大学计算机基础(徐久成王岁花版)第7章.pptx

大学计算机基础 徐久成 王岁花 主编 科学出版社 普通高等教育“十二五”国家级规划教材 第7章 多媒体技术 n7.1 多媒体技术概述 n7.2 音频信息的处理 n7.3 图像信息处理 n7.4 视频处理 n7.5 多媒体动画制作 7.1 多媒体技术概述 n7.1.1 多媒体技术的基本概念 n7.1.2 多媒体技术的特点及应用 n7.1.3 多媒体技术的发展方向 n7.1.4 多媒体中主要的媒体元素 n7.1.5 多媒体计算机系统 7.1.1 多媒体技术的基本概念 “多媒体”一词译自英文“Multimedia”，而该词又 是由multiple和media复合而成，核心词是媒体。媒 体（Medium）在计算机领域中有两种含义：一是指 用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体 存储器等；一是指信息的载体，如数字、文字、声 音、图形和图像。多媒体计算机技术中的媒体是指后 者。 关于多媒体技术，目前国内外没有一个标准的定 义。人们普遍地认为，“多媒体”是指能够同时获取、 处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体 的技术。 7.1.2 多媒体技术的特点及应用 n（1）多样性：计算机信息形式可以是文字、图形、 声音、图像、视频和动画等。 n（2）集成性：多媒体技术的集成性是指以计算机为 中心综合处理多种信息媒体。 n（3）交互性：指人们可以和计算机的多媒体信息交 互操作，从而为用户提供有效的控制和使用信息的手 段，而不仅仅是被动接受。 n（4）数字化：多媒体技术的数字化是指必须把文 字、图形、图像、声音等信息进行数字化编码，以便 于计算机进行处理，并且这些数据编码具有不同的压 缩方法和标准。 多媒体技术的特点 7.1.2 多媒体技术的特点及应用 由于计算机多媒体技术的出现，极 大地改善了人和计算机之间的界面，更 进一步提高了计算机的易用性与可用性 ，已经并将继续扩展计算机的应用领域 ，深入到我们工作、学习和生活的每个 角落。目前多媒体技术主要应用在教育 培训、多媒体通信、过程模拟、商业展 示、电子出版、家庭娱乐等领域。 多媒体技术的应用 7.1.3 多媒体技术的发展方向 n 目前，多媒体技术正朝网络化、智能化、标准化、多领域融合 和虚拟现实等几个方向发展。 1网络化：随着宽带网络得到迅速发展，网络传输速度和质量快速 提高，各种基于网络的多媒体系统得到迅速发展和普及。 2智能化：未来的多媒体系统会具有越来越高的智能性，可以与人 类进行更人性化的交互。 3标准化：多媒体技术涉及多个行业，而多媒体系统的集成对标准 化提出了很高的要求。 4多领域融合：多媒体技术的进一步发展将会充分地体现出多领域 应用的特点 5虚拟现实：多媒体技术与三维图形图像技术、模拟技术、传感技 术、人机界面技术、显示技术、伺服技术等结合，能够生成一个逼真 的三维视觉、触觉以及嗅觉等虚拟感觉世界，让用户可以从自己的视 点出发，对产生的虚拟世界进行交互式浏览。 7.1.4 多媒体中的媒体元素 目前计算机多媒体技术中主要的媒体元素包括文 本、图形、图像、动画、声音和视频等六种类型。 1文本（Symbol/Text）：指各种文字，包括各种字 体 、尺寸、格式及色彩。 2图形（Graphics）：图形是指从点、线、面到三维 空间的黑白或彩色几何图。 3图像（Image）：图像是由图像输入设备例如数码 相机、扫描仪捕捉的实际场景画面，或者以数字化形 式存储的任意画面。图像由排列成行列的像素点组成 ，计算机存储每个像素点的颜色信息，因此图像也称 为位图。 7.1.4 多媒体中的媒体元素 4声音（Audio）是携带信息的重要媒体。计算机获 取、处理、保存的人类能够听到的所有声音都称为音频 ，它包括噪音、语音、音乐等。音频可以通过声卡和音 乐编辑处理软件采集、处理。