多媒体技术与应用基础的

第六章多媒体技术与应用基础摘要多媒体基础知识图像处理基础声音处理基础动画处理基础视频处理概述多媒体集成与创作概述21.多媒体基础知识多媒体概述多媒体系统多媒体设备多媒体的集成与应用3（1）多媒体概述多媒体技术“多媒体”指感觉媒体的组合：文字、声音、图形、图象、动画、视频等；“多媒体技术”则是对各种媒体信息进行采集、处理、存储和传输的技术的总称计算机多媒体（Multimedia）技术是利用计算机技术综合处理文字（Text）、声音（Sound）、图形（Graph）、图像（Image）、动画（Animation）和视频（Video）等多种媒体信息的新技术。它可以将这些不同类型的媒体信息有机地结合在一起，并赋予人机交互的功能，从而创造出集多种形式于一体的新型信息处理系统。4计算机多媒体具有以下特征集成性信息的有机组合：各种媒体不是简单组合，而是有机的组合在信息的采集、处理、传输、和展示时有严格的同步关系各种媒体信息的语义紧密联系，围绕一定主题展开硬件统一调度：音频、视频硬件在多媒体软件的统一调度下运作，不是互不联系，而是互相配合5计算机多媒体具有以下特征交互性用户控制和使用信息。例如：原有电视：用户只能被动接受信息视频点播：用户不仅可以选择不同的节目，也可以在观看过程中快进、快退，选择节目中自己感兴趣的部分——各个用户可以互不干扰智能性——利用电脑的强大处理能力6计算机多媒体具有以下特征易扩展性实时性数据传送必须及时、连续——如果多媒体信息数据的传送不及时，或者不能保证连续不断，就会造成接收的声音和图象断断续续、不同步，影响对信息的接受和理解。7多媒体信息的表示文字信息：字母、汉字、符号显示：点阵字库、矢量字库存储：内码（ASCII或汉字内码）图形图象信息：各种图片位图：长、宽、图象深度(与色数有关)，以及每个点颜色矢量图：指令集，显示要有程序（计算机作图）8多媒体信息的表示声音信息：录音、语音合成、音乐WAV：声波采样MIDI：技术规范（乐谱）语音：识别，生成视频动画信息：动画、影片原理：多幅图象，顺序出现、消失动画：计算机辅助生成影片：拍摄（采样）

——往往配合有同步音频信号9多媒体体信息息的压压缩和和解压压缩媒媒体压缩的的必要要性——数据量量大存储，，占大大量空空间传输，，长时时间占占用通通道损失压压缩压缩效效率高高损失信信息，，还原原后质质量差差无损失失压缩缩还原后后与压压缩前前质量量相同同压缩效效率较较低10（2））多媒媒体系系统多媒体体系统统多媒体体硬件件多媒体体操作作系统统多媒体体程序序库多媒体体创作作工具具多媒体体数据据库高级语语言开开发工工具多媒体体应用用系统统11（3））多媒媒体设设备多媒体体输入入设备备：麦克风风、扫扫描仪仪、录录像机机、电电子琴琴、数数码相相机、、数字字摄像像机多媒体体处理理设备备：声卡、、3D显示卡卡、视视频卡卡多媒体体网络络设备备：Modem、ADSLModem、、CableModem、、LANCard媒体显显示/展示示设备备：CRT显示器器、LCD显示器器、投投影仪仪、音音箱多媒体体存储储设备备：硬盘、、CD-ROM、、CD-R/RW、、DVD-ROM、、DVD-R、、DVD-RAM12（4））多媒媒体的的集成成与应应用多媒体体技术术的几几个典典型应应用：：IP电话MP3视频会会议视频点点播虚拟现现实132.图图像像处理理基础础图像分分类颜色常见图图像文文件格格式图像的的处理理常用图图像处处理软软件PhotoShop软件件使用用简述述14（1））图像像分类类图像的的分类类位图图图像矢量图图像15位图图图像位图(bitmap)，亦称为为点阵图图像(dotmap)，是由称称作像像素（（图片片元素素）的的单个个点组组成的的。当当放大大位图图时，，可以以看见见赖以以构成成整个个图像像的像像素。。具体说说，位位图是是由描描述图图像中中的各各象素素点的的亮度度和颜颜色的的位数数集合合组成成。也也就是是说，，图像像中的的每一一个象象素值值使用用一个个二进进制位位（bit）“1”或“0”来表示示，这这样就就形成成了单单色的的黑白白图像像。要表示示彩色色图像像，每每个象象素就就要增增加表表示这这个点点颜色色的二二进制制数据据，即即图像像的深深度，，图像像的深深度决决定了了位图图中出出现的的最大大颜色色数目目。位图中中，每每个点点的存存储由由图象象深度度决定定：1为1个bit，2色(黑白)；4为16色(4bit)；8为256色(8个bit)；24为24个bit，可以以表示示16,777,216种颜色色。