计算机应用基础第8章多媒体技术及其应用.ppt

第8章多媒体技术及其应用 本章要点 了解多媒体技术发展的历史 多媒体系统的基本构成 视频和音频的数字化过程 数据压缩技术及其应用的相关算法等 熟悉常见多媒体文件 典型的数据压缩标准 能正确区分多媒体的文件类型 掌握多媒体的定义及分类 能熟练使用WindowsMediaPlayer Winamp等常用的多媒体播放器 8 1多媒体技术概述 在计算机发展的早期阶段 人们利用计算机主要从事数据的运算和处理 处理的主要内容都是文字信息 直到20世纪80年代 随着计算机技术 尤其是硬件技术 的发展 人们除了利用计算机处理文本信息外 还处理一些简单的图像信息 到了20世纪90年代 计算机软硬件技术得到了更进一步发展 其处理能力越来越强 应用领域也得到了进一步拓展 这在很大程度上促进了多媒体技术的发展和完善 计算机所能处理的内容由最初的单一的文本信息逐渐发展到文本 声音 图像 动画 视频等相结合的多种信息媒体 到目前为止 伴随着网络技术和Internet的发展 信息多媒体技术不断走向成熟 给人们的生活带来了极大的方便 使人类社会不断向信息时代迈进 8 1 1多媒体的定义和分类 1 多媒体的定义在认识多媒体前 首先需要认识什么是媒体 媒体 Media 在计算机中有两种含义 一种是指以实物的形式存在的 用来存储信息的物质实体 比如磁带 磁盘以及半导体存储器等 另一种与实物相对应 是指信息的表现形式或者载体 比如人们日常生活中接触的各种能传播信息的载体 包括文字 图形 图像 音频 动画和视频等 那什么是多媒体呢 顾名思义 多媒体 Multimedia 就是多种媒体信息的有机集合 是多种信息的表现形式和传递方式 主要包括文字 图形 图像 音频 动画和视频等 因此可以看出 多媒体其实是媒体的第二种含义的集合 形象地说 人类在信息的交流中要使用各种各样的信息载体就是多媒体 在日常生活中 很容易找到一些多媒体的例子 如书刊 杂志 画册 电视 广播 电影等 因此 从上面的多媒体定义可以看出 多媒体技术至少能够同时获取 处理 编辑 存储和展示两种以上不同类型的信息媒体 并且具有交互性 现在人们所说的多媒体技术往往与计算机联系起来 主要是由计算机的数字化以及交互式处理能力决定的 这也是计算机的多媒体技术和电影 电视的 多媒体 的本质区别 2 多媒体的分类计算机处理的多媒体信息 大致可以分为两大类 分别如下 1 静态多媒体 它是指不随时间变化而变化的计算机多媒体信息 主要包括文字信息 图形信息和静态图像信息等 2 动态多媒体 它是指随着时间变化而变化的计算机多媒体信息 它与静态媒体相对应 日常生活中常见的动态媒体信息主要包括声音信息 视频信息 动画信息和影像信息等 8 1 2多媒体系统的构成 多媒体系统是指能有效处理多媒体信息的系统 通常情况下 多媒体系统是由具有多媒体功能的硬件系统和软件系统组成的 1 多媒体硬件系统多媒体硬件系统指支持多媒体信息交互处理所需的硬件设备 通常情况下 多媒体硬件系统是指具有多媒体功能 能处理多媒体信息的计算机 它能够将多种媒体信息集为一体进行处理 具有多媒体功能的微型计算机习惯上被人们称为 多媒体个人计算机 MultimediaPersonalComputer MPC 多媒体个人计算机并不是一种全新的个人计算机 它是指具有综合处理声音 文字 图形 图像等信息功能的计算机 最早的多媒体计算机是1987年美国Commodore公司推出的Amiga计算机 它采用了该公司自行设计的用于动画制作 音响处理以及图形处理的专用芯片 因而可以有效地处理相应的音频信号和视频信号 在这之后的几年里面 Apple Philips Microsoft Tandy以及NEC等世界知名的公司先后加入到多媒体计算机的研发中 从而大大促进了多媒体计算机的发展 到目前为止 几乎任何一台计算机都具备了处理多媒体信息的功能 但是对于专业多媒体创作来说 普通PC是很难满足实际需求的 需要有专门硬件设备以满足各方面的需求 如果需要构造一套较完整的多媒体制作系统 只配置一些必须的硬件还达不到要求 还需要增加一些专用的多媒体信息处理设备 如激光打印机 扫描仪 视频采集卡和数码相机等 2 多媒体软件系统 