多媒體技術(shù)與應(yīng)用20122.part1

1、 主講人： 張西咸教師郵箱： 第二章 多媒體系統(tǒng) 2.1 多媒體個人計算機（MPC）Multimedia Personal Computer, MPCMPC能夠集聲、文、圖、像的處理于一身，人機交互擴充到聲音和圖像等媒體2.2 多媒體系統(tǒng)組成創(chuàng)作編輯軟件第五層編輯與創(chuàng)作系統(tǒng)。該層是多媒體應(yīng)用系統(tǒng)編輯制作的環(huán)境核心系統(tǒng)軟件第三層驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)。輸入輸出控制界面程序，即I/O接口程序外圍設(shè)備第一層各種媒體、視聽輸入輸出設(shè)備網(wǎng)絡(luò)制作平臺與工具第四層制作平臺和媒體制作工具軟件第六層應(yīng)用系統(tǒng)的運行平臺，即多媒體播放系統(tǒng)?？勺鳛樯唐蜂N售應(yīng)用運行平臺第二層主要配置與各種外部設(shè)備的控制接口卡計算機硬件系統(tǒng)

2、系統(tǒng)集成第一臺多媒體計算機1985年，美國Commodore公司制成了世界上第一臺多媒體計算機系統(tǒng)。采用了當時功能較強的Motorola16位微處理器配置了由該公司研制的圖形處理、音響處理、視頻處理等3個專用芯片。專用的多任務(wù)操作系統(tǒng)，能支持下拉菜單、多窗口、圖符等功能。2.3 多媒體個人計算機的標準1990年，Microsoft公司，首次提出了多媒體個人計算機的技術(shù)標準MPC1.0。1991年，由IBM、Intel等幾十家軟、硬件公司聯(lián)合組成了“多媒體PC市場協(xié)會”。技術(shù)標準、硬件平臺標準、軟件平臺標準MPC系統(tǒng)標準只是提出了最低配置參考標準MPC標準中未列入網(wǎng)絡(luò)及通信方面功能需求現(xiàn)在普通多

3、媒體個人計算機的配置已經(jīng)遠遠超過了MPC4.0標準，并且還將迅速發(fā)展。PCCD-ROM聲卡音箱（或耳機）MPC標準MPC 1.0MPC 2.0MPC3.0CPU16MHz 80386SX以上25MHz 80486SX以上 75MHz Pentium以上 RAM2MB以上4MB以上8MB以上軟驅(qū)1.44 MB1.44MB硬盤容量30 MB160 MB540 MBCD-ROM150KBps300KBps600KBps聲頻8bit，帶混音功能16bit，帶混音功能16bit，可升級加裝子卡，信噪比小于65dB圖形/視頻性能VGA，640480，16色 ，推薦256色SVGA，640480， 65 5

4、36色可進行顏色空間轉(zhuǎn)換和縮放；視頻圖像與系統(tǒng)可進行幀存取，352240分辨率，30幀/秒（或352288分辨率，25幀/秒）播放視頻，不要求縮放和裁剪 I/O端口101鍵，IBM兼容鍵盤、鼠標器101鍵，IBM兼容鍵盤、鼠標器101鍵，IBM兼容鍵盤、鼠標器操作系統(tǒng)Windows 3.0多媒體擴展版或Windows3.1Windows 3.0多媒體擴展版或Windows 3.1二進制兼容系統(tǒng)Windows 3.11或MS-DOS6.0或二進制兼容系統(tǒng)多媒體個人計算機版本2.4 多媒體系統(tǒng)的軟件組成 多媒體應(yīng)用系統(tǒng) 媒體素材制作軟件 多媒體操作系統(tǒng) 多媒體設(shè)備接口程序 驅(qū)動程序 硬件系統(tǒng) 創(chuàng)作

5、工具及系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件硬件系統(tǒng)多媒體系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是多媒體系統(tǒng)的核心，多媒體各種軟件要運行于多媒體操作系統(tǒng)平臺（如Windows）上多媒體驅(qū)動軟件：是最底層硬件的軟件支撐環(huán)境，直接與計算機硬件相關(guān)的（設(shè)備初始、設(shè)備操作、文件壓縮/解壓縮、圖像快速變換及功能調(diào)用等）驅(qū)動器接口程序：是高層軟件與驅(qū)動程序之間的接口軟件，為高層軟件建立虛擬設(shè)備信息資源多媒體操作系統(tǒng)：實現(xiàn)多媒體環(huán)境下多任務(wù)調(diào)度，保證音頻視頻同步控制及信息處理的實時性，提供多媒體信息的各種基本操作和管理，具有對設(shè)備的相對獨立性和可操作性。操作系統(tǒng)還具有獨立于硬件設(shè)備和較強的可擴展性。多媒體素材制作軟件：為多媒體應(yīng)用程序進行數(shù)據(jù)

