[经济学]第九章 多媒体技术基础ppt课件

1、1 / 44第九章第九章 多媒体技术根底多媒体技术根底 9.1 多媒体技术的根本概念多媒体技术的根本概念9.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 9.3 多媒体信息的数字化和紧缩技术多媒体信息的数字化和紧缩技术 9.4 多媒体素材制造多媒体素材制造 2 / 449.1多媒体技术的根本概念多媒体技术的根本概念 9.1.1多媒体多媒体 媒体媒体存储信息的物理实体，如磁盘、光盘等存储信息的物理实体，如磁盘、光盘等信息的表现方式或载体信息的表现方式或载体 多媒体多媒体交融两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播交融两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体，运用的媒体包括文字、图形、

2、图像、声音、动画和视媒体，运用的媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和视频。频。多媒体技术多媒体技术 是一种基于计算机的综合技术，包括数字化信息的处置技术是一种基于计算机的综合技术，包括数字化信息的处置技术、音频和视频技术、计算机硬件和软件技术、人工智能和方、音频和视频技术、计算机硬件和软件技术、人工智能和方式识别技术、通讯和图像技术等，是一门跨学科的综合技术式识别技术、通讯和图像技术等，是一门跨学科的综合技术。3 / 449.1.2 多媒体技术的特性多媒体技术的特性 q 多样性多样性 媒体、处置方式媒体、处置方式 q 集成性集成性 媒体、设备与软件的集成媒体、设备与软件的集成q 交互性交互性

3、 用户与多媒体信息用户与多媒体信息 q 数字化数字化 媒体信息以数字的方式存储和处置媒体信息以数字的方式存储和处置q 实时性实时性 声音媒体和视频媒体声音媒体和视频媒体4 / 449.1.3 多媒体信息的类型多媒体信息的类型 1文本文本2图形图形由直线、圆、圆弧、恣意曲线等组成的画面，以矢量方式存由直线、圆、圆弧、恣意曲线等组成的画面，以矢量方式存储。储。3图像图像经过扫描仪、数字照相机、摄像机等设备捕捉的真实场景的经过扫描仪、数字照相机、摄像机等设备捕捉的真实场景的画面，数字化后以位图格式存储。画面，数字化后以位图格式存储。4动画动画利用了人眼的视觉特性所得到的画面印象。利用了人眼的视觉特性

4、所得到的画面印象。5. 视频视频来自视频信号源的影像。来自视频信号源的影像。6音频音频话语、音乐以及各种动物和自然界发出的各种声音。话语、音乐以及各种动物和自然界发出的各种声音。5 / 449.1.4 多媒体信息处置的关键技术多媒体信息处置的关键技术 1.多媒体数据紧缩技术多媒体数据紧缩技术节省存储空间，提高通讯介质的传输效率，使计算机实时处节省存储空间，提高通讯介质的传输效率，使计算机实时处置和播放视频、音频信息成为能够。置和播放视频、音频信息成为能够。2.多媒体数据存储技术多媒体数据存储技术数字化数据存储的介质有：硬盘、光盘和磁带等。数字化数据存储的介质有：硬盘、光盘和磁带等。CD/ROM

5、光盘容量：光盘容量：650MB左右左右单面单密度单面单密度DVD：4.7GB双面双密度双面双密度DVD：17GB6 / 443.集成电路制造技术集成电路制造技术为多媒体技术的进一步开展发明了有力的条件。为多媒体技术的进一步开展发明了有力的条件。4.多媒体数据库技术多媒体数据库技术 研讨多媒体信息的特征、建立多媒体数据模型；研讨多媒体信息的特征、建立多媒体数据模型； 有效地组织和管理多媒体信息；有效地组织和管理多媒体信息； 多媒体信息的检索和统计。多媒体信息的检索和统计。7 / 445. 虚拟现实技术虚拟现实技术利用计算机生成一种模拟环境，经过多种传感设备，使人可利用计算机生成一种模拟环境，经过

