工学第单元多媒体技术六视频处理

工学第单元多媒体技术六视频处理第1页/共74页第2页/70什么是动画?电视是如何产生和实现的?什么是数字视频?数字视频的压缩标准?数字视频由哪些元素组成？制作数字视频的步骤……如何制作视频节目?……●问题的提出第2页/共74页第3页/70作品欣赏夜西安交大通讯社夜—西安我和交大AIESEC宣传片物理的神奇羽毛球俱乐部北京奥运趣味运动会城市“小丑”纪念我的颜色青春我和我的日语92班秋日交大一家人客家土楼交大校园的猫钢琴练习动画世界动态画卷国际车展浩瀚星空经典回放惊心碰撞树后的胶片双面相框挑战极限吸烟有害健康楼房搬家多媒体片头贺喜佳人写真大展宏图我的任意门校庆汇演纪念邓小平美丽西域风光孤单芭蕾建筑的4A九格宫第3页/共74页第4页/70动画基本概念●什么是动画●

动画的本质动作的变化是动画的本质

——英国动画大师JohnHalas●动画由多幅画面组成，当画面快速、连续地播放时，由于人类眼睛存在“视觉滞留效应”

而产生动感。当被观察的物体消失后，影像仍在大脑中停留一段时间，约为1/24s第4页/共74页第5页/70动画的历史观看动画的机器●最原始的动画●

视觉效果1831年，法国人约瑟夫·

安东尼·

普拉特奥(JosephAntoinePlateau)在一个可以转动的圆盘上按照顺序画了一些图片。第5页/共74页第6页/70动画的历史●1906年美国人J·斯泰瓦德（J·Steward）制作了一部名叫“滑稽面孔的幽默形象”的短片，非常接近现代动画概念。1908年法国人EmileCohl首创用负片制作动画影片。负片从概念上解决了影片载体的问题，为今后动画片的发展奠定了基础。1909年美国人WinsorMcCay用一万张图片表现一段动画故事，这是迄今为止世界上公认的第一部真正的动画短片。1915年美国人EerlHurd创造了在赛珞璐片上画动画片，再拍成胶片电影的动画制作工艺，这种工艺一直沿用至今。1928年美国人华特·迪斯尼(WaltDisney)

完善了动画体系和制作工艺，被誉为商业动画影片之父，他把动画影片推向颠峰。今天动画本质没有多大变化，而动画制作手段却发生了巨大变化。如：电脑动画、电脑特技动画等。第6页/共74页第7页/70动画规则●Frame1Frame2Frame3Frame4Frame5Frame6Frame7Frame81)在严格遵循运动规律的前提下，可进行适度地夸张和发展。2)动画节奏应符合自然规律，可适度夸张。3)动画节奏由画面之间物体的位置差决定。位置差越大，移动速度越快。动画节奏演示效果第7页/共74页第8页/70动画的风格●动画节奏和动作的适度夸张创造了可爱、幽默、诙谐的动画风格。第8页/共74页第9页/70全动画与半动画●

半动画

——又名“有限动画”。为追求经济效益，6帧／S

的动画123456●

全动画

——为追求画面完美和动作流畅，按照24帧／S

制作动画1234522232424第9页/共74页第10页/70动画制作过程●1)制作声音对白和背景音乐2)根据声音计算动画格数3)设计人员绘制动画关键画面4)绘制人员描画关键画面之间的插画5)把纸上的动画轮廓复制到赛珞璐片上6)上色人员为赛珞璐片上色7)拍摄电影胶片之前检查动画画稿9)对电影胶片进行剪辑和编辑8)电影摄制人员把赛珞璐片拍成电影第10页/共74页第11页/70电脑动画●

电脑动画的基本概念●

帧动画

——模拟以帧为基本单位的传统动画，占动画产品的98%●

颜色动画●

平面动画●

变形动画第11页/共74页第12页/70电脑动画●●

矢量动画——经过电脑运算而确定的运行轨迹和形状的动画。●

空间动画——形成三维造型并进行空间运动的动画。三维坐标变换平面坐标变换三维坐标变换第12页/共74页第13页/70制作动画的条件●●尽量选用屏幕尺寸大、色彩还原好、点距小的彩色显示器23●鼠标反应灵敏、移动连续、无跳跃、手感舒适，可选配笔形鼠标●特殊的设备，如摄像机、视频卡等4●

