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1、多多 媒媒 体体 技技 术术电子教学课件电子教学课件第第2 2章章1/4/20231陈文华陈文华第第2 2章章 媒体及媒体媒体及媒体信息处理技术信息处理技术n 2.1 2.1 媒体的种类和特点媒体的种类和特点n 2.2 2.2 视觉媒体技术视觉媒体技术 n 2.3 2.3 听觉媒体技术听觉媒体技术 n 2.4 2.4 触觉媒体技术触觉媒体技术1/4/20232陈文华陈文华2.1 媒体的种类和特点媒体的种类和特点 研研究究怎怎样样把把感感觉觉媒媒体体转转换换为为计计算算机机能能够够处理的用数字比特流表示的媒体。处理的用数字比特流表示的媒体。u 文文本本数数据据信信息息擅擅长长表表现现概概念念和和
2、刻刻划划细细节节，进行逻辑数理判断和推导。进行逻辑数理判断和推导。u 图图形形信信息息擅擅长长表表达达思思想想的的轮轮廓廓以以及及生生动动直观地表示大量数据信息。直观地表示大量数据信息。u 视视频频媒媒体体则则适适合合于于表表现现真真实实的的场场景景和和一一系列连续变化的趋向。系列连续变化的趋向。1/4/20233陈文华陈文华2.1 媒体的种类和特点媒体的种类和特点u 听听觉觉与与视视觉觉媒媒体体可可以以共共同同出出现现，往往往往适适用用于于作作说说明明和和示示意意，进进行行效效果果的的渲渲染染和和烘托。烘托。u 触触觉觉媒媒体体可可以以使使人人感感觉觉周周围围环环境境的的温温度度、湿湿度度和
3、和外外界界的的压压力力，产产生生一一种种身身临临其其境境感觉。感觉。1/4/20234陈文华陈文华 2.2 视觉媒体技术视觉媒体技术n 2.2.1 2.2.1 人类的视觉特性人类的视觉特性n 2.2.2 2.2.2 文本信息处理文本信息处理n 2.2.3 2.2.3 图形和图像图形和图像n 2.2.4 2.2.4 电视技术基础电视技术基础n 2.2.5 2.2.5 动画动画1/4/20235陈文华陈文华2.2.1 人类的视觉特性人类的视觉特性n 1.1.光的辐射波谱光的辐射波谱n 2.2.色调、亮度和饱和度色调、亮度和饱和度1/4/20236陈文华陈文华1.光的辐射波谱光的辐射波谱 电电磁磁波
4、波以以每每秒秒3103108 8m/sm/s的的速速度度传传播播，不不同同的的波波段段对对应应电电磁磁波波不不同同的的波波长长（波长波速（波长波速周期）。周期）。图图2-1 2-1 电磁波谱电磁波谱1/4/20237陈文华陈文华1.光的辐射波谱光的辐射波谱u不同的色光实际对应于不同波长的光波。不同的色光实际对应于不同波长的光波。图图2-2 2-2 可见光谱可见光谱1/4/20238陈文华陈文华2.色调、亮度和饱和度色调、亮度和饱和度u 光光的的物物理理性性质质是是由由光光波波的的物物理理特特征征即即波波长和幅度决定的。长和幅度决定的。u 人人眼眼的的视视网网膜膜是是由由大大量量光光敏敏细细胞胞
5、组组成成的的，按其形状分为杆状细胞和锥状细胞。按其形状分为杆状细胞和锥状细胞。u 色色彩彩可可用用色色调调、饱饱和和度度和和亮亮度度三三个个特特性性 （三三要要素素）来来描描述述。1/4/20239陈文华陈文华 2.色调、亮度和饱和度色调、亮度和饱和度n（1 1）色调与色相色调与色相 图图2-3 2-3 十二色相图十二色相图1/4/202310陈文华陈文华2.色调、亮度和饱和度色调、亮度和饱和度n（2 2）亮度与明度）亮度与明度u 光光波波的的振振幅幅代代表表光光的的能能量量称称为为亮亮度度与与明明度度，振振幅幅的的差差别别给给人人以以明明暗暗的的区区别别，亮亮度度（亮亮度度是是非非彩彩色色属
6、属性性）是是指指色色彩彩明明暗暗深深浅浅的的程程度度，也可称为色阶。也可称为色阶。同一物体因受光不同会产生明度上的变化同一物体因受光不同会产生明度上的变化1/4/202311陈文华陈文华2.色调、亮度和饱和度色调、亮度和饱和度u 彩彩色色图图像像中中的的亮亮度度对对应应于于黑黑白白图图像像中中的的灰灰度度。灰灰度度定定义义为为从从黑黑到到白白之之间间等等间间隔隔的的亮亮度度层次。层次。u 人人眼眼对对亮亮度度或或灰灰度度的的感感觉觉要要比比对对色色度度感感觉觉灵敏得多。灵敏得多。实实验验证证明明人人眼眼对对亮亮度度细细节节的的极极限限分分辨辨力力比比彩彩色色细细节节几几乎高六倍。乎高六倍。1/