6、多种传感设备，使人可以沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并可以经过言语、手势以沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并可以经过言语、手势等自然的方式与之进展实时交互，创建了一种适人化的多维等自然的方式与之进展实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。信息空间。6. 多媒体网络与通讯技术多媒体网络与通讯技术多媒体通讯技术支持是保证多媒体通讯实施的条件。多媒体通讯技术支持是保证多媒体通讯实施的条件。资料资料:虚拟现实虚拟现实8 / 449.1.5 多媒体技术的运用领域多媒体技术的运用领域 1.1.多媒体教育多媒体教育2.2.电子出版物电子出版物 3. 3. 多媒体网络运用多媒体网络运用 互联网直播互联网直播

7、视频点播视频点播 远程教育远程教育 视频会议系统视频会议系统 9 / 449.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统多媒体运用系统多媒体运用系统多媒体计算机主机、外围设备多媒体计算机主机、外围设备多媒体编辑与创作工具多媒体编辑与创作工具多媒体库函数、素材制造工具多媒体库函数、素材制造工具多媒体操作系统多媒体操作系统设备驱动软件、接口程序设备驱动软件、接口程序多媒体系统层次构造多媒体系统层次构造 10 / 44MPC规范规范(多媒体计算机主机规范多媒体计算机主机规范)在普通微机的根底上添加以下在普通微机的根底上添加以下4 4类软、硬件设备类软、硬件设备 ： 声声/ /像输入设备：例如，话筒、录音机

8、、摄像机、像输入设备：例如，话筒、录音机、摄像机、 光驱、扫描仪等。光驱、扫描仪等。 声声/ /像输出设备：例如，音效、投影仪、刻录光驱等。像输出设备：例如，音效、投影仪、刻录光驱等。 功能卡：例如，电视卡、视频卡功能卡：例如，电视卡、视频卡( (采集、紧缩、输出采集、紧缩、输出) )、 网卡等。网卡等。 软件支持：音响、视频和通讯信息以及实时、软件支持：音响、视频和通讯信息以及实时、 多义务处置软件。多义务处置软件。 资料资料:多媒体的根本设备多媒体的根本设备9.2.1多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统 11 / 44多媒体计算机硬件系统表示图多媒体计算机硬件系统表示图 光盘机光盘机扫

9、描仪扫描仪电视机电视机扬声器扬声器显示器显示器网络通讯网络通讯主机主机音频卡音频卡话筒话筒音响设备音响设备MIDI视频卡视频卡影碟机影碟机录像机录像机摄像机摄像机打印机打印机网卡网卡12 / 44多媒体接口卡多媒体接口卡 1.1.音频卡又称声卡，是处置音频信号的硬件音频卡又称声卡，是处置音频信号的硬件13 / 442.2.图形加速卡图形加速卡图形加速卡拥有图形函数加速器和显图形加速卡拥有图形函数加速器和显存，专门用来执行图形加速义务，可存，专门用来执行图形加速义务，可以减少以减少CPUCPU处置图形的负担。任务在处置图形的负担。任务在CPUCPU和显示器之间，控制计算机的图和显示器之间，控制计

10、算机的图形输出。形输出。如今的显示卡上都集成有图形处置芯如今的显示卡上都集成有图形处置芯片组，成为图形加速卡。片组，成为图形加速卡。 资料资料:图形加速卡图形加速卡14 / 443. 3. 视频采集卡视频采集卡视频采集卡可以获取数字化视频信息，提供硬件紧缩功能视频采集卡可以获取数字化视频信息，提供硬件紧缩功能 Video复合视频接口，将亮度、彩色信号和同步信号合成一个信号。复合视频接口，将亮度、彩色信号和同步信号合成一个信号。S-Video分别视频接口，将亮度和色度信号分成两个独立的模拟信号。分别视频接口，将亮度和色度信号分成两个独立的模拟信号。衔接模拟视频设备。衔接模拟视频设备。资料资料:电