1 多媒体软件系统的基本构成对于多媒体计算机来说 多媒体软件系统除基本的计算机操作系统 通常是指Windows操作系统 因为其具有多媒体信息处理的能力 即为多媒体操作系统 外 还包括多媒体信息编辑系统 多媒体数据库管理系统 多媒体压缩 解压缩软件 多媒体声像同步软件 多媒体通信软件和其他相关的多媒体编辑创作工具等 多媒体软件系统在不同的应用领域中还有多种开发工具 如图像处理软件 图形生成软件 声音编辑软件 视频处理软件和合成软件等 另外现在许多高级用户还可以根据 自己的需求 利用高级语言 如Delphi C Builder VisualBasic VisualC 以及C 等 所提供的多媒体API函数接口开发具有特定功能的多媒体应用程序和各种工具 这些资源都为多媒体系统开发提供了便捷的创作途径 2 多媒体操作系统多媒体操作系统是多媒体软件环境的基础 目前使用最广泛的多媒体操作系统是Windows操作系统 由于Windows提供图形界面 使得用户不必再将大量时间和精力花费在不同软件的学习上 大大提高了学习和工作效率 通常情况下 购置的各种多媒体板卡和外设安装到计算机上后 必须有相应的软件驱动程序来驱动 以便系统有效地管理这些设备 使它们发挥应有的功能 一般购买声卡 视频卡 扫描仪 数码照相机等设备时 厂方或商家都会提供相应的驱动程序光盘 以满足用户在不同操作系统中的需求 3 常用的多媒体信息处理软件常用的多媒体信息处理软件主要有图像处理软件 声音处理软件 视频处理软件等三大类 其中图像处理软件主要有Photoshop PhotoImpact CorelDraw等 音频处理软件主要有Windows自带的录音机 录音大使 Nuendo CoolEditPro等 视频处理软件主要有AdobePremiere VideoforWindows UleadMediaStudioPro CGInfinity VideoPaint UleadDVDPictureShow等 动画制作软件主要有Flash 3DStudioMAX UleadGIFAnimatorCool3D等 提示 目前使用最广泛的图像处理软件是Photoshop 读者可以根据需要进行更深入的学习 8 2多媒体技术基础 多媒体技术是用来处理多媒体信息的技术总称 是利用计算机技术把多种媒体信息综合一体化 使它们建立起逻辑关系 并能进行加工处理的技术 多媒体技术的主要特性包括信息媒体的多样性 集成性 交互性 可控性 非线性和实时性等 这些也是多媒体研究中必须要解决的主要问题 其中多样性是多媒体的主要特征 也是需要解决的关键问题 集成性是指以计算机为中心 综合处理多种信息媒体的特性 交互性是指向用户提供了更加有效地控制和使用信息的手段 是多媒体区别于传统信息交流媒体的主要特点之一 可控性是使多媒体信息最后要采用适宜于人的多种感官的多种媒体表现形式 非线性改变了传统信息顺序读写的模式 使信息的组织变得更加灵活 极大地方便了用户对知识的获取 实时性要求通过多媒体技术使用户能通过操作命令实时控制相应的多媒体信息 多媒体信息可以利用计算机输出界面向人们展示丰富多彩的文字 声音和图像等信息 而计算机只能处理数字信号 因此必须先将各种多媒体信息转换成计算机能认识的二进制数字信号 计算机才能进行有效的处理和存储等操作 其中 这个转化过程就是通常所说的数字化过程 即将模拟信号转化为数字信号的过程 而 数字化则是指利用计算机信息处理技术把声 光 电 磁等信号转换成数字信号 或把语音 文字 图像等信息转变为计算机能识别的数字编码 用于传输与处理的过程 在数字化的过程中 通常需要使用各种不同的技术来进行处理 在这些技术中 把以高速微型计算机为核心的数字编码 数字压缩 数字调制与解调等信息处理技术 统称为数字化技术 与非数字信号相比 数字信号具有传输速度快 容量大 抗干扰能力强 保密性好 能进行更复杂的操作和处理等优点 下面将分别介绍视觉信息的数字化 听觉信息的数字化 数据压缩技术及其应用方面的主要内容 8 2 1视觉信息的数字化 视觉信息的数字化是指将视觉信息以数字化的形式进行存储 传输等 在多媒体技术中 最常用的视觉信息元素是图形和图像 它们可以以静态和动态两种方式存在 