第6章多媒体知识与应用基础课件

第6章多媒体知识与应用(yìngyòng)根底2023/9/13大学(dàxué)计算机根底(文管类)1第一页，共七十七页。第6章多媒体知识与应用(yìngyòng)根底6.1多媒体概述(ɡàishù)6.2多媒体计算机6.3数字音频技术6.4图形图像信息处理根底〔7.1〕6.5计算机动画制作6.6数字视频技术6.7中文WindowsXP的多媒体功能大学(dàxué)计算机根底(文管类)22023/9/13第二页，共七十七页。6.1.1多媒体及多媒体技术1.媒体的概念所谓媒体〔Medium〕，又称载体，是指传送信息的载体〔信息的表现形式〕。计算机中媒体的两种含义：一是指存储信息的载体，如磁盘(cípán)、光盘、磁带、半导体存储器等；二是指传递信息的载体，如文字、声音、图形、图像、动画、视频等。多媒体技术中的媒体是指后者。大学(dàxué)计算机根底(文管类)32023/9/136.1多媒体概述(ɡàishù)第三页，共七十七页。6.1.1多媒体及多媒体技术2.多媒体—Multimedia一般(yībān)理解为多种媒体的总和。对计算机而言，主要指的是文本、图形、视频、声音等多种形态信息的处理和集成呈现。大学(dàxué)计算机根底(文管类)42023/9/13第四页，共七十七页。6.1.1多媒体及多媒体技术3.多媒体技术多媒体技术就是把文字(wénzì)、图形、图像、动画、音频和视频等多种媒体通过计算机进行数字化的采集和获取、加工处理、存储和传播而综合为一体化的技术。它是一种以计算机技术为核心的综合技术特点：数字化、集成性、交互性和实时性大学(dàxué)计算机根底(文管类)52023/9/13第五页，共七十七页。6.1.2多媒体的关键技术1.数据压缩技术2.多媒体数据(shùjù)存储和管理技术〔略〕大学(dàxué)计算机根底(文管类)62023/9/13第六页，共七十七页。数据压缩(shùjùyāsuō)的条件〔了解〕大学(dàxué)计算机根底(文管类)72023/9/13数据量大数据冗余度大

图像和视频信号等原始数据通常存在(cúnzài)很多用处不大的空间，空间越多，数据的“冗余度〞也越大。颜色相同的区域相邻画面往往包含相同的背景和移动物体，只不过移动物体所在的空间位置略有不同第七页，共七十七页。6.1.2多媒体的关键技术大学(dàxué)计算机根底(文管类)82023/9/13数据压缩：通过编码(biānmǎ)技术/数学运算将原来较大的文件变为较小文件的数字处理技术，以降低数据存储时占用的存储空间。数据压缩的前提是无失真或允许一定失真，以尽可能少的数据表示信号。数据解压缩：是把压缩数据复原成原始数据或与原始数据相近的数据的技术。P185第八页，共七十七页。6.1.2多媒体的关键技术数据压缩又分为无损压缩和有损压缩两种:无损压缩：无失真压缩，压缩后的数据在解压缩后能恢复为与原始数据一样，一般用于文本、程序、重要图片、图像的压缩。有损压缩：有失真压缩，压缩后的数据经解压后不能恢复为与原始数据一样，而仅是原始数据的近似(jìnsì)。一般用于图像、视频和音频的压缩。压缩比：压缩之前与压缩之后的数据量之比。大学(dàxué)计算机根底(文管类)92023/9/13第九页，共七十七页。数据压缩(shùjùyāsuō)的国际标准20世纪80年代，国际标准化组织(ISO)和国际电报咨询委员会(CCITT)联合成立了两个(liǎnɡɡè)专家组：联合图像专家组〔JointPhotographicExpertsGroup,JPEG〕,静态图像压缩标准运动图像专家组〔MovingPictureExpertsGroup,MPEG〕,动态图像压缩标准大学(dàxué)计算机根底(文管类)102023/9/13第十页，共七十七页。数据压缩的国际标准(ɡuójìbiāozhǔn)---JPEG静止图像压缩标准JPEG对单色及彩色图像的压缩比通常(tōngcháng)分别约为10∶1和15∶1

