《计算机文化基础 教学课件 作者 李淑华 第8章 多媒体技术概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机文化基础 教学课件 作者 李淑华 第8章 多媒体技术概述（100页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章多媒体技术 多媒体技术概述 多媒体计算机系统组成 音频信息处理技术 图片图像处理软件PhotoshopCS简介 视频信息处理技术 平面动画制作软件Flash简介 本章要点 8 1多媒体技术概述 8 1 1多媒体媒体 信息的载体国际电联将媒体分成5类 感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体 8 1 2多媒体技术 多媒体 媒体和数据流Multi 多 很多Medium 媒体 介质物体传输或变换时的中间物质一种大众传播方式 如报纸 杂志或电视一般说来 媒体是一种信息发布和表现的方法 多媒体技术定义 多媒体技术 就是把文本 音频 视频 图形 图像和动画等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集 获取
2、 存储等进行加工处理 再以单独或合成的方式表现出来的一体化技术 8 1 3媒体元素 1 文本 Text 指各种文字字符的序列优点 存储空间小缺点 形式呆板文字的属性 字体字号文字的风格对齐方式颜色 8 1 3媒体元素 2 图形 Graphics 计算机根据数学模型计算生成的几何图形格式 占用的存储空间小 缩放不失真 3 图像 Image 图像是指由输入设备捕获的实际场景画面或以数字化形式存储的画面 是真实物体重现的影像 特点 形象 直观 信息量大缩放失真 8 1 3媒体元素 4 音频 Audio 音频处理技术 如 音频采集 把模拟信号转换成数字信号 语音编 解码 把语音数据进行压缩编码 解压缩
3、 音乐合成 利用音乐合成芯片 把乐谱转换成乐曲输出 文本 语音转换 将计算机的文本转换成声音输出 语音识别 让计算机能够听懂人的语音 同时把语音识别为相应的汉字输入并存储到计算机中 补充内容 音频信息处理技术 声音的基本概念声音 由物体的振动引起空气的振荡 波形形式 声波 一个周期 时间 空气压强 振幅 周期 每隔一定时间间隔波形就重复相同的形状 这个时间就是周期频率每秒钟的周期数 是周期的倒数使用赫兹 Hz 来衡量 1Hz表示每秒钟振动1次 1KHz 1000Hz次声波0 20Hz人耳可听频率 音频 20 20KHz超声波20KHz 1GHz特超声波1GHz 10THz语音20 3 4kHz
4、 音频 人耳可听声音噪音 除语音和音乐外的音频信号一个主观特性是听起来是低音还是高音振幅振幅的主观感觉是声音的大小声音在计算机钟的表示方式自然界的声音是连续的 但是计算机只能存储离散数据需要将声音的连续的模拟信号变成离散的数字信号 模数转换 ADC 相反的转换 数模转换 DAC ADC处理 采样使用有规律的时间间隔测量声波的振幅并产生一系列的数值采样频率 单位时间内采样的次数 使用Hz作为计量单位 时间 振幅 采样 ADC处理 量化使用多少bit位来表示采样的数值使用8 bit进行量化会有256个不同的值 采样 振幅 75 5 250 25 5 75 此图描述量化为3bit的情况 它有8个不同
5、的值 ADC处理 3 bit量化会有8个值 000 001 010 011 100 101 110 111 分别表示 0 0 25 0 5 075 0 25 0 5 075 1编码将量化后的值按照原始顺序排列针对前面的图示 001001010010010011011011011011011011001001100100101101101110110110110101101101100100 音乐 MIDI MusicalInstrumentDigitalInterface 电子乐器数字接口 MIDI接口由两个不同的部分组成与设备相连的硬件及其标准数据格式标准 给出在硬件上传输的信息的编码方式M