11、视信号电视信号15 / 444. IEEE 4卡卡规范的规范的IEEE 4接口可以同时传送数字视频信号以及数字音接口可以同时传送数字视频信号以及数字音频信号，相对于模拟视频接口，频信号，相对于模拟视频接口，IEEE 4技术在采集和回录技术在采集和回录过程中没有任何信号的损失。过程中没有任何信号的损失。如今的如今的IEEE 4卡多为卡多为PCI接口，只需插入到计算机主板相接口，只需插入到计算机主板相应的应的PCI插槽上就可以提供视频采集功能插槽上就可以提供视频采集功能16 / 44信息获取设备信息获取设备 数码照像机数码照像机DCDC数码照像机所拍摄到的照片是以文件方式存储在相机内的数码照像机所

12、拍摄到的照片是以文件方式存储在相机内的存储卡中，将数码照像机中的照片存储到计算机中，先用存储卡中，将数码照像机中的照片存储到计算机中，先用衔接线将数码照像机与计算机连结起来。数码照像机的驱衔接线将数码照像机与计算机连结起来。数码照像机的驱动程序就会将相机的存储卡视为计算机的一个可挪动磁盘动程序就会将相机的存储卡视为计算机的一个可挪动磁盘，存储卡中的图像会以略图方式显示，存储卡中的图像会以略图方式显示 数码设备17 / 44数码照像机的性能目的：数码照像机的性能目的：分辨率：分辨率： 分辨率越高，所拍图象的质量也越高分辨率越高，所拍图象的质量也越高颜色深度：对颜色的分辨率，如今普通都可以到达颜色

13、深度：对颜色的分辨率，如今普通都可以到达2424位，位， 生成真彩色的图象生成真彩色的图象存储介质：闪速存储器存储介质：闪速存储器数据输出方式：输出接口为串行口、数据输出方式：输出接口为串行口、USBUSB接口或接口或4 4接口。接口。18 / 44数码摄像机数码摄像机DVDV数码摄像机的优点是动态拍摄效果好，数码摄像机运用的数码摄像机的优点是动态拍摄效果好，数码摄像机运用的小尺寸电荷耦合器件小尺寸电荷耦合器件CCDCCD与其镜头的不匹配，在拍摄静止图与其镜头的不匹配，在拍摄静止图像时的效果不如数码照像机。像时的效果不如数码照像机。 运用运用iLink缆线衔接缆线衔接DV与计算机，与计算机，一

14、端衔接计算机上的一端衔接计算机上的IEEE 4卡上的卡上的接口，另一端接在接口，另一端接在DV In/Out接口，接口，然后翻开然后翻开DV的电源并把的电源并把DV调到调到VCR形状，操作系统会自动识别形状，操作系统会自动识别DV设备。启动采集编辑软件，将设备。启动采集编辑软件，将存储在存储在DV带上的数码影像输入到带上的数码影像输入到计算机。计算机。19 / 44假设要将假设要将DVDV上的数码影像输出到电视机，需求运用上的数码影像输出到电视机，需求运用RCARCA线缆线缆。RCARCA线缆包含了三个接头：红色代表右边的音频线路、白线缆包含了三个接头：红色代表右边的音频线路、白色代表左边的音

15、频线路、黄色代表视频线路，两端的外观色代表左边的音频线路、黄色代表视频线路，两端的外观都一样。都一样。 接右声道接右声道接左声道接左声道接视频接视频20 / 449.2.2 多媒体计算机软件系统多媒体计算机软件系统 多媒体计算机软件系统多媒体计算机软件系统 多媒体运用系统多媒体运用系统多媒体计算机主机、外围设备多媒体计算机主机、外围设备多媒体编辑与创作工具多媒体编辑与创作工具多媒体库函数、素材制造工具多媒体库函数、素材制造工具多媒体操作系统多媒体操作系统设备驱动软件、接口程序设备驱动软件、接口程序系系统统软软件件21 / 449.3多媒体信息的数字化和紧缩技术多媒体信息的数字化和紧缩技术 9.