以表现更加丰富多彩的视觉信息 静态图像根据图像生成原理的不同 可以分为光栅图像 也叫位图图像 和矢量图像两种 前者是以点阵的形式存储 而后者则是以矢量图形的形式存储 动态图像可以分为视频图像和动画图像两种 它们之间的区别在于是否是实际视觉信息的录相 因此通常把通过摄像机拍摄到的动态图像称为视频图像 而把通过计算机动画技术加工合成的动态图像称为动画图像 视觉信息的数字化主要是由视觉系统来完成的 1 视觉系统典型的视觉系统一般包括如下部分 光源 镜头 CCD照相机 图像处理单元 或图像采集卡 图像处理软件 监视器 通信 输入输出单元等 视觉系统的输出并非图像视频信号 而是经过不同目的运算处理之后的检测结果 比如尺寸数据 2 静态图像的数字化通常情况下 静态光栅图像是通过视觉系统将模拟图像利用采样和量化的手段来得到的图形 对模拟视觉信号进行采样的时候 应当严格遵守采样定理 以保证图像失真度较小 量化是将采样得到的数字图像信号赋以相应的色度以及颜色值等 以实现图像的数字化 1 光栅图像数字化 光栅图像 位图图像 是以点阵的形式进行存储的 每一个图像点 亦称像素 代表一定的色度值 当图像放大的时候 那么原来的每一个像素点将被放大 于是图像就变成由很多具有一定色度的方块所组成 这种情况常被称作马赛克现象 由于位图每个像素点可以有单独的色度值 因此位图通常被用来表现逼真的真实感图像信息 这将导致位图占用存储空间较大 如下图所示是一幅简单位图图像及其放大三倍之后的位图图像 从放大图中可以清晰看到位图是由许多细小的方块组成的 实际生活中所遇见的图像大多数都是以位图的形式存储的 如人们日常生活中的数码照片 网络图片等 放大三倍 衡量位图好坏的主要指标有如下三个 分辨率 分辨率是影响图像质量的重要因素 包括屏幕分辨率 图像分辨率和像素分辨率三种 其中屏幕分辨率是计算机显示器屏幕上的像素点总数 比如通常情况下人们习惯采用1024 768的屏幕分辨率 图像分辨率是指数字化图像的大小 是组成图像的所有像素点总数 即图像的高 宽 像素分辨率是指像素的长和宽的比例 也称像素的长度比 颜色深度 颜色深度是用来描述图像颜色数量多少的物理量 指图像的一个像素所占的二进制位个数 图像文件大小 图像文件大小是指图像文件在存储介质上所占的实际存储空间的大小 一般是以字节 Byte 为单位 可由下列公式计算得到 位图图像文件大小 Byte 图像分辨率 图像深度 8 2 矢量图像数字化 矢量图像一般都被称作图形 它不是直接描述图形中的每一个像素点 而是利用数学公式描述生成这些点的过程 对于矢量图像来说 不论放大多少倍 都不会产生模糊的视觉效果 清晰度与放大前是一样的 对于同样大小的图像 矢量图的存储空间要比位图小 而且它可以任意放大而不改变图像的存储空间 日常生活中常用的矢量图像包括工程CAD图 剪贴画等 如下图所示的就是一幅矢量图形及其放大三倍后的效果图 矢量图像不适合描述现实生活中图像细节特别丰富的物体 它主要适用于线框图的绘制 美术字的生成 工程图形绘制及三维图形的设计等 通常情况下 将矢量图像转化为位图图像比较简单 而将位图图像转换为矢量图像时比较困难 需要借助一些专业工具来实现 如CorelTrace软件 SuperCard软件等 但有些图像转换之后达不到用户需要的效果 有的甚至根本没办法实现完全转换 3 数字化过程中的色彩模式 在多媒体计算机系统中 图像的颜色值是以二进制的形式来表示的 二进制位越多 则可表示的颜色范围越广 这也被称作图像的颜色深度 因此常常根据不同的颜色深度来划分色彩模式 日常生活中常用到的色彩模式主要有5种 黑白色彩模式 灰度色彩模式 索引16色色彩模式 索引256色色彩模式和真彩色色彩模式 3 动态图像的数字化动态图像包括视频和动画 人眼所接收到的现实生活中的场景信息 通过视频采集装置输入到计算机中 就可以得到视频数字信号 而动画通常是计算机合成的动态图像系列 这是用户直接在计算机上以数字的形式合成的 不需要再次进行数字化操作 因此通常所说的动态图像数字化主要是指视频信号的数字化部分 日常生活中 常用的视频信号数字化设备主要有DV卡以及视频采集卡等 其中DV卡也被称作1394卡 是直接将DV摄像机或者录像带中所记录的数字视频信号 