计算机导论 安志远 第08章 多媒体技术基础

1、第8章 多媒体技术根底本章导读： 本章主要引见有关多媒体技术的根本概念，多媒体计算机系统的硬件和软件组成，多媒体关键技术等根底知识，并引见了数据紧缩技术、音频处置技术和视频处置技术，最后引见了图形、图像、动画的制造技术。 本章主要知识点： 多媒体计算机系统组成和多媒体关键技术 音频、视频处置技术 图形和图像的处置技术 动画制造技术 第8章 多媒体技术根底8.1 概述 8.2 媒体信息处置技术8.3 媒体制造软件8.1 概述8.1.1 根本概念8.1.2 多媒体计算机系统8.1.3 多媒体关键技术8.1.1 根本概念1媒体 人与人之间进展信息沟通和交流的中介物称之为“媒体。普通有两种含义：一是指

2、交流、传播信息的载体；二是指存储信息的实体。 媒体大体上可以分成5类： 1觉得媒体 2表示媒体 3表现媒体 4存储媒体 5传输媒体 各种媒体之间的关系如以下图所示。表现媒体输入存储媒体觉得媒体表示媒体表现媒体输出觉得媒体表示媒体8.1.1 根本概念2多媒体 人们将文本、数字、音频、视频、图形、图像、动画所构成的复合体统称为“多媒体。特点如下： 1数据量大 2数据类型多 3数据类型之间的差别大 4多媒体数据的输入输出复杂 3多媒体技术 多媒体技术是指计算机综合处置文本、图形、图像、声音、视频等多种媒体信息，使它们建立一种逻辑衔接，并集成为一个交互性系统的技术。多媒体技术具有以下四个特性： 1多样

3、性 2集成性 3交互性 4实时性8.1.2 多媒体计算机系统 多媒体计算机系统是指具有多媒体信息处置才干的计算机系统。它主要由多媒体硬件系统和多媒体软件系统组成，其层次构造如以下图所示。8.1.2 多媒体计算机系统1多媒体计算机硬件系统 1主机 2多媒体接口卡3多媒体外部设备(4类)。2多媒体计算机软件系统 1多媒体系统软件： 多媒体驱动软件 驱动器接口程序 多媒体操作系统 媒体素材制造软件及多媒体库函数 多媒体创作工具和开发环境 2多媒体运用软件8.1.3 多媒体关键技术 1多媒体数据紧缩/解紧缩技术 多媒体信息数据量非常大，要想实时处置非常困难。因此，压缩/解紧缩技术是多媒体技术的重要研讨

4、课题。2多媒体软件平台技术 主要涉及多媒体操作系统、多媒体创作工具等。3多媒体输入/输出技术 媒体输入/输出技术包括媒体变换技术、识别技术、媒体了解技术和综合技术。4多媒体系统软件技术 主要包括多媒体操作系统，多媒体编辑系统、多媒体数据库技术等。8.2 媒体信息处置技术 8.2.1 数据紧缩技术8.2.2 音频处置技术8.2.3 视频处置技术8.2.1 数据紧缩技术 数据紧缩技术必需满足三项要求：一是紧缩比大；二是实现紧缩的算法简单，紧缩/解紧缩速度快；三是数据经解紧缩后恢复质量要好，要尽能够地接近原始数据。1概述 数据紧缩是一种数据处置方法，它的作用是将一个文件的数据容量减少，同时又根本坚持

5、原有文件的信息内容。数据压缩的目的就是减少信息存储的空间，缩短信息传输的时间。当需求运用这些信息时，那么需求经过解紧缩将信息复原回来。8.2.1 数据紧缩技术2数据冗余的根本概念及种类 人们研讨发现，多媒体数据中存在大量的冗余。数据紧缩就是研讨如何利用原始信息中存在的大量冗余信息来减少数据量的方法，这些冗余信息具有相关性是数据可以紧缩的重要缘由。 利用信息相关性进展数据紧缩，可以不损失原有信息的内容，因此可实现“无损紧缩或称“冗余紧缩法。这是一种可逆紧缩。经紧缩后不能将原有信息完全保管的紧缩方式称“有损紧缩或称“熵紧缩法，它是一种不可逆紧缩。 数据冗余可以分为以下几种： 1空间冗余 2时间冗余