7、4/202312陈文华陈文华2.色调、亮度和饱和度色调、亮度和饱和度n（3 3）饱和度与纯度）饱和度与纯度u 饱饱和和度度是是指指色色彩彩纯纯粹粹的的程程度度，饱饱和和度度越越深，颜色越鲜明或越纯，相反则越淡。深，颜色越鲜明或越纯，相反则越淡。u 饱饱和和度度还还和和亮亮度度有有关关，当当摄摄入入白白光光或或黑黑光时会引起饱和度的变化。光时会引起饱和度的变化。1/4/202313陈文华陈文华2.2.2 文本信息处理文本信息处理n 所所谓谓文文本本是是指指以以文文字字或或特特定定的的符符号号来来表表达达信息的方式。信息的方式。u 文文字字是是一一种种有有结结构构的的符符号号组组，由由具具有有上上
8、下下文文关关系系的的字字符符串串所所组组成成。符符号号包包括括各各种种各各样样描描述述量量、语语言言、数数据据、标标识识等等形形式式，是是人人类类对对信信息息进进行行抽抽象象的的结结果果，可可以以表表示示数数值值、事事物或事件，也可以表示语言。物或事件，也可以表示语言。u 美美国国标标准准信信息息交交换换码码。ASCIIASCII码码是是由由7 7位位二二进进制制代代码码组组成成的的，每每个个字字符符的的编编码码只只占占用用了了一一个个字字节节的的低低7 7位位（最最高高位位，第第7 7位位均均为为0 0），总共定义总共定义128128个字符。个字符。1/4/202314陈文华陈文华 ASCI
9、I 码码u 例例如如：字字母母A A的的二二进进制制代代码码是是1000001B1000001B，十十六六进进制制代代码码表表示示为为41H41H，字字母母K K的的二二进进制制代代码码是是1001011B1001011B，十十六六进进制制表表示示为为4BH4BH。u 在在ASCIIASCII码码表表中中，包包含含有有3333个个特特殊殊控控制制符符。它它们们被被定定义义用用于于对对设设备备的的操操作作和和特特殊殊控控制制，特特殊殊控控制制符符一一般般不不能能被被显显示示或或打印，因而也被称作非打印字符。打印，因而也被称作非打印字符。u 扩扩充充ASCIIASCII码码采采用用了了八八位位二二
10、进进制制编编码码，使使字字节节的的最最高高位位（第第7 7位位）均均为为1 1，从从而而扩大定义了扩大定义了128128个图形符号。个图形符号。1/4/202315陈文华陈文华2.2.2 文本信息处理文本信息处理n 19911991年年中中国国国国家家标标准准局局颁颁布布了了国国标标GB2312GB2312信信息息交交换换用用汉汉字字编编码码字字符符集集 基基本本集集，共共收收录录数数字字、符符号号、拉拉丁丁字字母母、希希腊腊字字母母、日日文文字字母母、汉汉语语拼拼音音字字母母、汉汉字字和和图图形形等等74457445个个，其其中中常常用用的的一一级级汉汉字字37553755个个，按按汉汉字字
11、拼拼音音字字母母顺顺序序编编排排，二二级级汉汉字字30083008个个，按按部部首首顺顺序序编编排排。所所有有汉汉字字分分成成9494个个区区，每每个个区区设设有有9494个个位位，每每个个汉汉字字由由区区号号和和位位号号唯唯一一确确定定，例例如如“大大”字字在在2020区区8383位位，区区位位码码是是20832083。汉汉字字的的区区号号和和位位号号分分别别占占用用一一个个字字节节，因因此此，每每个个汉汉字字占占用用两两个个字字节。节。1/4/202316陈文华陈文华2.2.2 文本信息处理文本信息处理u 计计算算机机英英、数数字字符符和和符符号号的的表表示示方方式式有有“半角字符半角字符
12、”和和“全角字符全角字符”两种。两种。u 例例如如，用用ASCIIASCII码码表表示示的的“A”A”，其其机机内内码码占占用用一一个个字字节节，被被称称为为半半角角字字符符；用用两两个个字字节节的的汉汉字字码码表表示示的的“”，被被称称为为全全角角字字符符。特特别别应应注注意意的的是是，用用全全角角方方式式输输入入的的数数字字，比如比如“1”1”，不能被用于数值计算。，不能被用于数值计算。u 汉汉字字输输入入时时采采用用输输入入码码，存存储储或或处处理理汉汉字字时时采采用用机机内内码码，输输出出汉汉字字时时根根据据汉汉字字库库中中的的汉汉字字地地址址码码寻寻找找汉汉字字字字形形码码进进行行显
