9計算機多媒體技術

第九章多媒體技術本章學習目標9.1計算機多媒體技術的根本知識9.2多媒體信息的數(shù)字化與媒體形式9.3多媒體計算機系統(tǒng)組成9.4多媒體根本應用工具的使用互動題目1本章學習目標本章主要學習：計算機多媒體技術的根本知識、多媒體根本應用工具、文件壓縮與解壓縮的根本概念和WinRAR的使用。主要掌握以下內容：多媒體技術根本概念、多媒體計算機的根本組成；windows圖像編輯器、錄音機程序、媒體播放機的使用；文件壓縮的根本概念、WinRAR的使用。29.1計算機多媒體技術根本知識9.1.1多媒體技術根本概念9.1.2多媒體系統(tǒng)中的根本元素9.1.3多媒體的關鍵技術9.1.4多媒體技術的應用領域39.1.1多媒體技術的根本概念1、媒體媒體：信息表示和傳播的載體 包括：文字、圖形、聲音、圖像、動畫、視頻等CCITT〔國際電報咨詢委員會〕對媒體的分類感覺媒體〔PreceptionMedium〕表示媒體〔PresentationMedium〕顯示媒體〔RepresentMedium〕存儲媒體〔StorageMedium〕傳輸媒體〔TransmissionMedium〕計算機內部真正保存、處理的是表示媒體，所以，假設沒有特別說明，通?？蓪ⅰ懊襟w”理解為表示媒體，它以不同的編碼形式反映不同類型的感覺媒體。42、多媒體技術及其特征多媒體技術：

應用計算機技術將各種媒體以數(shù)字化的方式集成在一起，從而使計算機具有表現(xiàn)、處理、存儲多種媒體信息的綜合能力和交互能力。多媒體計算機技術綜合了計算機技術、電子技術、通信技術等各種技術，是一門跨學科的、綜合的技術。52、多媒體技術及其特征多媒體技術的特征同步性多媒體技術的同步性是指在多媒體業(yè)務終端上顯現(xiàn)的圖像、聲音和文字是以同步方式工作的。集成性 指將多種媒體有機地組織在一起，共同表達一個完整的多媒體信息，使聲、文、圖、像一體化實時性 多媒體技術是多種媒體集成的技術，在這些媒體中，有些媒體〔如聲音和圖象〕是與時間密切相關的，這就決定了多媒體技術必須要支持實時處理。交互性 指人和計算機能“對話”，以便進行人工干預控制。這是多媒體技術的關鍵特征。數(shù)字化指多媒體中的各個單媒體都是以數(shù)字形式存放在計算機中的。63、多媒體計算機多媒體計算機：〔簡稱為MPC，MultimediaPersonalComputer〕，是指具有獲取、壓縮編碼、編輯、加工處理、存儲和展示包括文字、圖形、圖像、聲音、動畫和活動影像等信息處理能力的計算機。簡單地說，就是把聲、文、圖像和計算機結合在一起的系統(tǒng)。一臺典型的多媒體計算機在硬件上應該包括：功能強、速度快的中央處理器〔CPU〕，大容量的內存和硬盤，高分辨率的顯示接口與設備，光盤驅動器，音頻卡，圖形加速卡，視頻卡，用于MIDI設備、串行設備、并行設備和游戲桿的I/O端口等。79.1.2多媒體系統(tǒng)中的根本元素文本:主要指漢字、英文字符等。包括超文本。圖形:指由點、直線、圓、圓弧、任意曲線等組成的二維和三維圖形。由程序控制的矢量圖形。靜止的圖像〔圖片〕：是通過掃描儀、數(shù)碼相機、攝像機等設備捕捉到的真實場景的畫面。動畫：是一組連續(xù)圖形的集合，包括卡通、活頁動畫和連環(huán)畫等。視頻：是指通過攝像機、錄像機等設備捕獲的動態(tài)畫面?！皫笔菢嫵梢曨l信息的根本單元。音頻：包括語音、音樂和音響效果。從計算機產生聲音的原理上又可分為：數(shù)字聲音和MIDI〔樂器數(shù)字接口〕音樂89.1.3多媒體的關鍵技術數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮技術超大規(guī)模集成電路〔VLSI〕芯片技術大容量的光盤存儲器〔CD-ROM〕多媒體網絡通信技術多媒體系統(tǒng)軟件技術。