多媒体技术第1章

1、多媒体技术基础(jch)雷治军信息技术学院(xuyun)手 机_mail:44659903共五十三页多媒体技术(数字(shz)媒体技术)理论与实验： 共72课时，其中实验36课时补充：多媒体技术发展前沿知识介绍 多媒体技术是计算机软件水平考试（多媒体应用设计师）的一门课程，也是应用性比较强的一门课程，如多媒体数据压缩(sh j y su)、流媒体、非线性编辑、图形图像处理、动画制作等技术受到广泛应用。学习中要重视基本概念掌握，同时强调动手能力训练。共五十三页参考书目智西湖多媒体技术基础,清华大学出版社, 2011钟玉琢多媒体计算机技术基础及应用,高教出版社, 2009

2、黄荣怀多媒体技术基础,高等教育出版社, 2008吴家安数据压缩技术及应用,科学出版社, 2009张际平多媒体与网络技术的学习应用,上海教育出版社, 2007王蔚多媒体应用技术,电子工业出版社, 2009赵子江多媒体技术基础,机械工业出版社, 2009谭浩强多媒体技术与应用实例教程,清华大学出版社, 2008鄂大伟多媒体技术基础与应用,高等教育出版社,2004沈洪多媒体技术与应用案例(n l)汇编,清华大学出版社, 2009共五十三页教学内容1.多媒体技术概述2.多媒体计算机系统3.数字声音处理(chl)4.数字图像处理5.视频信息处理6.数据压缩与编码7.Photoshop8.Premiere

3、9.Flash10.Authorwere11. 新媒体技术(jsh)介绍共五十三页考核(koh)方式平时成绩 30%考勤、作业、课堂提问、实验(shyn)、实验(shyn)报告期末课程设计（大作业）分两种类型，二者选一。数据压缩算法实现用视频编辑或Flash动画设计或Authorwere多媒体制作。期末考试70%共五十三页第1章 多媒体技术概述(i sh)共五十三页1.1多媒体的基本概念1.1.1媒体媒体（Media），指承载信息的载体。客观世界包含着许多信息，它们都借助于媒体来表示、存储和传输，比如，人们称报纸、广播和电视为大众传播媒体。在计算机技术领域中，媒体有两层含义(hny)，一是指承

4、载信息的实际载体，如磁盘、光盘、半导体存储器、磁带等等；二是指承载信息的逻辑载体，如数字、文字、图形、图像、声音等等。多媒体技术中的媒体是指后者。共五十三页1.1多媒体的基本概念对媒体的表述(bio sh)如下图所示。 对媒体的表述(bio sh) 共五十三页1.1多媒体的基本概念1.1.2 媒体的分类 按照国际电信联盟ITU ( International Telecommunications Union ) 下属的国际电话(dinhu)电报咨询委员会CCITT (Consultative Committee on International Telephone and Telegraph

5、)的定义，将媒体分为以下5类：共五十三页1.1多媒体的基本概念1. 感觉媒体 感觉媒体指能作用于人的感觉器官，使人能产生视觉、听觉、触觉和味觉(wiju)等感觉的媒体，如自然界的各种声音、文本、图形、图像、温度、味道等。共五十三页1.1多媒体的基本概念感觉(gnju)媒体及分类可表述如图所示： 感觉(gnju)媒体及分类共五十三页1.1多媒体的基本概念2. 表示媒体（Representation Media） 表示媒体指为了能更有效地对感觉媒体进行处理和传输(chun sh)而人为研究构造出来的一种媒体，如ASCII码（American Standard Code for Informatio

6、n Interchange）、语言编码、图像编码和视频编码等等。共五十三页1.1多媒体的基本概念3. 显示媒体（Presentation Media） 显示媒体指感觉媒体和用于通信的电信号之间转换的媒体。显示媒体又分输入显示媒体和输出显示媒体。常见的输入显示媒体有：键盘(jinpn)、鼠标、手写板、麦克、扫描仪等等。常见的输出显示媒体有：显示器、打印机、扬声器等等。共五十三页1.1多媒体的基本概念4. 存储媒体（Storage Media） 存储媒体指用于存放(cnfng)数字化后的表示媒体的物理设备，如磁盘、光盘、优盘等。5. 传输媒体（Transmission Media） 传输媒体指将媒

