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多媒体 应用技术 5.1 多媒体技术概述 一、媒体与多媒体 1.媒体(媒介、媒质) 媒体是信息表示、传递和存储的载体 存储信息的实体 纸张、磁盘、光盘 表示信息的载体 文本、图形、图像 声音、动画、视频 5-2 多媒体 应用技术 5.1 多媒体技术概述 媒体的种类(CCITT) 感觉媒体 人的感官，如视觉、听觉等 表示媒体 为了处理和传输感觉媒体而人 为构造的媒体，如文本、图形、动画等 显示媒体 获取和表现信息的物理设备， 如键盘、鼠标器、显示器和音箱等 存储媒体 用来存放表示媒体的介质，如 磁盘、光盘和内存等 传输媒体 传输数据的载体，如光缆 5-3 多媒体 应用技术 5.1 多媒体技术概述 2.多媒体 通常是指表示媒体，也就是 静态媒体：文本、图形、图像 动态媒体：声音、动画、视频 多媒体是融合两种或两种以上表示媒体 的一种人机交互式信息交流和传播媒体。多媒体的实质：各种媒体数字化。 5-4 多媒体 应用技术 5.1 多媒体技术概述 二、多媒体技术 定义 将多种媒体信息通过计算机进行 数字化采集、编码、存储、传输、处理和再 现等，使多种媒体信息建立逻辑连接，并集 成一个具有交互性的计算机系统。
利用计算机综合处理图文声像。
特征 多样性 集成性 交互性、实时性 5-5 多媒体 应用技术 5.1 多媒体技术概述 三、多媒体技术的应用 1.教育与培训 多媒体教学课件 多媒体技能培训系统 虚拟课堂、虚拟实验室、虚拟图书馆 2.出版与图书 电子出版物具有容量大、体积小、成本 低、检索快、易于保存和复制、能存储图文 声像信息等，如光盘百科全书、e-book。 5-6 多媒体 应用技术 5.1 多媒体技术概述 3.商业与咨询 商品简报、查询服务、产品演示、商贸 交易(电子商务)等。
利用多媒体技术可为公众提供各类咨询 服务，也可通过触摸屏进行操作。
4.通信与网络 信息家电(电话、电视、冰箱、音响)、 视频会议、可视电话、远程医疗系统。 5-7 多媒体 应用技术 5.1 多媒体技术概述 5.军事与娱乐 军事遥感 战场模拟 核武器模拟 CD、VCD、DVD、(三维)游戏 多媒体技术的优势可能不在于某些 具体的应用，而是在于它能把复杂的事 物变得简单、把抽象的东西变为具体。 5-8 多媒体 应用技术 5.2 多媒体系统的组成 多媒体应用软件 多媒体开发工具 多媒体操作系统 多媒体驱动程序 多媒体硬件系统 一、多媒体系统的层次结构 多媒体硬件系统：多媒体控制板卡及I/O电路 多媒体驱动程序：用来控制和操纵多媒体硬件 多媒体操作系统：CD-RTOS(专用),Windows(通用 ) 5-9 多媒体 应用技术 5.2 多媒体系统的组成 二、多媒体系统的基本组成 5-10 多媒体 应用技术 5.2 多媒体系统的组成 多媒体支持软件(开发工具) 多媒体素材制作工具 文字特效制作软件：MS Word/艺术字 音频处理软件：Syntrillium Cooledit Twelve Tone Cakewalk 图形图像处理软件：
Corel CorelDRAW Adobe Photoshop 5-11 多媒体 应用技术 5.2 多媒体系统的组成 动画制作软件：Macromedia Flash MX Discreet 3ds max 视频编辑软件：Adobe Premiere 多媒体著作工具 Microsoft PowerPoint Macromedia Authorware 多媒体编程语言 VB、VC++ 5-12 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 一、声音信号的类型 模拟信号(自然界、物理) 数字信号(计算机) 二、声音的数字化 模拟信号 采样 量化 A/D ADC D/A DAC 编码 数字信号 模拟信号 数字信号 5-13 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 声音数字化过程 连续的模拟声音信号 声音信号的采样 示意 离散的音频信号 5-14 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 声音数字化三要素 采样频率 量化位数 声道数 每秒钟抽取声波 每个采样点用多少二 使用声音通道的 幅度样本的次数 进制位表示数据范围 个数 量化位数越多 采样频率越高 立体声比单声道 音质越好 声音质量越好 的表现力丰富， 数据量也越大 但数据量翻倍 数据量也越大 11.025kHz 22.05 kHz 44.1 kHz 8位＝256 个值 16位＝65536个值 单声道 立体声 5-15 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 