第13講視頻處理技術(shù)課件

第13講視頻處理技術(shù)第13講視頻處理技術(shù)1什么是動(dòng)畫？動(dòng)畫是活動(dòng)的畫面，實(shí)質(zhì)是一幅幅靜態(tài)圖像的連續(xù)播放。動(dòng)畫的連續(xù)播放既指時(shí)間上的連續(xù)，也指圖像內(nèi)容上的連續(xù)。幀動(dòng)畫是由一幅幅位圖組成的連續(xù)的畫面，就如電影膠片或視頻畫面一樣要分別設(shè)計(jì)每屏幕顯示的畫面。造型動(dòng)畫是對(duì)每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，賦予每個(gè)動(dòng)元一些特征，然后用這些動(dòng)元構(gòu)成完整的幀畫面。動(dòng)元的表演和行為是由制作表組成的腳本來控制。動(dòng)畫視頻文件什么是動(dòng)畫？動(dòng)畫是活動(dòng)的畫面，實(shí)質(zhì)是一幅幅靜態(tài)圖像的連續(xù)播放2基礎(chǔ)知識(shí)視頻是一組活動(dòng)圖像，當(dāng)畫面快速連續(xù)地播放時(shí)，由于人眼存在“視覺滯留效應(yīng)”而產(chǎn)生動(dòng)感；并伴隨有同步的聲音。被觀察物體消失后，影像仍在大腦中停留一段時(shí)間，約為1/24s什么是視頻電視信號(hào)為25幀/s的（PAL制）或30幀/s（NTSC）。電影播放為24幀/s。為消除閃爍，電影放映過程中有一個(gè)不透明的遮擋每秒遮擋24次，刷新率是48次/秒，既有效消除了閃爍，又節(jié)省了一半膠片?；A(chǔ)知識(shí)視頻是一組活動(dòng)圖像，當(dāng)畫面快速連續(xù)地播放時(shí)，由于人眼3基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容隨時(shí)間而變化伴音必須與畫面動(dòng)作同步壓縮的視頻信息實(shí)時(shí)性強(qiáng)，承載數(shù)據(jù)量大，對(duì)計(jì)算機(jī)處理能力要求高什么是視頻●視頻信號(hào)的特點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容隨時(shí)間而變化什么是視頻●視頻信號(hào)的特點(diǎn)4模擬視頻與數(shù)字視頻●模擬視頻(AnalogVideo)以模擬電信號(hào)的形式記錄依靠模擬調(diào)幅的手段在空間或通過線纜傳播使用盒式磁帶錄像機(jī)將視頻存放在磁帶上

圖像隨時(shí)間和頻道的衰減很大，不適合網(wǎng)絡(luò)傳輸●數(shù)字視頻(DigitalVideo—DV)數(shù)字化的文件形式記錄通過網(wǎng)絡(luò)傳輸存放在磁盤、光盤等數(shù)字化存儲(chǔ)器上增加交互性

