第8章 多媒體技術(shù)

第8章多媒體技術(shù)理解多媒體技術(shù)的概念。掌握多媒體計算機系統(tǒng)的組成。理解多媒體技術(shù)的主要特性。掌握多媒體元素的基本類型。了解多媒體技術(shù)的應(yīng)用。了解常用多媒體軟件的使用，學會使用常用多媒體工具進行媒體處理。8.1概述8.2多媒體計算機系統(tǒng)8.3媒體元素及其數(shù)字化8.4常用多媒體工具軟件8.1概述媒體——媒體是信息表示和傳播的載體。媒體在計算機領(lǐng)域有兩種含義：一種是指媒質(zhì)，即存儲信息的實體，如磁盤、光盤、磁帶、半導體存儲器等；另一種是指傳遞信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等。多媒體——它是指多種媒體的綜合，即把文字、圖形、圖像、聲音、動畫等多種媒體有機結(jié)合成一種人機交互式信息媒體。1、媒體和多媒體的概念2、媒體的分類

感覺媒體直接作用于人體的感覺器官的媒體，如計算機系統(tǒng)中的文字、數(shù)據(jù)和文件等。表示媒體傳輸感覺媒體的中介媒體，指用于數(shù)據(jù)交換的編碼如語音編碼、圖像編碼、文本編碼等。表現(xiàn)媒體進行信息輸入和輸出的媒體如顯示器、打印機等輸出類顯現(xiàn)媒體。存儲媒體

存儲表示媒體的物理介質(zhì)，如硬盤、軟盤、光盤等。傳輸媒體傳輸表示媒體的物理介質(zhì)，如雙絞線、同軸電纜、光纖等。3、多媒體技術(shù)的特點多樣性

主要特性之一，多媒體需要解決的基本問題。集成性

對多種信息進行集成，體現(xiàn)在兩個方面：一是多媒體信息的集成；二是操作這些媒體信息工具和設(shè)備的集成。交互性

關(guān)鍵特性，他為用戶提供了更加有效的控制和使用信息的手段和方法，有巨大的應(yīng)用前景。實時性

對聲音、圖像和時間的相關(guān)性進行處理，有嚴格的時序和很高的速度要求。4、多媒體技術(shù)的應(yīng)用

教育與培訓商業(yè)領(lǐng)域電子出版物信息點播娛樂與游戲8.2多媒體計算機系統(tǒng)1、多媒體計算機系統(tǒng)

多媒體計算機系統(tǒng)一般由多媒體硬件系統(tǒng)和多媒體軟件系統(tǒng)兩部分組成，主要包括多媒體終端設(shè)備、多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、多媒體服務(wù)系統(tǒng)、多媒體軟件和其他有關(guān)的設(shè)備。（1）多媒體計算機硬件系統(tǒng)

除了常規(guī)的硬件如主機、磁盤驅(qū)動器、顯示器、網(wǎng)卡等，多媒體計算機還要有音頻信息處理硬件、視頻信息處理硬件及光盤驅(qū)動器等。（2）多媒體計算機軟件系統(tǒng)8.3媒體元素及其數(shù)字化1、圖形與圖像圖形是指由外部輪廓線條構(gòu)成的矢量圖，如直線、圓、圓弧、矩形、曲線和圖表等。圖像是由掃描儀、攝像機等輸入設(shè)備捕捉的實際場景或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面，是由像素點陣構(gòu)成的位圖。

2、常見矢量圖文件DXF文件CDR文件WMF文件3、常見位圖文件BMP文件JPEG文件GIF文件TIFF文件PSD/PDD文件TGA文件4、圖形與圖像格式的轉(zhuǎn)換硬轉(zhuǎn)化硬轉(zhuǎn)化是根據(jù)對象輸入過程所用的設(shè)備和處理的性質(zhì)來轉(zhuǎn)化的，例如工程圖紙的硬轉(zhuǎn)化過程為：工程圖紙經(jīng)過掃描儀掃描到電腦上后，利用圖像處理軟件Photoshop轉(zhuǎn)化，就可以得到位圖，即圖像信息。

