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《计算机多媒体技术》教材：《多媒体技术项目化教程》张敬斋陈祥章主编I978-7-5024-5035-9SBN第1章多媒体技术1.1多媒体技术概述1.1.1什么是多媒体1.1.1.1媒体1.数据是客观实体或系统的原始记录，用以记录和荷载信息，亦即数据经加工，并赋予一定意义，从而形成信息。2.信息是数据经加工后形成的，其实质是客观实体或系统运动特征及内涵的抽象，以数据的形式存在和运作，是人类管理活动的基础，管理过程的归宿和表征。信息可以识别，转换、存贮、传送、增值、信息既不是物质，也不是意识，信息的存在具有特殊性，同时与物质与意识又密切相关。信息的过程包含有发送、传输、接收三个基本过程。第1章多媒体技术3.媒体是指媒介、传媒、媒质或介质，是中间物质。在计算机领域赋有两种含义：一是指用以存储传输信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器、光纤等；另一种是指信息的载体，客观世界中存在着各种各样的不同的形式称作不同的信息媒体，如数字、文字、声音、图象和图形，多媒体技术中的媒体是指后者。第1章多媒体技术1.1.1.2媒体分类CCITT（国际电报电话咨询委员会）：ConsultativeCommitteeofInternationalTelegraphandTelephoneIEEE（电气电子工程师协会）：TheInstituteofElectricalandElectronicEngineerIEC（国际电工技术委员会）：InternationalElectro-technicalCommissionCCIR（国际无线电咨询委员会）：ConsultativeCommitteeonInternationalRadioITU（国际通信联盟）：InternationalTelecomUnion。信息的过程包含有发送、传输、接收三个基本过程。第1章多媒体技术媒体可分为以下六类（ITU-TI.347）：●感觉媒体（PerceptionMedium）：是一种使人产生感觉的媒体，它直接作用于人的感官，如眼、耳、鼻、舌、手等例如，语音、音乐、图形、图象、文字、动画、气味等等，他是人们的感觉器官所能感觉到的信息的自然种类。●表示媒体（RepresentationMedium）：说明交换信息的类型，定义信息的特征。一般以编码的形式描述，如声音编码和文本编码等。●呈（表）现媒体（PresentationMedium）：是人们用以获取信息或再现信息的物理手段，输入或输出信息的设备。如显示器、打印机和音箱等输出设备，键盘、鼠标、扫描仪和摄象机等输入设备，都可称之为呈现媒体。第1章多媒体技术●存储媒体（StorageMedium）：存储数据的物理设备如磁盘、磁带、光盘、内存、Ｕ盘等。●传输媒体（TransmissionMedium）：传输数据的物理设备介质：如电缆（同轴、双绞线）、光纤（单模、多模）、无线电波（红外．．．）等。●交换媒体，在系统之间交换信息的手段和类型，可以是存储媒体或传输媒体，也可以是两种媒体的组合。如:网络\电子邮件\…第1章多媒体技术1.1.1.3多媒体多媒体：multimedia指多种方法、多种形态传输（传播）信息介质、载体的表现形式、存储、显示和传递方式。通常兼指多媒体信息和多媒体技术。多媒体信息：文本、图形、图象、动画、声音、视频为一体的综合媒体信息。第1章多媒体技术1.1.1.4多媒体技术多媒体技术是利用计算机技术文本土系图形图象音频和视频等多种媒体信息综合一体化，使之建立逻辑连接，集成为一个具有交互性的系统，并能对多种媒体信息进行获取、压缩编码、编辑、加工处理、存储和展示信息的理论、技术、设备、标准等规范的总称。多媒体技术：计算机技术，通信技术，音频技术，视频技术，图象压缩技术，文字处理技术等多种技术的综合。第1章多媒体技术1.1.2多媒体技术的特点多媒体数据特点和多媒体技术特点1.1.2.1多媒体数据特点1.