多媒体基础.ppt

8.1 多媒体技术概述多媒体技术概述 8.2 多媒体计算机系统的组成多媒体计算机系统的组成8.3 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术8.4 多媒体信息处理软件多媒体信息处理软件 第第8章章 计算机多媒体技术基础计算机多媒体技术基础1.8.1.1 多媒体多媒体多媒体多媒体（multimedia multimedia）是指信息表示媒体的）是指信息表示媒体的多样化多样化 。常见的多媒体形式有常见的多媒体形式有 ：文文 本本 图图 形形 图图 像像 视视 频频 动动 画画 音音 频频 8.1 多媒体技术概述多媒体技术概述2.8.1.2 多媒体技术多媒体技术多媒体技术多媒体技术：使用计算机综合处理文本、声音、图：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形、图像、视频、动画等多种不同类型媒体信息的技术。的技术。多媒体技术的特点多媒体技术的特点:数字化数字化 多样性多样性 交互性交互性 集成性集成性3.8.2.1 多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统1高性能高性能CPU 2大容量的存储设备大容量的存储设备3声卡声卡4视频卡视频卡5扫描仪扫描仪6数码相机与数码摄像机数码相机与数码摄像机8.2 多媒体计算机系统的组成多媒体计算机系统的组成4.?高性能的高性能的CPU 目前的目前的CPU产品，如产品，如Intel公司的公司的Pentium处理器有专门的多媒体扩展处理器有专门的多媒体扩展（multimedia extension，MMX）技术指）技术指令，并定义了新的令，并定义了新的64位的数据类型，且位的数据类型，且主频可达主频可达1G以上，完全可以胜任多媒体以上，完全可以胜任多媒体数据处理的要求。数据处理的要求。5.?声卡声卡:又称音频卡又称音频卡,是处理音频信号的硬件。是处理音频信号的硬件。6.?视频卡视频卡 用来支持视频信号（主要指活动彩色图像信号）用来支持视频信号（主要指活动彩色图像信号）的输入和输出的输入和输出。主要功能：主要功能：逐帧捕捉图像并把图像数字化，对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，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）后供显将捕捉的图像还原（即解压缩）后供显示器显示或转换为示器显示或转换为PAL制式的模拟视频制式的模拟视频信号供电视机播放及录像机录制，即实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。现对语音、图像的采集、压缩和重放。7.?扫描仪扫描仪 扫描仪是常用的图形、图像、文本等信息的输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、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。扫描仪一文本等信息从外部环境输入到计算机中。扫描仪一般通过般通过RS-232或或USB接口与主机相连。接口与主机相连。?数码相机与数码摄像机数码相机与数码摄像机 获取电子图像、动态影像获取电子图像、动态影像 。通过。通过USBUSB接口与计算机相连，并可以将存储接口与计算机相连，并可以将存储的数字信息直接传送到计算机中。的数字信息直接传送到计算机中。8.按功能分类：按功能分类：支持多媒体的操作系统支持多媒体的操作系统多媒体驱动软件多媒体驱动软件 多媒体数据处理软件多媒体数据处理软件 多媒体编辑创作软件多媒体编辑创作软件 多媒体应用软件多媒体应用软件 8.2.2 多媒体计算机软件系统多媒体计算机软件系统9.8.3.1 音频处理音频处理 振幅振幅振动频率振动频率TA声音的波形声音的波形A A：振幅，反映音量。：振幅，反映音量。T T：振动周期：振动周期1/T1/T：频率（单位赫兹），：频率（单位赫兹），反映音调。反映音调。1.模拟声音信号数字化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。信号，可用模拟波形来表示。8.3 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术10.采样采样量化量化编码编码声声音音的的模模拟拟信信号号模拟声音信号的数字化过程模拟声音信号的数字化过程声声音音的的数数字字信信号号 模拟信号在时间上连续，在幅度上模拟信号在时间上连续，在幅度上也连续。而计算机只能处理也连续。而计算机只能处理0和和1两种状两种状态值，所以必须对连续的模拟声音信号态值，所以必须对连续的模拟声音信号数字化（离散化）。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。率越高，声音的质量越好，但数据量越大。振幅振幅振动频率振动频率TA采样点采样点 采样采样 采样是每隔一定的时间间隔在模拟波形上取一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。把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。12.在相同的采样频率下，量化位数越大，则采样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。精度越高，音质越好，信息的存储量也相应越大。