第8章 多媒体技术

第8章多媒体技术理解多媒体技术的概念。掌握多媒体计算机系统的组成。理解多媒体技术的主要特性。掌握多媒体元素的基本类型。了解多媒体技术的应用。了解常用多媒体软件的使用，学会使用常用多媒体工具进行媒体处理。8.1概述8.2多媒体计算机系统8.3媒体元素及其数字化8.4常用多媒体工具软件8.1概述媒体——媒体是信息表示和传播的载体。媒体在计算机领域有两种含义：一种是指媒质，即存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等；另一种是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。多媒体——它是指多种媒体的综合，即把文字、图形、图像、声音、动画等多种媒体有机结合成一种人机交互式信息媒体。1、媒体和多媒体的概念2、媒体的分类

感觉媒体直接作用于人体的感觉器官的媒体，如计算机系统中的文字、数据和文件等。表示媒体传输感觉媒体的中介媒体，指用于数据交换的编码如语音编码、图像编码、文本编码等。表现媒体进行信息输入和输出的媒体如显示器、打印机等输出类显现媒体。存储媒体

存储表示媒体的物理介质，如硬盘、软盘、光盘等。传输媒体传输表示媒体的物理介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等。3、多媒体技术的特点多样性

主要特性之一，多媒体需要解决的基本问题。集成性

对多种信息进行集成，体现在两个方面：一是多媒体信息的集成；二是操作这些媒体信息工具和设备的集成。交互性

关键特性，他为用户提供了更加有效的控制和使用信息的手段和方法，有巨大的应用前景。实时性

对声音、图像和时间的相关性进行处理，有严格的时序和很高的速度要求。4、多媒体技术的应用

教育与培训商业领域电子出版物信息点播娱乐与游戏8.2多媒体计算机系统1、多媒体计算机系统

多媒体计算机系统一般由多媒体硬件系统和多媒体软件系统两部分组成，主要包括多媒体终端设备、多媒体网络设备、多媒体服务系统、多媒体软件和其他有关的设备。（1）多媒体计算机硬件系统

除了常规的硬件如主机、磁盘驱动器、显示器、网卡等，多媒体计算机还要有音频信息处理硬件、视频信息处理硬件及光盘驱动器等。（2）多媒体计算机软件系统8.3媒体元素及其数字化1、图形与图像图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图，如直线、圆、圆弧、矩形、曲线和图表等。图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉的实际场景或以数字化形式存储的任意画面，是由像素点阵构成的位图。

2、常见矢量图文件DXF文件CDR文件WMF文件3、常见位图文件BMP文件JPEG文件GIF文件TIFF文件PSD/PDD文件TGA文件4、图形与图像格式的转换硬转化硬转化是根据对象输入过程所用的设备和处理的性质来转化的，例如工程图纸的硬转化过程为：工程图纸经过扫描仪扫描到电脑上后，利用图像处理软件Photoshop转化，就可以得到位图，即图像信息。

软转化软转化是对象文件格式之间转化，图形软件CorelDraw、Photoshop均提供所有文件格式的转化。

5、图像的数字化图像数字化就是把图像连续的空间和亮度进行离散，包括空间位置的离散和数字化，亮度值的离散和数字化。图像的数字化过程如下图所示

⑴采样

图像采样是指把图像分割成为一系列小区域，用特定的数值来表示每一个小区域的亮度、色彩等特征。在进行采样时，采样频率是影响图象质量的重要指标。采样频率是指一秒钟内采样的次数，它反映了采样之间的间隔大小。采样频率越高，得到的图像样本就越细腻逼真，图像的质量就越高，但图像占用的存储量就越大。所以说采样频率决定了采样后所得的图像是否真实地反映原图像的程度。

