计算机文化基础第8章多媒体技术概述ppt课件.ppt

第8章多媒体技术,多媒体技术概述。多媒体计算机系统组成。音频信息处理技术。图片图像处理软件PhotoshopCS简介。视频信息处理技术。平面动画制作软件Flash简介,本章要点,8.1多媒体技术概述,8.1.1多媒体媒体：信息的载体国际电联将媒体分成5类：感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体,8.1.2多媒体技术,多媒体：媒体和数据流Multi-:多，很多Medium：媒体，介质物体传输或变换时的中间物质一种大众传播方式，如报纸、杂志或电视一般说来，媒体是一种信息发布和表现的方法,多媒体技术定义,多媒体技术:就是把文本、音频、视频、图形、图像和动画等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、存储等进行加工处理，再以单独或合成的方式表现出来的一体化技术。,8.1.3媒体元素,1.文本(Text):指各种文字字符的序列优点:存储空间小缺点:形式呆板文字的属性:字体字号文字的风格对齐方式颜色,8.1.3媒体元素,2图形(Graphics)计算机根据数学模型计算生成的几何图形格式。占用的存储空间小，缩放不失真。3图像(Image)图像是指由输入设备捕获的实际场景画面或以数字化形式存储的画面，是真实物体重现的影像。特点:形象、直观、信息量大缩放失真,8.1.3媒体元素,4音频(Audio)音频处理技术，如：音频采集：把模拟信号转换成数字信号；语音编解码：把语音数据进行压缩编码、解压缩；音乐合成：利用音乐合成芯片，把乐谱转换成乐曲输出；文本语音转换：将计算机的文本转换成声音输出；语音识别：让计算机能够听懂人的语音，同时把语音识别为相应的汉字输入并存储到计算机中。,补充内容：音频信息处理技术,声音的基本概念声音：由物体的振动引起空气的振荡，波形形式声波,一个周期,时间,空气压强,振幅,周期：每隔一定时间间隔波形就重复相同的形状，这个时间就是周期频率每秒钟的周期数，是周期的倒数使用赫兹(Hz)来衡量，1Hz表示每秒钟振动1次，1KHz=1000Hz次声波0-20Hz人耳可听频率（音频）20-20KHz超声波20KHz-1GHz特超声波1GHz-10THz语音20-3.4kHz,音频：人耳可听声音噪音：除语音和音乐外的音频信号一个主观特性是听起来是低音还是高音振幅振幅的主观感觉是声音的大小声音在计算机钟的表示方式自然界的声音是连续的，但是计算机只能存储离散数据需要将声音的连续的模拟信号变成离散的数字信号模数转换(ADC)相反的转换数模转换(DAC),ADC处理,采样使用有规律的时间间隔测量声波的振幅并产生一系列的数值采样频率：单位时间内采样的次数，使用Hz作为计量单位,时间,振幅,采样,ADC处理,量化使用多少bit位来表示采样的数值使用8-bit进行量化会有256个不同的值,采样,振幅,.75.5.250-.25-.5-.75,此图描述量化为3bit的情况，它有8个不同的值。,ADC处理,3-bit量化会有8个值：000,001,010,011,100,101,110,111,分别表示：0,0.25,.0.5,.075,-0.25,-0.5,-.075,-1编码将量化后的值按照原始顺序排列针对前面的图示：001001010010010011011011011011011011001001100100101101101110110110110101101101100100,音乐,MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface，电子乐器数字接口)MIDI接口由两个不同的部分组成与设备相连的硬件及其标准数据格式标准，给出在硬件上传输的信息的编码方式MIDI通道MIDI设备MIDI消息通道消息系统消息,语音,人和机器都可以感知、理解和产生语音人耳对600Hz到6000Hz的声音最为敏感,波峰,波谷,语音,人耳对1KHz左右的声音最为敏感，而对高频和低频声音的敏感性则大大降低语音信号有两个常用的特性：语音信号在一定时间内有近似周期性的行为语音信号的频谱有35个频段的共振峰，这些称为共振峰的最大值是由声带共振引起的语音生成语音分析,语音,语音传输通过对语音信号的有效编码来实现语音