高等教育大学计算机多媒体技术基础.pptx

1/1078.1 8.1 多媒体技术概述多媒体技术概述8.2 8.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统8.3 8.3 音频信息音频信息8.4 8.4 图形与图像信息图形与图像信息8.5 8.5 视频信息视频信息8.6 8.6 动画动画8.7 8.7 多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩技术8.8 8.8 多媒体素材处理多媒体素材处理 2/107通信技术（电话、传真）广播技术（广播、电视）计算机技术文本图形图像音频视频动画存储传送处理多媒体技术多媒体技术3/1078.1 8.1 多媒体技术概述多媒体技术概述 多媒体技术发展历程多媒体技术发展历程 19841984年：年：美国美国AppleApple公司开创了用计算机进行公司开创了用计算机进行图像处理图像处理的先河，的先河，首次使用首次使用BitmapBitmap（位图）（位图）概念对图像进行描述。概念对图像进行描述。19851985年：年：美国美国CommodoreCommodore公司推出了首台公司推出了首台多多媒体计算机系统媒体计算机系统 4/10719861986年：年：PHILIPSPHILIPS公司和公司和SONYSONY公司共同制定了公司共同制定了CD-I(CD-I(交互式光盘系统标准交互式光盘系统标准)19901990年：年：MicrosoftMicrosoft和和SONYSONY等公司成立了多媒等公司成立了多媒体个人计算机市场协会体个人计算机市场协会19911991年：年：制订出多媒体计算机（制订出多媒体计算机（MPCMPC）硬件配）硬件配置的最低标准，即置的最低标准，即MPC1MPC1标准标准 19931993年：年：推出了推出了MPC2MPC2标准标准19951995年：年：推出了推出了MPC3MPC3标准，此后：推出了标准，此后：推出了MPC4MPC4标准标准5/107 多媒体一词来自于英文多媒体一词来自于英文“MultimediaMultimedia”multiple：有有“多重、复合多重、复合”之意。之意。media：则是指则是指“介质、媒介和媒体介质、媒介和媒体”。按照字面理解，按照字面理解，多媒体就是多媒体就是“多重媒体多重媒体”或或“多重多重介质介质”的意思。的意思。Multimediamultiplemedia=+多媒体基本概念多媒体基本概念6/107感感觉觉媒媒体体：它它们们直直接接作作用用于于人人的的感感官官，使使人人能直接产生感觉。能直接产生感觉。表表示示媒媒体体：是是信信息息在在计计算算机机中中的的表表示示，通通常常是信息的各种编码是信息的各种编码。显显示示媒媒体体：用用于于表表达达信信息息，是是信信息息的的输输入入和和输出设备输出设备。存存储储媒媒体体：用用于于存存储储信信息息，是是存存放放表表示示媒媒体体的实体。的实体。传传输输媒媒体体：用用于于信信息息的的传传输输，是是传传输输介介质质。它是媒体从一处传到另一处的物理载体。它是媒体从一处传到另一处的物理载体。多多媒媒体体技技术术中中媒媒体体主主要要是是指指信信息息的的表表示示形形式式，即即信息在计算机内部信息在计算机内部的表示。的表示。1.1.媒体几种形式媒体几种形式 例如，语言、声音、文字、图形、例如，语言、声音、文字、图形、图像和动画等。图像和动画等。例如例如,ASCII编码、汉字编码、语音编码编码、汉字编码、语音编码和图像编码等。和图像编码等。例如，键盘、鼠标、摄像机、话筒、光例如，键盘、鼠标、摄像机、话筒、光笔、显示器、扫描仪和打印机等。笔、显示器、扫描仪和打印机等。例如，软盘、硬盘、磁带、光盘和半导体例如，软盘、硬盘、磁带、光盘和半导体存储器等。存储器等。例如，双绞线、同轴电缆和光纤等。例如，双绞线、同轴电缆和光纤等。7/107 多媒体是文本、图形、图像、音频、视频多媒体是文本、图形、图像、音频、视频和动画等和动画等“多重媒体多重媒体”的集合。多媒体信息的集合。多媒体信息从时效上可分为两大类：从时效上可分为两大类：2.2.多媒体多媒体 静态媒体：静态媒体：包括文本、图形和图像。包括文本、图形和图像。动态媒体：动态媒体：包括音频、视频和动画。包括音频、视频和动画。文本、图形、图像、音频、视频文本、图形、图像、音频、视频和和动画动画8/1073.3.