《数字媒体技术》-第2章

2.1数字媒体硬件环境2.1.1计算机核心系统现在使用的各种计算机都是根据冯·诺依曼体系理论进行设计和制造的。构成计算机的硬件系统通常包括以下五部分：①输入设备：将数据、程序、文字符号、图像、声音等信息输送到计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪和各种传感器等。②输出设备：将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。③存储器：将输入设备接收到的信息以二进制数据形式进行存储。存储器有两种，分别是内存储器和外存储器。下一页返回2.1数字媒体硬件环境④运算器：完成各种算术运算和逻辑运算的装置，能做加、减、乘、除等数学运算，也能做比较、判断、查找、逻辑运算等。⑤控制器：是计算机指挥和控制其他部件工作的中心，其工作过程类似人的大脑指挥和控制人的器官。按照冯·诺依曼计算机理，计算机在处理具体信息时的实际工作过程如下：①由专职程序员或其他人员编写的程序，一般保存在光盘上或通过网络提供给其他用户。②用户将程序安装在计算机硬盘上，有的程序无须安装。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境③用户在计算机待命状态时，通过键盘或鼠标发出运行某具体程序的指令。④计算机将需要运行的程序和相应的数据从硬盘或光盘读入内存。⑤CPU根据程序指令逐步进行相应的各种运算，在运算过程中，CPU将根据需要与内存或硬盘交换数据。⑥计算机完成程序所设置的全部运算指令后，根据程序设计决定将最终结果输出到显示器或通过打印机输出。⑦程序运行结束后，计算机完成处理信息工作的全部过程，返回准备接受用户下一个指令的待命状态。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境2.1.2基本外设随着计算机多媒体技术的迅速发展，音视频处理、光存储和网络连接成为计算机系统的扩展功能，相应的声卡、显卡、光存储器和网卡目前已成为计算机的基本组成部分。1.声卡声卡也叫音频卡，是多媒体计算机中最基本的组成部分，是实现声音与数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、光盘等的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口（MIDI）使乐器发出美妙的声音。目前，大多数计算机中的声卡都被芯片化集成在主板上。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境图2-1所示为声卡示例。声卡的工作原理是从话筒等输入设备中获取模拟声音信号，然后通过模/数转换器（ADC），将声波振幅信号采样并转换成一串数字信号，最后存储到计算机中。重放时，这些数字信号被送到数/模转换器（DAC），以同样的采样频率还原为模拟波形，经放大后送到扬声器发声。声卡的主要作用如下：①录制数字声音文件。通过声卡及相应的驱动程序的控制，采集自话筒、收录机等音源的信号，压缩后被存放在计算机系统的内存或硬盘中。②将硬盘或光盘中压缩的数字化声音文件还原成高质量的声音信号，放大后通过扬声器放出。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境③对数字化的声音文件进行加工，以达到某一特定的音频效果。④控制音源的音量，对各种音源进行组合，实现混响器的功能。⑤利用语言合成技术朗读文本信息，如读英语单词和句子、奏音乐等。⑥提供MIDI功能，使计算机可以控制多台具有MIDI接口的电子乐器。另外，在驱动程序的作用下，声卡可以将以MIDI格式存放的文件输出到相应的电子乐器中，使其发出相应的声音。2.显卡显卡，全称为显示接口卡，又称为显示适配器，是计算机最基本的组成部分之一。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境显卡的用途是将计算机系统需要显示的信息进行转换驱动，并控制显示器将其正确显示。显卡是连接显示器和计算机主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。显卡可分为集成显卡和独立显卡。集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上，与主板融为一体。集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱，显卡不能进行硬件升级，但可以通过CMOS调节或刷入新BIOS文件进行软件升级来挖掘显示芯片的潜能。集成显卡的优点是功耗低、发热量小，部分集成显卡的性能已经可以媲美入门级的独立显卡。集成显卡的缺点是处理性能受限。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上，作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽（ISA、PCI、AGP或PCI-E）。