数字媒体及其应用

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1、 计 算 机 应 用 基 础 胡建华第5章 数字媒体及其应用主要内容5.0 多媒体技术的相关概念5.1 多媒体技术的发展和应用5.2 多媒体计算机的组成5.3 多媒体数据采集和数字化5.4 数据压缩技术5.5 *动画技术5.6 *图象技术计 算 机 应 用 基 础 胡建华要求 掌握多媒体、多媒体技术和表示媒体的概念，以 及多媒体技术的基本特征 了解多媒体技术的发展和应用 了解多媒体计算机的软、硬件结构 掌握多媒体数据的采集和数字化过程（声音、图 象、视频） 掌握常见的多媒体文件格式及其特点，了解常用 多媒体播放软件 了解数据压缩的相关概念及两大国际压缩标准计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.

2、0 多媒体技术的相关概念计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.0.1 媒体的概念及分类媒体的概念：媒体是信息的载体，如日常生活中的报纸电视、文本、图象、声音、视频等计 算 机 应 用 基 础 胡建华媒体的分类（5类） 感觉媒体（Perception Medium）：直接作用于感觉器官 ，使人产生感觉的媒体，如引起听觉反应的声音、视觉反 应的图象等 表示媒体（Representation Medium）：是指为传播或表 达信息，按照一定信息编码规则建立的对象，常见的表示 媒体有文本、声音、图片、视频和动画等 表现媒体（ Presentation Medium ）：指用于信息输入 和输出的设备，如

3、键盘、扫描仪、显示器等 存储媒体（ Storage Medium ）：如各种存储设备 传输媒体（ Transmission Medium ）：指能够传送数据 信息的物理介质，电缆、双绞线、光纤等计 算 机 应 用 基 础 胡建华 多媒体的概念：就是将文本、声音、图 形、图象、动画和视频等多种媒体有机 的结合在一起综合而成的 信息的一种复 杂的表示媒体 相关的媒体从时效性上可分为：v静态媒体：如文本，图形，静态图 象v时变媒体：如声音、动画、视频5.0.2 多媒体5.0.3 多媒体技术多媒体技术（Multimedia Technique ）就是计算机交互、综合处理多种媒体信息 -文本、声音、图形

4、、图象、视频和动画 等，将多种媒体有机地结合在一起，通过计 算机及其它电子设备进行处理和控制，并支 持完成一系列交互操作的信息技术。该技术 几乎包含了当今计算机领域内最新的硬件和 软件技术。5.0.4 多媒体技术的基本特征 多样性：即处理媒体的多样性，多种媒体信息- 文本、声音、图形、图象、视频和动画等 交互性：既用户对多媒体的可操控性，用户可控 制播放内容、可检索所需信息、可提问和作答、 录入与输出等 实时性：展现在视频播放的连续性等方面 集成性：一是指把不同的媒体设备集成在一起， 形成多媒体系统，如多媒体计算机的软、硬件集 成；二是指多种媒体信息集成在一起 使用的便捷性：网络服务都使用了多

5、媒体技术5.0.5 多媒体计算机 多媒体计算机（Multimedia Personal Computer,MPC）一般来说指：能够对多种媒体 进行综合处理，支持研制或播放多媒体产品的计 算机 多媒体计算机一般以基本计算机为基础，提高其 处理多媒体的能力，如CPU中增加MMX（ Multimedia Extension多媒体增强指令集），配 备大容量的存储设备、安装支持多媒体功能的操 作系统及多媒体处理用的相关软件、配置高质量 显卡和显示器以及其它相关外围设备等计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.1 多媒体技术的发展和应用计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.1.1 多媒体技术的发展 初期阶段

6、Amiga是世界上第一台真正的多媒体计算机，1985年 由美国Commodore公司推出；同年CD-ROM被Philips和 Sony联合推出；1990年Microsoft的Windows3.0正式推 出 标准化阶段PMC-4.0标准（表5-1），主要是对高质量硬件 的要求计 算 机 应 用 基 础 胡建华 发展至今天：在许多技术上都得到了相 当大的发展 数据压缩技术： 存储管理技术：1990年Informis的多媒 体关联数据库Online就被提出了 软件设计技术：可视化程序设计，OOP 超媒体技术（HyperMedia Technique） ：是多媒体信息的一种组织技术，支持跳转 阅读，最

7、好的例子就是WWW和帮助文件计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.1.2 多媒体技术的应用多媒体技术的应用十分广泛：如 学习、教学、产品发布、形象设计、 游戏、影视作品出版发行、网络服务 等等计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.2 多媒体计算机的组成计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.2.1 多媒体计算机的硬件组成硬件组成=基本配置+扩展设备计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.2.2 多媒体计算机的软件组成多媒体驱动软件：如声卡驱动程序、显卡 驱动程序、视频卡驱动 程序等 多媒体操作系统：其基本功能就是提供处理多媒体信息的各种基本操 作和管理方法，使得各种媒体硬件和谐工作，支持实时同步播

