多媒体技术培训教材

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,#,第11章 多媒体技术,掌握多媒体的定义,了解多媒体的特性，熟悉多媒体关键技术,了解数字音频、视频的基本原理，计算机动画制作处理技术,理解图形和图像的区别，图像静态压缩和动态压缩概念,基本熟悉GoldWave、Windows Movie Maker,【学习目标】,【能力考查要求】,初步掌握本章讲解的多媒体制作软件的基本操作,理解图形、图像、静态压缩、动态压缩概念,【操作考查点】,基本掌握GoldWave采集和处理声音,基本掌握Windows Movie Maker分割视频文件,11.1 多媒体技术概述,11.2 多媒体特性与关键技术,11.3 音频处理技术,11.4 视频处理技术,11.5 图形图像处理技术,11.6 计算机动画制作技术,第11章 多媒体技术,11.1 多媒体技术概述,11.1.1 媒体与多媒体,媒体的两种含义：,一种是指用以存储信息的实体,另一种是指信息的载体,多媒体：理解为直接作用于人感官的文字、图形图像、动画、声音和视频等各种媒体的统称。,多媒体系统（Multimedia System）是指以计算机技术为基础，能综合处理文字、声音、图形、图像、动画等多种媒体信息的技术的系统。,多媒体分类,感觉媒体（Perception Medium）,感觉媒体是指能够直接作用于人的感觉器官，使人产生直接感觉(视、听、嗅、味、触觉)的媒体，如语言、音乐、图像、图形、动画、文本等。,表示媒体（Presentation Medium）,表示媒体是指为了传送感觉媒体而人为研究出来的媒体，借助这一媒体可以更加有效地存储感觉媒体，或者是将感觉媒体从一个地方传送到远处另外一个地方的媒体，如语言编码、电报码、条形码、语言编码，静止和活动图像编码以及文本编码等。,表现媒体（Presentation Medium）,表现媒体是表现感觉媒体的设备。表现媒体又分为两类：一类是输入表现媒体，如话筒，摄像机、光笔以及键盘等，另一类为输出表现媒体，如扬声器、显示器以及打印机等，指用于通信中，使电信号和感觉媒体间产生转换的媒体。,存储媒体（Storage Medium）,存储媒体用于存储表示媒体，即存放感觉媒体数字化后的代码的媒体。例如磁盘、光盘、磁带、纸张等。简而言之，是指用于存放某种媒体的载体。,传输媒体（Transmission Medium）,传输媒体是指传输信号的物理载体，例如同轴电缆、光纤、双绞线以及电磁波等都是传输媒体。,11.1.2 多媒体技术,多媒体技术：把文字、图形、图像、动画、音频、视频等各种媒体通过计算机进行数字化的采集、获取、加工处理、存储和传播而综合为一体化的技术。,多媒体技术的研究内容,1.多媒体数据压缩技术,2.多媒体数据存储技术,3.多媒体系统软件平台,4.多媒体数据库与基于内容的检索技术,5.超文本与Web技术,6.多媒体系统数据模型,7.多媒体通信与分布式多媒体系统,11.1.3 多媒体计算机,一台PC变为MPC的关键技术是：视频、音频信号获取技术；多媒体数据压缩编码和解码技术；视频、音频数据的实时处理和特技；视频、音频数据的输出技术。,多媒体计算机系统：多媒体硬件系统+多媒体软件系统,硬件：视频/音频输入设备、视频/音频输出设备、人机交互设备、数据存储设备。,软件：多媒体操作系统、媒体素材制作软件及多媒体函数库、多媒体创作工具与开发环境、多媒体外部设备驱动软件和驱动器接口程序等,11.2多媒体特性与关键技术,11.2.1 多媒体特性,集成性,多维性,交互性,数字化,智能型,易扩展性,关,关,键,键技,术,术,多媒,体,体数,据,据压,缩,缩技,术,术,多媒,体,体硬,件,件平,台,台技,术,术,多媒,体,体软,件,件技,术,术,多媒,体,体信,息,息管,理,理技,术,术,多媒,体,体界,面,面设,计,计与,人,人机,交,交互,技,技术,多媒,体,体通,信,信与,分,分布,应,应用,技,技术,11.3,音,音,频,频处,理,理技,术,术,数,数,字,字音,频,频的,基,基本,原,原理,声音,媒,媒体,分,分三,类,类：,波,波形,声,声音,、,、语,音,音、,音,音乐,所谓,数,数字,化,化手,段,段就,是,是把,模,模拟,信,信号,数,数字,化,化。