独立显卡的优点是能单独安装，有显存，一般不占用系统内存，在技术上较集成显卡先进得多，有更好的显示效果和性能，容易进行硬件升级。独立显卡的缺点是系统功耗有所加大，发热量也较大，需额外购买。图2-2所示为独立显卡示例。3.光存储器光存储器是由光盘驱动器和光盘片组成的光盘驱动系统。光存储技术是一种通过光学的方法读写数据的技术,它的工作原理是改变存储单元的某种物质的反射率,使反射光极化方向,并利用这种性质来写入二进制数据。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境光存储器具有较大的存储容量。图2-3所示为光盘外观图，图2-4所示为光盘驱动器。光存储器与硬、软磁盘相比，具有如下优点：①存储密度高且容量大。②数据传输的速度高。③采用无接触记录方式。④数据保存时间长。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境常用的光盘系统有CD和DVD两种，其中CD又包含CD-ROM（只读光盘）、CD-R（一次写入光盘）和CD-RW（可擦写光盘）等几种格式；DVD又包含DVD-R（可记录DVD）、DVD-RW（可重写DVD）等格式。4.网卡网卡也称网络适配器，是计算机局域网中最重要的连接设备之一。计算机主要通过网卡接入网络。网卡的工作是双重的：一方面，它负责接收网络上传来的数据包，解包后将数据通过协议识别变成帧，然后通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面，它将本地计算机上的数据按协议大小分解打包后送入网络。图2-5所示为网卡。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境根据工作对象的不同，局域网中的网卡通常分为服务器专用网卡和兼容网卡。服务器专用网卡是为了适应网络服务器的工作特点而专门设计的，其主要特点是在网络上采用了专用的控制芯片，大量工作由这些芯片直接完成，从而减轻了服务器CPU的工作负担。但这类网卡的价格较高，一般只安装在一些专用服务器上，普通用户很少使用。兼容网卡多用于普通计算机，这些网卡在个人计算机上是通用的，所以称为“兼容网卡”。兼容网卡价格低，工作比较稳定。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境2.1.3扩展的输入/输出设备输入设备是向计算机输入信息的外部设备，它将程序、数据、命令以及某些标识等信息按一定要求转换成计算机能够接收的二进制代码，并输送到计算机中进行处理。输出设备则是把处理器运算处理后的最终结果或中间结果，用人所能识别的各种信息形式表示出来的外部设备。1.移动硬盘移动硬盘是在计算机之间交换大容量数据，并强调便携性的存储产品。图2-6所示为移动硬盘。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境移动硬盘具有如下特点：①容量大。②传输速度高。③使用方便。2.打印机打印机是将计算机的运算结果或中间结果以人所能识别的数字、字母、符号和图形等，按照规定的格式打印在纸上的设备。打印机可分为针式打印机、彩色喷墨打印机、激光打印机等几种类别。（1）针式打印机上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境在打印机历史上，针式打印机曾经在很长一段时间上占有着重要的地位。现在由于它打印质量较低、工作噪声过大，在多数商用打印领域已经看不到了，只有在银行、超市等用于票单打印的少数地方才能看见它的踪迹。图2-7所示为针式打印机。（2）彩色喷墨打印机彩色喷墨打印机凭借良好的打印效果与较低价位的优点而占领了广大中低端市场。此外，彩色喷墨打印机还具有更为灵活的纸张处理能力，在打印介质的选择上，喷墨打印机也具有一定的优势，它不仅可以打印信封、信纸等普通介质，还可以打印各种胶片、照片纸、光盘封面、卷纸、T恤转印纸等特殊介质。图2-8所示为彩色喷墨打印机。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境（3）激光打印机激光打印机是近年来科技发展的一种新产物，它提供了更高质量、更快速、更低成本的打印方式。它的打印原理是利用光栅图像处理器产生要打印页面的位图，然后将其转换为电信号等一系列的脉冲并送往激光发射器，在这一系列脉冲的控制下，激光被有规律地放出。与此同时，反射光束被接收的感光鼓所感光，激光发射时就产生一个点，激光不发射时就是空白，这样就在接收器上打印出一行点来。然后，接收器转动一小段固定的距离继续重复上述操作，当纸张经过感光鼓时，鼓上的着色剂就会转移到纸上，印成了打印页面的位图。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境最后，当纸张经过一对加热辊时，着色剂被加热熔化而固定在了纸上，从而完成打印的全过程。整个打印过程准确而且高效。图2-9所示为激光打印机。