用JPEG压缩后生成的文件扩展名为jpg大学(dàxué)计算机根底(文管类)112023/9/13中等压缩后的图像高倍压缩后的图像第十一页，共七十七页。数据压缩(shùjùyāsuō)的国际标准---MPEG编码标准MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的、根本(gēnběn)方法是——在单位时间内采集并保存第一帧信息，然后就只存储其余帧相对第一帧发生变化的局部，以到达压缩的目的。

大学(dàxué)计算机根底(文管类)122023/9/13第十二页，共七十七页。大学(dàxué)计算机根底(文管类)132023/9/13MPEG编码标准(biāozhǔn)标准(biāozhǔn)：MPEG-1，应用：VCD、MP3，分为三层：

MP1(压缩比4倍)MP2(压缩比6-8倍)MP3(压缩比10-12倍)，最为流行MPEG-2，应用：数字电视(shùzìdiànshì)机顶盒、DVD

MPEG-3被淘汰MPEG-4，应用:网络条件下对多媒体信息的访问第十三页，共七十七页。6.2.1多媒体计算机的标准(biāozhǔn)完整的多媒体计算机系统包括硬件系统和软件系统表6.1MPC4.0平台(píngtái)标准(了解)大学(dàxué)计算机根底(文管类)142023/9/13设

备基本配置设

备基本配置CPUPentium/133MHz～200MHzCD-ROM10～16倍速内存容量16MB声卡16位精度，44.1kHz/48kHz采样频率，带波表硬盘容量1.6GB显示卡24位/32位真彩色VGA软盘容量1.44MB操作系统Windows95、WindowsNT6.2多媒体计算机第十四页，共七十七页。计算机中的多媒体文字(wénzì)大学(dàxué)计算机根底(文管类)152023/9/13多媒体多媒体多媒体各类文字和符号第十五页，共七十七页。计算机中的多媒体文字(wénzì)音频大学(dàxué)计算机根底(文管类)162023/9/13●midi音频●

