多媒体技术与应用ppt课件(完整版)

1、多媒体技术与应用 第一章 多媒体技术基础1.1多媒体技术概要媒体是信息的载体，如报纸、电视、杂志、电影、广播等。它以声音、图像、文字、视频信号等方式向人们提供各种信息。在计算机技术领域中，媒体(medium)指的是信息传递和存储的最基本的技术和手段。 1.1.1 多媒体的概念多媒体的定义是：综合表现音频、视频、图形、图像、动画和文本的信息组合。 多媒体技术是将文本、音频、图像、图像、动画和视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、编码、存储、传输、处理和再现等，使多种媒体信息建立逻辑连接，并集成为一个具有交互性的系统。 感觉媒体(Perception Media)感觉媒体是指能够直接作用于人

2、的感觉器官（听觉、视觉、触觉和嗅觉）,并使人产生直接感觉的媒体。 表示媒体(Representation Media) 表示媒体是指为了传播感觉媒体而人为研究和创建的媒体。显示媒体(Presentation Media)显示媒体指用于电信号和感觉媒体之间转换的媒体。存储媒体(Storage Media)存储媒体是指存放媒体的介质。如磁带、磁盘、光盘等。传输媒体(Transmission Media)传输媒体是指传输媒体的介质。是将表示媒体从一地传输到另一地的物理实体。 感觉媒体存放处理加工输入输出显示媒体存储媒体表示媒体显示媒体图1-1 五种媒体的转换1.1.2 多媒体技术的特征多样性：综合处

3、理多种媒体信息集成性：多种媒体信息及与系统集成交互性：机器与人之间的交互沟通能力实时性: 对媒体信息的实时处理数字化：媒体信息的数字化1.1.3 多媒体系统的关键技术信息处理技术和信息压缩技术多媒体计算机系统技术多媒体存储技术多媒体计算机专用芯片技术多媒体数据库管理和检索技术多媒体网络通信技术 超文本和超媒体技术 1.1.4多媒体系统的应用娱乐和教育视频制作和信息咨询电子商务和网络虚拟现实 1.1.5多媒体技术的展望1、多媒体技术的发展史2、多媒体技术的发展趋势多媒体技术将与相邻技术结合以提供更加完善的人机交互环境。利用已较成熟的图像理解、语音识别，全文检索等技术，研究多媒体基于内容的处理模式

4、。多媒体通信网络环境及其设备的研究。 多媒体标准仍是研究的重点 虚拟现实技术的研究将继续深入 1. 2多媒体数据的采集与处理 文本是多媒体中不可缺少的基本元素。文本以文字或特定的符号来表达信息。计算机对字符的识别与转换是通过ASCII码（美国标准信息交换码）进行的。 文字的采集可以通过键盘输入、语音输入、手写输入和文字识别（OCR）软件扫描输入等。 1.2.1 文本的采集与处理 文本文件的格式DOC： DOC是Microsoft Word字处理软件所使用的文件格式。TXT：TXT文本是纯ASCII码文本文件，纯文本文件是无格式的，即文件里没有任何有关字体、大小、颜色、位置等格式化信息。Wind

5、ows系统的“记事本”就是支持TXT文本的编辑和存储工具。所有的文字编辑软件和多媒体集成工具软件均可直接调用TXT文本格式文件。 WPS：WPS是WPS Office中文字处理软件的格式，其中包含特有的换行和排版信息，称为格式化文本，只能在特定WPS编辑软件中使用。 1.2.2 图形、图像的采集和处理 矢量图与位图矢量图通过一组指令集来描述图形。这些指令描述了一幅图的所有直线、圆、圆弧、矩形、曲线等图元的位置、维数、大小和形状。 位图的基本元素是像素。是用摄像机或扫描仪等输入设备捕捉实际场景画面产生的数字图像。图像的显示过程是按照位图中所安排的像素顺序进行的，与图像内容无关。 图形与图像的采集

6、和处理 图形的获取方法是用一组指令来绘制画面。由于图形只保存算法和特征点，因此占用的存储空间很小。但显示时需经过重新计算，因而显示速度相对慢些。图像是由许多点阵（像素）而构成的点位图。黑白线条图常用1位值表示，灰度图常用4位（16种灰度等级）或8位（256种灰度等级）表示该点的亮度，而彩色图像则用更多的位数（8，16，24，32位）来描述像素点的颜色层次。对图像的处理有几个重要的技术指标：屏幕分辨率：屏幕分辨率是显示器屏幕上的最大显示区域，即水平与垂直方向的像素个数。图像分辨率：图像分辨率是数字化图像的大小，即该图像的水平与垂直方向的像素个数。常用图形、图像制作软件 CorelDRAW Fre

7、ehandPhotoshop PhotoImpact HyperSnap-DX 图形与图像的文件格式.BMP 是Microsoft公司为其Windows环境设置的标准图像格式。.JPG/JPEG 是24位的图像文件格式，采用JPEG国际标准对图像进行压缩。.EPS 是用PostScript语言描述的矢量图形文件。.WMF 是Windows图元文件格式，.PNG 是90年代中期开始开发的能存储32位信息的位图文件格式。.PSD 是Photoshop中使用的一种标准图形文件格式。.TGA 是True Vision公司为其显卡开发的一种图像文件格式。1. 2. 3 动画的采集和处理 动画的采集和处理