99.1.4多媒體技術的應用領域多媒體計算機技術的應用領域正在不斷拓寬，從文化教育、技術培訓、電子圖書，到觀光旅游、商業(yè)及家庭應用等領域，正在給人們的工作和生活帶來日益顯著的變化。利用多媒體技術和通信技術在多媒體領域的協(xié)同工作，還可實現(xiàn)如視頻會議、遠程醫(yī)療及遠程教育等應用。109.2多媒體信息的數(shù)字化與媒體形式9.2.1模擬信號的數(shù)字化9.2.2文本〔Text〕9.2.3聲音(Audio)9.2.4圖形(Graphics)9.2.5圖像〔Image〕9.2.6視頻〔Video〕119.2.1模擬信號的數(shù)字化脈沖編碼調制：模擬信號采樣量化編碼數(shù)字信號圖9-2模擬信號數(shù)字化過程（PCM法）采樣量化和編碼數(shù)字化過程是離散化的過程，采樣將連續(xù)的時間離散化；量化那么將連續(xù)的幅度值離散化。129.2.1模擬信號的數(shù)字化采樣頻率：一秒鐘內采樣的次數(shù)，它反映了采樣點之間的間隔大?。婚g隔越小，采樣率越高，喪失的信息越少，但要求的存儲量越大。139.2.2文本〔Text〕文本是人與計算機之間進行信息交換的主要媒體。純文本文件常用.TXT擴展名，而.DOC那么是MSWord所采用的參加了排版命令的特殊文本文件。文本用編碼的方式在計算機內存儲和交換。輸入碼、內碼、字模編碼149.2.3聲音(Audio)聲音是一種頻率在20Hz~20kHz的音頻波，即音頻信號。聲音文件是各種實際聲音的數(shù)字化錄音。通常使用Windows中的錄音機程序或專用的錄音軟件進行錄制的。硬件方面那么要求有聲卡〔音頻輸入接口〕，麥克風〔Mic〕等聲源設備〔使用Linein輸入口〕。采樣頻率越高，量化精度越高，聲道數(shù)越多，那么聲音質量就越好，而數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量也就越大。所以一般在存放前要對聲音數(shù)據(jù)進行壓縮，使數(shù)據(jù)量大大減少，到播放時再進行解壓、復原。15計算機中常用的音頻文件格式⑴.midi或.mid：格式用于器樂。它實際上是一段音樂的描述信息，這些信息必須通過音樂合成器進行解釋，該合成器根據(jù)MIDI提供的詳細描述樂譜的協(xié)議〔音符、音調、使用什么樂器等〕產生出相應的一段音樂或聲音。⑵.wav：是PC機常用的聲音文件，它實際上是通過對聲波的高速采集直接得到的，無壓縮、占很大的存儲空間。WAV格式文件具有較好的聲音品質。⑶.mp3：是一種壓縮格式，它能使聲音文件明顯縮小，壓縮比到達12:l。其聲音品質非常好，可以對文件進行“流式處理”，使用戶不必等待整個文件下載完成即可收聽該文件。⑷.ra、.ram、.rpm或RealAudio格式具有非常高的壓縮品質，文件大小要小于MP3，同樣也能進行“流式處理”。其聲音品質比MP3文件聲音品質要差。其他音頻文件格式還包括：AIFF、AU、WMA等。169.2.4圖形(Graphics)圖形主要是由線條組成的。用數(shù)學的方法來表示，所以計算機中圖形的表示常常使用“矢量法”而不是采用位圖來表示，可使存儲量大大減少，也便于繪圖儀輸出。圖形有二維〔2D〕和三維〔3D〕之分。二維圖形是指只有X、Y兩個坐標的平面圖形。三維圖形是指具有X、Y、Z三個坐標的立體圖形。17常用圖形文件格式

文件擴展名固有名稱描述.psPostScript屬于基于矢量頁面描述語言，由Adobe研制和擁有。PostScript是一種強大的編程語言，得到多種激光打印機支持.pdf跨頻臺文件格式是AdobeAcrobat輸出得到的一種文件格式，一個簡化的PostScript版本，允許包含有多頁和鏈接的文件。與AdobeAcrobatReader或AdobeeBookReader配合使用.swfFlashFlash是用來播放矢量動畫的瀏覽器插件。