信号在网络上的低速传播，目的是使接收端生成的声音与发送端的声音具有相同的质量信号波形编码目标是获得音频信号的最有效的编码方法CD质量的音频信号需要的速率：rate=2*44100/s*16bit/8bit/B=176400Bytes/s电话质量语音的数据速率只需要64kbps，使用DPCM可以在没有质量损失的情况下将数据速率降低到32Kbps,语音,源编码在降低速率的过程中使用了语音的特点使用一系列的脉冲模拟声音现在主要的研究工作是如何将数据率从64kbps降到6kbps,A/D,语音分析,重构,D/A,模拟语音信号,模拟语音信号,音频比较,采样频率：8000HZ，双声道，量化为16bit,MIDI音乐,原语音,峡谷效果,大厅效果,空间效果,8.1.3媒体元素,5视频动态的影视图像称为视频(Video)。常见视频文件的存储格式：AVI、MPG、MOV6动画动画原理：基于人眼的“视觉暂留”效应分类：造型动画帧动画,8.1.4多媒体技术的主要特性,1交互性：多媒体技术的关键特征。用户能自由地控制和处理信息。2多样性主要指媒体的多样化或多维化。3集成性包括两方面：将多种媒体元素集成在一起指处理媒体元素的设备和系统的集成。4实时性接收到的各种信息媒体在时间上必须是同步的例如电视会议系统的声音和图像不允许存在停顿，必须严格同步，包括“唇音同步”，否则传输的声音和图像就失去意义。,8.1.5多媒体关键技术,1多媒体操作系统技术2多媒体功能芯片技术3多媒体输入输出技术4多媒体数据压缩技术5光存储技术6人工智能技术,光存储技术概述,1光盘存储器的特点与分类光盘存储器的特点存储密度高；非接触式读写；信息保存时间长盘面抗污染能力强；价格低廉，使用方便光盘存储器的分类只读型光盘CDROM一次写入型光盘WORM可擦除重写光盘R/W,技术指标与国际标准规范,技术指标存储容量；平均存取时间；数据传输速率；误码率和平均无故障时间国际标准规范红皮书：1981年，基础，CD-DA,CD-V,CD-G黄皮书：ISO9660规范,CD-ROM绿皮书：CD-I，VCD基础蓝皮书橙皮书：可写光盘标准CD-ROMXA：ISO9660白皮书：1992年，VCD标准,常见光盘种类,光盘系列,CD-ROM,CD-DA,VCD,PhotoCD,LV,CD-ROMXA,CD-I,CD-V,DVI,DVD,CD-R,WORM,PCD,MOD,CD-ROM盘片与数据结构,商标面,铝反射层,漆保护层,聚碳酸衬底,CD-ROM螺旋型光道,CD盘的结构,15mm,46mm,50mm,116mm,117mm,120mm,数据记录区,导出区,导入区,光学读出头的基本结构与读出原理,CD-ROM扇区数据结构,扇区光道从内向外等长分段，一段为一个扇区采用分、秒、扇区号表示1分60秒，1秒75个扇区例：2分13秒25区光道上第10000个扇区采用ISO9660标准扇区格式Mode1：对误码率要求高的数据Mode2：误码率要求不高的数据CD-ROMXA：可读取CD-I格式数据,CD-R与CD-RW光盘刻录技术,CD-R光盘,8.2多媒体计算机硬件技术,8.2.1多媒体系统的组成所谓多媒体系统(MultimediaSystem)，是指多媒体终端设备、多媒体网络设备、多媒体服务系统、多媒体软件及有关的媒体数据组成的有机整体。多媒体系统包含：多媒体终端系统相应的软件及数据,8.2.2多媒体硬件的基本组成,1多媒体接口卡声卡(音频卡)、语音卡、图形显示卡视频捕捉卡和非线性编辑卡2多媒体外部设备视频、音频输入设备：扫描仪、录像机、数码照相机视频、音频播放设备：电视机、投影仪交互界面设备：触摸屏、光笔存储设备：可擦写光盘(CDRW)多媒体计算机的实质：是在普通PC机的基础上，加上具有处理多媒体信息的功能卡，扩展普通PC的功能，使其具备处理多媒体的信息的能力,多媒体计算机系统组成,计算机,录像机,摄像机,影碟机,视频卡,显示器,CD-ROM驱动器,其他：打印机，扫描仪，语音、图像识别卡,音箱,MIDI设备,音频卡,电视卡,话筒,音响设备,电视机,8.2.3多媒体输入、输出设备,1.音频卡：音频卡又称为声卡，是计算机处理声音信息的专用功能卡。2.显示器：显示器是计算机中基本的输出设备。3.扫描仪：将各种形式的图像信息输入计算机的重要输入设备。4.数码相机：使用数码相机拍摄自己所需的照片，然后直接把图像下载到计算机中，进行编辑处理。