第8章多媒体技术基础

科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》1大学计算机基础教程云南财经大学信息学院编著科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》2第8章多媒体技术基础科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》3本章提要：本章将主要介绍多媒体技术基本概念、多媒体系统组成、多媒体信息数字化、多媒体技术基本应用等。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》48.1多媒体技术基本概念8.2多媒体计算机系统组成8.3多媒体信息处理8.4多媒体技术应用简介8.5Flash动画制作基础第8章多媒体技术基础科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》58.1多媒体技术基本概念1.多媒体技术中的媒体•通常指计算机能够处理的媒体信息，包括文字、图形、图像、声音、动画、视频。2.多媒体技术•是利用计算机技术、交互式、综合加工处理多媒体信息的技术，使多媒体信息建立逻辑连接，集成为一个具有交互性的系统。•多媒体技术的主要特性有信息媒体的多样性、集成性、交互性和实时性。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》63.超文本（Hypertext）•是一种收集、存储和浏览离散信息，以及建立和表示信息之间的关系的技术。•它符合人类的“联想”式思维习惯。超文本结构类似于人类的联想记忆结构。•它采用一种非线性网状结构组织块状信息，一个块状信息单元称为节点，每个节点有若干指向其它节点或从其它指向该节点的指针，这些指针称为链。•超文本结构实际上就是由节点和链组成的一个信息网络，又称为Web。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》74.超媒体（Hypermedia）•意指多媒体超文本（MultimediaHypertext），即以多媒体的方式呈现的相关文件信息。具有多媒体操作的超文本，可引用或链接其它不同类型（如文本、声音、图片、动画等）的文件。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》85.流技术•是把完整的影像和声音数据经过压缩处理后保存在网站服务器上，用户可以边下载边获取信息，从而无需将整个压缩文件下载之后再观看的网络传输技术。6.流媒体（StreamingMedia）•是一种多媒体文件，其在网络上传输的过程中应用了流技术。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》98.2多媒体计算机系统组成8.2.1多媒体计算机硬件系统科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》108.2.2多媒体计算机软件系统用户多媒体软件系统层次多媒体应用软件多媒体应用系统（会议系统、VOD…）多媒体素材制作软件多媒体编辑创作软件多媒体操作系统多媒体设备接口程序多媒体驱动程序硬件系统科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》11多媒体素材制作常用软件文本编辑录入软件图形图像编辑处理软件音频编辑处理软件视频编辑制作软件动画编辑制作软件记事本.写字板.MicrosoftWord.WPS.IBMViaVoice.汉王语音录入和手写软件.清华OCR.尚书OCR.…画图.Photoshop.Illustrator.AutoCAD.CorelDraw.Fireworks.PaintBush.PhotoStyle.Painter.Freehand.Matlab.…录音机CoolEditPro.SoundForge.GoldWave.Wavedit.Creative录音大师.MIDIOrchestratorAdobeaudition.…AdobePremiere.MicrosoftVideoforWindows.AsymetrixDVP.会声会影.WindowsMovieMaker.…3DStudioMAX.Maya.AnimatorStudio.AXA2D.Flash.UleadGifAnimator.科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》12常用的多媒体创作工具软件有：1、MicrosoftPowerPoint，它是幻灯式界面、线性表现结构的创作工具；2、MicromediaAuthorware，它是流程图式界面、以图标为基础的多媒体著作工具；3、MicromediaAction，它是按时间顺序创作方式的多媒体著作工具；4、ToolBook，它是以页为基础，建立像书一样多维结构的多媒体著作工具；5、MicromediaDirector，是基于导演的角度，以角色和帧为对象的多媒体创作工具。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》138.3多媒体信息处理8.3.1音频信息处理1.带宽与声音质量•多媒体技术处理的声音主要是人耳可听到的20Hz～20kHz的音频信号，其中人的说话声音是一种特殊的声音，其频率范围（带宽）为300Hz～3400Hz，称为语音。•按带宽将声音质量分为4级：(1)数字激光唱盘质量（10Hz～22KHz）通常又称CD-DA质量，也就是常说的超高保真。(2)调频无线电广播（20Hz～15KHz），简称FM（FrequencyModulation）质量。(3)调幅无线电广播（50Hz～7KHz），简称AM（AmplitudeModulation）质量。(4)电话（Telephone）质量（200Hz～3.4KHz）。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》142.声音信号的A/D和D/A转换•香农(Shannon)定律：在一定条件下，用离散的序列可以完全代表一个连续函数。•脉冲编码调制（PulseCodeModulation，PCM）方法:即通过采样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。010101110001110•“采样”（Sample）就是对模拟信号每隔一个固定的时间间隔取一个样本值。每秒钟采样的次数叫做采样频率（SamplingRate），其单位为Hz。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》15•Nyquist（奈奎斯特）采样定理：采样频率至少应为信号最高频率的两倍，才能把数字信号表示的声音还原为原来的声音。