多媒体信息的类型多媒体信息的类型 文文本本（Text）：是是计计算算机机中中基基本本的的信信息息表表示示方方式式，包包含含数数字字、字字母母、符符号号和和汉汉字字。以以文文本本文文件件形形式式存存储储。可可用用文文字字处处理理软软件件（如如记记事事本本和和WordWord等等）对对文文本本进进行行编编辑辑，也也可可对对文文本本进进行行识识别、翻译和发声等操作。别、翻译和发声等操作。图图形形（Graphics）：一一般般是是指指由由计计算算机机通通过过绘绘图图软软件件绘绘制制的的画画面面，由由点点、线线、面面、体体等等组组合合而成，以而成，以矢量图形文件矢量图形文件形式存储。形式存储。9/107图图像像（Image）：实实际际场场景景的的静静止止画画面面，经经数数字字化化后后以以位位图图格格式式存存储储。如如照照片片和和画画片片等。等。音音频频（Audio）：自自然然界界的的声声音音经经数数字字化化后后以以音频文件音频文件格式存储。格式存储。视视频频（Video）：是是由由摄摄像像机机等等输输入入设设备备获获取取的的活活动动画画面面，数数字字化化后后以以视视频频文文件件格格式式存储。存储。动动画画（Animation）：是是利利用用了了人人眼眼的的视视觉觉特特性性所所得得到到的的，当当一一系系列列形形或或像像的的画画面面按按一一定定时时间间在在人人的的视视线线中中经经过过时时，人人脑脑就就会会产生产生物体运动的印象物体运动的印象。10/107多媒体技术特点 多多媒媒体体技技术术是是指指利利用用计计算算机机技技术术将将多多种种媒媒体体信信息息综综合合一一体体化化，使使它它们们建建立立起起逻逻辑辑联联系系，并并能能进进行行加加工工处处理理的的技技术术。“加加工工处处理理”主主要要是是对对这这些些媒媒体体进进行行录录入入、压压缩缩、存存储储、传传输输、解解压压和和显显示示等等。多多媒媒体体技技术术是是一一种种基基于于计计算算机机的、跨学科的的、跨学科的综合技术综合技术，具有许多特点。具有许多特点。多样性多样性集成性集成性交互性交互性实时性实时性数字化数字化多媒体技术涉及到多样化信息，多样性是多媒体技术涉及到多样化信息，多样性是多媒体技术的主要特征多媒体技术的主要特征 集成性是指以计算机为中心，综合处集成性是指以计算机为中心，综合处理多种信息媒体的特性理多种信息媒体的特性 交互性是指用户与计算机之间进行数据交换、交互性是指用户与计算机之间进行数据交换、媒体交换和控制权交换的一种特性。媒体交换和控制权交换的一种特性。意味着多媒体系统在处理信息时有着严格的意味着多媒体系统在处理信息时有着严格的时序要求和很高的速度要求。时序要求和很高的速度要求。数字化是指各种媒体信息都以数字形式（数字化是指各种媒体信息都以数字形式（0和和1的方式）进行存储和处理的方式）进行存储和处理 11/107多媒体信息处理关键技术多媒体信息处理关键技术 多媒体信息处理与应用需要一系列多媒体信息处理与应用需要一系列相关技术的支持，以下几个方面是相关技术的支持，以下几个方面是多媒多媒体信息处理的关键技术体信息处理的关键技术，也是多媒体研，也是多媒体研究的热点。究的热点。计算机系统技术计算机系统技术 多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩技术 多媒体数据存储技术多媒体数据存储技术 多媒体数据库技术多媒体数据库技术 多媒体网络与通信技术多媒体网络与通信技术多媒体系统的物质基础多媒体系统的物质基础 多媒体技术中最关键的一环多媒体技术中最关键的一环 模拟信号模拟信号数字信号数字信号编码压编码压缩缩CD-ROM光盘容量光盘容量650MB左右左右DVD光盘，单面单密度容量为光盘，单面单密度容量为4.7GB，双面双密度容量可达，双面双密度容量可达17GB 多媒体数据库存储大量图形、图多媒体数据库存储大量图形、图像、音频和视频等非结构化数像、音频和视频等非结构化数据据 通过宽带高速网络系统将多个通过宽带高速网络系统将多个独立的多媒体计算机连接成独立的多媒体计算机连接成局域网，或者是跨地区的广局域网，或者是跨地区的广域网，实现多媒体通信和多域网，实现多媒体通信和多媒体信息资源共享媒体信息资源共享 12/107教育与培训教育与培训教育与培训教育与培训电子出版物电子出版物电子出版物电子出版物多媒体网络多媒体网络多媒体网络多媒体网络 商业广告商业广告商业广告商业广告 多媒体技术应用多媒体技术应用 互联网直播互联网直播视频点播视频点播视频会议视频会议远程教育远程教育13/1078.2 8.2 多媒体计算机多媒体计算机系统系统 在普通在普通计算机系统计算机系统基础上，增加一基础上，增加一些些硬件设备硬件设备和和相应软件相应软件就构成了多媒体就构成了多媒体个人计算机，通常简称为个人计算机，通常简称为MPC。