高速CPU●足够大的内存●大量的硬盘空间1第13页/共74页第14页/70动画制作软件●AnimatorPro平面动画制作软件。用于制作帧动画，绘制功能强AnimationStudio平面动画处理软件。用于加工帧动画，处理能力强FlashMX网页动画软件。用于绘制帧、矢量动画，可添加声音MagicMorph变形动画软件。根据首、尾画面自动生成变形动画GIFConstruction网页动画软件。把动画和图片序列转换成网页动画3dsmax三维动画制作软件。用于制作三维造型动画Cool3D三维文字动画软件。用于制作帧动画、视频Maya三维动画制作软件。用于制作动画片、广告、电影等Premiere动画视频处理软件。用于处理视频、广告、电影等第14页/共74页第15页/70网页动画制作技术●

网页动画——用在国际互联网上的动画。●网页动画的特点●

数据量小。●

表现力强(活动画面更易引起人们的注意)。●

视觉效果好(如果设计得当，视觉效果好)。●

模式多样化(矢量动画，帧动画)。●如何制作网页动画●途径1——利用转换工具转换成网页动画。●途径2——使用专用网页动画制作软件直接生成。第15页/共74页第16页/70GIFCON工具软件●●

网页动画工具GIFConstructionSet，简称GIFCON。●

Gifcon的作用●启动与界面1)双击Gifcon快捷图标，启动该软件。2)选择“File／New”菜单，清除命令窗口。版权说明菜单功能按钮命令窗口第16页/共74页第17页/70动画生成流程●●插入命令和图像素材1）选择“File/New”菜单，创建新文件。2）单击“Insert”按钮，选择“Loop”。3）双击LOOP命令行，输入循环次数(无限循环:0)。4）单击“Insert”按钮，选择“Control”。5）双击CONTROL命令行。选中“TransparentColour（透明色）”，单击取色按钮，选取透明色。6）输入延迟时间，单位:1/100s。7）若在步骤5中设置了透明色，选择

“Background”（背景）选项。LOOPt(1000iterations)CONTROLt(delay1…)第17页/共74页第18页/70保存动画●1）选择“File/Saveas”菜单，指定文件夹和文件名。2）单击“保存”按钮，显示Message（提示信息），单击“OK”按钮。动画保存后，GIFCON软件会自动生成一个对应的THN格式参数文件，可予以删除。!●退出GIFCON选择“File/Exit”菜单，退出GIFCON。网页动画可以用ACDSee软件观看，也可用InternetExplorer浏览器观看。!第18页/共74页第19页/70Flash动画制作软件●1)双击FLASH图标。2)选择“文件/新建”菜单。菜单栏工具栏动画层控制帧控制动画编辑窗口辅助工具属性工具栏第19页/共74页第20页/70动画绘制技术●设置动画制作状态●1）单击主画面底部的“属性”工具条。希望以后的动画制作始终采用以上设置，单击“设为默认值”按钮。!2）单击工具条中的“大小”按钮。输入动画画面的宽度和高度。选择背景色。输入每秒播放的帧数。3）单击“确定”按钮。第20页/共74页第21页/70制作帧动画●●

绘制图形选择“插入/关键帧”选项，增加新的帧。提示：新的帧自动复制前一帧的内容。●

增加关键帧●在新的帧中绘制图形2)选择“控制/循环播放”，连续观察动画效果。停首倒播进尾●

演播动画效果1)选择“窗口/工具栏/控制栏”，打开控制栏。第21页/共74页第22页/70自动动画制作●●

直线移动动画4)鼠标右键单击第1帧，选择“创建补间动画”6)预览动画效果，图形从第1帧的位置移动到第20帧的位置1)在第1帧中画一个图形。2)鼠标右键单击某一帧，如第20帧，选择“插入关键帧”。3)单击“”工具，移动图形。5)鼠标右键单击第20帧，选择“创建补间动画”●自动动画只用到两个关键帧●用鼠标单击第1帧和第20帧，可调整图形的初始位置和终了位置第22页/共74页第23页/70自由路径移动动画●3)单击铅笔工具。10)预览动画效果。1)制作直线移动动画。5)画自由路径。2)单击(添加引导图层)按钮。4)选择“平滑”效果。6)单击图形图层。7)单击“”工具。8)单击第1帧，把图形置于路径的起始位置。9)单击最后1帧，把图形置于路径的终了位置。第23页/共74页第24页/70动画的画法●1)选择铅笔工具2)选择铅笔颜色3)选择轮廓模式4)描绘轮廓●

