多媒体技术基础课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大学计算机基础,第,*,页 共89页,第8章 多媒体技术基础,1,多媒体技术的基本概念,多媒体计算机系统组成,多媒体信息的数字化,多媒体数据的压缩技术,声音和图像文件格式,常用多媒体素材制作,内容摘要,1多媒体技术的发展,多媒体（,Multimedia,）一词产生于,20,世纪,80,年代初。,1984,年,Apple,公司在微机中建立了一种新型的图形化人机接口。,1985,年,Commodore,公司首创,Amiga,多媒体计算机系统。,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,1986,年,PHILIPS,和,SONY,公司共同制定了光盘技术标准。,1991,年制定了第一个多媒体计算机标准,MPC1,。,1995,年微软公司推出,Windows 95,，推动了多媒体技术在计算机中的普及。,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,2媒体的表现形式,国际电信联盟（,ITU,）将媒体分为：,感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体,和,传输媒体,五大类。,人类通过视觉得到的信息最多，其次是听觉和触觉。,三者一起得到的信息，达到了人类感受到信息的,95%,。,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,多媒体定义,多媒体技术是利用计算机对文字、图像、图形、动画、音频、视,频等多种信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的产物。,“多媒体”一词源自,Multi,media,Multiple,多重、复合,medium,的复数形式,media,介质、媒介和媒体,1,2,3,4,3多媒体的定义,4多媒体的特征,多样性,交互性,集成性,实时性,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,5多媒体数据的特点,数据量巨大：一首,3,分钟的立体声歌曲，如果不压缩，存储量为,30MB,左右。,数据类型较多：包括文本、声音、图形、图像和视频等。,数据存储容量差别大,数据处理方法不同,数据输入和输出复杂,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,6多媒体文件的存储格式,文件格式是一种信息的,数字化存储方式,。,文件的存储格式是按照,特定的算法,，对信息进行,压缩,形成的一种文件。,不同的文件格式，必须使用不同的编辑或播放软件。,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,7流媒体文件,静态多媒体文件需要,先下载，后观看,。,流媒体指在因特网中采用流式传输技术的媒体，如音频、视频等。,流媒体文件可以,边下载，边播放,。,流媒体的关键技术是数据的流式传输。,8.1 多媒体技术的基本概念,8.1.1 多媒体技术的发展与定义,早期的多媒体计算机必须进行专门设计和制造。,目前几乎所有微机都具备了多媒体功能，不需要单独进行设计和制造。,多媒体计算机的硬件结构与普通计算机相同。,8.2 多媒体计算机系统组成,多媒体计算机除了需要,较高的硬件配置,外，通常还需要,音频、视频、光盘驱动器,等各种多媒体输入,/,输出设备。,计算机厂商提供多媒体硬件设备的方式有：一是集成在主板上，二是提供各种接口卡。,8.2 多媒体计算机系统组成,8.2 多媒体计算机系统组成,一台多媒体计算机，不一定包括上述全部配置，但至少应当包括声卡和,CD-ROM,驱动器。,多媒体计算机的硬件技术要求：,主机处理性能强大。,主机接口齐全。,各种多媒体设备齐全。,8.2 多媒体计算机系统组成,要使计算机能存储和处理声音信号，就必须将,模拟音频数字化,。,截取模拟信号振幅值的过程称为,采样,。,采样值以二进制形式表示称为,量化,编码。,以上工作可由计算机中的声卡或音频处理芯片负责完成。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.1 数字声音,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.1 数字声音,图8-3 音频信号数字化过程,数字音频信号可以通过因特网、光盘、电子琴,MIDI,（乐器设备数字接口,）接口等输入到计算机。,模拟音频信号一般通过话筒和音频输入接口（,Line in,）输入到计算机。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.1 数字声音,1矢量图形的特点,矢量图形是用,一组指令,集合来描述图形的内容，这些描述包括图形的,形状、位置、大小、色彩等属性,。,在图形文件中，只记录生成图形的算法和图上的某些特征点参数。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,图8-4 矢量图形（左、中）和点阵图形（右）,矢量图形中的曲线是由短的直线逼近的（插补）。,矢量图形的尺寸可以任意变化而不会损失图形的质量。,在矢量图形中可以只编辑修改其中的某一个物体，而不会影响图中其他物体。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,矢量图形占用的存储空间较小，打印输出和放大时图形质量较高。,矢量图形的缺点：,显示图形时计算时间较多。,将矢量图形输入到计算机中很困难。