,8.2.3多媒体输入、输出设备,5.音箱：将音频信号还原成声音信号的一种装置6.触摸屏触摸屏是人机交互一个工具，使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作。7.视频采集卡视频采集卡又称视频捕捉卡，是对模拟视频图像进行捕捉并转化为数字信号的硬件设备。,8.2.4多媒体存储设备-光盘,1.光盘的分类只读光盘一次写入型光盘可擦写光盘2.DVD光盘DVD是DigitalVersatileDisc的缩写，它的主要用途在于数字影像。DVD存储的信息量却相当大，常见的容量有4.7GB，8.5GB，9.4GB甚至是17GB。,DVD容量增加措施,8.3音频信息的处理技术,8.3.1数字音频基础知识1.声音声音是振动的波，是随时间连续变化的物理量。声音可用3个物理量来描述：振幅：表示了声音的强弱。周期：是两个连续波峰间的时间长度。频率：是每秒钟振动的次数，以Hz为单位。,8.3.1数字音频基础知识,2.声音媒体的分类波形声音语言音乐3.声音媒体的3要素音调：音调代表了声音的高低。音强：又称为响度，音强与声波的振幅成正比，振幅越大，强度越大，声音就越响亮。音色：是声音的特色。,8.3.1数字音频基础知识,4.声音是基于时间的媒体声音是一种基于时间的媒体声音数据具有很强的时间前后相关性，数据量较大5.声音信号数字化中的主要指标采样频率采样精度声道数,8.3.2声音文件的基本格式,(1)波形音频文件(.wav)微软公司专门为Windows平台设计的波形音频文件格式。没有对数据进行压缩，所以播放效果比较好，但数据量很大。(2)数字乐器MIDI音频文件(.mid)数字乐器MIDI音频文件数据量很小在多媒体光盘和游戏制作中应用较广(3)压缩音频文件(.mp3)压缩音频文件采用MPEG数据压缩技术，以高压缩比而著称特点是音质好，数据量小,8.3.2声音文件的基本格式,(4)光盘数字音频文件(.cda)光盘数字音频文件数据量大、音质好(5)音频压缩文件(.wma)这是微软公司新发布的一种音频压缩文件格式具有采样频率范围更宽，有版权保护，数据量更小且不失真等优势,8.3.3音频卡,其主要功能：录制、编辑和回放数字声音文件。压缩和解压缩声音文件，以节省存储空间。支持语音合成技术，使计算机能够朗读书面文字。有乐器数字接口（MIDI）简单的语音识别能力,2音频卡音频卡功能音频的录制将外部的声音信号录入计算机，并以文件形式保存编辑与播放，在软件参与下进行多种特技效果的处理，包括加入回声、倒放、淡入淡出MIDI电子音乐合成方式：波表合成频率调制合成音频源的混合：MICCDROM合成,音频卡的工作原理,分类（按量化位数）8位16位32位组成数字音频处理器：核心，A/D,D/A,MIDI接口控制音乐合成器：控制声音的音色、音调和幅度混音器：音源选择、混合，音量控制，声道选择总线接口控制器：与计算机通信,MIC,CDROM,音频卡的接口,*3D音效的原理,HRTF算法（HeadReferenceTransmitionFunction，头部相关传递函数）耳朵对从空间各个方向传来的声音有不同的感受。这主要是因为耳廓的“奇异”结构对不同方向的声音有着不同的机械滤波作用，从而使外来声音的幅频和相频特性的频谱结构有所改变（就是不同频率的声音的大小比例、先后次序产生了变化），所以乐器或物体的声音（包括人声）在不同的方向上显得有所不同。通过两耳听到的声音的大小差异和时间差异来分辨出声源的远近和方向,8.4图形图像处理软件PhotoshopCS,8.4.1图像的基本常识和色彩模式1.图像的基本常识分辨率分辨率(dpi)就是用来衡量像素多少的单位，意思为每英寸长度上有多少个像素点。分辨率越高，像素点越多，图像越清晰分辨率越高，图像的存储空间就会越大Photoshop中要打印输出时，最好将分辨率设置为300dpi。,8.4.1图像的基本常识和色彩模式,2.色彩模式位图模式：为黑白图像。灰度图模式：为黑灰图像。RGB模式：该模式由红(Red)、绿(Green)和蓝(blue)三个单色通道和一个RGB混和通道组成。三种原色的光线以不同的亮度组合来形成每一个像素点的颜色，RGB模式显色的原理是色光加色法。CMYK模式：为印刷模式。,8.4.1图像的基本常识和色彩模式,3.