13、显示示或或打打印印。而而国国标标汉汉字字/区区位位码码是是编编制制这这些些代代码码的的统统一一标准和依据。标准和依据。1/4/202317陈文华陈文华2.2.2 文本信息处理文本信息处理 汉字处理的全过程如图汉字处理的全过程如图2-42-4所示。所示。转换转换 输出控制输出控制 字库字库 显示或打印显示或打印 汉字输入汉字输入 存储、处理存储、处理 （地址码）（地址码）（字形码）（字形码）（输入码）（输入码）（机内码）（机内码）源码输出源码输出 在文本文件中，不带有文本格式信息的文本称为在文本文件中，不带有文本格式信息的文本称为非格式化文本文件或纯文本文件；而带有各种文本非格式化文本文件或纯文
14、本文件；而带有各种文本排版等格式信息的文本文件，称格式化文本文件。排版等格式信息的文本文件，称格式化文本文件。1/4/202318陈文华陈文华2.2.3 图像和图形图像和图形n1.1.图形图形n2.2.图像图像n3.3.图形图像文件格式图形图像文件格式n4.4.图形和图像的转化图形和图像的转化1/4/202319陈文华陈文华2.2.3 图像和图形图像和图形n 图形与图像又称为静图，图形与图像又称为静图，n 1.1.图形图形u 图图形形也也称称矢矢量量图图形形，是是计计算算机机用用一一组组指指令绘制的画面。令绘制的画面。u 使使用用矢矢量量图图形形的的最最大大优优点点在在于于可可以以分分别别控控
15、制制处处理理图图中中的的各各个个部部分分，如如在在屏屏幕幕上上移移动动、旋旋转转、放放大大、缩缩小小、扭扭曲曲等等变变换换而而不不失失真真，不不同同的的物物体体还还可可在在屏屏幕幕上上重重叠并保持各自的特性，必要时仍可分开。叠并保持各自的特性，必要时仍可分开。1/4/202320陈文华陈文华图图2-5 2-5 矢量图形矢量图形n 矢矢量量图图形形的的另另一一优优点点是是文文件件容容量量较较小小，缺缺点点是是有有些些场场合合会会因因打打印印机机型型号号不不同同而而不不能能打打印印。显示图形所花费时间比较多显示图形所花费时间比较多。1.图图 形形1/4/202321陈文华陈文华2.2.图图 像像n
16、 图图像像指指用用摄摄像像机机或或扫扫描描仪仪等等输输入入设设备备捕捕捉捉实实际际场场景景画画面面产产生生的的数数字字图图像像，并并存存储储在计算机中已经离散化了的数字信息。在计算机中已经离散化了的数字信息。n 图图像像是是由由许许多多点点阵阵（像像素素）而而构构成成的的点点位位图图。黑黑白白线线条条图图常常用用1 1位位值值表表示示，灰灰度度图图常常用用4 4位位（1616种种灰灰度度等等级级）或或8 8位位（256256种种灰灰度度等等级级）表表示示该该点点的的亮亮度度，而而彩彩色色图图像像则则用用更更多多的的位位数数（8 8，1616，2424，3232位位）来描述像素点的颜色层次。来描
17、述像素点的颜色层次。1/4/202322陈文华陈文华2.2.图图 像像图图2-6 2-6 位图图像位图图像u 优点优点:色彩很鲜艳、逼真，层次很丰富。色彩很鲜艳、逼真，层次很丰富。u 缺缺点点:文文件件的的容容量量大大，要要采采用用文文件件压压缩缩的的方方法法，降低位图文件的大小。降低位图文件的大小。1/4/202323陈文华陈文华2.2.图图 像像 图像处理主要有以下性能参数：图像处理主要有以下性能参数：u（1 1）分辨率）分辨率 分辨率是指每英寸屏幕的像素点数。分辨率是指每英寸屏幕的像素点数。u 屏屏幕幕分分辨辨率率指指计计算算机机显显示示器器屏屏幕幕显显示示图图像像的的最最大大显显示示区
18、区，以以水水平平和和垂垂直直像像素素点点表表示示，比比如如屏屏幕分辨率定为幕分辨率定为 800600800600个像素点。个像素点。u 图图像像分分辨辨率率指指数数字字化化图图像像的的大大小小，以以水水平平和和垂垂直直像像素素点点表表示示。例例如如，在在800600800600屏屏幕幕上上显显示示320240320240个个像像素素点点的的图图像像，320240320240就就是是图图像像分分辨率。辨率。u 像像素素分分辨辨率率是是指指一一个个像像素素的的宽宽和和长长的的比比例例（也称为像素的长宽比）。（也称为像素的长宽比）。1/4/202324陈文华陈文华2.2.图图 像像u（2 2）色彩深
19、度）色彩深度u 色色彩彩深深度度是是指指图图像像的的最最大大颜颜色色数数，屏屏幕幕上上每每个个像像素素都都用用一一位位或或多多位位描描述述其其颜颜色色信信息息。如如单单色色图图像像的的深深度度为为1 1位位二二进进制制码码，表表示示亮亮与与暗暗；彩彩色色图图像像深深度度若若为为4 4位位、8 8位位、2424位位，则则支持支持1616色、色、256256色、色、16771677万多种色。万多种色。u（3 3）图像文件大小）图像文件大小u 用用B B表示字节，描述图像文件大小的方法表示字节，描述图像文件大小的方法为：容量高为：容量高宽宽色彩位数色彩位数88。例如，一。例如，一幅像素为幅像素为 6