wav音频●

mp3压缩音频音频(yīnpín)数字信号、压缩音频(yīnpín)信号第十六页，共七十七页。6.3数字音频技术(jìshù)6.3.1音频的根本概念6.3.2音频的数字化6.3.3音频文件格式(géshi)6.3.4常见音频处理软件(略)大学(dàxué)计算机根底(文管类)172023/9/13第十七页，共七十七页。6.3.1音频的根本(gēnběn)概念通常指人耳听到的声音，说话声、音乐声、风雨声、汽车声等，频率为20Hz~20kHz。语音(yǔyīn)〔speech〕：人说话的声音，其频率范围约为300～3400Hz。1.声音的分类波形声音语音音乐大学(dàxué)计算机根底(文管类)182023/9/13时间幅值第十八页，共七十七页。6.3.1音频(yīnpín)的根本概念2.声音信号(xìnhào)的特点振幅：波形最高点〔或最低点〕与基线间的距离，表示声音的强弱周期：指两个连续波峰〔或波谷〕之间的时间间隔，单位为“秒〞。频率：一秒钟内出现的周期数〔振动次数〕，是周期的倒数，单位为赫兹〔Hz〕。大学(dàxué)计算机根底(文管类)192023/9/13时间幅值第十九页，共七十七页。6.3.1音频(yīnpín)的根本概念3.模拟音频和数字音频声音是一种具有振幅周期性的声波，通常用随时间变化的连续波形模拟表示，称为模拟音频信号，它不能由计算机直接处理，必须将其数字化。计算机获取音频信息的过程就是声音信号的数字化处理的过程，经过数字化处理之后(zhīhòu)的结果就是数字音频信号。大学(dàxué)计算机根底(文管类)202023/9/13第二十页，共七十七页。•••••••••••••6.3.2音频(yīnpín)的数字化大学(dàxué)计算机根底(文管类)212023/9/13音频(yīnpín)的数字化过程：采样量化编码011000110…第二十一页，共七十七页。大学(dàxué)计算机根底(文管类)222023/9/13(c)采样(cǎiyànɡ)信号的量化(a)模拟音频(yīnpín)信号(b)音频信号的采样数字化音频的过程如以下图所示011010011101……采样频率量化位数时间幅值(d)编码后的声音信号第二十二页，共七十七页。6.3.2音频(yīnpín)的数字化声音的主要参数包括：〔1〕采样(cǎiyànɡ)频率指单位时间内的采样次数采样定理：即采样频率不应低于声音信号中最高频率的两倍常用的采样频率是11.025kHz〔语音效果〕，22.05kHz〔音乐效果〕和44.1kHz〔高保真效果〕大学(dàxué)计算机根底(文管类)232023/9/13第二十三页，共七十七页。采样(cǎiyànɡ)频率：采样(cǎiyànɡ)频率越高，声音越好，数据量越大24第二十四页，共七十七页。6.3.2音频(yīnpín)的数字化〔2〕量化位数用于表示每个采样(cǎiyànɡ)点的二进制位数常用的量化位数有8位、16位和32位。举例：3位量化大学(dàxué)计算机根底(文管类)252023/9/13000001010011111110101第二十五页，共七十七页。量化位数26量化位数越多，音质(yīnzhì)越好，数据量也就越大。思考：采样(cǎiyànɡ)频率×量化位数=？第二十六页，共七十七页。6.3.2音频(yīnpín)的数字化〔3〕声道数指声音通道(tōngdào)的个数单声道只记录和产生一个波形，双声道可以记录和产生两个波形，即“立体声〞，存储空间是单声道的两倍。大学(dàxué)计算机根底(文管类)272023/9/13第二十七页，共七十七页。6.3.2音频(yīnpín)的数字化〔4〕数码率也称比特率，简称码率，单位为b/s〔位/秒〕或B/s〔字节/秒〕，它指的是每秒钟的数据量。码率的计算公式为：码率〔b/s〕＝采样频率×量化位数×声道数音频信息文件(wénjiàn)在未压缩前所需存储空间的计算公式为：存储容量〔字节〕=码率〔b/s〕/8×时间大学(dàxué)计算机根底(文管类)282023/9/13第二十八页，共七十七页。6.3.2音频(yīnpín)的数字化〔4〕数码率例：1秒MP3质量音乐，双声道立体声，采样频率为44.1kHz，16位量化，压缩前的码率为：44.1×16×2=1411.2〔kb/s〕1秒钟这样(zhèyàng)的音乐存储容量为：1411.2/8×1=176.4〔kB〕≈172.27(KB)1分钟这样的音乐存储容量为：172.27×60=10336.2〔KB〕≈10.09(MB)大学(dàxué)计算机根底(文管类)292023/9/13MP3:12:1的压缩比，大幅度缩减数据量而不损失或者只是很小地损失了声音能够感知的质量P189第二十九页，共七十七页。6.3.3音频文件格式(géshi)1.WAV格式〔.wav〕原始声音的数字化结果，未经压缩。2.MP3格式〔.mp3〕是利用MPEG标准压缩的音频数据(shùjù)文件格式。3.MIDI格式〔.mid〕计算机合成的声音4.MOD格式〔.mod〕5.WMA格式〔.wma〕6.RA格式〔.ra〕大学(dàxué)计算机根底(文管类)302023/9/13P189页第三十页，共七十七页。6.4图形图像信息处理根底(gēndǐ)7.1图形图像的根本概念6.4.3图像文件格式6.4.4图形(túxíng)、图像处理软件大学(dàxué)计算机根底(文管类)312023/9/13第三十一页，共七十七页。7.1图形图像的根本(gēnběn)概念7.1.1位图图像和矢量图形7.1.2分辨率7.1.3颜色(yánsè)模式7.1.4颜色深度P209大学(dàxué)计算机根底(文管类)322023/9/13第三十二页，共七十七页。7.1.1位图图像和矢量(shǐliàng)图形1.位图图像(túxiànɡ)

