《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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7．1．1多媒体技术的发展与定义多媒体技术的发展多媒体计算机技术最早起源于20世纪80年代中期。

1984年，美国Apple公司在Macintosh上大胆地引入位映射(bitmap)的概念来对图进行处理，使用了窗口(Windows)和图符(Icon)作为用户接口，并最早用GUI(图形用户接口)取代CUI，用鼠标和菜单取代了键盘操作。1985年开始了窗口(Windows)的研制。

7．1多媒体技术的基本概念《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第2页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

1987年又引入“超级卡”(Hypercard)，使Macintosh机成为用户易使用、易学习且能处理多媒体信息的机器。

1985年，美国Commodore个人计算机公司推出世界上第一台多媒体计算机Amiga,配置了Motorola公司生产的M68000微处理器作为CPU，采用了自己研制的3个专用芯片：图形处理芯片Agnus8370、音响处理芯片Paula8364和视频处理芯片Denise8362。

Commodore还提供了一个多任务Amige操作系统，并且有下拉菜单、多窗口、图符(Icon)等功能。

1986年，Philips和Sony公司联合推出ID-I(CompactDiscInteractive，交互式紧凑光盘系统)，同时公布了CD-ROM文件格式，后来经过国际标准化组织(ISO)的承认而成为国际标准。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第3页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

该项技术对大容量存贮设备光盘的发展产生了巨大的影响，为存贮声音、文字、图形、视频等数字化信息提供了有效的手段。

1991年，Intel和IBM公司又推出多媒体改进技术ActionmediaⅡ，硬件部分由采集板和用户板组成，可作为微通道和ISA总线的选件；在软件方面开发出多媒体的音频和视频内核AVK(AudioVideoKernel)，并逐步扩展到Windows3.1和OS/2的2.0以上。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第4页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

媒体是信息的载体，通常概念的“媒体”，可分为以下五种类型：感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体2.媒体的表现形式《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第5页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础感觉媒体：能直接作用于人们的感觉器官，从而能使人产生直接感觉的媒体。如语音、音乐、各种图像、动画、文本等。表示媒体：为了传送感觉媒体而人为研究出来的媒体。借助于此种媒体，便能更有效的存储或传送感觉媒体。如语言编码、电报码等。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第6页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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。

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。

传输媒体：用于传输某些媒体的媒体，如电话线、电缆光纤等。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第7页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础3.多媒体的定义

关于多媒体的概念，国内外也产生了不同的定义。有代表性的几种解释是：

(1)计算机交互式综合处理多种媒体信息——文本、图形、图像和声音，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。

(2)多媒体是以下两种以上媒体组成的结合体：文本、图形、动画、静态视频、动态视频、声音。这就意味着电视节目、动画片、个人视话(AV)表现都可以被看作是多媒体。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第8页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(3)多媒体是传统的计算媒体——文字、图形、图像以及逻辑分析方法等与视频、音频以及为了知识创建和表达的交互式应用的结合体。

(4)多媒体技术就是能对多种载体(媒介)上的信息和多种存储体(媒质)上的信息进行处理的技术。

(5)多媒体是声音、动画、文字、图像和录像等各种媒体的组合。多媒体系统是指用计算机和数字通信网技术来处理和控制多媒体信息的系统。

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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。1.信息载体的多样性7．1．2多媒体技术主要特征《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第10页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(2)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。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第11页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(3)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。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第12页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(4)实时性

实时性是指视频图象和声音必须保持同步性和连续性《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第13页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础2.多媒体数据的特点数据量巨大数据类型较多数据存储容量差别大数据处理方法不同数据输入和输出复杂《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第14页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础3.多媒体文件的存储格式文件格式实际上是一种信息的数字化存储方式。多媒体文件包含文件头和数据两部分。文件头多媒体数据4.流媒体文件多媒体文件又可分为静态多媒体文件和流式媒体文件（简称流媒体）。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第15页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

1多媒体的硬件系统一个典型的多媒体硬件配置环境如图7-2所示。多媒体硬件的核心是计算机，CPU是计算机的“心脏”，衡量多媒体计算机的CPU芯片主要指标是两项。一项是运算速度，也称主频，即CPU的内部运算“时钟”频率。例如主频是133MHz就意味着该CPU每秒能处理133×106条基本指令，主频越大则速率越快。目前，仅PentiumCPU的主频就发展到PⅢ550MHz。另一个指标是对多媒体指令的处理能力。比如，Intel公司开发的新一代PentiumCPUP55C就使用了一种称为MMX(MultiMediaExtension:7．1．3多媒体计算机系统组成