3.扫描仪扫描仪是一种计算机外部设备，它先捕获图像，再将其转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字信息。照片、页面、图纸、胶片，甚至纺织品、标牌面板、印制板样品等三维对象都可作为扫描对象，扫描仪提取扫描对象的图像并将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物等转换成可以编辑及存储的文件。图2-10所示为扫描仪。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境扫描仪的工作原理如下：扫描仪工作时发出的强光照射在稿件上，没有被吸收的光线将被反射到光感应器上。光感应器接收到这些信号后，将其传送到模/数转换器，模/数转换器再将其转换成计算机能读取的信号，然后通过驱动程序转换成显示器上能看到的正确图像。扫描仪的种类繁多，根据扫描介质和用途的不同，大体上分为平板式扫描仪、名片扫描仪、胶片扫描仪、文件扫描仪等。除此之外，还有手持式扫描仪、笔式扫描仪、实物扫描仪和3D扫描仪等。4.数码相机数码相机是一种利用电子传感器，把光学影像转换成电子数据的照相机。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境与普通相机在胶卷上靠溴化银的化学变化来记录图像的原理不同，数码相机的传感器是一种光感应式的电荷耦合或互补金属氧化物半导体。图像在传输到计算机以前，通常会先存储在数码存储设备中。图2-11所示为数码相机。数码相机的工作原理如下：当按下快门时，镜头将光线会聚到感光器件CCD（电荷耦合器件）上,CCD是半导体器件，它取代了一般相机中胶卷的地位，它的功效是把光信号转变为电信号。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境这样，就得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它还不能马上被送去计算机处理，还需要依照计算机的请求进行模/数转换，形成相应的数字信号。接下来，微处理器对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式。最后，图像文件被存储在内置存储器中，可通过LCD（液晶显示器）查看拍摄到的照片。数码相机的优点如下：①拍照之后可以立即看到照片，用户可以立即对不满意的作品重拍。②可以有选择地冲洗照片。③色彩还原和色彩范围不再依赖胶卷的质量。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境④感光度也不再因胶卷而固定，光电转换芯片能提供多种感光度供用户选择。数码相机的缺点如下：①由于通过成像元件和影像处理芯片进行转换，图像质量比光学相机欠缺层次感。②由于各个厂家的影像处理芯片技术不同，成像照片表现的颜色与实际物体也会有不同。5.轨迹球轨迹球是另外一种类型的鼠标，其工作原理与机械式鼠标的相同，内部结构也类似。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境不同的是轨迹球工作时球在上面，可直接用手拨动，而球座固定不动。由于轨迹球占用空间小，多用于笔记本电脑等便携机。轨迹球有两个按钮，一个用于用户单击或双击，而另一个提供选择菜单和拖动对象后需要的动作。轨迹球的最大优点就在于节省了空间，减少了使用者手腕的疲劳。图2-12所示为轨迹球的外观图。6.手写板手写绘图输入设备中最常见的是手写板（也叫手写仪），其作用和键盘类似。当然，该设备在功能上基本只局限于输入文字或者绘画，也带有一些鼠标的功能。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境手写板一般是使用一支专门的笔或者允许手指在特定的区域内书写文字。它通过各种方法将笔或者手指走过的轨迹记录下来，然后识别为文字。对于不喜欢使用键盘或者不习惯使用中文输入法的人来说非常有用，因为它不需要学习输入法。手写板还可以用于精确制图，例如可用于电路设计、CAD设计、图形设计、自由绘画以及文本和数据输入等。手写板有的集成在键盘上，有的是单独使用，单独使用的手写板一般使用USB口或者串口。目前手写板种类很多，有兼具手写输入汉字和光标定位功能的，也有专用于屏幕光标精确定位以完成各种绘图功能的。图2-13所示为手写板与计算机连接进行操作。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境7.触摸屏触摸屏（TouchPanel）又称为触控面板，是可接收触头的输入信号的感应式液晶显示装置。当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编制的程序驱动各种连接装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏使人机交互更为直截了当，极大地方便了那些不懂电脑操作的用户，是一种极富吸引力的新型多媒体交互设备。