,把,把模,拟,拟信,号,号转,换,换成,数,数字,信,信号,的,的过,程,程称,为,为模/数,转,转换,，,，它,主,主要,包,包括,以,以下,三,三步,：,：,1、采样,（,（在时间,轴,轴上对信,号,号数字化,）,）,2、量化,（,（在幅度,轴,轴上对信,号,号数字化,）,）,3、编码(按一定,格,格式记录,采,采样和量,化,化后的数,字,字数据),。,。,数字音频,的,的重要技,术,术指标,采样频率,采样频率,是,是指一秒,钟,钟内采样,的,的次数。,根,根据该采,样,样理论，CD激光,唱,唱盘采样,频,频率为44KHz,，,，可记录,的,的最高音,频,频为22KHz。,采,采样的三,个,个标准频,率,率分别为,：,：44.1KHz,，,，22.05KHz和11.025KHz。,量化位数,量化位是,对,对模拟音,频,频信号的,幅,幅度轴进,行,行数字化,，,，它决定,了,了模拟信,号,号数字化,以,以后的动,态,态范围。,由,由于计算,机,机按字节,运,运算，一,般,般的量化,位,位数为8,位,位和16,位,位。量化,位,位越高，,信,信号的动,态,态范围越,大,大，数字,化,化后的音,频,频信号就,越,越可能接,近,近原始信,号,号，但所,需,需要的存,储,储空间也,越,越大。,声道数,声道数分,为,为单声道,和,和双声道,。,。双声道,又,又称为立,体,体声，在,硬,硬件中要,占,占两条线,路,路，音质,、,、音色好,，,，但立体,声,声数字化,后,后所占空,间,间比单声,道,道多一倍,。,。,编码算法,编码的作,用,用一是采,用,用一定的,格,格式来记,录,录数字数,据,据，二是,采,采用一定,的,的算法来,压,压缩数字,数,数据。压,缩,缩编码的,基,基本指标,之,之一就是,压,压缩比。,音频数字,化,化处理,基本的包,括,括以下几,种,种：,不同采样,率,率、频率,、,、通道数,之,之间的变,换,换和转换,。,。其中变,换,换只是简,单,单地将其,视,视为另一,种,种格式，,而,而转换通,过,过重采样,来,来进行，,其,其中还可,以,以根据需,要,要采用插,值,值算法以,补,补偿失真,。,。,针对音频,数,数据本身,进,进行的各,种,种变换，,如,如淡入、,淡,淡出、音,量,量调节等,。,。,通过数字,滤,滤波算法,进,进行的变,换,换，如高,通,通、低通,滤,滤波器。,11.3.2 音,频,频编码标,准,准,语音的编,码,码技术有,三,三类：,波形编码,参数编码,混合编码,音乐的编,码,码技术有,三,三类：,自适应变,换,换编码（,频,频域编码,）,）,心理声学,模,模型,熵编码,11.3.3 常,见,见音频文,件,件格式,1、WAV格式（.WAV,）,）,WAV格,式,式是微软,公,公司开发,的,的一种声,音,音文件格,式,式，用于,保,保存WINDOWS平台的,音,音频信息,资,资源，被WINDOWS平,台,台及其应,用,用程序所,支,支持。标,准,准格式的WAV文,件,件和CD,格,格式一样,，,，也是44.1K,的,的采样频,率,率，是目,前,前广为流,行,行的声音,文,文件格式,，,，几乎所,有,有的音频,编,编辑软件,都,都能识别WAV格,式,式。但其,缺,缺点是文,件,件体积较,大,大，所以,不,不适合长,时,时间纪录,。,。,2、MIDI格式,（,（.MID）,MIDI,是,是MusicalInstrumentDigitalInterface的缩写,，,，又称作,乐,乐器数字,接,接口，是,数,数字音乐/电子合,成,成乐器的,统,统一国际,标,标准。