通过数字信号的方式直接输入到计算机中 如下图所示为一块典型的PCIIEEE1394卡和笔记本用1394卡 视频卡则是将视频信号输入输出到计算机的接口功能卡的总称 如下图所示是两款不同接口的典型视频采集卡 8 2 2听觉信息的数字化 1 声音的分类声音可以按照内容 频谱 频率 时间等进行分类 其中根据频率声音 可以分为如下几类 1 自然音 即大自然的声音 如水流声 风声等 2 纯音 由人工制作的信号产生器震荡出来的声波 是一种正弦波的单一波形 3 复合音 由不同频率的声音混合而成的声音 4 协和音 由两个单一的纯音组合而成 但是这些音与基音有整数比的关系 5 噪音 令人不悦的声音 如刹车声 喇叭声等 6 超音波 超过人耳所能听到的频率之外的部分声音 2 声音信息的数字化声音信息的数字化 即研究如何将随时间连续变化的声音波形信号进行量化 从技术上说 就是将连续的模拟声音信息通过模 数 A D 转换器 转换为计算机可以处理并识别的数字信号 对声音波形信息数字化的方法是对声音信号采样量化 一般情况下 声音信息的数字化过程都集成到了声卡中 可实现模拟声音信号到数字声音信号的转换 同时也可以实现数字声音信号到模拟声音信号的转换 8 2 3数据压缩 1 数据压缩的必要性由于多媒体信息信号数字化之后 将会产生很庞大的数据量 这样不但浪费存储空间 而且在多媒体计算机操作相应的文件时 容易因为数据量过大而导致速度变慢甚至死机等问题 比如利用计算机连续存储分辨率为1024 768的真彩色视频图像时 如果存储1分钟 显示速度为30帧 秒 则需要的数据存储空间为 1024 列 768 行 3 Byte 30 帧 秒 60 秒 3 96GB 2 数据压缩的应用目前数据压缩技术广泛应用于各个领域 下面介绍如下几种主要的压缩技术应用 1 文本压缩文本压缩是数据压缩的一个典型应用 属于无损压缩 它的目标是通过对原始数据施加某种操作或变换之后 产生一种长度变短的压缩码 同时还必须保证原始数据能够从该压缩码中正确提取出来 以达到精确的还原 2 JPEG标准JPEG标准即ISO IEC1091 1标准 是theJointPhotographicExpertsGroup的缩写 它主要适用于连续色调 多级灰度 彩色或者单色的静态图像的压缩 但也可用于对连续运动图像进行压缩 压缩时将连续图像的每一帧看作一幅静止图像进行压缩 若压缩 解压速度足够快 还可以实时处理视频信号 构成以JPEG为基础的实时视频系统 经过JPEG标准压缩后的视频图像数据量大大减小 一般可达到10 1 80 1的压缩比 对同样的硬盘可以存储更多的图像 因而在现代数字视频编辑 处理中大量运用了该编码标准 同时因特网的发展使JPEG标准得到了广泛的应用 目前各式数码相机和摄像机 大多数都使用JPEG标准进行图像的存储与显示 3 MPEG标准MPEG MovingPictureExpertGroup 标准也称运动图像压缩标准 是目前国际上影响最大的技术标准之一 MPEG标准是先利用动态预测及差分编码的方法 去除相邻两张图像的相关性 因为对于人的视觉系统来说 运动的物体上下两帧图像之间只有不同的部分能被感受到 所以可以利用相邻两张甚至更多图像来预测每个像素点可能移动的方向和亮度值 再记录其差值 8 3几种常见的多媒体文件 然后将这些差值利用转码或者分频式编码的方法将高低频分离 再利用一种量化的方式舍弃一些图像信息 从而可以有效地提高压缩比 最后通过一个可变长度的无损压缩得到一个最小位数据的结果 就是最终需要的目标压缩图像 通过该MPEG标准压缩后 可以得到平均压缩比为50 1 100 1 最高还可达到200 1 压缩效率非常高 同时图像和音质的保真度还非常高 在多媒体技术中 最常见的有声音 图形 静态图像 动态图像等几种媒体形式 每一种媒体形式都有严谨而规范的数据描述 其数据描述的逻辑表现形式是文件 8 3 1静态图像文件 静态图像文件是指以单一 静止 图像给出的文件 如下左图所示为一幅静态图像 根据不同领域的不同需求 静态图像文件格式比较多 下面将讲述一些目前最主要的静态图像文件格式 1 BMP文件 bmp BMP Bitmap 是微软公司为其Windows环境设置的标准图像格式 