6、 3视觉冗余。3紧缩算法举例游程编码法8.2.2 音频处置技术 1音频信息 在多媒体技术中，人们通常将声音媒体分为三类： 1波形声音 2语音 3音乐2音频文件的根本格式 1WAV文件 2MIDI文件 3数字化音频信号 表示声音的模拟信号是时间和幅度上延续的物理量，不能由计算机直接处置，必需将其数字化，即在时间和幅度上将延续变化的声音信号离散化。 数字化声音信号首先应对声音波形采样，然后将采样结果进展量化，变换成计算机可以表示的数值。 数字化音频信号质量的好坏主要取决于采样频率、量化精度和声道数等要素。 8.2.2 音频处置技术4音频信号的获取 常见的声音信息的获取方式有：经过声音数字化接口的录

7、音设备将声音直接或转录到计算机中。实践上，这个方法就是将模拟声音信号经过采样、量化进展数字化的过程。另外一种方式是购买声音素材库，这是曾经数字化好的数字声音信息，通常质量比较高。 演示：录音机录制声音信号5音频编辑与特效处置软件录音机 对于数字化后的波形声音文件，可以运用声音处置适用软件工具对其进展剪切、衔接、混合、音调升降处置，并可以为其添加回音、频率过滤、边缘效果等特殊效果。 演示：音频编辑与特效处置8.2.3 视频处置技术 1视频信息 任何动态图像都是由多幅延续的图像序列构成。每一幅图像沿着时间轴坚持一个t时间，以较快的速度顺序改换为另一幅图像，延续不断地显示，就构成了动态图像。 当每一

8、帧图像是人工或计算机产生的时候，被称为“动画；当每一帧图像是经过实时获取的自然景物时，被称为“视频。它具有以下特点： 具有时间延续性 数据量更大 帧与帧之间具有很强的相关性 对实时性要求很高，必需在规定时间内完成改换画面播放的过程。 视频有模拟和数字两种方式。 8.2.3 视频处置技术2视频文件的根本格式 1AVI格式 ：是一种将视频信息与同步音频信号结合在一同存储的多媒体文件格式，以帧为存储动态视频的根本单位。在每一帧中，都是先存储音频数据，再存储视频数据。总体看来，音频数据和视频数据相互交叉存储。 2MOV格式：是Quick Time视频处置软件所选用的视频格式。 3MPG格式 ：是采用M

9、PEG方法进展紧缩的全运动视频图像文件格式。 3视频信息的获取 获取数字视频信息主要有两种方式：一种是将模拟视频信号数字化；另一种是利用数字摄像机拍摄实践景物，从而直接获得无失真的数字视频。 8.2.3 视频处置技术4视频编辑与特效处置软件Adobe Premiere Adobe Premiere是Adobe公司推出的一种专业化数字视频处置软件。它可以配合多种硬件设备进展视频捕获和输出，并提供各种准确的视频编辑工具，能消费广播级质量的视频文件。因此，它可以为多媒体运用系统增添高程度的创意。 Adobe Premiere的根本功能包括： 可以实时采集视频信号，采集精度取决于视频卡和计算机 将多种

10、媒体数据综合处置为一个视频文件 具有多种动态视频图像的特技处置功能 可以配音或叠加文字和图像Premiere运用程序界面 8.2.3 视频处置技术8.3 媒体制造软件 8.3.1 图形图像的制造与处置 8.3.2 动画的制造 8.3.1 图形图像的制造与处置1图形和图像 图形是利用绘图软件绘制出来的，由有点、直线、圆、椭圆等根本图元组成。图形运用矢量格式，即图形文件中记录的是绘制图形中图元的一条条命令，所以文件很小。 图像是由像素点阵组成的画面，它普通是经过扫描仪或数字相机输入的，也可以是经过图像处置软件在计算机上制造的，又称为“位图图像。 图像可以逼真地表现自然风光，适于表现真实场景，但在放

11、大或减少时会呵斥失真，能够会出现严重的颗粒状，导致图像边缘出现锯齿状。而图形是由数学算法计算出来的，包含了很多的图元，因此在进展缩放或旋转操作时不会产生失真，但不适于表现真实感很强的画面。 8.3.1 图形图像的制造与处置2图形图像文件的根本格式 1PCX格式 2BMP格式 3TIF格式 4TGA格式 5GIF格式 6JPG格式 7PNG格式 3图形图像的获取 1图形的获取： 利用软件绘制图形 利用数字化仪绘制图形 利用光笔绘制图形 2图像的获取：可以利用图像采集设备如扫描仪、数码相机等将其输入到计算机中。 8.3.1 图形图像的制造与处置4图像的加工处置 1图像几何运算：包括图像的缩放、剪贴

