂留现象在人的眼前呈现出连续运动的画面。 模拟视频常用两种标准： NTSC制式 (30帧 /秒， 525行 /帧 ) PAL制式（ 25帧 /秒， 625行 /帧），我国采用 PAL制式。 例 1分钟的数字视频容量 640 480 3 30 60 =1 658 880 000字节 分辨率 帧 /秒 采样深度 时间 4.视频 大学计算机基础 常用视频文件格式 AVI（ Audio-Video Interleaved） 文件 将视频与音频信息交错地保存在一个文件中 ， 较好地解 决了音频与视频的同步问题 ， 已成为 Windows视频标准格式文 件 。 MOV文件 利用它可以合成视频、音频、动画、静止图像等多种素 材。 MPG(.mpg)文件 是按照 MPEG标准压缩的全屏视频的标准文件 。 DAT文件 是 VCD专用的格式文件，文件结构与 MPG文件格式基本 相同。 大学计算机基础 流媒体概述 流媒体 一种可以使音频、视频等多媒体文件能在 Internet上以实时的、 无需下载等待的 流式传输 方式进行播放的技术 应用 互联网直播 视频点播 远程教育 视频会议系统 大学计算机基础 常用流媒体文件 RealMedia (RealNetworks) RA （ RealAudio） 用来传输接近 CD音质的音频数据 RM（ RealVideo） 在低速率的网络上实时传输活动视频影像 RF（ RealFlash） 一种高压缩比的动画格式 大学计算机基础 常用流媒体文件 QuickTime(Apple) MOV即 QuickTime影片格式 ， 它是 Apple公司开发的一 种音频 、 视频文件格式 ， 用于存储常用数字媒体类型 。 大学计算机基础 常用流媒体文件 ASF与 WMV(Microsoft) ASF是一个开放 标准 ，它能依靠多种协议在多种网络环 境下支持数据的传送。同 JPG、 MPG文件一样， ASF文件也 是一种 文件类型 ，但它是专为在 IP网上传送有同步关系的多 媒体数据而设计的，所以 ASF格式的信息特别适合在 IP网上 传输 。 ASF文件的内容既可以是我们熟悉的普通文件，也可 以是一个由编码设备实时生成的连续的数据流，所以 ASF既 可以传送人们事先录制好的节目，也可以传送实时产生的节 目 。 WMV是微软推出的一种流媒体格式，它是在“同门” 的 ASF（ Advanced Stream Format）格式升级延伸来得。 在同等视频质量下， WMV格式的体积非常小 ，因此很适合在 网上播放和传输。 大学计算机基础 1.基本概念 图形和图像 图形：由点、线等组成的有边界画面，文件中存放描述图形的指令。 图像：由图像设备输入的无边界画面，数字化后以位图形式存储。 大学计算机基础 1.基本概念 图形与图像的数字化 分辨率（行、列）和颜色深度 真彩色每个像素点占 3个字节， 224=16777216 种颜色。 计算存储一秒图像公式： 列数 行数 像素的颜色深度 /8 帧 /秒 =字节数 例： 1280 1024分辨率的“真彩色”电视图像， 按每秒 30帧计算，显 示 1分钟，则需要： 1280 1024 3 30 60 6.6 GB 大学计算机基础 2.图像的数字化 采样 用多少个像素点的“列数 行数”表示，分辨率越高，图像越清晰，存 储量也越大。 量化 量化是在图像离散化后， 将表示图像色彩浓淡的连续变化值离化为整数 值的过程 。 把量化时所确定的整数值取值个数称为量化级数 ,也称为颜色 深度 . 图像 采样 量化 数字图像 大学计算机基础 颜色深度 黑白图 图像的颜色深度为 1，则用一个二进制位 1和 0表示纯白、纯黑两 种情况； 灰度图 图像的颜色深度为 8，占一个字节，灰度级别为 256级。通过调整 黑白两色的程度（称颜色灰度）来有效地显示单色图像； RGB 24位真彩色 彩色图像显示时，由红、绿、蓝三基色通过不同的强 度混合而成，当强度分成 256级（值为 0 255），占 24位，就构成了 224=16777216种颜色的“真彩色”图像。 灰度图 彩色图 大学计算机基础 图像的分辨率和像素位的颜色深度决定了图像文件的大小，计 算公式为： 列数 行数 颜色深度 8=图像字节数 例 当要表示一个分辨率为 640 480的“ 24位真彩色”图 像，则需要： 640 480 24 81MB 由此可见，数字化后的图像数据量十分巨大，必须采用编码 技术来压缩信息。它是图像传输与存储的关键。