该格式图像文件的色彩极其丰富 其彩色模式颜色为24 232种 一般情况下 BMP格式的图像文件是非压缩的 其文件尺寸比较大 2 TIFF文件 tif或者 tiff TIFF是TagImageFileFormat的缩写 TIFF格式图像文件的特点是 支持从单色模式到32bit真彩色模式的所有图像 数据结构是可变的 文件具有可改写性 可向文件中写入相关信息 具有多种数据压缩存储方式 使解压缩过程变得复杂化 该文件是平面设计作品的最佳表现形式 可用于印刷 不适于网络传送 3 GIF动画文件 gif GIF格式的图像文件是全球通用的图像格式 它是一种压缩的8位图像文件 正因为它是经过压缩的 而且又是8位的 所以这种格式是网络传输和BBS用户使用最频繁的文件格式 速度要比传输其他格式的图像文件快得多 4 JPEG文件 jpg或者 jpeg JPEG是JointPhotographicExpertsGroup的缩写 JPEG格式的图像文件具有迄今为止最为复杂的文件结构和编码方式 和其他格式的最大区别是JPEG使用一种有损压缩算法 是以牺牲一部分图像数据来达到较高的压缩比 但是这种损失很小以至于很难察觉 印刷时不宜使用此格式 5 PNG文件 png PNG是PortableNetworkGraphic的缩写 是作为GIF的替代品开发的 能够避免使用GIF文件所遇到的常见问题 它从GIF那里继承了许多特征 而且支持真彩色图像 6 PCX文件 pcx PCX格式最早由ZSoft公司推出 在20世纪80年代初授权给微软与其产品捆绑发行 而后转变为MicrosoftPaintbrush 并成为Windows的一部分 虽然使用这种格式的人在减少 但PCX文件现在仍十分常见 该文件格式的特点是 采用RLE压缩方式存储数据 图像显示与计算机硬件设备的显示模式有关 7 PSD PDD文件 psd和 pdd PSD PDD是Photoshop专用的图像文件格式 随着图层信息以及各种历史操作信息的增加 该文件大小会增加比较快 8 EPS文件 eps CorelDraw FreeHand等软件均支持EPS格式 它属于矢量图格式 输出质量非常高 可用于绘图和排版 9 TGA文件 tga TGA Targa 是由TrueVision公司设计的 可支持任意大小的图像 专业图形用户经常使用TGA点阵格式保存具有真实感的三维有光源图像 8 3 2动态图像文件 1 动态图像文件定义动态图像是指多帧图像有序组合在一起而形成的一个图像 动态图像是采用动态原理的方式生成的 即根据人眼视觉的滞留时间来决定 通常情况下 人眼的滞留时间是1 24秒 因此 只要有序图像中连续两帧图像之间的间隔时间 t 1 24秒 即可以产生连续活动视觉效果 从而形成动态图像 2 动态图像文件分类动态图像文件主要包括两大类 分别是影像文件和动画文件 下面分别对这两种类型的文件进行讲述 1 影像文件目前影像文件类型比较多 在不同领域里面 根据不同需求都会产生不同的影像文件格式 其中主要的文件格式有5种 AVI文件 avi AVI是AudioVideoInterleaved 音频视频交互 的缩写 AVI格式文件可以把视频信号和音频信号同时保存在文件中 在播放时 音频和视频同步播放 播放AVI视频文件非常方便 利用WindowsXP中的WindowsMediaPlayer就能够轻松地播放 MPEG文件 mpeg mpg和 dat等 MPEG文件是基于MPEG压缩标准下生成的文件 根据不同的MPEG压缩标准 可以生成不同的MPEG影像文件 MPEG视频压缩的压缩比非常高 一般都大于50 1 最高可达200 1 同时图像的质量也非常好 在MPEG格式的4种版本中 市场上销售的VCD主要是使用MPEG 1标准制作的 而DVD则使用MPEG 2标准格式进行制作 在网络比较发达的今天 MPEG 4标准广泛应用于视频电话 视频电子邮件和电子新闻中 其压缩比例更高 所以对网络的传输速率要求相对较低 MPEG 7文件格式主要是作为流式媒体的文件格式 ASF文件 asf ASF是AdvancedStreamingFormat的缩写 它是Microsoft公司的影像文件格式 