使用彩色网格即像素来表现图像，每个像素都具有特定的位置和颜色值。

通过数字化设备获取。大学(dàxué)计算机根底(文管类)332023/9/13第三十三页，共七十七页。7.1.1位图图像和矢量(shǐliàng)图形2.矢量(shǐliàng)图形根据图形的几何特征和色块来描述和存储图形。由计算机合成大学(dàxué)计算机根底(文管类)342023/9/13第三十四页，共七十七页。●图像最小单位是像素点●数据量大●放大缩小影响清晰度●存储几何特征●数据量小●放大缩小不影响图形特征●位图图像(túxiànɡ)●矢量(shǐliàng)图形大学(dàxué)计算机根底(文管类)352023/9/13第三十五页，共七十七页。7.1.2分辨率分辨率衡量图像处理效果的重要指标(zhǐbiāo)，通常以每英寸的像素数为单位，简称dpi〔dotperinch〕。300dpi96dpi21dpi大学(dàxué)计算机根底(文管类)362023/9/13第三十六页，共七十七页。7.1.2分辨率显示分辨率显示屏上能够显示出的像素数目，如显示分辨率为1024×768。图像分辨率组成一幅图像的像素密度(mìdù)，用每英寸多少点〔dpi〕表示。用水平和垂直的像素个数表示数字化图像的尺寸，如800×600。大学(dàxué)计算机根底(文管类)372023/9/13第三十七页，共七十七页。7.1.3颜色(yánsè)模式1.RGB模式(móshì)2.CMYK模式3.Bitmap黑白模式4.Grayscale灰度模式大学(dàxué)计算机根底(文管类)382023/9/13第三十八页，共七十七页。7.1.4颜色(yánsè)深度颜色(yánsè)深度图像所有颜色分量的位数之和，即用于表示每个像素的二进制位数。黑白图像——1位调整黑白两色的程度〔灰度〕，256级灰度——8位彩色图像，RGB颜色模型——24位。RGB模式，每个基色用8位颜色深度，形成颜色深度为24位的“真彩色〞大学(dàxué)计算机根底(文管类)392023/9/13第三十九页，共七十七页。黑白图像(túxiànɡ)的表示大学(dàxué)计算机根底(文管类)402023/9/13图像(túxiànɡ)颜色深度黑白图像—

1位图像的表示第四十页，共七十七页。灰度图象(túxiànɡ)的表示大学(dàxué)计算机根底(文管类)412023/9/13图像(túxiànɡ)颜色深度调整黑白两色的程度〔灰度〕，256级灰度—8位图像的表示第四十一页，共七十七页。●RGB——红、绿、蓝R

GBRGBR—8bit表示G

—8bit表示B

—8bit表示最大表示：28×28×28=224=16777216颜色RGB彩色图像●大学(dàxué)计算机根底(文管类)422023/9/13第四十二页，共七十七页。大学(dàxué)计算机根底(文管类)432023/9/13彩色图像的表示(biǎoshì)155156159170150151175176150154159166156158177178147153158162156168180188168175175174177182187183225225219217216218223227225224221220214215222225240233226223219220224229233231229226220220227230178176176176176205216226179178175180177200223231174175178184181189217224208203208196193197216225212210215202192196207218211212212210198194207210224227224214197196213220228231233220202197210217180177187190190220225231182184179188192217239233182185190191194207229235219215218198198205220237211214218202192195212234217214213210194192214238222225226214197200216230228230230225200206212220红色(hóngsè)分量蓝色分量绿色分量第四十三页，共七十七页。图像(túxiànɡ)数字化小结图像(túxiànɡ)由很多像素组成；每个像素用假设干个二进制位来表示其颜色。图像数据量的计算：一幅640×480的RGB图像，未压缩前的存储容量？640×480×24／8〔B〕=921600B≈0.88MB44第四十四页，共七十七页。6.4.3图像(túxiànɡ)文件格式1.位图图像(túxiànɡ)文件格式〔1〕BMP格式〔.bmp〕〔2〕GIF格式〔.gif〕互联网上广泛使用的一种8位彩色图像文件格式。可以将许多张图像保存在同一个文件中，显示时按预先规定的时间间隔和顺序逐一进行显示，从而形成动画的效果〔3〕PNG格式〔.png〕〔4〕JPEG格式〔.jpg或.jpeg〕〔5〕TIFF格式〔.tiff〕〔6〕RAW格式〔.raw〕大学(dàxué)计算机根底(文管类)452023/9/13P194页第四十五页，共七十七页。6.4.4图形图像处理软件〔了解(liǎojiě)〕AutoCAD〔工程设计〕PhotoShop〔图像处理〕Core-DRAW〔平面(píngmiàn)出版〕画图……大学(dàxué)计算机根底(文管类)462023/9/13第四十六页，共七十七页。6.5计算机动画制作(zhìzuò)〔了解〕计算机动画的原理：采用连续(liánxù)播放静止图像的方法产生景物运动的效果，即使用计算机产生图形、图像运动的技术。常用动画制作软件：Flash、3DStdioMax、Maya等。大学(dàxué)计算机根底(文管类)472023/9/13第四十七页，共七十七页。文字图形图像(túxiànɡ)音频视频动画大学(dàxué)计算机根底(文管类)482023/9/13多画面帧动画单画面矢量动画FRAME01FRAME02FRAME03FRAME04FRAME05FRAME06FRAME07单画面(huàmiàn)矢量动画、多画面(huàmiàn)帧动画计算机中的多媒体第四十八页，共七十七页。音频(yīnpín)