计算机中存储的音频文件 可以通过一定的音频处理程序播放。 5动画（Animation）是活动的画面，实质是一幅幅静 态图像的连续播放。由于人类眼睛具有“视觉暂留”的特 性，看到的画面在1/24秒内不会消失，所以如果在一幅 画面还没有消失前播放出下一幅画面，就会给人造成一 种流畅的视觉变化效果从而形成动画。动画目前已经成 为文化领域的一项充满活力的新兴产业。 7.1.4 多媒体中的媒体元素 6视频（Video）是由单独的画面序列组成， 这些画面以每秒超过24帧的速率连续地投射在 屏幕上，使观察者产生平滑连续的视觉效果。 计算机视频可来自录像带、摄像机等视频信号 源的影像，但由于这些视频信号的输出大多是 标准的彩色全电视信号，计算机中的视频信息 是数字化的，可以通过视频卡将模拟视频信号 转变成数字视频信号并进行压缩，存储到计算 机中。 7.1.5 多媒体计算机系统 多媒体计算机系统不是单一的技术，而 是多种信息技术的集成，是把多种技术综合 应用到一个计算机系统中，以实现多媒体信 息的输入、加工处理和输出等多种功能。与 传统的计算机系统一样， 多媒体计算机系统 也是由多媒体硬件和多媒体软件两大部分组 成。 n多媒体计算机的硬件除了常规的计算机硬件，如处理器、主 板、软盘驱动器、硬盘驱动器、声卡、光驱、显示器和网卡等 以外，还要有丰富多样的媒体信息采集输入设备如扫描仪、数 码相机、数码摄像机等组成。 7.1.5 多媒体计算机系统 多媒体计算机的硬件多媒体计算机的硬件 多媒体计算机的软件系统按功能划分为系统软件和应 用软件。系统软件在多媒体计算机系统中负责资源的配置 和管理、多媒体信息的加工和处理。应用软件是在多媒体 创作平台上设计开发的面向应用领域的软件系统。 7.1.5 多媒体计算机系统 多媒体计算机的软件多媒体计算机的软件 7.2 音频信息的处理 n7.2.1 常见的音频文件格式 n7.2.2 音频信息 n7.2.3 编辑声音 n7.2.4 音频格式转换 7.2.1 常见的音频文件格式 n（1）WAV文件：是Windows操作系统下的标准音频格式。直接 对声音波形进行采样记录而不经过压缩，音质最好，但文件也 最大。 n（2）MP3文件：MP3是目前最流行的音频文件格式，其全称是 MPEG-1 Audio Layer-3 ，专门用于压缩影像的伴音技术。 n（3）VQF文件：是由著名的声卡芯片制造厂家Yamaha和日本 NTT（Nippon Telegraph and Telephone）集团共同开发的一种 新型音频压缩技术。与MP3相比，它具有更高的压缩比和更好 的音质，压缩比达到1:20或更高。 n（4）RA文件：是由Real Networks 公司开发的流式音频文件格 式，全称为Real Audio,多用于网络广播方面。其特点是可以使 用户边下载边播放，而不像传统音频格式一样，在网络传输时 需要下载完才可以播放。 7.2.1 常见的音频文件格式 n（5）WMA文件：WMA的全称是Windows Media Audio， 它是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格 式。WMA在压缩比和音质方面都超过了MP3，更是远胜 于RA(Real Audio)，即使在较低的采样频率下也能产生较 好的音质 n（6）CDA文件：是CD唱片采用的格式，又叫“红皮书”格 式，记录的是波形流，声音的质量很高，听觉效果很好。 n（7）AAC文件：AAC（Adpative Audio Coding）是一种 专为声音数据设计的文件压缩格式，与MP3类似。 n（8）MIDI文件：严格地说，此类文件本身代表的并不是 一种音频文件格式。而是电子乐器之间及其与计算机之间 的一种接口技术。 