声音数字化计算公式 数据量＝采样频率×量化位数 ×声道数/8(字节/秒) 采样频率 (kHz) 11.025 22.05 44.1 量化位数 (bit) 8 数据量(KB/s) 单声道 10.77 立体声 21.53 16 8 21.53 21.53 43.07 43.07 16 8 16 43.07 43.07 86.13 86.13 86.13 172.27 5-16 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 三、音频的文件格式 WAV文件 WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形 文件。因未经压缩，文件数据量很大。
特点：声音层次丰富，还原音质好 MP3文件 MP3(MPEG Audio layer3)是一种按MPEG 标准的音频压缩技术制作的音频文件。
特点：高压缩比(11:1)，优美音质 5-17 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 WMA文件 WMA(Windows Media Audio)是Windows Media格式中的一个子集(音频格式)。
特点：压缩到MP3一半 MIDI文件 MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐 器符号的集合。
特点：数据量很小，缺乏重现自然音 5-18 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 四、音频的获取与处理 音频的获取主要有：
①利用录音软件直接录制 ②使用专业录音棚录制 ③从唱盘或录音带中进行转录 ④购买数字音频库 5-19 多媒体 应用技术 5.3 音频信息处理 音频处理：
①删除无用的部分，将需要合并的音轨 拼贴起来。
②降噪，去除录音时的背景噪音。
③调节均衡，使得高、中、低几个频段 听起来更加悦耳。
④添加混响、延迟和变速等效果。
⑤压缩与限制，即动态处理。
⑥音频文件格式的转换。 5-20 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 一、图形与图像 1.图形(矢量图形、几何图形) 矢量图是用一组指令来描述的，这些指 令给出构成图形的各种属性和参数。例如：
圆(圆心坐标,半径及粗细,色彩) 优缺点：①图形文件占用空间较少 ②图形复杂时耗时相对较长 绘图软件：CorelDRAW FreeHand 5-21 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 2.图像(位图图像、点阵图像) 位图是指在空间和亮度上已离散化的图 像，通过描述每一像素的颜色或亮度来表示 该图像。它适应表现包含大量细节的图片， 如明暗、浓淡、层次和色彩变化等。
优缺点：①色彩和色调丰富，景物逼真 ②缩放处理易失真，数据量大 绘画软件：Photoshop PhotoImpact 5-22 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 图形与图像的比较 图形 与图形的复杂程度有 文件大小 关，一般较小 文件内容 图形指令 缩放、旋转处理 无失真 处理技术 绘制、创造和艺术性 表现变化的曲线 适合范围 简单图案、运算结果 真实感图形绘制 图像 与图像的尺寸和颜色 有关，一般较大 图像点阵数据 有失真 获取、复制和技巧性 表现自然和细节景物 层次、色彩较丰富 图形 模式识别技术 图像 5-23 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 二、图像的数字化 连续空间位置的离散和数字化 亮度值的离散和数字化 空间位 置采样 m×n 20×13 256 亮度 量化 8b 24b 5-24 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 图像的主要参数 ⑴分辨率 分辨率直接影响图像质量。
显示分辨率：指在显示器上能够显示的 像素数目。(640*480,800*600,1024*768) 图像分辨率：指数字图像的实际像素数 目，它反映图像在屏幕中显示的大小。
像素分辨率：指像素的宽高比(1:1),在 像素分辨率不同的机器间传输图像会变形。 5-25 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 ⑵颜色深度 指记录每个像素所使用的二进制位数。