多媒体个人计算机多媒体个人计算机 随着计算机硬件技术的发展，随着计算机硬件技术的发展，今天的个人电脑，基本都今天的个人电脑，基本都能达到能达到MPC的要求的要求14/107 19901990年年1111月，美国月，美国MicrosoftMicrosoft和日本和日本SONYSONY等等公司成立的公司成立的“多媒体个人计算机市场协会多媒体个人计算机市场协会”，先，先后发布了后发布了4 4个个MPCMPC标准。标准。MPC4MPC4要求在要求在PCPC机的基础上机的基础上增加四类软、硬件产品：增加四类软、硬件产品：声声/像像输输入入设设备备：光光驱驱、话话筒筒、扫扫描描仪仪、录录音音机机和摄像机等。和摄像机等。声声/像像输输出出设设备备：音音频频卡卡、刻刻录录光光驱驱、投投影影仪仪和和打印机等。打印机等。多媒体计算机标准多媒体计算机标准15/107功功能能卡卡：电电视视卡卡、视视频频采采集集卡卡、视视频频输输出出卡、网卡和卡、网卡和VCDVCD压缩卡等。压缩卡等。软软件件支支持持：音音响响、视视频频和和通通信信信信息息以以及及实实时、多任务处理软件。时、多任务处理软件。MPCMPC标标准准对对多多媒媒体体技技术术的的发发展展和和普普及及起起到到了重要的推动作用。了重要的推动作用。16/107多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统是在个人计算机是在个人计算机基础上，增加各种基础上，增加各种多媒体输入和输出设备及多媒体输入和输出设备及其接口卡。其接口卡。多媒体计算机硬件配置的多媒体计算机硬件配置的基本要求基本要求基本要求基本要求是：是：功能强大的功能强大的CPUCPU和和内存储器内存储器；可高分辨率处理图像的可高分辨率处理图像的视频显示卡视频显示卡和和显示设备显示设备；17/107可高保真处理音频的可高保真处理音频的声卡声卡和和设备设备；可存放海量多媒体数据的可存放海量多媒体数据的存储设备存储设备以及其以及其他他输入、输出设备输入、输出设备。打印机打印机扫描仪扫描仪光盘机光盘机话筒话筒音响设备音响设备MIDIMIDI电视机电视机录像机录像机影碟机影碟机摄像机摄像机网卡网卡网络通讯网络通讯视视频频卡卡显示器显示器声声音音卡卡扬声器扬声器主机多媒体计算机硬件系统示意图多媒体计算机硬件系统示意图 18/1071.1.主机主机 多媒体信息处理器多媒体信息处理器 第一类第一类 采用超大规模集成电路实现的采用超大规模集成电路实现的通用通用和和专用专用的数字信号处理芯片（的数字信号处理芯片（DSPDSP）第二类第二类 在现有在现有CPUCPU芯片上增加芯片上增加数据处理指令数据处理指令和数据类型和数据类型，Pentium 4Pentium 4微处理器包含了微处理器包含了144144条条多媒体及图形处理指令多媒体及图形处理指令第三类第三类 为媒体处理器（为媒体处理器（Media ProcessorMedia Processor）以多媒体和通信功能为主，具有以多媒体和通信功能为主，具有可编程性可编程性，通，通过软件可增加新功能过软件可增加新功能 多媒体信息多媒体信息处理器不能处理器不能取代通用处取代通用处理器，通常理器，通常与通用处理与通用处理器配合，可器配合，可在功能上互在功能上互补补 19/1072.多媒体接口卡多媒体接口卡 多媒体接口卡将计算机与各种外部设备多媒体接口卡将计算机与各种外部设备相连，构成一个多媒体计算机。常用接口卡相连，构成一个多媒体计算机。常用接口卡有有声卡声卡、视频采集卡视频采集卡、图形加速卡图形加速卡和和IEEE1394IEEE1394卡卡等。等。声卡声卡声卡声卡：又称：又称音频音频卡卡，它使计算机，它使计算机可以录制和播放可以录制和播放声音。有些主机声音。有些主机板上集成了声卡板上集成了声卡功能。与单独声功能。与单独声卡相比，集成声卡相比，集成声卡功能较差。卡功能较差。声卡外观声卡外观 20/107音乐合成发音音乐合成发音:调频（调频（FMFM）合成法）合成法 将将多个频率多个频率的简单声音合成的简单声音合成复合音复合音来模拟各种乐来模拟各种乐器的声音。器的声音。