模擬視頻與數(shù)字視頻●模擬視頻(AnalogVideo5數(shù)字視頻的特點(diǎn)清晰度高再現(xiàn)性好：多次復(fù)制不會(huì)失真，抗干擾能力強(qiáng)索引方便適合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：通過網(wǎng)絡(luò)長距離傳輸不會(huì)產(chǎn)生不良影響便于加密處理便于計(jì)算機(jī)編輯處理：進(jìn)行創(chuàng)造性地編輯與合成，動(dòng)態(tài)交互便于存儲(chǔ)和交換數(shù)據(jù)量大，需要進(jìn)行加縮數(shù)字視頻的特點(diǎn)清晰度高6數(shù)字視頻的應(yīng)用廣播電視：地面、衛(wèi)星電視廣播有線電視(CATV)數(shù)字視頻廣播(DigitalVideoBroadcast)交互式電視(ITV)高清晰電視(HDTV)通信：可視電話(Videophone)視頻會(huì)議(Videoconferencing)視頻點(diǎn)播(VideoOnDemand—VOD)視頻數(shù)據(jù)庫數(shù)字視頻的應(yīng)用廣播電視：通信：7數(shù)字視頻的應(yīng)用個(gè)人娛樂：錄像節(jié)目VCDDVD電視購物家庭攝像游戲數(shù)字視頻的應(yīng)用個(gè)人娛樂：8電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)稱為電視的制式，目前有PAL、NTSC和SECAM三種制式，主要區(qū)別在于刷新速度、顏色編碼系統(tǒng)、傳送頻率等。不同制式的電視機(jī)只能接收和處理其對(duì)應(yīng)制式的電視信號(hào)。彩色電視信號(hào)制式電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)稱為電視的制式，目前有PAL、9電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)彩色電視信號(hào)制式制式NTSCPALSECAM幀頻/Hz(傳送頻率)302525行/幀525625625亮度帶寬/MHz4.266場頻/Hz(刷新頻率)605050掃描方式隔行掃描隔行掃描隔行掃描使用國家美國、日本其他國家中國、西歐法國、俄羅斯東歐電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)彩色電視信號(hào)制式制式NTSCPALSECAM10電信號(hào)是一維的，而視頻圖像是二維的，把二維的視頻圖像轉(zhuǎn)換為一維電信號(hào)是通過光柵掃描實(shí)現(xiàn)的。電視攝像機(jī)的作用就是將視頻圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)電視視頻信號(hào)的掃描方式隔行掃描：每一幀由兩次掃描完成，奇數(shù)場和偶數(shù)場。逐行掃描：每一幀由一次掃描完成。電信號(hào)是一維的，而視頻圖像是二維的，把二維的視頻圖像轉(zhuǎn)換為一11電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)YUV與RGB彩色模型Y表示光源的亮度U和V表示色差的兩個(gè)分量，紅色分量和藍(lán)色分量優(yōu)點(diǎn)是將亮度信號(hào)與色差信號(hào)分離。人眼對(duì)亮度的敏感大于色度，可以通過損失色度信息達(dá)到節(jié)省存儲(chǔ)空間的目的●YUV模型電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)YUV與RGB彩色模型Y表示光源的亮度●12PAL彩色電視制式中采用YUV模型來表示彩色圖像YUVPAL彩色電視制式中采用YUV模型來表示彩色圖像13電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)YUV與RGB彩色模型●YUV模型與RGB模型的轉(zhuǎn)換顯示器采用RGB模型，因此需要把YUV彩色分量值轉(zhuǎn)換成RGB值。RGB和YUV的對(duì)應(yīng)關(guān)系近似地表示為：Y=0.299R+0.587G+0.114BU=-0.169R-0.331G+0.5BV=0.500R-0.419G-0.081B電視信號(hào)及其標(biāo)準(zhǔn)YUV與RGB彩色模型●YUV模型與RG14視頻的數(shù)字化過程視頻數(shù)字化是將模擬視頻信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和彩色空間變換，并經(jīng)編碼使其變成計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)字信號(hào)。視頻圖像既是空間的函數(shù)，也是時(shí)間的函數(shù)，所以其采樣方式比靜態(tài)圖像的采樣復(fù)雜的多。用Y:U:V表示的數(shù)字視頻的采樣格式有4:1:1、4:2:2和4:4:4。ITU-R標(biāo)準(zhǔn)建議使用4:2:2結(jié)構(gòu)。視頻的數(shù)字化過程視頻數(shù)字化是將模擬視頻信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和彩色15視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的采樣要滿足奈奎斯特采樣定理。采樣頻率必須是行頻的整數(shù)倍，這樣可以保證每行有整數(shù)個(gè)取樣點(diǎn)，同時(shí)要使得每行取樣點(diǎn)數(shù)目一樣多，便于數(shù)據(jù)處理。要滿足兩種掃描制式。ITU（國際電信聯(lián)盟）建議的分量編碼標(biāo)準(zhǔn)的亮度采樣頻率為13.5MHz，色度信號(hào)為6.75MHz。視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的采樣要滿足奈奎斯特采樣定理。ITU16視頻的數(shù)字化過程場頻：屏幕刷新頻率，又稱垂直掃描頻率，場頻越高，閃爍越不明顯，規(guī)定85Hz逐行掃描為無閃爍的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在有100Hz。PAL制為50Hz，NTSC制為59.94005994Hz。行頻：水平掃描頻率，即電子槍每秒在屏幕上掃描過的水平線數(shù)量，行頻=垂直分辨率×場頻。PAL制：625行×50Hz/2（隔行掃描）=15625Hz帶寬：每秒電子槍掃描過的總像素?cái)?shù)。帶寬=水平分辨率×垂直分辨率×場頻PAL制：亮度帶寬為6MHz，色度帶寬為亮度的一半視頻信號(hào)的采樣視頻的數(shù)字化過程場頻：屏幕刷新頻率，又稱垂直掃描頻率，場頻越17視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的量化采樣得到的是隔行樣本點(diǎn)，要把隔行樣本組合成逐行樣本，然后進(jìn)行樣本點(diǎn)的量化，再將YUV轉(zhuǎn)換到RGB色彩空間，才能得到數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。