+活动图像AudioVideoInformationEND视频(shìpín)数字信号AVI、压缩视频信号MPG文字图形图像(túxiànɡ)音频视频计算机中的多媒体大学计算机根底(文管类)492023/9/13第四十九页，共七十七页。6.6.1视频的根本(gēnběn)概念视频〔Video〕由一幅幅单独的画面序列所组成，这些(zhèxiē)单独的画面就是组成视频的根本单元，称为帧〔Frame〕。视频信号具有以下特点：内容随时间而变化。伴随有与画面动作同步的声音〔伴音〕。大学(dàxué)计算机根底(文管类)502023/9/13第五十页，共七十七页。6.3.3视频(shìpín)信息视频原理当多幅连续的图像以每秒25帧以上的速度均匀地播放(bōfànɡ)时，人们会因“视觉暂留〞感受到真实的活动图像。大学(dàxué)计算机根底(文管类)512023/9/13第五十一页，共七十七页。6.6.3视频(shìpín)文件格式1.AVI格式(géshi)〔.avi〕2.MPEG格式3.RM格式〔.rm、.rmvb〕4.DAT格式〔.dat〕5.ASF格式〔.asf〕6.WMV格式〔.wmv〕7.MOV格式〔.mov〕52P202页第五十二页，共七十七页。6.6.4视频(shìpín)处理软件1.常见的数字视频信息(xìnxī)播放软件〔了解〕超级解霸WindowsMediaPlayerRealPlayer……大学(dàxué)计算机根底(文管类)532023/9/13第五十三页，共七十七页。6.7中文(zhōngwén)WindowsXP的多媒体功能录音机WindowsMediaPlayer媒体播放器音量(yīnliàng)控制器大学(dàxué)计算机根底(文管类)542023/9/13P205第五十四页，共七十七页。本章(běnzhānɡ)小结6.1多媒体概述媒体、多媒体、多媒体技术的概念，媒体的两种含义，多媒体技术的特点多媒体的关键技术