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多媒体的硬件环境《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第17页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

多媒体扩展)的新技术，它在CPU原有的指令集基础上，引进了一组基本的通用整型多媒体指令集，大大提高了计算机对图形图像、MPEG视频、音乐合成、语音识别与压缩、电视会议、3D游戏的处理能力。另外，多媒体对计算机的内存也要求很高，例如，Windows本身和其它多媒体程序运行时就需要占用数兆字节至几十兆字节的内存，因此，理想的多媒体计算机需要大量的内存。在一般场合下，内存超过某个特定值(一般为32MB)以后，增大内存并不能使计算机运算速度显著提高，但内存太小则肯定会降低运算速度。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第18页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

为了能够显示高质量的图像，多媒体计算机必须选用高分辨率(1024×768)和显示多种颜色的显示器。例如，照片的显示，则至少要求256种颜色。对于TrueColor(真彩)则要求能显示16777216色。显示卡则最低要求是8bit，若显示更加真实的色彩则应选用24bit的显示卡。

CD-ROM驱动器是多媒体应用的关键设备之一。虽然CD-ROM并不是多媒体的必需设备，和软盘、硬盘一样，也是存贮和恢复数据的一种介质，但由于光盘容量大(一张光盘容量超过600MB)、成本低、携带方便、信息稳定等优点，已成为存贮多媒体信息的最佳介质。衡量CD-ROM驱动器的技术指标很多，最主要的还是速度。由于CD-ROM的速度相对于硬盘比较慢，高速驱动器才能快速读取数据，避免不连续视频和音频等问题。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第19页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

目前CD-ROM驱动器的速度不断提高，48倍速的CD-ROM驱动器已经用得很普遍，而且更高倍速的驱动器还在不断上市。对于多媒体应用来讲，至少要有8倍速的CD-ROM驱动器。音频是多媒体信息的重要成分，也是多媒体最重要的标志之一。计算机主要借助音频扩展卡来处理音频信息，它可以把话筒送来的模拟音频信号转换成数字信号，用计算机来处理数字化的音频信号，也可以把计算机中的数字信号转换成模拟信号送到扬声器。用户可以选择抽样频率和量化比特。抽样频率为8kHz，量化数为8bit时，就可以获得电话质量的音频信号；抽样频率增加到44.1kHz，量化数为16bit时，就可以获得激光唱盘的音频信号。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第20页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

计算机配备上视频扩展卡，还能够录制和演播视频信号。视频卡大致可分为3类，分别是视频采集卡、视频回放卡和电视接收卡。视频采集卡又可分为高质量视频采集卡、高质量的AVI采集卡和普通视频采集卡。高质量视频采集卡适用于影视、卫星广播、多媒体开发商等领域；高质量的AVI采集卡适用于商业演示、CD-ROM片、录像带制作等；普通视频采集卡适用于对图像质量要求不太高的多媒体演示系统等视频应用。视频回放卡(解压卡)，主要功能是播放CD-I、VideoCD、KaraokeCD、PhotoCD等格式的影碟/光盘。电视接收卡(TV卡)，主要用于接收电视信号，以便在计算机上观看电视节目。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第21页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

2多媒体的软件系统多媒体计算机除了满足一定的硬件配置要求外，还必须有一定的软件来支持，否则难以实现其多媒体功能。从多媒体软件的功能来看，可分为系统软件、多媒体素材编辑软件、多媒体制作工具软件和多媒体应用软件。

(1)多媒体系统软件多媒体系统软件也就是通常说的多媒体操作系统，它属于最底层的多媒体软件。目前，PC平台上主要有3种操作系统，一是Apple公司于1984年推出的MacOS，它是最早的多媒体操作系统。1989年，在MacOS基础上又推出System，随后又正式发表System的多媒体扩充QuickTime，基于其System7.5操作系统，配有最新的声像技术装备的PC机已是一台不需插任何卡的高性能多媒体计算机。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第22页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