20、40480640480的的256256色（色（8 8位）图像文件位）图像文件大小：大小：6404808864048088307.2 KB307.2 KB1/4/202325陈文华陈文华3.图形图像文件格式图形图像文件格式n（1 1）BMPBMP文件文件u BMPBMP文文件件格格式式是是MicrosoftMicrosoft公公司司的的WindowsWindows中中普普遍遍采采用用的的一一种种与与设设备备无无关关的的图图像像格格式式，使使用用非非常常广广。在在DOSDOS、WindowsWindows、Windows Windows NTNT等等操操作作系系统统下下均均可可使使用用，但但不不能
21、能在在MacintoshMacintosh计算机上使用。计算机上使用。n（2 2）PCXPCX文件文件u PCXPCX文文件件的的色色彩彩深深度度可可选选为为1bit1bit、4bit4bit、8bit8bit，它它不不支支持持真真彩彩色色。PCXPCX文文件件采采用用RLERLE行行程编码。程编码。1/4/202326陈文华陈文华3.图形图像文件格式图形图像文件格式n（3 3）TIFFTIFF文件文件u TIFFTIFF图图像像格格式式最最大大的的优优点点是是可可移移植植性性好好，在在IBM IBM PCPC计计算算机机和和MacintoshMacintosh、UnixUnix以以及及其其他
22、计算机的平台上都可以读出。他计算机的平台上都可以读出。u TIFFTIFF定定义义了了四四类类不不同同的的格格式式：TIFFBTIFFB适适用用于于二二值值图图像像；TIFFGTIFFG适适用用于于黑黑白白灰灰度度图图像像；TIFFPTIFFP适适用用于于带带调调色色板板的的彩彩色色图图像像；TIFFRTIFFR适用于适用于RGBRGB模式模式2424位真彩图像。位真彩图像。1/4/202327陈文华陈文华3.图形图像文件格式图形图像文件格式n（4 4）GIFGIF文件文件u GIFGIF文文件件格格式式采采用用压压缩缩存存储储而而缩缩短短获获取取图图像像信信息息的的时时间间。使使用用索索引引
23、颜颜色色图图像像，GIFGIF的的色色彩彩深深度度从从1bit1bit到到8bit8bit，即即GIFGIF最最多多支支持持256256种种色彩的图像。有以下特点：色彩的图像。有以下特点：u 在在一一个个GIFGIF文文件件中中可可以以存存多多幅幅彩彩色色图图像像，如如果果逐逐幅幅读读出出多多幅幅图图像像可可构构成成一一种种简简单单的的动动画。画。u GIFGIF文文件件的的透透明明处处理理功功能能在在网网页页制制作作上上有特殊的用途。有特殊的用途。1/4/202328陈文华陈文华3.图形图像文件格式图形图像文件格式n（5 5）JPEGJPEG文件文件u 由由JPEGJPEG专专家家组组制制定
24、定的的第第一一个个压压缩缩静静态态数数字字图图像像的的国国际际标标准准，图图像像的的保保真真度度在在较较宽宽的的压压缩缩范范围围里里的的评评价价是是“好好”、“很很好好”到到“与与原原始始图图像像几几乎乎不不能能区区分分”。其其压压缩缩比比约约为为1:51:5至至1:501:50，甚甚至至更更高高，可可以以保保存存2424位位真真彩彩色色图图像像或或照照片片信信息息，是是目目前前比比较较流流行行的的一一种种图图像像格格式。式。n（6 6）PSDPSD、PDDPDD文件文件u PSDPSD、PDDPDD是是PhotoshopPhotoshop图图像像处处理理软软件件专专用用的的图像文件格式。图像
25、文件格式。1/4/202329陈文华陈文华3.图形图像文件格式图形图像文件格式n（7 7）EPSEPS文件文件u CorelDrawCorelDraw、FreeHandFreeHand等等软软件件均均支支持持EPSEPS格格式，它属于矢量图格式，输出质量非常高。式，它属于矢量图格式，输出质量非常高。n（8 8）CDRCDR文件文件u CDRCDR文文件件是是CorelDrawCorelDraw矢矢量量图图形形处处理理软软件件专专用的矢量图文件格式。用的矢量图文件格式。n（9 9）TGATGA文件文件u TGATGA格格式式能能很很好好地地在在MacintoshMacintosh计计算算机机上上
