《多媒体技术与应用》第2章：多媒体输入输出技术

第2章多媒体输入输出技术【学习目的与要求】通过本章的学习，理解数字图像、数字音频、数字视频等媒体形式的基本概念；了解多媒体信息数字化及在计算机中表示的方法；了解常用图像、音频和视频格式及其适用场合；掌握常用影音播放器的使用；掌握通过多种方式获取多媒体素材，为多媒体信息的进一步处理准备原材料。2.1媒体播放器概述随着电脑多媒体技术的发展，目前影音娱乐在计算机的使用中占有越来越重要的位置，为了能够提供更多更新鲜的视听感受，众多的媒体播放器应运而生。在这些播放工具中，每个工具都有自己擅长播放的文件格式。WindowsMediaPlayer是微软操作系统自带的播放器，能播放常见的AVI、WMV、RM、ASF、MP3、MPG等常见格式的媒体文件。Realplayer也可播放常见的AVI、WMV、RM、ASF、MP3、MPG等常见格式的媒体文件，尤其适合在线播放RM等流媒体文件。Flashplayer8是Flash动画播放软件，专门用来播放扩展名为SWF的动画文件。Internet上的网络动画，一般情况下都需要它来播放。暴风影音，它可播放几乎所有格式的媒体文件，可谓全格式播放器。本节介绍两款常用的播放器WindowsMediaPlayer、暴风影音。2.1.1WindowsMediaPlayerWindowsMediaPlayer（WMP）是微软开发的一款免费音视频播放器，随Windows操作系统自动安装，它是播放和管理多媒体的中心，可以收听世界范围内的广播电台、播放和复制CD、寻找Internet上提供的电影以及创建自己的媒体播放列表，就好像把收音机、电影院、CD播放机和信息数据库等都装入了一个应用程序中。WMP与操作系统的兼容性是所有媒体播放软件中最好的。WMP内置了媒体文件搜索功能，可以自动将您的硬盘中的所有媒体文件搜索出来，并按艺术家、音乐风格、专辑等方面归类，查找起来十分方便。同时，WMP9还提供了每天的娱乐新闻更新和网络电台的功能。WMP9可以播放MP3，WMA，WAV等音频文件，由于竞争关系微软默认不支持RM文件；视频方面可以播放WMV、AVI，MPEG-1，MPEG-2视频文件及VCD、DVD视频光盘。WindowsMediaPlayer10软件的界面如图2-1所示，常用的几大功能都作为选项卡列在菜单栏下面，可以进行快速访问。1．播放多媒体文件如果播放本机影音文件，可直接单击【文件】|【打开】，选择需要播放的对象既可；如果是播放来自Internet的文件，可以从【文件】|【打开URL】进入，在弹出的文本框中输入需要播放的网络文件的URL地址，然后确定既可。点击【正在播放】旁边的【快速访问面板】按钮，可以快速选择要播放的CD、DVD、VCD、唱片集、艺术家、流派或播放列表，如图2-2所示。快速访问面板1．媒体库媒体库是保存、组织、管理媒体文件的地方，在这里我们可以轻松地组织计算机系统中所有媒体文件。打开【媒体库】选项卡，如图2-3所示，从左到右依次是【内容】、【详细信息】、【列表】窗格。【内容】窗格：显示媒体库中的各个类别，例如【所有音乐】、【所有电视】、【所有视频】、【我的播放列表】等。单击窗格下方的【添加到媒体库】按钮，在弹出的菜单中有【通过搜索计算机】、【通过监视文件夹】、【添加文件夹】、【添加文件或播放列表】、【添加URL】等几个选项，可以根据自己的需要进行选择。【详细信息】窗格：显示【内容】窗格中所选类别中的具体的项目。根据【内容窗格】中选择的类别不同，【详细信息窗格】顶端的排序按钮也会不同，单击窗格顶端的排序按钮，可以对当前窗格中的文件进行排序。内容详细信息播放列表图2-3媒体库选项卡图2-3媒体库选项卡【列表】窗格：用于显示当前的列表，并可从这里创建自己的各种列表。单击窗格上方的按钮，可以新建、编辑当前的播放列表，并把播放列表加入到媒体库中。说明：对于媒体库中的文件，可以根据使用者的喜好进行组合，例如可以将自己常听的歌曲或某种风格的歌曲组合在一起，这种组合只是指向库中文件的快捷方式的组合，在WMP中称为播放列表。