《大学计算机基础》课件-第8章 多媒体基础基础及应用

多媒体技术概述1音频处理2图形图像处理3第八章多媒体基础及应用动画处理5数字视频处理

4多媒体技术概述11.1概念和术语媒体在计算机领域中有两种含义：用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器；信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。在多媒体技术中的媒体指的是后者。多媒体（Multimedia）是多种媒体的综合；常见的媒体有文字（Text）、图形（Graph）、图像（Photo）、声音（Sound）、视频（Video）和动画（Animation）等多种形式。多媒体技术不是各种信息媒体的简单复合，而是通过计算机进行综合处理和控制，能将不同类型的媒体信息有机地组合在一起完成一系列交互式操作，从而创造出多种表现形式为一体的新型信息处理技术。多媒体技术能够处理和存储两个或两个以上不同类型信息媒体的技术，有些媒体系统，如电视、可视电话等不能称为多媒体系统，因为这些系统不能双向主动处理信息。多媒体技术概述11.2多媒体计算机系统组成一个典型的多媒体计算机系统由多媒体计算机硬件和多媒体计算机软件两部分组成。1．多媒体计算机硬件多媒体计算机的主要硬件除了常规的主机、显示器和光盘驱动器之外，还要有音频信息处理硬件、视频信息处理硬件等部分。（1）多媒体扩展卡：主要包括音频卡和视频卡。（2）多媒体接口：包括两类，一种是用来连接触摸屏、光笔等人机交互设备的交互控制接口；另一种用来连接电话机和局域网络的网络接口。（3）输入/输出设备：主要包括扫描仪、音箱、摄像头和录像机等。2．多媒体计算机软件多媒体计算机的操作必须在原基础上扩充多媒体资源管理与信息处理功能。所需要的软件主要有两大类。（1）多媒体系统软件：指各种硬件的驱动程序等。（2）多媒体开发工具：主要包括以下几种。多媒体技术概述11.3多媒体技术的特点多媒体技术作为综合多种媒体信息的高新技术，具有以下特点。1．集成性2．控制性3．交互性4．非线性1.4多媒体技术的应用目前多媒体技术已经成功应用于许多领域中，主要包括音频技术、视频技术、图像技术、图像压缩技术、通信技术和标准化。1．教育与培训2．商业及企业形象设计（1）企业形象设计。（2）商业应用。3．文化娱乐（1）娱乐游戏。（2）电子影集。4．多媒体通信应用（1）视听会议。（2）远程医疗。5．智能办公与信息管理（1）智能办公。（2）信息管理。2.1声音的基本概念及指标声音是物体振动发出的声波通过听觉感受所产生的印象，声波（SoundWave）是通过空气传播的一种连续的波，到达人耳的鼓膜时，人会感到压力的变化，这就是声音（Sound）。人们对声音的感觉主要有以下几个指标。1．幅度（Amplitude）声音的幅度指声音的大小、强弱程度，是由发声体振幅决定的。2．频率（Frequency）声音的频率简称音频。一个振动的物体，每秒钟振动次数为该物体的振动频率，频率的单位为赫兹（Hz）。3．带宽（BandWidth）声音信号的频率范围称为带宽，人们通常听到的声音并不是单一频率的声音，而是多个频率的声音的复合。4．音质（Tone）音质即为声音的品质或质量，主要是幅度、频率和带宽三方面是否达到一定的水准，即相对于某一频率或频段的音高是否具有一定的强度，并且在要求的频率范围内、同一音量下，各频点的幅度是否均匀、均衡、饱满，频率响应曲线是否平直，声音的音准是否准确。音频处理22.2声音信号数字化1．声音信号的特征声音信号是典型的连续信号，不仅在时间上是连续的，而且在幅度上也是连续的。在时间上“连续”是指在一个指定的时间范围里，声音信号幅度有无穷多个，在幅度上“连续”是指幅度的数值有无穷多个。将自然声音转换成数字音频信号，就是声音信号的数字化。2．声音信号数字化的步骤数字化主要包括以下步骤。（1）采样（2）量化（3）编码3．声音数据量记录存储声音数据量公式为：每秒钟数据量（B）=采样频率×量化位数×声道数/8【例8-1】CD音乐采用44.1KHZ的采样频率，16位量化位数，立体声双声道，每秒的数据量（数据率）是多少字节？分析：16位量化分辨率，是每个测试点采用16位二进制数表示，即每个点存储信息需要占用2个字节（１字节＝８位）。每秒钟数据量：44100×2×2=176400字节。音频处理22.3声音文件的常用格式音频处理22.4常用音频处理软件下面介绍一些常见的音频处理软件的功能与特点：1.GoldWave是一个集声音编辑，播放，录制，和转换的音频工具，体积小巧，功能却不弱。可打开的音频文件相当多，包括WAV、OGG、VOC、IFF、AIF、AFC、AU、SND、MP3、MAT、DWD、SMP、VOX、SDS、AVI、MOV、APE等音频文件格式，也可以从CD或VCD或DVD或其它视频文件中提取声音。2.CoolEditPro是一个非常出色的数字音乐编辑器和MP3制作软件。3.AdobeAudition是一个专业音频编辑和混合环境，提供简便灵活的工作流程。它为在影音工作室、广播和音频后期制作方面的专业人员设计，可提供先进的音频混合、编辑、控制和效果处理功能。4.NGWaveAudioEditor4.0是一个功能强大的音频文件编辑工具。5.Samplitude是一款真正专业的多轨录音、编辑、缩混和母盘制作工具，提供了大量完成这些工作的功能。音频处理22.5声音的录制与播放不需要动用高级录音设备，不需安装专门的音频处理软件，就能实现录音，方法是：使用Windows自带的“录音机”进行录音。在录音之前，应做好准备工作。把话筒插入声卡的MIC（话筒）输入插座里。一般的声卡有两个输入插座，一个用于话筒，一个用于线路输入，不要混淆。然后，选择【开始】→【程序】→【附件】→【娱乐】→【录音机】菜单，打开录音机应用程序。录音机的界面如图所示。音频处理22.6音量控制依次选择【开始】→【程序】→【附件】→【娱乐】→【音量控制】命令，可以打开“音量控制”窗口，如图所示。音频处理2图形图像处理