位图存存储量量计算算：长长×宽×深度/8。例如如：800××600××24/8=1,440,000字节16位图图图像处理位位图时时，输输出图图像的的质量量决定定于设设置的的分辨辨率高高低。。操作作位图图时，，分辨辨率既既会影影响最最后输输出的的质量量，也也会影影响文文件的的大小小。位图放大即即显毛刺17矢量图像矢量图使用用点、线、、矩形、多多边形、圆圆和弧线等等可以通过过数学公式式描述的几几何元素来来描述图形形。例如一幅花花的矢量图图形由线段段形成外框框轮廓，由由外框的颜颜色以及外外框所封闭闭的颜色决决定花显示示出的颜色色。由于矢量图图形可通过过公式计算算获得，所所以矢量图图形文件体体积一般较较小。矢量图形最最大的优点点是无论放放大、缩小小或旋转等等均不会失真。常见矢量图图形设计软软件：Adobe的Illustrator、Corel的CorelDRAW、Macromedia的FlashMX。。18矢量图放大大仍然光滑滑19矢量图与位位图的区别别矢量图与位位图最大的的区别是：：矢量图不不受分辨率率的影响，，因此在印印刷时，可可以任意放放大或缩小小矢量图而而不会影响响出图的清清晰度。20（2）颜色色颜色是人的的视觉系统统对可见光光的感知结结果。在多多媒体计算算机系统中中，可通过过多种模式式来描述颜颜色。灰度颜色模模式RGB颜色模式(加色)CMYK颜色模式(减色)每对减色产产生一种加加色每对加色产产生一种减减色YUV颜色模式21灰度颜色模模式灰度颜色模模式就是用用0到255的不同同灰度值来来表示图像像。0表示示黑色，255表示示白色。22RGB颜色模式用红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的光光学强度来来表示一种种颜色。这这是最常见见的位图编编码方法，，可直接用用于屏幕显显示。每种原色的的强度表示示范围为0—255，或十六六进制的00至FF。例如：黑色#000000白色#FFFFFF红色#FF0000绿色#00FF00蓝色#0000FF黄色#FFFF00青色#00FFFF洋红#FF00FF23CMYK颜色模式CMYK模式以打印印在纸上的的油墨的光光线吸收特特性为基础础。当白光光照射到半半透明油墨墨上时，某某些可见光光波长被吸吸收，而其其它波长则则被反射回回眼睛。理理论上，纯青色(C)、洋红(M)和黄色(Y)色素在合成成后可以吸吸收所有光光线并产生生黑色。这这些颜色因因此称为减减色。由于于所有打印印油墨都包包含一些杂杂质，因此此这三种油油墨实际生生成土灰色色，必须与与黑色(K)油墨合成才才能生成真真正的黑色色（为避免免与蓝色混混淆，黑色色用K而非B表示）。将将这些油墨墨混合重现现颜色的过过程称为四四色印刷。。24YUV颜色模式在现代彩色色电视系统统中，通常常采用三管管彩色摄像像机或彩色色CCD（点耦合器件件）摄像机机，它把摄摄得的彩色色图像信号号，经分色色、分别放放大校正得得到RGB，再经过矩阵阵变换电路路得到亮度度信号Y、红色色差信信号U、蓝色色差信信号V，最后发送端端将亮度和和色差信号号分别进行行编码，用用同一信道道发送出去去。彩色电电视机恢复复三个信号号，重建色色彩；而黑黑白电视机机则只恢复复亮度信号号，显示黑黑白图像。。这就是YUV颜色模式。。25颜色深度（（图像深度度）颜色深度指指最多支持持多少种颜颜色，用““位”来描描述。GIF格式图片支支持256种颜色，，则需要256个不不同的值（（从0到255）来来表示不同同的颜色，，用二进制制表示就是是从00000000到11111111，总总共需要8位二进制制数。所以以颜色深度度是8。BMP格式图片最最多可以支支持红、绿绿、蓝各256种强强度，不同同的红绿蓝蓝组合可以以构成2563种颜色，就就需要3*8=24位的2进进制数来表表示，所以以颜色深度度是24。。PNG格式图片除除了支持24位的颜颜色外，还还支持控制制透明度用用的alpha通道，总共共是32位位。颜色深度越越大，图片片占的空间间越大。26（3）常见见图像文件件格式常见图像文文件格式BMP（不适合在网网页上使用用）JPG/JPEGGIFTIFFPNG27BMP格式文件BMP是一种与硬硬件设备无无关的图像像文件格式式，使用非非常广泛。。它采用位位映射存储储格式，除除了颜色深深度（图像像深度）可可选以外，，不采用其其他任何压压缩，因此此，BMP文件所占用用的空间很很大。