直线化

●

平滑

●

墨水瓶●

绘制轮廓线2)选择填充模式(渐变、单色均可)3)选择封闭模式4)单击图形内部填充颜色●渐变●渐变●单色1)选择颜料桶工具●

填充颜色第24页/共74页第25页/70为动画添加声音●2)指定文件类型和声音文件，单击“打开”按钮。3)单击某个动画图层。4)单击“属性”工具栏。5)在“声音”框中指定声音文件。6)指定“同步”对象(事件、开始、停止、数据流)。7)预览动画(可听到声音)。1)选择“文件/导入到库”。第25页/共74页第26页/70保存动画●●

保存可编辑文件fla1)选择“文件/另存为”。2)输入文件名。2)选择文件保存类型。SWF—Flash播放文件AVI——视频文件(有声)GIF——动画文件3)单击“保存”按钮。3)单击“保存”按钮。1)选择“文件/导出影片”菜单●

保存成品动画文件第26页/共74页第27页/70尾画面首画面……变形过程……●画面数量●变形参考点变形效果正向变形逆向变形●

MagicMorph变形动画制作软件变形动画制作技术第27页/共74页第28页/70前期工作●●在画面中的相对位置也应尽可能一致。●背景不宜采用彩色图案，应采用单色。●尽量采用相同的文件格式。●首、尾画面的尺寸一致。●

首、尾画面加工规则首画面尾画面第28页/共74页第29页/70变形制作流程●●

启动mmorph软件1)在桌面上建立

mmorph.exe

文件的快捷方式。2)双击快捷图标，启动软件。工具盒编辑窗口参数调整窗口启动显示首画面尾画面第29页/共74页第30页/70调入首、尾画面●1）选择“新建变形”按钮。2）单击“选择来源图像”按钮，选择文件，调入首画面。3）单击“选择目标图像”按钮，选择文件，调入尾画面。4）单击“确定”按钮。●设置变形控制点1）单击“变形类型”选择框，选择“变形合并”类型。2）单击“依次添加控制点到来源图像和目标图像”按钮。第30页/共74页第31页/70设置变形控制点●1)单击来源图像轮廓线上的一点，然后再单击目标图像轮廓线上某点。●编辑变形控制点1)移动：单击鼠标右键，在菜单中选择“移动点”选项，拖曳变形控制点。2)删除：单击鼠标右键，在菜单中选择“删除点”选项，单击变形控制点。3)保存：单击“保存变形”按钮，指定路径，命名文件，扩展名为“.Mor”。提示：单击“打开变形”按钮，可调入。2)不断进行步骤1，直至轮廓线上有足够的变形控制点。变形控制点变形效果预览第31页/共74页第32页/70生成变形动画●1)单击“生成电影”按钮。2)选择一种文件格式，如“Gif动画”。3)输入变形过程所需的帧数。4)单击“输出文件名”按钮。指定路径，文件名，单击“保存”按钮。5)指定每秒的帧数。

(通常采用默认值25)6)单击“生成”按钮。7)生成过程开始。第32页/共74页第33页/70视频是运动的图像既可提供高速信息传送，也可显示瞬间相互关系视频是由相继拍摄并存储的图像组成的除了有图像的高速信息传送特性外，由于加入了随同图像的时间因素，因而有视频更多的信息视频也是动态的视频可以完整再现事件的全过程。视频概述

●第33页/共74页第34页/70电视广播在我国开始于1958年7月1日。当时及以后的约20年的时间内，播出的是黑白电视，采用的都是直播方式。70年代有了磁带录像机，于是，电视广播出现了录播方式。随着技术的发展，相继出现了卫星广播方式和有线电视网广播方式。今后，星网结合的电视广播方式会成为供用户接收的基本手段。电视技术基础