波形表合成法波形表合成法先将各种真正乐器的声音录下来，再进行先将各种真正乐器的声音录下来，再进行数字化数字化处理形成波形数据，然后将处理形成波形数据，然后将各种波形数据各种波形数据存储在存储在只读存储器中。发音时通过只读存储器中。发音时通过查表查表找到所找到所选乐器的选乐器的波形数据波形数据，再经过调制、滤波、再合成等处理形，再经过调制、滤波、再合成等处理形成立体声。成立体声。声卡的主要功能声卡的主要功能 21/107混音器和数字声音效果处理器功能混音器和数字声音效果处理器功能 混音器混音器的作用是将来自音乐合成器、的作用是将来自音乐合成器、CD-ROM、话筒输入、话筒输入(MIC)等不同来源的声音组等不同来源的声音组合在一起再输出。每种声音卡都有混音器合在一起再输出。每种声音卡都有混音器。数字声音效果处理器数字声音效果处理器是对数字化的声音信号是对数字化的声音信号进行处理以获得所需要的音响效果进行处理以获得所需要的音响效果(混响、混响、延时和合唱等延时和合唱等)，数字声音效果处理器是高，数字声音效果处理器是高档声卡应该具备的功能档声卡应该具备的功能。22/107模拟声音输入输出功能模拟声音输入输出功能 主要是主要是A/D、D/A转换转换声音声音 模拟信号模拟信号计算机计算机 数字信号数字信号A/DD/A扬声器扬声器 模拟信号模拟信号专业声卡接口面板专业声卡接口面板23/107视视频频采采集集卡卡：可可以以获获取取数数字字化化视视频频信信息息，并并将将其其存存储储或或播播放放出出来来。多多数数视视频频采采集集卡卡能能在在捕捕捉捉视视频频信信息息的的同同时时获获得得伴伴音音。一一些些视视频频采采集集卡卡还还提提供供了了硬硬压压缩缩功功能能。视视频频采采集集卡卡还还能能提提供供许许多多播播放放效效果果，如如：冻冻结结、淡淡入入淡淡出出、旋转、镜像和透明色等。旋转、镜像和透明色等。视频采集卡外观视频采集卡外观 声音采集声音采集24/107图图形形加加速速卡卡：工工作作在在CPUCPU和和显显示示器器之之间间，控控制制计计算算机机图图形形的的输输出出。通通常常图图形形加加速速卡卡是是以以附附加卡的形式安装在计算机的扩展槽中。加卡的形式安装在计算机的扩展槽中。IEEE1394卡卡：作作为为一一种种数数据据传传输输的的开开放放式式技技术术标标准准，通通常常用用于于数数码码设设备备的的数数据据传传输输。包包括括数数码码摄摄像像机机、高高速速外外接接硬硬盘盘、打打印印机机和和扫扫描描仪仪等等多多种种设设备备。标标准准的的IEEE1394接接口口可可以以同同时时传传送送数数字字视视频频信信号号以以及及数数字字音音频频信信号号，相相对对于于模模拟拟视视频频接接口口，IEEE1394技技术术在在采采集集和和回回录录过程中没有任何信号损失。过程中没有任何信号损失。25/1073.信息获取设备信息获取设备 多媒体计算机必须配置一定的外部设备以多媒体计算机必须配置一定的外部设备以便获取多媒体信息，常见设备有便获取多媒体信息，常见设备有扫描仪、扫描仪、数码照相机、数码摄像机数码照相机、数码摄像机和和触摸屏触摸屏等设备。等设备。26/107 扫描仪扫描仪:是一种图形输入设备，由是一种图形输入设备，由光源、光源、光学镜头、光敏元件、机械移动部件和电子光学镜头、光敏元件、机械移动部件和电子逻辑部件逻辑部件组成。组成。该设备主要用于对图片资料、该设备主要用于对图片资料、图形方式的文字资料等图形方式的文字资料等纸制材料纸制材料的的电子数据电子数据化化。平板扫描仪 馈纸式扫描仪 底片扫描仪 工程图纸扫描仪 类型有类型有:平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描仪、工程图纸扫描仪仪、工程图纸扫描仪仪、工程图纸扫描仪仪、工程图纸扫描仪和和和和鼓形扫描仪鼓形扫描仪鼓形扫描仪鼓形扫描仪等。等。27/107 扫描仪的主要参数扫描仪的主要参数 ：光学分辨率光学分辨率：指图像扫描过程中扫描仪本身在：指图像扫描过程中扫描仪本身在每英寸内所能识别图像的点数，即每英寸内所能识别图像的点数，即dpidpi(dots(dots per inch,per inch,每英寸数）。每英寸数）。色彩描述色彩描述：指扫描仪所能识别的色彩范围，一：指扫描仪所能识别的色彩范围，一般用像素的位数表示。普通中档平板扫描仪的般用像素的位数表示。普通中档平板扫描仪的色彩可达到每个像素色彩可达到每个像素2424位，即通常所说的位，即通常所说的2424位位真彩色。