第六章 多媒体技术基础.ppt

1、大学计算机基础,第6章 多媒体技术概述,本章要点,多媒体技术概述 音频处理 图形图像处理 数字视频技术 计算机动画,6.1 多媒体技术概述,6.1.1 媒体的分类 媒体（Medium）指的是一种信息传播和交流的方式。在现代科技领域，媒体泛指用来获取和传递信息的一切工具、渠道、载体或技术手段。简而言之，媒体是承载或传递信息的载体。,何谓“媒体”、“多媒体”和“多媒体技术”？常见的“媒体类型”和“媒体元素”有哪些？多媒体技术有哪些典型特征？这是学习多媒体技术课程首先要搞清楚的问题。,媒质（mediator）：即承载、存储和传递信息的物理实体，如书刊、磁盘、光盘、双绞线、光纤等。 媒介（media）

2、：即信息的表现或传播形式，也即表述信息的逻辑载体，如文字、声音、图形、图像、视频和动画等。,媒体的分类 媒体表达和反映了自然界和人类活动中的各种信息。可分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体5类。,感觉媒体（Perception Medium） 指通过感觉器官（如听觉、视觉、味觉等），能产生直接感受的媒体，如文字、声音、图形、图像、动画等。 表示媒体（Representation Medium）指用于数据交换的编码形式，其目的是有效地加工、处理和传输感觉媒体。如ASCII编码、MP3音频编码、JPEG图像编码、MPEG视频编码等。,6.1 多媒体技术概述,媒体的分类,显示媒体（P

3、resentation Medium） 指感觉媒体与用于通信的电信号之间的转换媒体，是用于表达信息的物理设备，分为输入媒体和输出媒体两种。 存储媒体（Storage Medium）指用于信息存储的媒体，即用来存放表示媒体的物理介质。如硬盘、光盘、磁盘、优盘、ROM和RAM等。 传输媒体（Transmission Medium）指用来传输表示媒体的物理载体。具体表现为各种信息传输的网络介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等。,6.1 多媒体的基本概念,多媒体（Multimedia） 多种媒体信息的综合体，指各种感觉媒体的有机组合，即文本、声音、图形、图像、视频、动画等各种媒体形式融合在一起而形成的综合

4、媒体。 多媒体技术（Multimedia Technology） 指将文本、音频、图形、图像、动画、视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、编码、存储、编辑、传输、解码和再现等，使多种媒体信息进行有机融合并建立逻辑连接，以形成交互性系统的一体化技术。即指利用计算机综合处理各种媒体信息的相关技术。 涉及：计算机技术、音视频技术、现代通信技术等,6.1 多媒体技术概述,多媒体中的媒体元素,文本（Text） 指各种字符，包括数字、字母和文字等 声音（Audio） 包括：波形声音、语音和音乐 图形（Graphic） 矢量图，指由计算机绘制的各种形状，如直线、圆等 图像（Image） 位图，由每个像

5、素点的颜色信息构成的画面 动画（Animation）活动的画面，实质是一幅幅静态图像以一定的速度连续播放 视频（Video）原理类似动画，来源更为丰富,6.1 多媒体技术概述,6.1.2 多媒体技术的主要特性,多样性 多媒体信息系统一般由多种媒体元素组成。多媒体技术的主要功能就是把计算机处理的信息多样化或多维化，以丰富信息的表现力。 集成性 多媒体技术的集成性包括两个方面。一是需将各种多媒体元素有机地进行同步组合，以形成一个“新”的、完整的媒体信息；二是指在以计算机为信息处理核心的多媒体应用系统中，各种硬件设备、软件工具需有机集成在一起，以完成信息处理工作。,6.1 多媒体技术概述,6.1.2

6、 多媒体技术的主要特性,交互性 交互性是多媒体技术最为典型的特征。所谓交互性，是指用户能够与多媒体应用系统中的多种媒体信息进行交互操作，从而更为有效地使用和控制信息。 实时性 多媒体信息系统中集成的许多媒体元素大多与时间有关，例如声音、视频和动画等，这就决定了多媒体技术必须支持实时处理，才能满足多媒体信息传播过程中的时序和同步要求。,6.1 多媒体技术概述,6.1 多媒体技术概述,6.1.3 多媒体技术研究的主要内容 1.多媒体数据压缩解压技术,未压缩信息数据量较大，不利于存储、处理和传输 1024768,24位真彩色图像，数据量约为2.25MB；组成25fps的运动视频，传输率为56.25M