26、再再现现图图像像的的色色彩彩，与与TIFFTIFF一一样样能能高高质质量量地地保保存存2424位真彩色图像。位真彩色图像。1/4/202330陈文华陈文华4.图形和图像的转化图形和图像的转化n（1 1）图形和图像的硬转化）图形和图像的硬转化u 同同一一个个对对象象既既可可以以被被作作为为图图形形处处理理也也可可以以被被作作为为图图像像处处理理。那那么么到到底底哪哪种种过过程程更更有有效效，要看被处理的对象性质和要达到的处理结果。要看被处理的对象性质和要达到的处理结果。n（2 2）图形和图像之间的软转化）图形和图像之间的软转化u 软软转转化化是是指指使使用用应应用用程程序序软软件件来来转转化化文
27、文件件的的格式。格式。u 目目前前出出现现的的如如AdobeAdobe公公司司的的EPSEPS格格式式，它它就就是是一种兼并图形和图像的各自优点的文件格式。一种兼并图形和图像的各自优点的文件格式。1/4/202331陈文华陈文华2.2.4 电视技术基础电视技术基础n 电视技术介绍电视技术介绍n 1.1.视频图像扫描视频图像扫描n 2.2.视频制式标准视频制式标准n 3.3.数字视频文件格式数字视频文件格式1/4/202332陈文华陈文华2.2.4 电视技术基础电视技术基础n 电电视视技技术术是是利利用用光光电电转转换换原原理理实实现现光光学学图图像像变变换换为为电电视视信信号号进进行行远远距距
28、离离的的传传播播，然然后后再再还还原原为为光光学学图图像像的的一一门门技技术术。整整个个电电视视系系统统主主要要由由成成像像、电电视视信信号号形形成成、信信号号处处理理、传传输输系系统统。电电视视信信号号接接收收与与显显示示等等部部分分组组成成。形形成成了了目目前前国国际际上上的的三三大大模模拟拟彩彩色色电电视视制制式式：PALPAL，NTSCNTSC和和SECAMSECAM。1/4/202333陈文华陈文华1.视频图像扫描视频图像扫描图图2-7 2-7 电视技术扫描原理电视技术扫描原理 扫扫描描行行数数越越多多，图图像像分分解解力力越越高高，但但电电视视信信号号的的带宽越宽，对信道的要求越高
29、带宽越宽，对信道的要求越高。光电转换光电转换/扫描扫描电子束电子束1234电子束电子束1234电光转换电光转换/扫描扫描光电导层光电导层电视屏幕电视屏幕传输信道传输信道1/4/202334陈文华陈文华1.视频图像扫描视频图像扫描图图2-8 2-8 隔行扫描光栅图隔行扫描光栅图 电视系统必须在每秒中内传输二十帧以上的图电视系统必须在每秒中内传输二十帧以上的图像，以满足人眼对图像连续感的要求。像，以满足人眼对图像连续感的要求。1/4/202335陈文华陈文华2.视频制式标准视频制式标准n 正交平衡调幅正交平衡调幅 NTSC NTSC 制式制式u NTSCNTSC制制式式规规定定：每每秒秒3030帧
30、帧视视频频画画面面，水水平平扫扫描描线线为为525525行行，水水平平分分辨辨率率为为240240400400个个像像素素点点，采采用用2:12:1隔隔行行扫扫描描，每每场场包包含含262.5262.5行行，场场频频为为60Hz60Hz，行行频频（又又称称水水平平扫扫描描频频率率）为为15734Hz15734Hz，彩彩色色全全电电视视信信号号可可以以分分解解成成R R、G G、B B或或分分解解成成Y Y和和色色度度信信号号C C（分分解解成成两两个个Q Q、I I色色差差信信号号），NTSCNTSC制制式式传传送送的的是是Y Y和和C C，Y Y的的能能量量主主要要分分布布在在通通带带的的低
31、低端端，C C的的能能量量主主要要分布在通带的高端分布在通带的高端。1/4/202336陈文华陈文华2.视频制式标准视频制式标准n 顺序传送彩色存储顺序传送彩色存储 SECAM SECAM 制式制式u SECAMSECAM制制式式规规定定：水水平平扫扫描描线线为为625625行行，水水平平分分辨辨率率为为625625个个像像素素点点，场场频频为为50Hz50Hz，行行频频为为15625Hz15625Hz，逐逐行行依依次次传传送送色色差差信信号号R RY Y和和B BY Y，在在同同一一时时间间内内只只有有一一个个色色差差信信号号存存在在，因因而而避避免免了了两两个个色色差差信信号号的的互互相相
