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1、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1.8.1.1 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2.8.1.2 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:数字化 多样性 交互性 集成性3.8.2.1 多媒体计算机硬件系统1高性能CPU 2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
2、计算机系统的组成4.?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(multimedia extension,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。5.?声卡:又称音频卡,是处理音频信号的硬件。6.?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。7.?扫描仪
3、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。8.按功能分类:支持多媒体的操作系统多媒体驱动软件 多媒体数据处理软件 多媒体编辑创作软件 多媒体应用软件 8.2.2 多媒体计算机软件系统9.8.3.1 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
4、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10.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)。11.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 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。12.在相
5、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T 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。13.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(Pulse Code Modulation,PCM),其主要优点是抗干扰能力强,失真小,传输特性稳定。14.2.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:WAVE文件(.wav)MIDI文件(.mid)MP3格式(.mp3
6、)WMA格式(.wma)RealAudio格式(.ra)CD 文件格式(.cda)15.3.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。16.8.3.2 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
7、。放大和缩小要失真,占用空间比矢量文件大。17.2.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18.(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。19.(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。20.图像的色彩值称为颜色的深度。l 黑白图 用1位来表示颜色。
8、l 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。l RGB 24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0255),则共占24位,就构成了224种颜色的“真彩色”图像。21.(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(Joint Picture Expert Group)的英文缩写,是国际标准化组织(IS
9、O)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。22.3常见的图像文件格式 位图文件格式(.bmp)JPEG文件格式(.jpg或.jpeg)GIF文件格式(.gif)TIFF文件格式(.tif 或.tiff)PSD文件格式(.psd)23.4数字图像的获取 使用绘图软件创建数字图像文件。如Adobe Photoshop、Jasc Paint Shop Pro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。使用扫描仪和数码相机创建图像文件。24.8.3.3 视频处理 1视频概念 视频即运动图像,是由一系列的静
10、态图像按一定的顺序排列组成,每一幅称为帧(Frame)。l 模拟视频 NTSC制式 和PAL制式 l 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。25.2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。26.视频数据压缩标准MPEG标准:(Moving Picture Expert Group,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
11、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:l MPEG Audio 规定音频数据的编码和解码。l MPEG Video 规定视频数据的编码和解码。l MPEG System 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。27.3.常见的视频文件格式 AVI格式(.avi)MPEG格式(.dat、.vob、.asf等)MOV格式(.mov)DivX格式(.divx)流媒体视频格式(实现视频信息的实时传送和实时播放)RM格式(.r
12、m、.rmvb)ASF格式(.asf)WMV格式(.wmv)28.8.3.4 动画处理1计算机动画的概念 计算机动画(Computer Animation)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 29.3.常见的动画文件格式 GIF89a格式(.gif)FLIC格式(.flc)SWF格式(.swf)30.8.4.1 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:图像类软件 图像处理软件 自然绘画软件 矢量插图软件 音频类软件 包括音频制作
13、软件和音频播放软件 视频类软件 包括视频播放软件和视频处理软件 平面动画设计类软件 著作工具类软件 三维类软件8.4 多媒体信息处理软件 31.8.4.2 Windows XP的多媒体应用软件1录音机Windows XP自带的一种声音处理软件,可以录制、播放和编辑WA VE格式的声音文件。2Windows Media Player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。3Windows 图片和传真查看器是Windows XP自带的浏览图片的工具。4Windows Movie Maker是Windows XP提供的制作电影的数字媒体程序。32.“录音机”应用程序
14、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33.Windows Media Player Media Player可以播放多种文件类型,包括ASF、MPEG-1、MPEG-2、WA V、A VI、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,Media Player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。34.Windows 图片和传真查看器 Windows 图片和传
15、真查看器是Windows XP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。35.Windows Movie Maker Windows Movie Maker制作电影的步骤: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。编辑项目。已添加到工作区的媒体文件包含在Movie Maker 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。预览项目。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.
16、wmv的电影文件。36.8.4.3 其他常用的多媒体信息处理软件1常用的图像编辑工具 Adobe Photoshop。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。光影魔术手。光影魔术手(nEO iMAGING)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。37.2动画制作工具 Flash。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
17、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。3DS MAX。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。3DS MAX的彩色动画序列存储文件格式为FLIC格式。Maya。是由Maya公司开发的三维动画制作软件,主要用于制作动画片、广告和电影等。38.3音频播放工具Winamp是流行的音频播放器,它支持几乎所有格式的声音文件,并提供了多种音频播放效果。4音、视频播放工具RealPlayer是美国RealNetworks公司的产品,支持.rm和.rmvb等流媒体格式的视频文件的播放,同时还提供了极强的网络视频播放功能,可在线播放视频。RealPlayer 支持所有主要媒体格式,包括 RealVideo、RealAudio、Flash、Windows Media 和 QuickTime。此外,常见的还有QuickTime、超级解霸、暴风影音等音频、视频播放器。39.