触摸屏的应用范围非常广泛，主要包括公共信息的查询，如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的信息查询等。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境此外，也可应用于办公、工业控制、军事指挥、数字游戏、点歌点菜、多媒体教学、景点导游等。图2-14所示为导游系统触摸屏界面。8.体感交互设备所谓体感技术，就是躯体动作感应控制技术，通俗来讲，是一种机器通过某些特殊方式对用户的动作进行识别、解析，并按照预定的方式将信息反映到机器上，从而实现对机器控制的最新技术。体感技术主要应用于游戏机，常见的体感交互设备有任天堂公司的Wii、微软的Kinect等。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境Wii的游戏方式给整个产业都带来了巨大的影响，它的控制器具有指向定位及动作感应两项功能，前者就如同光线枪或鼠标一般可以控制荧幕上的光标，后者可侦测三维空间中的移动及旋转，两者结合可以达成所谓的“体感操作”。Wii遥控器在游戏软件中可以化为球棒、指挥棒、鼓棒、钓鱼竿、转向盘、剑、枪、手术刀、钳子等工具，使用者可以通过挥动、甩动、砍劈、突刺、回旋、射击等各种方式来使用。可以说，体感的概念就是通过Wii才广为人知的。Kinect是微软公司在2010年6月发布的XBOX360体感周边外设。图2-15所示为Kinect体感外设图。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境9.动作捕捉设备动作捕捉（MotionCapture，Mocap）技术涉及尺寸测量、物理空间中的物体定位及方位测定等可以由计算机直接处理的数据。在运动物体的关键部位设置跟踪器，由Mocap系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。数据被计算机识别后，可以应用在动画制作、步态分析、生物力学和人机工程等领域。运动捕捉设备一般由以下几个部分组成：①传感器。所谓传感器，是固定在运动物体特定部位的跟踪装置，它将向Mocap系统提供运动物体的运动位置信息，一般会根据捕捉的细致程度确定跟踪器的数目。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境②信号捕捉设备。这种设备会因Mocap系统的类型不同而有所区别，它们负责位置信号的捕捉。对于机械系统来说，它是一块捕捉电信号的线路板；对于光学Mocap系统来说，它是高分辨率红外摄像机。③数据传输设备。Mocap系统，特别是需要实时效果的Mocap系统，需要将大量的运动数据从信号捕捉设备快速准确地传输到计算机系统并进行处理，而数据传输设备就是用来完成此项工作的。④数据处理设备。经过Mocap系统捕捉到的数据，在修正、处理后还要与三维模型结合才能完成相应的工作，这就需要应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境常见的动作捕捉设备有数据头盔、数据手套等。数据头盔是虚拟现实应用中的3D图形显示与观察设备，可单独与主机相连，以接收来自主机的3D图形图像信号。其使用方式为头戴式，辅以三个自由度的空间跟踪定位器，可进行虚拟现实输出效果观察；同时，观察者可做空间上的自由移动，如自由行走、旋转等。动作捕捉设备的特点是用户沉浸感极强，在虚拟现实硬件观察设备中，头盔显示器的沉浸感优于显示器的虚拟现实观察效果，逊于虚拟三维投影显示和观察效果。在投影式虚拟现实系统中，头盔显示器可作为系统功能和设备的一种补充和辅助。图2-16所示为头盔显示器5DTHMD的模型。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境数据手套是虚拟现实（VR）应用的主要交互设备，它作为一只虚拟的手或控件，用于3DVR场景的模拟交互，可进行物体抓取、移动、装配、操纵、控制等操作。数据手套有有线和无线、左手和右手、5个传感器和14个传感器之分，可用于多种3DVR或视景仿真软件环境中。一般来讲，数据手套通常须同时与6自由度的位置跟踪设备结合使用，以识别三维空间的位移信息，达到真正的虚拟人手的动作和位置跟踪。图2-17所示为5DT公司Glove16型14传感器数据手套。2.1.4手机和平板电脑1.手机上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境移动电话（Mobile），通常称为手机，是一种可以在较广范围内使用的便携式电话终端。第一代手机（1G）是指模拟的移动电话，最早由美国摩托罗拉公司推出。第二代手机（2G）也是最常见的手机。通常，这些手机使用PHS、GSM或者CDMA等十分成熟的标准，具有稳定的通话质量和合适的待机时间。第三代手机（3G）使用第三代移动通信技术。