12、、平移、旋转和变形等操作。 2图像加强：指加强图像中有用的信息，减少噪音。 3图像复原和重建：就是对退化或劣化的图像进展校正处置、滤去退化痕迹、恢复图像的本来面目。 4图像分割和特征提取：是将图像分割成不同的部分或区域的过程，然后检测和提取图像的特征。 5图像编码和紧缩：对图像进展紧缩。8.3.1 图形图像的制造与处置5图像处置软件Photoshop Photoshop的主要功能如下： 1支持多种文件格式 2强大的绘图功能 3灵敏的选取功能 4方便的调整 5支持多种颜色方式 6变形功能 7丰富的滤镜功能 8提供图层和通道功能 8.3.1 图形图像的制造与处置Photoshop CS2中文版的运

13、用程序界面 8.3.2 动画的制造 1动画 计算机动画按生成的方式可以分为逐帧动画、关键帧动画、算法动画和实时动画等。 1逐帧动画：是在计算机上先绘出关键帧，再根据关键帧绘制中间帧。 2关键帧动画：与逐帧动画的区别在于关键帧创作出来后，中间帧不再需求人来“画，而是由计算机根据对两个相邻关键帧之间的差别分析 “计算出来的。又分为两种 外形插值动画 参数关键帧动画。 3算法动画：是根据对象的运动规律，建立运动的数学模型，经过计算来确定对象的运动轨迹，故这种方法又叫做“建模动画。 4实时动画：是计算机一边计算边显示来产生动画。8.3.2 动画的制造2二维动画 二维动画由一系列关键帧和中间帧组成，每一

14、帧都是一幅平面图形图像。制造二维动画要建立相当数量的帧画面，并对每一帧画面的动画角色进展设置，确定每个角色的位置和角色之间的相互关系，建立他们的运动轨迹和角色图形图像变化的规律，建立动画背景和背景变化规律，配上声音讲解和背景音乐，最后生成动画并形成可以播放的文件格式。 优点：运用计算机描线上色，任务方便，操作简单，颜色一致，界限非常准确，不需晾干，不会窜色，改色方便，价钱廉价，发现问题随即就能在计算机上修正，既方便又节省时间。 缺陷：计算机只能替代手工动画中反复性强、劳动量大的那部分任务，替代不了人的发明性劳动。 8.3.2 动画的制造3三维动画 实践上是运用计算机模拟现实生活中的三维空间物体

15、，在计算机中建立三维几何形体，然后赋予其外表材质资料、颜色、纹理图形，设计几何形体的运动和变形，设置照射该空间的灯光类别、强度、位置和变化，并安排摄像机的位置、焦距和摄像机挪动的途径，然后使这些设置按照时间的变化延续地动起来，再输出生成可供播放的各种类型的动画文件，提供应用户运用。 三维动画与二维动画的最主要区别在于图形中能否完全提供了深度信息。8.3.2 动画的制造4计算机动画系统 计算机动画系统是由计算机硬件、软件组成的用于动画制造的系统。它是在交互式计算机图形系统上配备相应的动画设备和动画软件构成的。 硬件：主机是动画系统中最重要的部件，目前用作动画系统的主机有任务站和微机两种；彩色图形

16、显示器也是很重要的设备，它的性能如何，直接影响计算机动画系统的好坏；输入/输出设备。 软件：系统软件和运用软件两大类，系统软件是随主机一同配置的，普通包括操作系统、高级言语、运用环境、开发工具、网络通讯软件等。运用软件主要指计算机绘画、二维动画、三维动画、画面合成等软件。 8.3.2 动画的制造5二维动画制造软件Flash Flash是集向量绘图、动画制造和交互式设计三大功能于一身的的二维动画制造软件。特点如下： 1是一种基于矢量的图形系统，动画设计人员只需用少量的向量数据就可以描画一个相当复杂的对象，因此非常适宜在网络上运用。可以做到真正的无级放大。 2采用插件任务方式。 3非常有用的加强功能。如支持声音、位图图像、渐变色、Alpha透明等。 4采用了信息流的数据传送方式，满足了实时播放的要求。 Flash的文件格式可以分为静态与动态两种。静态格式包括：GIF、JPEG、BMP、WMF、PMG等。动态格式包括：Shockwave Flash F1ashSWF、QuickTime、AVI等。 8.3.2 动画的制造Flash 8的运用程序界面 8.3.2 动画的