真彩色。灰度层次灰度层次：指图像亮度的层次范围，用级数表：指图像亮度的层次范围，用级数表示。级数越大，表明图像层次越丰富，一般分示。级数越大，表明图像层次越丰富，一般分为为256256级。级。扫描幅面扫描幅面：一次扫描所能转换的原图最大范围。：一次扫描所能转换的原图最大范围。可以用可以用2的的24次方种颜次方种颜色对自然界的颜色色对自然界的颜色进行基本的还原。进行基本的还原。28/107 是一种数字成像设备，是一种与计算机是一种数字成像设备，是一种与计算机配套使用的照相机。配套使用的照相机。它是集光、机、电于它是集光、机、电于一体的数字化产品。与普通光学照相机相一体的数字化产品。与普通光学照相机相比，比，最大区别在于数码照相机最大区别在于数码照相机用存储器保用存储器保存图像资料存图像资料，而不通过胶片保存图像，而不通过胶片保存图像。数码相机分为数码相机分为家庭用家庭用和和专业用专业用。数码照相机数码照相机 家庭用数码照相机家庭用数码照相机 专业用数码照相机专业用数码照相机 29/107 数码照相机主要由数码照相机主要由光学镜头、取景框、光学镜头、取景框、光电耦合元件光电耦合元件CCD、译码器、存储器、数据、译码器、存储器、数据接口和电源接口和电源等部件组成。等部件组成。光电耦合元件光电耦合元件CCD负责将可见光转换成电信负责将可见光转换成电信号。号。译码器译码器将将CCD感应到的电信号转换成数字信感应到的电信号转换成数字信号，保存到号，保存到数码照相机内置存储器数码照相机内置存储器中中。存储器是闪速存储器存储器是闪速存储器，主要有，主要有SmartMedia卡卡（SM卡）和卡）和CompactFlash卡（卡（CF卡）等。卡）等。输出接口输出接口为为串行口、串行口、USBUSB接口或接口或IEEE1394IEEE1394接口接口。30/107v数码照相机所特有的性能指标是：数码照相机所特有的性能指标是：分分分分辨辨辨辨率率率率：是是数数码码照照相相机机的的重重要要指指标标，用用图图像像的的绝绝对对像素数来衡量。分辨率越高，图像质量越高。像素数来衡量。分辨率越高，图像质量越高。色色色色彩彩彩彩位位位位数数数数：反反映映了了数数码码相相机机能能正正确确记记录录的的色色调调有有多多少少，色色彩彩位位数数值值越越高高，越越能能更更真真实实的的还还原原亮亮部部及及暗暗部部细细节节。目目前前几几乎乎所所有有数数码码照照相相机机的的颜颜色色深深度度都都达达到了到了2424位，可以生成真彩色图像。位，可以生成真彩色图像。光光光光学学学学镜镜镜镜头头头头：镜镜头头的的物物理理口口越越大大，光光通通量量就就越越大大，数数码码相相机机对对光光线线的的接接受受和和控控制制就就会会越越好好，成成像像质质量量也也就越好。就越好。镜镜镜镜头头头头焦焦焦焦距距距距：镜镜头头的的焦焦距距不不同同，能能拍拍摄摄的的景景物物广广阔阔程程度就不同度就不同 31/107 数码相机数码相机拍摄的照片以文件形式存储在拍摄的照片以文件形式存储在相机的相机的存储卡存储卡中，因此，将数码相机中的照中，因此，将数码相机中的照片转存到计算机中，就是将存储卡中的文件片转存到计算机中，就是将存储卡中的文件复制到计算机中。复制到计算机中。32/107 数码摄像机的优点是数码摄像机的优点是动态拍摄效果好动态拍摄效果好，也可以拍摄静态照片也可以拍摄静态照片，电池容量大电池容量大，DVDV带支带支持长时间拍摄持长时间拍摄。数码摄像机（数码摄像机（DV）按照存储介质分类按照存储介质分类硬盘硬盘DV：硬盘：硬盘DV目前主流容量为目前主流容量为20-60GB 优点就是存储空间大。优点就是存储空间大。光盘光盘DV：光盘：光盘DV采用采用DVD光盘作为存储介质，当光盘作为存储介质，当结束拍摄时，只需要将结束拍摄时，只需要将DVD直接取出来就可以在任直接取出来就可以在任何一台何一台DVD播放器上进行播放。播放器上进行播放。33/107DV带带DV：DV带带DV的优点是价格便宜，而缺的优点是价格便宜，而缺点是磁带保存的时间短，拍摄的视频导出到点是磁带保存的时间短，拍摄的视频导出到电脑时速度慢。此类技术已经成熟，主机价电脑时速度慢。此类技术已经成熟，主机价格也最便宜。格也最便宜。DVDV带带带带存储卡存储卡DV：存储卡存储卡DV一般使用价廉物美的一般使用价廉物美的SD卡，卡，SD卡的容量已经达到卡的容量已经达到N个个GB级别。相比其级别。