軟轉(zhuǎn)化軟轉(zhuǎn)化是對象文件格式之間轉(zhuǎn)化，圖形軟件CorelDraw、Photoshop均提供所有文件格式的轉(zhuǎn)化。

5、圖像的數(shù)字化圖像數(shù)字化就是把圖像連續(xù)的空間和亮度進行離散，包括空間位置的離散和數(shù)字化，亮度值的離散和數(shù)字化。圖像的數(shù)字化過程如下圖所示

⑴采樣

圖像采樣是指把圖像分割成為一系列小區(qū)域，用特定的數(shù)值來表示每一個小區(qū)域的亮度、色彩等特征。在進行采樣時，采樣頻率是影響圖象質(zhì)量的重要指標。采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù)，它反映了采樣之間的間隔大小。采樣頻率越高，得到的圖像樣本就越細膩逼真，圖像的質(zhì)量就越高，但圖像占用的存儲量就越大。所以說采樣頻率決定了采樣后所得的圖像是否真實地反映原圖像的程度。

⑵量化量化是指要使用多大范圍的數(shù)值來表示圖像采樣之后的每一個點的色彩信息。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù)，它反映了采樣的質(zhì)量。例如：如果以8位存儲一個點，就表示圖像只能有256種顏色；若采用16位存儲一個點，則有216＝65536種顏色。所以，量化位數(shù)越來越大，表示圖像可以擁有更多的顏色，自然可以產(chǎn)生更為細致的圖像效果。但是，也會占用更大的存儲空間。⑶壓縮編碼數(shù)字化后得到的圖像數(shù)據(jù)量十分巨大，必須采用編碼技術(shù)來壓縮其信息量。在一定意義上講，編碼壓縮技術(shù)是實現(xiàn)圖像傳輸與儲存的關(guān)鍵。目前已有許多成熟的編碼算法應(yīng)用于圖像壓縮。常見的有圖像的預測編碼、變換編碼、分形編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。6、數(shù)字視頻（1）視頻的概念視頻是由一系列的靜態(tài)圖像按一定的順序排列組成的，這些組成活動圖像序列的圖片稱為幀。它以一定的速率連續(xù)的投射在屏幕上，當速率達到24幀/秒以上時，就可以產(chǎn)生連續(xù)的視頻顯示效果。如果再把音頻信號也加進來，便可以實現(xiàn)視頻、音頻信號的同時播放。（2）視頻的分類

模擬視頻和數(shù)字視頻。早期的電視、電影等視頻信號的紀錄、存儲和傳輸都是采用模擬方式，現(xiàn)在出現(xiàn)的VCD、DVD、數(shù)碼攝像機等記錄的視頻數(shù)據(jù)都是數(shù)字視頻。（3）視頻文件的格式

影像視頻文件①AVI文件②MPEG文件③MOV文件④DivX文件⑤DAT文件流媒體視頻文件①RM文件②ASF文件③WMV文件（4）視頻數(shù)字化模擬視頻一般采用分量數(shù)字化方式，先將復合視頻信號中的亮度和色度分離，得到Y(jié)UV(Y表示亮度，U、V表示色差)，然后用三個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對三個分量分別進行數(shù)字化，最后再轉(zhuǎn)換成RGB空間，其數(shù)字化過程如圖8-4所示：（5）數(shù)字音頻聲音的三要素為：①音調(diào)：聲音的高低稱為音調(diào)。音調(diào)取決于聲源振動的頻率。②響度：人耳對聲音強弱的主觀感覺稱為響度。響度跟聲源的振幅以及人距離聲源的遠近有關(guān)。③音色：聲音的品質(zhì)稱為音色。音色主要與發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)、發(fā)聲方式等因素有關(guān)。不同的發(fā)聲體發(fā)出的聲音音色一般不同。數(shù)字音頻的文件格式WMA格式VQF格式MP3格式WAV格式MID和RMI格式RA格式數(shù)字音頻的技術(shù)指標采樣頻率