创建播放列表可以很容易地实现个性化的随意播放。1．翻录WindowsMediaPlayer提供了将AudioCD的音轨复制到硬盘中的功能。程序提供的默认输出音频格式为WMA，也可以选择MP3格式。图2-4翻录CD音乐单击【翻录】选项卡，界面上出现了CD中的所有内容，如图2-4所示。选择要复制的歌曲，然后单击按钮，在弹出的对话框中，根据提示进行选择，确认后就可以开始复制文件了（默认格式为WMA）。复制完成后，程序会自动创建相应的播放任务列表，以后可以直接调用。图1-1电子出版物图2-4翻录CD音乐1．刻录如图2-5所示，在左侧窗格中，编辑一个播放列表，选择要刻录的曲目，点击【开始刻录】，可以将计算机上存储的曲目刻录到CD上。1．同步将电脑中的音乐、视频和录制的电视节目同步到便携设备中，如便携式数字音频播放机、PocketPC和便携媒体中心。2．指南打开【指南】选项卡，就出现了媒体指南的主页，这时MediaPlayer完全可以当作一个浏览器来用，在这里可以看到全新的流行资讯，包括音乐、电影、娱乐新闻、电台等信息，如图2-6所示。2.1.2暴风影音随着视频娱乐方式的普及，视频格式也层出不穷，视频格式得不到支持成为网民使用播放软件中遇到的最大难题。暴风影音是一款全能播放器，暴风影音集成了各类解码器，并对解码器进行了优化，涵盖目前网上绝大部分新格式，是目前国内支持媒体格式最多的播放软件。2007年3月暴风影音收购了“超级解霸”，从而成为媒体播放器领域国内市场占有率第一的产品。2007年11月14日发布的暴风影音3，支持的影音文件类型达355种。包括：RealMedia、QuickTime、MPEG2、MPEG4(ASP/AVC)、VP3/6/7、FLV等流行视频格式；MP3、WMA、WAV、AC3、DTS、LPCM、AAC、OGG、MPC、APE、FLAC、TTA等流行音频格式；3GP、MP4、OGM、PMP、XVD等媒体封装及字幕支持等。配合WindowsMediaPlayer可完成当前大多数流行影音文件、流媒体、影碟等的播放而无需其他任何专用软件。暴风影音的界面简洁易用，如图2-7所示。1．格式关联在实际使用中，如果想把暴风影音作为所有影音文件的默认播放器，在主界面中点击【播放】|【高级选项】命令，切换到【格式关联】标签，最后点击【全选】按钮，即可完成设置暴风影音默认的格式关联，如图2-8所示。2.快捷键设置在暴风影音中，有一套默认的快捷键设置方案，快捷键可以极大地方便用户的操作，默认的快捷键如果与用户习惯不一致，还可以修改。比如，在播放过程中需要直接控制影片的播放与暂停可以用鼠标直接单击视频画面。如果需要修改快捷键设置时，只要点击【播放】｜【高级选项】命令，再打开【快捷键】标签，就可以重新为每条命令设置快捷按键了，非常方便，如图2-9所示。3.断点续播很多DVD机都有“断点续播”功能，允许用户中途关闭电影后，还能从中断位置继续播放。利用暴风影音的【收藏】，可以实现同样功能。无论影片处于播放状态还是暂停状态，点击【收藏】｜【添加到收藏夹】，可以将影片的当前位置保存下来，如图2-10所示。暴风影音允许用户进行多次收藏。需要断点续播时，只需要点击收藏记录即可。4.痕迹清除全自动和很多软件一样，暴风影音也会在每次播放后自动记录下我们所播放的影片名称。如果我们播放的内容涉及到一些隐私或者机密，就显得很不方便，暴风影音提供了一项自动清除方案。点击【播放】｜【高级选项】，再切换到【其他设置】标签，勾选上【退出时清空播放列表】复选框，即可完成这个设置了。另外，暴风影音对字幕嵌入、视频亮度调整、多声道调节、屏幕抓图等功能进行了全面优化，用户还可以在暴风影音官方网站获得对最新视频格式的技术支持。2.2图形图像文件的输入输出技术2.2.1色彩的基本概念1．物体的颜色光是一种具有一定频率范围的电磁辐射，即光波。其波长覆盖的范围很广，只有一小部分能够引起眼睛的兴奋而被感觉，其波长在380-780nm之间，称为可见光。