⑵量化量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点的色彩信息。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。例如：如果以8位存储一个点，就表示图像只能有256种颜色；若采用16位存储一个点，则有216＝65536种颜色。所以，量化位数越来越大，表示图像可以拥有更多的颜色，自然可以产生更为细致的图像效果。但是，也会占用更大的存储空间。⑶压缩编码数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。目前已有许多成熟的编码算法应用于图像压缩。常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。6、数字视频（1）视频的概念视频是由一系列的静态图像按一定的顺序排列组成的，这些组成活动图像序列的图片称为帧。它以一定的速率连续的投射在屏幕上，当速率达到24帧/秒以上时，就可以产生连续的视频显示效果。如果再把音频信号也加进来，便可以实现视频、音频信号的同时播放。（2）视频的分类

模拟视频和数字视频。早期的电视、电影等视频信号的纪录、存储和传输都是采用模拟方式，现在出现的VCD、DVD、数码摄像机等记录的视频数据都是数字视频。（3）视频文件的格式

影像视频文件①AVI文件②MPEG文件③MOV文件④DivX文件⑤DAT文件流媒体视频文件①RM文件②ASF文件③WMV文件（4）视频数字化模拟视频一般采用分量数字化方式，先将复合视频信号中的亮度和色度分离，得到YUV(Y表示亮度，U、V表示色差)，然后用三个模/数转换器对三个分量分别进行数字化，最后再转换成RGB空间，其数字化过程如图8-4所示：（5）数字音频声音的三要素为：①音调：声音的高低称为音调。音调取决于声源振动的频率。②响度：人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。响度跟声源的振幅以及人距离声源的远近有关。③音色：声音的品质称为音色。音色主要与发声体的材料、结构、发声方式等因素有关。不同的发声体发出的声音音色一般不同。数字音频的文件格式WMA格式VQF格式MP3格式WAV格式MID和RMI格式RA格式数字音频的技术指标采样频率

采样频率，又叫取样频率，决定声音的保真度。它是将模拟声音波形转换为数字声音时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数。声道数

声道数表示同一时间产生的声音波形数。如果每次生成一个声波数据，称为单声道；每次生成二个声波数据，称为立体声（双声道）。立体声表达的声音效果丰富，但存储空间会增加一倍。取样大小又叫量化位数，它是每个采样点能够表示的数据范围。简单的讲，就是描述声音波形的数据是多少位的二进制数据，通常用bit做单位，如16bit、24bit。16位量化位数可以用216表示65536个不同的量化值。量化位数的大小决定了声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间的差值。当然，量化位数越高，音质越好，数据量也越大。数字音频文件的存储量

以字节为单位，模拟波形声音被数字化后音频文件的存储量(假定未经压缩)为：存储量=采样频率×量化位数/8×声道数×时间。例如，用44.1KHz的采样频率进行采样，量化位数选用16位，则录制1秒的立体声节目，其波形文件所需的存储量为：44100×16/8×2×1=176400(字节)（6）音频数字化采样：每隔一定时间间隔对模拟波形上取一个幅度值。量化：将每个采样点得到的幅度值以数字存储。编码：将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来。音频数字化就是将模拟信号（如语音、音乐等）转换成为数字信号，以便计算机处理，其过程如图所示。（7）多媒体数据压缩技术数据压缩分类有损压缩所谓有损压缩是利用了人类对图像或声波中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息。无损压缩是利用数据的统计冗余进行压缩，可完全回复原始数据而不引起任何失真，但压缩率是受到数据统计冗余度的理论限制，一般为2:1到5:1。压缩编码

预测编码变换编码信息熵编码8.4常用多媒体工具软件1、动画制作工具Flash

Flash是由美国Macromedia公司开发的平面动画设计软件，主要用于网页设计和多媒体创作等领域，功能非常强大。（1）FlashCS5界面（2）基本功能具有较强的矢量绘图和动画制作功能具有较强的导入和发布功能采用插件的工作方式，只要电脑中的浏览器安装了ShockwaveFlash插件，就可以观看Flash动画采用“流式技术”播放动画采用与JavaScript类似的语法结构以及新的文本编辑区和调试区支持XML可充分调用Flash文件内部库中的符号，重复利用资源包含许多功能更强大的ActionScript函数，属性和目标对象，兼容并支持Flash以前的版本2、图像处理软件Photoshop