6、準備的程序，主要為多媒體數(shù)據(jù)采集軟件，作為開發(fā)環(huán)境的工具庫，供設(shè)計者調(diào)用。多媒體創(chuàng)作工具、開發(fā)環(huán)境：主要用于編輯生成多媒體特定領(lǐng)域的應(yīng)用軟件，是在多媒體操作系統(tǒng)上進行開發(fā)的軟件工具。多媒體應(yīng)用軟件是在多媒體創(chuàng)作平臺上設(shè)計開發(fā)的面向應(yīng)用領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)。如多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多媒體教育軟件和娛樂軟件等。2.5 多媒體I/O設(shè)備觸摸屏觸摸屏的組成與驅(qū)動方式通常由“觸摸屏檢測裝置”和“觸摸屏控制卡”兩部分組成觸摸檢測裝置實際上是一個傳感器，當它檢測到觸摸事件時，就把該信號送給觸摸屏控制卡。控制卡根據(jù)接收到的信號確定觸摸點所在區(qū)域的坐標，并把結(jié)果輸入主機，然后由CPU執(zhí)行與該觸摸事件所對應(yīng)的應(yīng)用程序，把執(zhí)

7、行結(jié)果輸出到顯示器上供用戶察看或選擇下一個觸摸點。觸摸屏的分類紅外技術(shù)觸摸屏電容技術(shù)觸摸屏電阻技術(shù)觸摸屏表面聲波觸摸屏壓感觸摸屏電磁感應(yīng)觸摸屏各類常用觸摸屏主要性能比較表觸摸屏的性能紅外線式電阻、電容式表面聲波式價格最低高低安裝難度較難較易容易觸摸反應(yīng)不太靈敏靈敏靈敏分辨率低中高圖像透明度好較差好屏幕灰塵的影響可用軟件校正可導(dǎo)致錯誤可用軟件校正戴手套的影響無有時導(dǎo)致失效無組件失效的影響可用軟件校正可導(dǎo)致錯誤可用軟件校正定位漂移無有有損壞概率低較高低掃描儀（Scanner）掃描儀圖像輸入設(shè)備。圖書館早就用它來復(fù)制資料，商場和倉庫也早就用它來識別貨品的條形碼MPC進入辦公室和一般家庭。除用于圖像采

8、集外, 光學(xué)字符識別(optical character recognition,OCR)軟件，還可將印刷的文字資料轉(zhuǎn)換為電子文擋掃描儀的結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)：掃描儀由電荷耦合器件（CCD）陣列、光源及聚焦透鏡組成。CCD排成一行或一列，陣列中器件都能把光信號變?yōu)殡娦盘枴９饷羝骷a(chǎn)生的電量與所接收的光量成正比。信息數(shù)字化原理。以平面式掃描儀為例，把原件面朝下放在掃描儀的玻璃臺上，掃描儀內(nèi)發(fā)出光照射原件，反射光線經(jīng)一組平面鏡和透鏡導(dǎo)向后，照射到CCD的光敏器件上。來自CCD的電信號送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，將電壓轉(zhuǎn)換成代表每個像素色調(diào)或顏色的數(shù)字值。步進電機驅(qū)動掃描頭延平臺作微增量運動，每移動一步，即獲得一行

9、像素值。掃描儀的種類平板掃描儀 一次掃描一張紙或圖片鼓形掃描儀具有電動滾筒小巧方便手持式掃描儀最便宜也最不精確便攜主要性能指標分辨率：分辨率高低，直接影響圖像的清晰度。家用掃描儀的分辨率目前主要采用 600dpi（dot per inch，即每英寸包含的點數(shù)），對一般的家庭應(yīng)用已經(jīng)綽綽有余了。商用掃描儀的分辨率已可達到12004800dpi。顏色深度：目前主流家用掃描儀一般采用256級灰度等級或24位真彩色掃描時間：在600dpi、256級灰度等級的條件下，掃描一幅圖像所需的時間一般為13分鐘。 最快的已不到1分鐘世界上第一臺照相機由法國人尼塞弗爾尼埃普斯于1826年發(fā)明的世界上第一臺相機，它