另一个操作系统是WME(WindowsMultimediaExtension)。Microsoft公司于1990年在Windows3.0的基础上扩充了多媒体功能，在Windows3.1内置的多媒体程序主要有媒体播放器(MediaPlayer)和录音机(SoundRecorder)；另外，还为多媒体应用开发人员提供了媒体控制接口、应用编程接口和对象链接与嵌入等系统支持。媒体控制接口能为应用软件与相关的多媒体设备进行的通信提供命令驱动机制；应用编程接口是给软件开发人员提供一组函数，支持对波形文件和MIDI设备的操作；利用对象链接与嵌入技术，能将某一应用程序中的信息(例如声音、图像、动画等)，直接放入到另一个应用程序所创建的文档中。1995年，Microsoft公司又推出Windows95，进一步加强了对多媒体、视频和游戏的支持。随后又推出Windows98，目前已成为多媒体计算机的主流操作系统。最近，微软公司又推出一种功能更完善的操作系统Windows2000。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第23页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

第三个常用的操作系统是OS/2MMPM/2(MultimediaPresentationManager/2)，OS/2是真正的32位、多任务操作系统，在OS/22.0的基础上扩展了多媒体子系统MMPM/2，已成为3个主要的多媒体基础平台之一。

(2)多媒体素材编辑软件多媒体素材编辑软件也称数据准备和编辑软件，主要用于采集、整理和编辑各种媒体数据。该类软件种类很多，例如文字处理、声音录制和编辑、计算机图形制作、图像扫描和处理、全动态视频采集、动画生成编辑等软件，它实际上是创作软件中的一个工具类部分。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第24页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(3)多媒体创作工具软件多媒体创作工具软件又称多媒体编辑创作软件，是多媒体专业人员在多媒体操作系统之上开发的，供特定应用领域的专业人员组织编排多媒体数据并将它们联接成完整的多媒体应用的系统工具。该类软件风格各异，适用的领域也不尽相同，较著名的软件有Macromedia公司的Authorware和Director，HSCSoftware公司的HSCInterActive，Asymetrix公司的ToolBook以及我国方正公司的奥恩等。Office97中的PowerPoint软件也可以看成一类专用的多媒体制作工具，适宜于开发商业多媒体演示、幻灯片和电子教案等多媒体应用。(4)多媒体应用软件多媒体应用软件是在多媒体硬件平台上设计开发的面向应用的软件或由这些软件创作工具开发出来的应用软件。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第25页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

7．1．4多媒体的关键技术《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第26页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础1视频音频数据压缩/解压缩技术

研制MPC需要解决的关键问题之一是要使计算机能适时地综合处理声、文图信息。 选用合适的数据压缩技术，有可能将字符数据量压缩到原来的1/2左右，语音数据量压缩到原来的1/2-1/10，图像数据量压缩到原来的1/2-1/60。 如今已有压缩编码/解压缩编码的国际标准JPEG和MPEG。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第27页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础2.大容量信息存储技术

利用数据压缩技术，在一张CD-ROM光盘上能够存取70多分钟全运动的视频图像或者十几个小时的语言信息或数千幅静止图像。 在CD-ROM基础上，还开发了CD-I和CD-V、可录式光盘CD-R、高画质、高音质的光盘DVD以及PHOTOCD等。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第28页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础3.多媒体输入与输出技术

多媒体输入/输出技术包括媒体变换技术、媒体识别技术、媒体理解技术和综合技术。

媒体变换技术是指改变媒体的表现形式。如当前广泛使用的视频卡、音频卡（声卡）都属媒体变换设备。

媒体识别技术是对信息进行一对一的映像过程。例如，语音识别技术和触摸屏技术等。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第29页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础4.多媒体专用芯片技术