采樣是把模擬信號(hào)變成了時(shí)間上離散的脈沖信號(hào)，量化則是進(jìn)行幅度上的離散化處理。量化位數(shù)越多，層次就分得愈細(xì)，但數(shù)據(jù)量也成倍上升。量化的過程是不可逆的，這是因?yàn)榱炕旧斫o信號(hào)帶來的損傷是不可彌補(bǔ)的。一般現(xiàn)在的視頻信號(hào)均采用8比特、10比特，在信號(hào)質(zhì)量要求較高的情況下采用12比特量化。視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的量化采樣得到的是隔行樣本點(diǎn)，要把隔18視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)量（采用8位量化）：采樣格式(Y:U:V)數(shù)據(jù)量(MB/s) 4:2:2 27 4:4:4 40.5視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)量（采用819視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼采樣、量化后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字符號(hào)才能進(jìn)行傳輸，這一過程稱為編碼。信息壓縮編碼就是從時(shí)間域、空間域兩方面去除冗余信息，將可推知的確定信息去掉。視頻編碼技術(shù)主要包括MPEG與H.26x標(biāo)準(zhǔn)，編碼技術(shù)主要分成幀內(nèi)編碼(信源編碼)和幀間編碼(信道編碼)。前者用于去掉圖像的空間冗余信息，后者用于去除圖像的時(shí)間冗余信息。視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼采樣、量化后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成20視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4及正在制定的MPEG-7等標(biāo)準(zhǔn)。●MPEG壓縮視頻標(biāo)準(zhǔn)MPEG-1：1992年推出，VCD基礎(chǔ)，352×288有限分辨率，面向家庭電視質(zhì)量級(jí)的視頻、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2：1995年推出，針對(duì)HDTV、DVD，720×576分辨率，5.1聲道，面向演播級(jí)的視頻音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2的最大特點(diǎn)在于交互性，現(xiàn)在還沒有好好利用起來。視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。主要有21視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼●MPEG壓縮視頻標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4：又稱DivX，1999年推出。特點(diǎn)：基于內(nèi)容的交互性，而MPEG-1/2則基于幀高效的壓縮比：壓縮比更高，播放質(zhì)量更好通用的訪問性：充分考慮各種網(wǎng)絡(luò)（有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)介質(zhì)）的特殊性，支持對(duì)多媒體信息的通用存取。視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼●MPEG壓縮視頻標(biāo)22視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼●MPEG壓縮視頻標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4的應(yīng)用：因特網(wǎng)多媒體應(yīng)用，如多媒體郵件等交互式視頻游戲?qū)崟r(shí)可視通信：可視電話、會(huì)議電視等交互式存儲(chǔ)媒體應(yīng)用移動(dòng)通信條件下的多媒體應(yīng)用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼●MPEG壓縮視頻標(biāo)23視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼●H.26x標(biāo)準(zhǔn)H.261：支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像的壓縮編/解碼標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于可視電話和電視會(huì)議，最低傳輸速度是64kb/s。H.263：面向低速信道，低于64kb/s，目的是能在現(xiàn)有的電話網(wǎng)上傳輸活動(dòng)圖像。H.264：視訊會(huì)議系統(tǒng)規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)。影像壓縮技術(shù)是H.263的兩倍，質(zhì)量優(yōu)于H.263，接近MPEG-4，對(duì)帶寬要求低。視頻的數(shù)字化過程視頻信號(hào)的壓縮與編碼●H.26x標(biāo)準(zhǔn)H.24微軟公司提出（AudioVideoInterleave），運(yùn)動(dòng)圖像和伴音數(shù)據(jù)是以交織的方式存儲(chǔ)，并獨(dú)立于硬件設(shè)備,在讀取視頻數(shù)據(jù)流時(shí)能更有效地從存儲(chǔ)媒介得到連續(xù)的信息。AVI可以在任何Windows環(huán)境下工作，用戶可以開發(fā)自己的AVI視頻文件格式，在Windows環(huán)境下隨時(shí)調(diào)用，具有擴(kuò)展功能。一般采用幀內(nèi)有損壓縮，視頻編輯軟件如AdobePremiere可以進(jìn)行再編輯和處理?！馎VI文件動(dòng)畫視頻文件類型微軟公司提出（AudioVideoInterleave）25擴(kuò)展名為.asf和.wmv。ASF的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。WMV文件包括WindowsMedia音頻（WMA）和WindowsMedia視頻（WMV）?！馱indowsMedia文件動(dòng)畫視頻文件類型擴(kuò)展名為.asf和.wmv?！馱indowsMedia26Apple公司推出的視頻格式，即Moviedigitalvideo的文件格式，相應(yīng)的視頻應(yīng)用軟件為Apple'sQuickTimeforMacintosh。Apple公司也推出了適用于PC機(jī)的視頻應(yīng)用軟件Apple’sQuickTimeforWindows，因此在PC機(jī)上也可以播放MOV視頻文件。