8、放。 Windows就是一种典型的通用多媒体操作系统。多媒体数据准备软件：是用于采集、合成各种媒体元素的工具软件， 如音频编辑软件Sound Edit、Cool Edit，三维动画制作软件 Animator、3DSMAX，图象编辑软件Photoshop、CoreDraw，视频编辑 处理软件Adobe Premimere、Media Studio等等多媒体创作软件：是提供给创作者制作多媒体作品的工具。如 Authorware、Flash MX、Photoshop 7.0、Tool Book、Director等多媒体应用系统：是多媒体平台上设计开发的面向应用的多媒体作品 ，如网络电玩等 计 算 机

9、 应 用 基 础 胡建华5.3 多媒体数据采集和数字化5.3.1 多媒体数据采集 数据采集的概念就是将文本、声音、图形、图象、视频 等这些媒体转换成计算机所能识别的数字 信号的过程，即用0、1序列表示常用采集方法： 文本采集：常用手工录入或扫描+识别 声音采集：计算机软件录制如total recorder、录音机录 制+音频输入/输出功能+音频截取 图形、图象采集：计算机软件绘制、扫描仪扫描、数码 相机拍摄、从屏幕截取、从视频捕获（用视频卡自带程 序或播放程序） 视频采集：视频卡+数码摄象机、视频卡+有线电视信号 后期处理：如格式转换、除噪等等可使用我们前面提到 的编辑软件实现5.3.2 声音

10、信息的数字化1 . 模拟信号（Analog）和数字信号(Digital)的概念：模拟信号是一种指时间和幅度上都连续的信号，相 应的数字信号是前者的一个子集，是对前者经采样（ 时 间离散化）、量化（幅值离散化）、编码（可能压缩） 而得到的近似表示前者的数据序列。2 .声音信号的数字化过程 方法： 取样（sampling）：时间离散化 量化（quantization)：幅值离散化 编码（encoding） 硬件实现：声卡中的A/D转换器3 .相关概念及定律采样定律：fs2f 意思是如果采样频率fs2倍的采样信号最高频率 ，就可以根据所采样本还原出原来的声音，实现无损数 字化（Lossless di

11、gitization） 采样精度由表示样本时所采用的二进制位数 决定，如样本用16位表示，样本数据值则是 065535中的一个数字，精度就是1/65536计 算 机 应 用 基 础 胡建华4 .声音信息的计量 问题一个声音文件中的声音取样频率为44.1kHz,量化位数8 位,声道数2,声音播放时间为10分钟,不采用压缩技术,请估 计该文件约有多大? 计算公式文件的字节数=采样频率量化位数声道数时间8注意：单位必须一致计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.声音文件的格式 常见格式及相应的文件扩展名文件格式文件扩展名WAV文件.WAVCD文件.CDAMIDI文件.MID .RMIAudio文件.M

12、P3 .MP2 .MP1 . MPA .ABSDVD文件.VOB计 算 机 应 用 基 础 胡建华WAV文件 即波形文件，是微软专门为Windows设计 的波形文件存储格式。 文件扩展名：.WAV 获取过程：采样+量化+编码 缺点是：文件太大 适用于所有声音MIDI文件 MIDI(Musical Instrument Digital Interface) 乐器和计算机等电子设备之间交换信息与控制信 号的一种标准协议 文件扩展名：.MID .RMI 文件内容：是指令集，指示MIDI设备发出规定的 演奏音符、决定演奏多长时间、音量的变化和生 成音响效果等 优点是：文件小，容易编辑，是几乎所有多媒体

13、 创作软件都支持的背景音乐格式 仅适用于音乐MP3文件 MP3(MPEG Audio Layer 3) 是MPEG（Moving Picture Expert Group活动图象专家组）制定的 音频压缩协议之一，其压缩原理重要是抛弃人类 无法辨识的那部分声音，压缩比一般可达到1:10 1:12 文件扩展名：.mp3 一首30M的WAV格式的歌曲，转换成该格式，文件 大小仅3M左右其它格式文件v RMI是Microsoft公司的MIDI文件格式 v VOC是Creative公司的MIDI文件格式 v AIF是Apple公司的专用音频文件格式 v SND是Next计算机的波形音频文件格式计 算 机

14、 应 用 基 础 胡建华6 .音频处理与编辑软件 录音机：可录制和编辑WAV文件 CD播放机：播放CD 媒体播放机（Media Player）：可用于播放当前最流行格 式的音频、视频和混合型多媒体文件豪杰超级音频解霸3000：是一个万能音频播放器，可以实现压缩、解 压缩音频文件、卡拉OK、播放VCD及CD音频，甚至读TXT文件、转换MP3 格式、MP3数字抓轨（抓取CD歌曲转为MP3格式）等功能另有网上在线收听用的RealPlayer、专门播放MP3的winamp、播放DVD 光盘中音频文件的PowerDVD、可实现格式互转的Total Recorder等计 算 机 应 用 基 础 胡建华5.3.3 图象信息数字化（1）图象的属性分辨率：是一副图象的象素密度的度量方法，是 该图象横向象素数纵向象素数，如：一副320 240的 图象，共76800个象素注：不同于显示分