8、动画是对事物运动、变化过程的模拟。动画的制作需要借助专门的工具软件，有二维的，也有三维的。在这类工具软件中，制作者需要借助对事物变化运动、变化过程分析的结果，构建事物运动的环境与类型。 动画的制作的基本步骤是：输入过程：合成阶段：中间画面的生成：常用动画制作软件绘制和编辑动画软件。这类具有丰富的图形绘制和上色功能，并具备自动动画生成功能，是原创动画的重要工具。具有代表性的软件有：Animator Pro平面动画制作软件。3D Studio MAX三维动画设计软件。COOL 3D三维文字动画软件。Poser人体三维动画制作软件。动画处理软件。这类软件对动画素材进行后期合成、加工、剪辑和整理，添加

9、特殊效果，对动画具有强大的加工处理能力。典型的软件有：Animator Studio-动画处理软件。Premiere-电影影像、动画处理软件。GIF Construction Set-网页动画处理软件。After Effects电影影像、动画后期合成软件。Authorware一多媒体平台软件。动画文件格式.FLC Flash源文件存放格式。.SWF Flash动画文件格式 .GIF GIF格式是常见的二维动画格式。主要用于图像文件的网络传输，文件数据量小。 .AVI 严格说来，AVI格式并不是一种动画格式，而是一种视频格式，它不但包含画面信息，亦包含声音效果。 1.2.4 声音的采集和处理声音

10、的采集和处理 音频（Audio）指的是人耳可以听到、频率大约在20Hz20kHz范围的声音。习惯上把300 Hz以下的声音称为低音，300 Hz1kHz称为中音，4kHz以上称为高音。人对声音频率的感觉表现为音调的高低，且当声音的频率按指数规律上升时，音调的感觉线性升高。几种常见的声音频宽如图1-2所示。数字电话调幅广播AM调频广播FM数字激光CD10 20 50 200 3400 7000 15000 20000 f（Hz）图1-2不同质量声音的频带对比示意图声音具有音调、音强、音色三要素。音调与频率有关，音强与幅度有关，音色由混入基音的泛音所决定。音频数字化是通过采样和量化两个过程把模拟量

11、表示的音频信号转换成由二进制数1和0组成的数字音频文件。如图1-3所示。采样量化模拟音频信号数字音频信号图1-3模拟音频到数字音频信号的转换采样的目的是在时间轴上对信号数字化。量化的目的是在幅度轴上对信号数字化。采样频率：采样频率是每秒钟采取声音信号振幅数值的次数，单位是Hz。采样频率越高，数字化后的声音越接近原始声音，但需要的存储空间也越大。量化精度：表示采样数值所使用的二进制位数。二进制位数越多，表示的数值范围越大，量化后振幅的精度越高。量化位数一般取864位。数字化后声音文件的大小:数据量（字节/秒）（采样频率量化位数声道数）/8 常用声音编辑软件声音数字化转换软件，把声音转换成数字化音

12、频文件。代表性的软件有：Esay CD-DA Extractor把光盘音轨转换成wav格式的数字画音频文件。Exact Audio Copy把多种格式的光盘音轨转换成wav 格式的数字化音频文件。eal Jukebox在Internet互联网上录制、编辑、播放数字音频信号。声音编辑处理软件。可对数字化声音进行剪辑、编辑、合成和处理，还可以对声音进行声道模式变换、频率范围调整、生成各种特殊效果、采样频率变换、文件格式转换等。典型的软件有：Goldwave带有数字录音、编辑、合成等功能的声音处理软件。Cool Edit Pro编辑功能众多、系统庞大的声音处理软件。Acid WAV声音编辑与合成器。

13、声音压缩软件。通过某种压缩算法，把普通的数字化声音进行压缩，在音质变化不大的前提下，大幅度减少数据量，以利于网络传输和保存。常见的软件有：L3Enc将wav格式的普通音频文件转换成mp3格式的文件。Xingmp3 Encoder把wav格式的音频文件转换成mp3格式的文件。WinDAC32把光盘音轨直接转换并压缩成mp3格式的文件。 MIDI音频MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是乐器数字接口的英文缩写,是一个电子音乐设备和计算机的通讯标准。任何电子乐器，只要有处理MIDI指令的微处理器，并有合适的硬件接口，都可以成为一个MIDI设备。声音的文

14、件格式.WAV 波形声音文件格式。直接来源于对声音模拟波形的采样，没有经过压缩，数据量大，但音质最好。 .MID MIDI文件记录的不是声音本身，而是将每个音符记录为一个数字，比较节省空间，可以满足长时间音乐的需要。 .MP3 MP3是以MPEG Layer 3标准压缩编码的一种音频文件格式。压缩率高达121且具有较好的音质。.CDA 光盘数字音频文件，也就是我们俗称的CD音乐,是一种高质量的声音文件。 .VOC 是Creative公司声霸卡波形音频文件格式，是一种数字声音文件。 .RA 是RealNetworks公司开发的主要适用于网络实时数字音频流技术的文件格式。它的面向目标是实时的网上传

15、播，音质较差。.ASF/ASX/WMA/WAX 是微软公司开发的新一代网上流式数字音频压缩技术。这种压缩技术的特点是同时兼顾了保真度和网络传输需求。 1.2.5 视频的采集和处理 视频的采集和处理 视频动态图像是由多幅连续的单帧图像序列构成的。当每一帧图像为实时获取的自然景物或活动对象时，称之为动态影像视频，简称动态视频或视频（Video）。视频同动画媒体相比，视频是对现实世界的真实记录。借助计算机对多媒体的控制能力，可以实现视频的播放、暂停、快速播放、反序播放、单帧播放等功能。 视频卡是视频信号采集中的重要设备，是PC机上用于处理视频信息的设备卡。其主要功能是将模拟视频信号转换成数字化视频信