振振幅幅振动频率振动频率T 量化量化 量化是将每个采样点的幅度值以数字存储，量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。通常量化的位数有二进制位数。通常量化的位数有8位、位、16位等。位等。13.编码编码 将采样和量化后的数字数据以一定将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来。的格式记录下来。常用的编码方式有脉冲编码调制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，其主要优点是抗干扰能力强，失真小，传输特性稳定。传输特性稳定。14.2.音频文件格式音频文件格式 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。所说的音频文件或声音文件。常见的音频文件的类型：常见的音频文件的类型：WAVE WAVE文件（文件（.wav.wav）MIDI MIDI文件（文件（.mid.mid）MP3 MP3格式（格式（.mp3.mp3）WMA WMA格式（格式（.wma.wma）RealAudio RealAudio格式（格式（.ra.ra）CD CD 文件格式（文件格式（.cda.cda）15.3.音频格式转换音频格式转换 各种音频格式可以相互转换，有各种音频格式可以相互转换，有专门的音频格式转换软件，可以从专门的音频格式转换软件，可以从Internet上搜索下载。上搜索下载。一些音频播放器也可以实现简单一些音频播放器也可以实现简单的音频格式转换的音频格式转换。16.8.3.2 图形和图像处理图形和图像处理 1图形和图像的基本概念图形和图像的基本概念 图形图形（Graphics）：一般是指通过绘图软件绘）：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。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、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。旋转而不失真；占用存储空间小。图像图像（Image）：是由扫描仪、数字照相机、）：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。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。放大和缩小要失真，占用空间比矢量文件大。17.2.图像的数字化图像的数字化图像（图像（ImageImage）数字化过程：）数字化过程：(1)采采 样样 (2)量量 化化 (3)图像编码图像编码压缩压缩18.（1）采采 样样 图像采样就是将连续的图像转换成离散图像采样就是将连续的图像转换成离散点（像素点）的过程点（像素点）的过程 。采样的实质就是用若干个像素采样的实质就是用若干个像素（PixelPixel）点来描述图像，称为图像的分辨率）点来描述图像，称为图像的分辨率，用点的，用点的“列数列数行数行数”表示。表示。分辨率越高，图像越清晰，存储量也越大。分辨率越高，图像越清晰，存储量也越大。19.（2）量量 化化 量化是在图像经采样离散化之后，用二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进制数来表示这些离散点对应的颜色信息的过程。过程。一般用一般用8位、位、16位、位、24位、位、32位等来表位等来表示图像的颜色。示图像的颜色。24位可以表示位可以表示224种颜色，称种颜色，称为真彩色。为真彩色。20.图像的色彩值称为颜色的深度。图像的色彩值称为颜色的深度。l 黑白图黑白图 用用1 1位来表示颜色。位来表示颜色。l 灰度图灰度图 用用1 1个字节即个字节即8 8位来表示颜色位来表示颜色 。通。通过调整黑白两色的程度（称颜色灰度）来有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，灰度级别为效地显示单色图像，灰度级别为2 28 8=256=256级。级。l RGB 24RGB 24位真彩色位真彩色 彩色图像显示时，由红彩色图像显示时，由红（RedRed）、绿（）、绿（GreenGreen）、蓝（）、蓝（BlueBlue）三基色）三基色通过不同的强度混合而成。通过不同的强度混合而成。如果每种基色强度分成如果每种基色强度分成256256级（值为级（值为0 0255255），则共占），则共占2424位，就构成了位，就构成了2 22424种颜色的种颜色的“真彩色真彩色”图像。图像。21.（3）编码压缩编码压缩有损压缩：对图像中的重复信息压缩，无失真。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。无损压缩：通过去掉图像细节来压缩图像，有失真。JPEGJPEG压缩编码压缩编码：一种有损压缩编码。一种有损压缩编码。JPEGJPEG是联合图像专家组（是联合图像专家组（Joint Joint Picture Expert GroupPicture Expert Group）的英文缩写，）的英文缩写，是国际标准化组织（是国际标准化组织（ISOISO）和国际电话）和国际电话电报咨询委员会（电报咨询委员会（CCITTCCITT）联合制订的）联合制订的静态图像的压缩编码标准。静态图像的压缩编码标准。