是WindowsMediaService的核心 ASF是一种数据格式 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 ASF支持任意的压缩 解压缩编码方式 并可以使用任一种底层网络传输协议 具有很大的灵活性 RM文件 rm和 rmvb RM是RealMedia的缩写 是RealNetworks公司开发的视频文件格式 也是出现最早的视频流格式 它可以是一个离散的单个文件 也可以是一个视频流 它在压缩方面做得非常出色 生成的文件小 已成为网上直播的通用格式 RMVB格式 是在流媒体的RM影片格式上升级延伸而来 它打破了RM格式那种平均压缩采样的方式 在保证平均压缩比的基础上 设定了一般为平均采样率两倍的最大采样率值 将较高的比特率用于复杂的动态画面 如歌舞 飞车 战争等 而在静态画面中则灵活地转换为较低的采样率 合理地利用了比特率资源 使RMVB在牺牲少部分察觉不到的影片质量情况下最大限度地压缩影片的大小 最终拥有了近乎完美的接近于DVD品质的视听效果 目前这种文件格式在网络上应用广泛 在网络传播的过程中 它依然占据着视频直播的主导地位 MOV文件 mov 这是著名的APPLE公司 美国苹果公司 开发的一种视频格式 默认的播放器是苹果的QuickTimePlayer 几乎所有的操作系统都支持QuickTime的MOV格式 现在已经是数字媒体事实上的工业标准 多用于专业领域 2 动画文件有些动画文件也以影像文件的格式给出 但动画文件在大多数情况下主要用以下三种文件格式来存储 GIF动画文件 gif GIF GraphicsInterchangeFormat是图形交换格式 的缩写 是由CompuServe公司于1987推出的一种高压缩比的彩色图像文件格式 主要用于图像文件的网络传输 考虑到网络传输中的实际情况 GIF图像格式除了一般的逐行显示方式外 还增加了渐显方式 也就是说 在图像传输过程中 用户可以先看到图像的大致轮廓 然后随着传输过程的继续而逐渐看清图像的细节部分 从而适应了用户的观赏心理 最初 GIF只是用来存储单幅静止图像 后又进一步发展为可以同时存储若干幅静止图像并进而形成连续的动画 目前Internet上动画文件多为这种格式的文件 FLIC文件 fli和 flc FLIC文件是Autodesk公司在其出品的2D 3D动画制作软件中采用的动画文件格式 其中FLI是最初的基于320 200分辨率的动画文件格式 而FLC则是FLI的扩展 采用了更高效的数据压缩技术 其分辨率也不再局限于320 200 FLIC文件被广泛用于动画图形中的动画序列和计算机游戏中 SWF文件SWF是基于Macromedia公司Shockwave技术的流式动画格式 是用Flash软件制作的一种矢量动画格式 它采用曲线方程描述其内容 不是由点阵组成内容 因此这种格式的动画在缩放时不会失真 非常适合描述由几何图形组成的动画 如教学演示等 该文件的源文件为FLA格式 由于其体积小 功能强 交互能力好 支持多个层和时间线程等特点 因此广泛应用于网络动画中 SWF文件是Flash的其中一种发布格式 可以与HTML文件充分结合 并能添加MP3音乐 因此被广泛地应用于网页上 成为一种 准 流式媒体文件 8 3 3音频文件 音频文件通常分为两类 分别是声音文件和MIDI文件 声音文件指的是通过声音录入设备录制的原始声音 直接记录了真实声音的二进制采样数据 通常文件较大 而MIDI文件则是一种音乐演奏指令序列 相当于乐谱 可以利用声音输出设备或与计算机相连的电子乐器进行演奏 由于不包含声音数据 所以文件尺寸较小 1 声音文件数字音频同CD音乐一样 是将真实声音以数字信号的形式保存起来 播放时通过声卡将信号恢复成悦耳的声音 主要文件格式如下 1 WAVE文件 wav WAVE格式文件是Microsoft公司开发的一种声音文件格式 常见的WAVE文件主要有两种 分别对应于单声道 11 025kHz采样率 8位的采样值 和双声道 44 1kHz采样率 16位的采样值 对于单声道声音文件 采样数据为8位的短整数 而对于双声道立体声声音文件 每次采样数据为一个16位的整数 高8位和低8位分别代表左 