7、B/s 。 采样频率为44.1kHz、量化位数为16位的立体声音乐，每分钟的数据量也达到10.584MB。 可以利用其间冗余性，对多媒体数据进行有效压缩 数据与信息具有不同的含义。 存在各种数据冗余，可采用特定方法对数据进行压缩。 压缩处理包括编码和解码两个过程。,6.1 多媒体技术概述,2.多媒体信息的存储技术,光存储技术为解决多媒体信息的存储和发行问题打下了坚实的基础 基本原理：激光束进行数据读写 主要优点：容量大，价格低，寿命长，携带方便等 主要分类：CD，DVD，BD 主要技术指标区别（表1-1）：,6.1 多媒体技术概述,2.多媒体信息的存储技术,基于网络的多媒体信息系统成了人们部署

8、多媒体应用的一种十分有效的形式 磁盘阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks，RAID） 网络附加存储（Network Attached Storage，NAS） 存储局域网（Storage Area Network，SAN） 云存储技术（Cloud Storage Technology，CST）,思维训练：通过“百度云”服务，进行文件的上传、下载和分享等操作，并简要总结其优缺点。,6.1 多媒体技术概述,3. 多媒体输入/输出技术,多媒体输入/输出技术即是解决各种媒体外设和计算机进行信息交换问题的技术 媒体转换技术是指改变媒体表现形式的技术。例如，音频卡

9、和视频卡等。 媒体识别技术是对信息进行一对一映像操作的技术。例如，语音识别技术，触摸屏技术，人脸识别技术。 媒体理解技术是对信息进行更进一步的分析处理并理解信息内容的技术。如自然语言理解技术、图像理解技术等。 媒体综合技术是将低维表示的信息高维化，从而实现模式空间变换的技术。例如，语音合成技术。,6.1 多媒体技术概述,4. 多媒体通信技术,多媒体系统要满足实时性要求，对网络带宽构成了巨大的压力。数据的突发性，网络数据流量的控制失当，节点或线路的故障等都容易造成网络拥塞甚至瘫痪，使多媒体应用系统失控。 多媒体通信的业务要求将急剧膨胀： 视频会议、视频点播、多媒体电子邮件、远程教学、远程医疗等等

10、,6.1 多媒体技术概述,5. 多媒体软件技术,多媒体软件技术主要包括多媒体操作系统、多媒体数据处理软件、多媒体创作软件、多媒体数据库管理技术等 多媒体操作系统是多媒体软件的核心。 多媒体数据处理软件是帮助用户完成各种媒体数据采集、编辑处理的工具软件。 多媒体创作软件可以对各种媒体元素进行控制、管理和综合处理，以支持开发人员创作多媒体应用软件和系统。 多媒体数据库的核心问题是如何高效地组织和管理好各种媒体数据。,6.1 多媒体技术概述,6. 虚拟现实技术,虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术又称为灵境技术，代表了多媒体技术的前沿研究方向之一 虚拟现实的本质是人机交互界面技术。

11、虚拟现实技术讲求“身临其境”。 四个特征：临场感、多感知性、交互性和自主性。,思维训练：虚拟现实是多媒体技术的最高境界？,6.1 多媒体技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,教育培训 教育领域是应用多媒体技术最早的领域。多媒体丰富的表现形式及传播信息的巨大能力赋予现代教育技术以崭新的面目。 计算机辅助教学（CAI）。 大规模在线开放式课程（Massive Online Open Courses，MOOC）、Web 3D远程教学、虚拟网络课堂等许多基于Internet的远程教学系统，彻底改变了传统的教学模式，使得远隔千山万水的各类人员可以突破时空的限制，及时进行交流和讨论。,6.1 多媒体

12、技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,过程模拟 使用多媒体技术可以模拟或再现一些难以描述或再现的自然现象、事件过程以及操作环境，以帮助人们洞察其中的规律，增强对问题的认识和理解，进行交互式模拟训练等。例如，化学反应、火山喷发、海水流动等。 采用多媒体技术也可以模拟犯罪过程、车祸现场等，以便进行合理的推理和判断，还原事件的原貌。,6.1 多媒体技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,商业展示 商业一直是多媒体技术应用的重要领域。 以音/视频、动画等形式为主的多媒体商业广告更能全方位地对商品进行展示，让消费者充分了解各种商业信息和服务信息，达到了更好的宣传效果，也更易于让大众接受。 各种