16、号或将数字信号转换成模拟信号。视频卡根据功能不同可分为多种类型。视频采集卡：用于将摄像机、录像机等设备播放的模拟视频信号经过数字化采集到计算机中。压缩/解压缩卡：用于将静止和动态的图像按照JPEG/MPEG标准进行压缩或还原。视频输出卡：用于将计算机中加工处理的视频信息转换编码，并输出到电视机等设备上。电视接收卡：用于将电视机中的节目通过该设备卡的转换处理，在计算机的显示器上播放。常用的视频制作软件Premiere 是Adobe公司推出的产品，它是非常优秀的视频编辑软件，能对视频、声音、动画、图片、文本进行编辑加工，并最终生成电影文件。 Video Studio 是著名的多媒体软件公司友利资讯

17、股份有限公司推出的一款面向普通家庭用户，简单易学的数码声像编辑软件。Power VCR 该软件继承了CyberLink系列软件的一贯风格，界面华丽，操作简洁。除了可以编辑MPEG文件，还能实时采集通过显卡或视频卡影象，并实时压缩成MPEG文件。 超级解霸 豪杰超级解霸是一款非常好的VCD播放器，它也提供了音频解霸、音频压缩、CD压缩这三款制作和播放MP3的工具。利用这些工具，可以方便地把VCD、录音和CD转成MP3。HyperCam 是一个影像截取工具软件。它不仅截取方便，而且能将截获的影像自动转换为AVI动画文件格式。视频文件的格式.AVI Microsoft公司开发的一种伴音与视频交又记录

18、的视频文件格式。 .MOV Apple公司为在Macintosh微机上应用视频而推出的文件格式。.VOB DVD视频文件存储格式。 .DAT VCD视频文件存储格式。.MPE 采用MPEG方法进行压缩的全运动视频图像文件格式。.AVS Intel和IBM公司共同研制的DVI系统动态图像文件格式。AVS文件只能在DVI系统硬件的支撑下才能读写。但它能提供较多的灵活性，能够支持多个数据流同时操作。 1. 3多媒体素材的基本知识人眼可以分辨的是可见光，可见光是由各种不同波长的彩色光谱组合而成，波长范围在350nm750nm之间。1.3.1 色彩的基本知识图1-6 可见光谱 三基色和混色三基色是指红、

19、绿、蓝三种基本颜色。色彩斑斓的视觉世界就是由这三种基本颜色来构造。红、绿、蓝三色光可以混合成自然界的全部色彩，而这三色光本身相互独立，所以人们常常将红、绿、蓝称为色光三原色。 红光绿光蓝光白光红光绿光黄色光红光蓝光品色光绿光蓝光青色光红光青光白光绿光品色光白光蓝光黄色光白光图1-6 三基色和混色RGB色彩空间表示RGB色彩空间通常用三维模型表示，如图1-7所示。每种颜色用RGB三个参数的三维坐标来描述，一幅彩色图像的每一个像素值用一个RGB分量表示色彩，每个分量占8个二进制位。如黑色(0,0,0)，白色(255,255,255)；红色(255,0,0)等。RGB分量取不同的值，可混合出各种颜色

20、。 图1-7 RGB颜色空间的表示蓝(0,0,255)青(0,255,255)黑(0,0,0)绿(0,255,0)品红(255,0,255)白(255,255,255)红(255,0,0)黄(255,255,0)色彩的三要素人的视觉系统对彩色色度的感觉和亮度的敏感性是不同的。从人的视觉特性看，色彩可用色调、饱和度和亮度三个要素来描述。亮度：它是指彩色光作用于人眼时引起人眼视觉的明亮程度。色调：色调表示彩色的外观，用于区别颜色种类。色饱和度：色饱和度表示颜色的深浅程度。1.3.2 描述图像的主要指标分辨率：分辨率可分为显示分辨率和图像分辨率两种。显示分辨率：图像分辨率：颜色深度：也称为像素深度，

21、是指存储每个像素所用的二进制位数。真彩色、伪彩色和直接色：真彩色伪彩色直接色颜色模式：灰度模式：该模式只有灰度色（图像的亮度），没有彩色。RGB模式：该模式是用红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色来描述颜色。HSB模式：该模式是利用颜色的三要素来表示颜色的，它与人眼观察颜色的方式最接近，是一种定义颜色的直观方式。CMYK模式：该模式是一种基于四色印刷的印刷模式。Lab模式：该模式是由3个通道组成，亮度L；a通道，b通道1.3.3 动画与视频动画： 只要将若干幅稍有变化的静止图像顺序地快速播放，而且每两幅图像出现的时间小于人眼视觉惰性时间(每秒钟传送24幅图像)，人眼就会产生连续动作的感觉（动态图

22、像），即实现动画和视频效果。动画可分为造型动画、帧动画和算法动画三类。造型动画：是对每一个活动物件的属性（包括位置、形状、大小和颜色等）分别进行动画设计，用这些活动的物件组成完整的动画画面。帧动画：帧动画属于二维动画算法动画：采用计算机算法对物件或模拟摄像机的运动进行控制而产生动画。 视频 视频是由一幅幅单独的画面（帧）序列组成的，这些画面以一定的速率（帧率）连续地投射在屏幕上，使观众具有图像连续运动的感觉。视频信号有模拟视频信号和数字视频信号两种：NTSC、PAL和SECAM制式的电视信号均是模拟视频信号，用普通摄像机摄制的视频信号也是模拟视频信号。HDTV制式的电视信号和用数字摄像机摄制的

23、视频信号都是数字视频信号。数字视频信号也可以通过对模拟视频信号进行采样、模/数转换、色彩空间变换等处理，转换为数字视频信号。电视制式电视制式是一种电视的播放标准。不同的电视制式，对电视信号的编码、解码、扫描频率和画面的分辨率均不相同。普通彩色电视制式有以下三种。NTSC制式（全国电视系统委员会制式）： PAL制式(逐行倒相制式)：SECAM制式(顺序与存储彩色电视系统)：HDTV制式（高清晰度电视）：HDTV具有以下几个特点：（1）分辨率：纵横像素数是传统的2倍。（2）纵横比：W/H=16/9=1.777。（3）观看距离：比传统距离近才能看到细节。（4）采用国际标准的压缩编码算法MPEG-II