一般地讲，相对第一代模拟制式手机和第二代GSM、CDMA等数字手机，第三代手机是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境目前，第四代手机（4G）已逐渐成为主流，它指的是第四代移动通信技术，也是3G的延伸。4G集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频图像，它的图像传输质量和高清晰度与电视不相上下。2.苹果智能手机iPhone苹果公司推出的iPhone将移动电话、可触摸屏以及具有桌面级电子邮件、网页浏览、搜索和地图功能的互联网通信设备完美地融为一体。iPhone引入了多触点显示屏和全新用户界面，让用户用手指即可对它进行控制。iPhone还开创了移动设备软件功能的新纪元，重新定义了移动电话的功能。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境iPhone集成了照相机、个人数码助理、媒体播放器以及无线通信设备等功能，支持EDGE和802.11b/g无线上网。此外，设备内置有感应器（即重力感应），能依照用户水平或垂直的持用方式自动调整屏幕显示方向；内置了光感器，支持根据当前光线强度调整屏幕亮度；还内置了距离感应器，防止在接打电话时误触屏幕引起的操作。图2-18所示为iPhone手机。IOS是由苹果公司为iPhone开发的操作系统。它主要提供给iPhone、iPodtouch以及iPad使用。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境IOS的系统架构分为四个层次：核心操作系统层（theCoreOSlayer）、核心服务层（theCoreServiceslayer）、媒体层（theMedialayer）和可轻触层（theCocoaTouchlayer）。Objective-C是IOS的开发语言，可看作是C语言的升级版。3.Android智能手机Android是基于Linux内核的操作系统，由Google公司在2007年11月正式发布。Android采用了软件堆层（softwarestack，又名软件叠层）的架构，主要分为三部分。底层Linux内核只提供基本功能，其他应用软件则由各公司自行开发，程序主要用Java编写。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境与iPhone相似，Android采用WebKit浏览器引擎，具备触摸屏、高级图形显示和上网功能，用户能够在手机上查看电子邮件、搜索网址和观看视频节目等。Android比其他手机系统更强调搜索功能，其界面也更强大。Android手机系统的最大优势在于其开放性和服务免费。它是一个对第三方软件完全开放的平台，开发者在为其开发程序时拥有更大的自由度，这突破了iPhone等只能添加为数不多的固定软件的枷锁；同时，与WindowsMobile、IOS等厂商不同，Android操作系统免费向开发人员提供，这样可节省近三成成本。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境正是由于Android系统具有如此的优越性，目前，它在全球智能手机市场上占据了近七成的份额。国内外一些知名手机生产厂商如三星、华为、中兴、摩托罗拉等，基本都生产以Android手机系统为主的手机。图2-19所示为2014年推出的三星Note4Android系统手机。4.WindowsPhone智能手机WindowsPhone是微软公司于2010年2月发布的一款智能手机操作系统。该系统具有桌面定制、图标拖曳、滑动控制等一系列前卫的操作体验。其主屏幕通过提供类似仪表盘的体验，来显示新的电子邮件、短信、未接来电、日历约会等，让人们对重要信息保持时刻更新。它还包括一个增强的触摸屏界面，更方便手指操作。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境目前，支持WindowsPhone系统的手机并不多，其市场份额只占3%左右，主要的生产商包括诺基亚、HTC等。图2-20所示为采用WindowsPhone8.0操作系统的诺基亚920外观图。5.平板电脑平板电脑是一种小型、方便携带的个人计算机，它以触摸屏作为基本的输入设备。为了方便携带，平板电脑允许用户进行输入的方式非常多，既可以触摸屏技术通过触控笔或手指进行作业，也允许用户通过屏幕上的软键盘、语音识别或者一个真正的键盘（如果可以配备的话）进行操作。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境目前，平板电脑市场上影响最大的是苹果的iPad系列。iPad是基于ARM架构的，目前最新型号是iPadAir2。iPad的成功，使它几乎成为平板电脑的代名词。图2-21所示为iPad示意图。6.手机与计算机的数据传输（1）数据线传输数据线传输是指用数据线连接移动设备和电脑来达到数据通信目的。目前，最为常见的手机数据线标准是Mini-USB和Micro-USB。