10、的外觀是一個簡陋的木箱子，借助暗箱繪畫成像原理，“拍”出了世界上第一張永久性照片，這是世界上看見到的最久的圖片它代表著“攝影的誕生。 世界第一臺數(shù)碼相機 柯達電子照相機 世界第一臺數(shù)碼相機賽尚1975成功研發(fā)的“手持電子照相機”。擁有10,000 像素(按100 x 100的陣列排列)的CCD拍攝影像，記錄一張黑白影像需要23秒之久。一旦拍攝完畢，照片便記錄到不太昂貴的音頻級盒式磁帶機上。磁帶機要從相機內(nèi)取下，并插入到播放設(shè)備上才能瀏覽。 數(shù)碼相機分類單反相機卡片相機長焦相機 圖像傳感器電荷藕合器件CCD（Charge Coupled Device）高感光度的半導(dǎo)體材料,CCD由許多感光單位組

11、成，以百萬像素為單位。互補性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS（ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor）利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體CCD和CMOS的區(qū)別 主要區(qū)別是: CCD是集成在半導(dǎo)體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上成像方面：在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確。而CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因，CMOS的成像質(zhì)量和CCD還是有一定距離的。但由于低廉的價格以及高度的整合性，因此在攝像頭領(lǐng)域還是得到了廣泛的應(yīng)用。一般而言，普及型

12、的數(shù)碼相機中使用CCD芯片的成像質(zhì)量要好一些。 數(shù)碼相機數(shù)碼相機的拍攝過程與傳統(tǒng)相機基本相同，但所用的感光器件（CCD，電荷耦合器）和記錄介質(zhì)（存儲卡）則與掃描儀相似二者的區(qū)別僅僅在于：掃描儀中的CCD排列成一條線，圖像的成像要靠逐行掃描；而數(shù)碼相機中的CCD是排列成一個矩形網(wǎng)格，一次即可形成一整幅圖像。瑞典哈蘇H4D-60 參考價格： 220000元 主要性能發(fā)布日期2010年02月機身特性中畫幅數(shù)碼單反傳感器類型CCD傳感器描述33.144.2mm有效像素數(shù)6000萬哈蘇H4D-60數(shù)碼單反 哈蘇H4D-40 法拉利限量版 瑞典哈蘇H4D-200MS2億像素定價：人民幣為292270元左右

13、。鏡頭CCDA/D（模/數(shù)轉(zhuǎn)換器）MPU（微處理器）內(nèi)置存儲器LCD（液晶顯示器）PC卡（可移動存儲器）接口（計算機接口、電視機接口）PC機鏡頭CCD陣列A/D轉(zhuǎn)換存儲器接口電路信號處理與數(shù)據(jù)壓縮打印機電視機 數(shù)碼相機的成像過程成像方式不同拍攝效果不同拍攝速度不同存儲介質(zhì)不同輸入輸出方式不同1800萬像素 數(shù)碼相機與傳統(tǒng)相機的區(qū)別對比傳統(tǒng)相機數(shù)碼相機感光組件膠片CCD陣列存儲載體膠卷：一次性使用存儲卡：可反復(fù)使用輸出方式暗室沖洗計算機打印成像質(zhì)量35mm膠片可容納1800萬像素普通相機300萬像素，高檔相機1000萬像素以上連拍速度即時連續(xù)拍攝相鄰兩次拍攝須間隔形象設(shè)計取決于拍攝當時事后可制作

14、修改數(shù)字化拍攝后直接形成數(shù)字文件，速度更快有些高檔的數(shù)碼相機具有視頻捕獲和輸出功能，可以直接進行動畫攝影或拍攝小短片（DV）;時間的長短取決于相機存儲卡的存儲容量主要技術(shù)指標像素數(shù)和分辨率焦距和變焦倍率最近對焦距離-微距曝光與快門白平衡調(diào)節(jié)功能存儲容量數(shù)碼相片的后期處理第一臺電影攝影/放映機 盡管在1890年代中期也有其他相似的機器問世，不過盧米埃爾兄弟仍然被公認為是發(fā)明攝像機的人。這對法國兄弟也同樣被廣泛認為于1895年首次在公開場合進行了商業(yè)電影放映。月球旅行記（1902） 數(shù)碼攝像相機數(shù)碼攝像機就是通常所說的DV機，DV即Digital Visual，即數(shù)字攝像。與模擬信號的攝像機相比，