专用芯片是多媒体计算机硬件体系结构的关键。为了实现音频、视频信号的快速压缩、解压缩和播放处理，需要大量的快速计算，只有采用专用芯片，才能取得满意的效果。 多媒体计算机专用芯片可归纳为两种类型：一种是固定功能的芯片；另一种是可编程的数字信号处理器（DSP）芯片。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第30页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．2多媒体信息的数字化7．2．1文本信息的数字化文本(Text)由字符型数据(数字、字母、符号、汉字等)组成，文本信息的数字化主要是对文本信息在计算机中的表示进行统一的二进制编码。字符编码是以某种固定的顺序排列字符，然后对每个字符进行唯一性编号。字符编码往往以国家或国际标准的形式颁布《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第31页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础1．ASCII(ASCII码)ASCII(美国标准信息交换编码)用1个字节的低7位(最高位为0)表示128个不同的字符，包括大写和小写的26个英文字母，o～9的10个数字，33个通用运算符和标点符号，以及33个控制码。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第32页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础十进制十六进制字符十进制十六进制字符十进制十六进制字符十进制十六进制字符000NUL3220SP6440@9660‘101SOH3321！6541A9761a202STX3422"6642B9862b303ETX3523#6743C9963c404EOT3624$6844D10064d505ENQ3725%6945E10165e606ACK3826&7046F10266f707BEL3927,7147G10367g808BS4028(7248H10468h909HT4129)7349I10569i100ALF422A*744AJ1066Aj110BVT432B+754BK1076Bk120CFF442C,764CL1086Cl130DCR452D-774DM1096Dm140ESO462E.784EN1106En150FSI472F/794FO1116Fo1610DLE483008050P11270p1711DC1493118151Q11371q1812DC2503228252R11472r1913DC3513338353S11573s2014DC4523448454T11674t2115NAK533558555U11775u2216SYN543668956V11876v2317ETB553778757W11977w2418CAN563888858X12078x2519EM573998959Y12179y261ASUB583A:905AZ1227Az271BESC593B;915B[1237B{281CFS603C<925C\1247C|291DGS613D=935D]1257D}301ERS623E>945E^1267E~311FUS633F?955F-1277FDEL《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第33页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

2．GB2312-80(国标码)。我国在GB2312—80《信息交换用汉字编码字符集基本集》国家标准中规定：一个汉字用两个字节表示，每个字节只用低7位，最高位为0。

GB2312-80共收录6763个简体汉字、682个符号，其中一级汉字3755个，以拼音排序，二级汉字3008个，以偏旁排序。

GB2312—80在使用简体中文的地区是强制使用的唯一中文编码。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第34页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础3．GBK(大字库)GBK是GB2312—80的扩展，是向下兼容的。它包含了20902个汉字.Windows98／2000／XP／2003简体中文版是以GBK为基本汉字编码，但兼容GB2312—80标准。

GBl8030—2000(简称为GBK2K)在GBK的基础上进一步扩展了汉字，增加了藏、蒙等少数民族的字形。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第35页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

4．Big5(大五码)

港台地区的计算机，其中的汉字编码大多采用Big5编码，它与GB2312—80国标码不兼容。

Big5编码共定义了13868个字符，其中包括5401个常用字、7652个次常用字、7个扩充字以及808个符号，总计13060个汉字，汉字部分均以部首为序。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第36页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

5．Unicode(大字符集)Unicode是对国际标准ISO／IECl0646编码的一种称谓(也称为大字符集)，它是ISO于1993年颁布的一项重要国际标准，其目标是全球所有文字进行统一编码；另外它又是由美国的Microsoft、IBM、HP、Apple等大公司组成的企业联盟的名称，该联盟的宗旨是推进多文种地统一编码。

Unicode包含：符号6811个，汉字20902个，韩文拼音11172个，造字区6400个，保留20249个，共计65534个字符编码。

Unicode用两个字节表示一个字符，最明显的好处是简化了汉字的处理过程。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第37页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．2．2图形信息的数字化1．矢量图形的特点图形(Graphic)一般指矢量图形文件，矢量图形是用一组指令集合来描述图形的内容，这些描述包括图形的形状(如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线等)、位置(如z，y，z坐标)、大小、色彩等属性。在图形文件中，只记录生成图形的算法和图上的某些特征点参数,占用的存贮空间小，打印和放大时图形质量高。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第38页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础2．矢量图形文件格式(1)

CDR格式：矢量图形设计软件CorelDRAW专用格式。(2)

AI格式：Adobe公司矢量图形设计软件Illustrator专用格式。(3)

DWG格式：计算机辅助设计软件AutoCAD专用格式。(4)

3DS格式：三维动画设计软件3DSMAX专用图形格式。(5)

FLA格式：Flash动画设计软件专用格式。(6)

VSD格式：微软公司网络结构图设计软件Visio专用格式。(7)