图像格式PSD格式：可以很好的保存图层、通道、路径、蒙版等信息唯一支持全部色彩模式的图像格式JPEG格式：可保留多达1.67千万种颜色一种有损压缩格式GIF格式：是输出图像到网页最常采用的格式。GIF采用LZW压缩算法，将色彩限定在256色以内，最小颜色数可为2TIFF格式：TIFF使用无损压缩方式用于排版印刷的图像，一般都要存储为该格式,8.4.2图片图像处理软件PhotoshopCS简介,1、操作界面2、新建图像文件3、打开图像文件的各种方法4、保存图像文件5、调整图像大小6、调整画布大小7、旋转画布,1、操作界面,2、打开图像文件的各种方法,使用“打开”菜单打开图像文件利用“文件浏览器”打开图像文件利用窗口资源管理器打开文件,使用“打开”菜单打开图像文件,操作过程：选择菜单栏中的“文件”/“打开”命令。在打开对话框的“查找范围”下拉列表框中，指定文件的路径，然后在“文件窗口”中选择要打开的文件，单击“打开”按钮，选择的图像文件就会显示在Photoshop界面中。提示：在Photoshop的灰色底面上双击鼠标，也可以打开“打开”对话框,利用“文件浏览器”打开图像文件,选择菜单栏中的“文件”/“浏览”命令，运行文件浏览器。在文件浏览器中，可预览图像效果，并通过Photoshop打开在预览窗口中，双击要通过Photoshop打开的图像，或者拖到Photoshop的灰色底面上，都可以打开图像。提示：选择菜单栏中的“窗口”/“文件浏览器”命令，也可以打开文件浏览器。,利用窗口资源管理器打开文件,在Windows资源管理器中找到要在Photoshop上打开的图像文件运行Photoshop将图像文件拖动到工作窗口上提示：利用快捷方式图标打开文件，将在Photoshop打开的文件拖动到Photoshop的快捷方式图标上，就会自动运行Photoshop并打开图像文件。,3、保存图像文件,保存制作好的图像存储为保存成Web专用文件,保存制作好的图像,使用菜单栏中的“文件”/“存储”命令，可以把制作好的图像文件保存成相同的名称。例如：对打开的文件进行修改，然后选择菜单栏中的“文件”/“存储”命令，不会弹出对话框，而是直接保存。在制作过程中，如果添加了新图层或通道，再选择“存储”命令，就不会直接保存成相同的名称，而是弹出“存储为”对话框，以便改变文件名或文件格式。,存储为,利用菜单栏中的“文件”/“存储为”命令，可把当前正在制作的图像保存成另一个文件名。利用“存储为”对话框，不仅可以改换图像文件名，还可以改变文件格式。使用“存储为”对话框中的各种选项，可以生成副本文件，从而保护正在制作的图层或通道。,保存成Web专用文件,使用菜单栏中的“文件”/“存储为Web所用格式”命令，可以把正在制作的图像保存成Web专用文件，并最优化颜色或者文件容量。,4、调整图像大小,选择菜单栏中的“图像”/“图像大小”命令，会弹出“图像大小”对话框在这里可以查看或者更改当前正在制作的图像窗口上的图像尺寸和分辨率。应用：当数码照相机拍摄的原图像的尺寸和分辨率很高的时候，可以利用该对话框缩小各项数值。,5、调整画布大小,选择菜单栏中的“图像”/“画布大小”命令，可以放大或者缩小工作区，也就是画布的尺寸。如果画布变大，画布区域里就会自动填充上工具箱中的背景色。“画布大小”对话框图像大小和画布大小的关系,图像大小和画布大小的关系,当把画布尺寸改成比整体图像尺寸小的时候，会弹出如下图所示的警告信息框。单击“继续”按钮，可以把画布尺寸改成比图像尺寸更小。由于画布比图像小，所以只能显示出部分图像。,6、旋转画布,利用“图像”/“旋转画布”命令旋转或者整个画布时，画布上的图像、图层、通道等所有元素都可以被旋转。如果只对图像的一部分应用变形功能，就要使用菜单栏中的“编辑”/“变换”命令。,8.5视频信息处理技术,8.5.1模拟与数字视频1.模拟视频模拟信号在时间和幅度上具有连续性，具有成本低、还原性好等优点缺乏稳定性无法用计算机进行加工、播放长时间的存放之后，其质量都会有显著下降多次复制后，画面会有明显失真数字视频无限次地复制而不会产生失真可对其进行精确编辑,8.5.2视频信息的处理,数字视频信息的获取主要有两种方式:将模拟视频信号数字化将模拟的视频信号经硬件设备数字化，然后将数据存储起来。在编辑或播放视频信息时，需将数据从存储介质中读出，经过硬件设备还原成模拟信号后输出。