MOV格式的視頻文件可以采用不壓縮或壓縮的方式●MOV文件動(dòng)畫視頻文件類型Apple公司推出的視頻格式，即Moviedigita27壓縮視頻文件，同步播放視頻和音頻，文件大小僅為AVI文件的六分之一。MPEG-2壓縮技術(shù)采用可變速率（VBR）技術(shù)，能夠根據(jù)動(dòng)態(tài)畫面的復(fù)雜程度，適時(shí)改變數(shù)據(jù)傳輸率獲得較好的編碼效果，目前使用的DVD就是采用了這種技術(shù)。MPEG壓縮比高，圖像和音頻質(zhì)量也非常好。MPEG標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)(視頻、音頻同步)三個(gè)部分，MP3音頻文件就是MPEG音頻的一個(gè)典型應(yīng)用，而VCD、SVCD、DVD則是全面采用MPEG技術(shù)所產(chǎn)生出來的新型消費(fèi)類電子產(chǎn)品?！馦PEG文件—MPEG/MPG/DAT格式動(dòng)畫視頻文件類型壓縮視頻文件，同步播放視頻和音頻，文件大小僅為AVI文件的六28RealNetworks公司制定的音視頻壓縮規(guī)范RealMedia，是Internet上的流媒體技術(shù)，包括RealAudio、RealVideo及RealFlash。流式視頻格式，采用“邊傳邊播”的方法，即先從服務(wù)器上下載一部分視頻文件，形成視頻流緩沖區(qū)后實(shí)時(shí)播放，同時(shí)繼續(xù)下載，為接下來的播放做好準(zhǔn)備。這種方法避免了用戶必須等待整個(gè)文件從Internet上全部下載完畢才能觀看的缺點(diǎn)?！馬AM文件動(dòng)畫視頻文件類型RealNetworks公司制定的音視頻壓縮規(guī)范RealMe29基于多媒體計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，視頻處理一般是借助于一些相關(guān)的硬件和軟件，在計(jì)算機(jī)上對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行接收、采集、傳輸、壓縮、存儲(chǔ)、編輯、顯示、回放等多種處理。視頻信號(hào)主要是指來自電視機(jī)、錄/放像機(jī)、攝像機(jī)等視頻設(shè)備的信號(hào)，也可以是來自影碟機(jī)的影視節(jié)目?；诙嗝襟w計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，視頻處理30數(shù)字視頻系統(tǒng)的組成主要包括視頻采集設(shè)備、視頻信號(hào)源設(shè)備、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、以及配置有相應(yīng)視頻處理軟件的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。視頻源設(shè)備：錄像機(jī)、電視機(jī)、影碟機(jī)等；視頻采集卡：對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行采集、量化和編碼的設(shè)備；高性能計(jì)算機(jī)：接收和記錄編碼后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。大容量存儲(chǔ)設(shè)備：存儲(chǔ)經(jīng)過編輯修改的數(shù)字視頻文件?；诙嗝襟w計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)數(shù)字視頻系統(tǒng)的組成主要包括視頻采集設(shè)備、視頻信號(hào)源設(shè)31視頻采集卡視頻采集卡提供接口連接模擬視頻設(shè)備和計(jì)算機(jī)，把模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。視頻采集卡一般具有多種視頻接口，可接收來自攝像機(jī)、錄像機(jī)、VCD機(jī)等多種視頻信號(hào)，通過視頻軟件可選擇所需的視頻源?；诙嗝襟w計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)視頻采集卡視頻采集卡提供接口連接模擬視頻設(shè)備和計(jì)算機(jī)，把模擬32基于多媒體計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)視頻采集卡基于多媒體計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)視頻采集卡33基于多媒體計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)視頻采集卡性能指標(biāo)：接口：復(fù)合視頻接口(Videoin)，S-Video接口，電視天線接口，音頻輸入接口等單工：只提供視頻輸入接口雙工：提供視頻輸入/輸出接口實(shí)時(shí)壓縮功能：視頻序列獲取的同時(shí)完成壓縮，AVI、MPEG采集分辨率及幀頻：廣播級(jí)視頻采集卡PAL制—720×576，25幀/秒，壓縮比4:1驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序：編輯處理能力基于多媒體計(jì)算機(jī)的視頻處理系統(tǒng)視頻采集卡性能指標(biāo)：34非線性編輯系統(tǒng)線性編輯是傳統(tǒng)的聲像編輯系統(tǒng)，以時(shí)間順序記錄，完成編輯過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低。非線性編輯是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)完成視頻編輯，編輯工作更加隨心所欲并富有創(chuàng)造性。編輯制作方便有利于反復(fù)編輯和修改圖像與聲音的同步對(duì)位準(zhǔn)確方便制作圖像畫面的層次多●線性編輯與非線性編輯非線性編輯系統(tǒng)線性編輯是傳統(tǒng)的聲像編輯系統(tǒng)，以時(shí)間順序記錄，35非線性編輯系統(tǒng)視頻素材的準(zhǔn)備和搜集視頻采集和數(shù)字化：是關(guān)鍵的一環(huán)，直接影響到最終產(chǎn)品的品質(zhì)，由視頻采集壓縮卡及相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)，主要是對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉、壓縮和存儲(chǔ)。數(shù)字視頻編輯：編輯軟件對(duì)各種素材進(jìn)行剪輯、重新編排和銜接，添加各種特效和特技，疊加字幕等預(yù)視過程生成影片回放或錄制●非線性編輯系統(tǒng)的視頻處理過程非線性編輯系統(tǒng)視頻素材的準(zhǔn)備和搜集●非線性編輯系統(tǒng)的視頻36AdobePremiere：應(yīng)用最廣泛的專業(yè)視頻編輯軟件AdobeAfterEffects：是Premiere的自然延伸UleadMediaStudioPro