32、串串扰扰。对对亮亮度度信信号号仍仍然然采采用用每每行行传传送送方方式式，SECAMSECAM的的色色差差信信号号对对副副载载波波的调制采用调频方式。的调制采用调频方式。1/4/202337陈文华陈文华2.视频制式标准视频制式标准n 逐行倒相正交平衡调幅逐行倒相正交平衡调幅 PAL PAL 制式制式u PALPAL制制式式规规定定：每每秒秒2525帧帧，每每帧帧625625行行，每每行行240240400400个个像像素素点点，隔隔行行扫扫描描方方式式，场场频频为为50Hz50Hz，行行频频为为15625Hz15625Hz。为为了了克克服服NTSCNTSC中中相相位位敏敏感感性性，通通过过色色彩
33、彩相相序序的的倒倒相相，这这两两种种误误差差可可以以通通过过平平衡衡相相互互抵抵消消。PALPAL制制式式的的亮亮度度信信号号Y Y的的能能量量主主要要分分布布在在通通带带（6MHz6MHz）的的低低端端，色色度度信信号号C C（分分解解成成U U、V V色色差差信信号号）的的能能量量主主要要分分布布在在通通带带的的高高端端。我我们们称称色色信信号号在在亮亮度度信信号号频频谱谱高高端端的的中中心心位位置置为为彩色副载波或简称为副载波。彩色副载波或简称为副载波。1/4/202338陈文华陈文华图图2-9 电视信号电视信号频谱交错法频谱交错法u 我我国国彩彩色色电电视视的的副副载载波波频频率率为为
34、4.43MHz4.43MHz。色色度度C C（包包括括Y Y、U U）信信号号的的总总带带宽宽为为2.6MHz2.6MHz，可可以以保保证证色色度度信信号号频频谱谱都都落落在在亮亮度度带带宽宽之之内内。这种方法称电视信号频谱交错法。这种方法称电视信号频谱交错法。1/4/202339陈文华陈文华2.视频制式标准视频制式标准n 在在发发送送端端，彩彩色色摄摄像像机机输输出出彩彩色色图图像像信信号号的的RGBRGB三三个个分分量量，分分别别经经放放大大、校校正正和和黑黑白白电电视视机机兼兼容容及及压压缩缩编编码码，得得到到的的三三种种基基色色R R、G G、B B所所构构成成亮亮度度信信号号的比例关
35、系的亮度方程式：的比例关系的亮度方程式：Y Y0.299R+0.587G+0.114B0.299R+0.587G+0.114B （2121）n 为节省传输信道，传送一个为节省传输信道，传送一个Y Y和二个和二个U U，V V。（。（U U B BY Y，V V R RY Y），），其变换表达式如下：其变换表达式如下：（2222）1/4/202340陈文华陈文华2.视频制式标准视频制式标准n 在接收端再通过矩阵逆变换后还原成三个基在接收端再通过矩阵逆变换后还原成三个基色分量显示在屏幕上。色分量显示在屏幕上。（2323）u 模拟视频优点：成本低和还原性好。缺点：图模拟视频优点：成本低和还原性好。缺
36、点：图像清晰度不高，并且复制降低会图像质量。像清晰度不高，并且复制降低会图像质量。u 数字视频的优点：可以无失真地进行无限次复数字视频的优点：可以无失真地进行无限次复制，可以用计算机对数字视频进行创造性的编制，可以用计算机对数字视频进行创造性的编辑。缺点：数据量大，必须进行压缩编码。辑。缺点：数据量大，必须进行压缩编码。1/4/202341陈文华陈文华3.数字视频文件格式数字视频文件格式 常用的数字视频文件有以下几种：常用的数字视频文件有以下几种：u（1 1）AVIAVI文件文件u 可用多媒体播放器播放可用多媒体播放器播放。目前主要应用目前主要应用在多媒体光盘上，用来保存电影、电视等在多媒体光
37、盘上，用来保存电影、电视等各种影像信息，有时也出现在各种影像信息，有时也出现在InternetInternet网网上，供用户下载、欣赏新影片的精彩片断。上，供用户下载、欣赏新影片的精彩片断。u（2 2）MPEGMPEG文件文件u 它采用有损压缩方法减少运动图像中的它采用有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息，同时保证每秒冗余信息，同时保证每秒3030帧的图像动态帧的图像动态刷新率，已被所有的计算机平台共同支持。刷新率，已被所有的计算机平台共同支持。1/4/202342陈文华陈文华3.数字视频文件格式数字视频文件格式u（3 3）RMRM文件文件u 主要用来在低速率的广域网上实时传输活主要用来在低速
38、率的广域网上实时传输活动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率，从而实现影像数据同而采用不同的压缩比率，从而实现影像数据的实时传送和实时播放（边下载边播放）。的实时传送和实时播放（边下载边播放）。u（4 4）MOV/QTMOV/QTu 文件格式支持文件格式支持256256位彩色，支持位彩色，支持 RLERLE、JPEGJPEG等压缩技术，提供等压缩技术，提供150150多种视频效果，并配有多种视频效果，并配有提供了提供了200200多种多种MIDIMIDI兼容音响和设备的声音装兼容音响和设备的声音装置。置。1/4/202343陈文华