采樣頻率，又叫取樣頻率，決定聲音的保真度。它是將模擬聲音波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字聲音時，每秒鐘所抽取聲波幅度樣本的次數(shù)。聲道數(shù)

聲道數(shù)表示同一時間產(chǎn)生的聲音波形數(shù)。如果每次生成一個聲波數(shù)據(jù)，稱為單聲道；每次生成二個聲波數(shù)據(jù)，稱為立體聲（雙聲道）。立體聲表達的聲音效果豐富，但存儲空間會增加一倍。取樣大小又叫量化位數(shù)，它是每個采樣點能夠表示的數(shù)據(jù)范圍。簡單的講，就是描述聲音波形的數(shù)據(jù)是多少位的二進制數(shù)據(jù)，通常用bit做單位，如16bit、24bit。16位量化位數(shù)可以用216表示65536個不同的量化值。量化位數(shù)的大小決定了聲音的動態(tài)范圍，即被記錄和重放的聲音最高與最低之間的差值。當然，量化位數(shù)越高，音質(zhì)越好，數(shù)據(jù)量也越大。數(shù)字音頻文件的存儲量

以字節(jié)為單位，模擬波形聲音被數(shù)字化后音頻文件的存儲量(假定未經(jīng)壓縮)為：存儲量=采樣頻率×量化位數(shù)/8×聲道數(shù)×時間。例如，用44.1KHz的采樣頻率進行采樣，量化位數(shù)選用16位，則錄制1秒的立體聲節(jié)目，其波形文件所需的存儲量為：44100×16/8×2×1=176400(字節(jié))（6）音頻數(shù)字化采樣：每隔一定時間間隔對模擬波形上取一個幅度值。量化：將每個采樣點得到的幅度值以數(shù)字存儲。編碼：將采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據(jù)以一定的格式記錄下來。音頻數(shù)字化就是將模擬信號（如語音、音樂等）轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，以便計算機處理，其過程如圖所示。（7）多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮分類有損壓縮所謂有損壓縮是利用了人類對圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過程中損失一定的信息。無損壓縮是利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計冗余進行壓縮，可完全回復原始數(shù)據(jù)而不引起任何失真，但壓縮率是受到數(shù)據(jù)統(tǒng)計冗余度的理論限制，一般為2:1到5:1。壓縮編碼

預測編碼變換編碼信息熵編碼8.4常用多媒體工具軟件1、動畫制作工具Flash

Flash是由美國Macromedia公司開發(fā)的平面動畫設(shè)計軟件，主要用于網(wǎng)頁設(shè)計和多媒體創(chuàng)作等領(lǐng)域，功能非常強大。（1）FlashCS5界面（2）基本功能具有較強的矢量繪圖和動畫制作功能具有較強的導入和發(fā)布功能采用插件的工作方式，只要電腦中的瀏覽器安裝了ShockwaveFlash插件，就可以觀看Flash動畫采用“流式技術(shù)”播放動畫采用與JavaScript類似的語法結(jié)構(gòu)以及新的文本編輯區(qū)和調(diào)試區(qū)支持XML可充分調(diào)用Flash文件內(nèi)部庫中的符號，重復利用資源包含許多功能更強大的ActionScript函數(shù)，屬性和目標對象，兼容并支持Flash以前的版本2、圖像處理軟件Photoshop

Photoshop是Adobe公司旗下最為出名的圖像處理軟件之一，集圖像掃描、編輯修改、圖像制作、廣告創(chuàng)意，圖像輸入與輸出于一體的圖形圖像處理軟件，深受廣大平面設(shè)計人員和電腦美術(shù)愛好者的喜愛。PhotoshopCS5有標準版和擴展版兩個版本。（1）PhotoshopCS5的窗口組成（2）PS中常用效果制作例1