15、數(shù)字攝像機的圖像解析度更高，色彩更為清晰，后期剪切方便，價格也更為便宜。數(shù)碼攝像機的出現(xiàn)，使得個人電影有了飛躍性的發(fā)展，DV拍攝和制作也由此走進民間，成為大眾化的活動。 數(shù)碼攝像相機目前 DV 格式數(shù)字攝錄機，記錄圖像的水平分辨率為500線分類：DV磁帶式、SD卡式、DVD光盤式、硬盤式廣播級業(yè)務(wù)級家用級 高清(High Definition)高清(High Definition簡稱HD)。高清是新一代的視頻標準，它不是一臺攝像機或電視機，是一種視頻的標準，即視頻比例一定為16：9 且分辨率高于或等于1280*720。高清的基本標準是：1.視頻縱橫比例為16:9；2.視頻垂直分辨率超過720線

16、逐行掃描，稱720p，或1080線隔行掃描，稱1080i。（p代表逐行掃描，i代表隔行掃描）一般采取以下方式表示：1080/50i. 其中，1080表示分辨率為1920*1080，50表示每秒播放50幀，i表示為隔行掃描。對應(yīng)的分辨率為1280*720，每秒播放30幀，逐行掃描的視頻為：720/30p。所謂標清，是物理分辨率在720p以下的一種視頻格式。720p是指視頻的垂直分辨率為720線逐行掃描。具體的說，是指分辨率在400線左右的VCD、DVD、電視節(jié)目等“標清”視頻格式，即標準清晰度。從畫質(zhì)來看，由于高清的分辨率基本上相當于傳統(tǒng)模擬電視的4倍，畫面清晰度、色彩還原度都要遠勝過傳統(tǒng)電視。

17、16:9的寬屏顯示也帶來更寬廣的視覺享受。從音頻效果看，高清電視支持杜比5.1聲道音頻流傳送，配合DAV-DZ770W的5.1聲道的光纖輸出，這將給我們帶來震撼的聽覺享受。這就是高清和標清的區(qū)別。全高清(FULL HD)全高清(FULL HD)，是指物理分辨率高達19201080逐行掃描，即1080i和1080p，是高清的頂級規(guī)格，因此被稱作“全高清1080i和720p稱為“標準高清”。HDV是高清格式的一種，由索尼、夏普、佳能、JVC 于2003年9 月30日聯(lián)合宣布的。HDV標準的目的是為了能開發(fā)準專業(yè)小型高清攝像機和家用便攜式高清攝像機，使高清能夠在更廣的范圍內(nèi)普及。說明白了，HDV標準

18、的概念就是開發(fā)家庭攝像機，可以容易地錄制高質(zhì)量的HD電影。HDV的特點：HDV可以在DV磁帶上錄制高清晰畫面，采用先進的壓縮算法，具備強大的糾錯功能，HDV的音質(zhì)和CD一樣好，HDV支持兩類錄制體系，即720p(逐行)規(guī)范和1080i (隔行)規(guī)范。結(jié)論就是，從理論上看，應(yīng)盡量選擇使用HDV作為錄制格式的DV產(chǎn)品。3CCD優(yōu)于單CCD的原因是由于單CCD采用馬賽克分色原理，容易引起偽色和摩爾紋干擾，影響成像質(zhì)量。3CCD則對RGB三種光線分開接受和處理，將三個CCD芯片分別用來處理三原色，即為三原色提供附加色光譜，從而解決了單CCD的偽色問題。 使用3CCD的數(shù)碼攝像機在光射到芯片上以前，先通

19、過棱鏡，把光線按RGB顏色分開，結(jié)果得到清脆、干凈、明快的顏色。數(shù)碼攝像機3CCD芯片（1）數(shù)碼攝像機的圖像分辨率較高，一般為500線以上，而VHS攝像機為200線，S-VHS攝像機為280300線，8mm攝像機為380線左右（2）數(shù)碼攝像機的色彩及亮度頻率帶寬比普通攝像機高六倍，圖像色彩較為純正，可以達到專業(yè)級標準。 （3）數(shù)碼攝像機（盤或卡）數(shù)據(jù)理論無限次，影像無損失（4）數(shù)碼攝像機的IEEE 1394數(shù)碼輸出端子，方便地將視頻圖像傳輸?shù)接嬎銠C?？梢灾挥靡桓娎|而且理論無損耗 （5）數(shù)碼攝像機普遍采用微處理機作為中心處理元件，實現(xiàn)控制、調(diào)整、運算的功能，攝像機的處理，自動化增強（6）數(shù)碼攝像機具有菜單和按鍵，可以進行簡單的視頻圖像處理，也可以將視頻圖像輸入到計算機中，利用計算機進行數(shù)字視頻處理，如剪輯、添加字幕、增加特效等功能Red Di