16、3.1音频信息音频信息 复杂的声波由许许多多具有不同振幅和频率的正弦波组成。复杂的声波由许许多多具有不同振幅和频率的正弦波组成。波形相对基线的最大位移称为振幅波形相对基线的最大位移称为振幅A，反映音量；，反映音量；波形中两个相邻的波峰或波谷之间的间隔称为振动周期波形中两个相邻的波峰或波谷之间的间隔称为振动周期T，周期的倒数，周期的倒数1/T即为频率即为频率f，以赫兹，以赫兹Hz为单位。正常人所为单位。正常人所能听到的声音频率范围为能听到的声音频率范围为20 Hz20 kHz。 振幅振幅频率频率模拟信号模拟信号22 / 44模拟音频的数字化模拟音频的数字化用计算机对音频信息处置，就要将模拟信号如

17、语音、音乐等用计算机对音频信息处置，就要将模拟信号如语音、音乐等转换成数字信号。转换成数字信号。 振幅 频率1/T 采样点 T 振幅1/TT采样采样: 每隔一定时间间隔对模拟波形每隔一定时间间隔对模拟波形 上取一个幅度值。采样频率为上取一个幅度值。采样频率为 40.1kHz可获得原始声音波形，可获得原始声音波形， 高质量声音。高质量声音。量化量化: 将每个采样点得到的幅度将每个采样点得到的幅度 值以数字存储。值以数字存储。编码编码: 将采样和量化后的数字将采样和量化后的数字 数据以一定的格式记录下来数据以一定的格式记录下来模拟信号模拟信号采样采样量化量化编码编码数字信号数字信号23 / 44数

18、字音频的技术目的数字音频的技术目的 采样频率采样频率: : 每秒钟的采样次数每秒钟的采样次数量化位数量化位数( (采样精度采样精度) ) ：存放采样点振幅值的二进制位数。：存放采样点振幅值的二进制位数。 通常量化位数有通常量化位数有8 8位、位、1616位，位， 分别表示有分别表示有2828、216216个等级。个等级。声道数声道数 ：声音通道的个数：声音通道的个数 ，立体声为双声道。，立体声为双声道。24 / 44每秒钟存储声音容量的公式为：每秒钟存储声音容量的公式为：采样频率采样频率采样精度采样精度声道数声道数/8=字节数字节数例如，用例如，用44.10 kHz的采样频率，的采样频率，16

19、位的精度存储，那么录制位的精度存储，那么录制1秒钟的立体声节目，其秒钟的立体声节目，其WAV文件所需的存储量为：文件所需的存储量为：44 100162/8=176 400字节字节声音文件容量大小的计算声音文件容量大小的计算计算一首采样频率为计算一首采样频率为22.05KHz，16位，长度位，长度为为3分钟的立体声音频所占空间约为多少？分钟的立体声音频所占空间约为多少？25 / 44 Wave格式文件格式文件. Wav 记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。 MIDI格式文件格式文件.MID 数字音乐的国际规范数字音乐的国际规范. 记录的是音

20、符数字，文件显得更加紧凑、小记录的是音符数字，文件显得更加紧凑、小。在多媒体运用中，普通在多媒体运用中，普通WAV文件存放的是讲解词，文件存放的是讲解词，MIDI文件存放文件存放的是背景音乐。的是背景音乐。 MPEG音频文件音频文件.MP1/.MP2/.MP3 采用采用MPEG音频紧缩规范进展紧缩的文件。音频紧缩规范进展紧缩的文件。 是有损紧缩是有损紧缩 RA音频文件音频文件.ra 流媒体，流媒体， 紧缩的，较小，适宜网上实时播放紧缩的，较小，适宜网上实时播放数字音频的文件格式数字音频的文件格式 26 / 449.3.2 图形和图像图形和图像图形：矢量图形图形：矢量图形 由点、线等组成的有边境

21、画面，由绘图软件绘制由点、线等组成的有边境画面，由绘图软件绘制的，以矢量图形文件方式存储，存放的是各个图元的大的，以矢量图形文件方式存储，存放的是各个图元的大小、位置、外形、颜色、维数等属性的指令集合，对图小、位置、外形、颜色、维数等属性的指令集合，对图形中的各个图元进展缩放、挪动、旋转而不失真，占用形中的各个图元进展缩放、挪动、旋转而不失真，占用的存储空间小。的存储空间小。27 / 44图像：位图图形图像：位图图形 由图像设备输入的真实场景画面产生的映像，数由图像设备输入的真实场景画面产生的映像，数字化后以位图方式存储。存储的是构成图像的每个像素字化后以位图方式存储。存储的是构成图像的每个像