制作灰度圖像，把一個彩色的圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。方法是執(zhí)行“圖像”→“模式”→“灰度”命令，或執(zhí)行“圖像”→“調(diào)整”→“去色”命令，就可以得到一幅灰度更加細膩的圖像了。如下圖是制作好的灰度圖像。例2

使用圖層進行圖像合成①選擇“文件”→“打開”命令，打開一幅圖片作為背景②打開如下圖所示的蝴蝶圖片，由于圖片的邊緣比較明顯，可選擇工具箱中的磁性套索工具，在圖像中沿著蝴蝶的邊緣選取整個蝴蝶區(qū)域，使用Ctrl+C組合鍵將蝴蝶復制。③回到背景圖片，使用Ctrl+V組合鍵將蝴蝶粘貼到背景中，這時，系統(tǒng)將自動生成圖層1放置蝴蝶圖片。選擇工具箱中的移動工具，調(diào)整蝴蝶的位置；選擇“編輯”→“自由變換”命令，調(diào)整蝴蝶的大?。贿x擇“編輯”→“變換”→“旋轉(zhuǎn)”命令，調(diào)整蝴蝶落在鮮花上的角度。處理后的效果如下圖所示。3、常用多媒體播放工具（1）錄音機Windows系統(tǒng)中的錄音機程序可以錄制、播放和編輯WAV聲音文件。如果使用該程序，計算機上必須安裝聲卡，如果要錄制外部聲音，還需要配置麥克風。錄音①將麥克風插入計算機聲卡中標有“MIC”的接口上。②設(shè)置錄音屬性。雙擊“控制面板”中“多媒體”圖標，打開“多媒體屬性”對話框中的“音頻”選項卡，在錄音一欄中選擇相應(yīng)的錄音設(shè)備。③決定錄音的通道聲卡提供了多路聲音輸入通道，錄音前必須正確選擇。方法是雙擊桌面的右下角狀態(tài)欄中的喇叭圖標，打開“音量控制”，選擇“選項”→“屬性”菜單，在“調(diào)節(jié)音量”框內(nèi)選擇“錄音”，選中要使用的錄音設(shè)備。④錄音單擊“開始”按鈕，選擇“程序”→“附件”→“娛樂”→“錄音機”命令，打開“聲音-錄音機”窗口從，界面如下圖所示，單擊紅色的錄音鍵，就能錄音了。錄音完成后，按停止按鈕，并選擇“文件”菜單中的“保存”命令，將文件命名保存。調(diào)整聲音文件的質(zhì)量用“錄音機”所錄制下來的聲音文件，用戶還可以調(diào)整其聲音文件的質(zhì)量。調(diào)整聲音文件質(zhì)量的具體操作如下：①打開“錄音機”窗口。②選擇“文件”→“打開”命令，雙擊要進行調(diào)整的聲音文件。③單擊“文件”→“屬性”命令，打開“聲音文件屬性”對話框，如下圖所示：④在該對話框中顯示了該聲音文件的具體信息，在“格式轉(zhuǎn)換”選項組中單擊“選自”下拉列表，其中各選項功能如下：全部格式：顯示全部可用的格式。播放格式：顯示聲卡支持的所有可能的播放格式。錄音格式：顯示聲卡支持的所有可能的錄音格式。⑤選擇一種所需格式，單擊“立即轉(zhuǎn)換”按鈕，打開“聲音選定”對話框，如下圖所示：⑥在該對話框中的“名稱”下拉列表中可選擇“無題”、“CD質(zhì)量”、“電話質(zhì)量”和“收音質(zhì)量”選項。在“格式”和“屬性”下拉列表中可選擇該聲音文件的格式和屬性。注意：“CD質(zhì)量”、“收音質(zhì)量”和“電話質(zhì)量”具有預定義格式和屬性（例如，采樣頻率和信道數(shù)量），無法指定其格式及屬性。如果選定“無題”選項，則能夠指定格式及屬性。⑦調(diào)整完畢后，單擊“確定”按鈕即可。注意：“錄音機”不能編輯已壓縮的聲音