33.1基本概念1．色彩三要素任何一个色彩都有色相、饱和度和亮度三方面的要素。2．三基色自然界的红、绿、蓝三种颜色按照一定的比例，称为三基色（三原色）。3．像素许多色彩相近的小方点所组成显示而成的，这些小方点即为像素。4．分辨率常用的分辨率主要有下列几种。①图像分辨率②显示分辨率③打印分辨率5．像素深度像素深度是指存储每个像素所用的二进制位数，像素深度决定彩色图像每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像每个像素可能有的灰度级数。图形图像处理

33.2图像颜色模型

1．RGB色彩模型RGB色彩模式由红、绿、蓝三种基本颜色的亮度大小来生成各种各样的颜色，每种颜色亮度大小用数字0~255表示，共有1670万种颜色。常用在显示器、电视、扫描仪、数码相机等光源成像设备的色彩记录模式。2．CMYK色彩模型CMYK色彩模式由青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）、黑色（Black）4种颜色不同比例组成来生成各种各样的颜色。主要用于彩色打印机和彩色图片印刷这类吸光物体上。3．黑白模型与灰度模型黑白模式采用1bit表示一个像素，只能显示黑色和白色，适合制作黑白的线条图。灰度模式采用8bit表示一个像素，形成256个等级，适合用来模拟黑白照片的图像效果。图形图像处理

33.3图像数字化为了用计算机处理和保存图像信息，必须将图像转化为计算机可以接受的二进制数字信息，这一转化过程称之为图像的数字化。在计算机中，表示图像有两种方法，一种是使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等，都是通过数学公式计算获得的，这样的图像称为矢量图像（VectorImage），或矢量图（VectorGraph），而矢量图像通常叫做图形（Graphics）。矢量图像文件所占空间较小，旋转、放大、缩小、倾斜等变换操作容易，且不变形、不失真。另一种方法是记录每一个离散点的颜色来描述图像，这种图像叫位图图像（BitmapImages）。位图图像的数字化分为采样和量化两个过程。图形图像处理

