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郑丽娟
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大学大学计算机基础-郑丽娟-课件PPT,大学,大学计算机,基础,郑丽娟,课件,ppt
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第11章 多媒体技术基础与应用,2019/9/7,2,第11章 多媒体技术基础与应用,11.1 多媒体数据处理的特点及应用 11.2 声音处理 11.3 图形图像处理 11.4多媒体视频与动画 本章小结,11.1 多媒体数据处理的特点 及应用,2019/9/7,4,11.1.1 多媒体与多媒体技术,媒体(medium)是信息表示和传输的载体。 媒体在计算机领域有两种含义: 一是指媒质,即存储信息的实体,如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等; 二是指传递信息的载体,如数字、文字、声音、图形和图像等。,2019/9/7,5,多媒体(Multimedia)是指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两种以上不同类型信息媒体的技术。这些信息媒体包括文字、声音、图形、图像、动画与视频等。 多媒体技术: 计算机综合处理文本、图形、图像、音频与视频等多种媒体信息,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并且具有交互性。,2019/9/7,6,11.1.2多媒体信息的类型,1.文本(Text) 计算机中基本的信息表示方式,包含了字母、数字以及各种专用符号。 文本分为非格式化文本和格式化文本。 2.图形(Graphics) 一般是指通过绘图软件绘制的由直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等组成的画面。 常用的矢量图形文件格式有.3ds(用于3D造型)、.dxf(用于计算机辅助设计CAD)及.wmf(用于桌面出版)等。,2019/9/7,7,3.图像(Image) 通过扫描仪、数字照相机、摄像机等输入设备捕捉的真实场景画面,或以数字化形式存储的任意画面。 图像文件在计算机中的存储格式常用的有: .bmp、.tif、.gif及.jpg等。 4.音频(Audio) 包括话语、音乐以及各种动物和自然界(如风、雨、雷等)发出的各种声音。 常见的文件格式有.wav、.mid、.mp3、.ra等。,2019/9/7,8,5.视频(Video) 视频图像来自录像带、摄像机、影碟机等视频信号源的影像,是对自然景物的捕捉,数字化后以视频文件格式存储。 常见的文件格式有.avi、.mpg、.mov等。 6.动画(Animation) 利用了人眼的视觉特性所得到的,当一系列形或像的画面按一定的时间在人的视线中经过时,人脑就会产生物体运动的印象。 常见的文件格式有.flc、.mmm等。,2019/9/7,9,11.1.3多媒体信息处理的关键技术,多媒体数据压缩技术 多媒体数据存储技术 集成电路制作技术 多媒体输入/输出技术 多媒体通信技术 虚拟现实技术 多媒体数据库技术,2019/9/7,10,11.1.4多媒体系统的组成,具有多媒体功能的微型计算机系统习惯上被人们称为“多媒体个人计算机”(MPC)。 1.多媒体个人计算机标准 “多媒体个人计算机市场协会(Multimedia PC Marketing Council)”对个人计算机的多媒体技术进行规范化管理而制定了相应标准。 MPC1标准公布于1991年,1993年5月公布MPC2标准,1995年6月又推出了MPC3。MPC3标准内容如表所示。,2019/9/7,11,2019/9/7,12,2多媒体系统的组成 多媒体个人计算机包括硬件和软件两个方面。 (1)硬件 音频设备:录放音设备、MIDI合成器、高性能的声卡、话筒、耳机等; 图像设备:扫描仪、数码相机、数字化仪、打印机; 视频设备:视频播放机、视频采集卡、视频编辑卡、动态压缩卡、数字录像机、数字摄像机、投影仪等; 存储部分:光盘、光盘驱动器、光盘刻录机等。,2019/9/7,13,(2)多媒体系统的软件组成 系统软件: 包括多媒体操作系统、多媒体设备驱动程序、多媒体素材制作软件、多媒体编辑与创作工具等。 应用软件: 如多媒体课件、多媒体演示系统、多媒体模拟系统、多媒体导游系统等。,2019/9/7,14,11.1.5 多媒体技术的特点,集成性 交互性 实时性,2019/9/7,15,11.1.6 多媒体技术的应用和发展,1.多媒体技术的应用 多媒体演示系统 多媒体网络 数字电视应用 2.多媒体技术的发展 智能化 立体化,11.2 声音处理,2019/9/7,17,11.2.1声音的特性,声音是由空气中分子的振动而产生的。自然界的声音是一个随时间而变化的连续信号,通常用模拟的连续波形描述声波的形状。 基线是测量模拟信号的基准点。 振幅A,表示声音信号的强弱程度,即反映音量。 周期T,周期的倒数1/T即为频率f,以赫兹(Hz)为单位。周期及频率反映出声音的音调。,2019/9/7,18,单一频率声波,2019/9/7,19,单音,振幅和频率不变的声音信号。一般只能由专用电子设备产生。 带宽,声音信号的频率范围。 声音按频率可分为: 次音信号频率小于20Hz的信号,或称为亚音信号; 音频信号频率范围为20Hz20kHz的信号; 话音信号音频范围内,人的发音器官发出的声 音频率大约是803400Hz,人说话时信号频率通常为3003000Hz,称为话音信号; 超音频信号高于20kHz的信号,或称超声波信号。,2019/9/7,20,11.2.2 声音信号的数字化,1.声音信号的数字化 数字化的过程由声卡中的模拟/数字(A/D)转换功能来完成。 一般经过声音的采样、量化和编码三个阶段。,2019/9/7,21,2.数字音频的技术指标 采样频率:单位时间内的采样次数,通常用赫兹(Hz)表示。 量化位数:存放采样点振幅值的二进制位数。 声道数:声音产生的波形个数。单声道只记录和产生一个波形;双声道产生两个波形,即立体声。 记录每秒钟存储声音容量的公式为: 采样频率采样精度(位数)声道数8=字节数,例如,采样频率为44.1kHz,采样精度16位的立体声声音,其1秒钟声音的数据量为: 441001628=176400(字节),2019/9/7,22,11.2.3常用的声音文件格式,WAVE文件格式(扩展名为. wav) MPEG文件 MIDI文件(扩展名是.mid) RA文件 CD-DA,2019/9/7,23,11.2.4声音的录制与播放,打开“录音机”程序 执行“开始|所有程序|附件|娱乐|录音机”命令。 录制声音 删除声音文件中的一部分 在当前文件中插入另一个声音文件 用录音机程序混合声音文件 此外,使用“效果”菜单中的命令,还可以进行“加速”、“减速”、“添加回音”和“反向”等编辑。,2019/9/7,24,11.2.5 音量的控制,执行“开始|所有程序|附件|娱乐|音量控制”命令 或:双击任务栏右铡“音量”图标,可以打开“主音量”窗口,如图所示。,11.3 图形图像处理,2019/9/7,26,11.3.1图形/图像的获取与输入,1.用图形工具软件生成 利用Paint Brush、Photoshop等图形软件创作图形。 2.图像扫描 利用图像扫描仪对图纸之类平面图像的采集。 3.数字摄像输入 利用电视摄像机或数码照相机,把照片、艺术作品甚至实际场景输入计算机从而获得一幅数字图像。 4.利用录像机和电视机捕获图像 对录像机和电视机的视频输出进行采集,通过视频卡和有关软件生成数字图像。 5.从图片库中获取 在已有的各类图片库中选择。,2019/9/7,27,11.3.2图像的色彩模式,常见的有RGB模式、CMYK模式、灰度模式和索引模式等。 如果图像仅用于显示,则应用RGB(红、绿、蓝)模式; 如果图像用于印刷输出,则常用CMYK(青、品红、黄、黑)模式; 索引模式则常用在GIF格式的WEB图像。,2019/9/7,28,11.3.3 图像的数字化,数字化把连续图像变成数字图像的过程。 