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多媒体应用技术5-25.1多媒体技术概述一、媒体与多媒体1.媒体(媒介、媒质)媒体是信息表示、传递和存储的载体存储信息的实体纸张、磁盘、光盘表示信息的载体文本、图形、图像声音、动画、视频多媒体应用技术5-35.1多媒体技术概述媒体的种类(CCITT)感觉媒体人的感官，如视觉、听觉等表示媒体为了处理和传输感觉媒体而人为构造的媒体，如文本、图形、动画等显示媒体获取和表现信息的物理设备，如键盘、鼠标器、显示器和音箱等存储媒体用来存放表示媒体的介质，如磁盘、光盘和内存等传输媒体传输数据的载体，如光缆多媒体应用技术5-45.1多媒体技术概述2.多媒体通常是指表示媒体，也就是静态媒体：文本、图形、图像动态媒体：声音、动画、视频多媒体是融合两种或两种以上表示媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体。多媒体的实质：各种媒体数字化。多媒体应用技术5-55.1多媒体技术概述二、多媒体技术定义将多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、编码、存储、传输、处理和再现等，使多种媒体信息建立逻辑连接，并集成一个具有交互性的计算机系统。利用计算机综合处理图文声像。特征多样性集成性交互性、实时性多媒体应用技术5-65.2多媒体系统的组成一、多媒体系统的层次结构多媒体硬件系统：多媒体控制板卡及I/O电路多媒体驱动程序：用来控制和操纵多媒体硬件多媒体操作系统：CD-RTOS(专用),Windows(通用)多媒体应用软件多媒体开发工具多媒体操作系统多媒体驱动程序多媒体硬件系统多媒体应用技术5-75.2多媒体系统的组成二、多媒体系统的基本组成多媒体应用技术5-85.2多媒体系统的组成多媒体支持软件(开发工具)多媒体素材制作工具文字特效制作软件：MSWord/艺术字音频处理软件：SyntrilliumCooleditTwelveToneCakewalk图形图像处理软件：CorelCorelDRAWAdobePhotoshop多媒体应用技术5-95.2多媒体系统的组成动画制作软件：MacromediaFlashMXDiscreet3dsmax视频编辑软件：AdobePremiere多媒体著作工具MicrosoftPowerPointMacromediaAuthorware多媒体编程语言VB、VC++多媒体应用技术5-105.3多媒体信息表示及处理一、图形图像信息处理1.图形(矢量图形、几何图形)矢量图是用一组指令来描述的，这些指令给出构成图形的各种属性和参数。例如：圆(圆心坐标,半径及粗细,色彩)优缺点：①图形文件占用空间较少②图形复杂时耗时相对较长绘图软件：CorelDRAWFreeHand多媒体应用技术5-115.3多媒体信息表示及处理2.图像(位图图像、点阵图像)位图是指在空间和亮度上已离散化的图像，通过描述每一像素的颜色或亮度来表示该图像。它适应表现包含大量细节的图片，如明暗、浓淡、层次和色彩变化等。优缺点：①色彩和色调丰富，景物逼真②缩放处理易失真，数据量大绘画软件：PhotoshopPhotoImpact多媒体应用技术5-125.3多媒体信息表示及处理图形与图像的比较图形图像文件大小与图形的复杂程度有关，一般较小与图像的尺寸和颜色有关，一般较大文件内容图形指令图像点阵数据缩放、旋转处理无失真有失真处理技术绘制、创造和艺术性获取、复制和技巧性适合范围表现变化的曲线简单图案、运算结果表现自然和细节景物层次、色彩较丰富图形图像真实感图形绘制模式识别技术多媒体应用技术5-135.3多媒体信息表示及处理3.图像的数字化连续空间位置的离散和数字化亮度值的离散和数字化空间位置采样m×n20×13256亮度量化8b24b多媒体应用技术5-145.3多媒体信息表示及处理4.图像的主要参数⑴分辨率分辨率直接影响图像质量。显示分辨率：指在显示器上能够显示的像素数目。(640*480,800*600,1024*768)图像分辨率：指数字图像的实际像素数目，它反映图像在屏幕中显示的大小。像素分辨率：指像素的宽高比(1:1),在像素分辨率不同的机器间传输图像会变形。多媒体应用技术5-155.3多媒体信息表示及处理⑵颜色深度指记录每个像素所使用的二进制位数。彩色图像：可使用的最多颜色数目灰度图像：可使用的亮度级别数目位数颜色数说明4位16种Windows3.x中画笔支持16种颜色8位256种多媒体应用中的最低颜色深度16位32768种RGB5:5:5,剩余1位表示其它属性(透明度)24位16M种真彩色，超出人眼所能识别的颜色范围32位16M种RGB8:8:8,剩余8位表示其它属性(透明度)多媒体应用技术5-165.3多媒体信息表示及处理图像数据量的计算图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅图像所需的字节数。数据量＝图像分辨率×颜色深度/8(B)[例题]一幅640×480的真彩色图像，未压缩的图像数据量是多少？640×480×24/8＝921600B＝900KB多媒体应用技术5-175.3多媒体信息表示及处理5.图像的文件格式BMP：Windows标准图像文件格式JPG：一种高效率压缩格式(1:10～20)GIF：用于交换图片的，对灰度图像表现佳，但不超过256色的图像。PNG：流式网络图形格式，它使用LZ77派生的无损数据压缩算法。PNG存储灰度图像时图像深度达16位PNG存储彩色图像时图像深度达48位多媒体应用技术5-185.3多媒体信息表示及处理6.图像的获取方法采用扫描仪、数码相机进行模数转换从数字图像库、网上获取具有绘画基础的用户自行绘制7.图像的处理技术图像处理手段很多，所有处理都是建立在对数据进行数学运算的基础上，一般用户可通过图像处理软件(Photoshop)来完成。例如：图像亮度、对比度的调整等。多媒体应用技术5-19二、音频信息处理1.声音信号的类型模拟信号(自然界、物理)数字信号(计算机)2.声音数字化过程采样量化编码模拟信号数字信号模拟信号数字信号A/DADCD/ADAC5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-203.声音数字化过程连续的模拟声音信号声音信号的采样离散的音频信号示意5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-214.