Transcript 第8章多媒体基础
第8章 计算机多媒体技术基础 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 大学计算机基础 8.1 多媒体技术概述 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 图 视 动 音 形 像 频 画 频 大学计算机基础 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: ⑴ 数字化 ⑵ 多样性 ⑶ 交互性 ⑷ 集成性 大学计算机基础 8.2 多媒体计算机系统的组成 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 大学计算机基础 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。 大学计算机基础 声卡:又称音频卡, 是处理音频信号的硬件。 大学计算机基础 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。 大学计算机基础 扫描仪 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。 大学计算机基础 8.2.2 多媒体计算机软件系统 按功能分类： ⑴支持多媒体的操作系统 ⑵多媒体驱动软件 ⑶ 多媒体数据处理软件 ⑷ 多媒体编辑创作软件 ⑸ 多媒体应用软件 大学计算机基础 8.3 多媒体信息处理技术 8.3.1 音频处理 1. 模拟声音信号数字化 复杂的声波由许多具有不同振幅和频率的正弦 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。 振幅 T A A：振幅，反映音量。 T：振动周期 1/T：频率（单位赫兹）， 反映音调。 振动频率 声音的波形 大学计算机基础 声音的 模拟信 号 采样 量化 编码 模拟声音信号的数字化过程 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）。 大学计算机基础 声音的 数字信 号 ⑴ 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。 振幅 T A 采样点 振动频率 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。 大学计算机基础 ⑵ 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。 振 幅 T 振动频率 在相同的采样频率下，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。 大学计算机基础 ⑶ 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。 大学计算机基础 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： ⑴ WAVE文件（.wav） ⑵ MIDI文件（.mid） ⑶ MP3格式（.mp3） ⑷ WMA格式（.wma） ⑸ RealAudio格式（.ra） ⑹ CD 文件格式（.cda） 大学计算机基础 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。 大学计算机基础 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。 放大和缩小要失真，占用空间比矢量文件大。 大学计算机基础 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 大学计算机基础 （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。 大学计算机基础 （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。 大学计算机基础 图像的色彩值称为颜色的深度。 黑白图 用1位来表示颜色。 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。 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0～ 255），则共占24位，就构成了224种颜色的 “真彩色”图像。 大学计算机基础 （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（ISO）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。 大学计算机基础 3．常见的图像文件格式 ⑴ 位图文件格式（.bmp） ⑵ JPEG文件格式（.jpg或.jpeg） ⑶ GIF文件格式（.gif） ⑷ TIFF文件格式（.tif 或.tiff） ⑸ PSD文件格式（.psd） 大学计算机基础 4．数字图像的获取 ⑴ 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。 ⑵ 使用扫描仪和数码相机创建图像文件。 大学计算机基础 8.3.3 视频处理 1．视频概念 视频即运动图像，是由一系列的静态图像按一 定的顺序排列组成，每一幅称为帧（Frame）。 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。 模拟视频 NTSC制式 和PAL制式 数字视频 大学计算机基础 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。 大学计算机基础 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： MPEG Audio 规定音频数据的编码和解码。 MPEG Video 规定视频数据的编码和解码。 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、MPEG7和MPEG-21等多种标准。 大学计算机基础 3. 常见的视频文件格式 ⑴ ⑵ AVI格式（.avi） MPEG格式（.dat、.vob、.asf等） ⑶ MOV格式（.mov） ⑷ DivX格式（.divx） ⑸ 流媒体视频格式（实现视频信息的实时传送和 实时播放 ） ①RM格式（.rm、.rmvb） ②ASF格式（.asf） ③WMV格式（.wmv） 大学计算机基础 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 大学计算机基础 3. 常见的动画文件格式 ⑴ GIF89a格式（.gif） ⑵ FLIC格式（.flc） ⑶ SWF格式（.swf） 大学计算机基础 8.4 多媒体信息处理软件 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 : ⑴ 图像类软件 ① 图像处理软件 ② 自然绘画软件 ③ 矢量插图软件 ⑵ 音频类软件 包括音频制作软件和音频播放软件 ⑶ 视频类软件 包括视频播放软件和视频处理软件 ⑷ 平面动画设计类软件 ⑸ 著作工具类软件 ⑹ 三维类软件 大学计算机基础 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WAVE格式的声音文件。 2．Windows 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 。 3．Windows 图片和传真查看器 是Windows XP自带的浏览图片的工具 。 4．Windows Movie Maker 是Windows XP提供的制作电影的数字媒体程序。 大学计算机基础 “录音机”应用程序 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 大学计算机基础 Windows Media Player Media Player可以播放多种文件类型，包括 ASF、MPEG-1、MPEG-2、WAV、AVI、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。 大学计算机基础 Windows 图片和传真查看器 Windows 图片和传真查看器是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。 大学计算机基础 Windows Movie Maker Windows Movie Maker制作电影的步骤 ： ⑴ 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。 ⑵ 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。 ⑶ 预览项目。 ⑷ 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.wmv 的电影文件。 大学计算机基础 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 ⑴ 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。 ⑵ 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。 大学计算机基础 2．动画制作工具 ⑴ 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 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。 ⑵ 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。 ⑶ 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。 大学计算机基础 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。 大学计算机基础