：網(wǎng)頁或教學(xué)、娛樂方面的一般應(yīng)用

UleadVideoStudio（會(huì)聲會(huì)影）：針對(duì)家庭娛樂、個(gè)人紀(jì)錄片制作之用的簡便型編輯視頻軟件

●常用視頻編輯軟件非線性編輯系統(tǒng)AdobePremiere：應(yīng)用最廣泛的專業(yè)視頻編輯軟件●37包括從捕獲視頻流、編輯視頻、加入開始標(biāo)題和結(jié)束時(shí)的片尾字幕、創(chuàng)建場景間切換、加入音樂聲軌和特殊效果、并最終發(fā)布作品等一系列過程。導(dǎo)入編輯音頻處理標(biāo)題和過渡效果輸出媒質(zhì)管理●數(shù)字視頻編輯軟件的基本功能非線性編輯系統(tǒng)包括從捕獲視頻流、編輯視頻、加入開始標(biāo)題和結(jié)束時(shí)的片38多媒體應(yīng)用的工程化設(shè)計(jì)方法

從程序設(shè)計(jì)角度來看，多媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)仍屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)范疇，因此可借鑒軟件工程開發(fā)方法進(jìn)行。軟件工程是一種用系統(tǒng)工程的方法來開發(fā)、操作、維護(hù)及報(bào)廢軟件的過程。軟件工程研究的目標(biāo)是：應(yīng)用理論、科學(xué)方法和工程設(shè)計(jì)規(guī)范來指導(dǎo)軟件開發(fā)，以達(dá)到利用較少的時(shí)間，較低的成本獲得高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。軟件從設(shè)計(jì)到完成可以用一種生命周期模型來描述，生命周期指的是軟件的整個(gè)開發(fā)、使用、維護(hù)和報(bào)廢的過程。多媒體應(yīng)用的工程化設(shè)計(jì)方法從程序設(shè)計(jì)角度來看，多媒體應(yīng)39

●制作組與分工

一個(gè)完整的多媒體項(xiàng)目開發(fā)組應(yīng)該具有下列工作人員:項(xiàng)目經(jīng)理多媒體設(shè)計(jì)師寫作專家視頻作家音頻作家多媒體程序員多媒體應(yīng)用的工程化設(shè)計(jì)方法 ●制作組與分工一個(gè)完整的多媒體項(xiàng)目開發(fā)組應(yīng)該具有下列工作40多媒體應(yīng)用的工程化設(shè)計(jì)方法需求分析應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))建立設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則(詳細(xì)設(shè)計(jì))準(zhǔn)備多媒體數(shù)據(jù)制作生成多媒體應(yīng)用系統(tǒng)(編碼與集成)系統(tǒng)的測試與應(yīng)用多媒體應(yīng)用的工程化設(shè)計(jì)方法需求分析41需求分析

需求分析是創(chuàng)作一種新軟件產(chǎn)品的第一階段。該階段的任務(wù)就是確定用戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的具體要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)。 需求分析的方法很多，如結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)在需求分析階段采用的是結(jié)構(gòu)化分析，即采用“自頂向下”逐步分解的原則，運(yùn)用相應(yīng)的工具，進(jìn)行設(shè)計(jì)目標(biāo)描述。 在用戶需求提出后，設(shè)計(jì)人員還要從各種不同角度來分析問題，盡可能列出解決問題的各種策略，最后，評(píng)估各種方案的可行性，從眾多的分析方案中找出一個(gè)可行性高而最有價(jià)值(創(chuàng)意新穎)的方案。需求分析 需求分析是創(chuàng)作一種新軟件產(chǎn)品的第一階段。該階段的任42應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))

當(dāng)通過需求分析，確定了設(shè)計(jì)方案后，就要決定如何構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。需要強(qiáng)調(diào)的是多媒體應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須將交互的概念融子項(xiàng)目的設(shè)計(jì)之中。在確定系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型之后，還要確定組織結(jié)構(gòu)是線性、層次、還是網(wǎng)狀鏈接，然后著手腳本設(shè)計(jì)，繪制插圖，屏幕樣板和定型樣本。通常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要確定：目錄主題(即項(xiàng)目的入口點(diǎn))、層次結(jié)構(gòu)和瀏覽順序(使用戶明確每個(gè)問題相關(guān)主題的層次關(guān)系及其對(duì)項(xiàng)目顯示信息順序的影響)及交叉跳轉(zhuǎn)(使用主題詞或圖標(biāo)做為跳轉(zhuǎn)區(qū)，將相關(guān)主題連接起來)等問題。應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))當(dāng)通過需求分析，確定了設(shè)計(jì)43建立設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則(詳細(xì)設(shè)計(jì))

在開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)之前必須制定高質(zhì)量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以確保多媒體設(shè)計(jì)具有一致的內(nèi)部設(shè)計(jì)風(fēng)格。這些標(biāo)準(zhǔn)主要有：

主題設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)把表現(xiàn)的內(nèi)容分為多個(gè)相互獨(dú)立的主題或屏幕時(shí)，應(yīng)當(dāng)使聲音、內(nèi)容和信息保持一致的形式。字體使用標(biāo)準(zhǔn)：選擇文本字體大小、顏色.和字型.保證項(xiàng)目易讀和美觀。

聲音使用標(biāo)準(zhǔn)：聲音的運(yùn)用要注意內(nèi)容易懂、音量不可過大或過小，并與其他聲音采樣在質(zhì)量上保持一致。

圖像和動(dòng)畫的使用：選用圖像，要在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中說明它的用途。同時(shí)要說明圖像如何顯示及其位置，是否需要邊框，顏色數(shù)，尺寸大小及其它因素。若采用動(dòng)畫則一定要突出動(dòng)畫效果。建立設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則(詳細(xì)設(shè)計(jì))在開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)之前必須制定44準(zhǔn)備多媒體數(shù)據(jù)

準(zhǔn)備多媒體數(shù)據(jù)是多媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)中一項(xiàng)費(fèi)時(shí)又復(fù)雜的事。無論動(dòng)畫文本、聲音視頻等媒體文件源于何處，都必須進(jìn)行數(shù)字化處理、編輯。 對(duì)圖像來說，掃描處理過程十分關(guān)鍵，不僅要進(jìn)行剪裁處理，而且還要在這個(gè)過程中修飾圖像，拼接合并，以便能得到更好的效果。 對(duì)于聲音來說，音樂的選擇，配音的錄制也要事先做好，必要時(shí)也可以通過合適的編輯進(jìn)行特殊處理，如回聲、放大、混聲等。 其他的媒體準(zhǔn)備也十分類似。 最后，這些媒體都必須轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境下要求的存儲(chǔ)和表示形式。準(zhǔn)備多媒體數(shù)據(jù) 準(zhǔn)備多媒體數(shù)據(jù)是多媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)中一項(xiàng)費(fèi)時(shí)又復(fù)45制作生成多媒體應(yīng)用系統(tǒng)(編碼與集成)