数据压缩的分类、标准，压缩比6.2多媒体计算机6.3数字音频技术

音频信号的特点：振幅、周期、频率

音频的数字化过程：采样、量化、编码

声音的主要参数：采样频率、量化位数、声道数、数码(shùmǎ)率

常用音频文件格式大学(dàxué)计算机根底(文管类)552023/9/13第五十五页，共七十七页。本章(běnzhānɡ)小结6.4图形图像信息处理根底图形、图像、像素分辨率、颜色模型、颜色深度(shēndù)图像文件格式6.6数字视频技术视频及其特点、视频文件格式6.7中文WindowsXP的多媒体功能6.8练习题大学(dàxué)计算机根底(文管类)562023/9/13第五十六页，共七十七页。第7章图形图像的制作与处理(chǔlǐ)根底7.1图形图像的根本概念〔6.4〕7.2图形图像文件的处理〔略〕7.3图像处理(túxiànɡchǔlǐ)软件PhotoShop的使用7.4平面动画制作软件Flash的使用大学(dàxué)计算机根底(文管类)572023/9/13第五十七页，共七十七页。课堂练习1.一段5分钟的音乐，22.05kHz采样频率，16位量化，双声道，12:1压缩比，计算存储容量为多少MB？2.图像尺寸为800×600，24位真彩色，15:1的压缩比，计算1MB的空间(kōngjiān)能存储多少幅这样的图片？大学(dàxué)计算机根底(文管类)582023/9/13第五十八页，共七十七页。AdobePhotoShopCS是美国Adobe公司开发的平面图形图像处理软件，它集图像的采集、编辑和特效处理于一身，并能在位图图像中合成可编辑的矢量(shǐliàng)图形，具有超强的图形图像处理功能。第7章图像处理(túxiànɡchǔlǐ)软件AdobePhotoshopCS第五十九页，共七十七页。PhotoshopCS3的窗口界面主要(zhǔyào)包含有标题栏、菜单栏、工具栏、设计窗口、控制面板等。Photoshop工作(gōngzuò)界面第六十页，共七十七页。

(a)选择类(b)绘画编辑类(c)路径(lùjìng)类(d)图像查看类(e)颜色工具工具箱和工具栏

PhotoshopCS3提供了包含多种工具(gōngjù)的工具(gōngjù)箱，通过鼠标单击就可以使用这些工具(gōngjù)。工具(gōngjù)箱中的工具(gōngjù)被分为5类。Photoshop工作(gōngzuò)界面第六十一页，共七十七页。图层图层好似是假设干张叠放在一起的透明纸，没有内容的地方是透明的。在Photoshop中，将图像的每一局部置于不同的图层中，目的是可以独立地对每一层或某些层中的图像内容进行各种操作，而不会影响(yǐngxiǎng)其他图层。Photoshop工作(gōngzuò)界面(a)图层浮动(fúdòng)板第六十二页，共七十七页。例1：将一张照片(zhàopiàn)中的主角抠出，放到另一张照片(zhàopiàn)中第六十三页，共七十七页。操作步骤翻开两幅图片(túpiàn)使用魔术橡皮擦擦掉颜色相近的局部，抠出老虎用椭圆选框工具框选老虎周围多余的图案使用魔棒工具在空白处单击，自动勾勒出老虎轮廓在空白处单击鼠标右键，选择“羽化〞，按del选择“多边形套索〞工具，框选老虎单击移开工具，将老虎拖至大象的图片中执行“编辑|自由变换〞，调整老虎的大小和位置，保存第六十四页，共七十七页。例2：制作火焰(huǒyàn)文字第六十五页，共七十七页。操作步骤新建文件，设置背景色为黑色，前景色为白色执行“编辑|填充〞，使用“背景色〞输入文字“火焰〞，调整字间距执行“图像|旋转画布〞，逆时针90度执行“滤镜|风格化|风〞，〔栅格化文字〕，确定，按CTRL+F重复(chóngfù)执行滤镜执行“图像|旋转画布〞，顺时针90度执行“滤镜|扭曲|波纹〞执行“图像|模式|灰度〞，〔拼合，扔掉〕执行“图像|模式|索引颜色〞执行“图像|模式|颜色表〞，选择“黑体〞执行“图像|模式|RGB颜色〞保存第六十六页，共七十七页。自己(zìjǐ)练习：制作逐帧动画第六十七页，共七十七页。操作步骤翻开一幅图，在图层窗口单击鼠标右键，选择(xuǎnzé)“复制图层〞，复制图像的一个副本对副本层执行“滤镜〞→“像素化〞→“点状化〞，设置参数单元格大小为3〔这是为制作雪花效果〕。执行“图像|调整|阈值〞，调整副本层的阈值色阶为255。在“图层〞窗口中，设置副本层混合模式为滤色。对副本层执行“滤镜〞→“模糊〞→“动感模糊〞，设置角度为50度，距离4像素。第六十八页，共七十七页。将图像最大化，按Ctrl＋t调出变换框，按住Shift键拖动右上角将副本层放大一些(yīxiē)。应用变换√执行“窗口|动画〞，翻开“动画〞单击“复制当前帧〞钮。确认