相比其他存储介质卡而言，此类机器的体积最为小他存储介质卡而言，此类机器的体积最为小巧，携带最为方便，缺点是比较费电，待机时巧，携带最为方便，缺点是比较费电，待机时间短。间短。34/107 数码摄像机按照功能和使用场合可分数码摄像机按照功能和使用场合可分为为家庭用家庭用和和专业用专业用两种两种。35/107触摸屏 是一种坐标定位装置，安装在显示器前是一种坐标定位装置，安装在显示器前面，用手触摸该装置，即可完成输入操作。面，用手触摸该装置，即可完成输入操作。触摸屏是由触摸屏控制卡、透明度很高的触摸屏是由触摸屏控制卡、透明度很高的触摸检测装置和驱动程序组成。触摸检测装置和驱动程序组成。实际上对触摸屏的一次触摸相当于单击一实际上对触摸屏的一次触摸相当于单击一次鼠标次鼠标。36/107触摸屏分类触摸屏分类 按照安装方式可分为四种：按照安装方式可分为四种：外挂式、内置外挂式、内置式、整体式和投影仪式式、整体式和投影仪式。按照技术原理可分为五种：按照技术原理可分为五种：红外线触摸屏红外线触摸屏、电容触摸屏电容触摸屏、电阻触摸屏电阻触摸屏、表面声波触摸屏和表面声波触摸屏和矢量压力触摸屏。矢量压力触摸屏。37/107多媒体计算机软件系统 多媒体计算机软件系统按功能可分为多媒体计算机软件系统按功能可分为系系统软件和应用软件统软件和应用软件。系统软件系统软件是指管理、监控和维护多媒体计算是指管理、监控和维护多媒体计算机资源（包括硬件和软件）的软件。机资源（包括硬件和软件）的软件。应用软件应用软件是指系统软件以外的其他软件，它是指系统软件以外的其他软件，它是具体领域的应用程序。是具体领域的应用程序。38/107系统软件系统软件是多媒体系统的核心，操作系统是是多媒体系统的核心，操作系统是软件的基础，各种多媒体软件都要运行在多软件的基础，各种多媒体软件都要运行在多媒体操作系统平台上。媒体操作系统平台上。图8.2.7 多媒体计算机软件系统最低层硬件的最低层硬件的支持环境，支持环境，直接和多媒体直接和多媒体硬件设备打交道硬件设备打交道 是一个实时多任务软是一个实时多任务软件系统，是多媒体计件系统，是多媒体计算机的控制中枢，控算机的控制中枢，控制所有设备和软件协制所有设备和软件协同工作同工作 图像处理软件图像处理软件 Photoshop、Fireworks、CorelDraw和和Photostyler动画制作软件动画制作软件 Flash、Animator Pro3D Studio MAX 音频处理软件音频处理软件 Easy CD-DA ExtractorExact Audio Copy VisualBasicAuthorwareMacromedia Director 39/1072.2.应用软件应用软件 多媒体应用软件是在多媒体应用软件是在多媒体创作平多媒体创作平台台上设计开发的面向应用的软件。上设计开发的面向应用的软件。8.3 8.3 音频信息音频信息 声声音音是是携携带带信信息息的的重重要要媒媒体体，自自然然界中存在各种各样的声音。界中存在各种各样的声音。40/107声音特性声音特性当物体在空气中震动时，便会发出连续波，当物体在空气中震动时，便会发出连续波，叫叫声波声波，这种波传到人的耳朵，引起耳膜震，这种波传到人的耳朵，引起耳膜震动，这就是人们听到的声音。动，这就是人们听到的声音。声波在时间上和幅度（振幅）上都是连续变声波在时间上和幅度（振幅）上都是连续变化的模拟信号，可用模拟正弦波形表示。化的模拟信号，可用模拟正弦波形表示。41/107 波形相对基线的波形相对基线的最大位移最大位移称为称为振幅振幅A A，反映声音的，反映声音的音量音量;将波形中两个将波形中两个相邻相邻波峰（或波谷）之间波峰（或波谷）之间距离距离称为称为震动震动周期周期T T，周期的倒数，周期的倒数1/T1/T即为即为频率频率f f,以赫兹（以赫兹（HzHz）为单位，是声音每秒钟变化次数，周期和频率反映了为单位，是声音每秒钟变化次数，周期和频率反映了声音的声音的音调音调。人们通常听到的声音并人们通常听到的声音并不是单一频率声音不是单一频率声音，而是，而是许许多多个频率的复合，将声音信号的频率范围称为许许多多个频率的复合，将声音信号的频率范围称为带宽带宽。