●第34页/共74页第35页/70电视信号主要由图像信号(视频信号)和伴音信号(音频信号)两大部分组成。图像信号的频带为0～6MHz伴音信号的频带一般为20Hz～20kHz发射台将图像信号和伴音信号分别采用调幅和调频方式调制在射频载波上，形成射频电视信号从电视发射天线发射出去，供各电视机接收。电视信号

●第35页/共74页第36页/70人眼的彩色视觉有这样一种特性，即某一单色光的彩色视觉可以由不同光谱的光组合而获得，并与该单色光产生相同的彩色感觉。彩色电视就是基于三基色原理，对自然景物及其色彩进行录入、处理、传输并重现彩色图像的。彩色显像管选择R、G、B三基色显示彩色信号。三基色原理

●第36页/共74页第37页/70

彩色电视显像原理●第37页/共74页第38页/70活动图像是利用人的眼睛有视觉暂留特性；我国电视每秒放送25幅图像(帧)，有闪烁效果；把每幅图分先后两次来放送，光亮度变化的次数实际值为50次／秒；具体的做法就是隔行扫描；即一幅图像分两次扫描来完成，第一次先扫描1、3、5等奇数行，第二次扫描2、4、6等偶数行。传送电视图像是将每幅图像分解为像素，按一个一个像素、一行一行的方式顺序传送或接收称为扫描。分行扫描（水平）和场扫描（垂直）。电视基本概念●第38页/共74页第39页/70扫描有隔行扫描(interlacedscanning)和逐行扫描。在逐行扫描中，电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅完整的图像。每秒钟扫描多少行称为行频fH；每秒钟扫描多少场称为场频ff；每秒扫描多少帧称帧频fF。扫描方式●第39页/共74页第40页/70逐行扫描简单、可靠、图像清晰，但需要传输通道有很宽的频带。计算机中采用逐行扫描方式。隔行扫描要两次扫描才成完整图像。在广播电视系统中采用这种方式。我国电视制式规定水平扫描行数为625。扫描行数也称为垂直分辨率（VerticalResolution）。不同扫描方式的特点

●第40页/共74页第41页/70电视扫描方式示意图●第41页/共74页第42页/70场(Field)垂直扫描。帧（Frame）从上到下扫描一幅完整的画面，称为帧。奇数场（OddField）第一遍扫描。偶数场（EvenField）第二遍扫描。扫描行数电视图像的扫描行数通常指水平行的数目。扫描行数越多，电视清晰度越高。其他基本概念●第42页/共74页第43页/70将视频的亮度信号、色度信号、同步信号和伴音信号复合在一起，称为全电视信号。为了在空中传播，需将它们调制成高频信号，也叫射频（RF－RadioFrequency）信号。每个信号占用一个频道。(6MHz)电视接收机能够将所接收到的高频电视信号还原成视频信号和低频伴音信号，并能够在荧光屏上重现图像，在其扬声器上重现伴音。射频信号的接口形式就是常见的天线接口或有线电视接口。全电视信号●第43页/共74页第44页/70实现电视的特定方式，称为电视制式。制式的区分主要在于其帧频（场频）、分解率、信号带宽以及载频、色彩空间的转换关系不同等。NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）制PAL（PhaseAlternationLine）制SECAM(法文:SequentialColeurAvecMemoire)制

电视制式

●第44页/共74页第45页/70NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）1952年由美国国家电视标准委员会制定的彩色电视广播标准。采用正交平衡调幅的技术方式，故也称为正交平衡调幅制。美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等均采用这种制式。●西德在1962年制订的彩色电视广播标准。采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方法，克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺点。西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式。PAL（PhaseAlternationLine）●第45页/共74页第46页/70SECAM(法文:SequentialColeurAvecMemoire)法文的缩写，意为顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号制。由法国在1956年提出，1966年制定的一种新的彩色电视制式。它也克服了NTSC制式相位失真的缺点，但采用时间分隔法来传送两个色差信号。使用SECAM制的国家主要集中在法国、前苏联及东欧和中东一带。●第46页/共74页第47页/70(1)625行(扫描线)/帧，25帧/秒(40ms/帧)(2)高宽比(aspectratio)：4:3(3)隔行扫描，2场/帧，312.5行/场(4)颜色模型：YUVPAL制电视的扫描特性●第47页/共74页第48页/70不同电视制式的技术指标