,目前没有统一的标准和格式。,矢量图形主要用于线框图。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,2图像的数字化,数字图像可由数码照相机、数码摄像机、扫描仪、手写笔等多媒体设备获取。,数字图像也可以直接在计算机中进行自动生成或人工设计，或由网络、光盘等设备输入。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,3图像的色彩深度,图像由像素点阵构成，也称为,位图,。,黑白图像中每个像素点用,1,位二进制数表示这种图像称为二值图像。,灰度图像中，每个像素点的亮度值用,8,位二进制数表示，亮度范围有,0255,个灰度等级。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,用像素点描述影像,彩色图像中,R,、,G,、,B,三基色，每种色用,8,位二进制数表示时，,色彩深度,为,24,位，它可以表达,1670,万种色彩。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,8.3 多媒体信息的数字化,R数组 8bit表示,G数组 8bit表示,B数组 8bit表示,最大色彩：2,8, 2,8, 2,8,= 2,24,= 16777216色,8.3.2 数字图像,R,G,B,位图表达的图像逼真，但是文件较大。,位图的分辨率是固定的。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,矢量图形放大后不失真,点阵图像放大后失真,4图像的分辨率,图像分辨率越大，文件的尺寸越大。,图像分辨率：图像水平与垂直方向像素的总和。,屏幕分辨率：屏幕水平像素,垂直像素,印刷分辨率：每英寸像素的个数，一般用,dpi,（像素,/,英寸）表示。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.2 数字图像,1动画的类型,动画是多幅按一定频率连续播放的静态图像。,动画利用了人类眼睛的“视觉暂留效应”。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,帧动画要描绘多帧画面，然后连续播放。,一帧就是一幅画面。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,帧动画,帧1 帧2 帧3 帧4 帧5 帧6 帧,7,矢量动画是一种纯粹的计算机动画形式。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,矢量动画,变形动画把一个物体从原来的形状改变成为另一种形状。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,变形动画,2三维动画,三维动画的基本工作：,建模、材质和动画,。,（1）建模,建模就是使用软件创建三维形体,。,应用最广泛的是,多边形建模,方式。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,这种建模方式是基于,三角面,和四边形面的拼接而形成立体模型。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,图8-6 三角形面形成的三维模型,（2）材质,物体的色彩、光泽和纹理称为,材质,。,可以将材质覆盖在三维模型上。,影响材质的因素：,物体本身的颜色和质地；,环境因素，包括灯光和周围的场景等。,设置材质需要美术修养。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,不同材质下的三维模型,（3）动画,动画是三维创作中更难的部分。,动画设计时不但需要熟练的技术，还要有导演能力。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,3模拟视频标准,NTSC,（美国国家电视标准委员会）制式,PAL,（隔行倒相）制式（中国采用）,SECAM,制式,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,NTSC,制式特性：,每秒显示,30,帧画面；,画面水平扫描线为,525,条；,一帧画面分成,2,场，每场,262.5,线；,电视画面的长宽比为,4:3,；,采用隔行扫描方式；,信号类型为,YIQ,（亮度、色度分量）。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,PAL,制式特性：,每秒显示,25,帧画面；,每帧水平扫描线为,625,条；,水平分辨率为,240400,个像素点；,电视画面的长宽比为,4:3,；,采用隔行扫描方式；,信号类型为,YUV,（亮度、色度分量）。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,4模拟视频信号数字化,模拟视频的数字化需要解决的问题：,电视采用,YUV,或,YIQ,信号方式，而计算机采用,RGB,信号；,电视机画面是隔行扫描，计算机显示器大多采用逐行扫描；,电视图像的分辨率与计算机显示器的分辨率不尽相同。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,模拟电视信号的数字化工作，主要包括,色彩空间转换,；,光栅扫描的转换,以及,分辨率的统一,等工作。