右两个声道 WAVE文件数据块包含以脉冲编码调制 PCM 格式表示的样本 WAVE文件是由样本组织而成的 在单声道WAVE文件中 声道0代表左声道 声道1代表右声道 在多声道WAVE文件中 样本是交替出现的 WAVE文件能真实记录自然声波形 并且基本上没有数据压缩 因此数据量大 多用于存储简短的声音片段 2 MPEG音频文件 mp1 mp2和 mp3 MPEG音频文件格式指的是MPEG标准中的音频部分 即MPEG音频层 MPEGAudioLayer MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩 根据压缩质量和编码复杂程度的不同可分为三层 MPEGAudioLayer1 2 3 分别对应MP1 MP2和MP3这三种声音文件 其中MP3音乐压缩格式的编码算法取自于MPEG 1AudioLayer3 即MPEG 1音频编码算法的一部分 MPEG音频编码具有很高的压缩率 MP1和MP2的压缩率分别为4 1和6 1 8 1 而MP3的压缩率则高达10 1 12 1 也就是说一分钟CD音质的音乐 未经压缩需要10MB存储空间 而经过MP3压缩编码后只有1MB左右 同时其音质基本保持不失真 因此 目前使用最多的是MP3文件格式 3 RealAudio文件 ra rm和 ram RealAudio是RealNetworks公司开发的一种新型流行音频文件格式 主要用于在低速率的广域网中实时传输音频信息 网络连接速率不同 客户端所获得的声音质量也不尽相同 对于14 4Kb s的网络连接 可获得调频 AM 质量的音质 对于28 8Kb s的网络连接 可以达到广播级的声音质量 如果拥有ISDN或更快的线路连接 则可获得CD音质的声音效果 4 WMA文件 wma WMA WindowsMediaAudio 是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式 是继MP3后最受欢迎的音乐格式 在压缩比和音质方面都超过了MP3 更是远胜于RA RealAudio 能在较低的采样频率下产生好的音质 WMA可以用WindowsMediaPlayer进行播放 目前网上的许多音乐纷纷转向WMA格式 因此许多播放器软件也纷纷开发出了支持WMA格式的插件程序 使WMA文件得到了更大的发展 2 MIDI文件 mid 为了解决电子乐器的通信问题 1982年 国际乐器制造者协会的十几家厂商 其中主要是美国和日本的厂商 会聚一堂 各抒己见 会议通过了美国SequentialCircuits公司的大卫 史密斯提出的 通用合成器接口 的方案 并改名为 音乐设备数字接口 MusicalInstrumentDigitalInterface 简称MIDI 1983年 MIDI协议1 0版正式发布 1985年11月 国际乐器制造者协会公布了 MIDI1 0版的细节规定 为MIDI的推广打下了坚实的基础 MIDI定义了计算机音乐程序 合成器及其他电子设备交换音乐信号的方式 还规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆 硬件及其他设备间的数据传输协议 可用于为不同乐器创建数字声音 比如模拟笛子 大提琴 小提琴 钢琴等常见乐器 在MIDI文件中 只包含产生某种声音的指令 计算机将这些指令发送给声卡 声卡按照指令将声音合成出来 与声音文件相比 MIDI文件显得更加紧凑 文件尺寸也小 8 4常用多媒体播放器的使用 随着多媒体技术的不断发展 各种各样的多媒体播放器也相继出现了 它们都各有特点 但日常生活中 最常用的多媒体播放器有WindowsMediaplayer Winamp等 下面分别对这两种多媒体播放器的使用方法及技术进行介绍 8 4 1WindowsMediaPlayer 1 简介这里是一个图片WindowsMediaPlayer也称媒体播放机 是Windows系列操作系统自带的最重要的多媒体应用程序 目前最高版本为WindowsMediaPlayer11 它是一种多功能媒体播放机 用户可以利用该播放器 在Windows系列操作系统的PC和多种便携设备上轻松愉悦地享受数字媒体带来的快乐 