声音的波形表示、采样和量化声音的波形表示、采样和量化 42/107声源类型声源类型频带宽度频带宽度(Hz)(Hz)男声语音男声语音100 9000女声语音女声语音150 10000电话语音电话语音200 3400调频广播（调频广播（FM）20 15000调幅广播（调幅广播（AM）50 7000高级音响设备重放高级音响设备重放20 20000宽带音响设备重放宽带音响设备重放10 4000043/107音频信息表示音频信息表示 音频信号在音频信号在时间上时间上和和幅度幅度上都是连续的，上都是连续的，将在将在时间时间和和幅度幅度上都上都连续的信号连续的信号称为称为模拟信模拟信号号。1.1.模拟音频数字化模拟音频数字化 计算机对音频信息处理，就要将计算机对音频信息处理，就要将模拟信号转模拟信号转换成数字信号换成数字信号，将这一转换过程称为模拟音，将这一转换过程称为模拟音频数字化。模拟音频数字化过程涉及到频数字化。模拟音频数字化过程涉及到音频音频采样、量化和编码采样、量化和编码。采样量化编码声音模拟信号声音数字信号模拟音频的数字化过程模拟音频的数字化过程 44/107采样采样：是每隔一定时间间隔在模拟波形上取：是每隔一定时间间隔在模拟波形上取一个值，将时间上连续信号变成时间上离散一个值，将时间上连续信号变成时间上离散信号。信号。如果时间间隔相等，则称为如果时间间隔相等，则称为均匀采样均匀采样，该时间间隔为该时间间隔为采样周期采样周期，其倒数为，其倒数为采样频率采样频率。采样频率采样频率即每秒采样次数即每秒采样次数，采样频率越，采样频率越高，数字化音频质量越好，但数据量越大。高，数字化音频质量越好，但数据量越大。对于电话语音信号，最高频率为对于电话语音信号，最高频率为3400Hz，所需采样频率至少为，所需采样频率至少为6800Hz，在实际应用中，采样频率，在实际应用中，采样频率规定为规定为8000Hz。奈奎斯特理论：奈奎斯特理论：如果采样频率不低于信号最如果采样频率不低于信号最高频率的两倍高频率的两倍，就能将数字表达的声音还原，就能将数字表达的声音还原成原来的模拟声音。成原来的模拟声音。45/107量化量化量化量化：量化是将每个采样点得到的幅度值以数字量化是将每个采样点得到的幅度值以数字形式存储。形式存储。二倍于最高频率的采样频率是数字化声音再现的二倍于最高频率的采样频率是数字化声音再现的必要条件必要条件，而，而非充分条件非充分条件，它还与幅值的量化级，它还与幅值的量化级别有关。别有关。048 9 9840000111111111010001000011011 量化的位数越多，则量化的位数越多，则可以更细腻的表现采可以更细腻的表现采样点间的梯度，声音样点间的梯度，声音质量也越好，但声音质量也越好，但声音文件也越大。文件也越大。46/1072.2.数字音频的存储数字音频的存储 数数字字化化音音频频质质量量的的指指标标有有三三项项：采采样样频频率率、量量化化位位数数（即即采采样样精精度度）和和声声道数。道数。声声道道数数指指声声音音通通道道的的个个数数。记记录录声声音音时时，如如果果每每次次生生成成一一个个声声波波数数据据，称称为为单单声声道道；每每次次生生成成两两个个声声波波数数据据，称称为为双声道双声道，即立体声。，即立体声。编编码码：存存储储在在计计算算机机中中的的数数字字化化声声音音并并不不是是声声音音的的真真正正幅幅值值，而而是是幅幅值值代代码码。将将采采集集的的物物理理量量转转换换为为计计算算机机中中代代码码的的过程称为编码。过程称为编码。在在自自然然界界中中，声声音音除除了了音音量量音音调调属属性性外外，还还存存在在一一个个声声源源位位置置的的问问题题，声声音音数数字字化化的的采采样样频频率率和和量量化化级级越越高高，声声道道数数越越多多，结结果果越越接接近近原原始始声声音音，但但记记录录数数字字声声音所需存储空间也随之增加。音所需存储空间也随之增加。47/107数据率（数据率（b/s）=采样频率（采样频率（Hz）采样精度（采样精度（b）声道数声道数 数字化数字化1秒声音所需数据位数（秒声音所需数据位数（bit或或b）称为）称为数据率数据率数据率数据率。例如例如 用用44.10kHz的采样频率，每个采样点用的采样频率，每个采样点用16位的精度存储，双声道，位的精度存储，双声道，则录制则录制1秒钟的立体声节目，数据率为：秒钟的立体声节目，数据率为：44100 16 2=1411200（b/s）采样频率（采样频率（Hz）采样精度（采样精度（b）声道数声道数=数据率（数据率（b/s）48/1073.3.3.3.数字音频的文件格式数字音频的文件格式 文件格式是数据在存储器中的存放形式。文件格式是数据在存储器中的存放形式。相相同同数数据据，可可以以有有不不同同的的存存放放形形式式，所所以以也也 就有多种文件格式。