6、IDI通道MIDI设备MIDI消息通道消息系统消息 语音 人和机器都可以感知 理解和产生语音人耳对600Hz到6000Hz的声音最为敏感 波峰 波谷 语音 人耳对1KHz左右的声音最为敏感 而对高频和低频声音的敏感性则大大降低语音信号有两个常用的特性 语音信号在一定时间内有近似周期性的行为语音信号的频谱有3 5个频段的共振峰 这些称为共振峰的最大值是由声带共振引起的语音生成语音分析 语音 语音传输通过对语音信号的有效编码来实现语音信号在网络上的低速传播 目的是使接收端生成的声音与发送端的声音具有相同的质量信号波形编码目标是获得音频信号的最有效的编码方法CD质量的音频信号需要的速率 rate 2
7、 44100 s 16bit 8bit B 176400Bytes s电话质量语音的数据速率只需要64kbps 使用DPCM可以在没有质量损失的情况下将数据速率降低到32Kbps 语音 源编码在降低速率的过程中使用了语音的特点使用一系列的脉冲模拟声音现在主要的研究工作是如何将数据率从64kbps降到6kbps A D 语音分析 重构 D A 模拟语音信号 模拟语音信号 音频比较 采样频率 8000HZ 双声道 量化为16bit MIDI音乐 原语音 峡谷效果 大厅效果 空间效果 8 1 3媒体元素 5 视频动态的影视图像称为视频 Video 常见视频文件的存储格式 AVI MPG MOV6 动
8、画动画原理 基于人眼的 视觉暂留 效应分类 造型动画帧动画 8 1 4多媒体技术的主要特性 1 交互性 多媒体技术的关键特征 用户能自由地控制和处理信息 2 多样性主要指媒体的多样化或多维化 3 集成性包括两方面 将多种媒体元素集成在一起指处理媒体元素的设备和系统的集成 4 实时性接收到的各种信息媒体在时间上必须是同步的例如电视会议系统的声音和图像不允许存在停顿 必须严格同步 包括 唇音同步 否则传输的声音和图像就失去意义 8 1 5多媒体关键技术 1 多媒体操作系统技术2 多媒体功能芯片技术3 多媒体输入输出技术4 多媒体数据压缩技术5 光存储技术6 人工智能技术 光存储技术概述 1光盘存储
9、器的特点与分类光盘存储器的特点存储密度高 非接触式读写 信息保存时间长盘面抗污染能力强 价格低廉 使用方便光盘存储器的分类只读型光盘CD ROM一次写入型光盘WORM可擦除重写光盘R W 技术指标与国际标准规范 技术指标存储容量 平均存取时间 数据传输速率 误码率和平均无故障时间国际标准规范红皮书 1981年 基础 CD DA CD V CD G黄皮书 ISO9660规范 CD ROM绿皮书 CD I VCD基础蓝皮书 橙皮书 可写光盘标准CD ROMXA ISO9660 白皮书 1992年 VCD标准 常见光盘种类 光盘系列 CD ROM CD DA VCD PhotoCD LV CD RO
10、MXA CD I CD V DVI DVD CD R WORM PCD MOD CD ROM盘片与数据结构 商标面 铝反射层 漆保护层 聚碳酸衬底 CD ROM螺旋型光道 CD盘的结构 15mm 46mm 50mm 116mm 117mm 120mm 数据记录区 导出区 导入区 光学读出头的基本结构与读出原理 CD ROM扇区数据结构 扇区光道从内向外等长分段 一段为一个扇区采用分 秒 扇区号表示1分 60秒 1秒 75个扇区例 2分13秒25区 光道上第10000个扇区采用ISO9660标准扇区格式Mode1 对误码率要求高的数据Mode2 误码率要求不高的数据CD ROMXA 可读取CD
11、I格式数据 CD R与CD RW光盘刻录技术 CD R光盘 8 2多媒体计算机硬件技术 8 2 1多媒体系统的组成所谓多媒体系统 MultimediaSystem 是指多媒体终端设备 多媒体网络设备 多媒体服务系统 多媒体软件及有关的媒体数据组成的有机整体 多媒体系统包含 多媒体终端系统相应的软件及数据 8 2 2多媒体硬件的基本组成 1 多媒体接口卡声卡 音频卡 语音卡 图形显示卡视频捕捉卡和非线性编辑卡2 多媒体外部设备视频 音频输入设备 扫描仪 录像机 数码照相机视频 音频播放设备 电视机 投影仪交互界面设备 触摸屏 光笔存储设备 可擦写光盘 CD RW 多媒体计算机的实质 是在普通PC