TV制式NTSCPALSECAM帧频（Hz）302525行/帧525625625亮度带宽（MHz）4.26.06.0彩色幅载波（MHz）3.584.434.25色度带宽（MHz）1.3(I)，0.6(Q)1.3(U)，1.3(V)>1.0(U)，>1.0(V)声音载波（MHz）4.56.56.5第48页/共74页第49页/70数字化方法（a）从复合彩色电视图像中分离出彩色分量，然后数字化。对彩色全电视信号，通常是首先把模拟的全彩色电视信号分离成YCbCr，YUV，RGB彩色空间中的分量信号，然后用三个A/D（模/数AnalogDigital）转换器分别对它们数字化。（b）首先用一个高速A/D转换器对彩色全电视信号进行数字化，然后在数字域中进行分离，以获得所希望的YCbCr，YUV或RGB分量数据。国际无线电咨询委员会CCIR制定了彩色电视图像数字化标准ITU-RBT.601。电视信号数字化

●第49页/共74页第50页/70对PAL制、SECAM制，采样频率fs为fs=625×25×N=15625×N=13.5MHz,N=864其中，N为每一扫描行上的采样数目。有效显示分辨率对PAL制和SECAM制的亮度信号，每一条扫描行采样864个样本。每一扫描行的有效样本数均为720个。采样频率●第50页/共74页第51页/70推荐使用4∶2∶2的彩色电视图像采样格式。Y用13.5MHz的采样频率，Cr，Cb用6.75MHz的采样频率。彩色电视数字化参数摘要ITU-RBT.601标准

●第51页/共74页第52页/70数字视频的内容是被计算机捕捉并数字化了的摄像机或电影的胶片。通过把图形图像放在一起创建动画也可以获得数字视频。数字视频结合了图形和音频的特征，为数字媒体产品创建了动态的内容。数字视频●第52页/共74页第53页/70视频的数字化不仅要在空间上采样，还要在时间上采样，即每隔一定的时间进行一次空间上的采样。PAL制式的采样帧速率是25帧/秒NTSC制式的文件采样帧速率是29.97帧/秒数字视频中，帧速率是可以更改的一般动画的帧速是12帧/秒或更低通常用时间码动画和电视工程师协会SMPTE时间码标准:

小时:分钟:秒:帧一段PAL制式时间码标记为00:02:31:15的视频片段的播放时间为2分钟31秒15帧，如果以每秒25帧的速率播放，则播放时间为2分钟31.5秒。空间和时间采样●第53页/共74页第54页/70⑴AVI⑵WindowsMedia视频⑶RealMedia文件格式⑷QuickTime电影(Movie)⑸Mpeg文件⑹DV格式数字视频的文件格式概念第54页/共74页第55页/70AVI（AudioVideoInterleave）音频视频交错是一种音频和视频交叉记录的数字视频文件格式。

1992年初Microsoft公司推出。在AVI文件中，运动图像和伴音数据是以交织的方式存储，并独立于硬件设备。它可以在任何Windows环境下工作，而且还具有扩展环境的功能。用户可以开发自己的AVI视频文件，在Windows环境下可随时调用。根据AVI格式的参数，其窗口、分辨率和帧速率可以根据播放环境的硬件能力和处理速度进行调整。体积大，不适合在网上传播。AVI格式●样片文件属性播放时间：4:33尺寸:240×180文件大小:111MB第55页/共74页第56页/70主要有2种不同的扩展名，asf文件和wmv文件。ASF(AdvancedStreamingFormat)是微软所制订的一种媒体播放格式,也是一个可以在Internet上实现实时播放的标准，使用MPEG-4的压缩算法。ASF包括音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息。通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。优点是体积小，适合网络传输。wmv使用WindowsMedia音频和视频解码、编码器压缩的音频、视频文件。WindowsMedia视频●样片文件属性播放时间：4:33尺寸:352×288文件大小:17.3MB第56页/共74页第57页/70RM格式