就有多种文件格式。49/107存储音频信息文件格式主要有以下几种：存储音频信息文件格式主要有以下几种：WAVE格式文件格式文件：WAVE（Wave，声波）格，声波）格式文件扩展名是式文件扩展名是wav，是，是Microsoft公司开发公司开发的一种波形声音文件格式，是的一种波形声音文件格式，是PC机上最为通机上最为通用的声音文件格式，几乎所有的编辑软件都用的声音文件格式，几乎所有的编辑软件都能读取能读取WAVE格式文件。格式文件。声音存储声音存储声音回放声音回放声音麦克风录音机声卡Wav文件模拟声音扬声器模拟声音声音声卡Wav文件 WAVE被称为“无损的音乐无损的音乐”，它直接记录了真实声音的二进制采样数据。50/107MIDI格式文件格式文件：MIDIMIDI格式文件扩展名是格式文件扩展名是midmid。存储的不是对声波进行采样、量化和编存储的不是对声波进行采样、量化和编码的信息，而是将数字式电子乐器弹奏过程码的信息，而是将数字式电子乐器弹奏过程记录下来，它实际上是一串时序命令，用于记录下来，它实际上是一串时序命令，用于记录电子乐器键盘弹奏信息。记录电子乐器键盘弹奏信息。MIDIMIDI消息消息是乐谱的一种数字式描述，包括是乐谱的一种数字式描述，包括键、通道号、持续时间、音量和力度等。键、通道号、持续时间、音量和力度等。当需要播放时，只需从相应的当需要播放时，只需从相应的MIDIMIDI文件文件中读取中读取MIDIMIDI消息，生成乐器声音波形，经放消息，生成乐器声音波形，经放大后由扬声器输出。大后由扬声器输出。示例示例（文件大小：（文件大小：140k 140k 时间：时间：4 4分分3030秒）秒）51/107MPEGMPEG格式文件格式文件格式文件格式文件：MPEG（Moving Picture Expert Group，运动图像专家组）是一种有损压，运动图像专家组）是一种有损压缩。缩。根据压缩质量和编码复杂程度可分为三种根据压缩质量和编码复杂程度可分为三种（MPEG-1 Audio Player 1/2/3），分别对应），分别对应mp1、mp2、mp3三种音频文件。三种音频文件。压缩比分别为压缩比分别为4:1、6:18:8:1和和10:112:1。mp3mp3因为具有压缩比高、音质接近因为具有压缩比高、音质接近CDCD、制作、制作简单和便于交换等优点，非常适合在网上传播，简单和便于交换等优点，非常适合在网上传播，是目前使用最多的音频格式文件。是目前使用最多的音频格式文件。WAVE格式文件和格式文件和MIDI格式文件都可以压缩成格式文件都可以压缩成MPEG格式文件。格式文件。52/1078.4 8.4 图形与图像信息图形与图像信息 图形图形与与图像图像是计算机中两种重要而常用是计算机中两种重要而常用的多媒体信息，的多媒体信息，图像图像可分为可分为静态图像静态图像和和动动态图像。态图像。这里的这里的图像图像是指是指静态图像静态图像，而，而动态图动态图像像又称又称视频视频。图形与图像特点图形与图像特点 在计算机技术中，图形与图像是一对、在计算机技术中，图形与图像是一对、既有联系又有区别的概念。它们都是一副、既有联系又有区别的概念。它们都是一副、图，但图的产生、处理和存储方式不同。图，但图的产生、处理和存储方式不同。53/1071.1.图形图形 图形图形图形图形一般由绘图软件生成，由一般由绘图软件生成，由直线、圆、圆弧和任直线、圆、圆弧和任直线、圆、圆弧和任直线、圆、圆弧和任意曲线意曲线意曲线意曲线等等图元素组成，以图元素组成，以矢量图形式存储。矢量图形式存储。矢量图形式存储。矢量图形式存储。矢量图描述矢量图描述的不是图形中每个点的信息，而是描述所有图元素的不是图形中每个点的信息，而是描述所有图元素产生产生产生产生的过程的过程的过程的过程和和和和方法方法方法方法，即用指令集来描述图形。，即用指令集来描述图形。矢量图有两个优点矢量图有两个优点：（1 1）所占空间小；）所占空间小；（2 2）在进行各种变形（如缩放、旋转、扭曲）时几乎）在进行各种变形（如缩放、旋转、扭曲）时几乎没有误差产生。没有误差产生。54/1072.2.图像图像 图像图像图像图像是由是由扫描仪、数码照相机和摄像机扫描仪、数码照相机和摄像机扫描仪、数码照相机和摄像机扫描仪、数码照相机和摄像机等输入设等输入设备捕捉的真实场景画面产生的映像，数字化后以备捕捉的真实场景画面产生的映像，数字化后以位图位图形式存储形式存储。存储构成图像每个像素点的。存