在完全確定產(chǎn)品的內(nèi)容、功能、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用要求后，要選擇適宜的創(chuàng)作工具和方法進(jìn)行制作，將各種多媒體數(shù)據(jù)，根據(jù)腳本設(shè)計(jì)進(jìn)行編程連接，或選用創(chuàng)作工具實(shí)現(xiàn)集成、連接.編排與組合，從而構(gòu)造出由多媒體計(jì)算機(jī)所控制的應(yīng)用系統(tǒng)。在生成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，如果采用程序編碼設(shè)計(jì)，首先要選擇功能強(qiáng)、可靈活進(jìn)行多媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)的編程語言和編程環(huán)境，如VB，VC++和Java等。制作生成多媒體應(yīng)用系統(tǒng)(編碼與集成)在完全確定產(chǎn)品的內(nèi)容46系統(tǒng)的測試與應(yīng)用 無論是用編程環(huán)境，還是用創(chuàng)作工具，當(dāng)完成一個(gè)多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，一定要進(jìn)行系統(tǒng)測試。測試工作實(shí)際從系統(tǒng)設(shè)計(jì)一開始就可進(jìn)行，每個(gè)模塊都要經(jīng)過單元測試，功能測試。模塊連接后要進(jìn)行總體功能測試。開發(fā)周期的每個(gè)階段.每個(gè)模塊都應(yīng)經(jīng)過測試，不斷改進(jìn)。 對(duì)可執(zhí)行的版本測試，修改后，形成一個(gè)可用的版本，便可投入試用，在應(yīng)用中再不斷地清除錯(cuò)誤，強(qiáng)化軟件的可用性、可靠性及功能。經(jīng)過一段時(shí)間的試用、完善后，可進(jìn)行商品化包裝，以便上市發(fā)行。

軟件發(fā)行后，測試還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。這些測試應(yīng)包括可靠性、可維護(hù)性、可修改性、效率及可用性等?？煽啃允侵赋绦蛩鶊?zhí)行的和所預(yù)期的結(jié)果一樣，而且前一次執(zhí)行與后一次執(zhí)行的結(jié)果相同.可維護(hù)性是指如果其中某一部分有錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，可以容易地將之更改過來?？尚薷男允侵赶到y(tǒng)可以適應(yīng)新的環(huán)境，隨時(shí)增減改變其中的功能。效率高則是程序執(zhí)行時(shí)不會(huì)使用過多的資源或時(shí)間。可用性是指一項(xiàng)產(chǎn)品可以滿足用戶執(zhí)行其想要完成的工作。系統(tǒng)的測試與應(yīng)用 無論是用編程環(huán)境，還是用創(chuàng)作工具，當(dāng)完成一47多媒體人機(jī)界面設(shè)計(jì)的原則 人機(jī)界面指用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口，它是聯(lián)系用戶和計(jì)算機(jī)硬件、軟件的一個(gè)綜合環(huán)境.在多媒體系統(tǒng)中，用戶界面的設(shè)計(jì)是一門藝術(shù)，它涉及到多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容。面向用戶的原則一致性原則簡潔性原則適當(dāng)性原則順序性原則結(jié)構(gòu)性原則合理選擇文本和圖形使用多窗口使用彩色多媒體人機(jī)界面設(shè)計(jì)的原則 人機(jī)界面指用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48●面向用戶的原則反饋信息和屏幕輸出應(yīng)面向用戶、指導(dǎo)用戶，以滿足用戶使用需求為目標(biāo)。 屏幕輸出的信息是為了使用戶獲取運(yùn)行結(jié)果，或者是獲取系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，以及指導(dǎo)用戶應(yīng)如何進(jìn)一步操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所以在滿足用戶需要的情況下，首先應(yīng)使顯示的信息量減到最小，絕不顯示與用戶需要無關(guān)的信息，以免增加用戶的記憶負(fù)擔(dān)。其次，反饋信息應(yīng)能被用戶正確閱讀、理解和使用。第三，應(yīng)使用用戶所熟悉的術(shù)語來解釋程序，幫助用戶盡快適應(yīng)和熟悉系統(tǒng)的環(huán)境。第四，系統(tǒng)內(nèi)部在處理工作時(shí)要有提示信息，盡量把主動(dòng)權(quán)讓給用戶。第13講視頻處理技術(shù)課件49●一致性原則是指從任務(wù)、信息的表達(dá)，界面的控制操作等方面與用戶理解熟悉的模式盡量保持一致。 如顯示相同類型信息時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行的不同階段保持一致的相似方式顯示，包括顯示風(fēng)格.布局、位置、所用顏色等。一個(gè)界面與用戶預(yù)想的表現(xiàn)、操作方式越一致，就越容易學(xué)習(xí)、記憶和使用。一致性不僅能減少人的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，還可以通過提供熟悉的模式來增強(qiáng)認(rèn)識(shí)能力，界面設(shè)計(jì)者的責(zé)任就是使界面盡可能地與用戶原來的模式一致，若原來沒有模型，就應(yīng)給出一個(gè)新系統(tǒng)的清晰結(jié)構(gòu)，并盡可能使用戶容易適應(yīng)。●一致性原則50●簡潔性原則界面的信息內(nèi)容應(yīng)該準(zhǔn)確、簡潔，并能給出強(qiáng)調(diào)的信息顯示。準(zhǔn)確，就是要求表達(dá)意思明確，不使用意義含混、有二義性的詞匯或句子。簡潔就是詞匯是用戶習(xí)慣的，并用盡可能少的文字表達(dá)必需的信息。必要時(shí)可以使用意義明確的縮寫形式，需要強(qiáng)制的信息可以在顯示中使用黑體字、加下劃線、加大亮度、閃爍、反白及不同顏色來引起用戶的注意?！窈啙嵭栽瓌t51●適當(dāng)性原則屏幕顯示和布局應(yīng)美觀、清楚、合理，改善反饋信息的可閱讀性、可理解性，并使用戶能快速查找到有用信息，為此要求： 顯示邏輯順序應(yīng)合理。顯示內(nèi)容應(yīng)恰當(dāng)、不應(yīng)過多、過快或使屏幕過分擁擠。提供必要的空白?？招屑翱崭駮?huì)使結(jié)構(gòu)合理，閱讀和尋找方便，并使用戶的注意力集中在有用的信息上。一般使用小寫或混合大小寫形式顯示文本，避免用純大寫字方式，因?yàn)樾懛绞降奈谋救菀组喿x?！襁m當(dāng)性原則顯示邏輯順序應(yīng)合理。52●順序性原則合理安排信息在屏幕上顯示順序。一般有如下因素決定信息顯示的順序：按照使用順序顯示信息按照習(xí)慣用法順序按照信息重要性順序按照信息的使用頻度按照信息的一般性和專用性按字母順序或時(shí)間順序顯示●順序性原則按照使用順序顯示信息53●結(jié)構(gòu)性原則