BMP文件的颜色色深度可选选1bit、4bit、8bit、、16bit及24bit。BMP文件存储数数据时，图图像的扫描描方式是按按从左到右右、从下到到上的顺序序。由于BMP文件格式是是Windows环境中交换换与图有关关的数据的的一种标准准，因此在在Windows环境中运行行的图形图图像软件都都支持BMP图像格式。。28JPEG/JPG格式文件JPEG是JointPhotographicExpertsGroup(联合图像专专家组)的的缩写，文文件后辍名名为“．jpg”或“．jpeg””，是最常用的的图像文件件格式。JPEG/JPG图像支持24位图像像深度。JPEG支持高比率率的压缩。。这种压缩缩是有损的的，会使图图片数据质质量下降。。适当比率率的压缩可可以在人眼眼可识别的的质量差异异范围内明明显地减小小图像文件件的大小。。JPEG压缩可以很很好地处理理写实摄影影作品。JPEG不适用于所所含颜色很很少、具有有大块颜色色相近的区区域或亮度度差异十分分明显的较较简单的图图片。29GIF格式文件GIF：GraphicsInterchangeFormatGIF格式图像基基于LZW无损压缩算算法。GIF的图像深度度从lbit到8bit，最多支持256色。。在一个GIF文件中可以以保存多幅幅彩色图像像，形成动动画GIF。GIF支持透明背背景图像。。30TIFF格式文件TIFF（（TaggedImageFileFormat）是一种比较较灵活的图图像格式，，文件扩展展名为TIF或TIFF。。TIFF支持8bit、24bit、32bit、48bit多种深度TIFF支持RGB、CMYK以及YCbCr等多种色彩彩模式，支支持多平台台TIFF文件可以是是不压缩的的，文件体体积较大，，也可以是是压缩的，，支持RAW、RLE、LZW、JPEG、、CCITT3组和4组等等多种压缩缩方式。31PNG格式文件PNG(PortableNetworkGraphicFormat)是20世纪纪90年代代中期开始始开发一种种位图存储储格式，其其目的是企企图替代GIF和TIFF文件格式。。PNG格式支持以以下特性：：流式读/写写性能：允允许连续读读出和写入入图像数据据，特别适适合于在通通信过程中中生成和显显示图像。。逐次逼近显显示：在传传输图像文文件的同时时就显示图图像，把整整个轮廓显显示出来之之后逐步显显示图像的的细节。透明性：使使图像中某某些部分不不显示出来来。辅助信息息：可用用来在图图像文件件中存储储一些文文本注释释信息。。48位的的真彩色色图像、、16位位的灰度度图像，，并可添添加α通道。使用循环环冗余码码(CRC)检测损害害的文件件。使用从LZ77派生的无无损数据据压缩算算法。32（4）图图像的处处理图像获取取数码相机机，扫描描仪，绘绘图软件件，屏幕幕拷贝………图像编辑辑图标制作作图像压缩缩格式转换换电子相册册33（5）常常用图像像处理软软件MicrosoftWindows画笔笔AdobePhotoShopCorelCorelDRAWACDSeeIrfanViewGIFMovieGear34（6）PhotoShop软件使用用简述PhotoShop是目前公公认最好好的通用用平面美美术设计计软件。。它功能能完善，，性能稳稳定，使使用方便便。在几几乎所有有的广告告、出版版、美术术公司，，PhotoShop都是首选选的平面面工具。。PhotoShop的使用概概述，详详见另一一独立讲讲稿。353.声声音处理理基础音频数字字化常用音频频文件格格式常见音频频软件36（1）音音频数字字化声音的采采集，可可以通过过话筒、、录音机机等设备备完成。。将音频数数字化，，是通过过ADC（（AnalogtoDigitalConverter，模数转换换器）来来完成的的。包括括采样、量量化、编编码等几个步步骤，即即可将连连续变化化的模拟拟音频信信号转换换为离散散的数字字信号。。播放数字字化的音音频文件件，是通通过DAC（（DigitaltoAnalogConverter，数模转换换器）将将文件中中保存的的数字信信号转换换成模拟拟信号播播放。37采样采样的品品质取决决于采样样频率和和采样精精度38采样频率率采样频率率越大，，就可以以表现越越好的音音色。39采样精度度采样精度度越高，，就可以以表现越越细微的的变化。。4041音频卡（（声卡））音频卡的的主要功功能是音音频的模模/数和和数/模模转换、、音乐合合成、音音频的特特效处理理。