24、。（5）采用打包数据结构，图像和声音分成不同分量，数据包的大小随意，传输次 序随机。（6）采用双层传输技术，保证HDTV的可靠性和抗干扰性。将信息分开，重要数据 在最高优先级载波上传输。第二章多媒体计算机系统 2.1.1多媒体计算机系统的组成多媒体计算机系统的层次结构从下到上由5个部分组成。如图2-1所示。下层部分是多媒体硬件，往上逐渐过渡到多媒体软件。多媒体操作系统和多媒体设备驱动程序是软件和硬件之间的接口。2.1 多媒体计算机结构与组成多媒体硬件系统多媒体设备驱动程序多媒体操作系统多媒体创作工具多媒体应用软件图2-1多媒体计算机系统的层次结构多媒体硬件系统：包括计算机硬件、声音/视频处理设

25、备、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、通信传输设备及接口装置、多媒体处理芯片、光盘驱动器等。多媒体驱动程序：控制和管理多媒体硬件，完成设备的启动、初始化，设备的各种操作和图像的快速变换以及功能调用等。多媒体操作系统：对多媒体环境下的各个任务进行调度和管理，保证音频和视频同步控制以及信息处理的实时性。提供各种基本操作和管理。多媒体创作工具：用于开发多媒体应用的工具软件。通常包括多媒体素材制作工具、多媒体创作工具和多媒体编程工具。多媒体应用软件：这类软件与用户有直接接口，用户只要使用有关的操作命令，就能方便的进行如MP3播放，DVD播放等。2.1.2 多媒体软件系统多媒体软件系统层是多媒体计算

26、机系统的灵魂。多媒体系统软件要具有综合处理各种媒体的能力。多媒体操作系统是系统软件的核心，作为多媒体计算机的操作系统除了传统的管理功能之外还应该解决以下的关键问题： (1)对音频、视频信息必须建立具有时间参数的标准文档格式。 (2)解决图像和声音数据实时播放时所需要的同步控制机制，依靠软件硬件结合完成。 (3)对声音、图像数据必须通过软、硬件结合进行压缩和还原处理。 (4)要有标准化的对硬件透明的应用程序接口、图形用户接口。2.1.3多媒体硬件系统多媒体计算机的硬件系统层是多媒体计算机系统的物质基础，它包括计算机主机系统和多媒体接口及外部设备。显示器CD-ROM主机麦克风CD唱盘收录机MIDI

27、合成器耳机扬声器音频卡视频卡摄像机影碟机录像机投影机数码相机扫描仪图2-2 多媒体硬件系统的组成 2.2 多媒体输入设备 触摸屏是一种坐标定位装置，属于输入设备。作为一种特殊的计算机外设，它提供了简单、方便、自然的人机交互方式。通过触摸屏，用户可直接用手向计算机输入坐标信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制卡、触摸检测装置和驱动程序三个部分，如图2-3所示。 2.2.1触摸屏 触摸检测装置触摸屏控制卡驱动程序图2-3 触摸屏电阻触摸屏电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，在基层两个表面涂上一层透明的导电层，在两层导电层之间有极小的间隙使它们互相绝

28、缘。在最外面再涂覆一层透明、光滑，且耐磨损的塑料层。如图2-4所示。 Y方向+5V+5VX方向 0V第1层 I TO+5V0V第2层 I TO图2-4 电阻式触摸屏工作原理 第1层 I TO第2层 I TOR触摸点电容式触摸屏电容式触摸屏外表面是一层玻璃，中间夹层的上下两面涂有一层透明的导电薄膜层，再在导体层外上一块保护玻璃。上面的导电层是工作层面，四边各有一个狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。如图2-5所示。v图2-5 电容式触摸屏表面声波触摸屏表面声波触摸屏的触摸屏部分是玻璃平板，安装在显示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固

29、定了两个相应的超声波接收换能器。同时，玻璃屏的四个周边则刻有45角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。如图2-6所示。 图2-6 表面声波式触摸屏工作原理 Y方向接受发射第2层 发射X方向 第1层 第1层 I TO第2层 I TO触摸点红外线触摸屏红外线触摸屏一种利用红外线技术的装置。在显示器前面架上一个边框形状的传感器，边框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。如图2-7所示。 红外线发射管红外线接受管红外线接受管红外线发射管触点图2-7 红外线触摸屏工作原理2.2.2扫描仪扫描仪是一种图像输入设备，利用光电转换原理，通过扫描仪光电管的移动或原稿的移动，把黑白或彩色的原稿

30、信息数字化后输入到计算机中，扫描仪还用于文字识别、图像识别等领域。扫描仪的分类：(1) 按扫描方式分类：分为手持式、台式、胶片式和滚筒式四种。(2) 按扫描幅面分类：最常见的为A4和A3幅面的台式扫描仪，A0大幅面扫描仪。(3)按接口标准分类：扫描仪按接口标准分为三种：SCSI接口、EPP增强型并行接口、USB通用串行总线接口。(4)按反射式或透射式分类：反射式扫描仪用于扫描不透明的原稿，它利用光源照在原稿上的反射光来获取图形信息如图2-8所示；透射式扫描仪用于扫描透明胶片，如胶卷、X光片等如图2-9所示。(5)按灰度与彩色分类：可分灰度和彩色两种。图2-8 反射式扫描仪光源扫描样张数字信号输