WMF格式：Windows中的图元文件格式，它具有文件短小、图案造型化的特点，其图形往往较粗糙。

(8)EMF格式：微软公司开发的Windows32位扩展图元文件格式。(9)SVG格式：SVG是由W3C(互联网联盟)组织研究和开发的矢量图形标准。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第39页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．2．3图像信息的数字化1．图像的数字化

多媒体设备或计算机对一幅自然图像进行数字化时，首先必须把连续的自然图像进行离散化处理，离散化的结果就产生了数字图像。

当计算机将数字图像输出到显示器、打印机、电视机等模拟信号设备时，又必须将离散化的数字图像合成为一幅多媒体设备能够接受的自然图像。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第40页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础2．图像的色彩深度《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第41页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础3．图像的分辨率

分辨率是数字化图像的重要性能指标，图像分辨率越大，图片文件的尺寸越大，也能表现更丰富的图像细节。

图像分辨率有以下几个方面的含义：(1)图像分辨率：数字化图像水平与垂直方向像素的总和。(2)屏幕分辨率：一般用显示器屏幕水平像素X垂直像素表示，如1024×768等。

(3)印刷分辨率：图像在打印时，每英寸像素的个数，一般用dpi(像素／英寸)表示。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第42页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础4．图像文件格式(1)BMP格式：BMP(位图)是Windows操作系统中最常用的图像文件格式。其文件结构简单，形成的图像文件较大，它最大优点是能被大多数软件接受。(2)TIF格式：TIFF(标记图像文件格式)是一种工业标准图像格式，TIF文件存储的图像质量非常高，但占用的存储空间也非常大，信息较多，这有利于图像的还原。TIF文件主要应用于美术设计和出版行业。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第43页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(3)JPG格式：JPEG(联合照片专家组)于1991年提出了“多灰度静止图像的数字压缩编码”(简称JPEG标准)，这是一个适用于彩色、单色和多灰度静止数字图像的压缩标准。可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。JPG文件格式是互联网上的主流图像格式。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第44页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(4)GIF格式：

GIF是一种压缩图像存储格式，它采用无损LZW压缩方法，压缩比较高，文件很小。

GIF文件格式允许在一个文件中存储多个图像，因此可实现动画功能。

GIF图像文件格式是目前互联网上使用最频繁的文件格式。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第45页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(5)PNG格式：

PNG(流式网络图形)文件采用无损压缩算法，它的压缩比高于GIF文件。

PNG是一种点阵图像文件，是一种新兴的网络图形格式。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第46页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．2．4音频信息的数字化

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第47页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础音频

数字音频（Audio）可分为波形声音语音和音乐。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第48页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第49页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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）。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第50页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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）。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第51页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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

44.1K×16×2×60÷8=10584KB若使用双声道，存储量再增加一倍《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第52页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．2．5动画信息的数字化

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第53页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第54页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

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《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第55页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．2．6视频信息的数字化

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第56页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础视频

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。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第57页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

视频标准主要有NTSC制和PAL制两种。

NTSC标准为30fps，每帧525行。

PAL标准为25fps，每帧625行。

视频的技术参数有： 帧速 数据量 图像质量《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第58页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．3多媒体数据压缩技术7．3．1多媒体信息的数据量

数字化的图形、图像、视频、音频等多媒体信息数据量很大，下面分别以文本、图形、图像、声音和视频等数字化信息为例，计算它们的理论数据存储容量。

(1)文本数据量：设屏幕的分辨率为1024X768，屏幕显示字符大小为16X16点阵像素，每个字符用2个字节存储，则满屏字符的存储空间为：

L1024(水平分辨率)／16(点)X768(垂直分辨率)／16(点)]X2(bit)＝6KB《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第59页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(2)矢量图形数据量：矢量图形所需的存储空间较小。例如，存储一幅由500条直线组成的矢量图形，也就是要存储构造图形的线条信息，每条线的信息可由起点坐标(x1，y1)、终点坐标(x2，y2)、线条颜色、线条宽度、线条类型(虚线、实线等)等属性表示，其中4个坐标属性每个用2个字节存储，其他5个属性用1个字节存储，则存储这幅图形的存储空间为：

