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理解多媒体、多媒体技术的概念明确多媒体中的主要元素及其特点了解多媒体的关键特性以及这些特性之间的关系了解多媒体的关键技术、主要应用领域和发展方向了解多媒体数据压缩方法,第8章多媒体技术概述,多媒体的基本概念,1多媒体的定义,2多媒体技术及其特性,3多媒体中的媒体元素及其特征,1多媒体的定义,“多媒体”一词译自英文“Multimedia”即“Multiple”和”Media”的合成其核心词是媒体,何谓多媒体呢？,媒质：存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等。媒介：传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。,媒体（medium）在计算机领域有两种含义：即媒质和媒介。,通常概念的“媒体”，可分为以下五种类型：,(3)显示媒体：用于通信中使电信号和感觉媒体之间产生转换用的媒体。如输入、输出设施，键盘鼠标器、显示器、打印机等。,(5)存储媒体：用于存放某种媒体的媒体如纸张、磁带、磁盘、光盘等。,(4)传输媒体：用于传输某些媒体的媒体，如电话线、电缆光纤等。,多媒体计算机技术的定义：计算机综合处理多种媒体信息，文本图形、图像、音频和视频，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。,2计算机技术及其特性,多媒体计算机技术的三个主要特性,信息载体的多样性是相对于计算机而言的，即指信息媒体的多样性。多媒体就是要把计算机处理的信息多样化或多维化，从而改变计算机信息处理的单一模式，使人们能交互的处理多种信息。,信息载体的多样性,交互性,多媒体的交互性是指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互操作从而为用户提供了更加有效地控制和使用信息的手段。,集成性,集成性是指以计算机为中心综合处理多种信息媒体，它包括信息媒体的集成和处理这些媒体的设备的集成。信息媒体的集成包括信息的多通道统一获取、多媒体信息的统一组织和存储、多媒体信息表现合成等方面。多媒体设备的集成包括硬件和软件两个方面。,多媒体媒体元素是指多媒体应用中可显示给用户的媒体组成。,1.1.3多媒体中的媒体元素及特征,音频,动画,视频,文本,图形,图像,文本,文本分为非格式化文本文件和格式化文本文件。非格式化文本文件：只有文本信息没有其他任何有关格式信息的文件，又称为纯文本文件。如“.TXT”文件。格式化文本文件：带有各种文本排版信息等格式信息的文本文件。如“.DOC”文件。,图形,图形（Graphic）一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。图形的格式是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及其位置、维数的指令集合。在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点，因此也称矢量图。,图像,图像（Image）是指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画面。静止的图像是一个矩阵，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点（称为像素点pixel）的强度与颜色等信息。这种图像也称为位图（bit-mappedpicture）。,用于生成和编辑位图图像的软件通常称为“paint”程序。图像文件在计算机中的存储格式有多种，如BMP、PCX、TIF、TGA、GIF、JPG等，一般数据量都较大。,图像处理时要考虑三个因素：,分辨率,图像深度和显示深度,图像深度（也称图像灰度、颜色深度）表示数字位图图像中每个像素上用于表示颜色的二进制数字位数。显示深度：表示显示器上每个点用于显示颜色的2进制数字位数。若显示器的显示深度小于数字图像的深度，就会使数字图像颜色的显示失真。,颜色深度与显示的颜色数目,图像文件大小,用字节表示图像文件大小时，一幅未经压缩的数字图像的数据量大小计算如下：,图像数据量大小=像素总数图像深度8,例如：一幅640480的256色图像为64048088=307200字节,Comparison:,宽度：271高度：300颜色：2大小：9.9KB,宽度：271高度：300颜色：4大小：19.8KB,Comparison:,宽度：271高度：300颜色：256大小：79.4KB,宽度：271高度：300颜色：真彩色大小：238.2KB,图像文件的基本格式,3视频和动画的文件格式,动画文件的格式主要有两种：FLIC格式和MMM格式。