13、具备交互功能的商业展示和信息咨询系统为使用者提供了更好的体验，拉近了商家和客户的距离。,6.1 多媒体技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,影视娱乐 影视特效和三维逼真动画，网络游戏等。 多媒体通信 多媒体通信技术将多媒体的表现能力、网络通信能力、计算机的信息处理能力相结合，使用信息压缩编码技术，确保多媒体信息能够高速传输并进行交互处理。例如，可视电话、视频会议、信息点播、远程医疗等。 电子出版 光盘出版，网络出版。,6.1 多媒体技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,多媒体通信 多媒体通信技术既是多媒体的核心关键技术，又是多媒体技术的重要应用领域。多媒体通信网络已成为通信网发展的

14、必然趋势，必将成为继电报、电话、传真之后的第四代通信手段。 存在的问题： 需进一步提高网络的传输速度和服务质量，研究高效的信息编码和解码方案，研究多媒体信息的分布式和交互式处理以及信息的存储、检索技术等。,6.1 多媒体技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,虚拟现实 多媒体技术的最终目标是能让用户完全进入到多感觉的虚拟空间，使人们能通过最为接近自然的方式与计算机进行信息交互。 存在的问题： 三维空间建模技术，提高模拟环境的逼真度、临场感和交互性；多传感技术和传感设备，使用户尽可能地以自然的方式与虚拟实体进行交互；有关虚拟物体的运动形式建模方法；交互反馈的实时性等。,6.1 多媒体技术概述

15、,6.1.4多媒体技术的应用与发展,计算可视化 计算可视化（Visualization in Scientific Computing，ViSC）就是将科学计算的中间数据和结果数据，转换为人们容易理解的图形、图像或动画形式，使得随时间或空间变化的物理现象或物理量形象直观地呈现在研究者面前。 存在的问题： 计算可视化是复杂科学计算和“大数据”时代数据分析的有效工具。为了取得更好的应用效果，需进一步对可视化过程中涉及的数据预处理、模型构造、绘图和显示、实时交互式处理等技术加以深入研究。,6.1 多媒体技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,智能多媒体 智能多媒体技术是计算机多媒体技术与人工智能

16、技术相结合的、具有广泛交叉性的前沿技术，旨在使未来的多媒体系统具有越来越高的智能性。例如，图像理解，智能多媒体数据库等。 存在的问题： 如何把人工智能领域的某些研究成果和多媒体计算机技术很好地结合，将是多媒体计算机长远的发展方向。,6.1 多媒体技术概述,6.1.4多媒体技术的应用与发展,计算机协同工作 计算机协同工作（Computer Supported Cooperative Work，CSCW）是指在计算机支持的环境中，一个群体协同工作以完成一项共同的任务。 存在的问题： 对于多媒体信息空间的组合方法，要解决多媒体信息交换、信息格式的转换以及组合策略；由于网络延迟、存储器的存储等待、传输

17、中的不同步以及多媒体时效性的要求等，还需要解决多媒体信息的时空组合问题、系统对时间同步的描述方法以及在动态环境下实现同步的策略和方法。,6.2 音频处理,6.2.1 声音的本质和分类,机械震动激发周围弹性介质（如空气、水、固体）内部的压力波动就形成了声波。声波作用于人的听觉系统会产生不同的感受。声音和听觉有什么关系？数字音频的质量标准以及文件格式有哪些？,声音（Sound）的物理特征： 频率：描述振动的快慢（Hz）；频率越高，声音越尖锐。 振幅：描述振动的强弱；振动越强，引起的声压变化越大，音量就越大。 声波分类（按频率）： 次声波（频率在20Hz以下） 音频波（频率在2020kHz）：人耳听