[4(坐标点)X2(字节)+5(属性)X1(字节)]X500(条)＝6．35KB《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第60页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(3)点阵图像数据量：如果用扫描仪获取一张11英寸X8．5英寸(相当于A4大小)的彩色照片输入计算机，扫描仪分辨率设为300dpi，扫描色彩为24位RGB彩色图，经扫描仪数字化后，图像的存储空间为：

11(英寸)X300(dpi)X8．5(英寸)X300(dpi)X24(位)／8(bit)＝24MB《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第61页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(4)数字化声音数据量：模拟电话的声音频率为4kHz，为了达到这个指标，采样频率必须为8kHz，量化精度为8位，1秒钟电话语音传输的数据量为：

8000(Hz)X8(位)X1(秒)＝64kbps《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第62页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(5)数字化高质量音频：人们听到的最高声音频率为22kHz，制作CD音乐时，为了达到这个指标，因此采样频率为44．1kHz，量化精度为32位。存储一首4分钟的立体声数字化音乐需要的存储空间为：

44100(Hz)X32(位)X2(声道)X240(秒)／8(bit)＝80．7MB《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第63页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(6)数字化视频数据量：

NTSC制式的视频图像分辨率为640X480，每秒显示30幅视频画面(帧频为30fps)，色彩采样精度为24位，因而存储1秒钟未经压缩的数字化NTSC制式视频图像，需要的存储空间为：。640(水平分辨率)X480(垂直分辨率)X24(位)X30(帧)／8(bit)＝26．4MB《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第64页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．3．2多媒体数据的冗余

在实际中，我们需要的是各种信号数据携带的信息，而数据中存在许多与有用信息无关的数据，这就是所谓数据冗余。如果能够有效地去除这些冗余，就可以达到压缩数据的目的。解决数据压缩技术的核心问题就是利用最少的时间和最小的空间，传输和保存多媒体的数据。数据冗余一般有6种。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第65页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础1.空间冗余空间冗余在图像数据中经常存在。例如，图像中的某个区域的颜色是相同的，相邻像素的颜色信息相同，则该区像素这个颜色相关性的光成像结果在数字化图像中就表现为数据冗余。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第66页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础2.时间冗余时间冗余在序列图像(电视图像、运动图像)和语音数据中经常存在。如当一景物是静止或运动较慢时，相邻两帧图像基本相同，即后一幅图像中的背景及物体与前一幅的有很强的时间相关性。再有，人说话时发音的频率是一个连续和渐变的过程，时间上不是完全独立的。这些都反映为时间冗余。空间、时间冗余是我们将图像信号看作概率信号所反映出的统计特性，也被称为统计冗余。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第67页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础3.信息熵冗余(编码冗余)

信息熵指一组数据所携带的信息量。在实际应用中，我们数据编码的码元长按概率对应的数据量往往大于信息熵，这就是信息熵冗余，或称为编码冗余。

4.结构冗余图像存在结构上的一致，如草席、网格图像，反映为结构冗余。

5.知识冗余许多图像的理解与某些知识有很大的相关性。如人脸的图像有固定的结构，我们已知它的结构规律，此类即是知识冗余。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第68页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础6.视觉冗余人的视觉系统并不是对于图像场的任何变化都能查觉的，如对色差信号的变化不敏感。这样在数据压缩和量化过程中引入了噪声，使图像发生变化，只要这个变化值不超过视觉的可见阈值，就认为是足够好。此类冗余就是视觉冗余。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第69页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7.3.3数据压缩技术

压缩处理一般由两个过程组成：一是编码过程，即将原始数据经过编码进行压缩；二是解码过程，即将编码后的数据还原为可以使用的数据。数据压缩可分为无损压缩和有损压缩两大类。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第70页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础1．无损压缩无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩，解压缩后可完全恢复原始数据，而不引起任何数据失真。2．有损压缩图像或声音的频带宽、信息丰富，人类视觉和听觉器官对频带中的某些成分不太敏感，有损压缩以牺牲这部分信息为代价，换取了较高的压缩比。有损压缩在还原图像时，与原始图像存在一定的误差，但视觉效果一般可以接受，压缩比可以从几倍到上百倍。

3．混合压缩混合压缩利用了各种单一压缩方法的长处，在压缩比、压缩效率及保真度之间取得最佳的折中。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第71页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．3．4JPEG静止图像压缩标准