图2-22所示为Micro-USB数据线。（2）红外传输红外也叫红外适配器。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境由于安装方便，在传输文件时不需要软件就可以直接在手机和计算机之间进行文件的传输，因而这种方式深受大家喜欢。但是需要注意的是，在传送时红外必须要对准红外端口才可以进行传送。（3）蓝牙传输蓝牙是蓝牙适配器的简称。蓝牙和红外一样安装方便，但与红外不同的是，手机和计算机只要在10m以内的距离，就可以使用蓝牙进行传送，且在传输文件时，软件也可以直接进行文件传输。图2-23所示为蓝牙适配器。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为手机和计算机之间的通信建立一个特别连接。上一页下一页返回2.1数字媒体硬件环境蓝牙工作在全球通用的2.4GHzISM（即工业、科学、医学）频段。其数据传输速率为1Mb/s。为避免不可预测的干扰源，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道（HopChannel），在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列（即一定的规律，技术上叫作“伪随机码”，就是“假”的随机码）不断地从一个信道“跳”到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其他干扰源不可能按同样的规律进行干扰。跳频的瞬时带宽是很窄的，但扩展频谱技术使这个窄带宽扩展成百倍而成为宽频带，使干扰可能带来的影响变得很小。上一页返回2.2数字媒体软件基础2.2.1数字媒体软件的类别数字媒体软件可以划分成几种不同的类别，即数字媒体操作系统、数字媒体素材制作软件、数字媒体编辑创作软件和数字媒体应用软件。1.数字媒体操作系统数字媒体操作系统，又称数字媒体核心系统，具有实时任务调度、数字媒体数据转换功能和同步控制机制，能对媒体设备进行驱动和控制，同时，它带有图形和声像功能的用户接口等。2.数字媒体素材制作软件下一页返回2.2数字媒体软件基础数字媒体素材制作软件用于采集数字媒体数据，如声音录制、编辑软件，图像扫描及预处理软件，全动态视频采集软件，动画生成编辑软件等。3.数字媒体编辑创作软件数字媒体编辑创作软件又称数字媒体著作工具，是在数字媒体操作系统之上开发的，供特定领域的专业人员组织和编排数字媒体数据，并将其连接成完整的数字媒体应用的系统工具。4.数字媒体应用软件目前，数字媒体应用软件种类十分丰富，既有可以广泛使用的公共型应用支持软件，也有不需二次开发的应用软件。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础这些软件已开始广泛应用于教育、培训、电子出版、影视特技、动画制作、电视会议、咨询服务和演示系统等各个方面，今后它还会逐渐深入到社会生活的各个领域。2.2.2数字媒体素材制作软件数字媒体素材是指文本、图像、声音、动画和视频等不同种类的媒体信息，它们是数字媒体产品中的重要组成部分。媒体素材的准备包括对上述各种媒体信息的采集、输入、处理，存储和输出等过程，在这些过程中使用的软件称为数字媒体素材制作软件。1.文本编辑和录入软件上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础在数字媒体创作中，虽然有多种媒体可以使用，但是当有大段的内容需要表达时，文本方式依然是使用最广泛的。文本数据的输入方式有直接输入、幕后载入、利用OCR（光学字符识别）技术输入等。一般，文本处理的主要内容包括字和段落的格式，常用的文本编辑软件包括Word、WPS等；常用的文本录入软件包括IBMViaVoice、汉王语音录入和手写软件等。2.图形图像编辑与处理软件Photoshop是Adobe公司旗下最为出名的图像处理软件之一，它集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意、图像输入与输出等功能于一体，深受广大平面设计人员和电脑美术爱好者的喜爱。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础从功能上看，Photoshop可分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作部分。图像编辑是图像处理的基础，可以对图像做各种变换，如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等，也可进行复制、去除斑点、修补、修饰图像的残损等。图像合成则是将几幅图像通过图层操作、应用工具合成完整的、能够传达明确意义的图像，这是美术设计的必经之路。校色调色是Photoshop中深具威力的功能之一，可方便快捷地对图像的颜色进行明暗、色偏的调整和校正，也可在不同颜色之间进行切换，以实现图像在不同领域如网页设计、印刷、多媒体等方面的应用。