一般音频频卡上有有如下的的接口：：音箱接口口LineIn接口MicIn接口MIDI接口游戏杆接接口42（2）常常用音频频文件格格式WAVRAMP3MIDAVIWMA43WAV、RAWAV文件是标标准数字字音频文文件，音音质好，，失真小小，但占占用空间间大。RA文件是RealNetworks公司的一一种音频频流媒体体，可以以达到较较高的压压缩比，，适用于于网络传传输。所谓流媒媒体是客客户计算算机通过过网络，，从服务务器上边边下载边边进行播播放，而而不必等等待整个个文件下下载完毕毕。44MP3MPEG-1AudioLayer3经常称为为MP3，，是当今较较流行的的一种数数字音频频编码和和有损压压缩格式式，它设设计用来来大幅度度地降低低音频数数据量，，而对于于大多数数用户来来说重放放的音质质与最初初的不压压缩音频频相比没没有明显显的下降降。45MIDIMIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface，音乐设备数字字接口）是用用于在音乐合合成器、乐器器和计算机之之间交换音乐乐信息的一种标准协议议。它指示乐器器做什么和怎怎么做，比如如演奏什么音音符、多大的的力度、生成成某种音响效效果等。MIDI文件不是声音（乐乐音）的记录录文件，而是让设备备产生声音或或者执行某个个动作的指令令，所以MIDI文件虽然比较较小，却可以以播放比较长长的时间。46AVI、WMAAVI文件是音频视视频交插的数数字文件，AVI文件对音频和和视频数据进进行了压缩，，压缩率倍数数较高。WMA文件是WindowsMediaService的音频格式。。47（3）常见音音频软件Windows音量控制制器Windows录音机WindowsMediaPlayerRealOnePlayerWinamp48Windows音量控制器49Windows录音机录音内容保存存为.wav格式文件50WindowsMediaPlayer51RealOnePlayer52Winamp534.动画处处理基础动画概述动画分类动画的技术参参数动画设计过程程动画文件格式式常用动画处理理软件Flash动动画设计简述述54（1）动画概概述动画是指由许许多帧静止的的画面，以一一定的速度连连续播放时，，肉眼因视觉觉残留现象产产生错觉，而而误以为画面面活动的作品品。为了得到到活动的画面面，每个画面面之间都会有有少许改变。。传统动画画面面的制作，最最常见的是手手绘。现在已已经可以利用用电脑动画软软件，直接在在电脑上绘制制或制作动画画。55根据动画反映映的空间范围围，动画分为为:二维动画三维动画根据画面的生生成途径，动动画分为:造型动画帧动画（2）动画分分类Flash3DS56（3）动画的的技术参数帧速度一帧就是一幅幅静态图像，，而帧速度表表示一秒钟的的动画内有几几帧静态画面面数据量（不计压缩的的）数据量是是指帧速度乘乘以每幅图像像的数据量。。如果一幅图图像为1MB，则每秒将达到到30MB。构成动画帧的的图像的类型型（位图或矢矢量图）对数数据量的影响响很大。图像质量图像质量和图图像压缩的倍倍数有关。57（4）动画设设计过程创意设计：剧剧本应用环境：本本机播放、网网站总体构图：画画面大小、色色彩、构图素材处理动画生成：利利用软件合成成素材文字编排：文文字说明、字字幕等58（5）动画文文件格式GIF文件：：由多幅静止止图像形成连连续动画FLI/FLC格式：AutoDesk公司在在其2D/3D动画制作作软件中采用用的彩色动画画文件格式SWF格式：：MacromediaFlash的矢量动动画格式DIR格式：：Director的动动画格式59（6）常用动动画处理软件件MacromediaFlash3DSMax60MacromediaFlashMacromedia推出的Flash是制作网络交交互动画的优优秀工具，它它支持动画、、声音以及交交互，具有强强大的多媒体体编辑功能，，可以直接生生成网页。针对网络传输输速度的问题题，Flash通过使用矢量量图形和流式式媒体技术克克服了这个缺缺点。基于矢矢量描述的图图形，只保存存和传输绘制制图形所需要要的参数，比比生成图形以以后传输图形形要节省网络络带宽，并且且基于矢量的的Flash动画尺寸可以以随意调整缩缩放，不会影影响图形的质质量。61MacromediaFlash流式媒体技术术允许用户在在动画文件下下载完毕之前前，播放已经经下载的部分分，也就是边边下载边播放放。Flash利用透明、变变形、路径等等技术生成复复杂动画。