彩色图像：可使用的最多颜色数目 灰度图像：可使用的亮度级别数目 位数 4位 8位 颜色数 16种 256种 说明 Windows 3.x中画笔支持16种颜色 多媒体应用中的最低颜色深度 16位 32768种 RGB5:5:5,剩余1位表示其它属性(透明 度) 24位 32位 16M种 16M种 真彩色，超出人眼所能识别的颜色范围 RGB8:8:8,剩余8位表示其它属性(透明 度) 5-26 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 图像数据量的计算 图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅 图像所需的字节数。
数据量＝图像分辨率×颜色深度/8(B) [例题]一幅640×480的真彩色图像，未 压缩的图像数据量是多少？ 640×480×24/8＝921600B＝900KB 5-27 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 三、图像的文件格式 BMP：Windows标准图像文件格式 JPG：一种高效率压缩格式(1:10～20) GIF：用于交换图片的，对灰度 图像表现佳，但不超过256色的图像。
PNG：流式网络图形格式，它使用LZ77 派生的无损数据压缩算法。
PNG存储灰度图像时图像深度达16位 PNG存储彩色图像时图像深度达48位 5-28 多媒体 应用技术 5.4 图像信息处理 四、图像的获取与处理 1.图像的获取方法 采用扫描仪、数码相机进行模数转换 从数字图像库、网上获取、自行绘制 2.图像的处理技术 图像处理手段很多，所有处理都是建立 在对数据进行数学运算的基础上，一般用户 可通过图像处理软件(Photoshop)来完成。
例如：图像亮度、对比度的调整等。 5-29 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 一、视频的基本概念 1.视觉暂留现象 人眼有一种视觉暂留的生物现象，即人 观察的物体消失后，物体映像在人眼的视网 膜上会保留一个非常短暂的时间(约0.1s)。
利用这一现象，将一系列画面中物体移 动或形状改变很小的图像，以 足够快的速度连续播放，就会 产生连续活动的场景。 5-30 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 2.视频的定义 视频又称运动图像或活动图像，它是指 连续地随着时间变化的一组图像。
帧：一幅单独的图像 帧率：每秒种播放的帧数，单位是f/s 典型的帧率：24f/s、25f/s、30f/s 常见的视频信号：电影、电视 5-31 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 3.电视的制式 色度信息处理方法→三种彩色电视制式 ⑴NTSC制式(美国、日本、中国台湾等) National Television Systems Committee (1953，美国) ①30帧/秒(29.97fps)，525行/帧 ②隔行扫描：2场/帧，262.5行/场 ③颜色模型：YIQ ④宽高比：4:3(帧大小：352*240) 5-32 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 ⑵PAL制式(中国、德国、英国、朝鲜等) Phase Alternation Line(1962，德国) ①25帧/秒，625行/帧 ②隔行扫描：2场/帧，312.5行/场 ③颜色模型：YUV ④宽高比：4:3(帧大小：352*288) ⑶SECAM制式(法国、俄罗斯、东欧国家) “轮流传送彩色与存储”(1966年，法 国) 类似PAL制式 5-33 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 数字视 频信号 二、视频的数字化 模拟视 频信号 扫描 采样 量化 编码 视频是连续的图像 图像是离散的视频 5-34 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 数字视频的优点 与模拟视频相比，其优点：
①数字视频便于创造性的编辑与合成 ②数字视频可不失真地进行多次复制 ③在网络环境下容易实现资源共享 ④数字视频可与其它媒体组合使用 缺陷：①处理速度慢 ②数据量大(压缩、光盘) 5-35 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 三、视频的文件格式 AVI文件 AVI是一种音视频交叉记录的文件格式, 微软在1992年推出AVI文件及其应用软件 Video for Windows。
特点：①AVI采用帧内压缩，可用一般的 视频编辑软件进行编辑。