界面設(shè)計(jì)應(yīng)是結(jié)構(gòu)化的，以減少復(fù)雜度，結(jié)構(gòu)化應(yīng)與用戶知識(shí)結(jié)構(gòu)相兼容?！窠Y(jié)構(gòu)性原則54●合理選擇文本和圖形對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果輸出信息，如果重點(diǎn)是要對(duì)其值作詳細(xì)分析或獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，那么應(yīng)該使用字符、數(shù)字式顯示；如果要了解數(shù)據(jù)總特性或變化趨勢，那么使用圖形方式更有效?！窈侠磉x擇文本和圖形55●使用多窗口

圖形和多窗口顯示，可以充分利用微機(jī)系統(tǒng)的軟硬件資源，并在交互輸出中大大改善人機(jī)界面的輸出顯示能力。●使用多窗口56●使用彩色合理使用彩色顯示可以美化人機(jī)界面外觀.改善人的視覺印象，同時(shí)加快有用信息的尋找速度，并減少錯(cuò)誤。正確選擇色彩基調(diào)。注意對(duì)比與和諧的關(guān)系。盡量降低背景的飽和度，提高字體的清晰度。不宜使用紅.綠、紅.藍(lán)、綠.藍(lán)和藍(lán).黃這些組合顏色，因?yàn)樗鼈儠?huì)使相鄰的邊界產(chǎn)生振蕩和余像?！袷褂貌噬_選擇色彩基調(diào)。57教學(xué)進(jìn)程多媒體應(yīng)用系統(tǒng) 多媒體應(yīng)用系統(tǒng)是由各種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜液烷_發(fā)人員利用計(jì)算機(jī)語言或多媒體創(chuàng)作工具制作的最終多媒體產(chǎn)品，是直接面向用戶的。 目前，多媒體應(yīng)用的主要領(lǐng)域有文化教育、電子出版、音像制作、影視特技、通信和信息咨詢服務(wù)等。多媒體教學(xué)軟件多媒體電子出版物多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教學(xué)進(jìn)程多媒體應(yīng)用系統(tǒng) 多媒體應(yīng)用系統(tǒng)是由各種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜液?8

多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(MCAI)，是指用計(jì)算機(jī)幫助教師進(jìn)行教學(xué)或用計(jì)算機(jī)進(jìn)行教學(xué)的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域。由于MCAI是基于多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的，從而使其呈現(xiàn)以下特點(diǎn)： 教學(xué)信息顯示的多媒體化。 教學(xué)內(nèi)容組織的超文本結(jié)構(gòu)形式。 教學(xué)過程的交互性。 教學(xué)信息的大容量存儲(chǔ)。 教學(xué)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化?！穸嗝襟w教學(xué)的特點(diǎn)多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(MCAI)，是指用計(jì)算機(jī)59多媒體教學(xué)之所以具有與傳統(tǒng)方式教學(xué)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，其原因是它具有相應(yīng)的豐富多彩的教學(xué)軟件，它有下列幾種基本模式： 課堂演示模式 個(gè)別交互學(xué)習(xí)模式 操練復(fù)習(xí)模式 資料工具模式 教學(xué)游戲模式●多媒體教學(xué)軟件的模式多媒體教學(xué)之所以具有與傳統(tǒng)方式教學(xué)無●多媒體教學(xué)軟件60

