第二章数字新媒体的关键技术第一节数字新媒体的技术构成数字新媒体技术是将抽象的信息变成可感知、可管理和交互的技术是融合了数字信息处理技术、计算机技术、数字通信与网络技术等的交叉学科与技术领域第一节数字新媒体的技术构成数字新媒体技术主要研究与数字媒体信息相关的获取、处理、传播、管理、安全、输出等相关理论、方法、技术与系统。第一节数字新媒体的技术构成数字信息获取与输出技术数字信息存储技术数字信息处理与生成技术数字传播技术数字信息管理与安全技术一、数字信息获取与输出技术图像信息获取与输出技术声音信息获取与输出技术人机交互技术数字终端技术数字信息获取设备键盘、鼠标、光笔、跟踪球、触摸屏等一般输入设备以及用于图像信息获取的数码相机、数字摄像机、扫描仪、视频采集系统用于语音和音频输入与合成的声音系统用于图形绘制与输入的数字化仪用于运动数据采集与交互的数据手套、数据衣等数据手套扩展阅读:虚拟现实(VR)与数据手套的研究数字输出技术包括显示技术、硬拷贝技术、声音系统等。在显示技术方面,平板高清显示器已经成为一种趋势三维显示技术也得到长足发展二、数字信息存储技术磁存储技术光存储技术半导体存储技术磁存储技术磁存储设备主要是硬盘、硬盘阵列和磁带等扩展阅读:磁存储技术的新发展光存储蓝光存储技术在高清晰数字音像记录设备和计算机外存储器方面有很广阔的应用前景扩展阅读:光存储半导体存储技术闪存技术可移动闪存卡扩展阅读:半导体存储技术三、数字信息处理与生成技术数字音频处理技术数字图像处理技术计算机图形技术四、数字传播技术数字通信网技术计算机网络技术数字无线技术四、数字传播技术数字传播技术主要包括数字传输技术和网络技术。网络包括广播电视网络、计算机网络和公共通信网等三网合一2010年5月批准方案,6月开始实行。2010年到2012年是三网融合的试点阶段2013年到2015年是推广阶段。四、数字传播技术广泛应用IP技术是数字媒体传播技术的发展趋势。NGN是下一代网络技术的代表。支持NGN的关键技术主要有IPV6、光纤高速、宽带接入、软交换、3G通信、网络安全等。五、数字信息管理与安全技术数据库管理技术数字媒体检索技术数字信息保护技术数字版权管理技术第二节数字音频技术声音与音频音频数字化音频数据量及质量数字音频的文件格式一、声音与音频在物理学上,声音被看成一种波动的能量,即声波一、声音与音频一般用频率、振幅和波形等三个基本特性来描述声音一、声音与音频在生理学上,声音是指作用于听觉器官所引起的一种主观感觉声音的频率、振幅和波形对应到人耳的主观感觉就是音调、响度和音色一、声音与音频人耳可感受声音频率范围为20~20000Hz声音高于20000Hz为超声波低于20Hz为次声波一、声音与音频按照声音的来源和作用,声音可分为人声、乐音和响音人声包括人物的独白、对白、旁白、歌声、啼笑、感叹等。二、音频数字化模拟音频信号在能量转换、传输和记录存储以及重放过程中,器其信号是连续不断的。二、音频数字化数字音频是用一连串二进制数据来保存的音频信号,是一种离散的数据信号方式。二、音频数字化音频数字化过程:采样量化编码二、音频数字化音频数字化过程:采样二、音频数字化音频数字化过程:量化二、音频数字化音频数字化过程:编码CD光盘就采用了PCM编码(PulseCodeModulation,脉冲编码调制)Apple公司的iPod和iTunes,Sony公司的PlayStation3等均使用AAC编码(AdvanceAudioCoding,高级音频编码)三、音频数据量及质量衡量数字音频的质量,通常有三个指标:采样频率量化深度音频流码率三、音频数据量及质量当前声卡常用的采样频率一般为44.1KHz、11KHz、22KHz、和48KHz11KHz的采样率获得的声音称为电话音质22KHz称为广播音质44.1KHz称为CD音质四、数字音频的文件格式CD格式(.cda)CD是常用音频格式中音质最好的格式之一,几乎所有的媒体播放器都支持CD。标准的CD采样位数为16位,最高可达24位。四、数字音频的文件格式MIDI格式(.mid)MIDI是MusicalInstrumentDataInterface的缩写,意思是乐器数字化接口MIDI本身并不直接提供声音数据,它是一个协议,只包含用于产生特定声音的指令,计算机把这些指令交由声卡去合成相应的声音四、数字音频的文件格式MP3格式(.mp3)MP3全称MPEGAudioLayer-3,是网络数字音乐的普遍格式1分钟CD质量的音乐未经压缩需10MB存储空间,而经MP3压缩编码后只有1MB左右。四、数字音频的文件格式MP4格式MP4和MP3之间并没有必然联系MP3是一种音频压缩的国际技术标准,而MP4是一个商标名称每首MP4的乐曲就是一个扩展名为.exe的可执行文件由于MP3格式的开放性带来了一些音乐版权保护方面的问题,MP4在加密和授权方面做了特别的设计四、数字音频的文件格式WAVE格式(.wav)WAVE格式由Microsoft公司开发,是一种无损压缩格式,缺点是文件体积大1分钟的WAV文件约占10MB的存储空间,而1分钟的MIDI文件却只有3.4KB四、数字音频的文件格式WMA格式(.wma)WMA全称WindowsMediaAudio,是Microsoft开发的一种音频格式,其实它就是ASF的音频格式一般可达18:1左右,但音质要强于MP3,因此,WMA格式是网络电台的首选编码格式四、数字音频的文件格式RA格式(.ra)RA全称RealAudio,是一种流式音频格式,主要用于在低速率的网络中实时传输音频信息四、数字音频的文件格式APE格式(.ape)APE压缩比约为2:1,是一种比较专业的音频格式,播放时最好选用比较专业的播放工具,如Foobar四、数字音频的文件格式AU格式(.au)AU格式是SUN公司推出的一种音频压缩格式,主要用于UNIX操作系统下的数字声音文件四、数字音频的文件格式VQF格式(.vqf)VQF是由NTT与Yamaha共同开发的一种音频压缩技术把一首4分钟的歌曲压成MP3大约需4MB,而使用VQF只需2MB由于MP3在数字音频界的霸主地位已经形成,VQF受关注度并不高,支持它的播放软件也不多,如YamahaSoundvq四、数字音频的文件格式AIFF格式(.aiff)AIFF是是Apple公司开发的一种音频文件格式,全称AudioInterchangeFileFormat,意为音频交换文件格式第三节数字图像技术图像颜色模型图像的基本属性数字图像的文件格式一、图像颜色模型RGB颜色模型CMYK颜色模型HSB颜色模型YUV与YIQ颜色模型CIELab颜色模型二、图像的基本属性分辨率颜色深度真彩色、伪彩色与直接色图像大小图象分辨率(ImageResolution)指图象中存储的信息量。