②提供无硬件视频回 放，其窗口大小和帧率可 根据播放环境调整。 5-36 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 MOV文件 MOV(Movie digital video)文件是 Apple公司在其Macintosh机推出的视频文件 格式，其相应的视频应用软件QuickTime。
QuickTime for Macintosh QuickTime for Windows MOV文件格式的压缩算法 Video编码支持16位图像深度 的帧内压缩和帧间压缩。 5-37 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 MPG文件 MPG文件是采用MPEG算法进行压缩的全 运动视频文件格式。它在1024*768的分辨率 下可用每秒25或30帧的速率同步播放全运动 视频图像和CD音乐伴音。
DAT文件也是基于MPEG 压缩算法的一种文件格式, 它是Video CD和卡拉OK CD 数据文件的扩展名。 5-38 多媒体 应用技术 5.5 视频信息处理 四、视频的采集与处理 采集视频数据主要有：
①从模拟设备中采集视频数据 ②从数字设备中采集视频数据 ③从影视光盘中截取视频数据 视频数据的处理包括：
①在保证图像质量的前提下尽可能压缩视频图像的数据量 ②消除视频产生、获取和传输过程中引入的失真和干扰 ③从视频图像中提取某些特征，以便对其进行描述、分类 和识别 5-39 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 一、光盘技术 光盘(CD-Compact Disc，高密盘) 特点：
①存储容量大：CD-ROM→650MB DVD→4.7GB ②记录密度高：107-108bit/cm2 ③长期保存信息：10-100年 ④非接触方式、价格低廉 5-40 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 1.CD-ROM技术 CD-ROM是只读光盘或固定型光盘(只能 读，不能改-重写、擦除)。
一张普通光盘可以存储650MB数据,它包 括文本、表格、图形、图 像、视频、音频等文件。
凹坑→0 平坦→1 5-41 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 CD-ROM的工作原理：
CD-ROM驱动器读取数据时由激光束照射 到光盘的平面上，当激光束射到光盘的平坦 部分时，有70-80%的光反射并传输到光检测 器中，记下ON→1； 当激光束照在凹 坑上时，激光束由于 散射而无法接收到反 射信号，则光检测器 记下OFF→0。 5-42 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 2.CD-R技术 CD-R是只写一次型光盘或追记型光盘 (可写一次，写过后不能修改，只能读写)。
CD-R光盘主要用于信 息存档或备份大型系统， 它比CD-ROM多了一层塑料 层(记忆数据)。 5-43 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 CD-R光盘的工作原理：
刻录机将数据写入CD-R光盘时，以高功 率激光束照射光盘的塑料层。该位置的有机 染料会融化并产生化学反应(类似凹坑)，而 没有被高功率激光束照射的位置可以靠反射 层反射激光。
读取CD-R光盘数据与CD-ROM相同，但由 于它使用有机染料，降低了光反射率，因此 用金或银作为反射层以提高对光的反射率。 5-44 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 3.CD-RW技术 CD-RW是可擦写型光盘，采用重复写入技 术(可读，可擦除，可重写)。
与CD-R光盘相比，CD-RW具有以下特点：
①塑料层变为染料层(硒或碲的结晶层) ②相变技术：通过激光照射能将染料层 呈现结晶(平面)和非结晶(凹坑)两种状态 5-45 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 二、光盘格式与标准 1.红皮书 数字音频光盘、激光唱盘 CD-DA(CD-Digital Audio) 2.黄皮书(ISO 9660) 存放计算机数据(含图文声像) CD-ROM、CD-ROM/XA 3.绿皮书 交互式光盘，CD-I(CD-Interactive) 5-46 多媒体 应用技术 5.6 多媒体存储技术 4.橙皮书 可写光盘，CD-R 5.白皮书 视频光盘，VCD(MPEG-1)，650MB 352*288(25帧/秒)，双声道立体声 6.DVD规范 数字视盘，DVD(MPEG-2)，4.7GB 720*576(50帧/秒)，杜比环绕立体声 5-47
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