31、出导轨平板式扫描仪光电转换器识别反射光线图2-8 反射式扫描仪光源扫描样张数字信号输出导轨平板式扫描仪光电转换器识别反射光线扫描仪的主要技术指标：分辨率描述扫描精度，用1英寸里像素点dpi表示。分辨率分为光学分辨率、机械分辨率和插值分辨率。扫描速度指每扫描一行所需时间，单位是毫秒行或毫秒线，色彩精度是指用多少个位来表示扫描得到的一个像素。灰度级是表示灰度图像的亮度层次范围的指标，是指扫描仪识别和反映像素明暗程度的能力。2.2.3数码照相机 数码照相机使用电荷耦合器件作为成像部件。它把进入镜头照射于电荷耦合器件上的光影信号转换为电信号，再经模/数转换器处理成数字信息，并把数字图像数据存储在相机内

32、的磁介质中。数码照相机的关键部件是光电偶合器件CCD。 图2-10 光敏元件排列方式直排列 交错排列数码相机内部结构有镜头、光电转换器件（COMS/CCD）、模/数转换器（A/D）、微处理器（MPU）、内置储存器、液晶屏幕（LCD）、可移动储存器、接口（计算机/电视机接口）、锂电池等如图2-11。 数字信号CCD 转换器 存储介质 镜头与快门数据接口图2-11 数码相机的工作原理2.2.4数码摄像机摄像机是一种将景物图像的光信号变成视频电信号，以实现记录或重放的电子设备。摄像机由摄像镜头、摄像管、同步信号发生电路、偏转电路、放大电路、电源等部分组成。来自被摄物体的光通过光学系统在摄像管的靶上形

33、成光学图像，这个光学图像经摄像管转换成电信号，经一系列处理后输出视频信号。 2.3多媒体输出设备多媒体计算机系统中信息显示的设备主要是PC机的显示系统。包括显示器，显示适配器两部分。显示适配器可以用扩展卡的方式插入PC总线或是集成在主板上。显示器与显示适配器必须相匹配。显示器是多媒体计算机最基本的输出设备，市场上最常见的显示器有两大类： 阴极射线管CRT 显示器 液晶LCD显示器2.3.1 显示器 2.3.2投影机投影机根据所使用的技术主要分为两种：阴极射线管CRT投影机：液晶显示LCD投影机：2.4 多媒体接口设备音频卡俗称声卡是实现计算机对声音处理的功能的部件，借助它，计算机可以录制、编辑

34、、回放数字音频文件，对音频文件进行压缩和解压缩。控制各个声源的音量并加以混合,对输出信号进行功率放大。采用语音处理技术实现语音合成和语音识别。提供MIDI音乐设备数字接口等。MIC放大器A/D转换器MIDI设备DSP处理器总线接口控制器D/A转换器功率放大器音乐合成器输出线路输入话筒输入游戏棒图2-12音频卡工作原理框图2.4.1 音频卡2.4.2 视频卡 它可以汇集视频源(电视信号)、音频源、录像机、激光视盘机、摄像机等设备的信息，进行编辑、存储、输出等。视频卡按其功能又细分为图形加速卡、视频叠加卡、视频采集卡、电视卡等。 2.4.3 USB通用串行总线接口 USB(Universal Se

35、rial Bus) 是一种计算机的外接串联接口技术。使用这种通用的连接器来连接各种类型的外接设备，使得日益多样化，规格繁杂的各种外部设备与计算机的连接有了统一的标准。USB接口的外型为4针标准插头，可替代主机箱后板上的各种串行/并行接口，直接实现对各种I/O设备的插接，并具备热插拔的功能。 USB有4种基本的传输类型。控制传输批传输中断传输等时传输 2.4.4 MP3播放器 MP3是MPEG Layer3的缩写，它是一种超级声音文件的压缩与解压缩的计算方式，MP3压缩比约为12：1，可以保持相当好的音质。MP3播放器实际上是一个带有MP3解码的USB接口闪存盘。闪存盘的容量从几百兆到几千兆，M

36、P3解码芯片组采用超大规模集成电路和超低功耗省电模式，专为便携式系统而设计。MP3的主要性能指标是：传输速度和闪存容量。附加功能。耳机质量。第三章多媒体数据压缩编码技术 3.1 多媒体数据压缩的重要性信息时代的重要特征是信息的数字化。早期的信息用模拟方式表示，模拟存在着明显的缺点：在信息的传输过程中会产生噪音和信号丢失；信息在复制过程中其噪音和误差会逐步积累；模拟信号不适合数字计算机加工处理。信号的数字化克服了上述缺点，但数字化后未经压缩的视频和音频等媒体信息的数据量是非常大的。 在多媒体系统中，如果不进行数字信息的压缩处理，计算机系统几乎无法对多媒体数据进行存取和传输。对多媒体数据进行压缩是

37、非常必要的。3.1.1 多媒体数据压缩的必要性 3.1.2 多媒体数据压缩的可行性 可以根据不同的冗余设计相应的数据压缩技术。时间冗余空间冗余空间冗余和时间冗余是将图像信号看作为随机信号时所反映出的统计特征，因此有时把这两种冗余称为统计冗余。结构冗余知识冗余视觉冗余听觉冗余3.2 多媒体数据压缩方法数据压缩技术的性能指标有三个：压缩比：图象质量：压缩和解压的速度：图像和视频压缩方法哈夫曼编码行程编码算术编码LZW编码DCT编码小波变换子带编码无损压缩有损压缩预测编码变换编码模型编码运动补偿混合编码分形编码JPEGMPEGH.261图3-1 图像和视频压缩方法3.2.1 有损压缩编码预测编码预测