有幾種應用程序可以創(chuàng)建SWF文件，包括由Macromedia發(fā)布的Flash.flaFlashSourceFileShockwaveFlash源文件，只能用于MacromediaFlash軟件.svgScalableVectorGraphics一個基于XML的矢量圖格式，是WorldWideWebConsortium為瀏覽器定義的標準。用來描述二維靜態(tài)及動態(tài)向量圖形的格式。Adobe及CorelDraw都支持這種格式，而在Linux上更是大行其道.wmfWindows圖元文件格式是微軟公司Windows操作系統(tǒng)存儲矢量圖和光柵圖的文件格式.dxfASCIIDrawingInterchange為CAD程序存儲矢量圖的標準ASCII文本文件189.2.5圖像〔Image〕它不象圖形那樣有規(guī)律明顯的線條，因此在計算機中難以用矢量來表示，根本上只能用點陣來表示。數(shù)字圖像的最小元素稱為像素，其大小是由“水平像素數(shù)×垂直像素數(shù)”來表示的。圖像的每一個像素不再僅僅只占一位，而是需要用許多位來表示。例如，一個像素使用8位來表示時，黑白圖像可以表示出由白到黑256種灰度，彩色圖像可以表示256色。彩色圖像的像素通常是由紅綠藍〔RGB〕3種顏色搭配而形成的。如采用24位表示一個彩色像素，那么在這里24位被分為3組，每組8位，分別表示RGB三種顏色的色度，每種顏色分量可有256個等級。當RGB三原色以不同的值進行搭配時，可以得到顏色數(shù)為28×28×28=1677萬種稱為百萬種顏色的“真彩色”圖像。假設RGB全部設置為0那么為黑色，全部設置為255那么為白色。數(shù)字圖像的最大特點是其所占存儲量極為巨大。19常用圖像文件格式

擴展名固有名稱描述.bmpWindows位圖最常被Windows程序使用的格式。采用非壓縮格式，圖象質量高，缺點是文件比較大.tiff.tif標簽圖像文件格式是一種由Aldus公司開發(fā)的圖像文件格式，常用于掃描儀及傳真之上。大量用于傳統(tǒng)圖像印刷，可進行有損或無損壓縮.gif圖形交換格式在網絡上被廣泛使用，支持動畫圖像，支持256色，對真彩圖片進行有損壓縮。使用多幀可以提高顏色準確度.jpeg.jpg聯(lián)合圖像專家組在網絡上廣泛使用于存儲相片。使用有損壓縮，質量可以根據(jù)壓縮的設置而不同.xpm彩色圖像文件格式在UNIX平臺的XWindowsSystem下使用廣泛的格式。一種不使用壓縮的ASCII格式.psdPhotoshop文件Photoshop文件的標準格式。有很多諸如圖層的額外功能.png可移植網絡圖像無損壓縮位圖格式。起初設計用于代替互聯(lián)網上的GIF格式209.2.6視頻〔Video〕視頻圖像是一種活動影像，它與電影和電視原理一樣，都是利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象，將足夠多的畫面〔Frame，幀〕連續(xù)播放，只要能夠到達每秒20幀以上，人的眼睛就覺察不出畫面之間的不連續(xù)性。視頻的每一幀實際上就是一幅靜態(tài)圖像，所以圖像存儲量大的問題在視頻中就顯得更加嚴重。21常見的視頻影像文件格式(l).avi格式，即音頻視頻交錯格式，是Windows所使用的動態(tài)圖像格式。它不需要特殊的設備就可以將視頻和音頻交織在一起進行同步播放。這種視頻格式的優(yōu)點是圖像質量好，缺點是數(shù)據(jù)量較大。(2).mpeg、.mpg或.dat格式，是運動圖像專家組〔MPEG〕制訂的壓縮標準所采用的格式，供動畫和視頻影像使用，是運動圖像壓縮算法的國際標準。這種格式數(shù)據(jù)量較小，家用的VCD、SVCD、DVD等就是采用這種格式。(3).ra、.rm或.rmvb格式是RealNetworks公司開發(fā)的一種新型流式視頻文件格式，主要用來在低速率的廣域網上實時傳輸活動視頻影像，可以根據(jù)網絡數(shù)據(jù)傳輸速率的不同而采用不同的壓縮比率，從而實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的實時傳送和實時播放。