22.3常见的图像文件格式常见的图像文件格式 位图文件格式（位图文件格式（.bmp.bmp）JPEG JPEG文件格式（文件格式（.jpg.jpg或或.jpeg.jpeg）GIF GIF文件格式（文件格式（.gif.gif）TIFF TIFF文件格式（文件格式（.tif.tif 或或.tiff.tiff）PSD PSD文件格式（文件格式（.psd.psd）23.4数字图像的获取数字图像的获取 使用绘图软件创建数字图像文件。如使用绘图软件创建数字图像文件。如Adobe Photoshop、Jasc Paint Shop Pro和和Windows的画图程序等。这些软件的画图程序等。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。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。使用扫描仪和数码相机创建图像文件。24.8.3.3 视频处理视频处理 1视频概念视频概念 视频即运动图像，是由一系列的静态图像按一视频即运动图像，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（定的顺序排列组成，每一幅称为帧（FrameFrame）。）。l 模拟视频模拟视频 NTSCNTSC制式制式 和和PALPAL制式制式 l 数字视频数字视频 电影、电视通过快速播放每帧画面，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。当帧速率达到效果。当帧速率达到1212帧帧/秒以上时，可秒以上时，可以产生连续的视频显示效果。以产生连续的视频显示效果。25.2视频信息数字化视频信息数字化 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。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。可通过视频捕捉卡和相应的软件来完成。26.视频数据压缩标准视频数据压缩标准MPEGMPEG标准标准:（Moving Picture Expert Group，活动图像专家组），活动图像专家组）由国际标准化组织（由国际标准化组织（ISOISO）和国际电工委员会（）和国际电工委员会（IECIEC）联合成立的专家组，负责制订的关于运动图像在不同联合成立的专家组，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。它主要包括三大用于运动图像，也适用于音频信息。它主要包括三大部分：部分：l MPEG Audio MPEG Audio 规定音频数据的编码和解码。规定音频数据的编码和解码。l MPEG Video MPEG Video 规定视频数据的编码和解码。规定视频数据的编码和解码。l MPEG System MPEG System 规定音频数据、视频数据及其它相规定音频数据、视频数据及其它相关数据的同步。关数据的同步。目前，已出台了目前，已出台了MPEG-1MPEG-1、MPEG-2MPEG-2、MPEG-4MPEG-4、MPEG-MPEG-7 7和和MPEG-21MPEG-21等多种标准。等多种标准。27.3.常见的视频文件格式常见的视频文件格式 AVI AVI格式（格式（.avi.avi）MPEG MPEG格式（格式（.dat.dat、.vob.vob、.asf.asf等）等）MOV MOV格式（格式（.mov.mov）DivX DivX格式（格式（.divx.divx）流媒体视频格式（流媒体视频格式（实现视频信息的实时传送和实现视频信息的实时传送和实时播放实时播放）RMRM格式（格式（.rm.rm、.rmvb.rmvb）ASFASF格式（格式（.asf.asf）WMVWMV格式（格式（.wmv.wmv）28.8.3.4 动画处理动画处理1计算机动画的概念计算机动画的概念 计算机动画（计算机动画（Computer AnimationComputer Animation）是指采用图）是指采用图形与图像处理技术形与图像处理技术,借助于编程或动画制作软件生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。物体运动的效果。2计算机动画的种类计算机动画的种类 (1)二维动画二维动画 (2)三维动画三维动画 29.3.常见的动画文件格式常见的动画文件格式 GIF89a GIF89a格式（格式（.gif.gif）FLIC FLIC格式（格式（.flc.flc）SWF SWF格式（格式（.swf.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概述 多媒体信息处理软件的种类很多多媒体信息处理软件的种类很多,按处理媒体的按处理媒体的特征不同进行分类特征不同进行分类:图像类软件图像类软件 图像处理软件图像处理软件 自然绘画软件自然绘画软件 矢量插图软件矢量插图软件 音频类软件音频类软件 包括音频制作软件和音频播放软件包括音频制作软件和音频播放软件 视频类软件视频类软件 包括视频播放软件和视频处理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平面动画设计类软件 著作工具类软件著作工具类软件 三维类软件三维类软件8.4 多媒体信息处理软件多媒体信息处理软件 31.8.4.2 Windows XP的多媒体应用软件的多媒体应用软件1录音机录音机Windows XP自带的一种声音处理软件，可以录制、播自带的一种声音处理软件，可以录制、播放和编辑放和编辑WAVE格式的声音文件。格式的声音文件。2Windows Media Player是一个把收音机、视频播放机、是一个把收音机、视频播放机、CD播放机和信息数据播放机和信息数据库集合在一起的应用程序库集合在一起的应用程序。