第8章多媒体基础

大学计算机基础8.1多媒体技术概述8.2多媒体计算机系统的组成8.3多媒体信息处理技术8.4多媒体信息处理软件第8章计算机多媒体技术基础大学计算机基础8.1.1多媒体多媒体（multimedia）是指信息表示媒体的多样化。常见的多媒体形式有：文本图形图像视频动画音频8.1多媒体技术概述大学计算机基础8.1.2多媒体技术多媒体技术：使用计算机综合处理文本、声音、图形、图像、视频、动画等多种不同类型媒体信息的技术。多媒体技术的特点:⑴数字化⑵多样性⑶交互性⑷集成性大学计算机基础8.2.1多媒体计算机硬件系统1．高性能CPU2．大容量的存储设备3．声卡4．视频卡5．扫描仪6．数码相机与数码摄像机8.2多媒体计算机系统的组成大学计算机基础高性能的CPU目前的CPU产品，如Intel公司的Pentium处理器有专门的多媒体扩展（multimediaextension，MMX）技术指令，并定义了新的64位的数据类型，且主频可达1G以上，完全可以胜任多媒体数据处理的要求。大学计算机基础声卡:又称音频卡,是处理音频信号的硬件。大学计算机基础视频卡用来支持视频信号（主要指活动彩色图像信号）的输入和输出。主要功能：逐帧捕捉图像并把图像数字化，对数字化的图像数据进行压缩和解压缩，将捕捉的图像还原（即解压缩）后供显示器显示或转换为PAL制式的模拟视频信号供电视机播放及录像机录制，即实现对语音、图像的采集、压缩和重放。大学计算机基础扫描仪扫描仪是常用的图形、图像、文本等信息的输入设备。利用它可以快速地将图形、图像、照片、文本等信息从外部环境输入到计算机中。扫描仪一般通过RS-232或USB接口与主机相连。数码相机与数码摄像机获取电子图像、动态影像。通过USB接口与计算机相连，并可以将存储的数字信息直接传送到计算机中。大学计算机基础按功能分类：⑴支持多媒体的操作系统⑵多媒体驱动软件⑶多媒体数据处理软件⑷多媒体编辑创作软件⑸多媒体应用软件8.2.2多媒体计算机软件系统大学计算机基础8.3.1音频处理振幅振动频率TA声音的波形A：振幅，反映音量。T：振动周期1/T：频率（单位赫兹），反映音调。1.模拟声音信号数字化复杂的声波由许多具有不同振幅和频率的正弦波组成。声波在时间上和幅度上都是连续变化的模拟信号，可用模拟波形来表示。8.3多媒体信息处理技术大学计算机基础采样量化编码声音的模拟信号模拟声音信号的数字化过程声音的数字信号模拟信号在时间上连续，在幅度上也连续。而计算机只能处理0和1两种状态值，所以必须对连续的模拟声音信号数字化（离散化）。大学计算机基础采样的时间间隔称为采样周期，采样周期的倒数就是采样频率，即每秒取得声音样本的次数。采样频率越高，声音的质量越好，但数据量越大。振幅振动频率TA采样点⑴采样采样是每隔一定的时间间隔在模拟波形上取一个幅度值，从而得到一系列的声音采样值，这样就把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。大学计算机基础在相同的采样频率下，量化位数越大，则采样精度越高，音质越好，信息的存储量也相应越大。振幅振动频率T⑵量化量化是将每个采样点的幅度值以数字存储，量化的位数（即采样精度）表示存放采样点幅度值的二进制位数。通常量化的位数有8位、16位等。大学计算机基础⑶编码将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来。常用的编码方式有脉冲编码调制（PulseCodeModulation，PCM），其主要优点是抗干扰能力强，失真小，传输特性稳定。大学计算机基础2.音频文件格式数字化的声音信息以文件的形式保存，即通常所说的音频文件或声音文件。常见的音频文件的类型：⑴WAVE文件（.wav）⑵MIDI文件（.mid）⑶MP3格式（.mp3）⑷WMA格式（.wma）⑸RealAudio格式（.ra）⑹CD文件格式（.cda）大学计算机基础3.音频格式转换各种音频格式可以相互转换，有专门的音频格式转换软件，可以从Internet上搜索下载。