39、陈文华2.2.5 动动 画画n动画动画是运动的图画艺术，运动是动画的本质。是运动的图画艺术，运动是动画的本质。u 根据视觉空间的不同，计算机动画又分为二维动根据视觉空间的不同，计算机动画又分为二维动画与三维动画。画与三维动画。u 计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软计算机动画的关键技术体现在计算机动画制作软件及硬件技术上。件及硬件技术上。u 计算机动画在几个关键帧上设置好其特性，如颜计算机动画在几个关键帧上设置好其特性，如颜色、位置、角度、焦距、间隔的时间等则计算机就色、位置、角度、焦距、间隔的时间等则计算机就会自动运算来生成中间的变化过程，即自动生成中会自动运算来生成中间的变化过程，即
40、自动生成中间帧。间帧。u 计算机动画制作是一种高技术、高智力和高艺术计算机动画制作是一种高技术、高智力和高艺术的创造性工作。的创造性工作。1/4/202344陈文华陈文华2.2.5 动动 画画 常用的动画文件格式有以下几种：常用的动画文件格式有以下几种：u 1.GIF1.GIF文件文件 主要用于图像文件的网络传输，文件数据量小。主要用于图像文件的网络传输，文件数据量小。GIFGIF图像格式除了逐行显示方式之外，还增加了渐图像格式除了逐行显示方式之外，还增加了渐显方式。最初，显方式。最初，GIFGIF只是用来存储单幅静止图像，只是用来存储单幅静止图像，称称GIF87aGIF87a，后来又进一步发
41、展成为后来又进一步发展成为GIF89aGIF89a，可以可以同时存储若干幅静止图像并进而形成连续的动画。同时存储若干幅静止图像并进而形成连续的动画。u 2.FLI/FLC2.FLI/FLC（FlicFlic）文件文件 是是AutodeskAutodesk Animaor/AnimaorAnimaor/Animaor Pro/3D Studio Pro/3D Studio等等2D/3D2D/3D动画制作软件中采用的彩色动画文件格式。动画制作软件中采用的彩色动画文件格式。1/4/202345陈文华陈文华2.3 听觉媒体技术听觉媒体技术n 2.3.1 2.3.1 耳的听觉特性耳的听觉特性n 2.3.
42、2 2.3.2 采样与量化采样与量化n 2.3.3 2.3.3 数字音频压缩编码数字音频压缩编码 n 2.3.4 MIDI2.3.4 MIDI电子合成音乐电子合成音乐n 2.3.5 2.3.5 数字音频主要技术参数数字音频主要技术参数n 2.3.6 2.3.6 数字音频文件格式数字音频文件格式1/4/202346陈文华陈文华 2.3.1 耳的听觉特性耳的听觉特性n 1.1.声压声压u 一般情况下声压指的是瞬时声压的均方根值，一般情况下声压指的是瞬时声压的均方根值，或者叫做有效声压。声压的单位为或者叫做有效声压。声压的单位为PaPa帕斯卡帕斯卡（一个标准大气压等于（一个标准大气压等于101325
43、Pa101325Pa帕斯卡）。帕斯卡）。u 人耳能听到的最低限度的声压是人耳能听到的最低限度的声压是20uPa20uPa（201020106 6），），这个极限称为可听阈。这个极限称为可听阈。u 人能听到叶子的沙沙声或人在相距人能听到叶子的沙沙声或人在相距1 1米处的米处的低声耳语的声压是低声耳语的声压是65uPa65uPa。u 而人耳听觉时声音的最高极限为而人耳听觉时声音的最高极限为64.5Pa64.5Pa，它它会使耳朵疼痛难忍，所以这个极限也叫痛阈会使耳朵疼痛难忍，所以这个极限也叫痛阈。1/4/202347陈文华陈文华2.3.1 耳的听觉特性耳的听觉特性u 人耳的听觉特性是指数特性。表示声
44、音强弱人耳的听觉特性是指数特性。表示声音强弱的数值称为声压级的数值称为声压级LpLp，单位是分贝单位是分贝（dbdb）。）。u 式中：式中：P P为声压有效值；为声压有效值；20uPa20uPa作为作为PrefPref零零声压级参考值（声压级参考值（0db0db）；）；u 一般语音信号大概有一般语音信号大概有20204040分贝的动态范分贝的动态范围。围。u 大型交响乐、戏剧等声音的动态范围可高大型交响乐、戏剧等声音的动态范围可高达达80809090（0.645Pa0.645Pa）分贝。分贝。u 当超过当超过130130（64.5Pa64.5Pa）分贝时，人耳会感到分贝时，人耳会感到痛感。对大