彩色静止图像编码在彩色传真、电话会议、卫星图片、图像文献资料、医疗图像及新闻图片等的传输与保存中有着日益广泛的应用。因此，极需要一种标准的图像压缩算法，使不同厂家的系统设备可以相互操作，以使得上述的应用得到更大的发展，而且各个应用之间的图像交换更加容易。国际标准组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合专家组JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)于1986年成立，一直致力于这项国际标准化方案的制订工作，并于1991年推出连续色调(彩色)静止图像压缩标准，以满足几乎所有连续色调静止图像应用的需要。现在按此标准开发的图像压缩芯片及其它产品已得到应用。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第72页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础JPEG标准的目的是满足以下要求：

(1)可大范围调节图像压缩率及其相应的图像保真度，同时编码器是参数可调的，以便使用户应用时可以选择期望的压缩/质量比。

(2)能应用于任何连续色调数字源图像(实际应用中可遇到的图像很多，不限制图像的尺寸、色彩空间、像素长宽比等条件)，不限制图像的景像内容(如复杂程度、色彩范围或统计特性等)。

(3)计算复杂性易控制，不但使软件实现可在一定能力的CPU上完成，而且对高性能要求的应用，能在可行的成本下用硬件来实现。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第73页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．3．5MPEG动态图像压缩标准

运动图像专家组(MPEG)负责开发电视图像和声音的数据编码和解码标准，这个专家组开发的标准都称为MPEG标准。

MPEG标准利用图像之间的相关特性，消除电视画面之间的图像冗余，这大大提高了视频图像的压缩比。

MPEG标准有：MPEG—1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7等。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第74页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

1．MPEG运动补偿压缩技术

(1)运动补偿预测技术(2)运动补偿插值技术《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第75页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础2．MPEG-1标准MPEG—1视频压缩算法采用了3个基本技术：运动补偿(预测编码和插补编码)、DCT变换编码技术和熵编码技术。MPEG—1的画面分辨率很低，只有352×240个像素，1秒钟30幅画面(帧频)，采用逐行扫描方式。MPEG-1广泛应用于VCD视频节目。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第76页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础3．MPEG-2标准MPEG-2采用了一种非对称算法：运动图像的压缩编码过程，与还原编码过程不对称，解码过程要比编码过程相对简单。它是一种非常灵活的声音编码标准。DVD采用MPEG-2PS格式，它主要用来存储固定时长的节目。

HDTV采用MPEG—2TS格式，它是一种视频流格式，主要用于实时传送节目。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第77页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

4．MPEG-4标准

MPEG-4是一种针对低速率(<64kbps)下的视频、音频压缩算法。它的显著特点是基于节目内容的编码，MPEG-4更加注重多媒体系统的交互性、互操作性、灵活性。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第78页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

5．MPEG-7标准

MPEG-7的正式名称为“多媒体内容描述接口”，它主要研究解决多媒体声像数据的内容检索问题。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第79页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

7.4常用多媒体素材处理软件

多媒体素材制作过程需要熟悉和掌握大量的图形、图像、声音、动画、动画工具软件，并且要了解这些软件的特点、基本工作模式、处理方法和技巧等内容。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第80页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础1．文字处理软件

COOL3D是Ulead公司出品的一个专门制作三维立体文字效果的软件，可以用来制作文字的各种静态或动态的特效，如立体、扭曲、变换、色彩、材质、光影、运动等，并可以把生成的动画保存为GIF和AVI文件格式。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第81页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

2．矢量图形处理软件CorclDRAW是加拿大Corel公司开发的矢量图形设计软件。

CorelDRAW还集成了图像编辑、图像抓取、位图转换、动画制作等一系列实用的很强程序，构成了一个高级矢量图形设计和编辑的软件包。广泛用于平面设计、包装装潢、彩色出版与多媒体制作等领域。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第82页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

3．点阵图形处理软件(1)Photoshop：Photoshop是图像处理中功能最强大，应用最广泛的专业软件。(2)Photolmapct：Photolmapct图像处理软件具有界面友好，操作简单等特点，它在图像处理和网页制作方面的能力也相当不错，其中提供了大量的模板和组件，适合于非专业多媒体设计者。(3)Fireworks：Fireworks图形软件可以直观地创建和优化用于网页的图像，并进行精确控制。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第83页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础4．音频处理软件