33.4图像压缩1．图像数据压缩的必要性多媒体技术最令人注目的地方是能实时地、动态地、高质量地处理声音和运动的图像，这些过程的实现需要处理相当大的数据量。为了达到令人满意的视频画面质量和音频的听觉效果，必须对视频和音频做到实时处理。而实时处理技术的首要问题便是如何解决计算机系统对庞大的视频、音频等数据的获取、传输和存储问题。这些庞大的数据量需要人们必须对数据进行压缩。2．数据压缩的可能性3．压缩方法4．文件压缩和解压缩软件WinRAR是比较常用的压缩软件。图形图像处理

33.5图像文件的常用格式图像格式是指计算机中存储图像文件的方法，每一种格式都有它的特点和用途。在选择输出的图像文件格式时，应考虑图像的应用目的和图像文件格式对图像数据类型的要求。常用的图像文件可以：1.位图文件位图文件是由点像素以点阵形式描述图像，这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。①BMP格式②JPEG格式③TIFF格式④GIF格式⑤PSD格式2.矢量图像文件该类文件是一种由几何元素组成、以数学方法描述的图像。该类图像文件对图像的表达细致、真实，缩放后图形图像的分辨率不变，在专业级的图形图像处理中应用较多。常见的矢量图像文件有三种。①CWD格式CWD是CorelDraw中的一种图形文件格式。②DWG格式DWG是AutoCAD中使用的一种图形文件格式。③DWF格式DWF是AutoCAD中以ASCII方式储存的图形文件格式。图形图像处理

33.6图像的基本处理技术图像处理指利用计算机对图像进行分析处理，改善图像的质量，以改善人的视觉效果从而达到所需结果的技术。1.图像特征提取图像特征就是图像属性的标志，即图像中物体的形状、大小等。特征提取是通过提取图像的特征参数来对图像进行处理。2.图像的几何处理图像的几何处理是指改变图像的像素位置和排列顺序，从而实现图像的放大与缩小、图像旋转、图像镜像，以及图像平移等效果的处理过程。3.帧处理一幅完整的图像通常称为一帧。帧处理是指由两幅（或多幅）图像生成—幅新图像的处理过程，常用的处理方法有图像叠加和图像覆盖等方法。4．图像识别图像识别是人类利用计算机技术对图像进行分析处理，通过提取出来的景物特征来自动识别是什么景物。5．图像处理软件Photoshop可用来做各种平面图像处理、绘制简单的几何图形以及进行各种格式或色彩模型的转换等，创作出任何能构想的作品。数字视频处理

4.1基本概念将连续渐变的静态图像或图形序列在一定的时间内顺次更换显示，利用人眼视觉暂留效应从而形成连续运动的画面。当序列中每帧图像是通过实时摄取自然景象或活动对象时，常称为影像视频，或简称为视频（Video）。每秒显示的帧数目称为帧速度，用fps（帧/秒）表示。典型的帧速率为24～30fps，可产生平滑、连续的画面效果。播放视频时，一般伴有同步的声音。1.视频信号种类（1）根据信号的编码方式，视频信号分为以下两类。①模拟视频信号②数字视频信号（2）根据信号质量，数字视频信号分为以下三种。①高清晰度电视（HDTV）信号②数字电视信号③低速电视会议信号2.模拟视频信号的制式模拟电视的帧画面是一种光栅扫描图像，通过逐行或隔行扫描形成完整的图像。目前，模拟电视领域有三种制式：NTSC、PAL和SECAM。4数字视频处理

4.2视频信息的数字化视频数字化是在一定时间内以一定速率对模拟视频信号进行采集、量化等处理，实现模数转换、彩色空间变换和编码压缩等，其实现和图像数字化类似。这一过程是通过视频捕捉卡（也称视频采集卡）和相应的软件实现的。数字化后，如果视频信号不加以压缩，数据量的大小是帧数乘以每幅图像的数据量，例如，在计算机连续显示分辨率为1280×1024的24位真彩色高质量的电视图像时，按每帧占3个字节、每秒30帧计算，显示1分钟，则需要：