一些音频播放器也可以实现简单的音频格式转换。大学计算机基础8.3.2图形和图像处理1．图形和图像的基本概念图形（Graphics）：一般是指通过绘图软件绘制的由直线、圆、圆弧、任意曲线等图元组成的画面，以矢量图形文件形式存储。优点：对图形中的各个图元进行缩放、移动、旋转而不失真；占用存储空间小。图像（Image）：是由扫描仪、数字照相机、数字摄像机等输入设备捕捉的真实场景画面产生的映像，数字化后以位图形式存储。放大和缩小要失真，占用空间比矢量文件大。大学计算机基础2.图像的数字化图像（Image）数字化过程：(1)采样(2)量化(3)图像编码压缩大学计算机基础（1）采样图像采样就是将连续的图像转换成离散点（像素点）的过程。采样的实质就是用若干个像素（Pixel）点来描述图像，称为图像的分辨率，用点的“列数×行数”表示。分辨率越高，图像越清晰，存储量也越大。大学计算机基础（2）量化量化是在图像经采样离散化之后，用二进制数来表示这些离散点对应的颜色信息的过程。一般用8位、16位、24位、32位等来表示图像的颜色。24位可以表示224种颜色，称为真彩色。大学计算机基础图像的色彩值称为颜色的深度。黑白图用1位来表示颜色。灰度图用1个字节即8位来表示颜色。通过调整黑白两色的程度（称颜色灰度）来有效地显示单色图像，灰度级别为28=256级。RGB24位真彩色彩色图像显示时，由红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三基色通过不同的强度混合而成。如果每种基色强度分成256级（值为0～255），则共占24位，就构成了224种颜色的“真彩色”图像。大学计算机基础（3）编码压缩有损压缩：对图像中的重复信息压缩，无失真。无损压缩：通过去掉图像细节来压缩图像，有失真。JPEG压缩编码：一种有损压缩编码。JPEG是联合图像专家组（JointPictureExpertGroup）的英文缩写，是国际标准化组织（ISO）和国际电话电报咨询委员会（CCITT）联合制订的静态图像的压缩编码标准。大学计算机基础3．常见的图像文件格式⑴位图文件格式（.bmp）⑵JPEG文件格式（.jpg或.jpeg）⑶GIF文件格式（.gif）⑷TIFF文件格式（.tif或.tiff）⑸PSD文件格式（.psd）大学计算机基础4．数字图像的获取⑴使用绘图软件创建数字图像文件。如AdobePhotoshop、JascPaintShopPro和Windows的画图程序等。这些软件提供了绘图、形状填充、添加阴影或设置油画、炭笔画、水彩画等效果的工具。⑵使用扫描仪和数码相机创建图像文件。大学计算机基础8.3.3视频处理1．视频概念视频即运动图像，是由一系列的静态图像按一定的顺序排列组成，每一幅称为帧（Frame）。模拟视频NTSC制式和PAL制式数字视频电影、电视通过快速播放每帧画面，再加上人眼视觉效应便产生了连续运动的效果。当帧速率达到12帧/秒以上时，可以产生连续的视频显示效果。大学计算机基础2．视频信息数字化在一定的时间内以一定的速率对单帧视频信号进行采样、量化、编码等处理，实现模数转换、彩色空间变换和编码压缩等。可通过视频捕捉卡和相应的软件来完成。大学计算机基础视频数据压缩标准MPEG标准:（MovingPictureExpertGroup，活动图像专家组）由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合成立的专家组，负责制订的关于运动图像在不同速率的传输介质上传输的一系列压缩标准，它不仅适用于运动图像，也适用于音频信息。它主要包括三大部分：MPEGAudio规定音频数据的编码和解码。MPEGVideo规定视频数据的编码和解码。MPEGSystem规定音频数据、视频数据及其它相关数据的同步。目前，已出台了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21等多种标准。大学计算机基础3.