18、到音频（Audio） 超声波（频率超过20kHz）,6.2 音频处理-声音的本质和分类,纯音和复合音 ： 纯 音：振幅随时间作正弦波变化的声音，音调单一。（电子警报声） 复合音：由包含多种不同频率和振幅的正弦波叠加形成，其中频率最低的成分称 为基音，其余比基音频率高的成分称为泛音。（乐器声、语音、歌声）,6.2 音频处理-声音的本质和分类,音频三要素： 音调（Tone）：指人耳听觉对声音高、低的主观感觉，也称为音高（Pitch）。 由基音频率决定。基音频率越低，声音越低沉。 响度（Loudness）：也称为音量（Volume），指人耳听觉对声音强弱的主观感 觉。与声波的声压级有关 。 音色（T

19、imbre）：声波中各种泛音的成分和比例不同，它们随时间衰减的程度 不同导致音色差异，体现了声音的优美程度。 听觉特征： 频率：对不同频率的声音敏感程度是不一样，中频段（3k5kHz）最敏感；随着 年龄增大，对高频的听力会逐渐下降。 响度 ：响度适中人耳辨音才灵敏；还与周围环境声以及听众的年龄、身体健康 状况有关。人类对声音强弱变化的察觉能力是有限的（3dB差异难辨）,6.2 音频处理,6.2.2 模拟音频和数字音频,模拟音频：随时间连续变化的电信号，具有消除噪声困难、容易失真、复制转储信号会衰减、编辑修改困难等缺点。 数字音频：二进制编码表示的音频信号，具有保真度高，动态范围大，可无限次复制

20、而不会损失信息，便于编辑和特效处理。,6.2 音频处理-数字音频,音频数字化：对模拟音频进行采样、量化、编码即转换为数字音频。数字音频的质量主要由采样频率、 量化位数、信噪比决定。,采样频率（Sampling Rate）：每秒钟的采样次数（Hz），采样频率不低于 声音信号最高频率的两倍（奈奎斯特定律）。常用的采样频率 8kHz、11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz、48kHz、96kHz。 量化位数(Bit Per Sample)：对每个采样点的幅度值用相应的二进制编码来表示。量化位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越大。常见的量化位数有8位、16位、24位、32位。

21、信噪比（Signal Noise Ratio ，SNR）：有用信号与噪声的强度之比（dB） ，系统的分贝值越高干扰就越小（专业声卡110 dB以上）。 音频数据量 ：数据量=采样频率量化位数声道数时间秒数8 （字节）,6.2 音频处理-音频质量与压缩编码,音频质量：从低到高依次为电话(Telephone)、调幅无线电广播(AM)、调频无线电广播(FM)、数字激光唱盘(CD-DA)质量 。,压缩编码：音频量化编码常采用波形编码与子带编码（PCM、DPCM、ADPCM、SB-ADPCM等）；对数字音频压缩还可采用统计编码、预测编码、参数编码、变换编码、混合编码等多种编码算法压缩数据。,6.2 音频

22、处理,6.2.4 常用音频文件格式,数字音频文件有两类，一类是采集各种原始声音数字化后得到的波形文件；另一类是专门记录乐器演奏指令的MIDI文件。常见波形文件格式： CD-A格式：存储声音信号轨道的标准CD格式，是目前音质最好的音频格式。44.1kHz采样、16位量化立体声音频，数据速率为88kbps。 WAV格式：Windows平台的数字波形文件格式，由于保存的是PCM 原始波形，能较好的体现音质，但占用磁盘空间大。 44.1kHz采样、16位量化立体声，Mac OS的AIFF格式，Unix的AU格式类似。 APE格式：采用无损压缩，文件大小约为CD-A的一半，解压后能还原原始音频而不损失音

23、质。在线音乐爱好者喜爱的格式。 MP3格式：采用有损压缩（压缩率1:101:12），通过牺牲12k16kHz高音频部分的质量来换取较小的文件尺寸。MP3文件尺寸小，音质却次于CD格式或WAV格式的声音文件，但不能保护音乐版权。 WMA格式：音质强于MP3，压缩率(可达到1:18)高于MP3,其内置的版权保护技术可以限制播放时间和播放次数，甚至限制播放机器等，支持音频流技术，适合在网络上在线播放。,6.2 音频处理,音乐创作软件:Cakewalk sonar、Logic Audio、Cubase 等。 音频编辑合成软件：Adobe Audition、Sound Forge、Samplitude等