1280×1024×3×30×60≈6.6GB一张650MB的光盘只能存放6秒左右的电视图像，这就带来了图像数据压缩的问题，这也是多媒体技术中一个重要的研究课题。所以通常的视频光盘要通过压缩，降低帧速、缩小画面尺寸等来降低数据量。4数字视频处理

4.3数字视频标准1.MPEG-1标准MPEG-1是运动图像专家小组（MPEG，MovingPictureExpertsGroup）制定的、目标是针对活动图像的数据压缩标准。MPEG-1用于1.5Mbps速率的数字存储媒体运动图像及伴音编码标准。该标准主要应用在光盘、数字录音带、磁盘、通信网络以及VCD等。2.MPEG-2标准MPEG-2是1994年通过的用于4～15Mbps速率的广播级运动图像及伴音编码的国际标准。MPEG-2应用范围包括DVD、HDTV（高清晰度电视）、视频会议以及多媒体邮件等。3.MPEG-4标准MPEG-4是1998年通过的用于低比特率（≤64kbps）的视频压缩编码标准。主要应用在可视电话、视听对象（交互）等方面。5.MPEG-7标准MPEG-7是一种描述多媒体内容数据的标准，满足实时、非实时应用的需求，也称为“多媒体内容描述接口”（MultimediaContentDescriptionInterface）。4数字视频处理

4.4视频文件的常见格式视频文件可以分成两类：一类是影像文件，另一类是流式视频文件。1.影像视频文件日常生活中接触较多的VCD、DVD光盘中的视频都是影像文件，该文件不仅包含了大量的图像信息，同时还容纳了大量的音频信息，影像视频文件包括以下几种。（1）AVI文件（2）MPEG文件（3）DAT文件2.流媒体文件在Internet上传输的多媒体格式中，基本上只有文本、图形文件可以按原格式在网上传输，动画、音频、图像等这三类的媒体一般采用流式技术以便于在网上传输。不同的文件格式，传送的方式也有所差异。（1）RM文件（2）RMVB文件（3）MOV文件（4）ASF文件4数字视频处理

4.5数字视频处理软件视频信息处理软件有两类：一是视频播放软件，另一类是数字视频编辑软件。1.视频播放软件由于视频信息数据量庞大，几乎所有的视频信息都以压缩的格式存放在磁盘或光盘上，这就要求在播放视频信息时，计算机有足够的处理能力进行动态实时解压缩播放。目前，常用的视频播放软件很多，著名的有：暴风影音、PowerDVD、超级解霸3000、微软公司的MediaPlayer和RealNetWorks公司的RealOnePlayer。这些视频播放软件，界面操作简单易用，功能强大，支持大多数视频文件格式。2.数字视频编辑软件常用的数字视频编辑软件有：VideoForWindows、QuickTime、AdobePremiere等。在这些视频编辑制作软件中，美国Adobe公司开发的Premiere是一个功能强大的处理影视作品的视频和音频编辑软件，它是一个专业的DTV（DeskTopVideo）编辑软件，可以在各种操作系统平台下与硬件配合使用。4数字视频处理

4.6视频处理技术下面我们以Premiere6.5为例讲解视频处理的常用方法。1．Premiere启动与状态设置①选择“开始”→“程序”→“Adobe”→“Premiere6.5”菜单，启动Premiere，显示如图8.10所示的装载工程设置画面。4●启动与状态设置(1)选择“开始→程序→Adobe”菜单，启动Premiere(2)选择“PALVideo”模式单击“定制”按钮(3)单击“编辑的方式”输入框，选择“VideoforWindows”(4)单击“时基”输入框,选择25(采用25帧/s的播放模式)(5)单击输入框,选择“视频”4.6视频处理技术以Premiere6.5为例讲解视频处理的常用方法。数字视频处理