7、体从一处传至另一处的物理介质，如双绞线、同轴电缆、光纤、红外线等。共五十三页1.1多媒体的基本概念 上述媒体之间的关系构成(guchng)一个媒体处理系统。如图所示：媒体之间的关系构成的媒体处理(chl)系统 共五十三页1.1多媒体的基本概念1.1.3 多媒体 “多媒体”译自英文的“Multimedia”，该词前身为“Multiple Media”，到了20世纪80年代，这两个词写成复合形式“Multi-media”，后习惯写成“Multimedia”。通常所说的多媒体指各种感觉媒体的组合，指多种信息媒体的表现(bioxin)和传播形式。人们在日常生活中以感觉器官来感受、理解外界信息，以声、文

8、、图、体态等方式进行信息传递。实际上，人就是一个多媒体信息处理系统。共五十三页1.1多媒体的基本概念 1.1.3 多媒体 计算机的功能越来越强，我们(w men)把能处理多媒体信息的计算机称为多媒体计算机MPC(Multimedia Personal Computer)。共五十三页1.2 多媒体中的媒体元素(yun s) 媒体元素（Media Element）主要包括文本、图形、音频、视频和动画等。各种媒体信息(xnx)通常按规定格式存储在数据文件中，对多媒体信息(xnx)的处理实际上是对各种媒体元素的处理。在多媒体应用中，最终展示给用户的内容是由各种媒体元素所组成的集合体。 共五十三页1.2

9、 多媒体中的媒体元素(yun s)1. 文本 文本（Text）是各种文字和符号的集合。比如，一个计算机语言的源程序文件(wnjin)构成文本，一篇文章输入计算机后以文件(wnjin)方式保存后也构成一个文本。文本是最常用的一种符号媒体形式，也是人机交互的一种主要形式。 共五十三页1.2 多媒体中的媒体元素(yun s)2. 图形与图像 图形(Graphics)是指由点、线、面等元素构成的图案(t n)。计算机可以对其进行平移、对称、缩放、旋转、填充、透视、投影等操作。 图像(Image)是由数字化方法记录下来的自然景物。一幅图像由许多像素组成，借助于计算机的外部辅助设备(如扫描仪、数码相机、视

10、频采集卡等)可将图像画面输入计算机形成图像文件。图像在计算机中以位图(Bitmap)形式存在。图像通常分黑白图像、灰度图像和彩色图像 。共五十三页1.2 多媒体中的媒体元素(yun s)3. 音频 音频（Audio）是指大约在20Hz20kHz频率范围内连续变化的波形，如图所示。声卡的出现(chxin)使得计算机具有了处理音频的能力，借助于声卡，可把现实生活中的各种声音数字化后输入到计算机中。 音频频率范围示意图 共五十三页1.2 多媒体中的媒体元素(yun s)4. 视频 视频（Video）是内容随时间变化的一组动态图像。人们从电视机中看到的视频节目实际是一幅幅离散的图像快速的播放（PAL制

11、式每秒25帧、NTSC制式每秒30帧），由于人眼视觉暂留的原因，给人形成了连续的感觉；人们从计算机上看到的视频节目是一幅幅离散的图像快速的播放也给人留下连续的感觉，所以视频又叫做运动(yndng)图像或活动图像。 共五十三页1.2 多媒体中的媒体元素(yun s)5. 动画 动画（Animation）也是内容随时间变化的一组动态(dngti)图像。与视频不同的是，动画中的画面是由人工或计算机生成的画面，而视频中的画面通常来自于自然景观，Flash是常用的动画制作软件。 共五十三页24/491.3 多媒体数据(shj)的特点 传统的数据类型主要是文本和数值型数据，这些(zhxi)数据类型简单规范