这种分辨率有多种衡量方法,可以同时表示成“每英寸像素”(ppi)以及图形的长度和宽度。图象分辨率(ImageResolution)一张分辨率为640x480的图片,那它的分辨率就达到了307,200像素,也就是我们常说的30万像素一张分辨率为1600x1200的图片,它的像素就是?万颜色深度图象的位分辨率(BitResolution):又称位深,是用来衡量每个像素储存信息的位数所谓“位”,实际上是指“2”的平方次数,8位即是2的八次方颜色深度一幅8位色彩深度的图象,所能表现的色彩等级是256级。16位的发色总数是65536色24位的发色数是1677万多,它可以达到人眼分辨的极限,被称为真彩色32位色就并非是2的32次方的发色数,它其实也是1677万多色,不过它增加了8位的灰度颜色深度一般常见的有8位、16位、24位或32位色彩一幅8位色彩深度的图象,所能表现的色彩等级是256级。三、数字图像的文件格式BMP格式Bitmap(位图)的简写,它是Windows操作系统中的标准图像文件格式几乎不进行压缩,图像信息较丰富占用磁盘空间过大BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp,有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名。三、数字图像的文件格式JPEG格式JPEG格式是由联合照片专家组(JointPhotographicEx-pertsGroup)开发目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式JPEG文件的扩展名为.jpg或.jpeg,三、数字图像的文件格式GIF格式GIF是GraphicsInterchangeFormat的简称,意为图像交换格式。GIF支持在一幅GIF文件中存放多幅彩色图像,目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件,也称为GIF89a格式文件。三、数字图像的文件格式TIFF格式TIFF,全称是taggedimagefileformat是Mac中广泛使用的图像格式特点是图像格式复杂、存贮信息多扩展名为tif或tiff三、数字图像的文件格式PSD格式Photoshop的专用格式PhotoshopDocumentPSD其实是Photoshop进行平面设计的一张草稿图,下次打开文件时可以修改上一次的设计三、数字图像的文件格式SWF格式Swf是ShockwaveForma或shockwaveflash的缩写是动画设计软件Flash的专用格式,目前已成为网上动画的事实标准三、数字图像的文件格式PNG格式PNG是PortableNetworkGraphicFormat的所写,意为流式网络图形格式能把图像文件压缩到极限以利于网络传输,但又能保留所有与图像品质有关的信息三、数字图像的文件格式SVG格式SVG英文全称ScalableVectorGraphics,意思为可缩放的矢量图形是一种开放标准的矢量图形语言SVG可以算是目前最最火热的图像文件格式,将会为Web提供新的图像标准三、数字图像的文件格式TGA格式TGA(TaggedGraphics)已被国际上的图形、图像工业所接受三、数字图像的文件格式WMF格式全称WindowsMetafileForma,意为图元文件格式文件所占的磁盘空间很小三、数字图像的文件格式EPS格式EncapsulatedPostScripPC机用户较少见。而苹果Mac机的用户则用得较多分为PhotoshopEPS格式和标准EPS格式主要用于排版、打印等输出工作三、数字图像的文件格式PCX格式PCX格式是基于PC的绘图程序的专用格式一般的桌面排版、图形艺术和视频捕获软件都支持这种格式PCX压缩属于无损压缩第四节数字视频技术电视扫描视频信号电视制式电视分辨率数字化标准视频格式一、电视扫描一、电视扫描(逐行扫描)一、电视扫描(隔行扫描)一、电视扫描(隔行扫描)(interlacedscanning)二、电视制式电视可用不同的方式来实现。实现电视的一种特定方式,称为电视的一种制式。电视制式就是用来实现电视图像信号和伴音信号,或其它信号传输的方法,和电视图像的显示格式,以及这种方法和电视图像显示格式所采用的技术标准。二、电视制式在黑白电视和彩色电视发展过程中,分别出现过许多种不同的制式。二、电视制式目前世界各国所采用的黑白电视制式有:A、B、C、D、E、F、G、H、I、K、K1、L、M、N等,共计13种(其中A、C、E已不采用)我国为其中的D、K制。二、电视制式三种彩色电视制式:即NTSC制、SECAM制和PAL制(对于NTSC制,由于选用的色副载波的频率不同,还可分为NTSC4.43和3.58两种)二、电视制式正交平衡调幅制——NationalTelevisionSystemsCommittee,简称NTSC制。采用这种制式的主要国家有美国、加