7.2.2 音频信息采集 计算机采集声音信号的方式主要有两种 方式： 其一是通过话筒（也称麦克风）将声音 的模拟信号输入计算机，由计算机的声卡将 模拟信号转换成计算机可以识别的数字信号 ，以音频文件保存； 其二是直接输入多媒体数字信号，将多 媒体数字信号中的音频信息抽取出来以音频 文件保存。我们同样可以对它进行处理。 n1录音准备 n2录制声音 n3从其它多媒体素材中抽取音频信息 n4压缩音频文件 7.2.2 音频信息采集 7.2.3 编辑声音 声音的编辑包括声音的剪辑、合 并、混合、速度和音量的调节等操作。 1声音剪辑 2声音合并 3声音混合 4其它编辑功能 7.2.4 音频格式转换 音频文件的格式有很多种，每种格式都有其特定 的用途。某些应用也仅仅局限于几种特定的文件格 式。所以经常需要对采集到的音频文件进行格式转 换。音频文件格式转换的工具很多，本书介绍一个通 用的全能多媒体格式转换软件“格式工厂（Format Factory）”。该软件是由国内的一个软件爱好者开发的 免费软件。它能够完成几乎所有类型的音频格式文件 转换为MP3、WMA、MMF、AMR、OGG、M4A、M4R 、MP2、AAC、WAV等格式。 7.2.4 音频格式转换 “格式工厂”主窗口 7.3 图像信息处理 n7.3.1 基础知识 n7.3.2 数字图像获取 n7.3.3 图片浏览 n7.3.4 图像的编辑处理 7.3.1 基础知识 图形和图像在计算机的处理领域中是两个 既有本质区别又有密切联系的概念。凡是通过 人类的视觉系统能感觉到的信息都可以称为图 像，而图形是一种抽象化的图像，反映图像的 几何特征，如点、线、面等。图形和图像从本 质上讲是计算机对处理对象的不同描述方式， 它们分别有各自的特点和适用范围，在一定的 条件也可以相互转化。 图形和图像的区别 自然界中的色彩千变万化，要准确地表示某 一种颜色就要使用色彩模型。常用的色彩模型有 HSB、RGB、CMYK等。 （1）HSB模型：指色调(Hue)、饱和度(Saturation)、 亮度(Brightness)，用色彩的三要素来描述颜色，非常 适合于色彩设计。 （2）RGB模型：指红（Red）、绿（Green）、蓝（ Blue）三原色。RGB模型分别记录R、G、B三种颜色的 数值并将它们混合产生各种颜色。 （3）CMYK模型：CMYK模型包括青（Cyan）、品红 （Magenta）、黄（Yellow）和黑（Black，为避免与 蓝色混淆，黑色用K表示）。 7.3.1 基础知识 常用的颜色模型 n 分辨率是计算机图形图像处理中比较容易混淆的 概念之一。在不同的应用场合中有不同的含义。其中 常见有颜色分辨率、图像分辨率、数码输入设备分辨 率、显示和打印设备分辨率等等。 （1）颜色分辨率是指图像或者设备的颜色深度。颜色深度 越高，可以描述的颜色数量就越多，图像的质量越好。 （2）图像分辨率表示图像中像素点的密度，单位是dpi，表 示每英寸长度上像素点的数量。图像分辨率越高，包含的像 素越多，表现细节就越清楚。 （3）设备分辨率：输入输出设备的分辨率反映出图像I/O设 备获取或显示图像的精度。 7.3.1 基础知识 分辨率 （1）BMP格式：是Windows系统标准的图像位图格 式。BMP格式通用性好，Windows环境下运行的所有 图像处理软件都支持BMP图像文件格式，但由于BMP 格式未经过压缩，图像占用空间较大。 （2）GIF格式：是图像交换格式，GIF格式只支持 256种颜色，采用无损压缩存储，在不影响图像质量 的情况下，可以生成很小的文件。 （3）JPEG格式：是目前应用范围非常广泛的一种图 像文件格式。JPEG格式是按照该专家组制定的DCT压 缩标准进行压缩的图像文件格式。JPEG格式采用有 损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩 率的同时展现生动的图像。 7.3.1 基础知识 图像文件格式 （4）TIFF格式：是标记图像文件格式，格式支持256色、 24位真彩色、32位颜色深度，支持具有Alpha通道的 CMYK 、RGB、Lab、索引颜色和灰度图像以及无Alpha 通道的位 图模式图像。 （5）PSD格式：是Photoshop图像处理软件的专用文件格式 ，文件扩展名是.psd。PSD格式支持图层、通道、蒙板和不 同色彩模式的各种图像特征，能够将不同的物件以层的方式 分离保存，便于修改和制作各种特殊效果。 （6）PNG格式：是流式网络图形格式，综合了GIF和JPEG 格式优点，支持多种色彩模式；采用无损压缩算法减小文件 占用的空间；采用GIF的渐显技术，只需下载1/64的图像信 息就可以显示出低分辨率的预览图像；支持透明图像的制作 ，使图像和网页背景能和谐地融合在一起。 7.3.1 基础知识 图像文件格式 7.3.2 数字图像获取 n在实际的多媒体应用中，图形图像素材的获 取有很多途径，概括起来主要有 使用扫描仪扫描原始图片 通过数码相机拍摄照片 从屏幕上抓取 使用图形图像软件设计制作 此外，我们还可以从网上下载许多精美 的图像素材。 7.3.3 图片浏览 要浏览查看图片，可以通过图像浏览软件方便地 查看图像文件，此类工具软件很多如ACDSee、豪杰大 眼睛、色彩风暴(Color Storm)、iSee图片专家等。此 外，Windows XP中自带有Windows图片和传真查看器 软件，可以方便地进行图像浏览，它对图片具有浏 览、缩放、旋转的管理功能。 7.3.3 图片浏览 7.3.3 图片浏览 7.3.3 图片浏览 7.3.4 图像的编辑处理 支持图像处理的软件很多，如Adobe Photoshop、Corel Photo Paint、Ulead PhotoImpact等。看图软件ACDSee 在具有得 心应手的图片浏览和管理功能的同时，还是 一个功能丰富的图像编辑处理工具。可以用 来轻松处理数码影像，如调整图片大小、去 除红眼、剪切图像、锐化、浮雕特效、曝光 调整、旋转、镜像等等。 n1调整图片大小 n2调整图片亮度 n3艺术效果处理 n4旋转图片 n5图片修理 n6其它图像处理功能 7.3.4 图像的编辑处理 7.4 视频处理 n7.4.1 常见的视频文件格式 n7.4.2 视频信息处理 n7.4.3 视频格式转换 7.4.1 常见的视频文件格式 n 视频文件格式主要分为两大类：影像视频格式、 流式视频格式。 n 目前的多媒体视频文件格式主要有：AVI、WMV 、ASF、DivX、MPEG和MOV等。 n1AVI格式：英文全称为Audio Video Interleaved，即音 频视频交错格式。所谓“音频视频交错”，就是可以将视频 和音频交织在一起进行同步播放，可以跨多个平台使用。 n2.ASF格式：英文全称为Advanced Streaming Format，即 高级流媒体格式，是微软公司Windows Media的核心，是 一种包含音频、视频、图像以及控制命令脚本的数据格 式。 n3WMV格式：WMV是Microsoft推出的一种独立于编码方 式的在Internet上实时传播多媒体的技术标准。其主要优 点包括：本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下 载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环 境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。 7.4.1 常见的视频文件格式 n4MPEG格式：是运动图像压缩算法的国际标准，针对 运动图像而设计，基本方法是在单位时间内采集并 保存第一帧信息，然后就只存储其余帧相对第一帧发生 变化的部分，以达到压缩的目的。 n5DivX格式：是目前MPEG最新的视频压缩、解压技 术。 n6RM格式：是由Real Networks公司开发的一种能够在 低速率的网上实时传输视音频信息的视音频压缩规 范的流式视音频文件格式，可以根据网络数据传输速 率的不同制定不同的压缩比率，从而实现在低速率的广 域网上进行影像数据的实时传送和实时播放。 