RM格式是RealNetworks公司开发的一种流媒体视频文件格式。可以根据网络数据传输的不同速率制定不同的压缩比率，从而实现在低速率的Internet上进行视频文件的实时传送和播放。在数据传输过程中可以边下载边播放，而不必完全下载后再播放。也可以利用RealVideo对重大事件进行实时转播。RealMedia文件格式

●样片文件属性播放时间：3:14尺寸:500×400文件大小:11.9MB第57页/共74页第58页/70Apple公司的QuickTime电影文件现已成为是数字媒体领域的工业标准。QuickTime文件格式中媒体描述和媒体数据是分开存储的，媒体描述或元数据（meta-data）叫做电影（movie）,包含轨道数目、视频压缩格式和时间信息。媒体数据是所有的采样数据，如视频帧和音频采样媒体数据可以与QuickTimemovie存储在同一个文件中，也可以在一个单独的文件或者在几个文件中。MOV视频影像，采用有损压缩方法，使用QuickTime播放，比AVI画面质量要好。QuickTime电影(Movie)

●样片文件属性播放时间：4:33尺寸:300×250文件大小:680MB第58页/共74页第59页/70MPEG是压缩视频的基本格式。以这种压缩算法记录的视频称为MPEG文件，通常取.mpg作为文件的后缀名。MPG还有两个变种MPV和MPA。MPV只有视频不含音频，MPA是则只记录了音频没有视频。VCD中的DAT文件，实际上是在MPG文件头部加上了一些运行参数形成的变体。可以使用软件将其转换成标准的Mpg文件。体积不大、但质量较好。Mpeg文件

●样片文件属性播放时间：4:33尺寸:352×288文件大小:70MB第59页/共74页第60页/70DV（DigitalVideo）格式是一种国际通用的数字视频标准，是由10余家公司共同开发的，可在一盘1/4英寸的金属蒸镀带（MiniDV格式）上记录高质量数字视音频信号。DV格式是数字摄像机在MiniDV磁带上的记录方式。要传输到电脑中，通常使用IEEEl394接口。它起源于Apple开发的一个名为FireWire（火线）的高速、实时串行接口标准，数据传输率高达400Mb/s。1995年被国际电子电气工程师协会采纳为IEEE1394标准。DV/1394采集:

720*576,25frames/secondDV格式●样片文件属性播放时间：2:11尺寸:320×240文件大小:46.8MB第60页/共74页第61页/70数字非线性编辑●线性编辑的缺点非线性编辑的优点非线性编辑系统的组成非线性编辑基本过程第61页/共74页第62页/70电影编辑

编辑方式：手工编辑对象和工具：影片胶片|剪刀和胶水效果验证：影片播放传统视频编辑

编辑方式：电子编辑编辑对象和工具：磁带|编辑机效果验证：重新录制、再播放数字视频编辑编辑方式：数字编辑编辑对象和工具：数字视频信息|计算机、键盘及鼠标效果验证：随时预览特点:

非线性编辑。在计算机上进行编辑及制作。即编即看，效率高。可以加入人工合成的特技。特点:不破坏素材带（录像带存放）。无法在已有画面之间插入或删除一个镜头。线性编辑。视频编辑方式的演变●特点:

对电影胶片进行操作，破坏原素材带。但编辑简单、易操作。

第62页/共74页第63页/70编辑对象、手段、工具数字化，全部在计算机上制作。编辑操作简单、直观、实时，即编即看。操作效率高，制作周期短、成本低等。非线性编辑的特点●第63页/共74页第64页/70（1）导入素材（视频）在Premiere的File菜单中选择Capture。每10分钟的影像会占用2G左右的空间从File菜单中选择Import，可以导入Premier支持的其它影像格式（2）在TimeLine窗口中编辑加工素材（3）在视频之间添加过渡效果（4）添加编辑声音（5）编辑字幕（6）导出视频非线性编辑操作步骤●第64页/共74页第65页/70⑴获取素材视频、图像、照片、声音、动画⑵节目制作素材浏览编辑点定位素材剪辑素材组接素材组接特技字幕声音编辑动画（图像）制作与合成⑶节目输出数字视频节目制作过程●第65页/共