38、编码方法是根据某一模型，利用以往的样本值进行预测。预测编码方法在图像数据和语音信号数据压缩中都得到广泛应用，它是针对数据的统计冗余进行压缩的一种方法。变换编码变换编码也是一种对统计冗余进行压缩的方法。变换编码并不直接对信号进行压缩编码，而首先将信号映射到另一个域中，产生一组变换系数，然后对这些系数进行量化、编码、传输。一般在空间上具有强相关性的信号，反映在频域上则是能量被集中在某些特定的区域内，或是变换系数的分布具有规律性。利用这些规律，在不同的频率区域上分配不同的量化比特数，可以达到压缩数据的目的。变换编码原理如图3-3所示。 A发送端输入端GUGA变换量化信道编码器逆变换解码器U输出端图3

39、-3 变换编码原理图3.2.2 无损压缩编码哈夫曼编码属于一种变字长码，把信息源事件按概率大小顺序排列，对出现概率大的信息源事件赋予短码字，而对于概率小的信息源事件赋予长码，只要码字长度按照信息出现的概率大小逆顺序排列，则平均码字长度一定小于其它任何事件顺序的排列方式。实现哈夫曼编码的步骤是：1. 将信息源事件按概率递减顺序排列: 如P(1)P(2)P(Sm-1)P(Sm) 2. 把其中两个最小的概率P(Sm-1)、P(Sm)挑出来，且将事件“1”赋给其中最小的即3. 把两个最小概率相加作为新事件的概率，即求出: P(Si) =P(Sm-1) 十P(Sm)。P(Si)是对应于一个新的消息的概率

40、。4. 将P(Si)与上面未处理的（m2）个消息P(Sm-2)的概率重新由大到小再排列，构成一个新的概率序列。5. 重复步骤2）、3）、4），在每次合并信息源时，将被合并的信源分别赋“0”和“1”直到所有m个事件的概率均已全部合并处理为止。6. 寻找从每一个信息源事件到概率总和为1处的路径，对每一信息源事件写出“1”、“0”序列（从树根到信息源事件节点）作为码字。3.3 多媒体数据压缩的国际标准 JPEG标准有两种基本的压缩算法，一种是基于离散余弦变换DCT的有损压缩算法；另一种是基于空间预测的无损压缩算法。在压缩比为25:1的有损压缩算法下，压缩还原后得到的图像与原始图像相比较几乎没有区别，

41、因此基于离散余弦变换DCT的有损压缩算法得到了广泛的应用。 3.3.1 JPEG标准DCT基解码器压缩图像数据熵解码器逆量化器IDCT重构图像数据熵编码表量化表图3-7 DCT基解压缩步骤DCT基编码器压缩图像数据FDCT量化器熵编码器源图像数据88图像块量化表熵编码表图3- 5 DCT基压缩编码步骤3.3.2 MPEG标准 MPEG-1标准：称为多媒体运动图像和伴音的数据压缩编码标准。MPEG-2标准：称为“活动图像及有关声音信息的通用编码”标准。MPEG-4标准：是为解决多媒体计算机技术中对数据压缩编、解码技术及其遵循标准的高需求而推出的新的国际标准。MPEG-7标准：称作“多媒体内容描述

42、接口”。它为各种类型的多媒体信息规定一种标准化的描述。 MPEG-21标准：正式名称为多媒体框架。试图用多媒体框架将各种服务综合在一起并进行标准化。视频压缩和音频压缩标准视频压缩标准视频压缩算法用使用了帧间预测编码技术、运动补偿技术、空间压缩（帧内压缩）技术以及上一节介绍到的哈夫曼熵编码技术。帧间预测编码技术I运动补偿技术空间压缩（帧内压缩）技术音频压缩标准 MPEG-1音频编码是国际上制定的第一个高保真立体声音频编码标准(ISO11172-3)。通过对14种音频编码方案的比较测试，最后选定了以MUSICAM为基础的三层编码结构。根据不同的应用要求，使用不同的层来构成其音频编码器。 MPEG音

43、频压缩标准有以下特点：1. 音频信号采样率可以是22KHz，44.1 KHz或48KHz。2. 压缩后的比特流可以按以下3种模式之一支持单声道或双声道：（1） 提供给单音频通道的单声道模式。（2） 提供给两个独立的单音频通道的双单声道模式。（3） 提供给立体声通道的立体声模式。 3. 提供3个独立的压缩层次：(MP1，MP2，MP3) 4. 编码后的比特流支持循环冗余校验CRC。5. 还支持在比特流中携带附加信息。第四章光盘技术 4.1 光盘系统 CD-ROM光盘驱动器是用来从光盘中读出信息的装置，CD-ROM驱动器根据安装方式分有内置式和外置式两种；按与计算机的接口方式有IDE接口和SCSI

44、接口；按数据传输率分为4倍速、8倍速、24倍速、48倍、52倍速度等。CD-ROM光盘驱动器是一个光学、机械和电子技术结合的产物，它包括机械部分、光学部分和控制系统。（1）聚焦伺服系统（2）跟踪伺服系统（3）速度伺服系统（4）光学头4.1.1 CD-ROM驱动器工作原理光学头由激光发生器、半反射棱镜、物镜以及光敏元件几个部分组成。如图4-2所示。 图4-2 CD-ROM驱动器的光学头结构CD-ROM驱动器前面板如图4-3所示。CD-ROM驱动器后面板如图4-4所示：电源插座：电源连接插口用于连接电源，可将机箱输出的直流电源引出的4芯标准插头插入该插口中为CD-ROM提供电力。数据线插座：数据线