多媒體計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件根據(jù)內(nèi)容可分為以下幾種類型： 娛樂學(xué)習(xí)類 自然科學(xué)類 語言類多媒體結(jié)合聲音、文字、圖形及圖像等來學(xué)習(xí)本國或外國語言。 文學(xué)類將文學(xué)名著轉(zhuǎn)化為光盤片.增加圖畫、聲音、影片等效果，可使小說更增趣味。 歷史類●多媒體教學(xué)軟件的分類多媒體計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件根據(jù)內(nèi)容可分為以下幾種類型：●61●多媒體教學(xué)軟件設(shè)計(jì)的原則

在多媒體教學(xué)系統(tǒng)中，多媒體教學(xué)軟件是整個(gè)系統(tǒng)的核心和控制部分。多媒體教學(xué)系統(tǒng)所提供的教學(xué)信息，都是由多媒體教學(xué)軟件給出的或是在多媒體教學(xué)軟件的控制下給出的。多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的很大一部分工作量，是用于多媒體教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)。 多媒體教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)過程一般分為： 選題、教學(xué)對(duì)象分析、教學(xué)目標(biāo)編寫、制定課題計(jì)劃、腳本撰寫、程序設(shè)計(jì)、課件評(píng)價(jià)和文檔編寫幾個(gè)階段?！穸嗝襟w教學(xué)軟件設(shè)計(jì)的原則在多媒體教學(xué)系統(tǒng)中，多62●多媒體教學(xué)軟件設(shè)計(jì)的原則一般來說，如果一門課程在教學(xué)過程中具有如下一些特點(diǎn)，就適合采用多媒體教學(xué)作為教學(xué)手段： (1).交互性強(qiáng)。即經(jīng)常需要學(xué)生就課程內(nèi)容回答問題。 (2).需要根據(jù)學(xué)生的要求或測試成績動(dòng)態(tài)地調(diào)整課程難度或內(nèi)容。 (3).課文中需要配有圖形，以幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。(4).需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程運(yùn)行追蹤并對(duì)測試成績進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)。 (5).在教學(xué)過程中需要使用動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng)?！穸嗝襟w教學(xué)軟件設(shè)計(jì)的原則一般來說，如果一門課程在教學(xué)過程中63●多媒體電子圖書多媒體電子圖書除了具有龐大的存儲(chǔ)量外.還可在其間添加不同形式的數(shù)據(jù)，如聲音、照片與影片等。查找傳統(tǒng)的參考書籍是一項(xiàng)頗為累人的事，現(xiàn)在用多媒體光盤來協(xié)助查尋既快速又準(zhǔn)確。多媒體電子圖書主要包括以下幾類： (1).字典類 (2).百科全書類 (3).經(jīng)典類 (4).參考書籍類●多媒體電子圖書多媒體電子圖書除了具有龐大的存儲(chǔ)量外64●地圖與旅游

多媒體節(jié)目可以以電影或記錄片為基礎(chǔ)，加上許多文字、動(dòng)畫、地圖等資料，使觀眾能獲得各地的風(fēng)光、文物及習(xí)俗等完整的信息。這方面的節(jié)目可以大略分成地圖與旅游兩大類。 (1).地圖類地圖可以是全國范圍的，也可以是某省或城市的街道。利用多媒體，可以使地圖的查找更為方便，還可以獲取某地區(qū)的人口.市容、面積、氣候等信息。 (2).旅游類以多媒體來介紹旅游名勝的風(fēng)光、文物與習(xí)俗是非常好的構(gòu)想?！竦貓D與旅游多媒體節(jié)目可以以電影或記錄片為基礎(chǔ)，加65●家庭應(yīng)用

家庭中多媒體光盤片主要包括醫(yī)藥與娛樂兩類。 (1).醫(yī)藥類在家庭中，對(duì)小傷口的處理或家人身體有些不適時(shí)，做一些最基本的診斷與護(hù)理是非常必要的，因此家用護(hù)理箱與多媒體護(hù)理醫(yī)療的光盤片便可成為家庭咨詢與護(hù)理的必備工具。 (2).娛樂類一家人在一起除了共同生活起居外，還應(yīng)有娛樂教育的活動(dòng)。通過使用多媒體光盤來做游戲、講故事及觀賞電影等，可以充實(shí)家庭生活的情趣?！窦彝?yīng)用家庭中多媒體光盤片主要包括醫(yī)藥與娛樂兩類66●商業(yè)

多媒體可以充分發(fā)揮它的特長，協(xié)助商業(yè)界來訓(xùn)練員工，以最經(jīng)濟(jì)有效的方法來給員工實(shí)施在職教育。也可利用多媒體來展示商品，以多變化、新穎化吸引顧客另外，還可以提供顧客查詢和自動(dòng)答詢的信息渠道。 (1).員工訓(xùn)練 (2).商品介紹 (3).查詢服務(wù)與瀏覽 (4).商品廣告●商業(yè)多媒體可以充分發(fā)揮它的特長，協(xié)助商業(yè)界來訓(xùn)練67●多媒體對(duì)數(shù)據(jù)庫的影響

1).數(shù)據(jù)量巨大且媒體之間量的差異也極大，從而影響數(shù)據(jù)庫的組織和存儲(chǔ)方法。 2).媒體種類的增多增加了數(shù)據(jù)處理的困難。 3).多媒體不僅改變了數(shù)據(jù)庫的接