数据量大比如计算机上的一幅静态画面的数据、一秒视频数据等2.数据类型多文字、图形、图象、声音、视频等3.相关性强、同步性高4.动态性强动态性是多媒体特别是实时多媒体的特点第1章多媒体技术1.1.2.2多媒体技术特点1.集成性多媒体技术综合利用多种设备2.多维性不仅是媒体信息的接受，可以媒体信息的加工和创造3.交互性与传统的媒体传输系统很不相同的地方。如视频点播、游戏、情景仿真等4.数字化数字化技术也就是计算机技术，是多媒体技术的核心第1章多媒体技术1.2多媒体相关技术与发展1.2.1多媒体相关技术1.2.1.1多媒体数据压缩编码与解压缩技术多媒体数据量大的原因：导致存储、传输上的问题1.2.1.2多媒体数据库技术传统的关系数据库的不足，出现新的数据库技术：面向对象的数据库、演绎数据库、智能数据库和多媒体数据库第1章多媒体技术1.2.1.3多媒体数字水印技术1.2.1.4多媒体网络与通信技术1.2.1.5多媒体信息检索技术对文字、图形、图象、声音、视频等的检索1.2.1.6虚拟现实技术使用仿真环境与人们交互第1章多媒体技术1.2.2多媒体技术的发展1.2.2.1多媒体技术发展历史第1章多媒体技术1.2.2.2多媒体技术发展趋势1.智能化未来计算机能够以多媒体形式表达和传递信息，还可以理解、识别多媒体信息，理解语言、识别人的感情、认识图象含义2.立体化构成立体化网络多媒体系统3.个性化以用户为中心第1章多媒体技术1.2.2.3多媒体技术的应用领域1.办公室自动化2.家庭娱乐3.视频点播VOD4.医疗自动化5.计算机辅助教学第2章多媒体硬件系统2.1多媒体计算机MPC2.1.1多媒体计算机MPC的组成多媒体技术核心:多媒体计算机技术多媒体计算机技术:多媒体计算机综合处理多种媒体信息集成与交互的技术2.1.1.1MPC的基本配置(1)高性能的中央处理器CPU(2)管理、控制各种接口与设备的软件(3)大容量存储空间(内存和外存)(4)高性能的显示接口与设备(分辨、刷新、存储等)(5)可处理音频的接口与设备(6)可处理图象的接口设备(7)可存放大量数据的配置设备和介质第2章多媒体硬件系统MPC的扩充配置：(1)光盘驱动器：只读VCD、DVD；可改写DVD(2)音频卡：独立卡，集成在主板上(3)图形加速卡：主要芯片GPU图形处理器；独立或集成(4)视频卡：视频捕捉、处理、播放等；TV编码器等(5)扫描卡：连接各种图形扫描仪(6)打印机接口卡：连接各种激光、喷墨、针打的打印机(7)交互控制接口：连接触摸屏，光笔，操纵杆等(8)网络接口：网卡，100Mbps，1000Mbps连接网络设备2.1.1.2MPC的技术标准(1)MPC1.0：1990年10月(2)MPC2.0：1993年(3)MPC3.0：1995年6月第2章多媒体硬件系统2.1.1.3MPC的软件配置MPC软件分为三大类：1.操作系统软件具备图形界面、支持多媒体技术、强大的通信功能2.媒体制作工具软件图形和图象处理软件，动画(二维三维)软件，音频处理软件，视频编辑软件等3.多媒体创作工具软件Flash，Director，Authorware等第2章多媒体硬件系统2.1.2MPC存储设备(外存)外存的主要形式：磁盘和光盘以及围绕的驱动设备2.1.2.1磁存储设备-硬盘1.性能指标(1)转速：目前主要为7200RPM或10000RPM(2)容量：目前主要容量为80—160GB，已经出现TB级产品(3)平均寻道时间：目前主要指标为9ms以下(4)缓存：目前高速缓存多为512KB—2MB(5)数据传输率：目前主要指标为160MB/s(6)硬盘接口：IDE接口，STAT接口和SCSI接口2.硬盘分类：(1)内置式(2)外置式第2章多媒体硬件系统2.1.2.2光存储设备-光盘CD-ROM，CD-RW，DVD-R，DVD-RW等1.光盘驱动器第2章多媒体硬件系统2.