45、连接插口用40针插头插入该口，通过扁平电缆与硬盘IDE接口连接。主盘/从盘/CSEL盘模式跳线：用来设置IDE设备的主从位置，与IDE硬盘的跳线功能相同。模拟音频连接口：CDROM驱动器与声卡的连接，可实现Audio CD的播放数字音频输出连接口：可以连接到数字音频系统或数码音乐设备。4.1.2 光驱的工作模式光驱的工作模式主要有四种：CLV模式（恒定线速度）CAV模式（恒定角速度） P-CAV模式（局部恒定角速度）Z-CLV模式（区域恒定线速度）4.1.3 光驱相关的性能指标衡量一个光盘系统特性的主要技术指标包括存储容量、平均存取时间、数据传输率、接口标准等。存储容量:存储容量是指能存储在光

46、盘中的信息容量。数据传输率:数据传输率是指光驱每秒钟能读取的最大数据量。 平均存取时间:平均存取时间是指从计算机向光盘驱动器发出命令开始，到光盘驱动器在光盘上找到需读写的信息的位置并接受读写命令为止的一段时间。缓冲区容量:CD-ROM驱动器中都设置了高速缓冲区，以提高CD-ROM的读盘速度。误码率 :误码率指读盘时的出错率。4.2 CD-ROM光盘CD-ROM光盘是一张硬塑料盘片，它的物理尺寸为外直径120mm(4.72英寸)，厚度 1.2mm，中心有一个直径为15mm的中心孔，盘片重量约1418克。由三层组成：第一层：涂漆的保护层，上面印有盘片名称等信息。第二层：铝反射层，用来反射光盘读出时

47、的激光光束，提高盘片的反射率。第三层：由聚碳酸脂塑料(p01ycarbonate)压制的透明衬底，同时压制出的预刻槽用来对道径向定位。4.2.1 CD-ROM盘的结构和读写原理4.2.2 CD-ROM光盘的保养方法保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或潮湿的地方。光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放在一起。需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。若光盘变脏，可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。4.2.3 光盘的光道和容量 光盘盘片的介质上由凹坑和凸起

48、组成了光道，光道用来记录信息。CD-ROM光盘的光道和软盘、硬盘的磁道有很大的不同。CD-ROM光盘的光道是从最里面向外边形成的一个连续的螺旋型的光道。光道的间距为1.6m，光道的宽度为 0.6m，总长度为5km，道密度为每英寸16000道，与其相比，软盘的磁道密度每英寸只有 96道,典型的硬盘磁道密度每英寸也只有几百道。 CD-ROM的尺寸为直径4.72英寸(120mm)。凹坑深约为0.110.13m。 4.3 光盘的国际标准4.3.1 CD-DACD-DA(CD-Digital Audio)是激光数字音频光盘。CD-DA遵循ISO制订的CD-ROM的红皮书(Red Book)。4.3.2

49、CD-ROMCD-ROM是紧凑式只读光盘。CD-ROM遵循ISO制订的CD-ROM的黄皮书(Yellow Book)技术标准。4.3.3 CD-ICD-I(CD-Interactive)是交互式光盘.CD-I遵循ISO标准的CD-ROM的绿皮书(Green Book)技术标准。4.3.4 CD-VCD-V(CD-Video)是激光电视光盘DVD。CD-V 遵循ISO标准的CD-ROM的蓝皮书(Blue Book)技术标准。4.3.5 CD-RCD-R（CD-Recordable）可刻录CD。遵循ISO标准的CD-ROM的橙皮书（Orange Book）技术标准。4.3.6 VCDVCD （Vi

50、deo compact disk）数字化影视光盘。遵循ISO标准的CD-ROM的白皮书(White Book) 技术标准，4.4.1 CD-R盘片的特点CD-R盘片的尺寸与CD-ROM盘相同。CD-R与CD-ROM兼容，写入CD-R盘上信息可在CD-ROM驱动器上读出。 用户在CD-R盘上写入信息后不得再擦除。 根据ISO9660橙皮书标准，虽不能把以前写入的数据擦除，但允许在CD-R盘的空白部分多次写入数据。4.4 CD-R4.4.2 CD-R的刻录和读取原理CD-R与CD-ROM记录数据的方法相同，也是将数据由内向外刻录在螺旋轨道上。CD-R盘在构造上比CD-ROM盘增加了染料层。刻录时，

51、将刻录机的写激光聚焦后，通过CD-R空白盘的聚碳酸脂层照射到有机染料层的表面上，激光束照射时产生的热量将有机染料烧熔，在光道上形成光痕。CD-R刻录数据过程是不能中断的。如果CD-R在螺旋轨道上顺序刻写数据时，中途由于某种原因使得刻录中断，则再次刻录时CD-R无法找到中断时的位置，这张CD-R盘就报废了。4.4.3 CD-R刻录机的技术指标衡量CD-R刻录机性能的技术指标主要包括它所支持的CD数据格式种类、刻录方式与速度、缓存器大小等。(1)数据格式。(2)刻录方式(3)刻录机的写入速度。 (4)缓存区(Buffer)的容量。4.4.4 CD-RW刻录技术CD-RW(Compact Disc-

52、Rewriteable)是一种可以多次写入、多次读取的“可擦写光盘刻录机”。CD-RW 的工作原理是利用不同温度的相变原理来实现CD-RW盘片的反复擦写功能。因为染料层的结晶/非结晶过程是一可逆反应，故盘片内的数据可以反复擦写。为了实现反复擦写数据，CD-RW 刻录机使用了三种能量不相同的激光。高能激光：又被称为写入激光，使染料层达到非结晶状态。中能激光：也称为擦除激光，使染料层融化并将它转化为结晶态。低能激光：也称为读出激光，它不能改变染料层的状态，用于读取盘片数据。4.5 VCD VCD(Video-CD)是由JVC、Philips、Matsushita和Sony等公司联合制定的数字电视光