22、素点的亮度、颜色，文件大小与分辨率和颜色的颜色种类点的亮度、颜色，文件大小与分辨率和颜色的颜色种类有关，放大和减少要失真，占用的空间比矢量文件大。有关，放大和减少要失真，占用的空间比矢量文件大。28 / 44图形：矢量图形图形：矢量图形 由点、线等组成的有边境画面，由绘图软件绘制由点、线等组成的有边境画面，由绘图软件绘制的，以矢量图形文件方式存储，存放的是各个图元的大的，以矢量图形文件方式存储，存放的是各个图元的大小、位置、外形、颜色、维数等属性的指令集合，对图小、位置、外形、颜色、维数等属性的指令集合，对图形中的各个图元进展缩放、挪动、旋转而不失真，占用形中的各个图元进展缩放、挪动、旋转而不

23、失真，占用的存储空间小。的存储空间小。 图像：位图图形图像：位图图形 由图像设备输入的真实场景画面产生的映像，数由图像设备输入的真实场景画面产生的映像，数字化后以位图方式存储。存储的是构成图像的每个像素字化后以位图方式存储。存储的是构成图像的每个像素点的亮度、颜色，文件大小与分辨率和颜色的颜色种类点的亮度、颜色，文件大小与分辨率和颜色的颜色种类有关，放大和减少要失真，占用的空间比矢量文件大。有关，放大和减少要失真，占用的空间比矢量文件大。29 / 44矢量图形：矢量图形：矢量图形文件存储的是描画生成图形的指令，本身就是数字矢量图形文件存储的是描画生成图形的指令，本身就是数字信息，因此不用对图形

24、中的每一点进展数字化处置。信息，因此不用对图形中的每一点进展数字化处置。图像：图像：现实中的图像是一种模拟信号。现实中的图像是一种模拟信号。图像的数字化是指将一幅真实的图像转变成计算机可以接受图像的数字化是指将一幅真实的图像转变成计算机可以接受的数字方式。的数字方式。 图像数字化过程：图像的采样、量化及编码图像数字化过程：图像的采样、量化及编码图形和图像的数字化图形和图像的数字化30 / 441采样：采样： 图像的采样就是将延续的图像转化成离散点的过程，采图像的采样就是将延续的图像转化成离散点的过程，采用的本质是用假设干个像素点莱描画整幅图像，也称为图像用的本质是用假设干个像素点莱描画整幅图像

25、，也称为图像的分辨率，用点的的分辨率，用点的“列数列数行数行数分辨率越高，图像越明晰，存储量越大。分辨率越高，图像越明晰，存储量越大。图像数字化过程图像数字化过程31 / 442量化：量化： 将表示图像颜色浓淡的延续变化值离散化为整数值的将表示图像颜色浓淡的延续变化值离散化为整数值的过程。普通用过程。普通用8位、位、16位、位、24位、位、32位等来表示图像的颜位等来表示图像的颜色，也称为颜色深度。色，也称为颜色深度。24位可表示位可表示224=16777216 种颜色，种颜色，称为真彩色。称为真彩色。132 / 443编码：编码： 图像文件的分辨率和像素位的颜色深度决议了图像文图像文件的分辨

26、率和像素位的颜色深度决议了图像文件的大小，计算图像存储大小公式：件的大小，计算图像存储大小公式： 列数列数行数行数像素的颜色深度像素的颜色深度/8 =字节数字节数 例如：分辨率为640480的真彩色屏幕的帧存储器的容量是： 又如：分辨率640480的256色屏幕的帧存储器的容量是6404808/8=307200字节。64048024/8=921600字节。33 / 44 例：例：12801024分辨率的分辨率的“真彩色电视图像，真彩色电视图像， 按每秒按每秒30帧计算，显示帧计算，显示1分钟，那么需求：分钟，那么需求： 计算存储视频或电视图像大小的公式：计算存储视频或电视图像大小的公式： 列数