7.4.1 常见的视频文件格式 n7MOV格式：MOV是由Apple公司推出的流 媒体视频格式，相应的视频应用软件为 Apples Quick Time for Macintosh。 n 83GP格式：3GP是一种3G流媒体的视频编 码格式，主要是为了配合3G网络的高传输速 度而开发的，也是目前手机中最为常见的一 种视频格式。 n9FLV格式：FLV流媒体格式是一种新的视 频格式，全称为Flash Video。由于它形成的 文件极小、加载速度极快，使得网络观看视 频文件成为可能。 7.4.1 常见的视频文件格式 7.4.2 视频信息处理 视频信息的常见处理操作包括视频信息 的捕获、视频剪辑的分割、视频剪辑的声音 处理、视频剪辑的特效、视频剪辑的合成、 添加片头字幕、视频发布等。能够用来进行 视频信息处理的软件很多，常见有Adobe Premiere 、Ulead会声会影、Sony Vegas Video等。 Windows XP系统附带有一个操作简单、功能实 用的影视剪辑软件Windows Movie Maker，可以组合 镜头，声音，加入镜头切换的特效等等。常用的视频 信息处理功能： 1Windows Movie Maker界面 2从视频设备获取视频 3视频剪辑合成 4视频特效处理 5音频处理 6添加片头/片尾字幕 7保存视频文件 7.4.2 视频信息处理 7.4.3 视频格式转换 视频信息的文件格式非常多，每种 格式都有其特定的用途。某些应用也仅 仅局限于几种特定的文件格式，所以视 频文件的格式转换也是不可避免的。能 够用来进行视频文件格式转换的工具很 多，但大多工具的通用性不强，不同格 式用不同的转换器来转换。 格式工厂（Format Factory）能够完成几 乎所有类型的视频格式文件转换为MP4、3GP、 AVI、WMV、MPEG、VOB、FLV、SWF、MOV 等格式。此外，该软件还有一个非常人性化的“ 所有 转到 移动设备”功能，可以将各种视频文 件转换为手机、MP4等移动数码设备能够接受 的视频格式。 7.4.3 视频格式转换 7.5 多媒体动画制作 n7.5.1 多媒体动画基本概念 n7.5.2 GIF动画制作 n7.5.3 Flash动画制作 7.5.1 多媒体动画基本概念 n 当眼睛看到一系列图像时，它一次保留一个图 像。如果用快速地（速度不小于24幅/秒）变换多幅 画面，当前看到的画面在大脑消失之前切换到下一幅 画面，大脑感知的影像就是连续的。动画就是利用这 一视觉原理，将多幅画面快速、连续地展示而产生动 画效果。 n 传统动画制作是在纸上一幅幅地绘制静态图画， 然后再将纸上的画面拍摄制作成胶片。计算机动画是 根据传统的动画设计原理，由计算机完成全部动画的 制作和播放。 n 按计算机的动画的实现方式，动画可以分为帧 动画和矢量动画。 n 帧动画是指构成动画的基本单位是帧，每帧都是 一幅静态的画面，动画就是通过快速展示很多不同的 画面帧而产生的。 n 矢量动画是经过计算机计算而生成的动画，其画 面只有极少量的关键画面（关键帧）组成，主要表现 变换的图形、线条、文字和图案。矢量动画主要通过 编程方式或某些矢量动画软件完成。 7.5.1 多媒体动画基本概念 当前计算机动画的应用比较广泛，由于应用领域 不同，动画文件也存在着不同类型的存储格式，其中 GIF和SWF是我们最常用到的动画文件格式。 nGIF动画格式：GIF图像采用了无损数据压缩方法中 压缩率较高的LZW算法，文件尺寸较小，GIF动画格 式可以同时存储若干幅静止图像并进而形成连续的动 画，目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这 种格式的GIF文件。 n SWF动画格式：SWF是Adobe公司的动画创