它,定,定义了计,算,算机音乐,程,程序、数,字,字合成器,及,及其他电,子,子设备交,换,换音乐信,号,号的方式,，,，规定了,不,不同厂家,的,的电子乐,器,器与计算,机,机连接的,电,电缆和硬,件,件及设备,间,间数据传,输,输的协议,，,，可以模,拟,拟多种乐,器,器的声音,。,。MIDI文件就,是,是MIDI格式的,文,文件，在MIDI,文,文件中存,储,储的是一,些,些指令。,把,把这些指,令,令发送给,声,声卡，由,声,声卡按照,指,指令将声,音,音合成出,来,来。MIDI文件,的,的大小要,比,比WAV,文,文件小的,多,多，一分,钟,钟的WAV文件约,要,要占用10MB的,硬,硬盘空间,，,，而一分,钟,钟的MIDI却仅,占,占用3.4KB。,3、CDA格式（.CDA,）,）,大家很熟,悉,悉的CD,就,就是使用,这,这种音乐,格,格式，扩,展,展名CDA，其取,样,样频率为44.1kHz，16位量,化,化位数，,跟,跟WAV,一,一样，但CD存储,采,采用了音,轨,轨的形式,，,，又叫“,红,红皮书”,格,格式，记,录,录的是波,形,形流，是,一,一种近似,无,无损的格,式,式。,4、MP3格式（.MP3,）,）,MPEG,是,是动态图,像,像专家组,的,的英文缩,写,写。这个,专,专家组始,建,建于1988年，,专,专门负责,为,为CD建,立,立视频和,音,音频压缩,标,标准。MPEG音,频,频文件指,的,的是MPEG标准,中,中的声音,部,部分，即MPEG,音,音频层。MPEG,音,音频文件,根,根据压缩,质,质量和编,码,码复杂程,度,度的不同,可,可分为三,层,层。MPEG音频,编,编码具有,很,很高的压,缩,缩率，一,分,分钟CD,音,音质的音,乐,乐未经压,缩,缩需要10MB存,储,储空间，,而,而经过MP3压缩,编,编码后只,有,有1MB,左,左右。,5、VQF格式（.VQF,）,）,VQF即TWINVQ，是NTT与YAMAHA共同,开,开发的一,种,种音频压,缩,缩技术。VQF的,音,音频压缩,率,率比标准,的,的MPEG音频压,缩,缩率高出,近,近一倍，,可,可以达到18:1,左,左右，甚,至,至更高。,当,当VQF,以,以44KHZ，96KBBPS 的,频,频率压缩,时,时，它的,音,音质几乎,等,等于44KHz、256KBPS,的,的MP3,。,。,6、AIF/AIFF格式,（,（.AIF/.AIFF）,.AIFF是音频,交,交换文件,格,格式的英,文,文缩写。,它,它是APPLE公,司,司开发的,一,一种音频,文,文件格式,，,，被MACINTOSH平,台,台及其应,用,用程序所,支,支持，NETSCAPE浏,览,览器中LIVEAUDIO也支持AIFF,格,格式，SGI及其,他,他专业音,频,频软件包,也,也同样支,持,持AIFF格式。AIFF,支,支持ACE2、ACE8、MAC3,和,和MAC6压缩。,7、AU,文,文件格式,（,（.AU,）,）,AUDIO文件是SUN公,司,司推出的,一,一种数字,音,音频格式,。,。AU文,件,件原先是UNIX,操,操作系统,下,下的数字,声,声音文件,。,。,8、VOICE文,件,件格式（.VOC,）,）,VOICE文件是,新,新加坡著,名,名的多媒,体,体公司CREATIVELABS,开,开发的声,音,音文件格,式,式，支持CCITTA LAW和CCITTu LAW等压,缩,缩算法。,9、REALAUDIO文,件,件格式,（,（.RA/.RM/.RAM）,REALAUDIO,文,文件是REAL NETWORKS公司,开,开发的,一,一种新,型,型音频,流,流文件,格,格式，,主,主要用,于,于在低,速,速率的,广,广域网,上,上实时,传,传输音,频,频信息,。,。网络,连,连接速,率,率不同,，,，客户,端,端所获,得,得的声,音,音质量,也,也不相,同,同：对,于,于14.4KBPS,的,的网络,