光盘盘片结构CD-R，CD-RW，DVD-R，DVD-RW，DVD+RW等光盘直径120mm，内孔15mm，厚1.2mm，重量8—14g；结构与材料：印刷层、保护层、反射层、染料层和塑料基底组成3.CD-R标准：数据传输率150KB/s，二倍光驱即数据传输率为2X150KB/s，容量650MB4.CD-R/CD-RW\：CD-R只读，CD-RW可檫写5.DVD简介：数据传输率1.38MB/s相当于9XCD-R；容量一般在4GB以上；DVD-R，DVD-RW6.COMBO全能光驱：相当于DVD-R和CD-RW第2章多媒体硬件系统2.1.2.3磁光盘(M.O)1.原理：利用激光加热磁性材料改变磁场方向即磁性材料的磁化方向实现信息的写；通过激光头对磁性材料的磁化方向读取信息。2.优点：存储容量大1.3GB，2.6GB，5.2GB；体积小类似5“磁盘；可以无限制写2.1.2.4闪存(FlashRAM)半导体器件，结构：闪存存储介质和通用串行总线(USB)接口；优点：体积更小，容量更大，功耗低，抗干扰，高可靠；新产品：闪存(硬)盘第2章多媒体硬件系统2.2常见多媒体设备2.2.1扫描仪2.2.1.1工作原理：主要介绍使用感光元件CCD的扫描仪。最主要两个部分—模拟/数字转换器实现将模拟信号转变为数字信号，感光元件CCD(电荷偶合器件)利用微电子技术制成的表面光电器件实现光电转换。扫描仪中的CCD是线性CCD(数码相机、摄象机是点阵式CCD或CMOS)，先在X方向扫描再在Y方向扫描。第2章多媒体硬件系统2.2.1.2扫描仪接口分类SCSI，USB(高速USB2.0版达480MB/s)，1394等；2.2.1.3扫描仪分类手持式，滚筒式，平板式，底片扫描仪，笔式扫描仪，条码扫描仪，实物扫描仪，3D扫描仪等。第2章多媒体硬件系统2.2.1.3主要技术参数(1)分辨率：单位dpi，每英寸像素个数；平板扫描仪有1200X2400dpi或更高，底片扫描仪在3600dpi以上(2)灰度级：从纯白到纯黑中间过度的量级，使用bit表示，比如平板扫描仪在16bit或以上(3)色彩位数：彩色的数目，使用bit表示，与计算机显示系统的含义一致；比如平板扫描仪在48bit或以上(4)扫描速度：扫描一定幅面图象所需时间；高速100页以上/分钟，中速60—100页/分钟，低速20—60页/分钟(5)扫描幅面：主要为A3，A4幅面第2章多媒体硬件系统2.2.2数码相机2.2.2.1组成图象传感器(CCD或CMOS)、模拟/数字转换器件(ADC)、数字信号处理器件(DSP)、输出接口、液晶显示器(LCD)和电子存储卡等器件2.2.2.2工作原理：第2章多媒体硬件系统主要性能指标：(1)像素数目：常见1000万，1200万；传感器面积大，像素可以加大或图片细节更好(2)分辨率：即传感器单位面积下的像素数目；分辨率高有好有坏(躁声增加)(3)颜色深度：色彩位数；单色是n位(bit)，则总颜色数目为3n位(bit)[红绿蓝三基色](4)反应速度与连拍速度：反应速度即快门速度，可以高达1/2000s，低到30s等；连拍可达3幅/s(5)存储媒体种类和存储容量：种类很多，比如常见的SD(安全数字)卡、CF卡等；容量可达8GB或更高(6)信号输出：图片常见为USB接口；视频常见为视频模拟接口线或HDMI接口第2章多媒体硬件系统(7)变焦倍率与光圈值：焦距-镜头透镜到成像屏距离,使用mm表示;例如广焦18mm，35mm；中焦50mm；长焦180mm，200mm等；光圈值：透镜开口的倒数，开口大光圈值小，反之就大；如光圈1.8，即光圈开口是焦距的1/1.8；光圈16，即光圈开口是焦距的1/16。光圈开口大进光量大，反之就少(8)ISO：也称感光度，使用ISO标准；感光度低，也称慢片，爆光时间要长或光圈开口要大；常见的是ISO100，ISO200；反之称为快片，常见的是ISO1600，ISO3200(9)数码照片的成像与光圈、速度(爆光时间长短)以及感光度ISO有关；焦距长短决定了拍摄题材的范围和角度第2章多媒体硬件系统2.2.3触摸屏2.2.3.1触摸屏的组成和