(4).mov格式是Apple計算機公司開發(fā)的一種音頻、視頻文件格式，用于保存音頻和視頻信息，具有先進的音視頻功能。(5).asf是微軟采用的流式媒體播放的文件格式，適合在網絡上進行連續(xù)的視像播放。其他視頻文件格式還包括：DivX、WMV等。229.2.7動畫〔Animation〕動畫通常指人工創(chuàng)造出來的連續(xù)圖形所組合成的動態(tài)影像。動畫也需要每秒20個以上的畫面。每個畫面的產生可以是逐幅繪制出來的〔例如卡通片〕，也可以是實時“計算”出來的〔例如立體球的旋轉〕。網上常見的小動畫大多是GIF格式的,也叫逐幀動畫．就是由幾張圖合在一起的圖片．FCI/FLC是AutoCAD的設計廠商Autodesk設計的動畫文件格式，Autodesk產品Animator、3DStudioMAX、AnimatorPro等都支持這種格式。MPG、AVI也可以用于動畫文件格式。239.3多媒體計算機系統(tǒng)組成硬件系統(tǒng)：多媒體主機：如個人機，工作站多媒體輸入設備：如攝像機，數(shù)碼相機、麥克風、錄音機、錄象機、掃描儀、圖形輸入儀、光驅等輸出設備：如顯示器、打印機、繪圖儀、音響、錄音機、錄象機等存儲設備：硬盤、光盤、聲像磁帶等接口卡及輸入輸出控制卡：視頻卡、聲卡、數(shù)據(jù)壓縮卡、通信卡等操縱控制設備：鍵盤、鼠標器、操縱桿、觸摸屏等24多媒體系統(tǒng)硬件實現(xiàn)方式聲音——聲卡，揚聲器，麥克風，MIDI設備，音頻壓縮設 備，...圖像——2D、3D加速卡，圖像壓縮卡，掃描儀，數(shù)碼相 機，…視頻——視頻采集卡(捕獲卡)，視頻壓縮/解壓縮卡，…存貯——大容量硬盤，CD-ROM，DVD-ROM，…通信——多媒體網絡設備，視訊會議系統(tǒng)，…其它——其它多媒體專用設備。25多媒體計算機硬件設備聲卡：也稱音頻卡?？蓪⒛M波形的聲音轉換成聲音的數(shù)字信息；還可以將經計算機處理后的聲音的數(shù)字信息轉換成模擬信息，最后輸出到音響設備視頻卡：提供視頻加速、視頻播放和視頻捕捉功能26多媒體計算機軟件多媒體驅動軟件多媒體操作系統(tǒng)多媒體數(shù)據(jù)處理軟件多媒體創(chuàng)作軟件：如WaveEdit，Photoshop，Director，3DStudioMAX等各種媒體制作、編輯系統(tǒng)。多媒體應用軟件：計算機輔助教學系統(tǒng)〔CAI〕、視頻會議系統(tǒng)、多媒體播放系統(tǒng)。27多媒體創(chuàng)作工具多媒體應用范圍多媒體創(chuàng)作工具的典型軟件圖像處理Photoshop、Director音樂制作Cakewalk演示文稿制作PowerPoint動畫制作3DStudioMAX、Animator視頻影像處理Premire多媒體圖文制作Authorware文字處理及藝術字制作Word多媒體程序設計語言VisualBasic、VisualC++、BorlandC++289.4多媒體根本應用工具的使用9.4.1windows圖像編輯器9.4.2windows錄音機程序9.4.3windows媒體播放器9.4.4壓縮工具WinRAR299.4.1Windows圖像編輯器30畫圖程序界面畫圖程序標題下包含：菜單欄、繪圖工具、畫布、顏料盒、狀態(tài)欄菜單欄：提供了“文件”、“編輯”、“查看”等菜單繪圖工具箱：提供橡皮、鉛筆、文字等各種圖形工具畫布：可以作畫的空間顏料盒：默認的顏料盒有28種，默認背景色為黑色319.4.2錄音機程序的用法利用錄音機程序可以錄制、播放和編輯WAV聲音文件。錄音機程序的啟動：“開始”|“程序”|“附件”|“娛樂”|“錄音機”播放WAV文件：窗口的“文件”|“翻開”選擇WAV文件“確定”，通過單擊錄音機窗口的各按鈕進行操作。錄制WAV文件：插上麥克風，選擇“文件”|“新建”單擊錄音按鈕；錄制結束，單擊停止按鈕，選擇“文件”|“另存為”，輸入文件名。編輯WAV文件：“編輯”菜單和“效果”菜單329.4.3Windows多媒體播放工具“開始”|“程序”|“附件”|“娛樂”|“