4(9)在“比率”输入框中，选择音频的采样频率(6)在“结构大小”输入框中指定视频画面的尺寸(7)希望保持4:3的宽高比例，单击“4:3样子”选项,使其有效(8)单击输入框，选择“音频”(10)单击“格式”输入框，确定数字表示位数和声道形式(11)单击“好”按钮数字视频处理

4数字视频处理

4单击“好”按钮，随后显示主界面，如图8.13所示

2剪裁(1)选择“文件→导入→文件”菜单(2)指定文件，单击“打开”按钮工程窗口列出首画面图标(3)把首画面图标拖曳至时间线窗口中的“视频1A”栏内(4)单击播放按钮确认(5)单击“剃刀工具”(7)鼠标右键单击剪裁区域，选择“删除”(6)在视频1A栏中，单击开始位置和终了位置，确定需要剪裁区域多媒体片头.avi的视频信号多媒体片头.avi的音频信号数字视频处理

4(1)选择“文件→导入→文件”菜单，导入第2个视频文件(2)将第2个图标拖曳至“视频1A”栏，位于第1个视频文件之后(3)单击监视器窗口底部的播放按钮，观察连接效果●如果把多个视频素材连接在一起，可依次导入参与连接的视频文件，然后把各个文件的图标依次拖曳到“视频1A”栏中。●把多个视频文件连接在一起，形成新的视频文件数字视频处理

43视频与音频的同步关系可以根据需要予以取消(1)在时间线窗口的底部，单击“切换同步模式”按钮，取消同步●注意视频、音频的同步关系一旦被解除，不可对任何一方进行影响时间长度的剪裁操作，否则时间长度不等，同步关系被破坏(3)再次单击“切换同步模式”按钮，恢复同步(2)单击“”选择工具，分别单击视频栏和音频栏进行编辑数字视频处理

44为视频配音●[操作步骤](1)选择“文件→导入→文件”菜单，导入视频文件，如“多媒体片头.avi”(2)选择“文件→导入→文件”菜单，导入音频文件，如“音乐解说.wav”(3)将视频文件拖曳到“视频1A”栏中(5)单击“切换同步模式”按钮，解除同步关系(6)鼠标右键单击“音频1”栏，选择“删除”功能，将音频删除(7)将音频文件拖曳到“音频1”栏内(8)单击播放按钮，观察效果5保存文件●保存可编辑文件(1)选择“文件→另存为”菜单●保存成品文件成品文件格式:avi、gif89a、Flic(2)指定保存地点，为文件命名

(默认格式PPJ，可编辑文件)(3)单击“保存”按钮(1)选择“文件→输出时间线→电影”(2)单击“设置”按钮(3)单击“文件类型”框，选择格式(4)单击“好”按钮(5)指定路径和文件名，单击“保存”按钮●保存图片序列(1)选择“文件→输出时间线→帧”菜单(1)选择“文件→退出”菜单6退出Premiere(2)指定文件名，如“demo.bmp”(3)单击“保存”按钮系统自动在“demo”后面添加序号，形成一组BMP格式的文件。(2)如果编辑结果未保存，显示提示信息(3)需要保存后退出，单击“是”按钮(4)不保存立即退出，单击“否”按钮(5)不退出，单击“取消”按钮动画处理55.1动画的基本概念1.动画的本质动作的变化是动画的本质。动画是由许多内容相近但不相同的画面构成。2．动画规则动画的构成规则主要有以下三个：①动画由多画组成，并且画面必须连续。②画面之间的内容必须存在差异。③画面表现的动作必须连续，即后一幅画是前一幅画面的继续。3．全动画与半动画