特效制作包括图像的特效创意和特效字的制作，在Photoshop中主要由滤镜、通道及工具综合完成。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础图2-24所示为Photoshop界面。3.音频编辑与处理软件声音与音乐在计算机中均为音频，音频是媒体节目中使用最多的一类信息，它主要用于节目的解说配音、背景音乐以及特殊音响效果等。GoldWave是一个集声音编辑、播放、录制和转换于一体的音频工具，体积小巧、功能强大。GoldWave可打开的音频文件相当多，包括WAV、OGG、VOC、IFF、AIF、AFC、AU、SND、MP3、MAT、DWD、SMP、VOX、SDS、AVI、MOV、APE等音频文件格式，也可以从CD、VCD、DVD或其他视频文件中提取声音。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础GoldWave内含丰富的音频处理特效，如多普勒、回声、混响、降噪等一般特效及由高级公式计算产生的特效。图2-25所示为GoldWave的主界面。4.视频编辑数字媒体硬件和软件所取得的进展，使得在数字媒体计算机中演示数字影视节目变得日益盛行。与图形、图像数据一样，视频也是以外部文件的形式输入到产品中的，所以准备视频资料就是采集或准备各种数据格式的视频文件。AdobePremiere是一款常用的视频编辑软件，它有较好的兼容性，且可以与Adobe公司推出的其他软件相互协作。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础目前，这款软件广泛应用于广告制作和电视节目制作中。Premiere具有如下基本功能：①可以实时采集视频信号，采集精度取决于视频卡和PC的功能。其主要的数据文件格式为AVI。②可以将多种媒体数据综合处理为一个视频文件。③具有多种活动图像的特效处理功能。④可以配音或叠加文字和图像。图2-26所示为AdobePremiere使用界面。5.动画编辑上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础动画具有形象、生动的特点，适宜模拟表现抽象的过程，易吸引人的注意力，在多媒体应用软件中对信息的呈现具有很大的作用。动画素材的准备要借助于动画创作工具，如二维动画创作工具Flash和三维动画创作工具3DStudioMax等。Flash由于具有文件数据量小、适于网络传输的特点，并且拥有可无限放大的高品质矢量图形、完美的声音效果及较强的交互性能，因此受到广大动画爱好者的一致欢迎。这也使得Flash日臻完善，并且已经成为目前事实上的交互式矢量动画标准。目前，许多产品展示、多媒体演示及课件的制作也都采用Flash进行，这进一步扩展了Flash的应用领域。图2-27所示为AdobeFlash主界面。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础3DStudioMax，常简称为3DSMax或MAX，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。目前广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。不同行业的应用对3DSMax的掌握程度也有不同的要求，相对来说，建筑方面的应用局限性要大一些，它只要求单帧的渲染效果和环境效果，只涉及比较简单的动画；片头动画和视频游戏应用中，动画占的比例很大，特别是视频游戏对角色动画的要求要高一些；影视特效方面的应用则把3DSMax的功能发挥到了极致。图2-28所示为3DStudioMax工作界面。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础2.2.3数字媒体著作工具所谓数字媒体著作工具，是指能够集成处理和统一管理数字媒体信息，使之能够根据用户的需要生成数字媒体应用系统的工具软件。使用数字媒体著作工具的目的就是简化数字媒体的创作，使创作者可以不必关心数字媒体程序的细节而创作数字媒体的一些对象、一个系列以至整个应用程序。数字媒体著作工具的类型可分为以下几种：以图标为基础的数字媒体著作工具，如MicromediaAuthorware；以时间为基础的数字媒体著作工具，如MicromediaAction；以页为基础的数字媒体著作工具，如ToolBook；以传统程序设计语言为基础的数字媒体著作工具。上一页下一页返回2.2数字媒体软件基础在各种数字媒体应用软件的开发工具中，Macromedia公司推出的Authorware是不可多得的开发工具之一。它的主要功能及特点：①编制的软件具有强大的交互功能,可任意控制程序流程。②在人机对话中,提供了按键、鼠标、限时等多种应答方式。③提供了许多系统变量和函数，以根据用户响应的情况来执行特定功能。④编制的软件除了能在其集成环境下运行外,还可以编译成扩展名为.exe的文件,在Windows系统下脱离Authorware制作环境运行。图2-29所示为Authorw