45、多数人来说，当声压级增高或降低痛感。对大多数人来说，当声压级增高或降低 3dB3dB时，才能察觉出时，才能察觉出3 3分贝的音响变化。分贝的音响变化。1/4/202348陈文华陈文华2.3.1 耳的听觉特性耳的听觉特性n 2.2.声频率声频率u 人耳可以听至的声音在人耳可以听至的声音在202020000 Hz20000 Hz范范围之内。围之内。u 声音可以是单一频率的纯音（正弦波），声音可以是单一频率的纯音（正弦波），但绝大部分都是由各种频率组合成的复合音，但绝大部分都是由各种频率组合成的复合音，其分布情形有其分布情形有3 3种：种：u 第一种是大多数纯音的频率都较高，称为第一种是大多数纯音的
46、频率都较高，称为高音。高音。u 第二种是纯音的频率集中在低频部分，称第二种是纯音的频率集中在低频部分，称为低音为低音。1/4/202349陈文华陈文华2.3.1 耳的听觉特性耳的听觉特性u 而介于两者之间的是中音。习惯上把而介于两者之间的是中音。习惯上把300 Hz300 Hz以下的声音称为低音，以下的声音称为低音，300 Hz300 Hz1000 Hz1000 Hz称为中音，称为中音，4000 Hz 4000 Hz 以上称为高以上称为高音。音。u 人对声音频率的感觉表现为音调的高人对声音频率的感觉表现为音调的高低，且当声音的频率按指数规律上升时，低，且当声音的频率按指数规律上升时，音调的感觉
47、线性升高。这意味着只有对音调的感觉线性升高。这意味着只有对声音信号的频率取对数，才会与人的音声音信号的频率取对数，才会与人的音高感觉成线性关系。高感觉成线性关系。1/4/202350陈文华陈文华2.3.1 耳的听觉特性耳的听觉特性n 3.3.频响特性频响特性图图2-102-10显示声音的频带宽度显示声音的频带宽度 音音 频频 带带 宽宽 语音带宽语音带宽1/4/202351陈文华陈文华2.3.1 耳的听觉特性耳的听觉特性n 4.4.音频信号的质量音频信号的质量u 主主要要对对音音乐乐、音音响响效效果果和和语语音音3 3种种音音频频信信号号进进行行处处理。国际上制定了一系列判断音质的标准。理。国
48、际上制定了一系列判断音质的标准。10 20 50 200 3400 7000 15000 20000 10 20 50 200 3400 7000 15000 20000 f f（HzHz）图图2-11 42-11 4种声音的质量等级种声音的质量等级数字数字电话电话调幅广播调幅广播AM调频广播调频广播FM数字激光数字激光CD1/4/202352陈文华陈文华2.3.2 采样与量化采样与量化n 5.5.掩蔽效应掩蔽效应u 当一个声音在听觉上掩蔽了另一个声音，即当一个声音在听觉上掩蔽了另一个声音，即所谓的所谓的“掩蔽效应掩蔽效应”。n 2.3.2 2.3.2 采样与量化采样与量化u 把模拟音频信号转
49、换为用二进制数据表示的把模拟音频信号转换为用二进制数据表示的数字音频信号才能送到计算机进行再编辑和存数字音频信号才能送到计算机进行再编辑和存储。数字音频的特点是保真度好，动态范围大。储。数字音频的特点是保真度好，动态范围大。u 音频数字化是通过采样和量化两个过程把模音频数字化是通过采样和量化两个过程把模拟量表示的音频信号转换成由许多二进制数拟量表示的音频信号转换成由许多二进制数1 1和和0 0组成的数字音频文件。组成的数字音频文件。1/4/202353陈文华陈文华采用采用 PCM 编码原理的编码原理的模数模数 A/D 转换器转换器采样的目的是在时间轴上对信号数字化。采样的目的是在时间轴上对信号
50、数字化。量化的目的是在幅度轴上对信号数字化。量化的目的是在幅度轴上对信号数字化。1/4/202354陈文华陈文华模数模数 A/D 转换器转换器 把把能能够够区区分分电电压压差差值值而而使使输输出出数数值值发发生生一一级级变变化化的的数数称称为为转转换换器器的的“分分辨辨能能力力”，如如果果用用1616位位来来记记录录量量化化的的等等级级，则则量量化化等等级级有有2 216166553665536级级，分分辨辨能能力力为为0.0.000015000015伏伏，一一般般转转换换器器的的量量化化位位N N为为8 86464位之间。位之间。模拟输入电压模拟输入电压 0 0.125 0.25 0.375