3Windows 图片和传真查看器图片和传真查看器是是Windows XP自带的浏览图片的工具自带的浏览图片的工具。4Windows Movie Maker是是Windows XP提供的制作电影的数字媒体程序。提供的制作电影的数字媒体程序。32.“录音机录音机”应用程序应用程序 1 1录制声音录制声音 生成生成.wav.wav文件。文件。2 2播放声音播放声音3.3.编辑声音编辑声音 （1 1）删除部分声音）删除部分声音 （2 2）插入声音）插入声音 （3 3）混合声音）混合声音 （4 4）音效处理）音效处理33.Windows Media Player Media Player可以播放多种文件类型，包括可以播放多种文件类型，包括ASF、MPEG-1、MPEG-2、WAV、AVI、MIDI、VOD、AU、MP3和和QuickTime文件，其中文件，其中9.0以上以上的版本还可以播放的版本还可以播放WMV文件。文件。如果要访问电台，可单击如果要访问电台，可单击“电台电台”按按钮，钮，Media Player会自动转到相应的网会自动转到相应的网页，展现出预先设置的很多电台链接，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。可以观看相应电台上的节目。34.Windows 图片和传真查看器图片和传真查看器 Windows 图片和传真查看器是图片和传真查看器是Windows XP自自带的浏览图片的工具，它对图片具有浏览、缩放、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旋转的管理功能，此外还可以对传真文件和TIF格格式的文件进行编辑和批注。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。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编辑项目。已添加到工作区的媒体文件包含在在Movie Maker 的项目文件中，可以对项目中的项目文件中，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、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。过渡和画外音等，或重新排列内容顺序。预览项目。预览项目。发布作品。将项目文件中包含的音频内容、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，创建扩展名为视频内容和静止图像合并，创建扩展名为.wmv的电影文件。的电影文件。36.8.4.3 其他常用的多媒体信息处理软件其他常用的多媒体信息处理软件1常用的图像编辑工具常用的图像编辑工具 Adobe Photoshop。一款功能强大的平面美术设计。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。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支持的主要图像文件格式有BMP、JPEG、GIF、TIFF、PSD、PNG和和PDF等，其中，等，其中，PSD是是Photoshop的默认格式。的默认格式。光影魔术手。光影魔术手光影魔术手。光影魔术手(nEO iMAGING)是一个是一个对数码照片画质进行改善及效果处理的软件。简单、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。业胶片摄影的色彩效果。37.2动画制作工具动画制作工具 Flash。是。是Macromedia公司推出的一款优秀的平面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，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。能，并可直接生成页面代码。Flash动画采用流式播动画采用流式播放技术，非常适合网络传输。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。动画。它支持许多图像存储格式。3DS MAX的彩色的彩色动画序列存储文件格式为动画序列存储文件格式为FLIC格式。格式。Maya。是由是由Maya公司开发的三维动画制作软件，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。主要用于制作动画片、广告和电影等。38.3音频播放工具音频播放工具Winamp是流行的音频播放器，它支持几乎所有格式的声音文件，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。并提供了多种音频播放效果。4音、视频播放工具音、视频播放工具RealPlayer是美国是美国RealNetworks公司的产品，支持公司的产品，支持.rm和和.rmvb等流媒体格式的视频文件的播放，同时还提供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。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，包括支持所有主要媒体格式，包括 RealVideo、RealAudio、Flash、Windows Media 和和 QuickTime。此外，常见的还有此外，常见的还有QuickTime、超级解霸、暴风影音等、超级解霸、暴风影音等音频、视频播放器。音频、视频播放器。39.