24、。 音频转换软件：AmazingMIDI、音频转化大师、Xilisoft Video Converter Ultimate等。,在数字音频获取和处理过程中，除了必备的通用计算机系统和音频处理设备之外，还需要配备哪些软件？数字音频处理包含哪些基本方法和过程？,6.2.5音频处理软件,6.2 音频处理,采集音频素材:网络下载音频、影音产品中抓取音频、录制音频、MIDI音乐创作 等。 采集到的素材可能文件格式各异，必要时使用格式转换软件将其转换成音频处理软件所支持的格式。,音频获取与处理,编辑音频和效果处理： 音频合成：,6.2 音频处理,Adobe Audition是一个专业音频编辑和混缩软件，具

25、有操作便捷，编辑直观，工作面板高效等特点，适合入门者使用；具有丰富的声音处理手段、预设选项、预听播放以及直观的参数调节功能和卓越的动态处理能力。 Audition的主要功能:音频采集、单轨编辑、效果处理、多轨音频混合、导出混缩音频等。 主要工作界面：波形编辑窗口、多轨混音窗口、浮动面板等。,Audition操作简便直观，功能完善，为音频和视频专业人员后期音乐制作提供得力工具。Audition具有哪些功能？如何操作Audition完成音频的编辑和效果处理呢？,Adobe Audition简介,6.2 音频处理,用GoldWave制作个性化的手机铃声: 新建声音文件：录制来自麦克风、线路输入、声卡

26、内录等不同设备的音频。 编辑音频：对音频波形片段进行删除、裁剪、拼接、混合等基本操作。 （1）选取波形：在波形区中直接按住鼠标左键拖动一个区域 （2）剪切和裁剪波形：裁剪是保留选择区波形，剪切正好相反。 （3）调整音量 （4）语音和音乐混音合成,6.2.6 音频编辑案例,6.3 图形图像处理,丰富多彩的自然景观通过人的视觉观察，在大脑中留下印记，就是图像。随着数码技术和计算机技术的发展，把图像数字化并利用计算机对图像进行处理已非常流行。 数字图像基础涉及数字图像的组成及特点、像素和分辨率的概念、颜色表达方式、图像存储格式等。那么，影响数字图像质量及存储空间的因素有哪些？本小节将对这些内容进行介

27、绍，为数字图像处理的学习打下坚实的基础。 6.3.1 图像的颜色表示 1.图像的概念及特点 图像由像素（pixel）组成，图像中像素的位置值和颜色值决定了一幅图像的外观。图像的表现力强，层次和色彩丰富，适合表达丰富多彩的自然景观。,6.3 图形图像处理,（1）占用空间大 图像中的每个像素值都得要保存，在存储高分辨率彩色图像时，所占硬盘空间、内存都较大。 （2）缩放会失真 一幅图像在成像后，其像素数量是固定的。图像处理过程中增加或减少像素都会导致图像失真，放大时图像模糊、出现锯齿；缩小时丢失细节。 （3）细节表现更佳 位图图像在色彩上的表现优于矢量图形，尤其在阴影过渡、色彩的细节方面效果更好。,

28、6.3 图形图像处理,2.图形的概念及特点 图形也称矢量图。与图像不同，在计算机图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点。 用于表示线框型的图画、工程制图等 占用的存储空间相对较小 易移动、压缩、旋转和扭曲变换 质量较高，缩放及打印不失真,从广泛的意义上来说，图形可以被看作图像的一个子类。图形可以存储为位图文件，对图像进行矢量化处理可将图像处理成图形。可见，图形和图像既相互区别又具有密切的联系,6.3 图形图像处理,3.颜色模式： 颜色模型是用简单方法描述所有颜色的一套规则和定义，如RGB、HSB、CMYK、CIE XYZ、CIE L*A*B和颜色的光谱描述方法都是常用的颜色模式。 (1

29、) RGB颜色模式：用红、绿、蓝三种基本颜色按不同的比例混合得到。RGB为加色模式，显示器、投影仪等设备使用的是RGB模式。 (2) CMYK颜色模式：用青色(Cyan)、品红(Magenta)和黄色(Yellow)三种基本颜料按一定比例混合可以得到各种颜色，CMYK为减色模式，印刷、印染、打印、绘图等均采用该模式。由于彩色墨水和颜料的化学特性，需要添加黑色才能得到纯黑色效果。,6.3 图形图像处理,6.3.2 图像数字化 图像由于在画面和色彩上都是连续的，必须对其画面离散化成为足够小的点阵，形成一个像素阵列，然后再对每一个像素的颜色分量（R、G、B分量）或亮度值（灰度图）进行量化。 1.像素