利用数字摄像机直接获得,8.5.3视频信息的播放,视频文件的格式AVI文件格式：AVI（AudioVideoInterleaved）是一种将视频信息与同步音频信号结合在一起存储的多媒体文件格式。MOV文件格式：MOV是QuickTime视频处理软件所选用的视频文件格式。平均压缩比为50:1，最大可达200:1以上。MPG文件格式：是采用MPEG方法进行压缩的全运动视频图像文件格式。目前许多视频处理软件都支持该格式，如超级解霸应用软件。DAT文件格式：是VCD、卡拉OKCD数据文件的扩展名，也是基于MPEG压缩方法的一种文件格式。,8.5.3视频信息的播放,4.流媒体视频格式rm文件格式：是由RealNetworks公司推出的。qt文件格式：是由Apple公司推出的，用QuickTime播出。asf文件格式：是由Microsoft公司推出的高级流媒体格式。,8.5.4视频卡,1、分类视频捕捉(采集)卡将模拟视频信号经过数字化采集到计算机中。视频压缩卡/解压卡(已淘汰)视频输出卡电视接收卡：主要用于将电视机中的节目通过该卡的转换处理，在计算机的显示器上播放。,8.5.4视频卡,2、视频卡的功能在一个可移动、可改变尺寸的窗口中显示全运动的数字化影像画面。来自录像机、摄像机和广播电视的影像信号，可在计算机上播放、定格、存储、处理，并可输出到其他的显示器上。在影像画面上可叠加计算机文字与图像。影像的尺寸可大至全屏幕，小至硬币大小。可以调节色调饱和度、亮度和对比度。,视频卡外观,视频素材的编辑处理,AdobePremiere是Adobe公司推出的一种专业数字化视频处理软件。Premiere的基本功能如下。可以实时采集视频信号，采集精度取决于视频卡和计算机的功能，主要的数据文件格式为AVI。将多种媒体数据综合处理为一个视频文件。具有多种动态视频图像的特技处理功能。可以配音或叠加文字和图像。,MPEG视频,MPEG1技术特点：MPEG1制定于1992年适用于VideoCD、CDI它的目的是把221Mbits的NTSC图像压缩到1.2Mbit/s，压缩比为200：1质量级别基本与VHS（家用级录像带）相当应用范围：应用MPEG1技术最成功的产品非VCD,MPEG视频,MPEG2技术特点：MPEG2制定于1994年高级工业标准的图像质量更高的传输率3MB10MBsMPEG2能够提供广播级的视像和CD级的音质应用范围：MPEG2技术就是实现DVD的标准技术,MPEG视频,MPEG4技术特点：MPEG4于1998年11月公布利用很窄的带宽，获得最佳的图像质量输速率要求较低，在48006400bits/s之间应用范围：利用MPEG4的高压缩率和高的图像还原质量来把DVD里面的MPEG2视频文件转换为体积更小的视频文件。经过这样处理，图像的视频质量下降不大但体积却可缩小几倍,Divx视频格式,Divx：盗取其它视像技术视频压缩部分采用MPEG4编码DivX亦会跟着MPEG-4的方向走音频压缩部分采用MP3编码2000年推出*由于DivX技术，让互联网出现不少DivX网站*安装DivX的编码软件后，可利用WindowsMediaPlayer或其它DivX播放程序观看,网上视频格式比较（流媒体）,WMF(WindowsMediaFormat)近来使用已采用MPEG-4格式香港大多数宽频视像网站都使用WMF格式作视像播放RealMedia差画面模糊以及播放程序占用大量计算机系统资源QuickTime苹果公司画质最好容量较大一般电影网站的预告片,操作工作界面“文件”菜单“编辑”菜单“视图”菜单“插入”菜单“修改”菜单,“文本”菜单“命令”菜单“控制”菜单“窗口”菜单“帮助”菜单,8.6平面动画制作软件Flash简介,8.6.1动画的基本概念,1.动画动画是由很多内容连续但各不相同的画面组成的。2.电脑动画的分类帧动画矢量动画3Flash软件制作动画的文件格式swf格式特点：数据量小，动画流畅不能进行修改和加工,8.6.2Flash应用,（1）制作网页中的动画素材。（2）制作整个动画站点。（3）制作软件的片头。（4）制作简单或较复杂的游戏。（5）制作公益宣传短片。,8.6.3Flash的操作工作界面,8.6.3Flash操作界面,1、“文件”菜单,单击“文件”菜单会出现如左图所示的下拉菜单，其中包括的是有关文件的各项操作。,单击红色框体，了解详细情况。,2、“编辑”菜单