12、，便于保存和处理。比如，一个西文字符在存储时占用一个字节存储空间，一个中文字符在存储时占用两个字节存储空间；C语言中的一个单精度类型数据存储时占用四个字节存储空间等等。共五十三页25/491.3 多媒体数据(shj)的特点 在多媒体数据处理中，除了文本与数值型数据外，还有图形、图像、音频、视频等数据。这些数据类型复杂，不像文本和数值型数据那样简单规范，多媒体数据呈现出如下(rxi)特征：共五十三页1.3 多媒体数据(shj)的特点1. 数据量大 数字化的图像、音频、视频数据量特别大，需要占用大量的存储空间。2. 类型不规范 多媒体数据的数据量大小不定，并且(bngqi)难以预先估计。共五十三页

13、1.3 多媒体数据(shj)的特点3. 输入输出复杂 多媒体数据的输入输出需要相应的设备支持。4. 有时间上的顺序性和数据流的连续性要求 多媒体数据通常是包含时间成份的数据信息。比如视频、音频(ynpn)和动画，必须按时间先后顺序连续不断地进行记录和播放，如果在时间上应该靠前的数据在稍后时刻出现，即使内容正确也毫无意义。共五十三页1.4 多媒体的特性(txng)1. 多样性 媒体信息的多样性包括输入和输出(shch)的多样性，对多种媒体信息进行组合、加工、制作，丰富信息表现力，增强信息表现效果。共五十三页1.4 多媒体的特性(txng)2. 集成性 集成(j chn)性表现在多媒体信息的集成(

14、j chn)和处理这些媒体的设备的集成(j chn)两个方面，如图所示。多媒体的集成性共五十三页1.4 多媒体的特性(txng)3. 交互性 交互性指相互的交流。比如，传统的电视机不具有交互性，人们只能(zh nn)被动地接收声、文、图信息。交互性是多媒体计算机的主要特性，交互性向人们提供了有效控制和使用信息的手段，使人们使用信息的方式由被动变主动。 共五十三页1.4 多媒体的特性(txng)4. 实时性 多媒体信息中，最重要的是与时间有关的媒体信息。由于(yuy)多媒体技术是多种媒体集成的技术，其中声音和视频图像与时间密切相关，这就决定了多媒体技术必须支持实时处理。共五十三页1.5 超文本、

15、超媒体和流媒体 1. 超文本 超文本（Hyper Text）采用一种非线性的网状结构来组织信息，将文本中的一些相关内容通过(tnggu)链接的方式组织在一起，在阅读时可以从当前位置直接转到其链接所指向的另一个位置，如图所示 。 超文本结构(jigu) 共五十三页1.5 超文本、超媒体和流媒体 2. 超媒体 超媒体（Hyper Media）由超文本发展而来，超文本主要是以文字形式表示信息，建立起来的网状链接关系是文本之间的链接关系，超媒体除了超文本外还使用图形、图像、视频(shpn)、音频等多种媒体来表示信息，建立的链接关系是文本、图形、图像、视频(shpn)、音频等多种媒体之间的网状链接关系。

16、共五十三页1.5 超文本、超媒体和流媒体 3. 流媒体 流媒体（Streaming Media）是在网络传输过程中采用流技术的多媒体文件(wnjin)。所谓流技术，就是把完整的音频、视频数据经压缩处理后保存在视频服务器上，用户不需将整个压缩文件(wnjin)下载之后再收听和观看，而是边下载边观看的网络传输技术。 共五十三页1.6 多媒体技术 1.6.1 多媒体技术的定义及多媒体信息处理过程 多媒体技术是以计算机为中心，集声、文、图等多种媒体信息为一体，建立逻辑连接，使其成为一个有机(yuj)的系统，并且具有交互性的一项技术。因此，多媒体技术是一种基于计算机科学的综合技术。共五十三页1.6多媒体