30、 像素是用来计算数码影像的一种单位，在同等的成像条件下，单位尺寸上的像素越多，图像越清晰，效果越好。 2.分辨率 分辨率是指单位长度上能表达的像素的数量。图像分辨率使用PPI(Pixels per Inch)作为单位；而另外一个分辨率DPI(Dots per Inch）则用于打印或印刷行业，用来描述打印机、扫描仪等设备的硬件性能。 PPI和DPI是两个概念，在实际中应加以区别。,6.3 图形图像处理,3. 颜色模式 颜色摸式是用于描述颜色的方法。常见的有RGB模式、HSB模式、CMYK模式、位图模式、灰度模式等。每种模式所能显示的颜色数量（色域）不同，所以颜色模式之间转换时，可能会产生偏色。

31、4. 颜色深度 数字化图像的颜色数量是有限的。图像深度描述的是图像中每个像素的数据所占的二进制位数，也称为颜色深度，它决定了彩色图像中可以出现的最多颜色数，或者灰度图像中的最大灰度等级数。当颜色深度达到或高于24bit时，颜色数量已经足够多。太高的颜色深度已经远远超出了人眼能识别的范围，而且图像的数据量也随之大大增加。,6.3 图形图像处理,6.3.3 图像的压缩 对图像、视频数据的压缩主要是消除图像在空间、时间上的强相关性而产生的冗余数据。压缩方法分为有损压缩和无损压缩两类。 无损压缩：利用数据统计特性来编码，典型的编码有Huffman编码、算术编码和LZ编码，这类无损压缩的压缩比较小，一般

32、在2:15:1之间。 有损压缩：利用人的视觉特性和视觉心理压缩图像数据，主要的压缩方法有变换编码、子带编码、分形编码、混合编码等。如：JPEG压缩比可以达到10:140:1。静态图像压缩标准主要有JPEG、JPEG2000等,6.3 图形图像处理,6.3.4 常见的图像格式 数字化图像以文件的形式存储，确定理想的图像格式，必须首先考虑图像的使用方式，如用于网页的图像一般使用PNG、JPG和GIF格式，用于印刷的图像一般要保存为TIFF格式。常见的图像格式有PSD、BMP、PNG、JPEG、TIFF和GIF格式等。 在用Photoshop等软件处理数字图像时，应先存储一份软件专用的格式，这样可保

33、留最大的可编辑性，之后再根据需要转换为其他的格式。,6.3 图形图像处理,6.3.5常用图像处理软件 图像处理是指对已有的数字图像进行再编辑，主要是对构成图像的数据进行运算、处理和重新编码，以此形成新的数字组合和描述，从而改变图像的视觉效果。 能够实现图像处理功能的软件很多，常用的图形图像制作软件有Photoshop、Fireworks、CorelDraw、Freehand等。它们的特长在于制作、修饰图像，而不是分析、识别图像。 一般来说，获取的数字图像需按照最终作品的要求编辑后，才能用于数字多媒体作品，比如平面设计领域、制作多媒体产品、广告设计领域等。,6.3 图形图像处理,图像处理的基本过

34、程如下，在实际处理时，可能只涉及其中的某一步或几步，但图像的主题和目标始终指导着图像处理的每一步骤。另外，图像处理是一个包含技术和艺术的创作过程，需要反复实践才能达到满意的效果。 1. 确定主题及构图 2. 确定成品图的尺寸及画面基调 3. 获取图像素材 4. 对素材进行处理 5. 使用文字或绘制图形 6. 整体效果调整 7. 输出图像,6.3 图形图像处理-PhotoShop,Photoshop的关键技术 Photoshop是功能强大的图像处理工具，图像处理的过程是展示创意的创造性过程，除了要有好的构思之外，还需要掌握Photoshop的关键技术，才能在创作过程中挥洒自如。 （1）选区 （2