(1)CakewalkSonar：Cakewalk具有强大的MIDI制作、音频录制、编辑、混音、伴奏和操控等功能，是一个综合性的音乐软件。(2)CoolEditPro:CoolEditPro提供了多种音频处理特效，如放大、降低噪音、压缩、扩展、回声、失真、延迟等,可以同时处理多个音频文件，轻松地在几个声音文件中进行剪切、粘贴、合并、重叠等操作,是一款普及率极高的音频编辑软件。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第84页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

(3)GoldWave：

GoldWave是一款简单易用的数码录音及编辑软件，它可以对数字音乐的各种音频格式进行转换。它可以现场录制声音文件，也可以对原有的声音文件进行编辑，制作出各种各样的效果。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第85页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

5．动画制作软件

(1)GIFAnimator：

GIFAnimator是台湾友立公司出版的GIF动画制作软件，软件提供了许多现成的动画特效，它可将AVl文件转成动画GIF文件，还能将GIF动画图片最佳化。

(2)Flash：

Flash可以创建交互式的矢量动画，将在后面进行详细介绍。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第86页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础(3)3DStudioMAX：

3DSMAX是AutoDesk的子公司Discreet推出的三维动画制作和建模软件。它具有1000多种特性，可以为电影、电视制作提供直观的建模和动画功能。它具有完善人物设计和模拟动画的效果，并增加了MAXScript编程语言，使三维动画的创建更加得心应手。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第87页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础6．视频制作软件

PremierePro是Adobe公司一款非线性视频编辑软件，它拥有大量专业工具,主要适用对视频及后期制作电视、广告专业人员。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第88页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．多媒体制作软件

Authorware是Macromedia公司推出的多媒体制作软件，它可以合成文本、图像、音频、动画、视频等多媒体素材，可用于制作内容丰富的多媒体软件。

Authorware采用一种基于图标和流线的多媒体创作方式，它具有丰富的函数及程序控制功能，融合了编辑系统和编程语言的特色。Authorware提供了11种交互方式供开发者选择以适应不同的需要。开发者可以充分地利用声音、文字、图像、动画和数字视频等在内的多种内容，来实现整个多媒体系统。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第89页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础8．工具软件

在多媒体素材处理和产品开发中，还经常会用到一些小型的工具软件。如：看图软件ACDSee、屏幕截图软件HyperSnap-DX、屏幕录像软件WinCam、文件压缩／解压缩软件WinRAR、音频视频播放软件、视频节目修复软件、视频格式转换软件、光盘制作软件、音频及视频解码器等软件。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第90页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7．5Photoshop图像处理

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第91页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础7.5.1Photoshop工作界面Photoshop应用程序窗口由标题栏、菜单栏、工具箱、工具参数、图像窗口（绘图区）、控制面板和状态栏等部分组成。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第92页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

1．菜单栏

包括文件、编辑(图像的复制、粘贴、删除、描边、填充、变形、旋转等功能)、图像(图像的色彩和亮度调整等功能)、图层、选择(对选区进行反选、羽化、扩展、收缩、旋转、变形等功能)、滤镜(图像特殊效果处理，如浮雕、变形等功能)、视图(图像的尺寸、对齐等功能)、窗口(控制面板的打开、关闭等功能)、帮助等命令菜单。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第93页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础2．工具条

工具条常用工具有：选区工具、移动工具、画笔工具、橡皮擦工具、色彩填充工具、图像局部处理工具、文字输入工具、钢笔路径工具、矢量图形工具、选色滴管工具、前景色／背景色选择工具等。

《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第94页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

3．工具参数

当用户选择某个工具后，工具参数栏就会显示这个工具的一些选项和参数。用户可以进行这个工具的详细选择和参数调整等操作。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第95页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

4．控制面板

导航器、信息、直方图面板：这些控制面板中使用最多的是导航器面板，可以用它调整绘图区在屏幕中的位置和大小。

颜色、色板、样式面板：经常利用颜色或色板选择颜色。

图层、通道、路径、历史记录、动作面板：其中图层面板是Photoshop中使用最频繁的一个工具。由于有图层功能，使图像处理这样一个非常专业化的工作，变成一个简单的拼图游戏。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础全文共110页，当前为第96页。《计算机应用基础》第7章多媒体技术基础

5．绘图区

绘图区也称为“画板”，是Photoshop显示和