53、盘的技术规格，于1993年推出的产品是全数字化的影音光盘。它采用CD-ROM的标准和MPEG动态视频数据的压缩方式，存放数字化的视频和音频信息，被称为光盘CD家族的第三代成员。VCD的标准有以下几个版本：VCD1.0VCD1.1VCD2.04.6 DVDDVD（Digital Video Disk）是数字电视光盘。DVD不仅可用来存放电视节目，同样可以用来存储其他类型的数据。DVD盘与CD/VCD盘很相似，其直径为120mm，厚度为1.2mm。DVD可以分为四种物理结构。l 单面单层：DVD-5容量为4.7GBl 单面双层：DVD-10容量为8.5GBl 双面单层：DVD-9 容量为9.4GB

54、l 双面双层：DVD-18容量为17GB第五章Authorware 7 概述 5.1 Authorware 7的功能和特点1、提供积木式的图标创作方法和面向对象的创作环境2、提供高效的多媒体集成环境3、提供强大的逻辑结构管理功能4、提供丰富，灵活的交互方式5、具有丰富的变量和函数6、提供模块与库功能7、具有广泛的外部接口 8、提供网络支持9、跨平台体系结构 10、独立的应用系统 5.2安装Authorware 7的软、硬件条件1、在Windows操作系统下 操作系统：Windows 95、98、2000、ME、XP、Windows NT 4.0以上 CPU：带有浮点运算功能的奔腾级处理器 内存

55、：至少16MB，推荐24MB 硬盘：至少25MB的空闲空间 显示器：256色以上的VGA显示器 其他：一个光盘驱动器、鼠标、键盘、音箱等2、在Macintosh操作系统下 操作系统：7.0以上 CPU：68020以上的处理器(带彩色监视器) 内存：至少8MB，推荐16MB 硬盘：至少5MB的空闲空间，推荐10MB 其他：一个光盘驱动器、鼠标、键盘、音箱等5.3 Authorware 7的启动与退出 1、启动Authorware 2、退出Authorware5.4 Authorware的工作界面5.4.1菜单栏和工具栏 5.4.2图标面板标题标：入口点：出口点：主流程线：插入指针：层级标识：5.

56、4.3设计窗口5.5 系统函数和变量 函数可分为18类：Character（字符）、File（文件）、CMI（计算机管理教学）、Framework（框架）、General（常规）、Graphics（图形）、Icons（图标）、Jump（跳转）、Math（数学）、OLE（对象链接和嵌入）、Platform（平台）、Time（时间）、Video（视频）、Language（语句）、List（列表）、Network（网络）、Target（目标对象）、Xtras等。如图5-4所示。5.5.1 Authorware 系统函数5.5.2 Authorware变量 1系统变量Authorware内部提供了一系

57、列的系统变量，它们包括CMI（计算机管理教学）、Decision（决策）、File（文件）、Framework（框架）、General（常规）、Graphics（图形）、Icons（图标）、Interaction（交互）、Network（网络）、Time（时间）、Video（视频）等共11大类， 2自定义变量 3. 逻辑变量5.5.3 变量的应用 1、在计算图标代码编辑器中使用变量2、在显示图标或交互图标中使用变量 第六章图形、图像和文本 案例1 创建一个Authorware 应用程序知识点：应用程序的创建在启动Authorware应用程序进入其工作界面时，系统会自动创建一个应用程序，并显示其

58、设计窗口。另外，通过菜单和工具栏也可以创建应用程序。在流程线上添加图标并为图标命名。【例题6.1】认识图标【实训6.1】进一步认识图标案例2 创建显示图标导入外部图像知识点：导入外部图像的方法使用导入命令导入外部图像。直接将图像文件拖入流程线中将文件拖动到Authorware设计窗口的主流程线上，系统将自动为其创建一个显示图标，并用该文件名命名显示图标的名称。复制图像后粘贴在演示窗口中在其它应用软件中，选定图像区域，复制后粘贴在演示窗口中。【例题6.2】导入图像的三种方法【实训6.2】使用word-ppt素材操作要求：(1) 在WORD中制作艺术字图片，在POWERPOINT中制作图表图片，复

59、制到流程线上显示图标的演示窗口中。主流程如图6-8所示。运行效果如图6-9所示。 案例3 重新设置演示窗口知识点：对演示窗口的大小、背景颜色、外观等进行重新设置例题6.3】重设例题6.2 实训6.3重设实训6.2操作要求：将实训6.2的演示窗口重新设置，背景为“淡紫色”、不选择“显示标题栏”、选择“显示任务栏”、选择“屏幕居中”，窗口的宽度为600,高度为500。案例4 图像属性的设置知识点：通过图像属性设置显示内容的大小、位置、显示方式和显示特效。通过设置图像属性可以确定显示图标中显示内容的大小、位置、显示方式等，使演示内容的布局更加合理、美观。还可以在显示图标中增加淡入淡出、填充方式、覆盖

60、方式等显示效果，使演示画面更加生动、活泼。【例题6.4】图像属性的设置 【实训6.4】 礼品欣赏操作要求：(1) 使用四种不同方法导入四幅礼物图像，图像文件在“素材”文件下可找到，并分别调整四幅图像的位置和大小。(2) 按表6-3所示分别设置四个显示图标的特效方式。(3) 程序流程如图6-16所示，运行效果如图6-17所示案例5 图形的绘制、编辑与组合知识点：利用Authorware提供的绘图工具绘制简单的图形，对绘制的图形进行编辑和组合。1、图解工具箱简介【例题6.5】手绘房屋【实训6.5】手绘路牌操作要求：使用ResizeWindow(200,200)函数设置显示图标的窗口大小,用绘图工具