,8.3 多媒体信息的数字化,8.3.3 数字视频,1多媒体信息的数据量,文本数据量,例如，设屏幕的分辨率为,1024768,，屏幕显示字符大小为,1616,点阵像素，每个字符用,2,个字节存储，则满屏字符的存储空间为：,1024/16768/162=6KB,8.4 多媒体数据的压缩技术,矢量图形数据量：,例如，存储一幅由,500,条直线组成的矢量图形，每条线的坐标用,2,个字节存储，其他,5,个属性用,1,个字节存储，则存储这幅图形的存储空间为：, 42+51 500=6.35KB,8.4 多媒体数据的压缩技术,点阵图像数据量：,用扫描仪获取一张,11,英寸,8.5,英寸（,A4,大小）的彩色照片输入计算机，扫描仪分辨率设为,300dpi,，扫描色彩为,24,位,RGB,彩色图，经扫描仪数字化后，图像的存储空间为：,113008.530024/8=24MB,8.4 多媒体数据的压缩技术,数字化高质量音频：,CD,音乐采样频率为,44.1kHz,，量化精度为,32,位。存储一首,4,分钟的立体声数字化音乐需要的存储空间为：,44100322240/8=80.7MB,8.4 多媒体数据的压缩技术,数字化视频数据量：,存储,1,秒钟未经压缩的数字化,NTSC,制式视频图像，需要的存储空间为：,6404802430,（帧）,/8,（,bit,）,=26.4MB,8.4 多媒体数据的压缩技术,2多媒体数据的冗余,空间冗余数据,时间冗余数据,视觉冗余数据,8.4 多媒体数据的压缩技术,3数据的无损压缩,压缩由两个过程组成：,编码,过程，将原始数据进行压缩；,解码,过程，将编码后的数据还原。,数据压缩分为,无损压缩,和,有损压缩,。,无损压缩的,压缩率,一般为,21,到,51,之间。,8.4 多媒体数据的压缩技术,常用的无损压缩算双法：,RLE,（行程长度编码）,Huffman,（哈夫曼编码）,LZW,（算术编码）,8.4 多媒体数据的压缩技术,4数据的有损压缩,人类视觉和听觉器官对图像或声音中的某些成分不大敏感，有损压缩以牺牲这部分信息为代价，换取了较高的压缩比。,有损压缩在还原时，与原始图像存在一定的误差，但效果一般可以接受。,压缩比可以从几倍到上百倍,。,8.4 多媒体数据的压缩技术,常用的有损压缩方法有：,PCM,（脉冲编码调制）、,插值,、外推、分形压缩等。,8.4 多媒体数据的压缩技术,6JPEG静止图像压缩标准,联合照片专家组（,JPEG,）,JPEG,标准适合于彩色图像进行压缩处理。,JPEG,标准包含两部分：,第一部分是无损压缩；,第二部分是有损压缩；,JPEG,压缩率达到,2040,倍,。,8.4 多媒体数据的压缩技术,7MPEG动态图像压缩标准,运动图像专家组（,MPEG,）负责开发电视图像和声音的压缩标准。,已经开发的,MPEG,标准有：,MPEG-1,、,MPEG-2,、,MPEG-4,、,MPEG-7,等。,8.4 多媒体数据的压缩技术,MPEG-1,的画面分辨率为,352240,一秒钟,30,幅画面,采用逐行扫描方式,MPEG-1,广泛用于,VCD,、,MP3,等。,8.4 多媒体数据的压缩技术,MPEG-2,压缩比可达到,60100,倍,。,MPEG,采用了运动补偿预测和运动补偿插值两种压缩技术。,MPEG-2,应用于,DVD,、,HDTV,（高清晰度电视）,等,MPEG-2,的音频与,MPEG-1,兼容。,8.4 多媒体数据的压缩技术,1多媒体,目前较流行的音频文件有,WAV,、,MP3,、,WMA,、,RM,、,MID,等。,WAV,音频格式具有很高的音质。未经压缩的,WAV,文件存储容量非常大，一分钟,CD,音质的音乐大约占用,10MB,存储空间。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.1 主流音频文件格式,MP3,是符合,MPEG-1,音频压缩第,3,层标准的文件。,MP3,压缩比高达,1,：,101,：,12,。,MP3,是一种有损压缩,。,WMA,：微软公司开发的音频文件格式。,RA,、,RM,、,RAM,：,Realnetworks,公司开发的流式音频文件格式。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.1 主流音频文件格式,MIDI,是电子合成乐器的国际标准。,MIDI,文件只包含产生某种声音的指令,，计算机将这些指令发送给声卡，声卡按照指令将声音合成出来。,MID,音乐的缺点：,不能模拟人们的歌声；,在不同的计算机中，可能会有不同的音乐效果。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.1 主流音频文件格式,MIDI音乐缺乏真实自然的声音，电子音乐味道太浓。,MIDI,音乐主要用于手机等存储器空间有限的多媒体设备。,MIDI,文件存储的是命令，而不是声音数据。因此,MIDI,音乐容易编辑。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.1 主流音频文件格式,1点阵图像文件格式,图像文件有：,BMP,、,TIF,、,JPG,、,PNG,、,GIF,等。,图像文件格式一般是开放和免费的，这些图像格式也可以相互转换。,BMP,格式,：文件结构简单，图像文件较大，优点是能被大多数软件接受。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.2 主流图像文件格式,TIF,格式,：可在,Windows,、,Linux,、,UNIX,、,Mac OS,等操作系统中使用。,TIF,分成压缩和非压缩两大类。,TIF,文件存储的,图像质量非常高,，但,占用的存储空间也非常大,。,TIF,主要用于美术设计和出版行业。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.2 主流图像文件格式,JPG,格式,：它将不易被人眼察觉的图像颜色删除，从而达到较大的压缩比（,2,：,140,：,1,）。