常见的视频文件格式⑴AVI格式（.avi）⑵MPEG格式（.dat、.vob、.asf等）⑶MOV格式（.mov）⑷DivX格式（.divx）⑸流媒体视频格式（实现视频信息的实时传送和实时播放）①RM格式（.rm、.rmvb）②ASF格式（.asf）③WMV格式（.wmv）大学计算机基础8.3.4动画处理1．计算机动画的概念计算机动画（ComputerAnimation）是指采用图形与图像处理技术,借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面，采用连续播放的方法产生物体运动的效果。2．计算机动画的种类(1)二维动画(2)三维动画大学计算机基础3.常见的动画文件格式⑴GIF89a格式（.gif）⑵FLIC格式（.flc）⑶SWF格式（.swf）大学计算机基础8.4.1多媒体信息处理软件概述多媒体信息处理软件的种类很多,按处理媒体的特征不同进行分类:⑴图像类软件①图像处理软件②自然绘画软件③矢量插图软件⑵音频类软件包括音频制作软件和音频播放软件⑶视频类软件包括视频播放软件和视频处理软件⑷平面动画设计类软件⑸著作工具类软件⑹三维类软件8.4多媒体信息处理软件大学计算机基础8.4.2WindowsXP的多媒体应用软件1．录音机WindowsXP自带的一种声音处理软件，可以录制、播放和编辑WAVE格式的声音文件。2．WindowsMediaPlayer是一个把收音机、视频播放机、CD播放机和信息数据库集合在一起的应用程序。3．Windows图片和传真查看器是WindowsXP自带的浏览图片的工具。4．WindowsMovieMaker是WindowsXP提供的制作电影的数字媒体程序。大学计算机基础“录音机”应用程序1．录制声音生成.wav文件。2．播放声音3.编辑声音（1）删除部分声音（2）插入声音（3）混合声音（4）音效处理大学计算机基础WindowsMediaPlayerMediaPlayer可以播放多种文件类型，包括ASF、MPEG-1、MPEG-2、WAV、AVI、MIDI、VOD、AU、MP3和QuickTime文件，其中9.0以上的版本还可以播放WMV文件。如果要访问电台，可单击“电台”按钮，MediaPlayer会自动转到相应的网页，展现出预先设置的很多电台链接，用户只需要单击网页上感兴趣的链接就可以观看相应电台上的节目。大学计算机基础Windows图片和传真查看器Windows图片和传真查看器是WindowsXP自带的浏览图片的工具，它对图片具有浏览、缩放、旋转的管理功能，此外还可以对传真文件和TIF格式的文件进行编辑和批注。大学计算机基础WindowsMovieMakerWindowsMovieMaker制作电影的步骤：⑴输入媒体内容。可以通过视频设备（数码摄像机或数字摄像头等）来录制所需的媒体文件，然后导入这些文件。⑵编辑项目。已添加到工作区的媒体文件包含在MovieMaker的项目文件中，可以对项目中的内容进行剪辑处理，添加背景音乐、声音效果、过渡和画外音等，或重新排列内容顺序。⑶预览项目。⑷发布作品。将项目文件中包含的音频内容、视频内容和静止图像合并，创建扩展名为.wmv的电影文件。大学计算机基础8.4.3其他常用的多媒体信息处理软件1．常用的图像编辑工具⑴AdobePhotoshop。一款功能强大的平面美术设计软件，功能完善、使用方便、应用广泛。支持的主要图像文件格式有BMP、JPEG、GIF、TIFF、PSD、PNG和PDF等，其中，PSD是Photoshop的默认格式。⑵光影魔术手。光影魔术手(nEOiMAGING)是一个对数码照片画质进行改善及效果处理的软件。简单、易用，不需要任何专业的图像技术，就可以制作出专业胶片摄影的色彩效果。大学计算机基础2．动画制作工具⑴Flash。是Macromedia公司推出的一款优秀的平面动画设计软件，是一种矢量图像编辑与动画制作工具，支持动画、声音以及交互，具有强大的多媒体编辑功能，并可直接生成页面代码。Flash动画采用流式播放技术，非常适合网络传输。⑵3DSMAX。是一种三维建模工具，用于三维造型动画。它支持许多图像存储格式。3DSMAX的彩色动画