27、列数行数行数像素的颜色深度像素的颜色深度/8 帧帧/秒秒=字字节数节数 12801024243060 /8 6.6 GB假设每秒播放假设每秒播放25帧画面，每帧影像像素数为帧画面，每帧影像像素数为720*576的真彩的真彩方式，请计算半分钟的该影视数据所占空间？方式，请计算半分钟的该影视数据所占空间？34 / 449.3.3 视频视频 视频是将一幅幅独立图像组成的序列按照一定的速率延续播放，视频是将一幅幅独立图像组成的序列按照一定的速率延续播放，利用视觉暂留景象在人的眼前呈现出延续运动的画面。利用视觉暂留景象在人的眼前呈现出延续运动的画面。模拟视频和数字视频文件大小的计算：模拟视频和数字视频文

28、件大小的计算：分辨率分辨率帧帧/秒秒采样深度采样深度 时间秒时间秒640480 24 30 60/8=1 658 880 000字节字节35 / 44常用图像文件格式常用图像文件格式BMPBMP和和DIBDIB格式文件格式文件 与设备无关的位图格式文件，包含的图像信息较丰富，几与设备无关的位图格式文件，包含的图像信息较丰富，几乎不紧缩，乎不紧缩，WindowsWindows环境中经常运用环境中经常运用. .GIFGIF格式文件格式文件 Internet Internet上的重要文件格式之一，最大不超越上的重要文件格式之一，最大不超越64 KB64 KB， 256 256色以内，紧缩比较高。也有

29、延续的动画色以内，紧缩比较高。也有延续的动画JPEGJPEG格式文件格式文件.JPG.JPG 利用利用JPEGJPEG方法紧缩方法紧缩, , 紧缩比高，紧缩比高，InternetInternet上重要文件格式上重要文件格式之一，适用于处置之一，适用于处置256256色以上、大幅面图像。色以上、大幅面图像。WMFWMF格式文件格式文件 位图与矢量图的混合体位图与矢量图的混合体, Windows, Windows中许多剪贴画图像中许多剪贴画图像 是以该格式存储的。广泛运用于桌面出版印刷领域。是以该格式存储的。广泛运用于桌面出版印刷领域。 36 / 44常用视频文件格式常用视频文件格式AVIAVIA

30、udio-Video InterleavedAudio-Video Interleaved文件文件将视频与音频信息交错地保管在一个文件中，较好地处理了音频与将视频与音频信息交错地保管在一个文件中，较好地处理了音频与视频的同步问题，已成为视频的同步问题，已成为WindowsWindows视频规范格式文件。未紧缩视频规范格式文件。未紧缩MOVMOV文件文件合成视频、音频、动画、静止图像等多种素材。未紧缩合成视频、音频、动画、静止图像等多种素材。未紧缩MPG(.mpg)MPG(.mpg)文件文件是按照是按照MPEGMPEG规范紧缩的全屏视频的规范文件。规范紧缩的全屏视频的规范文件。DATDAT文件文

31、件是是VCDVCD公用的格式文件，文件构造与公用的格式文件，文件构造与MPGMPG文件格式根本一样。文件格式根本一样。 37 / 44流媒体概述流媒体概述 流媒体流媒体一种可以使音频、视频等多媒体文件能在一种可以使音频、视频等多媒体文件能在InternetInternet上以实时的、上以实时的、无需下载等待的流式传输方式进展播放的技术无需下载等待的流式传输方式进展播放的技术运用运用 互联网直播互联网直播 视频点播视频点播 远程教育远程教育 视频会议系统视频会议系统38 / 44常用流媒体文件常用流媒体文件RealMediaRA RealAudio用来传输接近用来传输接近CD音质的音频数据音质的音频数据RMRealVideo在低速率的网络上实时传输活动视频影像在低速率的网络上实时传输活动视频影像RFRealFlash一种高紧缩比的动画格式一种高紧缩比的动画格式QuickTime是数字媒体领域现实上的工业规范，是创建是数字媒体领域现实上的工业规范，是创建3