声音数字化三要素采样频率量化位数声道数每秒钟抽取声波幅度样本的次数每个采样点用多少二进制位表示数据范围使用声音通道的个数采样频率越高声音质量越好数据量也越大量化位数越多音质越好数据量也越大立体声比单声道的表现力丰富，但数据量翻倍11.025kHz22.05kHz44.1kHz8位＝256个值16位＝65536个值单声道立体声5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-225.声音数字化计算公式数据量＝采样频率×量化位数×声道数/8(字节/秒)采样频率(kHz)量化位数(bit)数据量(KB/s)单声道立体声11.025810.7721.531621.5343.0722.05821.5343.071643.0786.1344.1843.0786.131686.13172.275.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-236.数字音频的文件格式WAV文件WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形文件。因未经压缩，文件数据量很大。特点：声音层次丰富，还原音质好MP3文件MP3(MPEGAudiolayer3)是一种按MPEG标准的音频压缩技术制作的音频文件。特点：高压缩比(11:1)，优美音质5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-24WMA文件WMA(WindowsMediaAudio)是WindowsMedia格式中的一个子集(音频格式)。特点：压缩到MP3一半MIDI文件MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐器符号的集合。特点：数据量很小，缺乏重现自然音5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-25三、视频信息处理1.视觉暂留现象人眼有一种视觉暂留的生物现象，即人观察的物体消失后，物体映像在人眼的视网膜上会保留一个非常短暂的时间(约0.1s)。利用这一现象，将一系列画面中物体移动或形状改变很小的图像，以足够快的速度连续播放，就会产生连续活动的场景。5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-262.视频的定义视频又称运动图像或活动图像，它是指连续地随着时间变化的一组图像。帧：一幅单独的图像帧率：每秒种播放的帧数，单位是f/s典型的帧率：24f/s、25f/s、30f/s常见的视频信号：电影、电视5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-273.电视的制式色度信息处理方法→三种彩色电视制式⑴NTSC制式(美国、日本、中国台湾等)NationalTelevisionSystemsCommittee(1953，美国)①30帧/秒(29.97fps)，525行/帧②隔行扫描：2场/帧，262.5行/场③颜色模型：YIQ④宽高比：4:3(帧大小：352*240)5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-28⑵PAL制式(中国、德国、英国、朝鲜等)PhaseAlternationLine(1962，德国)①25帧/秒，625行/帧②隔行扫描：2场/帧，312.5行/场③颜色模型：YUV④宽高比：4:3(帧大小：352*288)⑶SECAM制式(法国、俄罗斯、东欧国家)“轮流传送彩色与存储”(1966年，法国)类似PAL制式5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-294.视频的数字化扫描采样量化编码模拟视频信号数字视频信号视频是连续的图像图像是离散的视频5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-30数字视频的优点与模拟视频相比，其优点：①数字视频便于创造性的编辑与合成②数字视频可不失真地进行多次复制③在网络环境下容易实现资源共享④数字视频可与其它媒体组合使用缺陷：①处理速度慢②数据量大(压缩、光盘)5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-315.视频的文件格式AVI文件AVI是一种音视频交叉记录的文件格式,微软在1992年推出AVI文件及其应用软件VideoforWindows。特点：①AVI采用帧内压缩，可用一般的视频编辑软件进行编辑。②提供无硬件视频回放，其窗口大小和帧率可根据播放环境调整。5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-32MOV文件MOV(Moviedigitalvideo)文件是Apple公司在其Macintosh机推出的视频文件格式，其相应的视频应用软件QuickTime。QuickTimeforMacintoshQuickTimeforWindowsMOV文件格式的压缩算法Video编码支持16位图像深度的帧内压缩和帧间压缩。5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-33MPG文件MPG文件是采用MPEG算法进行压缩的全运动视频文件格式。它在1024*768的分辨率下可用每秒25或30帧的速率同步播放全运动视频图像和CD音乐伴音。DAT文件也是基于MPEG压缩算法的一种文件格式,它是VideoCD和卡拉OKCD数据文件的扩展名。5.3多媒体信息表示及处理多媒体应用技术5-345.4多媒体存储技术一、光盘刻录技术光盘(CD-CompactDisc，高密盘)特点：①存储容量大：CD-ROM→650MBDVD→4.7GB②记录密度高：107-108bit/cm2③长期保存信息：10-100年④非接触方式、价格低廉多媒体应用技术5-355.4多媒体存储技术1.CD-ROM技术CD-ROM是只读光盘或固定型光盘(只能读，不能改-重写、擦除)。一张普通光盘可以存储650MB数据,它包括文本、表格、图形、图像、视频、音频等文件。凹坑→0平坦→1多媒体应用技术5-365.4多媒体存储技术CD-ROM的工作原理：CD-ROM驱动器读取数据时由激光束照射到光盘的平面上，当激光束射到光盘的平坦部分时，有70-80%的光反射并传输到光检测器中，记下ON→1；当激光束照在凹坑上时，激光束由于散射而无法接收到反射信号，则光检测器记下OFF→0。多媒体应用技术5-375.4多媒体存储技术2.CD-R技术CD-R是只写一次型光盘或追记型光盘(可写一次，写过后不能修改，只能读写)。CD-R光盘主要用于信息存档或备