Photoshop是Adobe公司旗下最为出名的图像处理软件之一，集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意，图像输入与输出于一体的图形图像处理软件，深受广大平面设计人员和电脑美术爱好者的喜爱。PhotoshopCS5有标准版和扩展版两个版本。（1）PhotoshopCS5的窗口组成（2）PS中常用效果制作例1

制作灰度图像，把一个彩色的图像转换为灰度图像。方法是执行“图像”→“模式”→“灰度”命令，或执行“图像”→“调整”→“去色”命令，就可以得到一幅灰度更加细腻的图像了。如下图是制作好的灰度图像。例2

使用图层进行图像合成①选择“文件”→“打开”命令，打开一幅图片作为背景②打开如下图所示的蝴蝶图片，由于图片的边缘比较明显，可选择工具箱中的磁性套索工具，在图像中沿着蝴蝶的边缘选取整个蝴蝶区域，使用Ctrl+C组合键将蝴蝶复制。③回到背景图片，使用Ctrl+V组合键将蝴蝶粘贴到背景中，这时，系统将自动生成图层1放置蝴蝶图片。选择工具箱中的移动工具，调整蝴蝶的位置；选择“编辑”→“自由变换”命令，调整蝴蝶的大小；选择“编辑”→“变换”→“旋转”命令，调整蝴蝶落在鲜花上的角度。处理后的效果如下图所示。3、常用多媒体播放工具（1）录音机Windows系统中的录音机程序可以录制、播放和编辑WAV声音文件。如果使用该程序，计算机上必须安装声卡，如果要录制外部声音，还需要配置麦克风。录音①将麦克风插入计算机声卡中标有“MIC”的接口上。②设置录音属性。双击“控制面板”中“多媒体”图标，打开“多媒体属性”对话框中的“音频”选项卡，在录音一栏中选择相应的录音设备。③决定录音的通道声卡提供了多路声音输入通道，录音前必须正确选择。方法是双击桌面的右下角状态栏中的喇叭图标，打开“音量控制”，选择“选项”→“属性”菜单，在“调节音量”框内选择“录音”，选中要使用的录音设备。④录音单击“开始”按钮，选择“程序”→“附件”→“娱乐”→“录音机”命令，打开“声音-录音机”窗口从，界面如下图所示，单击红色的录音键，就能录音了。录音完成后，按停止按钮，并选择“文件”菜单中的“保存”命令，将文件命名保存。调整声音文件的质量用“录音机”所录制下来的声音文件，用户还可以调整其声音文件的质量。调整声音文件质量的具体操作如下：①打开“录音机”窗口。②选择“文件”→“打开”命令，双击要进行调整的声音文件。③单击“文件”→“属性”命令，打开“声音文件属性”对话框，如下图所示：④在该对话框中显示了该声音文件的具体信息，在“格式转换”选项组中单击“选自”下拉列表，其中各选项功能如下：全部格式：显示全部可用的格式。播放格式：显示声卡支持的所有可能的播放格式。录音格式：显示声卡支持的所有可能的录音格式。⑤选择一种所需格式，单击“立即转换”按钮，打开“声音选定”对话框，如下图所示：⑥在该对话框中的“名称”下拉列表中可选择“无题”、“CD质量”、“电话质量”和“收音质量”选项。在“格式”和“属性”下拉列表中可选择该声音文件的格式和属性。注意：“CD质量”、“收音质量”和“电话质量”具有预定义格式和属性（例如，采样频率和信道数量），无法指定其格式及属性。如果选定“无题”选项，则能够指定格式及属性。⑦调整完毕后，单击“确定”按钮即可。注意：“录音机”不能编辑已压缩的声音