2 软件安装安装时 首先获取该软件 如果用户安装源程序 则可以到微软官方网站进行下载 地址是 3 WindowsMediaPlayer10的使用方法 1 主界面的使用首先在如上图所示的主窗口中 可以看见最上面有菜单栏 包括 文件 查看 播放 工具 和 帮助 5个菜单 如图8 10所示 a 文件 菜单 b 查看 菜单 c 播放 菜单 d 工具 菜单 e 帮助 菜单 播放历史记录 在 文件 菜单中 用户可以对音频和视频文件进行打开 复制 编辑播放列表等所有与多媒体文件有关的操作 在 查看 菜单中 用户可以自行选择外观模式 其中完整模式 当选择外观模式的时候 整个主界面就变成了一种精简型的 这时许多功能就不直接出现在主界面上 而是需要用户从菜单项里面进行选择 在这一菜单中 用户还可以查看许多其他信息 比如可视化效果 增强功能 插件等 播放 菜单中包含了所有与音频 视频播放有关的功能 包括所有播放控制功能及光驱弹出功能等 工具 菜单中是该播放器的一些实用功能及选项 用户可以根据播放需要选择相应的插件 下载需要的外观及可视化效果等 帮助 菜单主要包含该播放器的版本信息以及所有帮助文件查询功能 当用户对播放器操作不是很熟练的情况下 最好先从帮助菜单入手 熟悉后再进行播放器的操作 当用户选择 工具 菜单中的 选项 命令时 会弹出如下图所示的对话框 该对话框包括11个选项卡 其中 文件类型 选项卡比较常用 就是让播放器自动关联用户选择的文件类型 这样当用户在资源管理器中双击相应的文件类型的时候 系统就会默认以WindowsMediaPlayer程序打开 用户熟悉了这5个菜单之后 就可以根据自己需要实现的任务 从菜单中执行相应的操作 2 音频 视频文件的播放要播放音频文件的时候 只需要选择 文件 菜单中的 打开 命令 就会弹出 打开 对话框 然后从 文件类型 下拉列表框中选择用户需要打开的文件类型 则在相应的对话框中会把所有符合条件的音频文件都筛选出来 选择相应的文件后单击 打开 按钮 该文件就进入播放器并开始播放 提示 如果将相应的音频 视频文件类型与播放器关联起来 用户就可以在资源管理器中双击需要的文件 直接播放 也可以直接将资源管理器中的目标文件拖到浏览器中来播放 3 网络媒体的播放WindowsMediaPlayer的强大功能还包括播放网络媒体文件类型 选择 文件 菜单中的 打开URL 命令 在文本框中输入URL地址 单击 确定 按钮 就可以播放网络上的多媒体 WindowsMediaPlayer除了具有上述介绍的主要功能外 还具有许多高级功能 如刻录 媒体文件制作等 学生可以根据需要 进一步学习 8 4 2Winamp 1 简介这里是一个图片Winamp是一个很小巧的音乐播放软件 它不但可以流畅 稳定 高质量地播放MP3格式的声音文件 而且还支持MP2 CD Audio WAV XM VOC MIDI等多种音频格式 该软件最大的优点就是占用资源小 使用方便 拥有许多个性化的功能 用户可以根据需要定制界面Skins 并且它支持增强音频视觉和音频效果的Plug in 在最近推出的较高版本Winamp中 还支持多种视频格式 问 为什么我的Winamp不能打开RM格式的视频文件 答 早期的Winamp版本是不支持视频输出的 只要升级到最高版本 同时计算机中安装有相关媒体格式的解码器 Winamp就可以正确打开这些文件 2 软件安装为了能够在多媒体平台上使用Winamp播放器 首先必须在系统中安装该软件 如果没有现成的Winamp安装源程序 则可以到其官方网站上下载最新版本的Winamp 网址为 3 使用方法 1 播放窗口的使用播放窗口完全模仿CD播放器 有 上一首 播放 暂停 停止 下一首 等按钮 可利用这些按钮操作正在播放的歌曲 在这个窗口还显示歌曲的播放状态等信息 在该窗口上有一菜单栏 其中 文件 菜单是用来打开音频 视频以及广播及网络媒体等用的 另外还可以用来保存播放清单 2 均衡器 WinampEqualizer 窗口的使用均衡器窗口上有一系列音效调节滑动条和三个按钮 通过拖动放大器和各音频波段的滑动条可以手动调节音质和音效 窗口如下图所示 3 播放列表 WinampPlaylist 窗口的使用