35、）图层 （3）路径 （4）通道 （5）蒙版 （6）滤镜,6.4 数字视频技术,6.4.1 视频数字化 根据视觉暂留原理，当一组图像以一定速度在眼前播放，人眼无法辨别单幅的静态画面而感觉是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面就叫做视频，有时也称其为活动图像或运动图像。,视频是各种媒体中携带信息最丰富、表现力最强的一种媒体。计算机是如何表示和处理视频信息的？什么是视频数字化？常用的视频文件格式有哪些？,6.4 数字视频技术,6.4.1 视频数字化 视频（Video）泛指将一系列的静态图像以电信号方式加以捕捉、记录、处理、存储、传送与重现的各种技术。,帧视频中的一幅幅单独的图像称为帧（Frame）。

36、帧率每秒钟连续播放的帧数称为帧率。帧率通常设置为24帧/秒、25帧/秒和30帧/秒，这样的视频图像看起来才能达到顺畅和连续的效果。,6.4 数字视频技术,6.4.1 视频数字化 视频按照处理方式的不同，分为模拟视频和数字视频。,模拟视频模拟视频是一种用于传输图像和声音且随时间连续变化的电信号。早期视频的获取、存储和传输都采用模拟方式。 数字视频数字视频就是以数字信号的形式记录的视频。现在较多采用数字方式记录视频信息。,6.4 数字视频技术,6.4.1 视频数字化 通用的模拟视频标准（或称制式）有3种：,NTSC标准帧由525条水平扫描线构成，帧率30帧/秒，画面宽高比4:3，隔行扫描方式，场扫

37、描频率60Hz，应用于美国、韩国等国家。 PAL标准帧由625条水平扫描线构成，帧率25帧/秒，画面宽高比4:3，隔行扫描方式，场扫描频率50Hz，应用于德国、英国、中国大陆、中国香港等国家及地区。 SECAM标准这种标准与PAL标准类似，其差别是SECAM中的色度信号频率调制。法国、东欧和中东一带国家及地区采用这种标准。,模拟视频的特点： 以连续的模拟电信号形式来记录信息； 用隔行扫描方式在输出设备（如电视机）上还原图像； 用模拟设备编辑处理； 用模拟调幅手段在空间传播； 使用模拟录像机将视频作为模拟信号存放在磁带上。 由于模拟视频的图像随时间和频道的衰减较大，不便于分类、检索和编辑，且因传

38、输效率方面先天不足，不适合网络传输，所以现在较多采用数字方式记录视频信息。,6.4 数字视频技术,6.4.1 视频数字化 将模拟视频信号转换为计算机能够存储和处理的数字视频信号的过程就是视频数字化。,扫描将二维平面图像转换为一维电信号表示。这个过程通常是按从左到右、从上到下的顺序进行，类似人们阅读书籍时一行一行地看文字。完成整幅图像扫描后所产生的集合就是一帧图像。而一个视频文件则由多个这样的帧图像组成。,6.4 数字视频技术,6.4.1 视频数字化,采样采样是对每一条水平扫描线等间隔地抽取特定像素点的属性值。根据奈奎斯特采样定理，为了能够正确地恢复出原始信号，采样频率至少要达到信号最高频率的2

39、倍。 量化量化是为了将视频信息最终转换为二进制数据，需要设定有限的二进制位数来表示采样值，所设定的二进制位数称为量化位数。 编码编码就是将采样值转换为二进制数据。由于视频信息数据量大，编码时通常需要进行压缩处理。,数字视频的特点： 便于创造性的编辑与合成； 数字视频信号可长距离传输而不损耗； 可不失真地进行多次复制； 易于在网络环境下实现资源共享。 思维训练与能力拓展：动态视频和静态图像的数字化都包括采样、量化和编码三个重要的过程，试比较这两种媒体元素在这些处理过程中的联系与区别。,6.4 数字视频技术,6.4.2 数字视频编码标准 数字视频的国际编码标准有多个，分别命名为MPEG-1、MPE

40、G-2、MPEG-3。后来，为了同时满足不同的视频应用要求，MPEG又陆续增加其他一些标准，如MPEG-4、MPEG-7等：,MPEG-1：MPEG-1称为“运动图像和伴随声音的编码”， VCD技术采用该标准。 MPEG-2： MPEG-2称做“运动图像及其伴音信息的通用编码”， DVD技术采用了该标准。 MPEG-4： MPEG-4称做“甚低速率视听编码”，主要应用于可视电话、可视邮件等对传输速率较低的应用系统。 H.261协议和H.263协议：主要用于可视电话和视频会议和网络视频等,6.4 数字视频技术,6.4.3 常用视频文件格式 几种常见的视频文件格式：,AVI文件AVI（Audio