•“量化”（Quantize）就是对样本声波幅度的数字化表示。即按照样本容许的误差，用二进制方式将样本幅度大小进行量化分层。一个8bit纪录模式的音效中，其纵轴划分成28=256个量化等级来纪录其幅度大小…科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》16•双声道立体声听起来比单声道的声音丰满且有一定的空间感，但是需要两倍的存储空间。声音的采样频率、量化精度和声道数越高，声音的质量就越高，而声音存储的数据量也就越大。声音数据量=采样频率×（量化精度÷8）×声道数×时间（Byte）•例如：用44.10kHz的采样频率、16bit的样本量化精度，录制1秒钟的立体声节目，其WAV格式声音文件数据量为：44100×16×2×1÷8=176400（byte）≈172KB•声音质量要求不高时，可采用：降低采样频率、量化精度、数据速率和利用单声道，这些声音属性选择的操作来减小声音文件容量。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》17对数字化声音进行不同的压缩和编码，可以形成不同格式的声音文件：①WAV（.wav）文件②MIDI（.mid）文件③MPEG音频文件——.MP3④PCM（.pcm）文件⑤RealAudio（RA）（.ra）文件⑥WindowsMediaAudio(WMA)（.wma）文件科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》188.3.2图形图像信息处理1.图形图像基本概念(1)图形含有几何属性，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成。具体言之，就是将点、线、面、曲面等几何图元，以矢量图形文件形式存放在计算机里，通过相应的绘图软件，来读取、修改、处理、操作将其转换为输出设备上显示的图案即为图形。(2)图像是由计算机外部辅助设备（如：扫描仪、数码相机、视频采集装置等）输入的图像像素数据产生的，外部设备输入的模拟信号图像信息，需进行数字化处理、压缩、变换后，以位图形式存储。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》19图形与图像的对比与区别图形（Graphics）图像（Image）数据量少数据量多有结构，便于编辑修改无结构，不便于编辑修改能准确表示3D景物，易生成所需视图3D景物信息已部分丢失，很难生成不同视图生成视图需要复杂计算生成视图不需要复杂的计算很难表示自然景物不难表示自然景物进行缩放不会失真进行缩放会失真国际标准：GKS、PHIGS、OpenGL、WMF、VRML、CGM、STEP国际标准：JBIG、JPEG、TIFF编辑软件（绘图软件）：AutoCAD、CorelDRAW等编辑软件（图像处理软件）：Photoshop、PhotoStyle等科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》202.图像处理中的色彩基本概念（1）色彩的三要素•色调（Hue）是物体在光照射下，所反射的光谱成分作用到人眼的综合效果。它反映颜色的种类，是决定颜色的基本特性。•亮度（Lightness）是指光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，是指色彩明暗深浅的程度。•饱和度（Saturation）是指颜色的纯度，或者说是指颜色的深浅程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明，就越纯。人眼看到的任一彩色光都是这三个特性的综合效果。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》21（2）色彩模型①RGB模型②HSL模型科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》223.图像的数字化（1）图像数字化三步骤：图像（模拟量）→采样→量化→编码→数字化图像采样的实质就是用若干个离散的像素点（Pixel）来描述一幅图像。量化是对每个离散点——像素的灰度或颜色样本进行数字化处理，把模拟量的亮度值使用数字量来表示。黑白图像的像素只有1个亮度值，彩色图像的像素由多个彩色分量组成，一般有3个分量（R-红，G-绿，B-蓝）的亮度值。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》23（2）图像分辨率图像分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率•显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为800×600表示显示屏分成600行（水平分辨率），每行显示800个像素（垂直分辨率），整个显示屏就含有800×600=480000个显像点。•图像分辨率是组成一幅图像的像素密度的度量方法。对同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》24（3）像素深度•像素深度是指存储每个像素所用二进制数的位数，像素深度决定了彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数。•对于彩色图像，每个像素用R、G、B三个分量表示。若每个分量用8位，那么一个像素共用24位表示，每个像素可以是224=16777216种颜色中的一种。科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》25（4）图像文件的大小•图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅图像所有像素的字节数（Bytes），即图像数据量。图像数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/8几种常用规格的图像压缩前的数据量像素深度图像数据量分辨率8位（256色）16位（65536色）24位（真彩色）800×600468.8KB937.5KB1406.3KB1024×768768KB1.5MB2.25MB1280×10241.25MB2.5MB3.75MB科学出版社SciencePress《大学计算机基础教程》264．图像的种类•矢量图：是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。这实际上是用数学方法来描述一幅图，变成许多的数学表达式，再编程用语言来表达。•位图：是把一幅彩色图分成许多的像素，每个像素用若干个二进制位来指定该像素的颜色、亮度等属性。•灰度图（Gray-Scaleimage）：按照灰度等级