视频文件的使用一般与标准有关，主要有AVI、MOV、MPG、DAT、DIR等。,音频,数字音频（Audio）可分为波形声音语音和音乐。,波形声音实际上已经包含了所有的声音形式，它可以将任何声音都进行采样量化，相应的文件格式是WAV文件或VOC文件。语音也是一种波形，所以和波形声音的文件格式相同。音乐是符号化了的声音，乐谱可转变为符号媒体形式。对应的文件格式是MID或CMF文件。,计算机音频技术主要包括声音的采集、数字化、压缩/解压缩以及声音的播放。数字化主要包括采样和量化这两个方面。采样频率（samplingrate）是将模拟声音波形转换为数字时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数，单位是Hz（赫兹）。,量化数据位数（也称量化级）是每个采样点能够表示的数据范围，经常采用的有8位、12位和16位。例如，8位量化级表示每个采样点可以表示256个不同量化值，而16位量化级则可以表示65536个不同的量化值,记录声音时，如果每次生成一个声道数据，称为单声道；每次生成两个声波数据，称为立体声（双声道）。,数字音频的存储量：可用以下公式估算声音数字化后每秒所需的存储量（未经压缩的）,存储量=采样频率量化位数8,例如，数字激光唱盘（CD-DA）的标准采样频率为44.1kHz，量化位数为16位，立体声。一分钟CD-DA音乐所需的存储量为44.1K162608=10584KB,若使用双声道，存储量再增加一倍,声音文件的基本格式,1.WAV文件,2.MP3,3.MIDI文件,WAV文件,mp3文件,MP3是MPEG（MovingPictureExpertGroup运动图像专家组）第三层压缩文件格式，提供8kb/s到128kb/s的数据率和高达96:1的压缩比，有较好的音质。主要应用于因特网上的声音传输。常见的MP3音乐就使用了该压缩标准，是MP3播放器的主要格式。,MIDI,动画是活动的画面，实质是一幅幅静态图像的连续播放。动画的连续播放既指时间上的连续，也指图像内容上的连续。计算机设计动画有两种：一种是帧动画，一种是造型动画。,动画,帧动画是由一幅幅位图组成的连续的画面，就如电影胶片或视频画面一样要分别设计每屏幕显示的画面。造型动画是对每一个运动的物体分别进行设计，赋予每个动元一些特征，然后用这些动元构成完整的帧画面。动元的表演和行为是由制作表组成的脚本来控制。存储动画的文件格式有FLC、MMM等,视频,视频是由一幅幅单独的画面序列（帧frame）组成，这些画面以一定的速率（fps）连续地投射在屏幕上，使观察者具有图像连续运动的感觉。视频文件的存储格式有AVI、MPGMOV等。,视频和动画的文件格式,动画文件的格式主要有两种：FLIC格式和MMM格式。视频文件的使用一般与标准有关，主要有AVI、MOV、MPG、DAT、DIR等。,多媒体技术的应用,就目前而言，多媒体技术已在商业教育培训、电视会议、声像演示等方面得到了充分应用。,在教育与培训方面的应用,在通信方面的应用,在其他方面的应用,在教育与培训方面的应用,多媒体技术使教材不仅有文字、静态图像,还具有动态图像和语音等。使教育的表现形式多样化，可以进行交互式远程教学。利用多媒体计算机的文本、图形、视频、音频和其交互式的特点,可以编制出计算机辅助教学CAI(ComputerAssistedInstruction)软件，即课件。,在通信方面的应用,多媒体技术在通信方面的应用主要有：可视电话视频会议信息点播（InformationDemand）计算机协同工作CSCW（ComputerSupportedCooperativeWork）,在其他方面的应用,多媒体技术的发展方向,目前，多媒体主要从以下几个方向发展：,虚拟现实技术(VR),多媒体数据压缩方法,无损压缩,无损压缩常用在原始数据的存档，如文本数据、程序以及珍贵的图片和图像等。其原理是统计压缩数据中的冗余(重复的数据)部分。常用的有：RLE(runlengthencoding)行程编码Huffman编码算术编码LZW(lempel-ziv-welch)编码,有损压缩,混合压缩,混合压缩是利用了各种单一压缩的长处，以求在压缩比、压缩效率及保真度之间取得最佳折衷。该方法在许多情况下被应用，如JPEG和MPEG标准就采用了混合编码的压缩方法。,(1)静止图像压缩标准,国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合成立的“联合照片专家组“JPEG(jointphotographicexpertsgroup)于1991年提出的“多灰度静止图像的数字压缩编码“(简称JPEG标准)。这是一个适应于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。,视频编码和压缩的国际标准,JPEG标准支持很高的图像分辨率和量化精度。它