对不同波长的可见光，人眼感知为不同的颜色。不同的物体对光的吸收和反射的属性不同，所以呈现出不同的颜色。例如，树叶之所以是绿色，是因为它只反射自然光中绿色波长的光，而吸收了其他颜色波长的光，当反射的绿光作用于人眼时，看到的树叶就是绿色的了。自然界中各种物体吸收和反射到太阳光中不同波长的光，从而构成了美丽的多彩世界。人眼对颜色的感知是一个物理、生理和心理的复杂过程，在颜色表达上，通常用色调、饱和度和亮度来度量，色调和饱和度合称为色度，三者共同决定视觉的总体效果。(1)色调（Hue)描述颜色的不同类别的物理量称为色调，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等，它取决于色光的波长。黑色与白色都没有色彩，介于黑与白中间的灰色，也不具有色彩，或者说它们的色彩未定。(2)饱和度（Saturation)描述颜色的深浅程度的物理量称为饱和度，它按颜色混入白光的比例来表示。当某色光的饱和度为100％时，表示该色光是完全没有混入白色光的单色光，饱和度越高则颜色越浓。白光混入越多，则饱和度越低，人的视觉会感到颜色变淡。黑、白、灰色的饱和度最低（0%）。(3)亮度（Luminance)描述色光明暗变化强度的物理量称为亮度。亮度是色光能量的一种描述，对于色调和饱和度已经固定的光，当它的全部能量增加时，感觉亮；反之则感觉暗。就黑、白、灰色而言，黑色最暗，白色最亮，灰色则居中。2.三基色现代颜色视觉理论中的三基色学说认为，人眼的锥状细胞是由R（红）、G（绿）、B（蓝）3种感光细胞组成的。R、G、B按不同比例混合可得到各种不同颜色的光，所以R、G、B叫做光的三原色或三基色。三原色光的等量混合构成无色光，称为白光。物体在白光照射下所呈现的颜色叫物体的颜色。3．相加混色从理论上来讲，自然界中的任何一种颜色都可以由红、绿、蓝（R、G、B）这3种颜色按不同的比例混合得到，R、G、B的比例不同，看到的颜色也就不同，当三基色等量相加时，得到白色；等量的红、绿相加，蓝为0时得到黄色；等量的红、蓝相加，绿为0时得到品红色；等量的绿、蓝相加，红为0时得到青色，混色关系如图2-11所示。蓝色（B）红色（R）绿色（G）黄色（Y）青色（C）品红色（M）4．相减混色相减混色利用了滤光特性，即在白光中减去不需要的彩色，留下所需要的颜色。用彩色墨水或颜料进行混合，这样得到的颜色即为相减色。当两种以上的色料相混或重叠时，白光就减去各种色料吸收的光，反射色光混合结果就是色料混合或重叠产生的颜色。在理论上说，任何一种颜料都可以用3种基本颜料按一定比例混合得到。这3种颜料是青色（Cyan）、品红（Magenta）和黄色（Yellow），通常写成CMY，称为CMY模型。用这种方法产生的颜色之所以称为相减色，是因为它减少了为视觉系统识别颜色所需要的反射光。在相减混色中，当三基色等量相减时得到黑色；等量黄色（Y）和品红（M）相减，青色(C)为0时，得到红色（R）；等量青色（C）和品红（M）相减，黄色（Y）为0时，得到蓝色(B)；等量黄色（Y）和青色（C）相减，品红为0时，得到绿色（G）。如图2-12所示。蓝色（B）5．常用的色彩模式颜色是大自然景观必不可少的组成部分，无论是在万紫千红的高山和田野，还是在千变万化的宇宙，都可以见到各种不同颜色的漂亮景观。为了便于在各个领域还原色彩，图像专家定义出许多种不同的色彩模式，每一种色彩模式都有自己的特点和适合的应用领域。(1)RGB模式RGB模式由R、G、B三种原色组合而成，然后由这三种原色混合产生出成千上万种颜色。在RGB模式下，每一个像素由24位的数据表示，其中RGB三种原色各使用了8位，因此每种原色都可以表现出256种不同浓度的色调，所以三种原色混合起来就可以生成1677万种颜色，也就是我们常说的真彩色。常见的电视机和显示器就是采用了RGB的色彩模式。RGB模式是Photoshop中最常用的一种色彩模式，不管是扫描输入的图像，还是绘制的图像，几