17、技术 1.6.2 多媒体关键技术 多媒体信息的处理为人们带来了极大的方便，但多媒体信息处理也给多媒体系统提出了更高的技术要求，需要一系列相关技术的支持，以下几个(j )方面的技术成为多媒体领域研究的热点。共五十三页1.6多媒体技术 1. 数据存储技术 数字化后的多媒体信息数据量相当庞大，必须要解决多媒体数据的存储(cn ch)问题。共五十三页1.6多媒体技术 2. 多媒体数据压缩编码技术 多媒体信息的庞大数据量对计算机的存储容量、处理速度及网络传输带宽提出了很高的要求(yoqi)。如何满足这些要求(yoqi)，成为多媒体系统必须要解决的瓶颈问题之一。 共五十三页1.6多媒体技术3. 多媒体数据

18、库技术 和传统数据库相比，多媒体数据库除了要处理结构化数据（如数值数据与字符数据）外，还要能处理大量非结构化数据（如图形、图像、音频、视频）。对此，多媒体数据库需要解决模式匹配、数据压缩与解压缩、数据浏览(li ln)、统计、检索、对象的表现等问题。共五十三页1.6多媒体技术4. 虚拟现实技术 虚拟现实（Virtual Reality）是利用多媒体技术生成一个逼真的视觉(shju)、听觉、触觉、嗅觉的感觉空间。下图为虚拟现实中的实验者。 虚拟现实(x n xin sh)中的实验者 共五十三页1.6多媒体技术 虚拟现实的实现需要(xyo)一些特殊的输入输出设备，如头戴式显示器（Head Moun

19、t Display），又称为数据头盔（如左图）、手套式输入设备，又称为数据手套（Data Glove）(如右图) 两种款式(kunsh)的头戴显示器 数据手套 共五十三页1.6多媒体技术5. 多媒体网络(wnglu)与通信 多媒体网络与通信是一项综合性技术，涉及多媒体、计算机和通信等领域，是多媒体和网络应用的重要方面。 多媒体通信可分为对称全双工的多媒体通信和非对称全双工的多媒体通信。 共五十三页1.6多媒体技术6. 多媒体信息检索 多媒体信息检索，是根据实际需要对图形、图像、文本、音频、视频等多媒体信息进行检索。 目前(mqin)多媒体信息检索采用的主要方法有基于文本的多媒体检索和基于内容的

20、多媒体检索等方式。 共五十三页1.6多媒体技术7. 智能多媒体技术 (1) 文字的识别(shbi)和输入 (2) 语言的识别和输入 (3) 自然语言的理解和翻译 (4) 图形的识别和理解 (5) 计算机视觉 (6) 知识工程及人工智能 共五十三页1.7多媒体技术的应用领域 1. 教育与培训2. 医疗诊断3. 自动化控制(kngzh)和科学计算可视化 4. 电子出版物5. 商业应用6. 家庭应用共五十三页1.8 多媒体技术的发展(fzhn)1.8.1 人类关于信息的记载与传播的三大发明 1. 文字(wnz)的出现 2. 印刷术的发明 3. 电子技术的发展和信息的数字化共五十三页1.8 多媒体技术

21、的发展(fzhn)1.8.2 各类媒体处理技术的发展 信息的表示和传输需要相应的技术，人们从早期的印刷术的出现，近代的电话、电报、电视的发明，到现代电子计算机的问世，各种技术的出现为信息的表示和传播(chunb)提供了强有力的支撑。共五十三页1.8 多媒体技术的发展(fzhn)下图所示是人类历史上各类媒体技术(jsh)发展轨迹。人类历史上各类媒体处理技术的发展 共五十三页1.8 多媒体技术的发展(fzhn)1.8.3 现代多媒体技术发展趋势 目前，DVD技术、大容量硬盘和数据压缩(sh j y su)技术的发展，逐步地解决了声音、图像和视频信息的存储问题，网络技术的广泛应用为信息共享和远程传输提供了平台。具有多媒