41、Video Interleaved）文件格式允许音频和视频交错在一起同步播放，于1992年被Microsoft公司推出，随Windows 3.1一起被人们所认识和熟知，是应用最广泛、也是应用时间最长的格式之一。文件扩展名为.avi。 MPEG文件MPEG（Moving Pictures Experts Group）译为动态图像专家组。该专家组建于1988年，专门负责为CD建立视频和音频标准。该专家组人员成功地将声音和影像记录脱离了传统的模拟方式，制定出MPEG格式，令视听传播全面进入了数码化时代。,6.4 数字视频技术,6.4.3 视频文件格式,RM/RMVB文件RM是RealNetworks

42、公司开发的一种流媒体视频文件格式，采用边下载边播放技术实现网络在线实时播放。RMVB是由RM格式升级延伸出的一种视频格式，采用可变的动态比特率编码方式提升了视听质量。 WMV文件WMV（Windows Media Video）文件格式是微软公司开发的一组数字视频编码格式的通称，是Windows Media架构下的一部分。主要优点有：可扩充的媒体类型、本地或网络回放、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、扩展性等。它的主要缺点是视频传输的延迟现象非常严重。,6.4 数字视频技术,6.4.4 Premiere概述 Adobe Premiere提供了采集、剪辑、调色、美化音频、字幕添加、输出、

43、DVD刻录的一整套流程，并和其他Adobe软件高效集成，足以完成在编辑、制作、工作流上遇到的所有挑战，满足用户创建高质量作品的要求。,Premiere是Adobe公司推出的基于非线性编辑设备的视音频编辑软件，目前广泛应用于电视台、广告制作、电影剪辑等领域。如何使用Premiere进行视频编辑，它的功能有多么强大呢？,6.4.4 基本操作 介绍Premiere制作影视节目的基本过程，包括：新建项目、导入素材、素材剪裁、合并素材、影片预览、保存项目、输出影片几个步骤。,6.4 数字视频技术,完成效果,影片输出,6.4.4 转场特效 转场是指素材片段之间的过渡或转换。在Adobe Premiere

44、Pro CS5中，根据功能可分为10大类多达73种的转场特效。每一种转场特效都有其独到的特殊效果，但其使用方法基本相同。,6.4 数字视频技术,完成效果,6.4.4 视频特效 视频特效是指由Premiere封装的一组程序，它专门用于处理视频像素，按照指定的要求实现各种特技效果。例如，实现模糊、扭曲、透视、像素化等效果。,6.4 数字视频技术,完成效果,6.4.4 字幕制作 字幕是影视作品中一种重要的视觉元素。从广义上说，字幕包括文字和图形两种类型。漂亮的字幕设计与制作，将会给影视作品增色不少。Adobe Premiere Pro CS5专门提供了一个功能强大的字幕设计器，通过它能够完成字幕的创

45、建和修饰、运动字幕的制作以及图形字幕的制作等功能。,6.4 数字视频技术,完成效果,6.5 计算机动画,1.视觉残留现象（Visual Residual Phenomenon，VRP） 人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，可保留一段短暂的时间，约为1/24秒。光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称为“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉残留”。 动画从技术上来说，就是把一系列绘制好的图片以不低于每秒24帧的速度连续播放，利用视觉残留原理，形成视觉上连续的影像。,动画具有生动、直观、易于理解、富有表现力等特点，使之成为了多媒体技术当中不可或缺的一部分。动画到底是如何实现的呢，又

46、应该如何来创作一个动画？,6.5 计算机动画,2 计算机动画分类 使用计算机完成的动画称之为计算机动画。,按照动画的性质不同帧动画、矢量动画 按照动画的表现形式不同二维动画、三维动画、变形动画,6.5 计算机动画,6.5.1 动画文件格式,GIF格式一种基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式，多数动画相关软件都支持该格式。可以在一个文件中存储多幅彩色图像，构成GIF动画。 SWF格式Flash软件的的专用格式，支持矢量和点阵图形的动画，被广泛应用于网页设计、动画制作等领域。 AVI格式AVI是对视频、音频文件采用的一种有损压缩方式，其压缩率较高，并可将音频和视频混合到一起。,6.5 计算机动画,FLIC（FLI/FLC）格式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，FLIC是FLI