WindowsMediaPlayer”33媒體播放方法windowsMediaPlayer是一種通用的多媒體播放機，可用于播放音頻、視頻和混合型多媒體文件。設有關選項：使用前可以選擇“工具”/“選項”命令進行參數(shù)設置翻開并播放文件：選擇“文件”/“翻開”命令，在“翻開”對話框上的“文件類型”中選擇文件類型；播放控制：播放、停止、快進等功能。利用OLE技術，可以在文本中參加圖片、聲音或其他對象，從而形成一個多媒體復合文檔。349.4.4壓縮工具WinRAR1、文件壓縮和解壓縮的根本知識2、壓縮工具WinRAR的根本操作351、文件壓縮和解壓縮根本知識

多媒體計算機所面臨的最大難題之一是海量數(shù)據(jù)的存儲與傳送問題。圖像的數(shù)據(jù)量相當大，如何解決圖像壓縮問題是多媒體計算機解決海量數(shù)據(jù)的存儲與傳送問題的關鍵。而是事實上在視頻信息中存在著大量的冗余，這些冗余包括空間冗余、時間冗余、編碼冗余和視覺冗余。361、文件壓縮和解壓縮根本知識〔續(xù)〕由于冗余的存在，使得數(shù)據(jù)壓縮成為可能。通常原始數(shù)據(jù)被壓縮后存放在磁盤上或是以壓縮形式來傳輸，僅當用到它時才把數(shù)據(jù)解壓縮以復原。所有的壓縮系統(tǒng)都需要兩個算法：編碼(encoding)：將原始數(shù)據(jù)經過編碼進行壓縮以便于存儲與傳輸解碼(decoding)：對數(shù)據(jù)進行解碼，復原為可以使用的數(shù)據(jù)通常只需編碼一次而可能會被解碼數(shù)千次。這些算法都有一定的不對稱性：①編碼算法速度慢且需要提供昂貴的硬件設備，而解碼算法速度快且不需要昂貴的硬件；②編碼/解碼過程是不可逆的。壓縮后的文件與原始文件的數(shù)量之比稱為壓縮比。使用文件壓縮工具，可以將文本和.bmp壓縮70%左右。有些類型的文件因為它們本身就是以壓縮格式存儲的，因而很難再進行壓縮，如JPG圖像文件等。37有損壓縮與無損壓縮有損壓縮系統(tǒng)——解碼輸出與原始輸入并不完全相同的壓縮系統(tǒng)。有損壓縮系統(tǒng)是很重要的，因為少量的信息損失將可能換來更大的壓縮比：mp3,jpg。有損壓縮是以損失原文件中某些信息為代價來換取較高的壓縮率，其損失的信息多數(shù)是對視覺和聽覺感知不重要的信息。靜態(tài)圖象壓縮技術標準有JPEG，視頻壓縮技術標準有MPEG。無損壓縮系統(tǒng)——解碼輸出與原始輸入完全一致的系統(tǒng)。無損壓縮是利用統(tǒng)計特性進行壓縮處理，壓縮效率不高，但保存了原文件中的全部信息。如WinZip、WinRAR軟件就是基于無損壓縮原理設計的。圖像的無損壓縮如LZW壓縮算法。注意：不要重復使用有損壓縮對圖象或聲音進行壓縮，這樣會因損失累積而造成更大的失真。38數(shù)據(jù)壓縮的應用JPEG標準JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)是ISO和CCITT聯(lián)合制定的，主要應用于攝影〔靜止〕圖象的存儲和顯示。JPEG采用一種對稱壓縮算法，其壓縮和解壓縮可以使用相同的硬件和軟件，壓縮時間和解壓縮時間大致是相同的。MPEG標準 MPEG(MovingPictureExpertsGroup)是ISO制定的標準，是一種動態(tài)圖象壓縮標準。MPEG分成兩個不同的標準，MPEG-1是為有限帶寬傳輸設計的〔如PC上的CD-ROM〕，MPEG-2用于高帶寬傳輸，典型應用如衛(wèi)星播送電視。MP3壓縮(音頻〕MP3屬于MPEG-1標準的一局部。