Flash还支持动画的的交互特性，，赋予用户更更多的主动权权。623DSMaxDiscreet公司推出的3DSMax是一款具有三三维建模、动动画和渲染等等综合功能的的产品。63（7）Flash动画制作概述述详见另一演示示文稿。645.视视频频处理理概述述（1）连续的的图象象变化化每秒秒超过过24帧画画面以以上时时，根根据视视觉暂暂留原原理，，人眼眼无法法辨别别单幅幅的静静态画画面，，看上上去是是平滑滑连续续的视视觉效效果。。这样样连续续的画画面叫叫做视视频。。视频文文件压压缩方方案：：微软软公司司的VideoforWindows，Apple公司的的QuickTimeforWindows及正在在飞速速发展展的MPEG1、MPEG2、MPEG4等压缩缩方案案。它它们可可以有有效地地压缩缩庞大大的视视频文文件，，使其其占用用较小小的存存储空空间，，并在在保持持图像像质量量的前前提下下以较较快的的速度度解压压和回回放。。655.视视频频处理理概述述（2）视频文文件常常见格格式：：VideoforWindows（.AVI））QuickTime（.MOV））MPEG其他适适合网网络应应用的的数字字视频频格式式：RM，，RAM，，ASF常见视视频软软件视频播播放：：WindowsMediaPlayer、、RealPlayer、专业视视频处处理软软件：：AdobePremierePro666.多多媒媒体集集成与与创作作概述述（1）多媒体体集成成与创创作指指的是是利用用多媒媒体创创作工工具把把各种种媒体体信息息制作作成一一个完完整的的软件件作品品。多媒体体集成成与创创作流流程：：676.多多媒媒体集集成与与创作作概述述（2）几种典典型的的多媒媒体创创作工工具：：以幻灯灯片为为基础础：PowerPoint以流程程图为为基础础：MacromediaAuthorware以时间间轴为为基础础：MacromediaDirector以书页页为基基础：：Asymetrix的ToolBook689、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。20:37:4420:37:4420:371/5/20238:37:44PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。1月月-2320:37:4420:37Jan-2305-Jan-2312、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。20:37:4420:37:4420:37Thursday,January5,202313、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。1月月-231月月-2320:37:4420:37:44January5,202314、他乡生白发发，旧国见青青山。。05一月20238:37:44下午20:37:441月-2315、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。一月238:37下午午1月-2320:37January5,202316、行动出成成果，工作作出财富。。。2023/1/520:37:4420:37:4405January202317、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。8:37:44下下午8:37下下午20:37:441月-239、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。1月-231月-23Thursday,January5,202310、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。20:37:4420:37:4420:371/5/20238:37:44PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。1月-2320:37:4420:37Jan-2305-Jan-2312、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。20:37:4420:37:4420:37Thursday,January5,202313、不知