1.图像数字化的过程 采样 量化 编码,2019/9/7,29,2.图像的属性参数 (1)图像的分辨率 组成一幅图像的像素密度的度量方法,通常使用单位打印长度上的图像像素的数目多少,即用每英寸多少点(DPI)表示。 (2)扫描分辨率 对图像采样时单位距离内采样的点数,扫描分辨率用每英寸点数(DPI)表示。 (3)显示分辨率 确定显示图像的区域大小。,2019/9/7,30,(4)图像深度 也称图像的位深,是指描述图像中每个像素的数据所占的二进制位数。 (5)真彩色 在组成一幅彩色图像的每个像素值中,有R、G、B共3个基色分量,每个基色分量直接决定显示设备的基色强度,这样产生的彩色称为真彩色。,2019/9/7,31,11.3.4常用图像文件格式,BMP(扩展名.bmp) GIF(扩展名.gif) JPEG格式(扩展名为.jpg) WMF(扩展名为.wmf) PCX PICT PSD PDF,11.4 多媒体视频与动画,2019/9/7,33,1.视频技术 将一幅幅独立的图像组成的序列按一定的速率连续播放,利用人类的视觉暂留现象在眼前形成连续运动的画面,每幅独立的图像称为一帧,通常每秒钟播放25帧(PAL制,中国、欧洲用)或30帧(NTSC制,北美用)。 2.视频分类 模拟视频、数字视频。,2019/9/7,34,3.描述视频信息时常用的技术参数 帧速 每秒钟播放的静止画面数,用帧/秒表示; 数据量 一个未经过压缩的视频数据量是每帧图像的数据量乘以帧速; 画面质量 与原始图像质量有关,也和视频数据的压缩比有关。,2019/9/7,35,11.4.1视频的编辑与处理,1.数字化视频图像数据的获取 直接选用数字化的视频图像; 利用数字摄像机获得数字视频图像; 利用摄像机、视频采集卡捕获图像。 2.视频图像的数字化 对于视频采集,需要把模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。 图像的数字化过程也采用采样、量化、编码3个步骤进行。,2019/9/7,36,3.视频图像的实现策略 设计数字信号处理器 传真视频图像技术 压缩和解压缩的非对称性 可缩放性技术 4.视频的编辑与处理 实现数字视频文件的创作步骤: 捕获、编辑、修饰、压缩,2019/9/7,37,11.4.2主流视频文件的格式,1.影像视频文件格式 AVI(扩展名.avi) MOV(扩展名.mov) MPG/MPEG。 DAT(扩展名.dat) 2.流媒体文件 RealMedia 简称RM,主要包括RA(RealAudio)、RV(RealVideo)和RF(RealFlash)三部分。 QuickTime ASF,2019/9/7,38,11.4.3动画技术基础,动画就是在一定时间内连续显示的一系列图像或帧。 其中每一帧都会较前一帧有轻微的变化,当这些帧被连续、快速地播放时,就会产生运动的视觉效果。,2019/9/7,39,1.动画分类 分为二维动画与三维动画。 二维动画制作软件,常用的有Ulead Gif Animator、Photoshop、Firework、Macromedia Flash、Animo PEGS等。二维动画被大量用于卡通片的制作,而且也是目前网页动画的主流。 三维动画制作软件,目前世界上公认的三大软件分别是3D MAX、SoftImage 3D与Maya。三维动画逼真,被广泛用在影视、广告、游戏、教育等领域。,2019/9/7,40,2.动画与视频异同点 相同点: 视频和动画都是由一系列的“帧”(Frame)组成的,相邻帧的画面很相似,但并不相同。 当以一定的帧速率将这些帧播放出来时,画面就产生了动感。 帧速率越大,动态图像就越平滑,图像的质量也就越高。 多媒体中视频最高帧速率达到30f/s(帧/秒)。 多媒体视频和动画都需要很强的计算能力,都需要足够的内存和处理速度以及性能良好的显示系统;,2019/9/7,41,不同点: 视频是由摄像机摄入的真实情
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