4．动画制作过程①确定应用程序要执行哪些基本任务。②创建并导入媒体元素，如图像、声音、文本等。③在软件中的舞台上和时间轴中排列这些媒体元素④根据需要，对媒体元素应用特殊效果。⑤编写ActionScript代码以控制媒体元素的行为方式。⑥测试应用程序，确定它是否按预期方式工作，并查找其构造中的缺陷。⑦完成后交付使用。2.3微型计算机的硬件结构动画处理55.3动画制作应注意的问题1．速度的处理动画中的处理是指动画物体变化的快慢，这里的变化，含义广泛，既可以是位移，也可以是变形，还可以是颜色的改变。一般来说，在动画中完成一个变化过程，比真实世界中的同样变化过程要短。这是动画中速度处理的一个特点。2．循环动画许多物体的变化，都可以分解为连续重复而有规律的变化。因此在动画制作中，可以先制作几幅画面，然后像走马灯一样重复循环使用，长时间播放，这就是循环动画。循环动画由几幅画面构成，要根据动作的循环规律确定。动画中常用的虚线运动、下雨、下雪、水流、火焰、烟、气流、风、电流、声波、人行走、动物奔跑，鸟飞翔，轮子的转动，机械运动以及有规律的曲线运动、圆周运动等等，都可以采用循环动画。3．夸张与拟人夸张与拟人，是动画制作中常用的艺术手法。动画处理55.4动画文件格式动画是以文件的形式来保存的，不同的动画软件产生不同的文件格式。常见的动画文件格式有。①FLC格式：AnimatorPro生成的文件格式，采用每帧256色，画面分辨率从320×200~1600×1280不等。代码效率高、通用性好，大量用在多媒体产品中。②AVI格式：视频文件格式，动态图像和声音同步播放。受视频标准制约，该格式的画面分辨率不高，满屏显示时，画面质量比较粗糙。③GIF格式：用于网页的帧动画文件格式。GIF文件格式有两种类型，一种是固定画面的图像文件，使用256色，分辨率96dpi。另一种是多画面的动画文件，同样采用256色，96dpi。④SWF格式：使用Flash制作的动画文件格式。主要在网络上演播，特点：数据量小，动画流畅，但不能进行修改和加工。5.5FLASH软件介绍(1)选择[开始]→程序→MacromediaFLASHMX/8(2)选择“文件→新建”菜单(此步不可省略，否则窗口尺寸有误)菜单栏工具箱动画层控制帧控制动画编辑窗口辅助工具属性工具栏(辅助工具)设置动画尺寸及其他(1)单击底部“属性”工具条●●[操作步骤](2)单击“尺寸”按钮(3)输入“尺寸”数值(5)输入“帧频”fps(取值12~25)(4)单击“背景颜色”框确定动画窗口背景色(6)确定标尺单位(像素、英寸、厘米、毫米等)(7)单击“设为默认值”按钮，保存当前设置(8)单击“确定”按钮(9)单击“属性”标题栏，关闭动画的画法(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(1)选择颜料桶工具(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●填充颜色画标准图形(2)选择圆内单色或渐变色(3)画圆(鼠标—椭圆/〈Shift〉+鼠标—正圆)(1)选择画圆工具(2)选择单色或渐变色(3)单击“圆角”按钮，设置圆角●●画空心图形在调色板中选择“没有”●画圆(1)选择画方框工具●画方框(4)画方框(鼠标—任意/〈Shift〉+鼠标—正方)处理图形(1)选择橡皮工具(3)选择橡皮尺寸(2)选择擦除模式(4)擦除图形(2)移动图形●擦除图形●●移动图形(1)选择箭头工具边框和填充颜色是不同的图形，若想整体移动，须用鼠标左键划定编辑区域，然后整体移动。●[说明]北京BEIJING输入文字(1)选择文本工具(2)鼠标左键划出文本框(3)输入文本内容(4)光标条覆盖文本(6)鼠标对准文本输入框，移动文字(7)单击非文本输入区结束北京BEIJING●(5)单击“属性”工具栏，设置字体、字号、颜色、对齐方式等●

单击文本，可再次修改文字制作帧动画●绘制图形3选择“插入→关键帧”选项，增加新的帧(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●增加图层(用于两个以上的动画合成)(1)选择“插入→图层”选项，增加新图层(2)在新图层中绘制图形，增加关键帧●演播动画效果(1)选择“窗口→工具栏→控制栏”,打开控制栏(2)选择“控制→循环播放”，连续观察动画效果停首倒播进尾●显示网格，方便编辑鼠标右键单击动画编辑窗口选择“网格→显示网格”●为方便编辑，打开所有工具

(1)选择“窗口→工具栏”菜单

(2)分别选中：