,JPG,格式是因特网上的主流图像格式。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.2 主流图像文件格式,GIF,格式,：一种压缩图像存储格式，压缩比较高，文件很小。,GIF,格式还允许在一个文件中存储多个图像，因此,可实现动画,功能。,GIF,文件最多只能处理,256,种色彩,。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.2 主流图像文件格式,PNG,格式,：压缩比高于,GIF,文件，支持图像透明。,网页中有很多图片都是这种格式。,PNG,的色彩深度可以是灰度图像的,16,位，彩色图像的,48,位。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.2 主流图像文件格式,2矢量图形文件格式,CDR,格式：,CorelDRAW,专用格式。,DWG,格式,：,Auto CAD,专用格式。,FLA,格式,：,Flash,动画专用格式。,WMF,格式：,Windows,图元文件格式。,SVG,格式：由因特网联盟组织开发的矢量图形标准。,8.5 声音和图像文件格式,8.5.2 主流图像文件格式,1文字处理软件：COOL 3D,2矢量图形处理软件：CorelDRAW,3点阵图形处理软件：Photoshop,4音频处理软件：Cakewalk Sonar,5动画制作软件：3D Studio MAX,6视频制作软件：Premiere Pro,7多媒体制作软件：Authorware,8工具软件：ACDSee,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.1 常用多媒体软件,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.1 常用多媒体软件,图8-7 COOL 3D制作的艺术立体字,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.1 常用多媒体软件,矢量图形设计软件CorelDRAW,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.1 常用多媒体软件,音频处理软件Cakewalk Sonar,8.6 常用多媒体素材制作,三维动画制作和建模软件 3DS MAX,1Photoshop工作界面,菜单栏 、工具条 、工具参数 、控制面板、绘图区、状态栏。,将光标移到工具图标上，,Photoshop,会自动显示工具名称。,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,8.6 常用多媒体素材制作,2选区操作,选区工具：矩形选区、椭圆选区、多边形套索、磁性套索、魔术棒等。,选择了图像某个部分后，选区的边缘会用,闪烁的虚线,表示。,选区的操作有：全选、反选、取消选区、羽化、扩展、收缩、变换选区（移动、旋转、变形等）等操作。,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,（1）利用选区去除背景,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,图8-11 魔术棒容差选择范围的影响,（2）可利用选区进行抠图,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,图8-12 羽化抠图的效果,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,3图层操作,图层类型：,背景图层,透明图层,不透明图层,效果图层,文字图层,形状图层等,每个图层是独立的,，可对它们进行：选择、命名、增加、删除、复制、移动、打开,/,关闭、栅格化、合并、锁定等操作。,只有被选中的层才可以进行操作,。,上面的图层会遮挡下面图层的内容。,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,背景图层位于最底部，无法移动，无法改变不透明度。,图层,不透明度,降低后，图层中的图像会呈现出半透明的效果。,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.2 Photoshop图像处理,图8-14 图层之间的遮挡关系,1Flash工作界面,菜单栏,时间轴窗口,绘图工具栏,控制面板,舞台等,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.3 Flash动画制作,8.6 常用多媒体素材制作,2Flash常用名词,舞台、场景、帧、,关键帧,、元件、图层、,时间轴,等。,时间轴是动画与时间之间的关系,。,在时间轴面板上包含了层、帧和动画等元素。,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.3 Flash动画制作,3脚本设计,脚本用于描述Flash动画的主要情节、主要画面、解说词、各种效果等。,4素材准备,在制作Flash动画之前，需要使用各种软件，对图像、声音、视频等素材进行处理。,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.3 Flash动画制作,图片素材的尺寸比例应当与,Flash,舞台大小相配合。,音频文件一般采用,WAV,或,MP3,文件格式。,应当尽量避免在,Flash,中使用视频文件。,8.6 常用多媒体素材制作,8.6.3 Flash动画制作,【,本章结束,】,