12、机的基础上 加上具有处理多媒体信息的功能卡 扩展普通PC的功能 使其具备处理多媒体的信息的能力 多媒体计算机系统组成 计算机 录像机 摄像机 影碟机 视频卡 显示器 CD ROM驱动器 其他 打印机 扫描仪 语音 图像识别卡 音箱 MIDI设备 音频卡 电视卡 话筒 音响设备 电视机 8 2 3多媒体输入 输出设备 1 音频卡 音频卡又称为声卡 是计算机处理声音信息的专用功能卡 2 显示器 显示器是计算机中基本的输出设备 3 扫描仪 将各种形式的图像信息输入计算机的重要输入设备 4 数码相机 使用数码相机拍摄自己所需的照片 然后直接把图像下载到计算机中 进行编辑处理 8 2 3多媒体输入 输出
13、设备 5 音箱 将音频信号还原成声音信号的一种装置6 触摸屏触摸屏是人机交互一个工具 使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作 7 视频采集卡视频采集卡又称视频捕捉卡 是对模拟视频图像进行捕捉并转化为数字信号的硬件设备 8 2 4多媒体存储设备 光盘 1 光盘的分类只读光盘一次写入型光盘可擦写光盘2 DVD光盘DVD是DigitalVersatileDisc的缩写 它的主要用途在于数字影像 DVD存储的信息量却相当大 常见的容量有4 7GB 8 5GB 9 4GB甚至是17GB DVD容量增加措施 8 3音频信息的处理技术 8 3 1数字音频基础知识1 声音声音是振
14、动的波 是随时间连续变化的物理量 声音可用3个物理量来描述 振幅 表示了声音的强弱 周期 是两个连续波峰间的时间长度 频率 是每秒钟振动的次数 以Hz为单位 8 3 1数字音频基础知识 2 声音媒体的分类波形声音语言音乐3 声音媒体的3要素音调 音调代表了声音的高低 音强 又称为响度 音强与声波的振幅成正比 振幅越大 强度越大 声音就越响亮 音色 是声音的特色 8 3 1数字音频基础知识 4 声音是基于时间的媒体声音是一种基于时间的媒体声音数据具有很强的时间前后相关性 数据量较大5 声音信号数字化中的主要指标采样频率采样精度声道数 8 3 2声音文件的基本格式 1 波形音频文件 wav 微软公
15、司专门为Windows平台设计的波形音频文件格式 没有对数据进行压缩 所以播放效果比较好 但数据量很大 2 数字乐器MIDI音频文件 mid 数字乐器MIDI音频文件数据量很小在多媒体光盘和游戏制作中应用较广 3 压缩音频文件 mp3 压缩音频文件采用MPEG数据压缩技术 以高压缩比而著称特点是音质好 数据量小 8 3 2声音文件的基本格式 4 光盘数字音频文件 cda 光盘数字音频文件数据量大 音质好 5 音频压缩文件 wma 这是微软公司新发布的一种音频压缩文件格式具有采样频率范围更宽 有版权保护 数据量更小且不失真等优势 8 3 3音频卡 其主要功能 录制 编辑和回放数字声音文件 压缩和
16、解压缩声音文件 以节省存储空间 支持语音合成技术 使计算机能够朗读书面文字 有乐器数字接口 MIDI 简单的语音识别能力 2音频卡音频卡功能音频的录制将外部的声音信号录入计算机 并以文件形式保存编辑与播放 在软件参与下进行多种特技效果的处理 包括加入回声 倒放 淡入淡出MIDI电子音乐合成方式 波表合成频率调制合成音频源的混合 MIC CDROM合成 音频卡的工作原理 分类 按量化位数 8位16位32位组成数字音频处理器 核心 A D D A MIDI接口控制音乐合成器 控制声音的音色 音调和幅度混音器 音源选择 混合 音量控制 声道选择总线接口控制器 与计算机通信 MIC CD ROM 音频卡的接口 3D音效的原理 HRTF算法 HeadReferenceTransmitionFunction 头部相关传递函数 耳朵对从空间各个方向传来的声音有不同的感受 这主要是因为耳廓的 奇异 结构对不同方向的声音有着不同的机械滤波作用 从而使外来声音的幅频和相频特性的频谱结构有所改变 就是不同频率的声音的大小比例 先后次序产生了变化 所以乐器或物体的声音 包括人声 在不同的方向上显得有所不同 通
